鋰電池極限制造生產(chǎn)環(huán)境新挑戰(zhàn)

挑戰(zhàn)鋰電極限制造，生產(chǎn)過程當(dāng)中的工業(yè)環(huán)境控制已是行業(yè)繞不開的話題。

在鋰電池大規(guī)模生產(chǎn)背景下，對公輔設(shè)備能耗、濕度控制的要求更高，產(chǎn)線環(huán)境控制需求更甚以往。

從電芯生產(chǎn)的不同環(huán)節(jié)來看，電芯前段的電極制作、攪拌涂布相對濕度要求在2%到20%；中段電芯合成、卷繞注液露點溫度要求-20℃到-50℃；后段的包裝檢測、化成分裝相對濕度要求30%。

從綠色環(huán)保層面，產(chǎn)線制造過程中環(huán)境溫濕度控制帶來的能耗占據(jù)重要成本，尤其是在中后段電芯的制造過程，電池材料暴露于空氣當(dāng)中，解決鋰電產(chǎn)線濕度環(huán)境控制的穩(wěn)定和能耗問題，不僅幫助提升電芯制造的性能和品質(zhì)，也幫助電芯生產(chǎn)更加節(jié)能環(huán)保。

近期，在高工鋰電舉辦的“鋰電池極限制造生產(chǎn)環(huán)境‘新挑戰(zhàn)’”直播活動中，歐科工業(yè)空調(diào)工業(yè)除濕技術(shù)總監(jiān)孫鵬發(fā)表了主題為“新能源電池濕度環(huán)境100%調(diào)試成功”的主題演講。

孫鵬博士表示，對于新能源生產(chǎn)而言，車間的環(huán)境濕度控制十分關(guān)鍵，直接影響電芯制造的良品率。鋰電生產(chǎn)相比于常規(guī)工業(yè)制造最大區(qū)別在于其整個制造工藝，從前段到中段、后段，都有嚴(yán)格的濕度控制。隨著電芯續(xù)航要求不斷提升帶來的工藝升級，也要求更嚴(yán)苛的濕度控制。

為適應(yīng)碳中和轉(zhuǎn)型要求以及歐盟電池法案的要求，歐科工業(yè)空調(diào)深度研發(fā)多種節(jié)能技術(shù)，其中歐科工業(yè)空調(diào)DP5低溫直膨深冷除濕技術(shù)在極片清洗上節(jié)能率達60%，在電極上節(jié)能率達45%，在注液環(huán)節(jié)節(jié)能率達38.9%；通過EK工業(yè)空調(diào)HP120高溫?zé)岜迷偕L(fēng)技術(shù)，相比于電加熱，可節(jié)約68%碳排放，相比于燃氣可節(jié)約38%的運行成本。

作為工業(yè)環(huán)境控制除濕領(lǐng)域?qū)＜?，歐科工業(yè)空調(diào)已在溫控除濕領(lǐng)域積累了一系列核心工藝，并形成一系列的產(chǎn)品矩陣。

在鋰電產(chǎn)能加速釋放的當(dāng)下，不僅國內(nèi)市場，海外市場的設(shè)備交付速度以及調(diào)試匹配直接影響電芯投產(chǎn)進度。在實際應(yīng)用當(dāng)中，對于鋰電環(huán)境的溫濕度控制，亦存在設(shè)計應(yīng)用、現(xiàn)場施工等問題，使得調(diào)試不成功成為設(shè)備交付的痛點和難點。

歐科工業(yè)空調(diào)于2023年高工鋰電年會期間發(fā)布《全壽命高效集成式轉(zhuǎn)輪除濕站》。通過LCC全壽命周期成本、產(chǎn)品全集成、嵌入產(chǎn)線、整機出廠、標(biāo)準(zhǔn)集裝箱運輸、云端控制、全球化等一系列理念設(shè)計，該產(chǎn)品在發(fā)揮系統(tǒng)集成、節(jié)能降耗等優(yōu)勢外，解決了行業(yè)綠色低碳以及規(guī)模制造下的工控環(huán)境需求，賦能鋰電產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

