化成和分容是鋰電池生產的重要工序,涉及電池的激活、性能檢測與分檔依據,其工序直接影響著電池的性能和使用壽命。

與此同時,化成和分容是鋰電池制造裝備環節最耗能的工序之一,設備能耗占據整線的約40%。隨著電池廠商產業化、自動化不斷提升,化成分容設備的能耗成為鋰電設備企業的競爭焦點之一,尤其是在鋰電池追求極致制造、極致效率、極致成本的大趨勢下。

當然,僅有主打后段設備方案也稍顯“單薄”,目前鋰電設備企業尤其是后段設備企業,正朝著“化成分容+倉儲物流”集成系統,乃至“Baking+注液+化成分容+倉儲物流+模組PACK”定制化方案等方向發展。

擁有30年智能裝備開發與20年鋰電行業深耕經驗的精實,就是其中的開拓者,且正以全國領先的市場占有率,成為引領者。

4月27日-29日,CIBF2024重慶國際電池技術展覽會在重慶盛大開幕,精實攜超節能化成一體機、直流微網化成分容系統、高壓直流水冷容量一體機、高產能全自動Baking線全新解決方案、儲能模組PACK自動化生產線解決方案等多款智能裝備閃耀亮相,再次向世界各地的行業同仁展示中國新一代鋰電裝備企業的技術實力。

精實CIBF重慶展現場

擊破化成機行業痛點

測試設備是決定鋰電池性能的關鍵環節。作為測試核心環節的化成機,當下仍存在針床柜與電源柜體分開設計占地大、針床柜與電源分體發貨現場安裝周期長、針床柜與電源連接功率線長、針床柜與電源柜連接功率線穿墻、電芯一致性不好等諸多痛點。

針對這些痛點,精實各個擊破,給出的解決方案是采用電源模塊、負壓模塊、針床與一體機架等零部件組成的化成一體機,實現六大優勢兼具:

●交付優勢:一體機裝調后整機發貨,客戶現場安裝調試可減少50%;

●占地優勢:針床柜與電源柜一體化,設備占地約節省20%;

●工藝優勢:串聯充放電,電芯一致性提高;

●結構優勢:電源柜體取消&線纜減短,節約物料成本;

●設備優勢:針床與電源功率線線纜減短,轉換效率得以提升;

●維護優勢:針床基于后側式維護設計,設備維護均在常溫環境下進行。

以高溫化成一體機為例,目前鋰電行業的趨勢是——達到制造端的極致節能、極致提效、極致降本,因此向設備端提出了取消廠房的高溫、干燥的環境要求。

精實“急客戶所急”,研發推出了自加熱高串化成一體機,庫位通過自加熱運風方式,負壓模組高度集成,實現電池注液口與廠房環境隔斷,進而完成客戶取消廠房加熱與除濕的訴求。

長期以來,精實秉承著“銷售一代、儲備一代,研發一代”的戰略理念做好產品研發,以滿足客戶與市場的發展需求。截止目前,已推出化成一體機1代和2代產品,正創新研發第3代化成一體機。

精實化成一體機迭代布局(圖/精實)

電源系統+一體機,助力打造零碳工廠

化成分容電源系統支持無縫接入直流微網,可有效提高電能轉換效率,在“雙碳”目標和市場的雙重驅動下,通過連接光伏、新型儲能等更多清潔能源,為綠色產線提供堅實支撐。

在這當中,電源系統尤為重要,影響著化成分容設備的充放電效率、電流電壓精度等,而這是降本降耗的核心要素。

立足市場需求,精實在持續迭代精進傳統方案的同時,亦推出了高壓直流電源技術。目前,精實的高壓直流方案已成功實現穩定交付,DC700V直達DC5V的能效轉換,將電源模塊峰值效率提升到90%以上,而電源模塊與針床集成的一體機形式,可減少75%及以上的功率線纜。

同時,與高壓直流化成機、高壓直流容量一體機方案相結合,協同精實母公司華自集團光伏系統、儲能系統、PCS系統,可以給客戶打造廠區級直流微網,做到電能靈活調用,進而為客戶打造“零碳工廠”。

此外,精實Matlab數字化高壓直流仿真平臺可實現高壓直流母線綜合系統的實時仿真功能,可提取分析系統及子系統中各關鍵節點電流電壓波形,可實時調度各個子模塊功率單元的功率大小以及流向,并能夠實時顯示在仿真世界,結合產線的實際運行情況做到“虛實結合”。

精實化成分容電源系列產品(圖/精實)

全新一代大腔體Baking設備,真實高溫烘烤

Baking是電芯生產過程中電芯干燥的重要工序,對整個電芯安全、性能發揮著重要作用,而實現高效率的干燥,其設備需達到三個指標:升溫速度快、真空度高、溫度一致性好。

