鉅大LARGE | 點擊量：1101次 | 2021年11月19日
動力鋰電池工藝與設備公司的智能制造之路
十二月五日，由我國電動汽車百人會組織發起的“動力鋰離子電池技術升級與產業鏈研究”專項課題第三次交流會在清華紫光國際交流中心召開，來自高校、科研院所、公司的60余名嘉賓圍繞“動力鋰離子電池設計、工藝及裝備”展開討論。
業界一致認為，動力鋰離子電池工藝與設備公司要走高端化和國際化路線，制定大規模智能制造的路線圖，研究制造工藝、方法和標準，謹防動力鋰離子電池制造的“技術空心化”。
設備公司要向高端化和國際化靠攏
新能源汽車快速發展帶動鋰離子電池紛紛擴產，鋰離子電池設備的需求在2015年下半年開始爆發。鋰離子電池設備最早出現在日本和韓國，近年來，隨著我國電池公司的市場份額不斷提高，國產設備市場占有率也在大幅度提高。目前鋰離子電池設備國產化替代已經達到50%，預計2020年將提高到80%。
與會專家表示，國內設備重要不足存在于配料系統、涂布機、分切機、裝配線、物流倉儲系統、生產制造系統、在線監控系統等方面。
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我國電動汽車百人會執行副理事長歐陽明高認為，市場規模的快速上升，要對材料體系優化，根據材料的特性制定制造工藝需求。此外，產品市場終端提出越來越嚴格的要求，自動化程度可能跟國外先進水平還有差距。
比亞迪第二事業部儲能及汽車電池廠總經理沈晞指出，對動力鋰離子電池設備的開發應圍繞“四高”、“兩大”進行。其中，“四高”是指設備必須高可靠性、高精度、高效率、高度自動化。“兩大”是指設備開發應基于大規模生產，在可量產的前提下進行設備的整合和優化；其次，設備開發應該是大系統的集成，將整個大系統進行有機串聯，才能把電池生產的各環節都把控好。
鋰離子電池自動化設備直接決定了電芯性能的好壞，目前國內外設備的競爭重要集中在電芯和頂端設備。目前國產設備在中后段已經達到日韓領先公司水平，一批國產領軍公司已經涌現，并不斷進行市場整合和產業布局。
無錫先導科技有限公司董事長王燕清指出，有關國產設備來講，高端化、智能化、國際化是發展方向。
業內專家表示，除了打造動力鋰離子電池的龍頭公司外，也要著力打造生產裝備的龍頭公司，加大對龍頭公司在技術改造、研發創新方面的扶持力度。作為龍頭公司，要加大全產業鏈的覆蓋，進行并購整合，追求規模效應。
政府可以供應在政策法規、融資渠道方面的支持，以及專向資金的補貼。公司要加大研發投入，走國際化路線，快速學習國外先進公司的相關相關經驗。當然不是說照搬照抄，還是要堅持自主研發，掌握自主知識產權，以中后端推動前端設備的技術進步和提升。
標準化是實現動力鋰離子電池智能制造的前提
清華大學鋰離子電池實驗室主任李建軍認為，現在電動汽車或者儲能系統電池都是大規模的串并聯系統，對電池制造工藝、技術水平及控制提出了更高要求。
鋰離子的工藝非常復雜，工序非常繁多，而且每道工序對電池的性能都有影響。整個制造過程要對環境控制，而且生產要更加科學、合理、標準化，減少人為操作。另外，采取高精度和穩定的設備，對電池生產環節的每個節點進行嚴格而有效的監控控制，減少電池的差異性，從而提升電池的質量。
吉陽智能科技有限公司董事長陽如坤介紹，從控制過程角度來管理，無外乎四個方面：定點控制、異物管理、適度管理、在線監控。有些新技術可以引進來，比如通過濺射工藝制造固態電池、激光模切、疊片式卷繞，高速組裝技術等。
陽如坤指出，目前動力鋰離子電池是1MWh為一條生產線，存在著合格產量低、一致性差、安全性差、維護麻煩、成本高等問題。未來是一條生產線要1GWh到5GWh，在原來基礎上上升了1000倍甚至幾千倍，為實現這一目標，除了要大規模制造外，智能化制造是其重要解決途徑。
業內專家分析，我們的動力鋰離子電池制造現在還處在“初級智能”階段，合格率整個行業里面大概是90%。未來希望通過智能制造，把整個電池的合格率提高到99%以上。
有關大規模智能制造的實現路徑，業內專家表示，從尺寸、產量、數字化、全過程的監控，到制造過程的一體化，還有設備互聯、互通、互操作，要做很多工作。
