性能提升需求下的鋰電材料升級(jí)

動(dòng)力電池性能提升離不開鋰電池材料體系優(yōu)化和鋰電設(shè)備智能制造升級(jí)和工藝創(chuàng)新。

經(jīng)過10年的培育，中國在鋰電池材料和設(shè)備領(lǐng)域已經(jīng)取得了巨大突破，實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵材料和核心設(shè)備的國產(chǎn)化替代，甚至已經(jīng)批量出口進(jìn)入國際供應(yīng)鏈。

12月17日，【利元亨總冠名】2020高工鋰電&電動(dòng)車年會(huì)在深圳機(jī)場凱悅酒店繼續(xù)舉行。鋰電產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)秀材料企業(yè)和設(shè)備企業(yè)代表齊聚一堂，圍繞新材料、新工藝、智能制造等話題展開深入交流。

性能提升需求下的鋰電材料升級(jí)

▲蘇達(dá)匯誠技術(shù)總監(jiān)晁承鵬

蘇達(dá)匯誠技術(shù)總監(jiān)晁承鵬做了“國產(chǎn)鋁塑膜邁上新臺(tái)階”的主題演講，分享國產(chǎn)鋁塑膜的發(fā)展之路和替代進(jìn)口面臨的挑戰(zhàn)。

晁承鵬表示，國產(chǎn)鋁塑膜目前主要應(yīng)用在國內(nèi)3C數(shù)碼電池市場，動(dòng)力電池用鋁塑膜主要被日本DNP和昭和電工等企業(yè)所壟斷，動(dòng)力用鋁塑膜國產(chǎn)化還沒有實(shí)現(xiàn)真正的突破！

目前，國產(chǎn)鋁塑膜以干法工藝居多，優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)備投資小、門檻低，工藝簡單容易掌握，但是內(nèi)層PP膠和CPP大多依賴進(jìn)口，成本和品質(zhì)受限于PP膠和CPP。技術(shù)體系和原材料主要來自日本。

蘇達(dá)匯誠則采用外層干法復(fù)合+內(nèi)層共擠出復(fù)合的工藝，不需要依附進(jìn)口PP膠和CPP從而控制成本和品質(zhì)，以共擠出的高溫粘結(jié)樹脂層來粘合鋁箔與PP熱封層，產(chǎn)品具有優(yōu)異的耐電解液腐蝕性。產(chǎn)品PP層厚度可調(diào)，可根據(jù)客戶需求在一定范圍內(nèi)任意調(diào)整。

▲鋰盾材料總經(jīng)理夏文進(jìn)

鋰盾材料總經(jīng)理夏文進(jìn)做了“基于MicrolayerTM專利技術(shù) 軟包動(dòng)力電池鋁塑膜封裝技術(shù)與長期可靠性研究”的主題演講。

夏文進(jìn)表示，目前傳統(tǒng)鋁塑膜的制造工藝分為干法和熱法，主要是用膠黏劑將PA/AL/CPP粘合進(jìn)行封裝，這是源自日本技術(shù)路線。鋁塑膜必須具有可靠的安全性、絕緣性、阻隔性和耐腐蝕性能。然而眾多研究表明，鋁塑膜分層問題是鋰電池模組失效的主要原因。

在此情況之下，鋰盾材料發(fā)明了MicrolayerTM非極性微波錨固法多相界面一體化鋁塑膜工藝專利技術(shù)，突破了日韓企業(yè)鋁塑膜干法/熱法制造工藝。鋰盾材料自主研發(fā)的微波錨固一體化鋁塑膜，完全整合了膜層和鋁層，使之不再有分界面，從而大大降低了鋁塑膜在應(yīng)用中出現(xiàn)自身分層（層間剝離）的幾率。

▲宜賓光原總經(jīng)理左美華

宜賓光原總經(jīng)理左美華做了“三元前驅(qū)體制備關(guān)鍵技術(shù)-形貌控制”主題演講。左美華介紹了三元前驅(qū)體三大關(guān)鍵制備技術(shù)共沉淀法、溶膠凝膠法、噴霧熱解法，其中普遍采用的是共沉淀法。

