圖片
此前,針對嘉拓智能CIBF 2023電池展會發(fā)布的產(chǎn)品矩陣,高工鋰電已在《應戰(zhàn)智造變革 嘉拓智能產(chǎn)品矩陣“亮劍”(上)》有所介紹。
以下,高工鋰電將對嘉拓智能所帶來的產(chǎn)品矩陣進一步拆解。
干法電極工藝
極片生產(chǎn)是電芯制作的前端環(huán)節(jié),也是制造成本最高的環(huán)節(jié)。在鋰電產(chǎn)業(yè)競逐進入下半場,極片生產(chǎn)端的降本增效不容忽視。
干法工藝工藝的突出優(yōu)勢在于,減少設(shè)備和廠房面積;減少充放電循環(huán)過程中的能量損失;提高壓實密度,提升電池能量密度;極片內(nèi)阻更低;電極面密度和容量高,倍率和循環(huán)性能好;更利于實現(xiàn)安全型、環(huán)境友好型“綠色工廠”等等。
嘉拓智能不斷推進干法電極工藝探索,并推出多款設(shè)備,賦能干法電極技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。
圖片
根據(jù)干法工藝生產(chǎn)特性,其主要通過將活性顆粒、導電劑、粘結(jié)劑混合,在粘結(jié)劑原纖化作用下,形成自支撐膜,最后輥壓覆蓋在集流體表面。
嘉拓智能已開展KATOP干法實驗室,在混料階段研發(fā)出高速粉碎機、密煉機、氣流磨、流化床、干法攪拌機;在壓延階段,推出了開煉機、對輥機、三輥輥壓機、雙鋼帶成膜機。
以對輥/多輥輥壓為例,嘉拓智能性能表現(xiàn)優(yōu)異,其膜寬>1000mm,膜片張力≥4N,輥子可獨立驅(qū)動,轉(zhuǎn)速、壓力可獨立控制,并實現(xiàn)閉環(huán)控制輥縫、成膜厚度、壓實密度。
嘉拓智能亦在干法電極整線流程推出相應的解決方案,其設(shè)備產(chǎn)品可在全流程生產(chǎn)工藝中實現(xiàn)均勻混料、物料纖維化、連續(xù)成膜,并保證膜片厚度與一致性。
寬幅涂布機
歷經(jīng)十余年的高速發(fā)展,鋰電產(chǎn)業(yè)兩大主線路徑逐漸清晰。一個是鋰電產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模急劇擴大,產(chǎn)業(yè)朝TWh時代狂奔;另一個則是行業(yè)規(guī)模制造成本不斷降低,鋰電池價格連續(xù)12年下降。
在此背景下,不斷提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本是行業(yè)適應規(guī)模制造的趨勢。在涂布環(huán)節(jié),為適應大規(guī)模生產(chǎn),寬幅涂布機成為未來的方向。
不過,在生產(chǎn)環(huán)節(jié),寬幅涂布機仍存在巨大工藝改進空間,如寬幅涂布機的打皺出現(xiàn)概率要對窄幅的大很多。
圖片
嘉拓智能認為,解決相關(guān)問題要從原材料,工藝改善,結(jié)構(gòu)設(shè)計,干燥優(yōu)化等方面同時著手。
嘉拓智能針對行業(yè)痛點、難點,不斷迭代其制造工藝,適配規(guī)模生產(chǎn)特點,在寬幅涂布機上提出一系列的解決方案。
在細分產(chǎn)品上,嘉拓智能推出了包括小螺距輥、主動弧形輥、被動弧形輥、大螺距輥、中高輥、夾持輥等,以適配寬幅涂布機不同的生產(chǎn)特點。
這也解決了寬幅涂布機在生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的極耳打皺、收卷打皺等一系列問題。
例如,針對基材塌邊的問題,嘉拓智能調(diào)節(jié)輥兼容基材塌邊生產(chǎn)力,自動平衡兩側(cè)張力,可根據(jù)張力輥兩側(cè)張力數(shù)值,自動調(diào)節(jié)達到動態(tài)平衡,與張力傳感器形成閉環(huán)調(diào)節(jié),達到平衡料膜兩側(cè)松緊度的目的。
ZD攪拌工藝
