鋰電池技術(shù)路線格局正在重塑,方形疊片、大圓柱電池成為炙手可熱的“新星”。
以特斯拉為引領(lǐng),46系大圓柱電池成為寶馬、通用等全球汽車巨頭的一致選擇。在儲能市場,兼具高安全、長循環(huán)壽命、高一致性、高能量密度、模組組合成本更低等優(yōu)勢,46、60系大圓柱需求也開始啟動。
瞄準市場需求,寧德時代、億緯鋰能、中創(chuàng)新航、蜂巢能源、遠景動力、海辰儲能等電池企業(yè)摩拳擦掌,加大對大圓柱電池研發(fā)、創(chuàng)新、量產(chǎn)的投入。
方形疊片電池路線發(fā)展同樣兇猛?;诜叫坞娦鹃L薄化趨勢,疊片工藝天然適配長薄型電芯,可使得電芯能量密度更高,安全性更好,循環(huán)壽命更長。
包括比亞迪刀片電池、蜂巢能源短刀電池、中創(chuàng)新航OS電池、億緯鋰能LF560K儲能電池、欣旺達SFC480快充電池等,均以疊片工藝來實現(xiàn)。
技術(shù)路線需求的變動,無疑將為鋰電智能裝備帶來新的增長機遇。
需要指出的是,由于全極耳工藝的革新,電芯裝配環(huán)節(jié)成為大圓柱電池規(guī)模化量產(chǎn)的重要掣肘。目前,國內(nèi)布局大圓柱的電池企業(yè)多處于B樣階段,良率突破90%依舊鳳毛麟角,開發(fā)大圓柱電池高速全自動組裝線成為大圓柱電池產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵。
對于方形疊片電池而言,提升疊片設(shè)備效率、提升良品率,降低設(shè)備占地面積,成為方形疊片電池企業(yè)的重要訴求。
這也意味著,要捕捉新能源電池智能裝備新的市場風口,能夠賦能電池企業(yè)量產(chǎn)大圓柱、提升方形疊片電池智造效率的智能裝備企業(yè)將具備極強的競爭力與市場增長潛力。
筆者注意到,在近期舉行的2023CIBF展會上,烽禾升集團(下稱“烽禾升”)攜400ppm大圓柱高速裝配線解決方案及480ppm高速熱復(fù)合切疊一體機方案等新品亮相,向行業(yè)全面展示其對于新能源智能裝備的理解與技術(shù)實力。
中段“硬核”新品亮相
踏準鋰電池中段智能裝備領(lǐng)域炙熱風口,烽禾升精準發(fā)力。
在大圓柱高速裝配線解決方案方面,烽禾升以“高速星輪和凸輪方式實現(xiàn)組裝段的裝配及焊接”的行業(yè)尖端技術(shù),聯(lián)合公司自主開發(fā)虛擬仿真數(shù)字技術(shù)平臺,推出多種46系大圓柱鋼殼和60系大鋁圓柱儲能電池全自動裝配線。
烽禾升總經(jīng)理楊平介紹,公司鋼殼大圓柱高速裝配線設(shè)計產(chǎn)能達240PPM,線體涵蓋卷繞機(包含拍平&揉平)、X-Ray檢測機、正負集流體激光焊接機、高速入殼機、高速正極超聲波扭矩焊接機、高速負極與殼體焊接機、高速滾槽機、烘烤、等壓注液機、高速無極性蓋板組裝機、高速封口機、X-Ray檢測機、高速清洗機、高速套膜機(選配)、高速裝盤機等。具備自動實現(xiàn)條碼信息與功能信息的綁定與保存功能,能夠與MES系統(tǒng)、前后工序工藝設(shè)備對接。
在核心工藝創(chuàng)新上,烽禾升鋼殼大圓柱高速裝配線中的滾槽機高速聯(lián)動線機構(gòu)采用進料螺桿、進出料星輪、主傳動系統(tǒng)結(jié)合的方式,提升生產(chǎn)效率與穩(wěn)定性。同時,公司自主研發(fā)的12軸轉(zhuǎn)塔圓柱凸輪機構(gòu)實現(xiàn)滾槽機械效率240PPM,在保質(zhì)保量的情況下工作效率實現(xiàn)行業(yè)領(lǐng)先,打破了日韓企業(yè)占主導(dǎo)地位的局面。
