CIBF丨佛山市天劲新能源吴卫华：软包动力智能制造探讨

2021年3月18日，由中国化学与物理动力工业协会动力电池应用分会、电池中国网联合举办的第二届新能源汽车及动力电池国际交流大会(CIBF·深圳)在深圳举行。会议期间，佛山天锦新能源科技有限公司副总经理吴发表了题为《软包装动力智能制造探讨》的主题演讲。

以下为演讲实录:

首先感谢组委会给我这个平台，非常荣幸今天能在这里和大家一起讨论。经过十几年的设备发展和自动化智能化生产的不断创新，新能源动力电池发展迅速。未来需要更加科学智能的制造和管理。是锂电池智能制造的发展方向。针对软包动力电池，从各个体系、原材料、工艺路线、市场分析等方面分享了未来的趋势和发展方向。我今天的话题很简单，针对软包智能制造领域设备的痛点和难点，需要电池厂商和设备厂商共同突破。

设备效率:锂电池有圆柱形、铅壳、软包三种。设备效率最高的是圆柱形，效果可以达到每分钟300ppm，而方形铝壳可以达到每分钟30ppm。目前软包还是每分钟12ppm，效率和设备稳定性有差距。近年来，软包动力电池的市场需求每年都在增加，行业需要快速增加产能来满足市场。特别是提高软包装设备的效率，需要加快高效软包装动力电池生产设备的研发和设计，以满足市场需求。

智能化:从生产线的自动化到智能化，包括设备运行控制系统、EMS系统、智能物流仓储系统的结合，我的题目是下面要讨论的一些单机设备还缺少一些产品效果实时在线全检、闭环控制的功能，同时所有在线全检结果都系统化的数字化、可视化。

降质降本:通过高效稳定的智能制造，保证产品质量提升，降低成本。

1.均化在线实时检测监控系统

传统搅拌基本以时间为基准，过程中的粘度值和固含量需要人工干预检测。时间和人力可能会浪费。另一方面，以结果为指导，确定我们成品浆料的粘度值和固含量范围。从搅拌、自动输送合格浆料、储存在中转罐、输送到涂布机，全过程粘度值和固含量实时在线全面检测监控，当浆料检测在结果范围内时，自动进行下一步。避免了时间的浪费，智能体现在自动实时过程检测和设备数据交互的闭环控制中。既保证了成品浆料的合格，又减少了过程中时间和人力的浪费。那么如何实现过程的实时监控呢？搅拌粘度，根据我们粘度测试仪的原理，旋转力矩决定粘度，粘度测试仪是装在搅拌机的搅拌桨上，还是独立设计？这需要大家共同努力才能发展。

二、涂布湿膜密度检测和闭环控制

众所周知，涂膜是电池制造中最关键的工序，如何保证涂膜密度的可靠性和一致性一直是人们关注和努力的方向。先说传统的镀膜工艺，浆料准备，基板准备，首件制作(一般很多次)，工艺打孔检验，最后的件检验。在这一过程中，无论是基材绕带、首件生产、过程检验还是绕组端件检验，都会有频繁的设备启动、停止、启动、停止...这将导致巨大的w……te。湿膜密度实时检测及涂层挤出模头闭环控制系统，挤出压力、涂层密度、涂层尺寸从浆料放入的那一刻起就进行数字化、可视化控制，各个检测系统的数据都与控制系统进行闭环控制，所以我们在做第一片的时候就可以直观的看到涂层密度，并根据密度范围自动调整模具或压力，整个过程不需要停机。根据涂布的湿膜，需要实时检测、数据采集和反馈、模具和压力控制系统。避免首件重复浪费，制程检查停机浪费，最后一件绕线浪费等。配套自动放卷、自动卷绕、涂布工艺，不再有接头，不再有打孔，质量、时间都可以大大提高。

3.焊接包的实时检测。

软包检验是关键，如何保证焊接可靠性和包装可靠性。焊接后，直接粘合拉片并测试短路。焊接的可靠性影响整个电池的使用质量，封装的密封性测试更是行业内的难点。先说一下耳片焊和超声波焊的实时检测系统。我们通过采集大量的焊接过程数据来判断结果，对焊接过程中的振幅、压力、频率、时间数据的变化进行分析和筛选，采集焊片焊接正常时正常范围内的各种数据并批量验证。焊接不好的时候，也要收集大量的数据进行对比。比如压力不足，振幅会相应增大，出现焊接裂纹，从中收集标准。通过焊接过程中产生的数据收集、比较和判断给出最终的焊接结果，通过大量的数据判断和自学习，系统判断的准确率越来越高。