工藝參數(shù)表現(xiàn)上，歐科工業(yè)空調(diào)全壽命集成式轉(zhuǎn)輪除濕站內(nèi)置了ADR-DRY一體化高效轉(zhuǎn)輪除濕機，可滿足2%到-50℃的濕度要求，全新風(fēng)況下送風(fēng)露點可低于-60℃露點。

基于模塊化設(shè)計理念的“全壽命高效集成式轉(zhuǎn)輪除濕站”可根據(jù)工程需要靈活組合、快速切換，機組箱體性能在行業(yè)內(nèi)率先通過了美國AHRI標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，搭載EK–AloT智慧云系統(tǒng)，可為客戶提供設(shè)備遠程監(jiān)控、故障診斷、維保計劃、能耗分析等云端服務(wù)。

依靠專業(yè)化的運維和技術(shù)團隊，歐科工業(yè)空調(diào)已經(jīng)搭建起了全流程的交付體系，從現(xiàn)場勘察、設(shè)備施工、設(shè)備調(diào)試、培訓(xùn)、移交管理等閉環(huán)流程搭建起了客戶服務(wù)方案，確保環(huán)境工控設(shè)備一次性100%調(diào)試成功。

在圓桌對話環(huán)節(jié)，高工鋰電與歐科工業(yè)空調(diào)就“極限制造下鋰電全工序生產(chǎn)環(huán)境挑戰(zhàn)”、“電芯PPB級品質(zhì)苛求的除濕提升”、“一站式除濕方案如何‘煉就’”、“鋰電公輔設(shè)備‘新征途’”等議題進行了深度交流與探討。以下是訪談實錄：

高工鋰電：頭部電池企業(yè)對品質(zhì)、效率、成本提出極限要求，在在這種背景下，鋰電生產(chǎn)環(huán)境有著怎么樣的重要性？

王健：在新能源電芯及材料生產(chǎn)過程中，工業(yè)生產(chǎn)中濕度環(huán)境不匹配，會直接影響電芯的產(chǎn)能和成品率。為達到相應(yīng)的環(huán)境要求，企業(yè)不得不付出昂貴的能耗成本。加上歐盟《新電池法》的頒布，對鋰電生產(chǎn)既要綠色達標(biāo)，也要節(jié)能環(huán)保。種種因素下，鋰電生產(chǎn)環(huán)境的控制要求已經(jīng)提升到了一個新高度。

高工鋰電：在智能制造的大背景下，電芯大規(guī)模生產(chǎn)下不同制造環(huán)節(jié)對生產(chǎn)環(huán)境的要求是怎樣的？

孫鵬：電芯生產(chǎn)進入TWh時代，產(chǎn)能大規(guī)模擴張增加了環(huán)境控制的設(shè)備數(shù)量。從具體技術(shù)要求來看，濕度控制要求越來越高、送風(fēng)量越來越大，節(jié)能降耗也成為行業(yè)訴求。

王?。焊鶕?jù)電芯廠的生產(chǎn)，柔性生產(chǎn)也要求轉(zhuǎn)輪除濕機具備調(diào)整濕度目標(biāo)的能力。

高工鋰電：從投建到投產(chǎn)，電芯產(chǎn)能釋放的周期越來越短，在后期的交付、運維方面帶來哪些新的挑戰(zhàn)？

蔡曉輝：TWh時代，產(chǎn)能和規(guī)模發(fā)生了量級變化，這種量級變化也給設(shè)備帶來變革。在設(shè)計層面，需要尋求更先進的工藝調(diào)整，更加深度的技術(shù)改進以及更全面的技術(shù)指標(biāo)考慮。大規(guī)模制造帶來更大的廠房面積，更復(fù)雜的施工環(huán)境和施工流程，這也意味著安全保障、作業(yè)規(guī)范性更甚以往。

高工鋰電：歐科工業(yè)空調(diào)在業(yè)內(nèi)率先推出了除濕領(lǐng)域一站式解決方案和全流程交付產(chǎn)品理念，背后基于怎樣的考量？

