11月12日,在2015年第3届中国(武汉)锂电新能源产业国际高峰论坛(ABEC 2015,锂电“达沃斯”)上,深圳时代高科技设备有限公司副总经理吴和玮发表了题为《动力电池全新自动化真空干燥系统》的演讲报告,以下是演讲报告实录。

吴和玮

深圳时代高科技设备有限公司副总经理吴和玮

  中国电池杂志-中国电池网11月12日讯(陈语 湖北武汉直播报道)11月12日,在2015年第3届中国(武汉)锂电新能源产业国际高峰论坛(ABEC 2015,锂电“达沃斯”)上,深圳时代高科技设备有限公司副总经理吴和玮发表了题为《动力电池全新自动化真空干燥系统》的演讲报告,以下是演讲报告实录:

  大家好,今天很荣幸有这个机会跟大家一起交流,我们致力于自动化真空干燥技术的研发,在今天和昨天演讲当中,很多嘉宾提到安全性,一致性,我们的产品在真空干燥环节完美地解决了这个问题,当然还在不断地提高当中。

  我们主要解决什么问题呢?这代表是动力电池传统真空干燥的现状,塞车了,为什么会塞车呢?是因为现在现在各道工序的自动化越来越高,但是普遍的真空干燥环节还是采用传统的工艺,也就是在干燥房里面,设立很多的风箱,人工输送到下一道工序。这个会有什么问题呢?自动化程度很低,它的缺点相当明显,效率低,能耗高,一致性非常差。自动化程度低,大大阻碍了整个自动化产线产能的爆发。面对供不应求的动力电池的大好市场,有时候只能望洋兴叹。

  如何疏通这个堵点呢?我们提供了我们的解决方案,解决了这个瓶颈,实现了动力产线真空干燥,成本也降低了。我们为什么需要真空干燥呢,水对电池的危害有多大呢?各位都知道,我们看一下电池的内部,水藏在哪儿呢?我们以负极材料活性炭为例,我们可以看到活性炭它单体上遍布着很多的毛细的孔系,它的表面积非常大,可能用2克的活性炭的表面积就可以涂满我们整个槽。而这些孔系的表面吸收了大量的水,杂质,这就是我们需要干燥的对象。我们看一下五水硫酸铜,正常情况下是蓝色的,它可以随着温度和环境气压的不断变化能够产生湿水和潮解反应,在温度不断上升它能够不断脱水,最后变成白色粉末状的硫酸铜,它这个反应也是可逆的。

  水呢,它有三种形态,同时水也是很顽皮的,能力很强,喜欢捣乱。我们看一看它在电池里面是如何折腾的,首先它会汽化,膨胀,电解,会跟电解液发生反应,然后也能和材料形成结晶等等。那么它在安全方面是一个很大的问题,会产生爆炸、冒烟、燃烧。

  那么对动力电池而言,这个安全问题就要求更高了,为什么呢?因为一块电池板是由很多的单体电池组成的。整个电池板它的性能实际上是由单个个体来决定的。更确切地说是由单个个体当中最差的那一块决定的,为什么呢?在电池板里面充电的时候,最差的那一块电池最容易被过充。那么在放电的过程当中,最差的那一块电池容易过放,那么它最容易发生剧烈的反应,从而引发整个电池板的反应,从而引发很多的问题。

  我们可以看到,乘用车行驶过程当中发生问题了,我们的大巴车充电过程当中发生问题了,甚至于我们的波音787也发生冒烟了。这些事故直接威胁了人的生命,进而直接威胁了电池厂的生存。

  因此动力电池必须进行真空干燥,这是电池企业不言而喻的一个共识,如何干燥呢?从理论和实践证明,高温真空干燥是最有效的方式,可以看一下这张表,可以看到随着压力不断地降低,沸点也会不断地降低,这说明什么问题呢?我们看一看这个,这是拉萨地区的一个大气压,在这个地方这个小孩子煮吃饭,他肯定吃不到熟的饭,为什么呢?虽然看着这个水在沸腾,但是这个水其实90度都没有到。同理,真空干燥就是利用了这个道理,真空度越高,温度越高,干燥效率就越高。

  我们看一下在整个动力电池产线里面有哪几个控水点?这是大致的动电池产线的路线图,我们可以在材料、极片卷、极片和电芯环节都可以控制水分,做真空干燥。我们在这几个点上都有典型的案例,在电芯环节是比亚迪用了我们的真空干燥,现在全线的都淘汰了传统的干燥方式。贝特瑞已经开始用我们的隧道式干燥材料。

  确定控水点以后就可以开始干燥了,我们看一下传统的干燥,我们以电信干燥为例,首先搭造干燥房,人工上下料,单体风箱要独立完成预热,抽真空,保压等多项功能,一个人要完成很多的功能。在这过程当中,效率低,能耗高,不同单体风箱产出的产品差,而且人工搬运过程中有很多次接触,造成不好的结果。

  这是我们隧道式真空干燥系统的一个示意图,我们可以看到最右边有两个货架车,我们物料装在货架车上,由最右边的入口进入隧道,向前移动,分别通过了预热段,真空干燥段,冷却段,最后从隧道的出口。其实这个出口是直接进入下一道工序的。出来以后物料就已经完成了干燥,卸载以后,空载的物料车,通过我们的中转,然后回流,回到最前端,完成下一段的一个循环。在此过程当中我们可以看到,不需要干燥房,无需人工操作,隧道中工作环境24小时永远是恒定的,从而实现了自动化、一致性还有低功耗。