左美華指出，前驅(qū)體性能差異的主要影響因素是反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)、氨水濃度、pH、進(jìn)料流量、反應(yīng)溫度、攪拌功率等等。其中氨水濃度和pH是最重要的影響因素，對(duì)一次顆粒堆積方式和形貌影響較大。

▲德?？萍伎偛昧_佳博士

德?？萍伎偛昧_佳博士做了“動(dòng)力鋰電池銅箔技術(shù)的發(fā)展與未來”的主題演講。

羅佳博士表示，2016年國內(nèi)僅有1-2家動(dòng)力電池企業(yè)少量使用6微米銅箔，2020年6微米銅箔的市場占比已經(jīng)達(dá)到60%，成為市場主流。市場用量從6萬噸增長至15萬噸左右，但是關(guān)鍵的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和制造工藝卻沒有發(fā)生太大的變化。

目前，鋰電銅箔主要采用電解法生產(chǎn)，對(duì)陰極輥、陽極槽等核心生產(chǎn)設(shè)備的要求非常高。在產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展方面，鋰電銅箔的厚度正在從6微米向4.5微米升級(jí)，其難點(diǎn)是在產(chǎn)品生產(chǎn)的控制精度、高速運(yùn)轉(zhuǎn)收卷打折、裂邊等。

▲天奈科技董事、副總經(jīng)理嚴(yán)燕

天奈科技董事、副總經(jīng)理嚴(yán)燕做了“導(dǎo)電劑發(fā)展和新一代單壁碳管導(dǎo)電劑的應(yīng)用”的主題演講。

嚴(yán)燕表示，所有的電池性能提升都要伴隨著材料的升級(jí)，因此近年來導(dǎo)電劑材料也在從傳統(tǒng)的導(dǎo)電炭黑慢慢向?qū)щ娛?、VGCF、CNT，石墨烯升級(jí)。

天奈科技的導(dǎo)電材料已經(jīng)發(fā)展至第五代，每一代產(chǎn)品都比上一代導(dǎo)電性提升50%，成本不超過20%。公司的產(chǎn)品升級(jí)方向都遵循一個(gè)基本規(guī)律：一是不斷降低碳管的直徑，增加底表面積；二是不斷提高純度；三是致力于提高碳管的分散性。

嚴(yán)燕總結(jié)到，天奈科技的第五代FT2000系列產(chǎn)品可以在硅碳負(fù)極中1:3至1:10替代碳黑，首次循環(huán)效率和倍率性能略有改善；整體導(dǎo)電劑應(yīng)用趨勢是使用更細(xì)的碳納米管?？紤]到FT2000的分散性和粘度穩(wěn)定性問題，建議將其與多壁碳納米管一起使用。

▲史陶比爾產(chǎn)品專家陳可

史陶比爾產(chǎn)品專家陳可做了“應(yīng)用于電池行業(yè)的高效電連接方案”主題演講。陳可指出，電連接器在新能源汽車領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，史陶比爾產(chǎn)品主要用于電池包、逆變器和電機(jī)等領(lǐng)域內(nèi)部連接、自動(dòng)測試線、傳動(dòng)接口等。

陳可介紹，史陶比爾CombiTac模塊化連接器系統(tǒng)，基于其MULTILAM技術(shù)打造，可實(shí)現(xiàn)高達(dá)10萬次插拔壽命和400A的額定電流，集成多種連接類型，連接高效穩(wěn)定，接觸電阻低，抗沖擊性和抗震性好，其模塊化結(jié)構(gòu)也更易于再配置和維護(hù)。

