CIBF丨佛山市天勁新能源吳衛華：軟包動力智能制造探討

2021年3月18日，由中國化學與物理動力工業協會動力電池應用分會、電池中國網聯合舉辦的第二屆新能源汽車及動力電池國際交流大會(CIBF·深圳)在深圳舉行。會議期間，佛山天錦新能源科技有限公司副總經理吳發表了題為《軟包裝動力智能制造探討》的主題演講。

以下為演講實錄:

首先感謝組委會給我這個平臺，非常榮幸今天能在這里和大家一起討論。經過十幾年的設備發展和自動化智能化生產的不斷創新，新能源動力電池發展迅速。未來需要更加科學智能的制造和管理。是鋰電池智能制造的發展方向。針對軟包動力電池，從各個體系、原材料、工藝路線、市場分析等方面分享了未來的趨勢和發展方向。我今天的話題很簡單，針對軟包智能制造領域設備的痛點和難點，需要電池廠商和設備廠商共同突破。

設備效率:鋰電池有圓柱形、鉛殼、軟包三種。設備效率最高的是圓柱形，效果可以達到每分鐘300ppm，而方形鋁殼可以達到每分鐘30ppm。目前軟包還是每分鐘12ppm，效率和設備穩定性有差距。近年來，軟包動力電池的市場需求每年都在增加，行業需要快速增加產能來滿足市場。特別是提高軟包裝設備的效率，需要加快高效軟包裝動力電池生產設備的研發和設計，以滿足市場需求。

智能化:從生產線的自動化到智能化，包括設備運行控制系統、EMS系統、智能物流倉儲系統的結合，我的題目是下面要討論的一些單機設備還缺少一些產品效果實時在線全檢、閉環控制的功能，同時所有在線全檢結果都系統化的數字化、可視化。

降質降本:通過高效穩定的智能制造，保證產品質量提升，降低成本。

1.均化在線實時檢測監控系統

傳統攪拌基本以時間為基準，過程中的粘度值和固含量需要人工干預檢測。時間和人力可能會浪費。另一方面，以結果為指導，確定我們成品漿料的粘度值和固含量范圍。從攪拌、自動輸送合格漿料、儲存在中轉罐、輸送到涂布機，全過程粘度值和固含量實時在線全面檢測監控，當漿料檢測在結果范圍內時，自動進行下一步。避免了時間的浪費，智能體現在自動實時過程檢測和設備數據交互的閉環控制中。既保證了成品漿料的合格，又減少了過程中時間和人力的浪費。那么如何實現過程的實時監控呢？攪拌粘度，根據我們粘度測試儀的原理，旋轉力矩決定粘度，粘度測試儀是裝在攪拌機的攪拌槳上，還是獨立設計？這需要大家共同努力才能發展。

二、涂布濕膜密度檢測和閉環控制

眾所周知，涂膜是電池制造中最關鍵的工序，如何保證涂膜密度的可靠性和一致性一直是人們關注和努力的方向。先說傳統的鍍膜工藝，漿料準備，基板準備，首件制作(一般很多次)，工藝打孔檢驗，最后的件檢驗。在這一過程中，無論是基材繞帶、首件生產、過程檢驗還是繞組端件檢驗，都會有頻繁的設備啟動、停止、啟動、停止...這將導致巨大的w……te。濕膜密度實時檢測及涂層擠出模頭閉環控制系統，擠出壓力、涂層密度、涂層尺寸從漿料放入的那一刻起就進行數字化、可視化控制，各個檢測系統的數據都與控制系統進行閉環控制，所以我們在做第一片的時候就可以直觀的看到涂層密度，并根據密度范圍自動調整模具或壓力，整個過程不需要停機。根據涂布的濕膜，需要實時檢測、數據采集和反饋、模具和壓力控制系統。避免首件重復浪費，制程檢查停機浪費，最后一件繞線浪費等。配套自動放卷、自動卷繞、涂布工藝，不再有接頭，不再有打孔，質量、時間都可以大大提高。

3.焊接包的實時檢測。

軟包檢驗是關鍵，如何保證焊接可靠性和包裝可靠性。焊接后，直接粘合拉片并測試短路。焊接的可靠性影響整個電池的使用質量，封裝的密封性測試更是行業內的難點。先說一下耳片焊和超聲波焊的實時檢測系統。我們通過采集大量的焊接過程數據來判斷結果，對焊接過程中的振幅、壓力、頻率、時間數據的變化進行分析和篩選，采集焊片焊接正常時正常范圍內的各種數據并批量驗證。焊接不好的時候，也要收集大量的數據進行對比。比如壓力不足，振幅會相應增大，出現焊接裂紋，從中收集標準。通過焊接過程中產生的數據收集、比較和判斷給出最終的焊接結果，通過大量的數據判斷和自學習，系統判斷的準確率越來越高。

