佛山天勁吳衛華：軟包電池制造效率仍較低 智能制造很關鍵
日前，“第二屆新能源汽車及動力電池（CIBF2021深圳）國際交流會”在深圳舉行，在由多氟多冠名的“智能制造助推軟包電池提質降本”專場論壇上，佛山市天勁新能源科技有限公司副總經理吳衛華發表了主題為“軟包動力電池智能制造探討”的演講。
經過十多年的發展，鋰電設備自動化智能生產技術持續創新，促使了新能源動力電池產業快速發展。吳衛華認為，從提升動力電池生產效率、一致性和降本來看，鋰電設備和生產制造還需要更科學更智能化的管理。
吳衛華從設備效率、智能化、保質降本等幾個維度分析了動力電池生產制造的行業痛點。例如，設備效率方面，目前圓柱電池生產效率每分鐘可達到300ppm、方形每分鐘30ppm，而目前軟包每分鐘僅有12ppm，不管是效率還是設備穩定性，軟包電池生產制造都有一定差距。吳衛華表示，近幾年軟包動力電池關注度和需求量每年都在快速增加，行業需要快速擴充產能來滿足市場需求，“特別是軟包設備效率提升，應加快研發和設計高效率、高穩定性軟包動力電池生產設備滿足快速增長的市場需求。”
從智能化角度來看，近些年鋰電設備經歷了從手工到自動化、信息化再到智能化迭代升級的過程，包括設備的運行控制系統、EMS系統、智能物流及倉儲系統組合等不斷構建鋰電生產制造的智能化水平。吳衛華表示，當前鋰電制造過程中部分單機設備還缺少實時在線對產品效果全檢及閉環控制功能，未來，所有在線全檢的結果實現系統性的數字化、可視化將是趨勢。
從配料勻漿環節提升智能制造來看，吳衛華認為，在線實時檢測監控系統將是趨勢，實現每個過程以結果為導向進行智能監控，每個步驟運作在合格情況下才能進行下一步動作，出來的成品漿料質量當然更有保障，同時降低過剩無效時間。智能化結合自動化控制，數據信息反饋與自動調節顯得相當重要，過程當中的數據收集非常有利于分析及改進價值。
實現涂布濕膜密度檢測與閉環控制將是涂布環節智能制造方向。吳衛華表示，涂布是電池制造最要緊工序，如何保證涂布密度可靠性與一致性是業界一直關注與努力攻克的。濕膜密度實時檢測與涂布擠壓模頭閉環控制系統，在漿料投入進來、擠壓壓力、涂布密度、涂布尺寸都進行數字化、可視化控制，每一個檢測系統數據都與控制系統進行閉環控制，那么就可以直觀看到涂布的密度，并根據密度范圍，自動調節模頭或者壓力，整個過程不再需要停機，根據涂布出來的濕膜實時檢測、數據收集與反饋，模頭及壓力控制系統依據反饋數據實時調節，可避免浪費，提升質量和效率。
對于軟包電池來說，封裝檢測同樣非常關鍵，如何保證焊接可靠性，封裝可靠性是提升軟包電池一致性和效率的重要關注點。焊接可靠性影響著整個電芯的質量，封裝氣密性檢測更是行業難題。吳衛華建議，通過焊接過程所產生的數據收集、比對、研判，給出最后焊接結果，而且數據與電芯編碼對應，通過大量數據研判和自學習，可整體提升該環節的品質。
在封裝封印質量可靠性檢測環節，吳衛華指出，傳統利用撕溶膠進行結果判定，帶來的是時間與人力大量浪費，需要實時在線封印測厚系統的智能化設計和優化，實現封裝可靠性檢測及實現自動調節。
談到軟包電池后段工序環節的智能化，吳衛華認為，烘烤水含量實時監控系統也同等重要。“傳統還是以固定真空烘烤時間進行干燥電芯（或極片），烘烤時間長短需要做大量數據驗證，針對不同厚度電芯、不同真空度條件和不同材料體系等，會使用不同的烘烤時間，而且烘烤后還要對產品進行水含量測試。時間長短評估難度大，造成極大浪費。”吳衛華表示，烘烤同樣以結果為導向，電芯在真空下烘烤，同時實時對電芯做同步的水含量測試，建立水含量在線實時檢測系統，可避免固定時間烘烤的時間浪費、出爐后的水含量測試時間浪費以及過程中人力浪費，最重要的是杜絕了不合格電芯出爐的風險。
吳衛華表示，智能化是制造行業的發展方向。在制造過程的各個環節幾乎都廣泛應用人工智能技術。專家系統技術可以用于工程設計、工藝過程設計、生產調度、故障診斷等。可以將先進的計算機智能方法應用于產品的過程加工、生產調度、數據信息收集反饋等，實現制造過程的全方位智能化。
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