11月12日,在2015年第3屆中國(武漢)鋰電新能源產業國際高峰論壇(ABEC 2015,鋰電“達沃斯”)上,深圳時代高科技設備有限公司副總經理吳和瑋發表了題為《動力電池全新自動化真空干燥系統》的演講報告,以下是演講報告實錄。

吳和瑋

深圳時代高科技設備有限公司副總經理吳和瑋

  中國電池雜志-中國電池網11月12日訊(陳語 湖北武漢直播報道)11月12日,在2015年第3屆中國(武漢)鋰電新能源產業國際高峰論壇(ABEC 2015,鋰電“達沃斯”)上,深圳時代高科技設備有限公司副總經理吳和瑋發表了題為《動力電池全新自動化真空干燥系統》的演講報告,以下是演講報告實錄:

  大家好,今天很榮幸有這個機會跟大家一起交流,我們致力于自動化真空干燥技術的研發,在今天和昨天演講當中,很多嘉賓提到安全性,一致性,我們的產品在真空干燥環節完美地解決了這個問題,當然還在不斷地提高當中。

  我們主要解決什么問題呢?這代表是動力電池傳統真空干燥的現狀,塞車了,為什么會塞車呢?是因為現在現在各道工序的自動化越來越高,但是普遍的真空干燥環節還是采用傳統的工藝,也就是在干燥房里面,設立很多的風箱,人工輸送到下一道工序。這個會有什么問題呢?自動化程度很低,它的缺點相當明顯,效率低,能耗高,一致性非常差。自動化程度低,大大阻礙了整個自動化產線產能的爆發。面對供不應求的動力電池的大好市場,有時候只能望洋興嘆。

  如何疏通這個堵點呢?我們提供了我們的解決方案,解決了這個瓶頸,實現了動力產線真空干燥,成本也降低了。我們為什么需要真空干燥呢,水對電池的危害有多大呢?各位都知道,我們看一下電池的內部,水藏在哪兒呢?我們以負極材料活性炭為例,我們可以看到活性炭它單體上遍布著很多的毛細的孔系,它的表面積非常大,可能用2克的活性炭的表面積就可以涂滿我們整個槽。而這些孔系的表面吸收了大量的水,雜質,這就是我們需要干燥的對象。我們看一下五水硫酸銅,正常情況下是藍色的,它可以隨著溫度和環境氣壓的不斷變化能夠產生濕水和潮解反應,在溫度不斷上升它能夠不斷脫水,最后變成白色粉末狀的硫酸銅,它這個反應也是可逆的。

  水呢,它有三種形態,同時水也是很頑皮的,能力很強,喜歡搗亂。我們看一看它在電池里面是如何折騰的,首先它會汽化,膨脹,電解,會跟電解液發生反應,然后也能和材料形成結晶等等。那么它在安全方面是一個很大的問題,會產生爆炸、冒煙、燃燒。

  那么對動力電池而言,這個安全問題就要求更高了,為什么呢?因為一塊電池板是由很多的單體電池組成的。整個電池板它的性能實際上是由單個個體來決定的。更確切地說是由單個個體當中最差的那一塊決定的,為什么呢?在電池板里面充電的時候,最差的那一塊電池最容易被過充。那么在放電的過程當中,最差的那一塊電池容易過放,那么它最容易發生劇烈的反應,從而引發整個電池板的反應,從而引發很多的問題。

  我們可以看到,乘用車行駛過程當中發生問題了,我們的大巴車充電過程當中發生問題了,甚至于我們的波音787也發生冒煙了。這些事故直接威脅了人的生命,進而直接威脅了電池廠的生存。

  因此動力電池必須進行真空干燥,這是電池企業不言而喻的一個共識,如何干燥呢?從理論和實踐證明,高溫真空干燥是最有效的方式,可以看一下這張表,可以看到隨著壓力不斷地降低,沸點也會不斷地降低,這說明什么問題呢?我們看一看這個,這是拉薩地區的一個大氣壓,在這個地方這個小孩子煮吃飯,他肯定吃不到熟的飯,為什么呢?雖然看著這個水在沸騰,但是這個水其實90度都沒有到。同理,真空干燥就是利用了這個道理,真空度越高,溫度越高,干燥效率就越高。

  我們看一下在整個動力電池產線里面有哪幾個控水點?這是大致的動電池產線的路線圖,我們可以在材料、極片卷、極片和電芯環節都可以控制水分,做真空干燥。我們在這幾個點上都有典型的案例,在電芯環節是比亞迪用了我們的真空干燥,現在全線的都淘汰了傳統的干燥方式。貝特瑞已經開始用我們的隧道式干燥材料。

  確定控水點以后就可以開始干燥了,我們看一下傳統的干燥,我們以電信干燥為例,首先搭造干燥房,人工上下料,單體風箱要獨立完成預熱,抽真空,保壓等多項功能,一個人要完成很多的功能。在這過程當中,效率低,能耗高,不同單體風箱產出的產品差,而且人工搬運過程中有很多次接觸,造成不好的結果。

  這是我們隧道式真空干燥系統的一個示意圖,我們可以看到最右邊有兩個貨架車,我們物料裝在貨架車上,由最右邊的入口進入隧道,向前移動,分別通過了預熱段,真空干燥段,冷卻段,最后從隧道的出口。其實這個出口是直接進入下一道工序的。出來以后物料就已經完成了干燥,卸載以后,空載的物料車,通過我們的中轉,然后回流,回到最前端,完成下一段的一個循環。在此過程當中我們可以看到,不需要干燥房,無需人工操作,隧道中工作環境24小時永遠是恒定的,從而實現了自動化、一致性還有低功耗。

