在全球汽車電動(dòng)化轉(zhuǎn)型的背景下，動(dòng)力電池全產(chǎn)業(yè)鏈快速迭代發(fā)展，正在加速產(chǎn)業(yè)蝶變。其中，電池材料有著復(fù)雜的工藝流程且變化迅速，對(duì)裝備制造企業(yè)也提出了更為嚴(yán)苛的要求。

圖為廣東智子智能技術(shù)有限公司技術(shù)總監(jiān)段臻發(fā)表演講

　　日前，在第八屆動(dòng)力電池應(yīng)用國(guó)際峰會(huì)(CBIS2023)上,廣東智子智能技術(shù)有限公司(簡(jiǎn)稱“廣東智子”)技術(shù)總監(jiān)段臻表示，“作為一家流程工業(yè)領(lǐng)域的裝備制造商，我們借用了材料學(xué)四要素的概念，即從材料的使用性能、結(jié)構(gòu)成分、性質(zhì)及合成加工四個(gè)維度分析一種材料，我們將自己定位于專注材料行業(yè)的合成與加工方向。”

　　一種材料從科研單位的試驗(yàn)線到企業(yè)客戶的中試線，再到量產(chǎn)線，離不開裝備制造企業(yè)的裝備系統(tǒng)解決方案。如何才能更好地創(chuàng)造價(jià)值，智子智能給出的答案是在工藝技術(shù)革新上，尤其重視對(duì)材料的深刻理解，掌握材料特征，提升工藝應(yīng)用價(jià)值。

01

“卷”向技術(shù)創(chuàng)新和進(jìn)步

　　今年以來，整個(gè)動(dòng)力電池行業(yè)最大的特點(diǎn)就是“卷”。但顯然，市場(chǎng)在經(jīng)歷“爆發(fā)式”增長(zhǎng)后，競(jìng)爭(zhēng)必然進(jìn)入白熱化階段，同時(shí)也將孕育技術(shù)的創(chuàng)新與進(jìn)步。

　　段臻指出，材料創(chuàng)新變化是非常明顯的趨勢(shì)，比如在負(fù)極材料領(lǐng)域，更多地從石墨轉(zhuǎn)向硅碳/硅氧負(fù)極和硬碳材料;在正極材料領(lǐng)域，則向磷酸鐵錳鋰、高鎳三元、鈉電層狀氧化物等技術(shù)材料方向變化。

　　據(jù)段臻介紹，為應(yīng)對(duì)材料的創(chuàng)新變化，智子智能依托國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的二向箔實(shí)驗(yàn)室體系優(yōu)勢(shì)，將實(shí)驗(yàn)室作為企業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展的重要組成部分，為關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)提供有力支撐。

　　· 材料測(cè)試實(shí)驗(yàn)室：針對(duì)固、液態(tài)材料樣本，采用顆粒度測(cè)試儀、粉體流動(dòng)性綜合測(cè)試儀、光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡及漿料穩(wěn)定性測(cè)試儀等精密儀器，對(duì)物料的各項(xiàng)性能進(jìn)行測(cè)試，提供精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果，通過全面的測(cè)試數(shù)據(jù)報(bào)告，賦能企業(yè)優(yōu)化粉體系統(tǒng)設(shè)計(jì)，加快落地生產(chǎn)進(jìn)程。實(shí)驗(yàn)室除了具備極片制作能力以外，還能夠與高校開展產(chǎn)學(xué)研合作，完成電池制作和檢測(cè)等一系列工作。

　　· 粉體工程實(shí)驗(yàn)室：采用物料自動(dòng)化仿真實(shí)驗(yàn)，模擬出實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境，有效規(guī)避生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。目前，該實(shí)驗(yàn)室可提供輸送、造粒、混合及包覆等工程實(shí)驗(yàn)。

　　· 流程工業(yè)實(shí)驗(yàn)室：專注于產(chǎn)線的數(shù)字化、智能化和信息化的改造升級(jí)。

　　眾所周知，磷酸鐵鋰固相法的生產(chǎn)工藝已非常成熟，若想在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化提升，高效應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化，則需在技術(shù)上有所創(chuàng)新和突破。

　　段臻介紹，廣東智子從工藝角度對(duì)設(shè)備的模塊化配置進(jìn)行了深度解讀，并創(chuàng)新提出“高級(jí)工作包”的概念。

　　具體來講，廣東智子對(duì)工藝模塊進(jìn)行分解的同時(shí)，也對(duì)其中的設(shè)備技術(shù)點(diǎn)進(jìn)行分解。如后處理模塊，技術(shù)點(diǎn)是高效除磁技術(shù)、篩分技術(shù)、無人化全自動(dòng)包裝技術(shù)、全自動(dòng)打包技術(shù)及智能物流等。與之相匹配的是粉體后處理設(shè)備模塊，經(jīng)拆解后，包含除磁模塊、篩分模塊、粉碎模塊、批混模塊、全自動(dòng)包裝模塊及物流模塊。

