文章来源自：高工锂电网
摘要对于锂电设备企业而言，应对破云诡谲的市场变化，掌握核心技术研发能力，不断匹配工艺验证，响应下游市场需求，从而构建宽厚的市场竞争壁垒成为发展的必由之路。关于恶意转载本网原创文章，故意删除高工锂电字眼的严正声明锂电产业万亿级赛道持续放量，带动锂电设备市场快速扩张。不过市场的另一面是，在行业产能快速扩张，资本密集涌入的背景下，行业竞争日趋激烈，结构性产能分化加剧。伴随着下游市场对电池高能量密度、高循环寿命、高安全性等要求，锂电生产制造环节高精度、高速度、高稳定性、一体化、无人化、数字化、智能化、低碳节能化等“三高五化”成为锂电设备环节新的发展方向。对于锂电设备企业而言，应对破云诡谲的市场变化，掌握核心技术研发能力，不断匹配工艺验证，响应下游市场需求，从而构建宽厚的市场竞争壁垒成为发展的必由之路。近日，在CIBF 2023电池展会上，嘉拓智能携10款产品亮相，这其中包括干法电极工艺、宽幅涂布机、ZD搅拌工艺、Z字叠片机、智能涂布烘箱等。cription">图片此前，针对嘉拓智能CIBF 2023电池展会发布的产品矩阵，高工锂电已在《应战智造变革 嘉拓智能产品矩阵“亮剑”（上）》有所介绍。以下，高工锂电将对嘉拓智能所带来的产品矩阵进一步拆解。干法电极工艺极片生产是电芯制作的前端环节，也是制造成本最高的环节。在锂电产业竞逐进入下半场，极片生产端的降本增效不容忽视。干法工艺工艺的突出优势在于，减少设备和厂房面积；减少充放电循环过程中的能量损失；提高压实密度，提升电池能量密度；极片内阻更低；电极面密度和容量高，倍率和循环性能好；更利于实现安全型、环境友好型“绿色工厂”等等。嘉拓智能不断推进干法电极工艺探索，并推出多款设备，赋能干法电极技术产业化。cription">图片根据干法工艺生产特性，其主要通过将活性颗粒、导电剂、粘结剂混合，在粘结剂原纤化作用下，形成自支撑膜，最后辊压覆盖在集流体表面。嘉拓智能已开展KATOP干法实验室，在混料阶段研发出高速粉碎机、密炼机、气流磨、流化床、干法搅拌机；在压延阶段，推出了开炼机、对辊机、三辊辊压机、双钢带成膜机。以对辊/多辊辊压为例，嘉拓智能性能表现优异，其膜宽＞1000mm，膜片张力≥4N，辊子可独立驱动，转速、压力可独立控制，并实现闭环控制辊缝、成膜厚度、压实密度。嘉拓智能亦在干法电极整线流程推出相应的解决方案，其设备产品可在全流程生产工艺中实现均匀混料、物料纤维化、连续成膜，并保证膜片厚度与一致性。宽幅涂布机历经十余年的高速发展，锂电产业两大主线路径逐渐清晰。一个是锂电产业市场规模急剧扩大，产业朝TWh时代狂奔；另一个则是行业规模制造成本不断降低，锂电池价格连续12年下降。在此背景下，不断提高生产效率、降低生产成本是行业适应规模制造的趋势。在涂布环节，为适应大规模生产，宽幅涂布机成为未来的方向。不过，在生产环节，宽幅涂布机仍存在巨大工艺改进空间，如宽幅涂布机的打皱出现概率要对窄幅的大很多。cription">图片嘉拓智能认为，解决相关问题要从原材料，工艺改善，结构设计，干燥优化等方面同时着手。嘉拓智能针对行业痛点、难点，不断迭代其制造工艺，适配规模生产特点，在宽幅涂布机上提出一系列的解决方案。在细分产品上，嘉拓智能推出了包括小螺距辊、主动弧形辊、被动弧形辊、大螺距辊、中高辊、夹持辊等，以适配宽幅涂布机不同的生产特点。