5月15-16日,電動航空及下一代電池技術(CIBF2025深圳)交流會在深圳舉辦。深圳市贏合科技股份有限公司總工程師兼研究院院長李偉博士,在會上作題為《先進智能裝備:賦能行業(yè)綠色新生態(tài)》的主題演講。其向與會代表分享了贏合科技從鋰電設備方面,如何助力電池生產效率提升、降低能量損耗、提升產品可靠性一致性,賦能下一代電動航空和動力電池制造。
Super-E型涂布機技術破局
通常來講,鋰電池廠400米的廠房,從制漿到最后的電芯分選環(huán)節(jié),涂布占了四分之一大致100米,基本上涂布機烘箱就是60多米長。李偉指出,如果能把涂布烘箱的尺寸降下來,那對行業(yè)是很大的貢獻。另外,因為傳統涂布機的A-B面涂布頭分布在設備的兩端,漿料需要長距離地從一端輸送到另一端,正極材料比較硬,會對管道造成磨損,尤其是生產2周設備要停產維護的時候,還要把漿料清理出來,也是巨大的浪費。
如何解決這些問題?李偉介紹了一款贏合科技創(chuàng)新研發(fā)的Super-E型涂布機,該設備較傳統涂布機長度節(jié)省約37%,“主要是在保證原有生產效率的前提下,烘箱長度節(jié)省了三分之一”。同時該設備高度僅增加7%,設備寬度僅增加了3%,設備節(jié)能35%,產品質量同步提高。整體算來廠房面積能節(jié)省8%,這在工程建設上有很大的吸引力。
傳統涂布機是C型的,A面涂過來B面再涂過去。在烘箱里熱風對濕面烘干效率很高,但對背面烘干效率很低、作用很小。贏合科技給出的思路是,一個烘箱往返走兩次。“我們的Super-E機型走的E型涂布,可以每一個烘箱里走兩次,有效解決了烘干效率問題,所以能耗也能降低35%。”李偉解釋道。
從空間布局上來看,傳統極片制造各環(huán)節(jié)的分布是攪拌、機頭B、雙層烘箱、機頭A。Super-E新的設計方式是把兩個機頭放在同側,“如果把攪拌布局在中間,就可以省掉漿料幾十米的長距離傳輸,并實現同一批漿料會同時送到AB頭,這對產品一致性也有提高”。
李偉還特別介紹了Super-E的氣浮翻面系統。傳統涂布機在B面涂完之后會立即爬坡十幾米,這時漿料是濕的,爬上去以后再進入烘箱烘干,這對面密精度會有一定的影響。把兩個機頭設計在同側,減少正極腔道和負極腔道的傳輸,通過消掉涂布的爬坡,來提高它的穩(wěn)定性,所有這一切得益于Super-E的氣浮翻面系統。翻面系統也是贏合科技的專利產品。
“它不是簡單的機器翻面,因為它是非剛性的系統。要做到精確的風量、壓力、分級控制才能做到。很多電池廠已經在我們那里做測試,效果也很好。”李偉指出,現在鋰電生產大都是4.5µm的涂布,這是很有挑戰(zhàn)性的。Super-E解決了在速度80m/min情況下,如何實現翻面的問題。
“涂布機如何助力鋰電生產?第一,400米電池廠房我們能縮短30多米;第二,兩個涂布頭放在同側,我們去掉了漿料的傳輸問題,同時又解決了漿料一致性的問題,解決了爬坡問題,大大降低了設備能耗。”李偉總結指出,這些問題說出來很簡單,實際上解決的都是工程技術問題,切實解決了設備的穩(wěn)定性、可靠性、一致性以及能耗問題。
智能制造引領未來
在智能制造方面,贏合科技有個巨大的數據庫優(yōu)勢。目前贏合科技已經銷售了2000多臺涂布機,擁有大量數據。那么就可以讓Super-E 涂布機具備AI 自適應能力。
李偉舉例說,現在電池廠都很關注車間的溫度和濕度,因為會對電池制造有影響。正極涂布機的烘箱從外部大氣環(huán)境里補充的新風量大部分在10%,因此大氣環(huán)境的溫濕度會影響烘干效果,雨天和晴天、夏天和冬天、南方和北方都會有不同影響。通過數據庫參數,AI能夠對實際烘箱的風速度和溫度控制給出智能化的修正。
“同樣在我們的裝配車間,鋰電廠所有的干燥設備也會從環(huán)境延續(xù)不斷吸進10%到20%的新風。所謂的新風就是環(huán)境風,這和天氣、地域有關系,影響也很大。”李偉指出,盡管這些設備有一定的閉環(huán)控制能力,但仍希望通過AI來做,會做得比較深入全面。
鋰電設備業(yè)也會用到大量的伺服電機,涉及到對馬達的控制。贏合科技引入了智能電流環(huán)。李偉進一步解釋,“我監(jiān)測的是馬達的電流,根據電流狀態(tài)實時診斷馬達運行狀態(tài),這是從模型化控制走到對數據的實時處理、實時預測的能力”。
除此之外,在機器視覺缺陷識別方面,目前贏合科技擁有1萬多臺CCD應用在各種設備上的實踐經驗,也積累了大量數據。還有贏合科技的智能知識圖譜-機器專家系統,利用AI維修人員查詢故障時間縮短60%。能夠使用NLP自然語言BERT模型,解析設備手冊、維保記錄等非結構化文檔,構建語義搜索的故障處理知識庫。