【中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會官網(wǎng)專稿】 鋰電池相對鉛酸電池等傳統(tǒng)電池是一個新興的電池種類，它有著巨大的潛力，廣泛應用于信息、能源、交通、軍事等領域，具有高密度、無記憶、轉(zhuǎn)換效率高、重量輕、壽命長、無污染等優(yōu)勢，而且從全生命周期看，其成本已低于鉛酸電池。

 

　　未來巨大的應用空間，將會對鋰資源產(chǎn)生巨大的需求，很大程度上來講，動力鋰電池將成為新一代動力電池的發(fā)展方向。為進一步了解鋰電行業(yè)的最新動態(tài)，中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會的記者采訪了中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會的專家委員徐建波，他同時也是江蘇南大紫金鋰電智能裝備有限公司的高級工程師，有著極強的行業(yè)知識，特別是對鋰電池行業(yè)有著自己獨特的見解。

 

　　據(jù)了解，江蘇南大紫金鋰電智能裝備有限公司是南大紫金的全資子公司，依托南京大學強大的研發(fā)實力和母公司在其它粉體行業(yè)18年的深耕作業(yè)，與國內(nèi)某知名企業(yè)合作，在2011年已建成國內(nèi)首條鈷酸鋰全自動生產(chǎn)線。專注于鋰電池正負極材料和PACK組裝智能生產(chǎn)線的設計、開發(fā)、安裝、調(diào)試、咨詢等。為了更好地服務于客戶，公司從鋰電池材料廠家招聘了多名工藝工程師和設備工程師，同時擁有多位國內(nèi)高校和日韓鋰電池材料的專家顧問。可見，專一性和專業(yè)性是南大紫金優(yōu)于其它同類企業(yè)的特別之處。

 

　　徐建波工程師在南大紫金工作了5年，據(jù)他透露，南大紫金是國內(nèi)粉體工程領軍企業(yè)，在1999年鋰電行業(yè)剛剛起步之初，南大紫金就已經(jīng)開始關注鋰電材料生產(chǎn)設備，2009年起，南大紫金開始正式介入鋰電材料裝備行業(yè)，發(fā)展到2012年，南大紫金將鋰電業(yè)務單獨拆分出來，并成立了南大紫金鋰電裝備，專門負責鋰電材料自動化裝備的市場開拓。經(jīng)過長時間的探索，公司決定將發(fā)展方向定位在“服務于鋰電材料行業(yè)的公共性服務公司”，這樣的定位在于將客戶作為中心來推進公司的發(fā)展。

 

　　日韓的鋰電池工藝相對成熟，之前基本壟斷了中國的鋰電市場，這使中國陷入了一個尷尬的境地，直到2011年國內(nèi)第一條大小顆粒鈷酸鋰及第一條三元材料全自動生產(chǎn)線的竣工并投入使用，并順利通過三星和LG的審核，才打破了日韓長時間以來的壟斷局面，這給中國鋰電行業(yè)的發(fā)展帶來了信心，同時也為其提供了強勁的后臺基礎。從大的工藝上講，國外正極材料生產(chǎn)與國內(nèi)沒有區(qū)別，核心技術在于表面包覆、參雜效果的好壞，當下國內(nèi)廠家在這方面已有很大發(fā)展，與國外生產(chǎn)工藝并無明顯差異；真正的差距還是在裝備上，國外材料廠家為了優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量能夠給設備廠家提出自己的要求，設備廠家不斷推陳出新，開發(fā)出適當?shù)脑O備，而國內(nèi)的材料廠家這方面很欠缺，提不出更多的要求，導致設備更新?lián)Q代很慢，往往別人用什么設備，自己也跟著上。因此，需要更多的行業(yè)內(nèi)有豐富經(jīng)驗的公司，整合各種資源，開發(fā)出鋰電行業(yè)的專用設備。其實，在粉體裝備的集成和智能生產(chǎn)方面，國內(nèi)不亞于國外，例如磁性粉體材料和塑料行業(yè)，部分企業(yè)已不再依托日韓，希望在鋰電材料行業(yè)，也能借助以往經(jīng)驗，為中國鋰電打個翻身仗！

 