隨著超級拉線的引入,傳統生產工藝很難匹配前后段產能。在此背景下,精實重磅推出新一代高產能全自動Baking線全新解決方案,即大腔體Baking設備,搭載重載堆垛機與物流調度系統,高效助力鋰電綠色智造:

●設備間封閉式處理,提升干燥效果,降低廠房要求;

●全新腔體結構設計,減少廠地空間,兼容各類電芯;

●夾具式載貨結構,高噸位堆垛機搬運,提升整線產能;

●接觸式加熱方式,自主研發溫制算法,護航電芯品質。

在Baking爐設計方面,精實全新Baking爐采用干燥空氣、氮氣的破真空方案,真空漏率≤10Pa.L/s;極限真空≤5Pa(空載);常壓至極限真空時間≤5min;破真空方案。

在堆垛機設計方面,精實有軌巷道堆垛機是自動化立體倉庫最核心設備,直接決定倉庫出入效率和運行穩定,也是衡量倉庫規模和預算的重要標準。

精實有超10年的自主設計開發堆垛機經驗,是目前僅有的2家能全部自主研發設計并交付后段整線的供應商之一,堆垛機定位精度達到±2mm,同時有配套自主設計開發WMS/WCS系統。

此外,精實還配套推出了J-FMES生產過程管理系統,能夠實時監控生產過程中的各項數據,對生產過程進行智能調度和優化,減少生產中的等待時間和閑置資源,從而提高生產線的吞吐量和產品交付的及時性,有效控制成本。

全新Baking解決方案產線布局(圖/精實)

守好電池應用的“第一關”

模組PACK是鋰電池制造四道工序完成后,即將投入運用的第一步。模組PACK生產線涉及到多個工藝環節,包括上料、電芯組裝、包裝和質量檢測等,對整個生產線的智能化和自動化程度提出了極高的要求。

精實自主研發儲能模組PACK自動化生產線解決方案,可應用于源網側儲能、家用儲能及工商業儲能等領域,具備高兼容性、模塊化柔性設計、自動化智能化、高安全性、個性化行業定制6大可靠優勢:

●整線設計兼容風冷、液冷工藝,兼容100-320Ah方形電池,整機效率16ppm;

●設備稼動率≥98%,設備良品率≥98.5%;

●模塊化布局,易于設備維護,一鍵換型無需更換治具,工序自由組合,操作靈活;

●六軸機器人作業,靈活度高;AGV物流輸送,有效降低人力成本;

●機器人作業區采用安全門鎖、安全模塊、安全光柵,提高設備運行的安全性;

●整線MES系統監控,實時監控各工序級作業任務、加工進度、反饋現場問題,實現透明化管理。

儲能模組PACK自動化生產線解決方案(圖/精實)

精進創新,實干致遠

精實機電科技有限公司成立于1994年,是華自科技(300490.SZ)的全資子公司,擁有近30年智能裝備開發與20年鋰電行業深耕經驗,首創化成負壓設備,技術創新優勢顯著,在鋰電化成分容及智能物流自動化設備的市場占有率全國領先。

面向加速而來的TWh時代,以及新一輪發展周期,極致節能、極致提效、極致降本已經成為動力電池企業的共同需求,只有技術硬核,具備定制化集成方案的優質高端的鋰電裝備供應商才能突圍出圈,拿下更多的市場份額。

目前,精實已構建“Baking+注液+化成分容+倉儲物流+模組PACK”定制化方案產品矩陣,協同集團資源優勢,具備大規模整合能力,并以一個深圳運營中心,武漢、長沙兩個制造基地模式布局全國,擁有10萬平米的智能制造基地+10余個項目團隊,部件自制率高達85%,生產線彈性年產能可達50GWh,大規模能力行業領先。

客戶方面,精實已與寧德時代、蜂巢能源、贛鋒鋰業、鵬輝能源、欣旺達、天能、耀寧、融捷、益陽長天等眾多鋰電知名企業建立戰略合作關系。

其中,精實在2011年就已與寧德時代達成了戰略合作,雙方協同建設了國內首條三元電池負壓化成分容自動線,2012年為其交付全國首條EV動力負壓化成自動化產線。長達十二年的穩固合作,精實共計為寧德時代投產近100GWh的后段生產裝備,極大鞏固了精實在鋰電裝備領域的綜合實力與領導地位。

2024年是精實朝著高質量發展加速奔跑的重要年,正當乘風破浪時,未來精實將持續深耕鋰電后段裝備整體解決方案,精進技術創新、實干制造管理,全力迎接TWh時代的挑戰與機遇,擘畫精實智造全球圖譜!