  這是我們的原理圖,其實實際的原理圖要細化的話,它有很多很多的工序。但是我們大致可以這樣分一下,有三個段,就是我們的理論,我們的工藝,就是把原來單體的風箱,它自己要完成的幾項功能,分成了獨立的段,這些段專業的完成每一個自己的功能,然后段與段之間連續地打通。

  在這兒為了說得更清楚一點,我這兒有一段VCR。相信大家看了以后,會有更加感性的認識。

  (VCR播放)

  這是去年我們提供給比亞迪的第一條線,目前比亞迪已經有十多條這樣隧道式的真空干燥產線,它全面淘汰了傳統的干燥方式。現在我們這一套系統已經升級到了第三代、第四代。

  我們發展歷程是什么呢?我們從事真空干燥已經有十年了,從2005年發現了水分對真空性能的影響以后,在2013年的時候,我們和Maxwell的技術可以應用到其他領域了,這時候和比亞迪有很好的緣分,緊密合作,研制了八個月時間,研制了第一代的全自動隧道式干燥系統,目前已經量產了。

  我們設計理念主要兩條,第一個就是專業化流水線。第二個就是自動化,機器總比人要來得可靠一些,然后快。

  我們可以從這個曲線圖里面來分析一下在我的三個段里面它分別的溫度和壓力的曲線,紅色代表溫度曲線,黑色代表是壓力曲線,紅色的虛線部分曲線是代表爐內的環境變化,物料的溫度是隨著環境溫度的變化變化。在第一段里面,我們實現物料溫度,內外溫度和環境溫度一致,然后進入真空干燥段,24小時運轉它的溫度和真空度是不變的,所以能夠實現很快的干燥效率和很早的一致性和干燥效果。然后進入后面的冷卻段。

  這是和傳統工藝的對比,不需要干燥房,在烘烤時間方面,我們大致是傳統工藝的1/3,我們為什么能得到這樣的一個數據呢?是因為我們公司有實驗室,然后每個星期都會有不同的生產企業會到我們那兒去做實驗,所以我們有幸能知道很多數據,大致是原來的1/3。

  這是一個宣傳畫,但是這個宣傳畫不是我們公司做的,這是比亞迪做的,題目叫做“客戶的肯定是我們最好的背書”,我們可以看到紅框里面是比亞迪給我們總結的,用了隧道式以后的好處,我總結主要是三條,自動化、高品質、低能耗。我們關鍵可以看一下節能,這里面寫了節能80%,但是我們公司知道很節能,我們普遍宣傳都是60%以上。但是看到比亞迪說的能夠節約80%,我們也很好奇,問了比亞迪,說你們怎么測算的,有什么理論依據或者數學模型能夠知道能節省那么多呢?比亞迪給我們回復是這樣的,實際上他們也沒有很好的一個測算方式,但是從生產方面說,最簡單的方式就是看電表,相同的產能情況之下,原來傳統的方式他們一個月要花多少錢,現在采用了我們的方式以后這一個月又花多少錢,一除就可以了。

  這是我們的客戶,實際上我們的客戶還有很多,包括在座的也有我們要簽約的,即將簽約的,而且還有已經做實驗的,正在做方案的,還有正在接觸的。對方還沒宣布的時候,我們在這兒也不方便透露。

  總而言之,對于動力電池是大勢所趨。我們可以看一下技術指標,現在大家都講工業4.0,我們這套系統也預留了4.0網絡的接口。這是我們的一些合金指標。這是我們的合作伙伴,現在合作伙伴隨著長時間的合作,越來越固定了,我們也希望是戰略合作,通過穩定的合作關系,把采購成本降下來,通過我們的標準化,我們的管理,把我們的運營成本降下來,最終提供給客戶一個物美價廉的產品,可靠的產品。

  這是我們的研發,我們的制造,這是我們的發展歷程,有三個分公司,可以隨時服務附近的客戶。這是去年年初的時候我們第一輪融資的照片,現在向大家透露一下,我們11月6號第二輪融資已經結束。

  這是我們對市場的判斷,我們也有自己的預測,2016年產能會逐漸爆發,這時候價格會開始,門檻會迅速提升。2017年價格戰繼續升級,但是這時候會發生什么問題呢?因為之前的產品它的質量參次不齊,質量好的企業勝者為王,那么他們現在就要打基礎。

  總結一下,我們隧道式的全自動真空干燥系統優勢,能夠提供給動力電力廠,產能優勢,品質優勢,成本優勢。

  在這兒分享一幅圖,這幅圖里面有個橋,這個橋叫趙州橋,這是掛在我們公司里面很顯眼位置的一個橋,它始建于隋朝,到現在已經1400年了,其間經歷了很多的洪水、災難,兵荒馬亂,還有地震,地震大概有8次,最近一次是七幾多級,離它四十公里,但是依然完好。所以我們公司以它為榜樣,以它為目標,爭取給各位提供高品質的產品。

  謝謝大家!

  (以上內容根據論壇現場速記整理,未經發言者本人審閱。)

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[責任編輯:陳語]

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