　　據(jù)徐工透露，鋰電材料的智能生產(chǎn)（或全自動生產(chǎn)）是未來的必然趨勢。傳統(tǒng)的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)主要包括3個層次，分別是設備層(device layer)、控制層(control layer)、以及信息層(information layer)。設備層的功能是將現(xiàn)場設備以網(wǎng)絡節(jié)點的形式掛接在現(xiàn)場總線網(wǎng)絡上，依照現(xiàn)場總線的協(xié)議標準，設備采用功能模塊的結構，通過組態(tài)設計，完成數(shù)據(jù)擷取、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波、溫度壓力補償、PID控制等各種功能；控制層是自動化的基礎，從現(xiàn)場設備中獲取數(shù)據(jù)，完成各種控制、運行參數(shù)的監(jiān)測、警報和趨勢分析等功能，控制層的功能一般由工業(yè)計算機或PLC等控制器完成，這些控制器具備網(wǎng)絡能力以協(xié)調(diào)網(wǎng)絡節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通信，同時也實現(xiàn)現(xiàn)場總線網(wǎng)段與以太網(wǎng)段的連接；第三層信息層提供實現(xiàn)遠程控制的平臺，并連接到企業(yè)自動化系統(tǒng)，同時從控制層提取有關生產(chǎn)數(shù)據(jù)用于制定綜合管理決策。

 

　　工業(yè)化的基礎是自動化，自動化領域發(fā)展了近百年，理論、實踐都已經(jīng)非常完善了，特別是隨著現(xiàn)代大型工業(yè)生產(chǎn)自動化的不斷興起和過程控制要求的日益復雜應運而生的DCS控制系統(tǒng)，更是計算機技術，系統(tǒng)控制技術、網(wǎng)絡通訊技術和多媒體技術結合的產(chǎn)物。DCS的理念是分散控制，集中管理，雖然自動設備全部聯(lián)網(wǎng)，并能在控制中心監(jiān)控信息而通過操作員來集中管理，但操作員的水平?jīng)Q定了整個系統(tǒng)的優(yōu)化程度，有經(jīng)驗的操作員可以使生產(chǎn)最優(yōu)，而缺乏經(jīng)驗的操作員只是保證了生產(chǎn)的安全性。是否有辦法做到分散控制，集中優(yōu)化管理？需要通過物聯(lián)網(wǎng)根據(jù)所有監(jiān)控信息，通過分析與優(yōu)化技術，找到最優(yōu)的控制方法，是物聯(lián)網(wǎng)可以帶給DCS控制系統(tǒng)的。

 

　　為了緊跟德國的工業(yè)4.0，國內(nèi)提出了“中國制造2025”，基于信息物理系統(tǒng)的智能裝備、智能工廠等智能制造正在引領制造方式變革。鋰電池材料智能生產(chǎn)會大量減少一線員工數(shù)量、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)能、大量的數(shù)據(jù)化信息化以提高管理水平。今年的6月初，南大紫金率團赴德國西門子總部參觀學習了工業(yè)4.0，由西門子總部電池行業(yè)總監(jiān)兼德國設備制造聯(lián)合會電池設備分會主席 Peter Haan接待，介紹了工業(yè)4.0在德國的基本情況。工業(yè)4.0是將無處不在的傳感器、嵌入式終端系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、通信設施通過CPS形成一個智能網(wǎng)絡，使人與人、人與機器、機器與機器以及服務與服務之間能夠互聯(lián)，從而實現(xiàn)橫向、縱向和端對端的高度集成。我們同時參觀了位于德國安貝格的西門子電子工廠，這個高科技電子工廠面積超過1萬平方米，其內(nèi)部是一組智能機器，它們能夠協(xié)調(diào)從生產(chǎn)線到產(chǎn)品配送等一切要素。它擁有超過16億個機器組件，其產(chǎn)品種類多達950種。這意味著該工廠的生產(chǎn)系統(tǒng)所處理的數(shù)據(jù)是真正海量的。盡管如此，該工廠的可靠率超過99%，每百萬件產(chǎn)品中只有15件缺陷產(chǎn)品。而動力鋰電池及其材料對安全性、一致性、種類靈活性要求更高，需要引入智慧工廠予以解決。因此，南大紫金計劃與西門子共同開發(fā)，在中國建立首條工業(yè)4.0鋰電池正極材料智能生產(chǎn)線。目前已與國內(nèi)某知名正極材料廠家達成初步意向，計劃在2016年底建成。
 

（本文由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會官網(wǎng)制作方鑫欏資訊采寫）