動力鋰離子電池的制造朝著智能化方向發展，重要分為三個階段。第一階段是要實現自動化廠，各個工序段實現自動化工程降低人工成本。第二階段是實現數字化廠，有綜合的分析能力，使生產的決策更加快速、準確。第三階段是智能廠，把現成的資產、資源、基礎設施跟數字化的流程相結合，實現業務的進一步優化。
業內專家普遍認為，標準化生產是動力鋰離子電池智能制造的先決條件。國軒高科工程研究院常務副院長楊續來指出，電芯的標準化生產涉及到從前端的制造設備標準化，到后期的PACK設備標準化。福建星云電子股份有限公司副總經理劉震則認為，電芯、電池包在設計、工藝等方面實現標準化，是目前實現動力鋰離子電池大規模制造的前提條件。而他也表示，目前很多動力鋰離子電池生產設備都沒有實現標準化，這有關設備制造公司而言，也耗費了過多的成本和精力。
大規模制造是動力鋰離子電池的生產走向
我國電動汽車產業發展迅猛，對動力鋰離子電池的需求量呈現爆發式上升，到2020年電動汽車保有量預計達到500萬輛。劉震表示，假如動力鋰離子電池系統不實現大規模制造，將無法滿足這一需求。
大規模制造是生產方向，也是降低成本、提高品質的重要途徑，其核心是自動化的裝備、過程檢測系統、生產制造的執行系統，包括MES系統。
劉震認為，目前實現大規模制造面對諸多問題，如動力鋰離子電池系統生產仍以半自動化為主；電池系統生產公司和自動化裝備公司的磨合還不夠，產業鏈協作不夠；電池模組設計驗證不充分，很多沒有經過系統的評價測試階段；電池模組關鍵工藝設計不成熟，驗證不夠充分，并且一次通過率低等。實現大規模制造要電池公司、BMS研發公司、電池包系統公司、裝備公司、整車公司等產業鏈的協力合作。
我國電子科技集團公司第十八研究所主任肖成偉認為，有關大規模的工藝裝備，要看它的自動化程度，包括工藝、生產、裝備的可靠性，控制的精度等。
此外，MES系統是所有現代化制造必不可少的。裝備公司目前很難做就在于所有的裝備基本上都是“非標”的，做一條生產線前期溝通可能要花半年時間，制造過程再花費半年時間，一年可能只做一條線。假如花了大量人力、物力，成本就很高。假如現在自己來做模組研發，我幫你設計，設計好以后所有的專利授權給你，你來買我的生產線。比如，這個公司供應電芯，另外一個公司做PACK或者BMS，我有模組，大家共同合作把這個事情做下去。
謹防動力鋰離子電池制造的“技術空心化”
電動汽車百人會理事長陳清泰分析，進入上世紀90年代后，動力鋰離子電池有了比較快的發展，看到了希望，所以大家很快把注意力聚焦到電動汽車上，這又促進大家廣泛研究動力鋰離子電池。動力鋰離子電池有一個“正反饋”的過程，所以進步比較快。
我國電動汽車已經上升到國家戰略，產銷量在全球都是領先的。但最近很多發達國家開始發力了，包括德國、歐洲、日本，戰略上都在做調整。這些國家大的汽車公司一旦開始發力，對我國電動汽車將會出現什么樣的影響，很值得關注。
捷威動力副總王馳偉認為，韓國、日本做設備特別專注，他們對設備的理解非常透徹，動力鋰離子電池工藝制造也要有這種戰略定力和市場定力。
陳清泰指出，他最擔心的就是電動汽車產銷量上去了，但這個產業仍是技術空心化的狀態，太危險了。從新能源汽車的角度來看，不要重復燃油車走過的道路；電動汽車的發展過程要在起點上就有實實在在的、自己的核心技術，而不再重復“技術空心化”的過程。他認為國內公司有機會，但這個機會大概只有3年或5年的時間，因為國外大的汽車公司在任何一種路線上都有足夠的儲備。
陳清泰認為，很多人談論產業的專注，我國要小型巨人，領域不要跨得很大，但在這個領域里誰也比不過你，這就是你的競爭力，這就是你的希望。
業內專家普遍認為，不論是電池公司、裝備公司，都不要為產量困擾，要把重要精力投入在核心技術上，盡力把質量搞上去，這涉及到一系列的管理，包括裝備、工藝等。把真正核心技術掌握住，把核心競爭力建起來，并不要有300GW、500GW的產量等在那兒，等在那兒就是落后的生產量力。我國產業處在進步的過程中，假如生產量力是超前的，產前的這部分將來肯定是落后的，力爭能夠成長出具有全球競爭力的公司。
“我國對動力鋰離子電池的需求量前所未有，應抓住機遇，將重要精力用于提高核心技術及產品質量，在這一過程中提升核心競爭力?！标惽逄娬{。