▲尚水智能總經(jīng)理吳娟

尚水智能總經(jīng)理吳娟做了題為“T時(shí)代的電池制片技術(shù)”的主題演講。

吳娟指出，當(dāng)前電池生產(chǎn)前段制片工序主要痛點(diǎn)包括：一是智能化（自動(dòng)化）程度低，對(duì)人的經(jīng)驗(yàn)依耐性高，制漿設(shè)備效率低，難以與涂布形成連續(xù)性。二是產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性不高，漿料特性波動(dòng)大，可控性差。三是設(shè)備維護(hù)、調(diào)試時(shí)間較長，容易造成批次報(bào)廢，導(dǎo)致設(shè)備合格率低、設(shè)備稼動(dòng)率低。

電池前段工藝難點(diǎn)則包括一致性差、漿料分散不均勻、適應(yīng)性差、能耗高、占地大等問題。針對(duì)此，尚水智能推出了新型制漿設(shè)備——循環(huán)式制漿系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有一致性好、能耗低、適應(yīng)性強(qiáng)、占地空間小等特點(diǎn)。

▲大蜥蜴總經(jīng)理李萬利

大蜥蜴總經(jīng)理李萬利做了“動(dòng)力電池前段勻漿工序趨勢分析”的主題演講。李萬利指出，當(dāng)前行業(yè)痛點(diǎn)是攪拌時(shí)間長，混合不均勻，能耗大，占地空間大，清洗麻煩等。

基于此，動(dòng)力電池工廠開始采用高速分散設(shè)備，使?jié){料分散更均勻。李萬利指出，大蜥蜴高速分散機(jī)采用立直立式腔體結(jié)構(gòu)，漿料可全部進(jìn)入分散腔，無死角。

該設(shè)備所有接觸材料均為不銹鋼材質(zhì)，光滑的內(nèi)表面避免顆粒損傷，傳遞給料漿的能量頻率高，同時(shí)又不會(huì)破壞材料，自身身清洗容易，徹底清洗也方便，消除換料時(shí)產(chǎn)生的物料污染運(yùn)行時(shí)間長，不易造成軸的偏心，并具備清洗及拆卸簡單，容易更換、操作簡單，效率高等特性。

鋰電設(shè)備智能制造升級(jí)與制造工藝創(chuàng)新

▲鐳煜科技研發(fā)制造中心經(jīng)理龍國斌

鐳煜科技研發(fā)制造中心經(jīng)理龍國斌做了“新能源干燥革命的科技變革”的主題演講。

龍國斌表示，鋰電池干燥工藝正在經(jīng)歷革命。第一次干燥革命是由接觸式干燥技術(shù)迭代運(yùn)風(fēng)&輻射單體式和隧道式干燥技術(shù)。注液前電芯干燥采用接觸式干燥技術(shù)，生產(chǎn)成本低，能耗低，一次性投資少。

第二次干燥革命是極卷開卷干燥迭代注液前電芯干燥。鐳煜科技的極片Baking-Roll To Roll開卷極速干燥系統(tǒng)的產(chǎn)品特點(diǎn)包括干燥一致性99.99%，干燥效果遠(yuǎn)優(yōu)越于目前干燥設(shè)備，干燥速度可達(dá)120m/min，有效解決極卷長時(shí)間烘烤造成的極片微脫粉，耐折度降低等問題。

▲金銀河鋰電裝備事業(yè)部總經(jīng)理李小云

金銀河鋰電裝備事業(yè)部總經(jīng)理李小云做了題為“鋰電池電極智能制造先進(jìn)方法”的主題演講。李小云重點(diǎn)介紹了金銀河鋰電池漿料雙螺桿連續(xù)法自動(dòng)生產(chǎn)線、雙面同時(shí)涂布機(jī)兩大產(chǎn)品。

李小云指出，金銀河雙面同時(shí)涂布機(jī)2020年量產(chǎn)銷售。同等產(chǎn)能裝備比較，因減少一層烘箱有效降低能耗，節(jié)能30-40%；同時(shí)采購成本約降低10-20%，運(yùn)行成本降低30%以上。此外，其設(shè)備高度降低1/3，長度方向取消收放卷區(qū)的過度裝置，單設(shè)備節(jié)省約6m的長度空間。