这也解决了宽幅涂布机在生产环节出现的极耳打皱、收卷打皱等一系列问题。例如，针对基材塌边的问题，嘉拓智能调节辊兼容基材塌边生产力，自动平衡两侧张力，可根据张力辊两侧张力数值，自动调节达到动态平衡，与张力传感器形成闭环调节，达到平衡料膜两侧松紧度的目的。ZD搅拌工艺在锂电产业中下游对锂电池高安全性、高能量密度、高循环寿命等要求下，其对上游生产的精细化要求越加严格。锂电材料搅拌的均匀性，对最终成型的电池产品影响巨大。为此，嘉拓智能在搅拌工艺环节，从干混、润湿、混凝、稀释等整套环节进行工艺改进，并在电池材料搅拌端推出极片工厂整线方案。嘉拓智能ZD搅拌工艺可应用于锂电池浆料正/负极浆料搅拌、干法电机粉料混合、钠电正/负极浆料混合。通过粉体/溶剂的高效混合，实现产品的批量化、连续生产。cription">图片嘉拓智能ZD搅拌设备采用偏心式分散结构，无分散“死角”，通过刮壁/桶底刮刀设计，可实现多角度可调，分导物料分散流向。同时，嘉拓智能ZD搅拌设备采用PID智能化调节系统，可满足各项搅拌工艺温度需求。在具体生产过程，嘉拓智能ZD搅拌工艺还有如下突出特点：在预混+干混环节可使各类粉体混合均匀；在润湿环节，使颗粒表面充分吸附溶剂，物料充分分散；混凝阶段，完成固-液转换，物料进一步分散；稀释阶段，使浆料性能保持高度一致性。Z字叠片机规模交付要求下，叠片机在生产效率、精度、稳定性上经历一系列变革。其生产速度也从原先的1.5s/片提升到0.45s/片以下。cription">图片在叠片机步入半秒时代，嘉拓智能推出了Z字叠片机，从四方面顺应不断变化的产业形势。高速：嘉拓智能Z字叠片机通过全电子凸轮/插补，使叠片生产实现提前动作/避让；通过直流电机+音圈电机组合，使叠片手更快、更精准；通过隔膜横移机构轻量化设计，减轻质量，最小化风阻，等等。稳定：在生产速率上，嘉拓智能Z字叠片机可进行无极调速并一键切换，从而保证不同产品生产要求；在隔膜/极卷放卷送料过程中，通过模拟量反馈，可实现全程闭环控制；通过在设备方通灌水泥，稳定底板，减少震动，使设备更稳定。精准：嘉拓智能Z字叠片机在生产过程中，搭配多套检验方案，可显著提升极片/隔膜的对齐精度。智能化：根据工艺适配，嘉拓智能在数字化调节、视觉软件设计上展开布局，设备可以预设型号，换型时，可以一键切换，减少换型调试时间；在模切段和极片定位平台采用一键标定功能，可以达到视觉快速换型，大大减短换型周期，并降低人为失误。智能涂布烘箱极片制造环节，在涂布烘干环节对于涂敷材料的均匀性、一致性有着重要影响。影响极片烘干的因素包括风速、温度、湿度。从过往经验来看，在涂布烘干环节存在诸多问题，如调试场景复杂依赖调试生产经验、调试人员多以致于成本高昂。嘉拓智能针对生产工艺的闭环流程推出智能涂布烘箱，其在生产过程中可主动调节风速、温度，并实时加测烘箱负压稳定性，并通过程序控制新风机频率使负压稳定在目标值。cription">图片嘉拓智能智能涂布烘箱，采用了数字孪生机理。在数据库中，设备利用能量守恒定律，达西定律，斐克定律等构建了整个机理模型。遗传算法借鉴了达尔文的进化论和孟德尔的遗传学说，对生物系统所进行随机全局搜索和优化方法的计算机模拟研究。最终针对工艺生产环节，形成标准化的参数，不断提升生产的良率和效率。此文章有价值
