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年會直擊｜掌握技術方向 助推電池產業高質量發展
時間:2022-01-13 12:06來源:電池聯盟 作者:綜合報道
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2021年12月27日，中國電池工程師年會暨電池產業鏈技術精英交流會在佛山成功召開。同期舉行“智能制造賦能高質量發展”主題論壇。年會以“著重人才管理，掌握技術方向”為主題，暢談高質量人才與電池產業中各領域各環節創新發展的相輔相成的共進之路。
隨著我國“雙碳”目標的明確、綠色發展戰略的逐步實施，鋰離子電池作為新能源汽車產業、儲能產業的核心部件之一，市場規模快速增長。據悉，鋰離子電池企業紛紛擴充產能，國內主流鋰離子電池制造企業產能規劃已經超過1000GWh。進入“T時代”的背后，透視著電池產業發展的無限可能性，也更有韌性。無疑，掌握技術方向是電池產業高質量發展的硬指標。
年會期間，嘉賓們圍繞電池制造、技術創新、新材料研發、智能制造等關鍵技術方向，直擊熱點，分享創新成果，縱論電池技術發展新趨勢。
中國電池工程師年會暨電池產業鏈技術精英交流會現場
關鍵材料路線展望
回顧2021，刀片電池大規模應用，磷酸鐵鋰電池大規模裝備轎車。專家預測，預計到2025年會出現與現有液態電解質鋰離子電池比能量大體相當的第一代全固態電池；2030年后，出現第二代采用新型正負極材料的全固態電池，比能量會提升到每公斤500瓦時，還會有高比能量鋰-硫電池、金屬空氣電池；到2035年，鈉離子電池、鉀離子電池性能會大幅提升，比能量會達到每公斤300瓦時左右，與現在的高比能量鋰離子電池相當。
從正極材料來看，湖北萬潤新能源科技股份有限公司技術質量中心經理王勤表示，磷酸鐵鋰未來將朝向高壓實密度、高倍率、低成本制備工藝、高電壓制備工藝等趨勢發展。
王勤解釋：“未來，需要在低成本下，制備出倍率性能更好的磷酸鐵鋰材料，在大電流放電下容量更高，且低溫性能更好，用于啟停、軍工、PHEV等項目上。成本需要與現在的常規磷酸鐵鋰的成本差不多，10C放電容量到145-150mAh/g。”
湖北萬潤新能源科技股份有限公司技術質量中心經理 王勤
福建師范大學童慶松博士認為：”當前要找一個耐高溫體系，再進一步提高它，特別是三元體系、鋰金屬等未來高能量密度的體系，對隔膜的要求會更高。”
童慶松博士分享了《高安全隔膜的制備及在高性能鋰電池中的應用》。經過驗證，涂覆(鋁基)聚丙烯隔膜、涂覆(石墨烯)聚丙烯隔膜均明顯改善了PP膜的熱穩定性、放電性能及循環性能等；非涂覆(聚輪烷)聚合物隔膜表現出較好的物理性能及電化學性能，對抑制鋰枝晶的生長起到了一定的作用，使電池的循環穩定性得到明顯的提高。
福建師范大學 童慶松博士
在《PI粘合劑的技術》報告中，廣州鍇飛科技有限公司技術顧問劉鍇提出：“要提高鋰離子電池的能量密度，可削減對產生電力沒有貢獻的部分材料，比如減薄正負極的集電體及隔膜、減少負極粘結劑的用量及導電輔助材料等。”
他分享了一種能夠代替PVDF+NMP體系的PI膠無溶劑，具有安全阻燃、性能穩定、電化學窗口寬等特點，適用于鈉離子電池、燃料電池、太陽能電池背板等多種電池的粘結劑系統。
廣州鍇飛科技有限公司技術顧問 劉鍇
電池回收“加碼”
隨著電動汽車爆發式增長，動力電池全生命周期回收問題受到廣泛關注。目前，我國滿足新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業規范條件的回收利用企業有47家，而2025年我國需要回收和梯次利用的電池總量將達到1.25億千瓦時。
武漢格林美城市礦產裝備公司總經理張子約作《退役動力電池回收超級工廠建設》主題發言，闡述超級工廠設計理念。其中，“超級產能”代表每年5萬+電池包處理量，約為2.5GWh/年；“超級系統”為整合新能源汽車拆解、動力電池包綠色柔性智能拆解、梯次利用、破碎篩分回收四大工藝“超級系統”，并具備數字化生產能力（部分具備無人化）等，即“超級數字”；“超級環保”是最終實現資源有限、循環無限的理念。
從電池全生命周期出發，結合回收工藝流程，持續建設綠色智能柔性拆解、梯次利用和資源化產線，是格林美旗下裝備公司的主要任務。2021年，柔性智能拆解系統已進入國家工業資源綜合利用先進適用工藝技術設備推薦目錄。
武漢格林美城市礦產裝備公司總經理 張子約
在梯次利用及分類檢測方面，鋰斯德電子科技（蘇州）有限公司總經理楊斯年指出：“在時間及成本考量下，一種執行安全、操作簡易、快速、設備低廉、同時能完成余能檢測及分類，適合各型梯次利用產品電芯上的需求、快篩檢測分類系統，必須開發出來。否則會因為成本問題，影響梯次利用的發展，造成資源浪費。”
未來快篩技術的努力方向包括，建模作業時間縮短、SOH/SOC量測誤差值降低、開發整模塊內電池一致性動態評估模型、加強安全性異常電芯檢測預判等。
鋰斯德電子科技（蘇州）有限公司總經理 楊斯年
智能化管理及智能制造賦能
