深圳時(shí)代高科技設(shè)備有限公司副總經(jīng)理吳和瑋
中國電池雜志-中國電池網(wǎng)11月12日訊(陳語 湖北武漢直播報(bào)道)11月12日,在2015年第3屆中國(武漢)鋰電新能源產(chǎn)業(yè)國際高峰論壇(ABEC 2015,鋰電“達(dá)沃斯”)上,深圳時(shí)代高科技設(shè)備有限公司副總經(jīng)理吳和瑋發(fā)表了題為《動(dòng)力電池全新自動(dòng)化真空干燥系統(tǒng)》的演講報(bào)告,以下是演講報(bào)告實(shí)錄:
大家好,今天很榮幸有這個(gè)機(jī)會(huì)跟大家一起交流,我們致力于自動(dòng)化真空干燥技術(shù)的研發(fā),在今天和昨天演講當(dāng)中,很多嘉賓提到安全性,一致性,我們的產(chǎn)品在真空干燥環(huán)節(jié)完美地解決了這個(gè)問題,當(dāng)然還在不斷地提高當(dāng)中。
我們主要解決什么問題呢?這代表是動(dòng)力電池傳統(tǒng)真空干燥的現(xiàn)狀,塞車了,為什么會(huì)塞車呢?是因?yàn)楝F(xiàn)在現(xiàn)在各道工序的自動(dòng)化越來越高,但是普遍的真空干燥環(huán)節(jié)還是采用傳統(tǒng)的工藝,也就是在干燥房里面,設(shè)立很多的風(fēng)箱,人工輸送到下一道工序。這個(gè)會(huì)有什么問題呢?自動(dòng)化程度很低,它的缺點(diǎn)相當(dāng)明顯,效率低,能耗高,一致性非常差。自動(dòng)化程度低,大大阻礙了整個(gè)自動(dòng)化產(chǎn)線產(chǎn)能的爆發(fā)。面對供不應(yīng)求的動(dòng)力電池的大好市場,有時(shí)候只能望洋興嘆。
如何疏通這個(gè)堵點(diǎn)呢?我們提供了我們的解決方案,解決了這個(gè)瓶頸,實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力產(chǎn)線真空干燥,成本也降低了。我們?yōu)槭裁葱枰婵崭稍锬?,水對電池的危害有多大呢?各位都知道,我們看一下電池的?nèi)部,水藏在哪兒呢?我們以負(fù)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(xì)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(gè)槽。而這些孔系的表面吸收了大量的水,雜質(zhì),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(lán)色的,它可以隨著溫度和環(huán)境氣壓的不斷變化能夠產(chǎn)生濕水和潮解反應(yīng),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(gè)反應(yīng)也是可逆的。
水呢,它有三種形態(tài),同時(shí)水也是很頑皮的,能力很強(qiáng),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(huì)汽化,膨脹,電解,會(huì)跟電解液發(fā)生反應(yīng),然后也能和材料形成結(jié)晶等等。那么它在安全方面是一個(gè)很大的問題,會(huì)產(chǎn)生爆炸、冒煙、燃燒。
那么對動(dòng)力電池而言,這個(gè)安全問題就要求更高了,為什么呢?因?yàn)橐粔K電池板是由很多的單體電池組成的。整個(gè)電池板它的性能實(shí)際上是由單個(gè)個(gè)體來決定的。更確切地說是由單個(gè)個(gè)體當(dāng)中最差的那一塊決定的,為什么呢?在電池板里面充電的時(shí)候,最差的那一塊電池最容易被過充。那么在放電的過程當(dāng)中,最差的那一塊電池容易過放,那么它最容易發(fā)生劇烈的反應(yīng),從而引發(fā)整個(gè)電池板的反應(yīng),從而引發(fā)很多的問題。
我們可以看到,乘用車行駛過程當(dāng)中發(fā)生問題了,我們的大巴車充電過程當(dāng)中發(fā)生問題了,甚至于我們的波音787也發(fā)生冒煙了。這些事故直接威脅了人的生命,進(jìn)而直接威脅了電池廠的生存。
