逸飛激光：突破全極耳工藝核心痛點 助力46系列圓柱時代到來
今年，46系列大圓柱電池將為動力電池市場帶來深刻變革。受益頭部電池企業(yè)積極布局和國際車企帶動，市場對46系列圓柱電池制造裝備的需求也日益升溫，但大規(guī)模制造的工藝痛點也較為明顯。
當(dāng)前，46系大圓柱電池產(chǎn)業(yè)化成為關(guān)鍵點之一，即要盡快實現(xiàn)高效率、高質(zhì)量、高安全以及低成本的大規(guī)模生產(chǎn)。
01
裝備已突破核心工藝難點 46系列大圓柱正快速崛起
“大圓柱電池性能更優(yōu)的基礎(chǔ)，就是全極耳的技術(shù)路徑，目前，大圓柱電池已經(jīng)逐步進入量產(chǎn)階段，逸飛激光率先突破了全極耳成型、全極耳與集流盤焊接以及整線量產(chǎn)等關(guān)鍵點問題。”在第七屆動力電池應(yīng)用國際峰會上，武漢逸飛激光股份有限公司市場總監(jiān)金朝昊發(fā)表了題為《篤行裝備創(chuàng)新升級 助力電池產(chǎn)能高質(zhì)量發(fā)展》的主題演講，并就大圓柱全極耳電池的市場與產(chǎn)業(yè)化情況進行了分享。
金朝昊表示，2022年以來，大圓柱電池正在快速崛起，寶馬已經(jīng)明確會在新一代純電動車型平臺上使用大圓柱電池，電池規(guī)格為標(biāo)準(zhǔn)直徑46mm，搭載兩種不同高度(95mm和120mm)，分別面向?qū)汃R轎車和SUV品類。同時，寶馬還選定了寧德時代、億緯鋰能、遠景動力作為它的合作伙伴，“這一方面表明中國電池企業(yè)在全球化浪潮中具備相當(dāng)強的競爭力;另外一方面也代表電池企業(yè)充分肯定了大圓柱在未來電池形態(tài)中的重要地位。”
對于46系大圓柱電池的選擇，寶馬的解釋是，與上一代方形電池相比，寶馬新一代電池(大圓柱全極耳)的能量密度將提升20%以上，續(xù)航里程增長30%以上，成本可降低50%，快充時間減少30%，同時可以兼容400V和800V系統(tǒng)。
在儲能市場，海辰儲能也公布了儲能大圓柱電池的布局。海辰儲能的大圓柱戶用儲能專用電池在單線資金投入上要遠低于行業(yè)目前的其它規(guī)格電池，同時，通過在結(jié)構(gòu)件、制造等成本上的優(yōu)化，還可實現(xiàn)比傳統(tǒng)方形電池降本達10%。海辰儲能認為，基于在高速制造、產(chǎn)線投資以及產(chǎn)品靈活性、一致性、安全性等方面的綜合優(yōu)勢，大圓柱電池未來在儲能市場將有可期的前景。
金朝昊指出，大圓柱電池的關(guān)鍵基礎(chǔ)，就是全極耳技術(shù)。逸飛激光作為國內(nèi)最早投入到全極耳電池制造工藝研發(fā)的企業(yè)，從2009年就開始做相關(guān)的工藝技術(shù)和裝備的研發(fā)，“通過十多年的自主創(chuàng)新和工程經(jīng)驗積累，率先突破了全極耳集流體無損整形和集流盤激光焊接工藝技術(shù)，并全面打通了圓柱全極耳電池規(guī)模化制造的路徑，實現(xiàn)了基于信息化、智能化的大圓柱全極耳電池智能制造解決方案全覆蓋的能力。”
逸飛激光已經(jīng)實現(xiàn)從實驗室開發(fā)到小批量試制、到規(guī)模化量產(chǎn)，最終到精益制造全過程解決方案的覆蓋能力，從而幫助客戶更快速地實現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)與量產(chǎn)、更高的產(chǎn)品一致性與良品率、更低的綜合成本。
據(jù)介紹，目前逸飛激光在大圓柱全極耳領(lǐng)域，率先在業(yè)內(nèi)做到了三個全覆蓋：
一是，電池結(jié)構(gòu)全覆蓋。目前逸飛激光的裝備產(chǎn)品可適用于不同客戶不同結(jié)構(gòu)的全極耳電池。
二是，工藝路徑全覆蓋。例如在圓柱全極耳工藝流程中，極耳成形、集流盤焊接、激光與機械封口、注液口密封等不同工藝路徑已經(jīng)全部覆蓋。
三是，提供全生命周期系列產(chǎn)品。從產(chǎn)品開發(fā)到生產(chǎn)制造全流程，逸飛能夠提供覆蓋單站、專機、中試線到智能產(chǎn)線( 3ppm-360ppm )全制造周期系列解決方案。“一方面，逸飛激光基于自主創(chuàng)新，可以提供相關(guān)裝備;另一方面，我們的研發(fā)團隊可以做一些仿真以及工藝驗證，快速地把新工藝、新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)應(yīng)用到小批量或者量產(chǎn)階段。”金朝昊進一步以裝備舉例指出，在電池結(jié)構(gòu)與工藝基本確立階段的量產(chǎn)，可以提供具備柔性化生產(chǎn)能力的裝備，裝備效率可以達到100ppm左右;針對結(jié)構(gòu)與工藝較為成熟階段的量產(chǎn)，逸飛激光可以提供360ppm的產(chǎn)品裝備。
