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【原创】2020高工金球奖(36):锂电设备6项创新技术“角力”
锂电设备| 创新技术 文章来源自:高工锂电网
2020-11-30 09:13:49 阅读:6687
摘要尚水智能、杭州捷瑞、瑞能股份、速锐智能、上海洪田、广州飞升6家企业角逐年度创新技术奖(设备类)。

头部动力电池企业的产能扩张计划,开启了锂电设备行业的红利窗口。然而锂电池生产工艺复杂,在前中后段有数十道生产工序,对设备精度、性能的要求更高。

尤其是随着新一轮国际产能扩张,对于在核心技术积累、头部客户合作经验、全球视野等方面的挑战,倒逼锂电设备企业进行技术革新。

鼓励技术创新、寻找锂电产业链好产品,2020高工锂电&电动车金球奖评选网络投票正在火热进行中,投票时间仅剩最后1天(截止至11月30日18: 00)。

本届金球奖由思客琦全程特约赞助,今年的主题为“十年锻造 百炼成金”,共设置了年度好产品奖、年度技术创新奖和年度十大品牌企业等多个奖项。

其中,尚水智能、杭州捷瑞、瑞能股份、速锐智能、上海洪田、广州飞升6家企业角逐年度创新技术奖(设备类),涉及制浆、除湿、化成、卷绕、溶铜、注液等生产工序。

尚水智能

申报奖项:年度创新技术奖(设备类)

申报技术:循环式高效制浆技术

尚水智能循环式制浆技术是一种高效的粉液混合制浆技术,它的工作原理是先将粉体在真空条件下脱出部分气体,并且打散成弥散状态,然后使其进入快速流动的液体中,然后通过由叶轮和挡板组成的分散模块对分散液进行高强度的剪切,得到分散均匀的高品质浆料。

目前动力电池的制浆普遍采用的还是传统的双行星搅拌工艺。针对传统搅拌设备制浆时间长、能耗高的技术难题,尚水智能开发的新型制浆设备和工艺大幅度缩短了制浆时间并降低了能耗,具体说明如下:

1. 粉体呈弥散状态与大面积快速流动的液体接触,润湿时间短,能耗低。

2. 分散模块采用独特的定转子设计,利用更高的线速度和更小的间隙来获得更高的剪切强度。

3. 循环式制浆技术使浆料在分散模块和循环罐之间来回循环,有效确保所有浆料在分散模块中进行“必然式分散”,确保了不同部分浆料的停留时间相同,既能保证浆料分散的均匀性和一致性,也大幅度缩短了总的制浆时间。

该技术突破了传统搅拌设备的产能瓶颈,单台设备产能大、尺寸小、效率高,且单位能耗低,能够大大降低制浆系统的能耗、提高浆料的一致性和批次稳定性,降低客户的投资成本和人力成本,并且有利于提高制浆系统的自动化和智能化水平。目前该技术已申报了四项发明专利。

杭州捷瑞

申报奖项:年度创新技术奖(设备类)

申报技术:转轮除湿

针对常规转轮除湿空调系统再生能耗高问题,捷瑞提出了热泵再生型转轮除湿系统。该系统是能源利用技术和空气调节领域一大创新,由转轮除湿系统和热泵系统组成。

热泵系统包括压缩机冷凝器、蒸发器和节流阀。可以利用热泵系统冷凝热量对除湿转轮进行再生,通过再生排风机带走除湿转轮吸附的水分,利用热泵系统的蒸发器对新风进行预冷除湿后再通过除湿转轮对新风进一步吸附式除湿,热泵系统为除湿系统提供所需的冷量和再生热量。

其技术创新及先进性在于:

1. 开发了45℃高温进风低湿机组,可节省大量中表冷制冷量和后加热器的加热量,节能效果显著;

2. 研发出了80℃中温再生超低露点转轮除湿机组,机组出风出风露点也可达≤-60℃;

3. 研发的低温再生常规湿度转轮除湿机,60℃再生,再生加热可利用压缩机冷凝热等废热源,运行能耗可大幅度降低。

瑞能股份

申报奖项:年度创新技术奖(设备类)

申报技术:瑞能高能效串联化成技术

瑞能高能效串联化成技术,解决了电池化成一致性、设备结构复杂,故障率高、能源浪费和投资成本高等问题,已广泛应用在电池自动化生产线,助力客户提质降本,节能提效。

具有以下创新点:

1. 化成过程中,由于电流高度一致,可以显著提高电池品质的一致性,助力电池生产企业大幅提升产品质量,提高电芯与乘用车电池包的续航能力、使用寿命与安全性等,提质增效;

