如何攻克“大電芯”高速注液核心瓶頸

隨著鋰電池在動(dòng)力及儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景的配合度越來(lái)越深入，無(wú)論是方形、圓柱還是軟包電池，都在往“更大”的趨勢(shì)發(fā)展。通過(guò)尺寸增大、容量增大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化方式，在適應(yīng)更多應(yīng)用場(chǎng)景的同時(shí)，降低綜合成本。

如：在方形技術(shù)路線(xiàn)上，純電車(chē)型動(dòng)力電芯容量做到170Ah、190Ah以上；儲(chǔ)能電芯容量則向280Ah、300Ah以上進(jìn)發(fā)，更高甚至往560Ah方向布局，目前儲(chǔ)能280Ah大電芯市占率超80%。

在圓柱技術(shù)路線(xiàn)上，也從初始的18650尺寸，逐漸發(fā)展為2170、26系、32系、46系、60系等大直徑、大尺寸圓柱電芯。以特斯拉4680電芯為例，容量是其2170電芯的5倍。

高工鋰電注意到，基于電芯容量、結(jié)構(gòu)工藝的變化，疊加電池企業(yè)對(duì)于產(chǎn)品性能、大規(guī)模智能制造的追求，對(duì)于鋰電池核心工序之一注液設(shè)備的升級(jí)也提出了更高的要求。

一方面，由于電池尺寸、容量變大，要求注液量大，對(duì)于注液精度、注液效率、浸潤(rùn)效率等都提出了更嚴(yán)苛的訴求；另一方面，新電池結(jié)構(gòu)演化如46系大圓柱新增揉平工藝，大方形/刀片電池采用疊片工藝，使得電芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加緊湊，給注液也帶來(lái)了更大的難度。

目前，憑借高速度、高精度、高穩(wěn)定性等優(yōu)異性能，等壓鐘罩式注液機(jī)在大方形電池與大圓柱電池市場(chǎng)快速滲透，并且迅速成為市場(chǎng)主流方案。

作為行業(yè)內(nèi)最先推出鐘罩式等壓注液機(jī)的解決方案供應(yīng)商，鉑納特斯等壓鐘罩式注液機(jī)交付數(shù)量目前居于行業(yè)首位，尤其在儲(chǔ)能280Ah電池領(lǐng)域，鉑納特斯注液機(jī)2022年的供應(yīng)占比達(dá)50%。同時(shí)，鉑納特斯鐘罩式等壓注液機(jī)在大圓柱領(lǐng)域也實(shí)現(xiàn)了批量交付，交付數(shù)量同樣位居行業(yè)第一梯隊(duì)。

目前，鉑納特斯等壓鐘罩式注液機(jī)已應(yīng)用于寧德時(shí)代、億緯鋰能、瑞浦蘭鈞、鵬輝能源、國(guó)軒高科、海辰儲(chǔ)能等多家動(dòng)力、儲(chǔ)能頭部電池企業(yè)。

高工鋰電分析認(rèn)為，鉑納特斯等壓鐘罩式注液機(jī)能夠在市場(chǎng)上快速上量，核心邏輯在于鉑納特斯在注液設(shè)備領(lǐng)域多年的深耕積淀，通過(guò)持續(xù)創(chuàng)新突破行業(yè)應(yīng)用瓶頸，緊貼下游市場(chǎng)需求及趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)及市場(chǎng)的引領(lǐng)。

攻克“大電芯”高速注液核心瓶頸

電芯大型化已經(jīng)成為鋰電行業(yè)發(fā)展的基本共識(shí)。敏銳捕捉市場(chǎng)趨勢(shì)，鉑納特斯通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和設(shè)備升級(jí)，推出了具備自動(dòng)校準(zhǔn)、自動(dòng)清潔、高精度、大流量的新一代注液系統(tǒng)。

其中，鉑納特斯高速大方形等壓鐘罩產(chǎn)品系列，吸液速度提升1-3倍，產(chǎn)品效率最高可達(dá)50PPM，一次優(yōu)率≥99.8%，快速換型≤120min。

高速大圓柱等壓鐘罩系列方面，產(chǎn)品最高效率可達(dá)200PPM，膠釘精度檢測(cè)達(dá)±0.01mm，一次優(yōu)率≥99.8%，快速換型≤120min。

需要指出的是，鋰電池在高速注液過(guò)程當(dāng)中，影響稼動(dòng)率及合格率的兩大核心痛點(diǎn)：一是打釘密封工序出現(xiàn)的卡釘、反釘問(wèn)題，二是二次注液時(shí)注液口結(jié)晶電解液擦拭難題。