王?。哼^去，鋰電廠商為滿足除濕要求往往由多家廠商提供設(shè)備。這種多供應(yīng)商交織的特點，在效率、協(xié)調(diào)層面表現(xiàn)欠佳，甚至存在不同供應(yīng)商責(zé)任推諉的情況，進而在終端的設(shè)備交付上給下游廠商帶來財力、精力的損耗。

為應(yīng)對這種問題，相應(yīng)的環(huán)境控制設(shè)備設(shè)計需要從系統(tǒng)化、工程化、產(chǎn)品化的角度思考。歐科工業(yè)空調(diào)基于設(shè)備的一體化設(shè)計，結(jié)合現(xiàn)場勘察的問題和需求，將冷源、熱源、除濕系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、運維平臺進行了集成，在業(yè)內(nèi)推出了首個一體化復(fù)合型轉(zhuǎn)輪除濕機。

蔡曉輝：在全流程交付上，歐科工業(yè)空調(diào)總共包含了7步法。在參與每個設(shè)備的交付服務(wù)當(dāng)中，歐科工業(yè)空調(diào)都是秉持以設(shè)備順利調(diào)試成功為目標(biāo)，以確保現(xiàn)場溫濕度控制精準(zhǔn)、高效。

以7步法中的設(shè)計為例，歐科工業(yè)空調(diào)會與甲方工藝部門、設(shè)計院進行深入全面的溝通，對設(shè)備擺放位置、風(fēng)口走向、布線、送風(fēng)量摸底，從而掌握客戶真實的需求。

王?。褐档靡惶岬氖?，在7步法中，歐科工業(yè)空調(diào)還包括了關(guān)鍵的預(yù)調(diào)試環(huán)節(jié)。在除濕機設(shè)備安裝后，客戶并不一定具備通氣、通水、通電條件。歐科工業(yè)空調(diào)會在現(xiàn)場進行預(yù)調(diào)試，通過傳感器和處理平臺對設(shè)備進行全方位的問題篩查，以避免后續(xù)設(shè)備氣、水、電流通后出現(xiàn)各種問題。

高工鋰電：技術(shù)是設(shè)備與產(chǎn)品的底層邏輯，在一站式全流程除濕調(diào)試方案背后，歐科工業(yè)空調(diào)有哪些技術(shù)支撐，又達成了怎樣的效果？

孫鵬：TWh時代，對轉(zhuǎn)輪除濕機主要有兩點要求，一個是可靠性，另一個是節(jié)能性。就可靠性而言，歐科工業(yè)空調(diào)箱體采用了泰坦系列的專利箱體，也是全行業(yè)唯一通過AHRI認(rèn)證的箱體，該箱體在設(shè)備運行中的漏風(fēng)率、傳輸系數(shù)等性能具備明顯優(yōu)勢。在核心部件的選擇上，歐科工業(yè)空調(diào)的轉(zhuǎn)輪、風(fēng)機、控制元器件都來自全球品質(zhì)品牌供應(yīng)鏈，從而保證整體設(shè)備質(zhì)量與性能。

在節(jié)能性上，歐科工業(yè)空調(diào)集成了DP5低溫直膨深冷除濕技術(shù)、HP120高溫?zé)岜迷偕L(fēng)技術(shù)，和傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，整體節(jié)能率超過30%，減碳效果超30%。

王?。和ㄟ^引入DP5、HP120等技術(shù)，并高效集成冷源、熱源，在極片清洗環(huán)節(jié)，歐科工業(yè)空調(diào)在溫控除濕的高效表現(xiàn)可以完全替代單轉(zhuǎn)輪的使用?；诔凉駲C一體化技術(shù)、工藝的能力，歐科工業(yè)空調(diào)可做到一家設(shè)備生產(chǎn)，工控問題全解決。

高工鋰電：在產(chǎn)線交付過程中實現(xiàn)100%除濕機調(diào)試成功，除了提到的技術(shù)等問題，歐科工業(yè)空調(diào)還有哪些亮點？

王?。簭臍W科工業(yè)空調(diào)工業(yè)環(huán)境控制事業(yè)部成立的初衷來看，就是為了工業(yè)環(huán)境控制更加標(biāo)準(zhǔn)、可控，遵循這一思路，在新能源動力電池領(lǐng)域，歐科工業(yè)空調(diào)的突出特點就是抓住了客戶的真實需求，解決客戶面臨的真實痛難點。

