嘉拓智能鋰電設備四大技術“出牌”

全球動力電池大規(guī)模爆發(fā)前夜，鋰電設備需求急劇攀升。而中國作為全球鋰電裝機量主導市場，2020年全球裝機占比65%，拉動國內(nèi)電池企業(yè)涂布機訂單大幅上漲。

在鋰電生產(chǎn)工藝關鍵一環(huán)的涂布環(huán)節(jié)，國產(chǎn)涂布機已占據(jù)主導地位，相關數(shù)據(jù)顯示，2020年全國各電池企業(yè)大型涂布機的訂單達418臺，其中國產(chǎn)設備占比超86%，進口設備占比不足14%。預計2021年僅極片涂布機需求量增加超50%。

深耕鋰電涂布領域16年，嘉拓智能涂布機產(chǎn)品行業(yè)領先，獲國內(nèi)外主流客戶青睞。2020年涂布機年銷售訂單增長超一倍，各類涂布機合計出貨近400臺。

嘉拓智能近期圍繞極片涂布、高效干燥技術、干法電極、高效卷繞機等行業(yè)熱點做了精彩分享，展示了嘉拓智能技術研發(fā)實力及最新進展，讓客戶更好的了解嘉拓智能產(chǎn)品的同時，也與產(chǎn)業(yè)協(xié)同共進。

此外，嘉拓智能通過布局新的技術團隊及并購等方式，歷時兩年多，低調(diào)培育新品，這次展會首次攜卷繞機亮相。嘉拓智能其他主推產(chǎn)品還有注液機、模切機、疊片機 、氦檢機等。

極片涂布瓶頸及三大解決方案

嘉拓智能產(chǎn)品總監(jiān)朱高穩(wěn)分享了《鋰電池極片涂布瓶頸及解決方案》，圍繞鋰電池極片涂布現(xiàn)狀、瓶頸及相應的解決方案展開。

因各家電池企業(yè)材料、工藝、配發(fā)等均存在較大差異，涂布機需求也各異。此外，工藝需求不斷變化，涂布機已經(jīng)成為產(chǎn)能的瓶頸之一。

朱高穩(wěn)強調(diào)，其中極片涂布環(huán)節(jié)，干燥則是極片涂布的最大阻礙。如正極領域存在溶劑超高會導致安全風險，邊緣涂陶瓷與漿料的干燥融合問題，LFP漿料存在干燥開裂等缺陷；負極領域存在厚層涂布、開裂、卷邊等缺陷，薄基材打皺、斷帶，無增塑劑工藝干燥缺陷等等。

作為涂布機領域領先企業(yè)，嘉拓智能給出了其解決方案，包括正負極涂布機獨立定制、先進工具仿真技術及新的干燥技術。

一是正負極涂布機獨立定制。因正負極涂布的差異越來越大，且對涂布速度、質(zhì)量要求逐步提升，傳統(tǒng)的正負極涂布設計一致的思路已不適應，更需從干燥、結構、供料、模頭等多維度針對性的專門設計，正負極涂布機分別定制。

二是利用先進工具仿真。如在沒有打樣驗證時間，要求一次做到位時，可以采用仿真模擬技術；此外還有理論研究與實驗測試結合，對客戶現(xiàn)場大量數(shù)據(jù)收集及系統(tǒng)分析，以及對瓶頸問題微觀上深入研究等。

三是包括微波干燥、油紅外干燥、電紅外干燥、電磁加熱干燥等新的干燥技術的研發(fā)及使用。

高效干燥技術

動力電池產(chǎn)能急劇擴張下，于鋰電涂布干燥設備而言，對單位烘箱長度的產(chǎn)能要求越來越高。

如嘉拓智能涂布干燥設備電極涂層每米長度烘箱生產(chǎn)速度在1-2［（m/min）/m］ ，隔膜涂層現(xiàn)有生產(chǎn)速度1-8 ［（m/min）/m ］ 。但為滿足產(chǎn)能需求，未來烘箱的生產(chǎn)性能還需翻倍。

干燥階段主要涉及預熱及恒速階段、降速干燥段、毛細擴散段、蒸汽擴散段，其中高速干燥限制因素主要是干燥均勻性及粘結力下降。

嘉拓智能研發(fā)項目經(jīng)理楊賽強介紹，若干燥均勻性不夠，則會造成邊緣過干（小范圍3-5mm）、邊緣過濕、卷曲開裂等問題；同時烘箱熱慣性大，不同熱機時間，相同干燥條件，干燥效果完全不同，也會引發(fā)起涂穩(wěn)定性、適應性不佳。