圍繞兩大應(yīng)用瓶頸，鉑納特斯針對(duì)性研發(fā)了“柔性震動(dòng)盤(pán)+視覺(jué)檢測(cè)”方案，杜絕卡釘、反釘痛點(diǎn)，自主研發(fā)仿真人工擦拭機(jī)構(gòu)，解決電解液結(jié)晶固化、需要人工擦拭難題。

具體來(lái)看，在鋰電池制造過(guò)程中，密封釘?shù)闹睆絻H3.15mm，長(zhǎng)度約3.5-4mm，傳統(tǒng)工藝采用普通震動(dòng)盤(pán)進(jìn)行篩釘，由于密封釘?shù)某叽缃咏趥鹘y(tǒng)震動(dòng)盤(pán)料道的尺寸，加上膠釘靜電和毛刺原因造成卡釘，進(jìn)而導(dǎo)致停機(jī)、返釘?shù)?，造成電池打釘不良?/p>

鉑納特斯首創(chuàng)柔性打釘技術(shù)，創(chuàng)新應(yīng)用柔性震動(dòng)盤(pán)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)篩釘，同時(shí)增配四軸機(jī)器人與CCD視覺(jué)系統(tǒng)，CCD視覺(jué)系統(tǒng)可對(duì)密封釘進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別成像，并對(duì)符合抓取要求的密封釘進(jìn)行標(biāo)記，生成坐標(biāo)，四軸機(jī)器人按照最優(yōu)路徑和順序進(jìn)行抓取，以此解決卡釘、返釘痛點(diǎn)。

在二次注液時(shí)，受生產(chǎn)環(huán)境影響，電解液在注液口容易形成結(jié)晶，行業(yè)普遍采用的方式以“自動(dòng)化機(jī)構(gòu)+人工擦拭”為主，自動(dòng)化機(jī)構(gòu)擦拭合格率不高，整體精確性也容易受人工誤差影響。

鉑納特斯基于軟件與硬件的雙重創(chuàng)新，自主研發(fā)仿真人工擦拭機(jī)構(gòu)，可以完全取代人工，合格率可達(dá)99.9%。同時(shí)，鉑納特斯還在數(shù)字化設(shè)置注液量和注液參數(shù)的基礎(chǔ)上，將注液泵芯改用高精密陶瓷，并對(duì)泵控制端增加自潤(rùn)滑處理，有效防止電解液結(jié)晶問(wèn)題。

行業(yè)技術(shù)瓶頸的解決，也使得鉑納特斯等壓鐘罩式注液機(jī)無(wú)論是在鋰電池?cái)U(kuò)產(chǎn)增量市場(chǎng)還是存量產(chǎn)線(xiàn)改造市場(chǎng)，都備受行業(yè)青睞。

賦能鋰電行業(yè)降本增效“策略”

當(dāng)前，新能源汽車(chē)及儲(chǔ)能賽道價(jià)格戰(zhàn)愈演愈烈，降本壓力已全面蔓延至鋰電池領(lǐng)域。如何滿(mǎn)足鋰電企業(yè)對(duì)于高速穩(wěn)定生產(chǎn)、降本提質(zhì)、能源節(jié)約、智能化運(yùn)維的要求，也成為智能裝備企業(yè)的思考方向。

作為鋰電注液設(shè)備頭部企業(yè)，鉑納特斯也在持續(xù)通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化等方式，為鋰電企業(yè)降本增效賦能。

首先，等壓鐘罩式注液機(jī)就是鉑納特斯推動(dòng)注液工藝技術(shù)升級(jí)、降本增效的“產(chǎn)物”。通過(guò)真空、等壓注液方式，可以加快電解液的浸潤(rùn)吸收速度，縮短靜置時(shí)間，大幅提升注液效率；配合運(yùn)用鐘罩模式，可以進(jìn)一步提升浸潤(rùn)效率，減少運(yùn)營(yíng)成本。

在此過(guò)程中，鉑納特斯還創(chuàng)新研發(fā)了真空恒流閥，在做真空作業(yè)的同時(shí)，利用真空技術(shù)實(shí)現(xiàn)密封檢測(cè)，有效防止電解液泄漏。同時(shí)，行業(yè)首創(chuàng)真空恒流法技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)單個(gè)電池不良品判定，大幅減少傳統(tǒng)工藝中存在的不良品誤判損耗。

同時(shí)，在46系大圓柱注液過(guò)程中，由于新增揉平工藝，行業(yè)會(huì)將一次注液工序拆成一次一、一次二兩道工藝，采用鉑納特斯等壓鐘罩式注液機(jī)，根據(jù)吸收時(shí)間增加相應(yīng)的等壓靜置工位，就可取代一次二的注液設(shè)備，能夠大幅節(jié)省設(shè)備成本與運(yùn)行能耗。