孫鵬：歐科工業(yè)空調(diào)在轉(zhuǎn)輪除濕機的技術(shù)改進上，一直與實際工藝進行深層次的融合。歐科工業(yè)空調(diào)一直都密切關(guān)注電池制造的技術(shù)和環(huán)境變化，從而為電池廠商節(jié)能降耗，提升良品率，最終幫助客戶更快、更好地占領(lǐng)市場。

高工鋰電：在鋰電生產(chǎn)環(huán)境當(dāng)中，濕度環(huán)境的調(diào)試是關(guān)鍵，但也并非設(shè)備交付的終點，在運維層面歐科工業(yè)空調(diào)有什么值得分享的？

王健：在電芯廠中，公輔設(shè)備的供應(yīng)商往往多家并存。目前，為電芯企業(yè)提供整套公輔設(shè)備運維體系的企業(yè)尚不存在。基于公輔設(shè)備協(xié)調(diào)性的問題，歐科工業(yè)空調(diào)推出了EK-AIoT公輔設(shè)備運維平臺，給電池企業(yè)在公輔設(shè)備管理上提供一站式管理手段。

高工鋰電：不論是動力電池還是儲能，越來越多的鋰電企業(yè)出海加快，在海外設(shè)備交付中出現(xiàn)的問題，歐科工業(yè)空調(diào)有何應(yīng)對策略？

王健：出海帶來的種種問題更像一個放大鏡，是國內(nèi)設(shè)備交付問題的體現(xiàn)。面對出海新形勢，歐科工業(yè)空調(diào)推出了全壽命高效集成式轉(zhuǎn)輪除濕站，該產(chǎn)品直接連接了冷源、熱源、轉(zhuǎn)輪，并打造成集裝箱的形式，可通過海運、陸運快速交付。該除濕站經(jīng)過前期工廠的充分調(diào)試，可匹配各種工況條件，可將海外項目投建周期壓縮到極致。

孫鵬：海外產(chǎn)品的交付，歐科工業(yè)空調(diào)同樣運用了產(chǎn)品和工程化的思維，對除濕機進行集成。其通過標(biāo)準(zhǔn)化的集成，將零部件備用轉(zhuǎn)換為整機備用的模式，在設(shè)備運行出現(xiàn)問題后可直接進行整機切換。歐科工業(yè)空調(diào)有自己的云平臺，在設(shè)備出海前，可對潛在故障進行預(yù)判和分析，從而規(guī)避設(shè)備運行問題對產(chǎn)線生產(chǎn)造成的影響。

蔡曉輝：集成式除濕機的設(shè)計大大簡化了交付過程，也帶來了零部件模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化。從電芯生產(chǎn)來看，設(shè)備環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，可以給電芯廠商消除了很多不可控因素。

高工鋰電：能耗占比也是電芯生產(chǎn)的重要成本，在節(jié)能降碳方面，歐科工業(yè)空調(diào)帶來哪些改進與提升？

王健：首先，在一體化復(fù)合式設(shè)備中，歐科工業(yè)空調(diào)通過多種節(jié)能技術(shù)的集成，對使用電費可達40%-60%的降低。在高溫?zé)岜梅矫?，歐科工業(yè)空調(diào)可以降低38%-68%的碳排放量。

高工鋰電：46系大圓柱、固態(tài)/半固態(tài)電池、鈉離子電池等新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化日近，對于整個電池生產(chǎn)環(huán)境的控制提出什么新的要求？

孫鵬：隨著一系列新技術(shù)的產(chǎn)生，最直接的變化就是工藝濕度要求越來越嚴(yán)格，也反映出電池工藝的升級，例如水性材料、固態(tài)電解質(zhì)的使用，對電池濕度要求顯著提升。從大規(guī)模生產(chǎn)、自動化、智能化生產(chǎn)的角度來看，鋰電廠房面積更大，單機設(shè)備性能要求更高，帶來了大風(fēng)量和更低露點的技術(shù)發(fā)展趨勢。

審核編輯：湯梓紅