备战TWh时代锂电后段装备探索“降本增效”新路径

备战TWh时代，锂电后段装备探索“降本增效”新路径在动力电池产业链整体产能高速扩张、产业进入大规模制造时代的背景下，智能装备市场规模不断扩大，锂电后段装备企业面临着更多的挑战与机遇。一方面，电池技术路线的升级和材料的革新都对制造端的技术工艺、生产效率提出了更高的要求，锂电后段设备的技术迭代、控制精度、生产自动化水平成为下游市场把控和看重的关键点。另一方面，随着锂电市场竞争进入白热化，降本增效成为电池企业进一步抢抓市场红利的重要战略。这在制造阶段的具体要求为，制造装备如何能在降低能耗的同时提高交付产品的良率与一致性等质量指标。显而易见的是，“规模制造”和“降本增效”的要求让行业内拥有自主研发经验和实力的后段装备企业更具备竞争优势。精实机电作为仅有2家能全部自主设计交付后段整线的供应商之一，通过提供包括电池化成分容自动线、智能物流系统、正负极材料自动化/信息化及智能制造整体解决方案，助力企业降本增效。精实机电董事长、总经理黄剑波介绍称，经过在锂电领域深耕近20年，目前精实机电已完成“一个深圳运营中心，武汉、长沙两个生产的基地”的产能布局，并参与建设了包括宁德时代、亿纬锂能、中创新航、ATL、蜂巢能源、赣锋锂业、欣旺达、鹏辉能源等头部企业近200条自动产线合作。自研电源系统助力“化成-分容”段降本增效一直以来，“化成-分容”都是电池制造最耗能的工序之一。在新的市场背景下，设备端如何通过电源系统革新配合工艺装备升级，有效帮助电池企业降本提效，成为该段行业竞争的关键点。在工艺装备上，精实机电是国内最早负压化成单机设备与首条负压化成自动线供应商。精实机电最早配合宁德时代进行针床方面开发生产，并在2012年给其交付全国首条EV动力负压化成自动线。除了多年来深耕化成与分容产线设备的技术方案和工艺制造升级革新之外，精实机电还针对性建立了精准的热仿真模型，得出结构设计方案最优解，保证库位电池的均温性，实现安全、高效、稳定的生产。在电源系统提供上，精实机电提供多种电源产品规格极大满足客户定制化需求。通过极简串联方案、带旁路串联方案与并联方案，精实电源系列化产品覆盖30A-250A，并机可至1600A，可满足化成、分容、DCIR等多种工艺需求。除了在持续迭代精进传统并联方案的同时，精实机电积极研发更加节能、低成本的方案。其自主研发的高压直流方案已成功实现稳定运行，可极大提高能量转换效率，与串联化成和容量一体机方案相结合后，成本进一步下降。串联化成方案设计灵活，针对不同的需求可直连AC380V,也可以与PCS联合应用，实现DC700V高压直流串联方案，将电源转换效率提高到一个新的高度；电源模块峰值转换效率可达到94%及以上；相比于传统并联方案串联模式减少功率线缆80%及以上。相比于传统并联方案，串联模式减少功率线缆80%及以上。DC700V转DC5V的方案，将电源模块峰值效率提升到90%以上，配合分容一体机方案将电源模块与压床集成于一体，可减少75%及以上的功率线缆。与高压直流化成机、高压直流容量一体机方案相结合，协同集团公司光伏系统、储能系统、PCS系统，可以给客户打造厂区级直流微网，做到电能灵活调用，进而为客户打造“零碳工厂”。在电源控制精度上，为了严格控制锂电池的一致性，精实机电采用新的数字化电源平台及精准的温度补偿技术，电源实现了满量程万分之四的电流控制精度和万分之二的电压控制精度。此外，在下一代技术研发与应用上，精实机电主要从三个方向助力“化成-分容”阶段的降本增效。其一，将通过高串化成机的研发可以进一步提高设备转换效率，降低能耗，提高电芯一致性；其二，通过水加热式化成一体机可以解决维护人员在高温环境施工难的痛点。为进一步降低客户端运营能耗成本，精实在研发拘束托盘自带负压密封机构的创新化成机，可取消化成间的干燥系统，为设备出海方面提供了更多优势；其三，通过高压直流+氮化镓DC/DC方式，可以进一步提高设备效率、降低能耗，后续改造可以方便实现厂区直流微网，进一步拓展以实现“零碳工厂”。自动物流系统实现后段整线交钥匙工程随着工业4.0时代的到来，制造企业不断提升装备自动化、数字化、智能化程度。其中，物流系统贯穿锂电池生产全生命周期，对于后段装备企业而言，提升物流系统的自动化、数字化、智能化是实现极限效率、极致品质、极限成本必不可少的环节。相比于其他化成分容工艺设备厂家，精实机电对物流系统有更深理解，实现了极高自主化率，做到后段整线交钥匙工程。在智慧物流系统方面，精实机电不是一家简单的物流“集成”供应商，无论是核心的堆垛机、AGV、货叉、输送线，还是WMS/WCS软件系统，精实都是自主设计开发，有超十年的设计应用经验。值得一提的是，精实机电智慧物流系统通过集成AGV和四向穿梭车，可以较小成本实现后续客户的产能增加或工艺变更调整等需求，节约停线改造时间，侧面也起到降本增效的作用。除此以外，精实机电依托母公司华自科技，在正负极材料自动化、信息化亦有超前布局。凭借产品具有快速交付、高度集中、无缝对接、结构布局灵活多样等特点，精实机电产线数字化、智能化解决方案可有效帮助材料企业提产增效。正极材料方面，公司提供的自动化控制系统已成功投运上百套于ZW湖南/贵州/广西/印尼等基地；负极材料方面，内蒙古杉杉、云南杉杉等皆有项目批量成功投运。随着锂电产业发展的日益成熟，设备的更新周期将明显缩短，降本增效将是装备市场的切肤需求，企业需要在激烈的竞争环