2. 结构创新,设备通道高度集中,设备结构复杂程度大幅下降,整体空间可节省一半;

3. 采用高频碳化硅技术,频率高、发热量小,电源体积仅为传统设备的1/4,单模块升级为高压模块,效率提高到90%,使电能能够更加充分地被利用;

4. 采用模块化设计,可兼容不同类型电池;可在电流不中断的情况下,投入或退出某一电池,不影响正常工作,可以使电池厂持续不间断生产电池,提升电池生产产能,保障向市场稳定供货的能力。

与传统的化成方法相比,瑞能高能效串联化成技术,具有以下优势:

1、 节约模块成本:相比传统电源,模块可节省三分之一成本;

2、 节约线材成本:线缆简化,机械单元到电源只需要走一组电流线,节省九成成本;

3、 减少线材损耗:1GWh产能下,化成、分容所有通道一年可节省约116.5万度电;

4、 节约电费: 设备效率高达90%,相比传统50%效率提高40个百分点,共节省约218万度电;

5、 降低散热费用:按照能耗比计算,约可节省72万度电/年。

速锐智能

申报奖项:年度创新技术奖(设备类)

申报技术:全自动卷绕机

速锐智能自主研发的的全自动卷绕机已经更新至第三代,此产品已获得专利11件,软著3件,在卷绕线速度、张力波动、卷绕对齐度等性能方面进行了升级:

1. 卷绕线速度高达3M/S,卷绕头采用直驱结构和DD马达(速锐智能专利),放卷采用额定转速5000r/min的大功率伺服马达,设计采用最优惯量比(1:3)。

2. 在张力控制方面,采用高响应性能的音圈马达和张力控制器,实现闭环控制,减少张力波动幅度和提升张力准确性。在客户现场实测张力波动值达±3%,当前主流电池企业的要求在±4%以内,而行业平均水准则在±5%-7%左右。

3. 卷绕之后的电芯的预压回弹空间更小,表明卷绕应力更小更均匀,更有助于提升电芯的安全性。

4. 极片入料纠偏采用双闭环控制,采用高性能CCD系统,保证对齐度检测的准确性和可靠性,电芯对齐度< ±0.3mm。

5. 采用高端运动控制系统,高效节能的同时还解决了极耳翻折、极片切断掉粉等一些工艺痛点。

6. 张力波动值更低,主要是得益于在设备单元硬件以及软件算法方面的优化,使得卷绕性能更稳定。

相比于国外设备,本产品专门针对我国锂离子电池生产的工艺而研发制造,适应性更强,性价比优势明显。速锐智能采用新工艺、新技术,针对性地开发了应用于数码电池和动力电池领域的核心产品卷绕机,助力电池企业提升产品性能和降低成本。

上海洪田

申报奖项:年度创新技术奖(设备类)

申报技术:高效溶铜罐

2020年上半年,上海洪田机电科技有限公司成功研发新一代新型高效溶铜罐。在进一步提高溶铜反应效率的基础上,大幅度减少传统溶铜罐需求铜料的保底量。

技术创新体现于:投入使用后,不用传统天然气加热,而是利用气液混流喷射导流技术,让空气中的氧气泡充分与铜线结合产生化学氧化反应,其铜线的氧化速度加快,溶铜速度在不进行加热时,铜线量保持在40t时,溶铜速率:≥200Kg/h*台,接近传统喷淋式溶铜速率的2倍。

上海洪田对于电子铜箔行业生产铜箔主设备技术水平不断迭代突破,以整线化、无人化、智能化作为产品设计理念。通过数字化和配套MES系统持续优化,提升产线效率和管理水平,使铜箔在生产工艺配合下提升合格良率、生产稳定性。对于电解铜箔制造企业,以新建1万吨铜箔年产量为例,铜原料的占用资金可以减少5000万元左右,且不用蒸汽加热,可以节省采购铜原料的流动资金及节省能源。

广州飞升

申报奖项:年度创新技术奖(设备类)

申报技术:FSH-SK10智能注液泵

传统陶瓷电动泵,其注液量的调节,依靠手动调节偏转角度,需要重复多次校准造成电解液浪费。2015年底,广州飞升经过不断研发实践,开发出了锂电行业第一台全数控智能变量泵,并获得新型发明及实用专利证书,打破了行业内因传统注液泵机械调节不方便,不完全数控的技术瓶颈。

该智能变量泵实现了闭环控制、智能化生产,减少人工及原料浪费,提高了锂电池注液的一致性,推向市场后,不仅受到中国锂电30强的认可,还出口至韩国、日本等国家。

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