在包裝封條的質量和可靠性檢測中，傳統的撕溶膠判斷結果的方法造成了大量的時間和人力的浪費。有必要對測厚系統進行實時在線密封。但由于鋁塑膜溶膠后PP層的膨脹和厚度變化的不規則性，在機頭上加了一個塞子，使鋁塑膜的PP層在固定的空間內溶解，提高了厚度的一致性。由于解決了PP溶膠的不規則性，通過實時電子尺和激光檢測數據，判斷結果，并將數據反饋給包裝控制系統。如果連續超規格，包裝機構的壓力或包裝時間可以閉環。

第四，烘焙水分實時監控系統

傳統上，電池(或極片)是用固定的真空烘烤時間烘干的，烘烤時間需要大量的數據來驗證。不同厚度、不同真空條件、不同材料體系的電池會采用不同的烘烤時間，烘烤后會檢測產品的含水量。時間長短難以評估，造成時間和人力的浪費。烘焙也是結果導向的。對電芯進行真空烘烤，同時同步實時測試電芯含水量。當含水量在標準工藝范圍內時，電芯自動放電進入下一道工序，不合格的電芯繼續烘烤。本發明避免了固定時間烘烤時間的浪費，卸料后含水量測試時間的浪費，以及工藝人力的浪費。最重要的是杜絕不合格電池出爐的風險。

智能化是制造業的發展方向。人工智能技術被廣泛應用于制造過程的幾乎所有方面。專家系統技術可用于工程設計、工藝設計、生產調度、故障診斷等。先進的計算機智能方法可以應用于產品加工、生產調度、數據信息收集和反饋等方面。，實現制造過程的全方位智能化。

(注:本文根據現場速記整理，未經主講人審核。僅供參考。請勿轉載！)

掃描下方二維碼，關注“第二屆新能源汽車及動力電池國際交流大會(CIBF深)”直播專題！1 2021年3月18日，由中國化學與物理動力工業協會動力電池應用分會、電池中國網聯合舉辦的第二屆新能源汽車及動力電池國際交流大會(CIBF·深圳)在深圳召開。會議期間，佛山天錦新能源科技有限公司副總經理吳發表了題為《軟包裝動力智能制造探討》的主題演講。

以下為演講實錄:

首先感謝組委會給我這個平臺，非常榮幸今天能在這里和大家一起討論。經過十幾年的設備發展和自動化智能化生產的不斷創新，新能源動力電池發展迅速。未來需要更加科學智能的制造和管理。是鋰電池智能制造的發展方向。針對軟包動力電池，從各個體系、原材料、工藝路線、市場分析等方面分享了未來的趨勢和發展方向。我今天的話題很簡單，針對軟包智能制造領域設備的痛點和難點，需要電池廠商和設備廠商共同突破。

設備效率:鋰電池有圓柱形、鉛殼、軟包三種。設備效率最高的是圓柱形，效果可以達到每分鐘300ppm，而方形鋁殼可以達到每分鐘30ppm。目前軟包還是每分鐘12ppm，效率和設備穩定性有差距。近年來，軟包動力電池的市場需求每年都在增加，行業需要快速增加產能來滿足市場。特別是提高軟包裝設備的效率，需要加快高效軟包裝動力電池生產設備的研發和設計，以滿足市場需求。

智能化:從生產線的自動化到智能化，包括設備運行控制系統、EMS系統、智能物流倉儲系統的結合，我的題目是下面要討論的一些單機設備還缺少一些產品效果實時在線全檢、閉環控制的功能，同時所有在線全檢結果都系統化的數字化、可視化。