  这是我们的原理图,其实实际的原理图要细化的话,它有很多很多的工序。但是我们大致可以这样分一下,有三个段,就是我们的理论,我们的工艺,就是把原来单体的风箱,它自己要完成的几项功能,分成了独立的段,这些段专业的完成每一个自己的功能,然后段与段之间连续地打通。

  在这儿为了说得更清楚一点,我这儿有一段VCR。相信大家看了以后,会有更加感性的认识。

  (VCR播放)

  这是去年我们提供给比亚迪的第一条线,目前比亚迪已经有十多条这样隧道式的真空干燥产线,它全面淘汰了传统的干燥方式。现在我们这一套系统已经升级到了第三代、第四代。

  我们发展历程是什么呢?我们从事真空干燥已经有十年了,从2005年发现了水分对真空性能的影响以后,在2013年的时候,我们和Maxwell的技术可以应用到其他领域了,这时候和比亚迪有很好的缘分,紧密合作,研制了八个月时间,研制了第一代的全自动隧道式干燥系统,目前已经量产了。

  我们设计理念主要两条,第一个就是专业化流水线。第二个就是自动化,机器总比人要来得可靠一些,然后快。

  我们可以从这个曲线图里面来分析一下在我的三个段里面它分别的温度和压力的曲线,红色代表温度曲线,黑色代表是压力曲线,红色的虚线部分曲线是代表炉内的环境变化,物料的温度是随着环境温度的变化变化。在第一段里面,我们实现物料温度,内外温度和环境温度一致,然后进入真空干燥段,24小时运转它的温度和真空度是不变的,所以能够实现很快的干燥效率和很早的一致性和干燥效果。然后进入后面的冷却段。

  这是和传统工艺的对比,不需要干燥房,在烘烤时间方面,我们大致是传统工艺的1/3,我们为什么能得到这样的一个数据呢?是因为我们公司有实验室,然后每个星期都会有不同的生产企业会到我们那儿去做实验,所以我们有幸能知道很多数据,大致是原来的1/3。

  这是一个宣传画,但是这个宣传画不是我们公司做的,这是比亚迪做的,题目叫做“客户的肯定是我们最好的背书”,我们可以看到红框里面是比亚迪给我们总结的,用了隧道式以后的好处,我总结主要是三条,自动化、高品质、低能耗。我们关键可以看一下节能,这里面写了节能80%,但是我们公司知道很节能,我们普遍宣传都是60%以上。但是看到比亚迪说的能够节约80%,我们也很好奇,问了比亚迪,说你们怎么测算的,有什么理论依据或者数学模型能够知道能节省那么多呢?比亚迪给我们回复是这样的,实际上他们也没有很好的一个测算方式,但是从生产方面说,最简单的方式就是看电表,相同的产能情况之下,原来传统的方式他们一个月要花多少钱,现在采用了我们的方式以后这一个月又花多少钱,一除就可以了。

  这是我们的客户,实际上我们的客户还有很多,包括在座的也有我们要签约的,即将签约的,而且还有已经做实验的,正在做方案的,还有正在接触的。对方还没宣布的时候,我们在这儿也不方便透露。

  总而言之,对于动力电池是大势所趋。我们可以看一下技术指标,现在大家都讲工业4.0,我们这套系统也预留了4.0网络的接口。这是我们的一些合金指标。这是我们的合作伙伴,现在合作伙伴随着长时间的合作,越来越固定了,我们也希望是战略合作,通过稳定的合作关系,把采购成本降下来,通过我们的标准化,我们的管理,把我们的运营成本降下来,最终提供给客户一个物美价廉的产品,可靠的产品。

  这是我们的研发,我们的制造,这是我们的发展历程,有三个分公司,可以随时服务附近的客户。这是去年年初的时候我们第一轮融资的照片,现在向大家透露一下,我们11月6号第二轮融资已经结束。

  这是我们对市场的判断,我们也有自己的预测,2016年产能会逐渐爆发,这时候价格会开始,门槛会迅速提升。2017年价格战继续升级,但是这时候会发生什么问题呢?因为之前的产品它的质量参次不齐,质量好的企业胜者为王,那么他们现在就要打基础。

  总结一下,我们隧道式的全自动真空干燥系统优势,能够提供给动力电力厂,产能优势,品质优势,成本优势。

  在这儿分享一幅图,这幅图里面有个桥,这个桥叫赵州桥,这是挂在我们公司里面很显眼位置的一个桥,它始建于隋朝,到现在已经1400年了,其间经历了很多的洪水、灾难,兵荒马乱,还有地震,地震大概有8次,最近一次是七几多级,离它四十公里,但是依然完好。所以我们公司以它为榜样,以它为目标,争取给各位提供高品质的产品。

  谢谢大家!

  (以上内容根据论坛现场速记整理,未经发言者本人审阅。)

中国电池网(微号:mybattery)主站、微博、微信、手机客户端及电池智库(邮件直投)等全媒体平台及资源,每日精选电池产业链主流新闻、信息、数据等内容,每天覆盖国内外近百万用户或读者,咨询热线:400-6197-660,投稿信箱:zlhz@itdcw.com。

中国电池网微信
[责任编辑:陈语]

免责声明:本文仅代表作者个人观点,与中国电池网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本网证实,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。

凡本网注明 “来源:XXX(非中国电池网)”的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。

如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在一周内进行,以便我们及时处理。电话:400-6197-660-2 邮箱:119@itdcw.com

中国电池网
新能源车
锂电池