年会直击｜掌握技术方向 助推电池产业高质量发展
时间:2022-01-13 12:06来源:电池联盟 作者:综合报道
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2021年12月27日，中国电池工程师年会暨电池产业链技术精英交流会在佛山成功召开。同期举行“智能制造赋能高质量发展”主题论坛。年会以“着重人才管理，掌握技术方向”为主题，畅谈高质量人才与电池产业中各领域各环节创新发展的相辅相成的共进之路。
随着我国“双碳”目标的明确、绿色发展战略的逐步实施，锂离子电池作为新能源汽车产业、储能产业的核心部件之一，市场规模快速增长。据悉，锂离子电池企业纷纷扩充产能，国内主流锂离子电池制造企业产能规划已经超过1000GWh。进入“T时代”的背后，透视着电池产业发展的无限可能性，也更有韧性。无疑，掌握技术方向是电池产业高质量发展的硬指标。
年会期间，嘉宾们围绕电池制造、技术创新、新材料研发、智能制造等关键技术方向，直击热点，分享创新成果，纵论电池技术发展新趋势。
中国电池工程师年会暨电池产业链技术精英交流会现场
关键材料路线展望
回顾2021，刀片电池大规模应用，磷酸铁锂电池大规模装备轿车。专家预测，预计到2025年会出现与现有液态电解质锂离子电池比能量大体相当的第一代全固态电池；2030年后，出现第二代采用新型正负极材料的全固态电池，比能量会提升到每公斤500瓦时，还会有高比能量锂-硫电池、金属空气电池；到2035年，钠离子电池、钾离子电池性能会大幅提升，比能量会达到每公斤300瓦时左右，与现在的高比能量锂离子电池相当。
从正极材料来看，湖北万润新能源科技股份有限公司技术质量中心经理王勤表示，磷酸铁锂未来将朝向高压实密度、高倍率、低成本制备工艺、高电压制备工艺等趋势发展。
王勤解释：“未来，需要在低成本下，制备出倍率性能更好的磷酸铁锂材料，在大电流放电下容量更高，且低温性能更好，用于启停、军工、PHEV等项目上。成本需要与现在的常规磷酸铁锂的成本差不多，10C放电容量到145-150mAh/g。”
湖北万润新能源科技股份有限公司技术质量中心经理 王勤
福建师范大学童庆松博士认为：”当前要找一个耐高温体系，再进一步提高它，特别是三元体系、锂金属等未来高能量密度的体系，对隔膜的要求会更高。”
童庆松博士分享了《高安全隔膜的制备及在高性能锂电池中的应用》。经过验证，涂覆(铝基)聚丙烯隔膜、涂覆(石墨烯)聚丙烯隔膜均明显改善了PP膜的热稳定性、放电性能及循环性能等；非涂覆(聚轮烷)聚合物隔膜表现出较好的物理性能及电化学性能，对抑制锂枝晶的生长起到了一定的作用，使电池的循环稳定性得到明显的提高。
福建师范大学 童庆松博士
在《PI粘合剂的技术》报告中，广州锴飞科技有限公司技术顾问刘锴提出：“要提高锂离子电池的能量密度，可削减对产生电力没有贡献的部分材料，比如减薄正负极的集电体及隔膜、减少负极粘结剂的用量及导电辅助材料等。”
他分享了一种能够代替PVDF+NMP体系的PI胶无溶剂，具有安全阻燃、性能稳定、电化学窗口宽等特点，适用于钠离子电池、燃料电池、太阳能电池背板等多种电池的粘结剂系统。
广州锴飞科技有限公司技术顾问 刘锴
电池回收“加码”
随着电动汽车爆发式增长，动力电池全生命周期回收问题受到广泛关注。目前，我国满足新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件的回收利用企业有47家，而2025年我国需要回收和梯次利用的电池总量将达到1.25亿千瓦时。
武汉格林美城市矿产装备公司总经理张子约作《退役动力电池回收超级工厂建设》主题发言，阐述超级工厂设计理念。其中，“超级产能”代表每年5万+电池包处理量，约为2.5GWh/年；“超级系统”为整合新能源汽车拆解、动力电池包绿色柔性智能拆解、梯次利用、破碎筛分回收四大工艺“超级系统”，并具备数字化生产能力（部分具备无人化）等，即“超级数字”；“超级环保”是最终实现资源有限、循环无限的理念。
从电池全生命周期出发，结合回收工艺流程，持续建设绿色智能柔性拆解、梯次利用和资源化产线，是格林美旗下装备公司的主要任务。2021年，柔性智能拆解系统已进入国家工业资源综合利用先进适用工艺技术设备推荐目录。
武汉格林美城市矿产装备公司总经理 张子约
在梯次利用及分类检测方面，锂斯德电子科技（苏州）有限公司总经理杨斯年指出：“在时间及成本考量下，一种执行安全、操作简易、快速、设备低廉、同时能完成余能检测及分类，适合各型梯次利用产品电芯上的需求、快筛检测分类系统，必须开发出来。否则会因为成本问题，影响梯次利用的发展，造成资源浪费。”
未来快筛技术的努力方向包括，建模作业时间缩短、SOH/SOC量测误差值降低、开发整模块内电池一致性动态评估模型、加强安全性异常电芯检测预判等。
锂斯德电子科技（苏州）有限公司总经理 杨斯年
智能化管理及智能制造赋能