降質降本:通過高效穩定的智能制造，保證產品質量提升，降低成本。

1.均化在線實時檢測監控系統

傳統攪拌基本以時間為基準，過程中的粘度值和固含量需要人工干預檢測。時間和人力可能會浪費。另一方面，以結果為指導，確定我們成品漿料的粘度值和固含量范圍。從攪拌、自動輸送合格漿料、儲存在中轉罐、輸送到涂布機，全過程粘度值和固含量實時在線全面檢測監控，當漿料檢測在結果范圍內時，自動進行下一步。避免了時間的浪費，智能體現在自動實時過程檢測和設備數據交互的閉環控制中。既保證了成品漿料的合格，又減少了過程中時間和人力的浪費。那么如何實現過程的實時監控呢？攪拌粘度，根據我們粘度測試儀的原理，旋轉力矩決定粘度，粘度測試儀是裝在攪拌機的攪拌槳上，還是獨立設計？這需要大家共同努力才能發展。

二、涂布濕膜密度檢測和閉環控制

眾所周知，涂膜是電池制造中最關鍵的工序，如何保證涂膜密度的可靠性和一致性一直是人們關注和努力的方向。先說傳統的鍍膜工藝，漿料準備，基板準備，首件制作(一般很多次)，工藝打孔檢驗，最后的件檢驗。在此過程中，無論是基材繞帶、首件生產、過程檢驗還是繞組末端件檢驗，都會有fr……設備啟動、停止、啟動、停止...這將造成極大的浪費。濕膜密度實時檢測及涂層擠出模頭閉環控制系統，擠出壓力、涂層密度、涂層尺寸從漿料放入的那一刻起就進行數字化可視化控制，各檢測系統的數據與控制系統進行閉環控制，所以我們在做第一片的時候就可以直觀的看到涂層密度，并根據密度范圍自動調整模具或壓力，整個過程不需要停機。根據涂布的濕膜，需要實時檢測、數據采集和反饋、模具和壓力控制系統。避免首件重復浪費，制程檢查停機浪費，最后一件繞線浪費等。配套自動放卷、自動卷繞、涂布工藝，不再有接頭，不再有打孔，質量、時間都可以大大提高。

3.焊接包的實時檢測。

軟包檢驗是關鍵，如何保證焊接可靠性和包裝可靠性。焊接后，直接粘合拉片并測試短路。焊接的可靠性影響整個電池的使用質量，封裝的密封性測試更是行業內的難點。先說一下耳片焊和超聲波焊的實時檢測系統。我們通過采集大量的焊接過程數據來判斷結果，對焊接過程中的振幅、壓力、頻率、時間數據的變化進行分析和篩選，采集焊片焊接正常時正常范圍內的各種數據并批量驗證。焊接不好的時候，也要收集大量的數據進行對比。比如壓力不足，振幅會相應增大，出現焊接裂紋，從中收集標準。通過焊接過程中產生的數據收集、比較和判斷給出最終的焊接結果，通過大量的數據判斷和自學習，系統判斷的準確率越來越高。

在包裝封條的質量和可靠性檢測中，傳統的撕溶膠判斷結果的方法造成了大量的時間和人力的浪費。有必要對測厚系統進行實時在線密封。但由于鋁塑膜溶膠后PP層的膨脹和厚度變化的不規則性，在機頭上加了一個塞子，使鋁塑膜的PP層在固定的空間內溶解，提高了厚度的一致性。由于解決了PP溶膠的不規則性，通過實時電子尺和激光檢測數據，判斷結果，并將數據反饋給包裝控制系統。如果連續超規格，包裝機構的壓力或包裝時間可以閉環。

第四，烘焙水分實時監控系統

傳統上，電池(或極片)是用固定的真空烘烤時間烘干的，烘烤時間需要大量的數據來驗證。不同厚度、不同真空條件、不同材料體系的電池會采用不同的烘烤時間，烘烤后會檢測產品的含水量。時間長短難以評估，造成時間和人力的浪費。烘焙也是結果導向的。對電芯進行真空烘烤，同時同步實時測試電芯含水量。當含水量在標準工藝范圍內時，電芯自動放電進入下一道工序，不合格的電芯繼續烘烤。本發明避免了固定時間烘烤時間的浪費，卸料后含水量測試時間的浪費，以及工藝人力的浪費。最重要的是杜絕不合格電池出爐的風險。

智能化是制造業的發展方向。人工智能技術被廣泛應用于制造過程的幾乎所有方面。專家系統技術可用于工程設計、工藝設計、生產調度、故障診斷等。先進的計算機智能方法可以應用于產品加工、生產調度、數據信息收集和反饋等方面。，實現制造過程的全方位智能化。

(注:本文根據現場速記整理，未經主講人審核。僅供參考。請勿轉載！)

掃描下方二維碼，關注“第二屆新能源汽車及動力電池國際交流大會(CIBF深)”直播專題！

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