應(yīng)對集流體焊接質(zhì)量不穩(wěn)定、焊接效率等行業(yè)難題,烽禾升集流體焊接機采用焊接銅嘴壓板與振鏡一體結(jié)構(gòu),可保證焊接關(guān)鍵參數(shù)離焦量的一致性。采用進口光纖單模激光器,同等熔深下可有效降低焊接過程熱輸入量,減少隔膜燙傷概率,實現(xiàn)高速穩(wěn)定的激光焊接效果。設(shè)備集成跟隨式保護氣與除塵結(jié)構(gòu),可保持焊接過程中對焊縫位置全區(qū)域保護,及時排除煙塵對焊接質(zhì)量的影響。通過掌控焊接能量波形控制技術(shù),可對焊接起始與結(jié)尾熔深做精密調(diào)整,保證焊縫整體熔深熔寬的一致性。
據(jù)了解,烽禾升以上核心設(shè)備均已通過相關(guān)中試線以及驗證。
在高速熱復(fù)合切疊一體機方案方面,烽禾升融合極片熱復(fù)合與多片疊技術(shù),設(shè)備的切疊速度最高達480ppm,單工位疊片效率達到0.125s/pcs,單個電芯輔助時間達2S/JR。
同時,烽禾升高速熱復(fù)合切疊一體機還配備了先進的AI視覺檢測功能,精確識別各種外觀與尺寸不良并及時調(diào)整切刀位置,可以實現(xiàn)CCD糾偏,將極片裁切精度達±0.15mm,電芯整體對齊精度達±0.5mm,極耳對齊精度達±0.5mm,模切良率≥99.5%(來料不良除外),疊片良率≥99.5%。解決了行業(yè)隔膜褶皺、對齊度不良等缺陷控制與監(jiān)測痛點問題。
秉承研發(fā)一代、生產(chǎn)一代、儲備一代的技術(shù)理念,楊平表示,目前公司正在儲備1000PPM的熱復(fù)合切疊一體機技術(shù)方案,計劃明年推出。
持續(xù)強化新能源智能裝備矩陣
可以看到,憑借在大圓柱高速裝配線以及高速熱復(fù)合切疊一體機的創(chuàng)新突破,烽禾升在新能源智能裝備領(lǐng)域的產(chǎn)品矩陣優(yōu)勢正在不斷增強。
楊平介紹,烽禾升集團自2017年開始延伸擴張至新能源裝備領(lǐng)域,伴隨著新能源市場發(fā)展持續(xù)升溫,該板塊成為公司業(yè)績增長的重要引擎。2019年至今,新能源智能裝備業(yè)務(wù)已占據(jù)公司業(yè)績80%以上。
目前,公司在動力、儲能兩大賽道已形成具備極強競爭力的智能裝備產(chǎn)品矩陣,包含大圓柱電芯裝配線、切疊一體機、模組及PACK線、儲能電柜、集裝箱設(shè)備等行業(yè)領(lǐng)先性的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。
復(fù)盤烽禾升進入新能源領(lǐng)域之初,公司以模組及PACK線為市場切入口,快速開辟市場并不斷拿下市場份額。
截止目前,公司與寧德時代、蜂巢能源、孚能科技、贛鋒鋰電、吉利集團、蔚來、理想汽車及多家外資主機廠頭部企業(yè)建立了密切合作關(guān)系,成功交付行業(yè)龍頭客戶超過百條以上產(chǎn)線。
模組PACK線更是已經(jīng)成功躋身行業(yè)頭部陣營。
而今,除了模組PACK線技術(shù)之外,烽禾升還掌握了圓柱、方形、刀片電池切疊、裝配等關(guān)鍵技術(shù),并推出了具備市場競爭力的產(chǎn)品。