02
儲能市場空間更大 模組PACK柔性化生產(chǎn)迫切
儲能市場起點低，空間大，將成為主要增長動力：2022年中國儲能鋰電池出貨量超過100GWh，2023年將達180GWh，2025年將達390GWh。
金朝昊表示，未來受益儲能應(yīng)用場景的多元化特點，模組PACK將會在儲能電池領(lǐng)域扮演重要角色。然而，對于裝備企業(yè)來說，模組PACK生產(chǎn)制造的最大痛點是它的組合多樣化以及來料一致性引發(fā)的生產(chǎn)質(zhì)量問題，且由于單體、模塊和標(biāo)準(zhǔn)箱規(guī)格尺寸、結(jié)構(gòu)、工藝的巨大差異而帶來的柔性生產(chǎn)需求和挑戰(zhàn)。
在焊接方面，逸飛激光擁有自主創(chuàng)新的——“柔性五軸激光焊接技術(shù)”。據(jù)介紹，逸飛激光自2013年就推出了柔性模組激光焊接站，可充分適應(yīng)模組PACK柔性生產(chǎn)需求，目前已在國內(nèi)得到大范圍應(yīng)用。“通過在該產(chǎn)品上搭載各種先進的智能化生產(chǎn)和工藝技術(shù)，例如主動識別焊縫位置，自動調(diào)節(jié)焊接焦距，采用隨動壓緊等技術(shù)，實現(xiàn)方形、圓柱、軟包電池模組的全兼容，實現(xiàn)高質(zhì)量高效率的模組PACK的生產(chǎn)。”金朝昊表示。
在模組工裝方面，逸飛激光依托柔性工裝技術(shù)，避免工件一致性等因素所導(dǎo)致的產(chǎn)品定位精度問題，并實現(xiàn)敏捷換型與快速維護。
在模組自動堆疊方面，逸飛激光解決了由機械定位方式的局限性及電芯尺寸一致性等因素所導(dǎo)致的電芯基準(zhǔn)面難以重合、模組尺寸偏差較大等系列問題，實現(xiàn)了模組的高精度、高效率自動堆疊與精準(zhǔn)、可靠壓裝，有效保障電池模組的裝配精度與焊接合格率。
值得一提的是，除了圓柱全極耳產(chǎn)品和模組PACK，逸飛激光也能夠覆蓋各類型方形電芯的生產(chǎn)需求。
03
鋰電裝備企業(yè)四個維度助力電池企業(yè)全球競爭
近年來，在全球碳中和目標(biāo)的驅(qū)動下，交通領(lǐng)域加速電動化轉(zhuǎn)型，電動汽車動力電池從GWh級制造即將跨入TWh時代。與此同時，儲能電池的出貨量也在呈現(xiàn)高速增長趨勢，展現(xiàn)出很大的潛力和市場空間。為滿足上述需求，電池企業(yè)進行了大規(guī)模擴產(chǎn)布局，截至目前，兩大應(yīng)用領(lǐng)域的產(chǎn)能規(guī)劃已合計超過5TWh。
與此同時，中國企業(yè)依托先發(fā)機遇，以及在技術(shù)、產(chǎn)業(yè)鏈、產(chǎn)品、成本等方面的優(yōu)勢，開始密集“出海”，中國電池企業(yè)走向全球化，是國內(nèi)擴產(chǎn)潮的延續(xù)，更是我國未來進一步贏得全球能源競爭的必經(jīng)之路。
金朝昊表示，在上述大背景下，電池企業(yè)未來參與全球競爭的關(guān)鍵，或者說能夠進一步擴大中國產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵，在于提升“價格”、“質(zhì)量”與“規(guī)模化產(chǎn)能”三個方面的競爭力。
并且在規(guī)模化和產(chǎn)品降本基礎(chǔ)上，同時還要保障產(chǎn)品質(zhì)量以及產(chǎn)品安全性。
基于以上要求，對于裝備企業(yè)而言，金朝昊認為，鋰電裝備企業(yè)應(yīng)從“加快落地、精益制造、優(yōu)化成本以及產(chǎn)業(yè)協(xié)同”四個維度去助力電池產(chǎn)業(yè)提升。
金朝昊表示，作為鋰電設(shè)備供應(yīng)商，逸飛激光希望能夠基于自身對于激光加工技術(shù)、智能化裝備技術(shù)及深厚的電池工藝、工程經(jīng)驗，為電池企業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展持續(xù)提供動能。
目前，逸飛激光也在不斷加快企業(yè)發(fā)展速度，目前形成了以武漢總部為研發(fā)創(chuàng)新中心，以華中智能制造基地、華東智能制造基地以及華南工藝體驗中心為支撐的產(chǎn)業(yè)布局，以適應(yīng)日益增長的市場需求。
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