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一种动力电池工艺方案探讨

时间:2012-11-06 15:45来源:21IC 作者:admin
点击: 次

 

     近年来，电池行业绝对可说的上是爆发式的增长，一方面是因其刚性需求促使国家对新能源的大力推广，另一方面是越来越多的投资机构敏锐的嗅角察觉出该行业的巨大商机潜觉，双向结合，直接引爆该行业。具有关方面统计，其增长速度超过100%。
    在这股热潮里，有传统的做数码产品的企业在增加投产;也有不少其他行业及投资公司新的加入。本文试图简要分析这个行业的发展过程中面临的一些问题，希望能给新的加入者一些建议，谨供参考。
    一、动力电池及数码产品电池的简单比较
    1、 对于数码产品来说，充放电次数超过300次，容量≥80%，而按现有的条件来说，做到这一点是比较容易的，但动力电池则要求至少充放电2000次，更由于动力电池工作环境、工作状态的复杂性，则注定动力电池需要按数码产品的工艺是不能实现的。他需要更高的工艺来满足其要求。
    2、 可靠性和一致性：对于可靠性和一致性的要求是显而易见的，只是在这里我想强调一个问题，对于数码电池和动力电池，他们的要求绝不是一个数量级别的。数码电池是单一的个体，动力电池则是一个电池组，这在技术及工艺上是需要突破的。
    二、国内动力电池的兴起和发展现状
    简单来说，市场前景、新能源和国内其他传统行业的国度竞争使得动力电池快速发展，这种快速发展具有中国特色，一般来说，国内动力电池具有以下特点
    1、 沿袭数码产品的电池工艺
    2、 沿袭数码产品的技术
    3、 生产环节的沿袭
    4、 技术人员技术上的传承
    一言以敝之，就是少有什么创新和突破(当然要除了口号和胆量，如什么铁木电池，东土锂电池，还有就是有人把电池开成面包状了还敢继续开，专家没做专家的事;教授从不在实验室，在忙做走穴)再加上一些新闻媒体的吹捧，什么弯道超越，俨然就是动力电池的世界强国了，这和铁道部的高铁技术有异曲同工之妙。君不见，合肥杭州电动车然了，甬温铁路火车追尾了。
    尽管我希望但我敢肯定这不是最后一次，但只要工艺方案不改，星星之火可能燎原。
    我们拭目以待!
    三、动力电池需要解决的问题
    回过头来看，动力电池要解决的根本问题还是以下几个方面
    1、 电池寿命：循环寿命从300次提升至2000次必须对传统工艺进行改变，无论材料，工艺，都需要进行彻底的变革，一味的靠增加设备精度是很难以达到要求的。
    2、 安全性：由于产品的使用方式的改变，必须在生产工艺充分考虑到防爆，以及BMS的充分完善。国外产品对于防爆膜的使用更证明了这一点。
    3、 一致性：用手工叠片及注液等工艺做出来的产品难以保障产品的一致性要求，必须用设备来保证
    4、 成本的技术影响：国内产品过多的考虑成本，所以他们对成本的增加方案是排斥和抵触的，传统的工艺方案经过十余年的发展，已经难以有新的突破，必须在新的工艺基础上再做突破(包括工艺加工的完善和成本的突破)
    5、 观念及误区：我们在上节谈到过技术人员的传承，这是国内动力电池发展缓慢最根本的原因，他们大多数是从2000年以来在数码产品电池生产厂发展而来的。没有更多的理论基础，更多的是传承工艺的执行者，是动力电池的快速发展让他们站在一定的高度。但他们目前没有办法来否定自己而得以升级产业产品，这就是现状
    因此，一些厂家就是更愿意去买一些很贵，精度很高的设备，如涂布机就选了高精度的日本进口涂布机，但涂布纸能是一种开始，一道工序之一，就入同你要让鸡下大小一样的蛋，仅去考虑鸡***的大小是不够的(对不起，话糙理不糙吧)，产品是一个系统的工程，还应包括后续诸多工艺的完善和控制。
    四、传统工艺方案及新型动力电池工艺方案
    1、 传承工艺方案(以叠片软包为例，只列出主要工序)
    ⑴ 混浆及上料-—⑵涂布及烘干-—⑶模切及分级—-⑷烘干—-⑸叠片-—⑹热压成型 —-⑺焊极耳-—⑻注液-—⑼化成-—⑽陈化-—⑾分类及喷码-—⑿组装
    2、 新型动力电池工艺方案
    ⑴正/负极浆料混合搅拌—-⑵正/负极片在PET膜上涂布制作—-⑶集流体导电胶浆料的制作—-⑷正/负极铜/铝网涂胶-—⑸三层复合-—⑹PET膜清晰再利用-—⑺模切干燥-—⑻称重分级-—⑼叠片及热压成型-—⑽极耳焊接-—⑾软包装铝膜外壳的制作-—⑿电芯包装及封侧边-—⒀注液及预封口-—⒁化成-—⒂电池检测-—⒃真空封口-—⒄修边折边-—⒅喷码-—⒆陈化-—⒇检验出厂
    3、 两种方案的简单对比
    ①、 浆料混合及搅拌系统：新型工艺方案中含混料，搅拌，均质、在线供给、清洗等，充分保证正/负极浆料的均匀性，如无整套系统，涂布机精度再高，涂布精度也难以保证。
    ②、 与传统工艺方案比，在正负极极片的制作时，新型方案是利用铜网及铝网而不是铜箔和铝箔，有如下效果。
    正负载体充放电次数能量密度对胶体依赖内阻
    新工艺铜网/铝网大大小小
    传统工艺铜箔/铝箔小小大大
    新工艺避免了因为不同材质，正/负极浆料和铜箔/铝箔的热膨胀系数不一致而再充放电过程中因温度变化而引起的剥离，这种剥离对电池的寿命及容量的影响是极大的，同时避免了对胶体的依赖(而传统的工艺是靠添加剂中的胶体来实现的)
    ③、 在新型工艺避免了已干燥了的极片在后续工序中因空气中的水分依附及操作过程中人为对极片的影响
    五、几点建议
    鉴于篇幅所限，不能展开讨论，谨对新建厂涉足电池行业者给出几点建议：
    1、 对传统工艺方案要消化吸收，因为传统的工艺方案是针对数码产品的，或许您要做的是动力电池。
    2、 不要片面追求单一设备的精度，太贵的设备会造成产品成本的压力，而应综合评估整体设备的技术含量，你应多考虑整套设备的自动化程度。
    3、 如果你要引进专家，对技术人才的考察不单是做数码电池的能力考察，而更侧重于对新技术及工艺的学习能力。
    4、 目前在做的和准备做动力电池的企业已经不少了，如果您要新加入，优势何在?
    5、 认识到大部分人错了，那有可能是个机会，其实把电池做好，机会自然就来了。
(责任编辑：王杰)
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