▲銳科激光副董事長閆大鵬

銳科激光副董事長閆大鵬做了“國產(chǎn)光纖激光器的現(xiàn)狀及未來”的主題演講。

閆大鵬表示，在光纖激光器方面，國產(chǎn)光纖激光器在國內(nèi)的市場占比持續(xù)提升，擁有諸多自主創(chuàng)新的亮點(diǎn)，如半導(dǎo)體激光芯片、輸出光纖等，但一些關(guān)鍵元器件的制造和測試設(shè)備依然依賴進(jìn)口。

對(duì)于國產(chǎn)光纖激光器的未來，閆大鵬認(rèn)為，國家正在倡導(dǎo)和政策扶植激光制造和增材制造的全國產(chǎn)化，國產(chǎn)光纖激光器將迎來在動(dòng)力電池領(lǐng)域大規(guī)模替代進(jìn)口的契機(jī)。

對(duì)此，銳科激光推出了光束模式可調(diào)高功率光纖激光器RFL-ABP，該產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)高斯光斑、環(huán)形光斑、混合光斑等不同模式輸出，根據(jù)加工要求，任意切換。同時(shí)，纖芯、環(huán)芯功率可獨(dú)立調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)纖芯/環(huán)芯任意功率比。

▲IPG應(yīng)用部經(jīng)理張婧博士

IPG應(yīng)用部經(jīng)理張婧博士做了“前沿光纖激光技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)動(dòng)力電池制造”的主題演講。

作為全球高功率光纖激光器和放大器的領(lǐng)導(dǎo)者，IPG的光纖激光器已經(jīng)在鋰電池制造過程中大規(guī)模應(yīng)用。截至目前，IPG提供多于510款不同的光纖激光器用于微加工和宏觀加工。

其中，IPG的YLPN納秒脈沖系列激光器廣泛用于極片切割、清洗；YLR及YLS系列連續(xù)激光器用于各焊接制程已經(jīng)非常成熟。

在此基礎(chǔ)上，IPG推出了新型產(chǎn)品YLS-AMB光束模式可調(diào)激光器，該激光器可有效抑制飛濺產(chǎn)生，提升整體焊接質(zhì)量及良率，特別是在電池行業(yè)應(yīng)用較多的鋁、銅材料上效果非常明顯，提升表面質(zhì)量。

具體來看，相比常規(guī)激光器，AMB激光器在方形電芯密封焊接時(shí)的焊接速度可提升50%，近乎無飛濺，熔深一致性高，外觀平滑美觀。

▲華視智能總經(jīng)理曹國平博士

華視智能總經(jīng)理曹國平博士做了題為“涂布一致性助力電池壽命與安全”的主題演講。曹國平博士表示，鋰電池涂布的一致性對(duì)電池安全非常重要，主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：面密度一致性、尺寸一致性和表面一致性。

在演講中，曹博士主要介紹了華視智能及其關(guān)聯(lián)公司的三款產(chǎn)品，包括上川精密的擠壓模頭、銳奇精密的測厚儀和華視智能的CCD。

其中，上川精密的擠壓模頭可實(shí)現(xiàn)高適應(yīng)性流體解析。通過上川精密與研究機(jī)構(gòu)共同開發(fā)的BPCDFoam軟件，上川系列擠壓摸頭可根據(jù)客戶的不同漿料不同工況，計(jì)算出客戶的專有曲線，然后根據(jù)這個(gè)曲線進(jìn)行模頭優(yōu)化設(shè)計(jì)。

▲奧普特技術(shù)總監(jiān)賀珍真

奧普特技術(shù)總監(jiān)賀珍真做了題為“機(jī)器視覺全方面助力提升鋰電制造品質(zhì)”的主題演講。他指出，新能源汽車很猛，但是在檢測領(lǐng)域，終端和設(shè)備商的要求也越來越高，包括檢測速度和檢測精度需求大幅提升。

