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遇上智能制造化的動力鋰電池

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2022年12月07日  

近兩年,我國新能源汽車產業飛速發展,為動力電池等相關產業帶來了難得的機遇。隨著動力電池和儲能電池市場的快速擴大,對電池品質提出了更高的要求,電池制造將朝著“高品質、高效率、高穩定性”和“信息化、無人化、可視化”的方向發展。


因此,我國電池企業必須通過技術創新、生產自動化和管理規范化,加快推進電池的智能制造步伐,推動電池產品更多地進入高端市場,滿足新能源汽車和儲能應用對電池品質的高要求。


動力電池行業現狀


2016年,我國新能源汽車銷售量高達50.7萬輛;其中純電動汽車40.9萬輛,插電式混合動力汽車9.8萬輛。雖然近三年來新能源汽車發展迅猛,但是2016年新能源電動汽車銷量僅占全國汽車總銷量的1.8%,新能源汽車仍有廣闊的增長空間,新能源汽車的快速崛起也帶動了電動汽車產業鏈上其他各環節的增長。


根據工信部印發的《汽車產業中長期發展規劃》,2020年新能源汽車產銷達到200萬輛,保有量達到500萬輛;2025年新能源汽車占汽車產銷20%以上。我們看好國家對新能源汽車產業的預計目標,到2020年,動力電池產業也將隨新能源汽車產業的增長而大幅擴張。我國動力鋰離子電池產業迎來了難得的發展機會,各動力鋰離子電池廠家都出現供不應求的局面。


近年來,我國新能源汽車產業發展迅猛,其中的原因除了人們節能減排、環保意識的提高之外,更主要的是國家財政補貼等各種利好政策的大力支持,眾多企業紛紛投身新能源汽車領域。然而,高額的補貼以及補貼的普惠性雖然加速了新能源汽車的推廣,卻帶來了諸如騙補、產能過剩、粗制濫造等一系列問題,在客觀上影響了技術路徑的選擇甚至影響了技術創新。


當前,我國新能源汽車動力電池行業仍然存在小、散、亂和整個行業盲目投資、低水平建設現象,技術水平和產品質量需要進一步提高。短期內,動力鋰電池整體產能過剩,低端產能供應遠大于需求,行業競爭激烈,高端產能不足或者空白的局面,超級梯隊與一級梯隊差較大,2018年,動力電池企業將加速優勝劣汰。


加速智能化改造是關鍵


新能源汽車是中國制造2025十大重點突破領域之一,動力電池是新能源汽車的核心部件。目前,全球動力電池產業集中在中、日、韓三國,三者占據全球95%左右的市場份額,日韓一流鋰電企業自動化比例在70%以上,國內一線企業約50%,二線企業僅20%,較低的自動化程度,導致中國動力電池在一致性上有較大差距,同時生產效率的低下甚至導致了成本優勢的喪失。


當前為提高生產的動力電池一致性,提高生產效率,提高信息化管理,減少用工,降低勞動強度;同時也為了滿足動力電池生產過程中不同規格電池的混線生產等需求,建設自動化、智能化的生產物流系統及智能制造系統成為必然趨勢。


一方面對動力電池企業來說,實施智能制造可以改善效率、降低成本、提升質量、提升材料利用率、縮短產品研發周期、降低單位產能人工成本,加速現場管理透明度,從而增強企業的競爭力;另一方面在推動動力電池轉型升級的同時,可以促進動力電池高端裝備的發展,因此智能制造也是實現動力電池各項指標的重要的手段。


當動力電池遇上智能制造


智造發展遭遇重重障礙


一是目前國內鋰電制造企業硬件設備多為分段采集,設備之間存在兼容性和多樣性的問題,導致各類工業軟件之間集成度低、數據無法共享流通。


二是鋰電的產品生產和測試數據的采集量大、每個工序有不同管控需求、制造模式屬于流程型和離散型的混合模式,加劇了產業數字化/智能制造的難度;


三是動力電池尺寸標準規格不統一,我們國內企業生產了150多種不同規格的電芯,導致單一車型銷量相對較少,限制了標準化規模化智能化的制造發展。


四是動力電池的產品設計和制造工藝技術沒有完全成熟,特別是電池模組的關鍵生產工藝設計不成熟,驗證不夠充分,一次通過率低,且較難實現在線自動測試及品質追蹤。因此,動力電池系統生產仍以半自動化為主,僅有少數電池廠商實現了動力電池模塊或模組的自動化生產。


國內動力電池行業目前還處于智能制造的“打地基”階段,國產動力電池處于低端的突出瓶頸是核心工藝和成套裝備。動力電池裝備涉及動力電池數十道生產工序、七大模塊,與國外設備相比,國內設備在包括精度、速度、可靠性、無人化、可視化、信息化等方面存在一定差距,因此中高端設備目前以進口為主。


因此,行業的當務之急是要建立一套電池工廠產品、工藝、質量的信息模型,在信息模型的建立的基礎上實現數字化、在大數據分析、累積、優化實現智能化,同時,要加快制造工藝及裝備標準化的推進,兩頭并進能加速實現制造環節的標準化、模塊化及數字化,然后才能做到基于數據的智能化。

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