從后段模組PACK線設(shè)備向中段核心設(shè)備強勢延拓,既是公司對于新能源市場確定性的預(yù)判篤定,也是公司技術(shù)實力的重要印證。
楊平表示,烽禾升在新能源智能裝備領(lǐng)域的產(chǎn)品戰(zhàn)略,是持續(xù)鞏固提升在模組PACK整線領(lǐng)域的領(lǐng)先位置,同時加深在大圓柱裝配線、方形切疊一體機等中段核心制程設(shè)備的研發(fā)與迭代,深挖公司在新能源電池中后段裝備市場的競爭護城河。
自研核心部件與關(guān)鍵技術(shù)
烽禾升持續(xù)加大在新能源電池中后段智能裝備的戰(zhàn)略并不是泛泛而談。筆者獲悉,為了持續(xù)提升公司在模組及PACK線、切疊一體機、大圓柱裝配線等產(chǎn)品的競爭力,公司在輸送技術(shù)、核心機構(gòu)、焊接技術(shù)等核心環(huán)節(jié)不斷投入及創(chuàng)新。
烽禾升技術(shù)總監(jiān)闕知利表示,對于大圓柱裝配線而言,高速磁懸浮聯(lián)動線輸送技術(shù)、圓柱凸輪多軸聯(lián)動實現(xiàn)組裝段的裝配及焊接等技術(shù)提升圓柱裝配線效率的核心要素。
烽禾升采用自研磁懸浮技術(shù)與傳統(tǒng)聯(lián)動線結(jié)合的方式,用戶可以通過簡單的拼裝組合,快速、靈活的搭建出各種所需的裝配輸送線。通過磁懸浮技術(shù),實現(xiàn)準確、靈活及穩(wěn)定運輸和定位,同步大幅節(jié)省成本、提高效率、節(jié)約占地面積。
在凸輪機構(gòu)環(huán)節(jié),公司自研的高速多軸圓柱凸輪機構(gòu)、盤形凸輪機構(gòu)具備拖動力大、控制精度高、復(fù)合機械結(jié)構(gòu)簡單、角度可調(diào)、全天候運轉(zhuǎn)等多維度優(yōu)勢。
值得一提的是,烽禾升還將磁懸浮技術(shù)應(yīng)用于切疊一體機的傳送以及模組pack線傳送等多個環(huán)節(jié),在提升線性系統(tǒng)效率、安全及壽命的同時,提高智能化與靈活性。
闕知利介紹,為了進一步強化市場競爭力,公司持續(xù)加大對新能源激光焊接技術(shù)的投入,打造了行業(yè)領(lǐng)先的激光焊接實驗室,通過打造技術(shù)拓展平臺為后續(xù)更多電池創(chuàng)新項目服務(wù),包括滿足電芯中段焊接、切割及后段CTP、CTC等電池激光焊接工藝需求等。
在軟件層面,烽禾升還同步設(shè)立了工業(yè)4.0軟件平臺及發(fā)展數(shù)字孿生技術(shù),進而提高公司在各個新能源項目的研發(fā)、制造、調(diào)試等方面的實際效率,提升項目交付效率,保證交付品質(zhì)。
總結(jié)
當前,動力、儲能賽道的全球化屬性不斷增強。預(yù)計到2030年,全球鋰電池產(chǎn)能需求將達到7TWh。指數(shù)級的增長需求已經(jīng)驅(qū)動鋰電池企業(yè)在全球范圍內(nèi)進行產(chǎn)能擴張,同時,技術(shù)路線的變更與升級,對于智能裝備配套企業(yè)也提出了新的要求。
瞄準新能源裝備的核心價值制程設(shè)備,烽禾升憑借深厚的市場深耕與技術(shù)積淀、多元化的產(chǎn)品組合、硬核的產(chǎn)品技術(shù)及服務(wù)能力,在新能源智能裝備領(lǐng)域持續(xù)擴大市場份額,強勢勾畫企業(yè)新的業(yè)績增長曲線。
原標題:鋰電中段價值制程裝備領(lǐng)域涌現(xiàn)“黑馬”