在包装封条的质量和可靠性检测中，传统的撕溶胶判断结果的方法造成了大量的时间和人力的浪费。有必要对测厚系统进行实时在线密封。但由于铝塑膜溶胶后PP层的膨胀和厚度变化的不规则性，在机头上加了一个塞子，使铝塑膜的PP层在固定的空间内溶解，提高了厚度的一致性。由于解决了PP溶胶的不规则性，通过实时电子尺和激光检测数据，判断结果，并将数据反馈给包装控制系统。如果连续超规格，包装机构的压力或包装时间可以闭环。

第四，烘焙水分实时监控系统

传统上，电池(或极片)是用固定的真空烘烤时间烘干的，烘烤时间需要大量的数据来验证。不同厚度、不同真空条件、不同材料体系的电池会采用不同的烘烤时间，烘烤后会检测产品的含水量。时间长短难以评估，造成时间和人力的浪费。烘焙也是结果导向的。对电芯进行真空烘烤，同时同步实时测试电芯含水量。当含水量在标准工艺范围内时，电芯自动放电进入下一道工序，不合格的电芯继续烘烤。本发明避免了固定时间烘烤时间的浪费，卸料后含水量测试时间的浪费，以及工艺人力的浪费。最重要的是杜绝不合格电池出炉的风险。

智能化是制造业的发展方向。人工智能技术被广泛应用于制造过程的几乎所有方面。专家系统技术可用于工程设计、工艺设计、生产调度、故障诊断等。先进的计算机智能方法可以应用于产品加工、生产调度、数据信息收集和反馈等方面。，实现制造过程的全方位智能化。

(注:本文根据现场速记整理，未经主讲人审核。仅供参考。请勿转载！)

扫描下方二维码，关注“第二届新能源汽车及动力电池国际交流大会(CIBF深)”直播专题！1 2021年3月18日，由中国化学与物理动力工业协会动力电池应用分会、电池中国网联合举办的第二届新能源汽车及动力电池国际交流大会(CIBF·深圳)在深圳召开。会议期间，佛山天锦新能源科技有限公司副总经理吴发表了题为《软包装动力智能制造探讨》的主题演讲。

以下为演讲实录:

首先感谢组委会给我这个平台，非常荣幸今天能在这里和大家一起讨论。经过十几年的设备发展和自动化智能化生产的不断创新，新能源动力电池发展迅速。未来需要更加科学智能的制造和管理。是锂电池智能制造的发展方向。针对软包动力电池，从各个体系、原材料、工艺路线、市场分析等方面分享了未来的趋势和发展方向。我今天的话题很简单，针对软包智能制造领域设备的痛点和难点，需要电池厂商和设备厂商共同突破。

设备效率:锂电池有圆柱形、铅壳、软包三种。设备效率最高的是圆柱形，效果可以达到每分钟300ppm，而方形铝壳可以达到每分钟30ppm。目前软包还是每分钟12ppm，效率和设备稳定性有差距。近年来，软包动力电池的市场需求每年都在增加，行业需要快速增加产能来满足市场。特别是提高软包装设备的效率，需要加快高效软包装动力电池生产设备的研发和设计，以满足市场需求。

智能化:从生产线的自动化到智能化，包括设备运行控制系统、EMS系统、智能物流仓储系统的结合，我的题目是下面要讨论的一些单机设备还缺少一些产品效果实时在线全检、闭环控制的功能，同时所有在线全检结果都系统化的数字化、可视化。