因此動(dòng)力電池必須進(jìn)行真空干燥,這是電池企業(yè)不言而喻的一個(gè)共識(shí),如何干燥呢?從理論和實(shí)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(diǎn)也會(huì)不斷地降低,這說明什么問題呢?我們看一看這個(gè),這是拉薩地區(qū)的一個(gè)大氣壓,在這個(gè)地方這個(gè)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(gè)水在沸騰,但是這個(gè)水其實(shí)90度都沒有到。同理,真空干燥就是利用了這個(gè)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(gè)動(dòng)力電池產(chǎn)線里面有哪幾個(gè)控水點(diǎn)?這是大致的動(dòng)電池產(chǎn)線的路線圖,我們可以在材料、極片卷、極片和電芯環(huán)節(jié)都可以控制水分,做真空干燥。我們在這幾個(gè)點(diǎn)上都有典型的案例,在電芯環(huán)節(jié)是比亞迪用了我們的真空干燥,現(xiàn)在全線的都淘汰了傳統(tǒng)的干燥方式。貝特瑞已經(jīng)開始用我們的隧道式干燥材料。
確定控水點(diǎn)以后就可以開始干燥了,我們看一下傳統(tǒng)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(fēng)箱要獨(dú)立完成預(yù)熱,抽真空,保壓等多項(xiàng)功能,一個(gè)人要完成很多的功能。在這過程當(dāng)中,效率低,能耗高,不同單體風(fēng)箱產(chǎn)出的產(chǎn)品差,而且人工搬運(yùn)過程中有很多次接觸,造成不好的結(jié)果。
這是我們隧道式真空干燥系統(tǒng)的一個(gè)示意圖,我們可以看到最右邊有兩個(gè)貨架車,我們物料裝在貨架車上,由最右邊的入口進(jìn)入隧道,向前移動(dòng),分別通過了預(yù)熱段,真空干燥段,冷卻段,最后從隧道的出口。其實(shí)這個(gè)出口是直接進(jìn)入下一道工序的。出來以后物料就已經(jīng)完成了干燥,卸載以后,空載的物料車,通過我們的中轉(zhuǎn),然后回流,回到最前端,完成下一段的一個(gè)循環(huán)。在此過程當(dāng)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(huán)境24小時(shí)永遠(yuǎn)是恒定的,從而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、一致性還有低功耗。
這是我們的原理圖,其實(shí)實(shí)際的原理圖要細(xì)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(gè)段,就是我們的理論,我們的工藝,就是把原來單體的風(fēng)箱,它自己要完成的幾項(xiàng)功能,分成了獨(dú)立的段,這些段專業(yè)的完成每一個(gè)自己的功能,然后段與段之間連續(xù)地打通。
在這兒為了說得更清楚一點(diǎn),我這兒有一段VCR。相信大家看了以后,會(huì)有更加感性的認(rèn)識(shí)。
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這是去年我們提供給比亞迪的第一條線,目前比亞迪已經(jīng)有十多條這樣隧道式的真空干燥產(chǎn)線,它全面淘汰了傳統(tǒng)的干燥方式。現(xiàn)在我們這一套系統(tǒng)已經(jīng)升級(jí)到了第三代、第四代。
我們發(fā)展歷程是什么呢?我們從事真空干燥已經(jīng)有十年了,從2005年發(fā)現(xiàn)了水分對真空性能的影響以后,在2013年的時(shí)候,我們和Maxwell的技術(shù)可以應(yīng)用到其他領(lǐng)域了,這時(shí)候和比亞迪有很好的緣分,緊密合作,研制了八個(gè)月時(shí)間,研制了第一代的全自動(dòng)隧道式干燥系統(tǒng),目前已經(jīng)量產(chǎn)了。
我們設(shè)計(jì)理念主要兩條,第一個(gè)就是專業(yè)化流水線。第二個(gè)就是自動(dòng)化,機(jī)器總比人要來得可靠一些,然后快。
我們可以從這個(gè)曲線圖里面來分析一下在我的三個(gè)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(nèi)的環(huán)境變化,物料的溫度是隨著環(huán)境溫度的變化變化。在第一段里面,我們實(shí)現(xiàn)物料溫度,內(nèi)外溫度和環(huán)境溫度一致,然后進(jìn)入真空干燥段,24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)它的溫度和真空度是不變的,所以能夠?qū)崿F(xiàn)很快的干燥效率和很早的一致性和干燥效果。然后進(jìn)入后面的冷卻段。