在电池技术持续进步的过程中，智能化的加入给了电池产业发展更多的想象空间。除了电池本身的智能化管理以外，智能化程度主要集中在电池制造工艺及装备上，更多的生产企业正将锂电池生产与工业智能化技术相结合，运用工序自动化、产线自动化及整体数字化工厂，使得先进的智能化制造设备和生产技术成为高品质、高效率锂电池生产的重要保障。
如何做好电池管理系统，更加智能地管理及维护各个单元，提高电池寿命及安全？上海蓄熙新能源材料检测有限公司总经理韩广帅从新能源锂离子电池失效分析，解析对电池管理系统的思考：1）提取全生命周期的关键参数，不断修正健康状态偏离系数；2）采用动态控制策略，包括充放电策略的动态化、热管理系统的动态化、预警温度的动态化等；3）建立电池失效的可靠的预警系统；4)串联包括前驱体、原材料、电池制造商、新能源汽车、充电桩、梯次利用、回收再利用7大产业链条，形成闭环联动的评价机制。
上海蓄熙新能源材料检测有限公司总经理 韩广帅
“电池制造工序中的关键设备对锂电池的一致性、安全性等性能具有决定性影响。”佛山市金银河智能装备股份有限公司新能源总经理李小云作《锂电池智能工厂建设经验及难题》主题发言。他从三个方面阐述了锂电设备发展趋势：1）产能方面，趋向产线一体化、设备智能化，2）性能方面，趋向设备规格提升、设备效率提升、设备稳定性提升，3）降本方面，通过元件国产化、产能规划化来实现。
具体而言，2022年锂电生产设备发展趋势为，单线产能从2GWh升级到4GWh，涂布宽幅从1-1.2m延长至1.5-1.8m，卷绕速度从12-16ppm提高到25-32ppm，叠片速度从0.25s/PCS降至0.125s/PCS，单位设备投资从2.4亿元/GWh降至2.2亿元/GWh。
佛山市金银河智能装备股份有限公司新能源总经理 李小云
在单机智能化方面，浙江哈工奕能科技有限公司主张产品竞争力应实现“四升、一降、一缩短”，即提升设备高可靠性、提升设备CPK、提升设备OEE、提升设备一次优率、降低设备调试难度、缩短设备调试周期。此外，还有人性化设计，便于设备运维等。
广州德擎光学科技有限公司CTO白天翔作《激光加工在线检测技术及其在电池制造中的应用》主题发言。他表示，相较于传统激光加工无法表征加工过程稳定性的不足，在线质量检测技术成为趋势，具有非破坏性检测、不影响加工效率、可与激光加工自动化设备高度集成等优点，广泛应用于电芯制造和模组制造过程中。目前，德擎光学科技采用“光电传感”原理，实现了在线检测技术，并利用在线检测技术获得收敛工艺，保障加工质量，从而提高动力电池安全性、可靠性及生产自动化水平。
广州德擎光学科技有限公司CTO 白天翔
“未来锂电池的焊接方法和工艺趋势，我认为，超声波预焊与激光中焊相结合，是完美的黄金搭档。”广州市新栋力超声电子设备有限公司创始人严卓晟提出，首先采用超声波平齿焊，即低振幅大功率超声波焊接，把多层卷绕或叠片的大面积铝铂、铜铂焊接，如600平方毫米一次成形，再采用激光中焊，这样一来，可进一步确保焊接的可靠性、稳定性。
据介绍，超声波技术在刀片电池焊接，主流锂电池焊接，新能源汽车、充电桩线束焊接，大圆柱超声波揉平4680，超声波分散提高一致性，超声波除尘提供安性性，石墨烯材料应用、前驱材料诱导结晶等应用领域广受欢迎，助力锂电池制造高效率、高质量。
在科研设备方面，深圳市科晶智达科技有限公司技术总监林光证判断，新能源行业科研设备将呈现出智能化、信息化、高通量化的特点，也会出现智能实验室等综合性解决方案，实现无人化和智能化实验室的运用。
深圳市科晶智达科技有限公司技术总监 林光证
作为电池行业第三方服务平台，天目湖先进储能技术研究院有限公司葛志浩博士分享了先进仿真技术助力电池研发与应用进展，包括电芯电化学机理仿真、电池产品3D热仿真、电池包结构仿真等。在智能制造方面，天目湖储能院与西门子工业软件（上海）有限公司于2020年联合创建了先进电池技术创新中心，中心以新能源电池行业智能化、数字化服务为核心，提供集电池设计及性能仿真、工厂仿真、产线及实验室数字化建设等全链条数字化服务，推动电池行业智能制造发展。
天目湖先进储能技术研究院有限公司 葛志浩博士
“电池制造，工艺和设备相当重要，设备参数、设置，设备的防灾是非常重要的。比如超声波焊接，吸焊、过流是没有办法100%检验，如果中间出现能量衰减，出现一两个吸焊，这是没有办法体现出来的。”动力电池质量专家陈海波从动力电池安全及质量管理角度强调了设备的重要性，并指出把关质量的关键，一是做好质量策划及质量阀管控活动；二是动力电池零部件供应商要精挑细选、严格把关。
陈海波总结，电池产业链上的企业要做好“四步走”，一要标准化，二要精益化，三要自动化，四要“去麻木化”。这里指， 企业不要因为前三步都做到了，而忽略了细节问题和持续精进的动力。
动力电池质量专家 陈海波
在电池产业这块高地上，相信智能时代的到来，让电池制造更有质量，让产品生命更长久，在不同细分领域可以把技术做得更深刻。
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