提升電芯量產(chǎn)一致性及良率

1、第 五 屆 高 工 鋰 電 產(chǎn) 業(yè) 峰 會= 產(chǎn)業(yè)變局與預(yù)測陽如坤陽如坤 吉陽能自動化吉陽能自動化 董事長董事長提升電芯量產(chǎn)一致性及合格率提升電芯量產(chǎn)一致性及合格率2014.6.19 廣東深圳廣東深圳2Contents1.電池一致性電池一致性的概念的概念 2.影響一致性的因素影響一致性的因素3.制造一致性的選擇制造一致性的選擇4.電池制造的合格率電池制造的合格率電池一致性的概念電池一致性的概念v 衡量電池一致性早都有明確的統(tǒng)計學(xué)定義，這個定義就是衡量電池一致性早都有明確的統(tǒng)計學(xué)定義，這個定義就是，數(shù)學(xué)概念應(yīng)該用：標(biāo)準(zhǔn)差及標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)；，數(shù)學(xué)概念應(yīng)該用：標(biāo)準(zhǔn)差及標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)； Your Compan

2、y name or LOGO3標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)差S=S=1N12)(NnCCn 標(biāo)準(zhǔn)差可以用來表征相同規(guī)格產(chǎn)品的同一參數(shù)的一致標(biāo)準(zhǔn)差可以用來表征相同規(guī)格產(chǎn)品的同一參數(shù)的一致性比較，如同為性比較，如同為10Ah10Ah電池的制造容量標(biāo)準(zhǔn)差。電池的制造容量標(biāo)準(zhǔn)差。標(biāo)準(zhǔn)偏差系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差系數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)偏差系可以用于表示不同規(guī)格產(chǎn)品的同一一致性標(biāo)準(zhǔn)偏差系可以用于表示不同規(guī)格產(chǎn)品的同一一致性的能力。具有更廣泛的代表性。如不同容量電池，衡量制的能力。具有更廣泛的代表性。如不同容量電池，衡量制造系統(tǒng)的制造電池的容量一致性能力。造系統(tǒng)的制造電池的容量一致性能力。衡量電池制造一致性的指標(biāo)很多，全部統(tǒng)計會有衡量電池制造一致性

3、的指標(biāo)很多，全部統(tǒng)計會有幾百個指標(biāo)幾百個指標(biāo)，總括起來分為三類：總括起來分為三類：v 材料一致性指標(biāo)，如：化學(xué)成分含量，密度，顆粒分布，雜材料一致性指標(biāo)，如：化學(xué)成分含量，密度，顆粒分布，雜質(zhì)含量，零件尺寸等等，每種材料的每個特性參數(shù)都會與一質(zhì)含量，零件尺寸等等，每種材料的每個特性參數(shù)都會與一致性相關(guān)；致性相關(guān)；v 制造過程一致性指標(biāo)：如漿料粘度，固含量，涂布厚度，卷制造過程一致性指標(biāo)：如漿料粘度，固含量，涂布厚度，卷繞張力繞張力, ,卷繞整齊度，疊片整齊度，連接電阻等等卷繞整齊度，疊片整齊度，連接電阻等等v 制造結(jié)果一致性指標(biāo)，電池最終性能參數(shù)：容量，內(nèi)阻，自制造結(jié)果一致性指標(biāo)，電池最終性能

4、參數(shù)：容量，內(nèi)阻，自放電，動態(tài)參數(shù)變化等等。放電，動態(tài)參數(shù)變化等等。 Your Company name or LOGO4電池一致性的概念電池一致性的概念衡量指標(biāo)衡量指標(biāo)5Contents1.電池一致性電池一致性的概念的概念 2.影響一致性的因素影響一致性的因素3.制造一致性的選擇制造一致性的選擇 4. 電池制造的合格率電池制造的合格率影響一致性的因素影響一致性的因素三三大類：大類：重要程度各占三分之一重要程度各占三分之一電池電池的材料的影響的材料的影響電池的制造過程的影響電池的制造過程的影響電池的化成設(shè)備的影響電池的化成設(shè)備的影響材料的穩(wěn)定一致性材料的穩(wěn)定一致性v活性材料：顆粒及分布，材料的