其次，制定“二八法則”，打造標(biāo)準(zhǔn)模塊，節(jié)省成本，提升交付效率。據(jù)悉，鉑納特斯將等壓鐘罩式注液機(jī)拆分為12個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊，其中80%部分實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化及模塊化，產(chǎn)品工藝及設(shè)備穩(wěn)定性都達(dá)到了最優(yōu)值，剩余20%部分主要為電池上下料模塊，由于電池型號(hào)及工藝要求不一，因此需要根據(jù)客戶(hù)需求定制。

第三，核心部件自主研發(fā)、生產(chǎn)并與國(guó)際企業(yè)達(dá)成戰(zhàn)略合作，實(shí)現(xiàn)核心部件國(guó)產(chǎn)化。其中，鉑納特斯自主開(kāi)發(fā)生產(chǎn)大流量高精度注液泵，并實(shí)現(xiàn)鐘罩的自主制造供應(yīng)。值得一提是，鉑納特斯還是深圳唯二家具備壓力容器制造許可證企業(yè)之一。

為進(jìn)一步提升競(jìng)爭(zhēng)力，鉑納特斯與國(guó)際傳感器頭部企業(yè)歐姆龍，在軟件和零部件方面達(dá)成戰(zhàn)略合作，并成立了子公司百提瑞。

綜合來(lái)看，鉑納特斯從戰(zhàn)略層面，對(duì)外持續(xù)輸出高質(zhì)量、高效率、高精度注液系統(tǒng)方案，提升設(shè)備效率和穩(wěn)定性，縮短設(shè)備交付周期。對(duì)內(nèi)完善流程，降本增效，推進(jìn)精益生產(chǎn)，減少浪費(fèi)，以此推動(dòng)鋰電設(shè)備的增效降本。

攻進(jìn)國(guó)際電池供應(yīng)鏈

在全球能源變革大背景下，海外市場(chǎng)成為中國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈戰(zhàn)略謀局的新陣地。目前，鋰電細(xì)分裝備領(lǐng)域龍頭企業(yè)也在積極擴(kuò)張全球市場(chǎng)。鉑納特斯亦是前瞻入局者之一。

目前，鉑納特斯已在德國(guó)、日本設(shè)立辦事處，滿(mǎn)足本土市場(chǎng)開(kāi)拓、銷(xiāo)售及售后服務(wù)需求。同時(shí)，公司正在搭建及完善全球化的服務(wù)和項(xiàng)目管控體系，出海產(chǎn)品嚴(yán)格按照歐美認(rèn)證規(guī)范和要求，設(shè)計(jì)符合歐洲CE、美國(guó)UL及當(dāng)?shù)靥囟?biāo)準(zhǔn)的鋰電智能裝備，加速全球業(yè)務(wù)拓展。

高工鋰電獲悉，鉑納特斯注液設(shè)備已跟隨中國(guó)動(dòng)力電池企業(yè)出海德國(guó)，實(shí)現(xiàn)交付運(yùn)行。此外，公司還獲得了美國(guó)本土一家電池企業(yè)的注液設(shè)備訂單，預(yù)計(jì)今年完成交付。接下來(lái)，海外市場(chǎng)將成為鉑納特斯的重要拓展領(lǐng)地。

在全球鋰電池產(chǎn)業(yè)持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)周期下，高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）預(yù)計(jì)，到2025年全球鋰電池市場(chǎng)出貨量將達(dá)到2497GWh。受此帶動(dòng)，2025年中國(guó)鋰電生產(chǎn)設(shè)備（不含模組pack設(shè)備）市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)1500億元。

隨著海外鋰電裝備需求持續(xù)攀升，憑借領(lǐng)先的技術(shù)力及優(yōu)異的產(chǎn)品力，海外訂單營(yíng)收也有望成為鉑納特斯業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)的重要引擎。

鉑納特斯的策略，是持續(xù)夯實(shí)鋰電注液設(shè)備的龍頭優(yōu)勢(shì)，并積極向化成分容等后段價(jià)值設(shè)備延拓，搶抓大方形、大圓柱、刀片電池等電芯大型化的發(fā)展契機(jī)，加大力度開(kāi)拓海外市場(chǎng)，孵化強(qiáng)勁的業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)曲線(xiàn)。

可以看到，鉑納特斯已經(jīng)找準(zhǔn)自身的“卡位優(yōu)勢(shì)”，從核心技術(shù)升級(jí)、智能化數(shù)字化管理、國(guó)際化戰(zhàn)略等方面為全球鋰電產(chǎn)業(yè)賦能，助力鋰電開(kāi)啟規(guī)?；窃斓男缕?。

審核編輯：湯梓紅