降质降本:通过高效稳定的智能制造，保证产品质量提升，降低成本。

1.均化在线实时检测监控系统

传统搅拌基本以时间为基准，过程中的粘度值和固含量需要人工干预检测。时间和人力可能会浪费。另一方面，以结果为指导，确定我们成品浆料的粘度值和固含量范围。从搅拌、自动输送合格浆料、储存在中转罐、输送到涂布机，全过程粘度值和固含量实时在线全面检测监控，当浆料检测在结果范围内时，自动进行下一步。避免了时间的浪费，智能体现在自动实时过程检测和设备数据交互的闭环控制中。既保证了成品浆料的合格，又减少了过程中时间和人力的浪费。那么如何实现过程的实时监控呢？搅拌粘度，根据我们粘度测试仪的原理，旋转力矩决定粘度，粘度测试仪是装在搅拌机的搅拌桨上，还是独立设计？这需要大家共同努力才能发展。

二、涂布湿膜密度检测和闭环控制

众所周知，涂膜是电池制造中最关键的工序，如何保证涂膜密度的可靠性和一致性一直是人们关注和努力的方向。先说传统的镀膜工艺，浆料准备，基板准备，首件制作(一般很多次)，工艺打孔检验，最后的件检验。在此过程中，无论是基材绕带、首件生产、过程检验还是绕组末端件检验，都会有fr……设备启动、停止、启动、停止...这将造成极大的浪费。湿膜密度实时检测及涂层挤出模头闭环控制系统，挤出压力、涂层密度、涂层尺寸从浆料放入的那一刻起就进行数字化可视化控制，各检测系统的数据与控制系统进行闭环控制，所以我们在做第一片的时候就可以直观的看到涂层密度，并根据密度范围自动调整模具或压力，整个过程不需要停机。根据涂布的湿膜，需要实时检测、数据采集和反馈、模具和压力控制系统。避免首件重复浪费，制程检查停机浪费，最后一件绕线浪费等。配套自动放卷、自动卷绕、涂布工艺，不再有接头，不再有打孔，质量、时间都可以大大提高。

3.焊接包的实时检测。

软包检验是关键，如何保证焊接可靠性和包装可靠性。焊接后，直接粘合拉片并测试短路。焊接的可靠性影响整个电池的使用质量，封装的密封性测试更是行业内的难点。先说一下耳片焊和超声波焊的实时检测系统。我们通过采集大量的焊接过程数据来判断结果，对焊接过程中的振幅、压力、频率、时间数据的变化进行分析和筛选，采集焊片焊接正常时正常范围内的各种数据并批量验证。焊接不好的时候，也要收集大量的数据进行对比。比如压力不足，振幅会相应增大，出现焊接裂纹，从中收集标准。通过焊接过程中产生的数据收集、比较和判断给出最终的焊接结果，通过大量的数据判断和自学习，系统判断的准确率越来越高。

在包装封条的质量和可靠性检测中，传统的撕溶胶判断结果的方法造成了大量的时间和人力的浪费。有必要对测厚系统进行实时在线密封。但由于铝塑膜溶胶后PP层的膨胀和厚度变化的不规则性，在机头上加了一个塞子，使铝塑膜的PP层在固定的空间内溶解，提高了厚度的一致性。由于解决了PP溶胶的不规则性，通过实时电子尺和激光检测数据，判断结果，并将数据反馈给包装控制系统。如果连续超规格，包装机构的压力或包装时间可以闭环。

第四，烘焙水分实时监控系统

传统上，电池(或极片)是用固定的真空烘烤时间烘干的，烘烤时间需要大量的数据来验证。不同厚度、不同真空条件、不同材料体系的电池会采用不同的烘烤时间，烘烤后会检测产品的含水量。时间长短难以评估，造成时间和人力的浪费。烘焙也是结果导向的。对电芯进行真空烘烤，同时同步实时测试电芯含水量。当含水量在标准工艺范围内时，电芯自动放电进入下一道工序，不合格的电芯继续烘烤。本发明避免了固定时间烘烤时间的浪费，卸料后含水量测试时间的浪费，以及工艺人力的浪费。最重要的是杜绝不合格电池出炉的风险。

智能化是制造业的发展方向。人工智能技术被广泛应用于制造过程的几乎所有方面。专家系统技术可用于工程设计、工艺设计、生产调度、故障诊断等。先进的计算机智能方法可以应用于产品加工、生产调度、数据信息收集和反馈等方面。，实现制造过程的全方位智能化。

(注:本文根据现场速记整理，未经主讲人审核。仅供参考。请勿转载！)

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