楊賽強認為，包括熱風對流、紅外輻射、接觸傳導等增強能量輸入，是實現(xiàn)高效干燥的有效途徑。

干法電極涂布設備開發(fā)

動力電池規(guī)模擴張，尤其是TWh時代的來臨，現(xiàn)有濕法涂布工藝難以實現(xiàn)如此龐大的生產(chǎn)規(guī)模。而同時能耗、安全、環(huán)保要求多重壓力下，干法電極應運而生。

戰(zhàn)略產(chǎn)品部項目經(jīng)理張銳博士透露嘉拓智能也在積極布局干法電極涂布設備的開發(fā)。

張銳指出，干法電極制造技術即在電極制造過程中不添加溶劑，如去離子水、NMP等，同時簡化工藝，包括去除干法混料技術、干法涂布技術，去除溶劑回收/NMP精餾設備以及去除絕大部分烘箱設備等。

基于此，該技術存在明顯的優(yōu)勢，包括減少設備成本和廠房面積、減少制造成本、實現(xiàn)厚電極制造，實現(xiàn)固態(tài)電池技術、正/負極補鋰技術等最終實現(xiàn)安全型、環(huán)境友好型綠色工廠。

但顯然傳統(tǒng)濕法涂布+烘箱設備不適用于未來干法涂布工藝，而干法電池制造技術涉及新的混料、粉料輸送、涂布/電極膜成型、輥壓、薄膜復合等工藝，衍生出多個品類的新設備和新技術，目前主要專利和技術在國外，國內(nèi)缺乏相關領域的突破和創(chuàng)新。

嘉拓組建了專門團隊進行此技術的研究，目前嘉拓已開發(fā)出相關實驗設備，正在進行工程化改造，期望在一到兩年內(nèi)形成產(chǎn)品。

極限制造要求下的前段裝備智能升級

嘉拓智能戰(zhàn)略產(chǎn)品部總監(jiān)周研認為，動力電池規(guī)模化擴產(chǎn)，電池企業(yè)極限制造探索，對鋰電設備配套提出更高要求，智能制造、無人化引入成為必然。

而智能制造為鋰電設備解決問題引入了新的手段和方法，從原來解決問題到對問題的預警，對問題的預判的新方法，這也是系統(tǒng)的對智能制造的理解。同時對關鍵設備的評估，健康平臺的管理、性能衰退，發(fā)現(xiàn)早期異常，與工藝邏輯相結合，幫助客戶達到智能制造的目的，無論是人數(shù)的減少、良率、稼動率提高，最終達到綜合性能的最佳。

此外，周研還分享了嘉拓智能在智能制造轉型過程總結的鋰電廠商將集中面臨三大問題，一是軟件的邊際成本極低，容易形成馬太效應；二是智能化需要制成過程中數(shù)據(jù)訓練模型，保障準確的數(shù)據(jù)傳遞；三是要求企業(yè)有一定的軟件基因。

他建議，設備企業(yè)應重點通過合作構建最優(yōu)秀的制成系統(tǒng)，并完善單機性能，優(yōu)化制成原理；同時關注去中心化管理，注重底層快速響應 。而不應單純關注生產(chǎn)過程，還需關注設備開發(fā)的智能化、設備應用智能化，包括制造系統(tǒng)、產(chǎn)線優(yōu)化、關鍵設備、關鍵工藝及過程監(jiān)控與追溯等多個環(huán)節(jié)。

在此背景下，第二屆中國新能源新材料（寧德）峰會暨2021第十四屆高工鋰電產(chǎn)業(yè)峰會將在寧德富力萬達嘉華酒店舉行，此次峰會主題為“開啟新能源新時代”。

此次峰會由寧德時代、高工鋰電、寧德市人民政府聯(lián)合主辦，由高工產(chǎn)業(yè)研究院、寧德市工信局聯(lián)合承辦，峰會由智佳能總冠名，思客琦、海目星激光聯(lián)合協(xié)辦。

屆時，作為本屆峰會的贊助商，嘉拓智能現(xiàn)場將與來自整車、材料、設備、回收等超500位企業(yè)鋰電產(chǎn)業(yè)鏈高層共同探討鋰電裝備的最新進展及未來發(fā)展趨勢。

編輯：jq