在電池技術持續進步的過程中，智能化的加入給了電池產業發展更多的想象空間。除了電池本身的智能化管理以外，智能化程度主要集中在電池制造工藝及裝備上，更多的生產企業正將鋰電池生產與工業智能化技術相結合，運用工序自動化、產線自動化及整體數字化工廠，使得先進的智能化制造設備和生產技術成為高品質、高效率鋰電池生產的重要保障。
如何做好電池管理系統，更加智能地管理及維護各個單元，提高電池壽命及安全？上海蓄熙新能源材料檢測有限公司總經理韓廣帥從新能源鋰離子電池失效分析，解析對電池管理系統的思考：1）提取全生命周期的關鍵參數，不斷修正健康狀態偏離系數；2）采用動態控制策略，包括充放電策略的動態化、熱管理系統的動態化、預警溫度的動態化等；3）建立電池失效的可靠的預警系統；4)串聯包括前驅體、原材料、電池制造商、新能源汽車、充電樁、梯次利用、回收再利用7大產業鏈條，形成閉環聯動的評價機制。
上海蓄熙新能源材料檢測有限公司總經理 韓廣帥
“電池制造工序中的關鍵設備對鋰電池的一致性、安全性等性能具有決定性影響。”佛山市金銀河智能裝備股份有限公司新能源總經理李小云作《鋰電池智能工廠建設經驗及難題》主題發言。他從三個方面闡述了鋰電設備發展趨勢：1）產能方面，趨向產線一體化、設備智能化，2）性能方面，趨向設備規格提升、設備效率提升、設備穩定性提升，3）降本方面，通過元件國產化、產能規劃化來實現。
具體而言，2022年鋰電生產設備發展趨勢為，單線產能從2GWh升級到4GWh，涂布寬幅從1-1.2m延長至1.5-1.8m，卷繞速度從12-16ppm提高到25-32ppm，疊片速度從0.25s/PCS降至0.125s/PCS，單位設備投資從2.4億元/GWh降至2.2億元/GWh。
佛山市金銀河智能裝備股份有限公司新能源總經理 李小云
在單機智能化方面，浙江哈工奕能科技有限公司主張產品競爭力應實現“四升、一降、一縮短”，即提升設備高可靠性、提升設備CPK、提升設備OEE、提升設備一次優率、降低設備調試難度、縮短設備調試周期。此外，還有人性化設計，便于設備運維等。
廣州德擎光學科技有限公司CTO白天翔作《激光加工在線檢測技術及其在電池制造中的應用》主題發言。他表示，相較于傳統激光加工無法表征加工過程穩定性的不足，在線質量檢測技術成為趨勢，具有非破壞性檢測、不影響加工效率、可與激光加工自動化設備高度集成等優點，廣泛應用于電芯制造和模組制造過程中。目前，德擎光學科技采用“光電傳感”原理，實現了在線檢測技術，并利用在線檢測技術獲得收斂工藝，保障加工質量，從而提高動力電池安全性、可靠性及生產自動化水平。
廣州德擎光學科技有限公司CTO 白天翔
“未來鋰電池的焊接方法和工藝趨勢，我認為，超聲波預焊與激光中焊相結合，是完美的黃金搭檔。”廣州市新棟力超聲電子設備有限公司創始人嚴卓晟提出，首先采用超聲波平齒焊，即低振幅大功率超聲波焊接，把多層卷繞或疊片的大面積鋁鉑、銅鉑焊接，如600平方毫米一次成形，再采用激光中焊，這樣一來，可進一步確保焊接的可靠性、穩定性。
據介紹，超聲波技術在刀片電池焊接，主流鋰電池焊接，新能源汽車、充電樁線束焊接，大圓柱超聲波揉平4680，超聲波分散提高一致性，超聲波除塵提供安性性，石墨烯材料應用、前驅材料誘導結晶等應用領域廣受歡迎，助力鋰電池制造高效率、高質量。
在科研設備方面，深圳市科晶智達科技有限公司技術總監林光證判斷，新能源行業科研設備將呈現出智能化、信息化、高通量化的特點，也會出現智能實驗室等綜合性解決方案，實現無人化和智能化實驗室的運用。
深圳市科晶智達科技有限公司技術總監 林光證
作為電池行業第三方服務平臺，天目湖先進儲能技術研究院有限公司葛志浩博士分享了先進仿真技術助力電池研發與應用進展，包括電芯電化學機理仿真、電池產品3D熱仿真、電池包結構仿真等。在智能制造方面，天目湖儲能院與西門子工業軟件（上海）有限公司于2020年聯合創建了先進電池技術創新中心，中心以新能源電池行業智能化、數字化服務為核心，提供集電池設計及性能仿真、工廠仿真、產線及實驗室數字化建設等全鏈條數字化服務，推動電池行業智能制造發展。
天目湖先進儲能技術研究院有限公司 葛志浩博士
“電池制造，工藝和設備相當重要，設備參數、設置，設備的防災是非常重要的。比如超聲波焊接，吸焊、過流是沒有辦法100%檢驗，如果中間出現能量衰減，出現一兩個吸焊，這是沒有辦法體現出來的。”動力電池質量專家陳海波從動力電池安全及質量管理角度強調了設備的重要性，并指出把關質量的關鍵，一是做好質量策劃及質量閥管控活動；二是動力電池零部件供應商要精挑細選、嚴格把關。
陳海波總結，電池產業鏈上的企業要做好“四步走”，一要標準化，二要精益化，三要自動化，四要“去麻木化”。這里指， 企業不要因為前三步都做到了，而忽略了細節問題和持續精進的動力。
動力電池質量專家 陳海波
在電池產業這塊高地上，相信智能時代的到來，讓電池制造更有質量，讓產品生命更長久，在不同細分領域可以把技術做得更深刻。
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