這是和傳統(tǒng)工藝的對比,不需要干燥房,在烘烤時(shí)間方面,我們大致是傳統(tǒng)工藝的1/3,我們?yōu)槭裁茨艿玫竭@樣的一個(gè)數(shù)據(jù)呢?是因?yàn)槲覀児居袑?shí)驗(yàn)室,然后每個(gè)星期都會(huì)有不同的生產(chǎn)企業(yè)會(huì)到我們那兒去做實(shí)驗(yàn),所以我們有幸能知道很多數(shù)據(jù),大致是原來的1/3。
這是一個(gè)宣傳畫,但是這個(gè)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(jié)的,用了隧道式以后的好處,我總結(jié)主要是三條,自動(dòng)化、高品質(zhì)、低能耗。我們關(guān)鍵可以看一下節(jié)能,這里面寫了節(jié)能80%,但是我們公司知道很節(jié)能,我們普遍宣傳都是60%以上。但是看到比亞迪說的能夠節(jié)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(jù)或者數(shù)學(xué)模型能夠知道能節(jié)省那么多呢?比亞迪給我們回復(fù)是這樣的,實(shí)際上他們也沒有很好的一個(gè)測算方式,但是從生產(chǎn)方面說,最簡單的方式就是看電表,相同的產(chǎn)能情況之下,原來傳統(tǒng)的方式他們一個(gè)月要花多少錢,現(xiàn)在采用了我們的方式以后這一個(gè)月又花多少錢,一除就可以了。
這是我們的客戶,實(shí)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(jīng)做實(shí)驗(yàn)的,正在做方案的,還有正在接觸的。對方還沒宣布的時(shí)候,我們在這兒也不方便透露。
總而言之,對于動(dòng)力電池是大勢所趨。我們可以看一下技術(shù)指標(biāo),現(xiàn)在大家都講工業(yè)4.0,我們這套系統(tǒng)也預(yù)留了4.0網(wǎng)絡(luò)的接口。這是我們的一些合金指標(biāo)。這是我們的合作伙伴,現(xiàn)在合作伙伴隨著長時(shí)間的合作,越來越固定了,我們也希望是戰(zhàn)略合作,通過穩(wěn)定的合作關(guān)系,把采購成本降下來,通過我們的標(biāo)準(zhǔn)化,我們的管理,把我們的運(yùn)營成本降下來,最終提供給客戶一個(gè)物美價(jià)廉的產(chǎn)品,可靠的產(chǎn)品。
這是我們的研發(fā),我們的制造,這是我們的發(fā)展歷程,有三個(gè)分公司,可以隨時(shí)服務(wù)附近的客戶。這是去年年初的時(shí)候我們第一輪融資的照片,現(xiàn)在向大家透露一下,我們11月6號(hào)第二輪融資已經(jīng)結(jié)束。
這是我們對市場的判斷,我們也有自己的預(yù)測,2016年產(chǎn)能會(huì)逐漸爆發(fā),這時(shí)候價(jià)格會(huì)開始,門檻會(huì)迅速提升。2017年價(jià)格戰(zhàn)繼續(xù)升級(jí),但是這時(shí)候會(huì)發(fā)生什么問題呢?因?yàn)橹暗漠a(chǎn)品它的質(zhì)量參次不齊,質(zhì)量好的企業(yè)勝者為王,那么他們現(xiàn)在就要打基礎(chǔ)。
總結(jié)一下,我們隧道式的全自動(dòng)真空干燥系統(tǒng)優(yōu)勢,能夠提供給動(dòng)力電力廠,產(chǎn)能優(yōu)勢,品質(zhì)優(yōu)勢,成本優(yōu)勢。
在這兒分享一幅圖,這幅圖里面有個(gè)橋,這個(gè)橋叫趙州橋,這是掛在我們公司里面很顯眼位置的一個(gè)橋,它始建于隋朝,到現(xiàn)在已經(jīng)1400年了,其間經(jīng)歷了很多的洪水、災(zāi)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(jí),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(biāo),爭取給各位提供高品質(zhì)的產(chǎn)品。
謝謝大家!
(以上內(nèi)容根據(jù)論壇現(xiàn)場速記整理,未經(jīng)發(fā)言者本人審閱。)