賀珍真指出，傳統(tǒng)算法+深度學(xué)習(xí)品質(zhì)管控的火眼金睛。傳統(tǒng)算法更高的效率，可以快速檢測大部分的缺陷。而深度學(xué)習(xí)具有更強(qiáng)的檢測能力，能發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)算法未能檢出的的缺陷。

▲Allied Vision亞太區(qū)銷售總監(jiān)阮志廣

Allied Vision亞太區(qū)銷售總監(jiān)阮志廣做了“機(jī)器視覺在鋰電行業(yè)的應(yīng)用”的主題演講。

阮志廣表示，在鋰電池的生產(chǎn)過程中，隔膜、涂布、碾壓、分切、極耳模切，制片等環(huán)節(jié)都需要用到工業(yè)相機(jī)。

而Allied Visiond工業(yè)相機(jī)結(jié)合Allied Visiond 31年機(jī)器視覺經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和制造，幾乎適用于所有視覺應(yīng)用，具備高分辨率、高靈敏度和高速成像解決方案、可見光和紅外光、多種標(biāo)準(zhǔn)接口、可選多種最新傳感器和可選革命性的Alvium產(chǎn)品線，致力于嵌入式視覺應(yīng)用的特點(diǎn)。

▲太安伊僑技術(shù)總工鐘海石

太安伊僑技術(shù)總工鐘海石做了“動(dòng)力電池安全護(hù)航的升級(jí)與延拓”的主題演講。鐘海石認(rèn)為，電池工業(yè)的升級(jí)迭代對(duì)電池檢測設(shè)備企業(yè)的技術(shù)儲(chǔ)備、市場反應(yīng)能力、應(yīng)用研發(fā)能力和差異化生產(chǎn)能力均提出了更高要求。

鐘海石指出，鋰電池市場需求爆發(fā)性增長，電池檢測向節(jié)能、高效率、高性能、高精度和智能化方向發(fā)展，包括測試過程智能化、質(zhì)料數(shù)據(jù)在線化、測試記錄完整化、結(jié)果分析智能化等。

▲三木科技董事長帥家雄

三木科技董事長帥家雄做了題為“下一代電池用環(huán)境試驗(yàn)箱的發(fā)展趨勢”的演講。

帥家雄表示，環(huán)境試驗(yàn)箱應(yīng)該像電工手中的萬用表一樣，即隨時(shí)篩選產(chǎn)品的可靠性臨界點(diǎn)，讓環(huán)境試驗(yàn)箱替產(chǎn)品說話。

帥家雄重點(diǎn)介紹了三木的防爆泄壓門設(shè)計(jì)，這一設(shè)計(jì)可重復(fù)利用，且配備1套爆炸壓力釋放泄壓口裝置 （泄爆口面積≥0.03m2,位置于箱體 中間頂部）,用于監(jiān)測艙內(nèi)壓力(壓力閥開啟值：104KPa~108KPa) ,泄壓閥的泄壓時(shí)間≤2ms，可在電池爆炸瞬間時(shí)快速排出高壓氣體，保護(hù)箱內(nèi)破壞和人員安全。

▲普沃思總經(jīng)理賈新

普沃思總經(jīng)理賈新做了題為“中溫再生除濕轉(zhuǎn)輪及技術(shù)解決方案助力鋰電池生產(chǎn)降本節(jié)能”的主題演講。

賈新指出，普沃思基于表面與界面物理力學(xué)、無機(jī)化學(xué)、吸附科學(xué)、熱力學(xué)、流體力學(xué)等科學(xué)原理進(jìn)行研究，研發(fā)出新型節(jié)能除濕材料，可降低再生溫度。

普沃思中溫再生雙轉(zhuǎn)輪低露點(diǎn)解決方案，制冷制冷能耗和加熱能耗都有下降，綜合節(jié)能40%以上。

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