5、成份穩(wěn)定性；v電解液配比，純度；v溶劑的純度；v隔膜參數(shù)的穩(wěn)定均勻性：孔率、厚度誤差、靜電；v其他材料的純度，均勻性；建議：每個企業(yè)都應(yīng)該建立一套材料替每個企業(yè)都應(yīng)該建立一套材料替代、認(rèn)證評估的方法規(guī)范體系。代、認(rèn)證評估的方法規(guī)范體系。鋰電池制造一致過程控制指標(biāo)鋰電池制造一致過程控制指標(biāo)主要控制工序：v合漿：分散的均勻性、粘度一致性v涂布：厚度及重量分布v分切：寬度一致性v卷繞：對齊度、張力變化v注液：注液量均勻性v化成：電源的穩(wěn)定性、一致性；環(huán)境因素：溫度、濕度、粉塵；設(shè)備達(dá)到的精度指標(biāo)；產(chǎn)品工序質(zhì)量指標(biāo) ；建議：每個企業(yè)都應(yīng)該建立一套一致性過每個企業(yè)都應(yīng)該建立一套一致性過程控制標(biāo)準(zhǔn)。程控制

6、標(biāo)準(zhǔn)。鋰電池制造一致過程控制指標(biāo)鋰電池制造一致過程控制指標(biāo)化成檢測對電池一致性的影響化成檢測對電池一致性的影響v電源精度的影響；v化成制度的影響；v化成環(huán)境的影響；v建議：建立化成設(shè)備一致性判斷標(biāo)準(zhǔn)建立化成設(shè)備一致性判斷標(biāo)準(zhǔn)及電池組合標(biāo)準(zhǔn)及電池組合標(biāo)準(zhǔn)11ContentsContents1.電池一致性電池一致性的概念的概念 2.影響一致性的因素影響一致性的因素3.制造一致性的選擇制造一致性的選擇4. 電池制造的合格率電池制造的合格率制造一致性選擇制造一致性選擇選擇項目選擇項目選擇項選擇項材料體系材料體系選擇顆粒分布，密度分布，固含量一致性，尺選擇顆粒分布，密度分布，固含量一致性，尺寸精度，電阻

7、參數(shù)，受力參數(shù)，雜質(zhì)含量等。寸精度，電阻參數(shù)，受力參數(shù)，雜質(zhì)含量等。電池結(jié)構(gòu)電池結(jié)構(gòu)方與園，軟包與硬殼，卷繞與疊片方與園，軟包與硬殼，卷繞與疊片制造過程控制造過程控制制粘度、厚度、極片尺寸，粘度、厚度、極片尺寸，Overhang，連接，連接電阻，化成精度等；電阻，化成精度等；制造批量制造批量一致性一定基于批量，批量越大（樣本量大），一致性一定基于批量，批量越大（樣本量大），可選擇性越好！可選擇性越好！ Your Company name or LOGO12制造一致性的選擇制造一致性的選擇結(jié)構(gòu)與一致性結(jié)構(gòu)與一致性13結(jié)構(gòu)特性結(jié)構(gòu)特性制造一致制造一致性性原因原因方形與圓形圓形好張力控制好，沒有拐角

8、效應(yīng)卷繞與疊片卷繞好卷繞邊緣少，包裹好，極片間貼合好軟包與硬殼軟包好極片間特和緊密 制造一致性的選擇制造一致性的選擇卷繞張力與一致性卷繞張力與一致性14 卷繞張力控制問題是卷繞最核心的問題: 卷繞變形：張力大??； 極片跑偏：不同張力、速度，極片平衡到棍上不同的位置； 輥的平行度：極片跑偏； 卷繞效率提升：高速爬行，張力跳動； 卷繞的OVERHANG：張力的穩(wěn)定性； 卷繞精度CPK：張力穩(wěn)定性； 張力的波動影響電池的一致性；張力控制機(jī)構(gòu)張力控制機(jī)構(gòu)v 雙擺桿伺服張力機(jī)構(gòu)單擺桿氣動張力機(jī)構(gòu)伺服張力控制原理伺服張力控制原理張力檢測張力控制原理張力閉環(huán)與位置閉環(huán)控制結(jié)果張力閉環(huán)與位置閉環(huán)控制結(jié)果張力閉

9、環(huán)控制的波動小于10%，均值也小！相應(yīng)的電池一致性也就好！v一致性最好；一致性最好；v具備本證安全性；具備本證安全性；v世界制造數(shù)量最大；世界制造數(shù)量最大；v制造工藝成熟；制造工藝成熟；v安全對策完善；安全對策完善；v制造合格率高；制造合格率高；v量產(chǎn)量產(chǎn)No touch 制造！制造！第一代電池制造技術(shù)：18650成為最佳選擇制造一致性制造一致性選擇選擇-18650的選擇的選擇19ContentsContents1.電池一致性電池一致性的概念的概念 2.影響一致性的因素影響一致性的因素3.制造一致性的選擇制造一致性的選擇4.電池制造的合格率電池制造的合格率電池的制造合格率電池的制造合格率漿料制