在鋰電產(chǎn)業(yè)中下游對鋰電池高安全性、高能量密度、高循環(huán)壽命等要求下,其對上游生產(chǎn)的精細化要求越加嚴格。
鋰電材料攪拌的均勻性,對最終成型的電池產(chǎn)品影響巨大。
為此,嘉拓智能在攪拌工藝環(huán)節(jié),從干混、潤濕、混凝、稀釋等整套環(huán)節(jié)進行工藝改進,并在電池材料攪拌端推出極片工廠整線方案。
嘉拓智能ZD攪拌工藝可應用于鋰電池漿料正/負極漿料攪拌、干法電機粉料混合、鈉電正/負極漿料混合。通過粉體/溶劑的高效混合,實現(xiàn)產(chǎn)品的批量化、連續(xù)生產(chǎn)。
圖片
嘉拓智能ZD攪拌設(shè)備采用偏心式分散結(jié)構(gòu),無分散“死角”,通過刮壁/桶底刮刀設(shè)計,可實現(xiàn)多角度可調(diào),分導物料分散流向。同時,嘉拓智能ZD攪拌設(shè)備采用PID智能化調(diào)節(jié)系統(tǒng),可滿足各項攪拌工藝溫度需求。
在具體生產(chǎn)過程,嘉拓智能ZD攪拌工藝還有如下突出特點:
在預混+干混環(huán)節(jié)可使各類粉體混合均勻;在潤濕環(huán)節(jié),使顆粒表面充分吸附溶劑,物料充分分散;混凝階段,完成固-液轉(zhuǎn)換,物料進一步分散;稀釋階段,使?jié){料性能保持高度一致性。
Z字疊片機
規(guī)模交付要求下,疊片機在生產(chǎn)效率、精度、穩(wěn)定性上經(jīng)歷一系列變革。其生產(chǎn)速度也從原先的1.5s/片提升到0.45s/片以下。
圖片
在疊片機步入半秒時代,嘉拓智能推出了Z字疊片機,從四方面順應不斷變化的產(chǎn)業(yè)形勢。
高速:嘉拓智能Z字疊片機通過全電子凸輪/插補,使疊片生產(chǎn)實現(xiàn)提前動作/避讓;通過直流電機+音圈電機組合,使疊片手更快、更精準;通過隔膜橫移機構(gòu)輕量化設(shè)計,減輕質(zhì)量,最小化風阻,等等。
穩(wěn)定:在生產(chǎn)速率上,嘉拓智能Z字疊片機可進行無極調(diào)速并一鍵切換,從而保證不同產(chǎn)品生產(chǎn)要求;在隔膜/極卷放卷送料過程中,通過模擬量反饋,可實現(xiàn)全程閉環(huán)控制;通過在設(shè)備方通灌水泥,穩(wěn)定底板,減少震動,使設(shè)備更穩(wěn)定。
精準:嘉拓智能Z字疊片機在生產(chǎn)過程中,搭配多套檢驗方案,可顯著提升極片/隔膜的對齊精度。
智能化:根據(jù)工藝適配,嘉拓智能在數(shù)字化調(diào)節(jié)、視覺軟件設(shè)計上展開布局,設(shè)備可以預設(shè)型號,換型時,可以一鍵切換,減少換型調(diào)試時間;在模切段和極片定位平臺采用一鍵標定功能,可以達到視覺快速換型,大大減短換型周期,并降低人為失誤。
智能涂布烘箱
極片制造環(huán)節(jié),在涂布烘干環(huán)節(jié)對于涂敷材料的均勻性、一致性有著重要影響。
影響極片烘干的因素包括風速、溫度、濕度。從過往經(jīng)驗來看,在涂布烘干環(huán)節(jié)存在諸多問題,如調(diào)試場景復雜依賴調(diào)試生產(chǎn)經(jīng)驗、調(diào)試人員多以致于成本高昂。
嘉拓智能針對生產(chǎn)工藝的閉環(huán)流程推出智能涂布烘箱,其在生產(chǎn)過程中可主動調(diào)節(jié)風速、溫度,并實時加測烘箱負壓穩(wěn)定性,并通過程序控制新風機頻率使負壓穩(wěn)定在目標值。
圖片
嘉拓智能智能涂布烘箱,采用了數(shù)字孿生機理。在數(shù)據(jù)庫中,設(shè)備利用能量守恒定律,達西定律,斐克定律等構(gòu)建了整個機理模型。遺傳算法借鑒了達爾文的進化論和孟德爾的遺傳學說,對生物系統(tǒng)所進行隨機全局搜索和優(yōu)化方法的計算機模擬研究。
最終針對工藝生產(chǎn)環(huán)節(jié),形成標準化的參數(shù),不斷提升生產(chǎn)的良率和效率。
此文章有價值