　　同樣，電池的前段制漿線，包含物流模塊、拆包投送模塊、配料模塊、混合分散模塊及管道輸送模塊，而其中的核心工藝模塊是混合分散模塊。目前，市場(chǎng)上使用最多的是雙行星設(shè)備適配，以及雙螺桿、高速分散模塊的適配。在此基礎(chǔ)上，智子智能升級(jí)出“高級(jí)工作包”，即根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)度、特殊需求及施工區(qū)域等條件來定制交付路線圖，包含施工區(qū)域內(nèi)的施工工作包、設(shè)計(jì)工作包、采購工作包及安裝工作包等。

　　定制條件：

　　1、單工作包為一個(gè)施工班組1~2周的安裝工程量;

　　2、新項(xiàng)目分部交付、交叉交付或非線***付;

　　3、新項(xiàng)目存在工序和產(chǎn)能上的不確定性因素，預(yù)留接口;

　　4、項(xiàng)目為原有產(chǎn)線的改造、產(chǎn)能擴(kuò)建及工序改建等情況。

　　據(jù)段臻介紹，工作流程是從項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段對(duì)高級(jí)工作包進(jìn)行拆解。以一條正極材料固相法產(chǎn)線為例，其存在兩個(gè)不確定性。一是在后處理階段有批混工序，開始時(shí)不能確定后續(xù)是否會(huì)上;二是產(chǎn)能存在不確定性，在篩分和除磁工序，需要為后續(xù)的產(chǎn)能擴(kuò)建預(yù)留接口。智子智能在前期設(shè)計(jì)階段則會(huì)將這兩個(gè)不確定因素定義為一個(gè)高級(jí)工作包。

　　緊接著，將高級(jí)工作包進(jìn)行分解，分解為施工工作包、預(yù)制模塊安裝工作包、設(shè)計(jì)工作包及采購工作包。企業(yè)需求的不確定性在后期的逐步交付過程中，所有環(huán)節(jié)均可實(shí)現(xiàn)可控。比如在原先的正常交付周期內(nèi)，高級(jí)工作包可根據(jù)產(chǎn)線的交付進(jìn)度隨時(shí)進(jìn)場(chǎng)施工，同時(shí)，預(yù)制模塊也提供了很好的進(jìn)場(chǎng)交付保證。

02

數(shù)字化交付體系加速動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)“蝶變”

　　在智能制造趨勢(shì)下，數(shù)字化交付體系將賦能產(chǎn)線的大規(guī)模制造，提升交付成果質(zhì)效。廣東智子深研產(chǎn)業(yè)工藝路線，所提供的數(shù)字化交付體系基本覆蓋項(xiàng)目的整個(gè)生命周期。

　　工藝包設(shè)計(jì)方面：段臻表示，依托二向箔實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)，提供材料測(cè)試、工藝放大等支持，可使工藝(包)凍結(jié)設(shè)計(jì)時(shí)間縮短30%。

　　裝備系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面：采用1D-2D-3D-4D的一體化設(shè)計(jì)，可使裝備系統(tǒng)方案的響應(yīng)時(shí)間縮短40%。

　　施工建造方面：采用高級(jí)工作包+模塊化交付，可使項(xiàng)目交付時(shí)間縮短30%，材料和施工成本節(jié)約15%。

　　人員培訓(xùn)方面：引入VR+AR培訓(xùn)，在產(chǎn)線調(diào)試完成后，即可做到熟練工上崗。

　　設(shè)備資產(chǎn)維護(hù)方面：在整個(gè)產(chǎn)線交付運(yùn)維過程中，對(duì)產(chǎn)線的改造、擴(kuò)建甚至報(bào)廢提供支持，做到對(duì)設(shè)備資產(chǎn)的終身維護(hù)。

　　值得一提的是，在運(yùn)營(yíng)維護(hù)方面，廣東智子使用數(shù)字孿生系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測(cè)性運(yùn)維，綜合管理“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)”六要素，提升信息檢索、部門溝通、產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集清洗及應(yīng)用管理效率，將管理效率提升45%，非計(jì)劃宕機(jī)減少50%。

　　成立于2016年的廣東智子，致力于成為全球領(lǐng)先的物料處理技術(shù)服務(wù)公司，為客戶提供專業(yè)的EPC數(shù)字化、智能化的物料處理系統(tǒng)解決方案。目前，客戶群體主要覆蓋新能源、新材料、精細(xì)化工及食品醫(yī)藥四大領(lǐng)域。

　　當(dāng)前，在全球汽車產(chǎn)業(yè)加速變革下，動(dòng)力、儲(chǔ)能電池市場(chǎng)即將進(jìn)入TWh時(shí)代，高品質(zhì)、高效率及大規(guī)模的制造和交付成為產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)。廣東智子結(jié)合工業(yè)智能應(yīng)用和先進(jìn)制造技術(shù)，已經(jīng)將材料測(cè)試、中試熟化和規(guī)模化量產(chǎn)進(jìn)行全鏈條覆蓋，下一步公司將加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同聯(lián)動(dòng)，持續(xù)助力電池及材料在大制造時(shí)代迭代“升維”。