汇川技术|三大智能制造工艺背后的「利器」( 三 )


三足鼎立,抢占锂电智能的制高点
近年来,随着汽车行业产业结构的调整,新能源汽车的使用量逐年递增,这种新能源汽车的出现,大大减少了传统汽车的碳排放量,有效实现了绿色化出行。
锂电池因其容量高、安全性强以及绿色环保受到了各大汽车生产商的青睐。据相关数据显示,2020年锂电池产量增长至188.45亿只,同比增长19.86%,截至2021年第一季度我国锂离子电池产量为47.9亿只,同比增长76.29%。
在市场需求量不断增加的情况下,为了保障锂电池的供应数量和质量,许多生产企业将锂电池生产与工业智能化技术相结合,运用于工序自动化、产线自动化以及整体数字化工厂,使得先进的智能化制造设备和生产技术正成为高品质、高效率锂电池生产的重要保障。
其实,瀚川智能早就认识到了锂电智能化的重要性。
瀚川副总经理陈雄斌曾表示,目前,锂电池制造行业中,设备资产投入巨大;设备自动化程度虽然很高,但关键工艺设备同质化导致无法明显的拉开和同行之间的差距;各制程段数据未连通,形成数据孤岛等。为解决这些问题,锂电头部企业选择锂电生产融合工业智能化技术的方式,实现企业多维度提升,锂电制造逐步智能化已成为新趋势。
由此可见,任何制造行业都在围绕智能作文章。
众所周知,锂电池制造工艺流程包括匀浆、涂布、模切、叠片、绕卷、化成、分容等多道工序。
以化成工序为例,由于装配后的锂电池并不具备放电能力,需要通过化成环节来进行初始化,在这一环节中,在电池负极表面形成的固体电解质相界膜(SEI膜),这层模在锂电池制造环节中起着关键性的作用,其表层的厚度会直接影响锂电池的自放性、循环寿命,安全性以及稳定性。
换言之,高质量锂电池的生产,必须保证SEI膜的均匀稳定。
在汇川技术看来,SEI膜的均匀稳定其实很难实现。
首先,在实际生产中,企业通常采用阶梯式充放电的方法来生成SEI膜,但每个阶梯由于所用材料和具体工艺的差异,对充放电电流、电压,以及搁置时间有着不同的要求。同时,在生产过程中,需要对温度和压力情况进行准确监测和控制,以减小压合力波动带来的影响,保证产品的质量与一致性。
不难看出,锂电池的质量取决于SEI膜的稳定性,而SEI膜的稳定取决于设备控制系统,这就需要采用具备数据采集分析、智能决策以及操作控制等功能的智能化控制技术来赋能设备控制系统。
虽然,现在整个行业都在说人工智能是万能的,但在陈雄斌看来,实现智能制造,锂电企业面临着另一个难题:缺乏数字化、智能化制造整体规划。
在这些问题的困扰下,由瀚川智能联合英特尔和汇川技术共同研发的智能化锂电池化成分容解决方案的出现满足了智能化方案对平台性能不断提升的需求。
汇川技术|三大智能制造工艺背后的「利器」
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首先,为确保锂电池化成环节中?SEI?膜的生成质量,瀚川智能构建了瀚川智能化成分容一体机,一方面,通过加入模拟量模块,收集来自温度、压力传感器的大量数据,同时采用多点压力监控的方式,精确控制生产过程中的压力,减压合力波动;另一方面,在阶梯式充放电过程中,对不同阶段所需的电流和电压予以精确控制,确保了锂电池在化成、分容等生产阶段保持一致性。
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其次,基于锂电池制造对设备控制器以及控制平台提出的算力处理要求,瀚川智能引入了汇川技术打造的?AC800?系列高性能智能机械控制器。