10、備漿料制備99%極片制備99%芯包制造98%電芯裝配97%干燥注液98%化成分容99%整體合格率90.4%提升電芯制造的合格率提升電芯制造的合格率分工序、分階段優(yōu)化、挖掘提升制造合格率電池的制造材料利用率電池的制造材料利用率漿料制備漿料制備2.8%極片制備2.5%芯包制造3.0%電芯裝配0.7%干燥注液2.0%化成分容0%整體合格率88.0%定義：制程中用的材料隨產(chǎn)能不斷消耗，且不在成品中產(chǎn)生價值，有用材料/總投入材料。提升電芯制造的合格率提升電芯制造的合格率如何提高如何提高制造制造的合格率的合格率分系統(tǒng)名分系統(tǒng)名稱稱制程合制程合格率格率主要缺陷主要缺陷改善措施改善措施（提升合格率到（提升合格

11、率到95%）改善后合格改善后合格率率漿料制備99%粘度，固含量不對，溶劑調(diào)整。流程自動化，控制條件（溫度，流程自動化，控制條件（溫度，濕度、粉塵）。濕度、粉塵）。100%極片制備99%涂布缺陷，分條毛刺機(jī)器的穩(wěn)定性，在線檢測及反機(jī)器的穩(wěn)定性，在線檢測及反饋控制。饋控制。99.5%芯包制造98%組裝精度，組裝壞品機(jī)器穩(wěn)定性，一體化制片卷繞。機(jī)器穩(wěn)定性，一體化制片卷繞。99.0%電芯裝配97%裝配精度，組裝壞品機(jī)器的精度、穩(wěn)定性，全自動機(jī)器的精度、穩(wěn)定性，全自動裝配及在線檢測。裝配及在線檢測。98.5%注液封口98%注液精度，組裝壞品環(huán)境控制。二次注液，自動化環(huán)境控制。二次注液，自動化預(yù)化成。預(yù)化

12、成。99.5%化成分容99%電芯參數(shù)不滿足要求嚴(yán)格機(jī)器的穩(wěn)定、一致性，自嚴(yán)格機(jī)器的穩(wěn)定、一致性，自動化化成。動化化成。99.5%整體合格率90.4%96.0%提升電芯制造的合格率提升電芯制造的合格率如何提高的直通率如何提高的直通率分系統(tǒng)名稱分系統(tǒng)名稱影響程度影響程度影響因素影響因素改善直通率改善直通率漿料制備2.8%溶劑（NMP，水），材料掛壁，飛濺，來料量的誤差。2.0%極片制備2.5%銅箔、鋁箔切邊，材料切邊，引帶，接頭。1.0%芯包制造3.0%引帶，接頭，連接膠帶。1.0%電芯裝配0.7%保護(hù)氣體，切邊，切尾，膠紙接頭。0.5%干燥注液2.0%電解液揮發(fā)。0.5%化成分容0.0%0.0%

13、整體材料利用率88.0%95.0%提升電芯制造的合格率提升電芯制造的合格率制造的利潤高空間制造的利潤高空間 Your Company name or LOGO2490%90%88%=79.2% 88%=79.2% 12%利利潤空間潤空間96%96%95%=91.2%95%=91.2%一致性，合格率的提升關(guān)鍵在于降低一致性，合格率的提升關(guān)鍵在于降低了成本，這是我們制造人追逐的目標(biāo)。了成本，這是我們制造人追逐的目標(biāo)。總結(jié)總結(jié)v電池一致性和電池合格率只是從不同角度描述電電池一致性和電池合格率只是從不同角度描述電池制造的質(zhì)量；提高一致性的努力，也就是提高池制造的質(zhì)量；提高一致性的努力，也就是提高電池制造的合格率；電池制造的合格率；v電池一致性主要包括三大部分：材料、電芯制造電池一致性主要包括三大部分：材料、電芯制造過程、電池的化成檢測；電池制造過程應(yīng)該且必過程、電池的化成檢測；電池制造過程應(yīng)該且必須建立相應(yīng)的控制規(guī)范；須建立相應(yīng)的控制規(guī)范；v