1、第 53 卷 第 3 期2023 年 6 月电池BATTERY BIMONTHLYVol.53,No.3Jun.,2023作者简介:王 鹏(1984-),男,安徽人,怀化职业技术学院讲师,硕士,二级学院教学副院长,研究方向:工业机器人;李 奇(1976-),男,湖南人,怀化职业技术学院副教授,硕士,计算机应用技术教研室主任,研究方向:大数据技术,通信作者。广告书评基于机器人智能技术的储能电池制造技术分析 评先进储能电池智能制造技术与装备王 鹏,李 奇(怀化职业技术学院,湖南 怀化 418000)作为储能的重要载体的电池的高安全性、高品质、高效率、低成本制造,是新能源产业发展的必然要求。中国电动
2、汽车市场从政策驱动逐步转为市场驱动,储能电池应用开始走向成熟,产业也迎来规模化高速发展期,制造技术的发展进入快车道。储能电池是中国能源转型的重要支柱,成为我国“双碳”目标的实现路径之一,也成为继钢铁、机器人和中央处理器(CPU)等产品之后又一个对产业和社会发展起到关键作用的产品。随着人工智能、物联网等技术的快速发展,机器人智能化技术作为其中的重要组成部分,在现代制造业中得到了广泛应用。基于机器人智能技术的储能电池制造技术,在储能电池的制造工艺、出货质量、先进材料和先进设备等方面发挥作用,以提高制造效率、优化产品性能、实现生产过程可视化等为目标,成为当前研究的热点。为系统梳理动力和储能电池制造技
3、术和装备的现状与发展趋势,阳如坤主编完成了先进储能电池智能制造技术与装备一书,该书共含 10 个章节。第 1 章为先进储能电池产业;第 2 章为先进储能电池制造技术;第 3 章为先进储能电池制造工艺;第 4 章为先进储能电池智能装备;第 5 章为先进储能电池制造数字化、智能化;第 6 章为先进储能电池制造环境控制;第 7 章为储能电池制造测量与缺陷检查;第 8章为储能电池制造安全;第 9 章为储能电池制造能耗管控;第 10 章为先进储能电池制造工厂建设。1 先进储能电池产业介绍先进储能电池产业是以先进的新材料、新技术、新工艺和新能源为支撑,应用于各种用电场合的高技术和高附加值产业。国家能源战略
4、是推动先进储能电池产业发展的重要指导思想。目前,随着新能源的不断开发利用和能源政策的不断调整,储能电池产业也得到了迅速发展。在先进储能电池产业的发展中,新型电池技术、制造工艺、材料等方面都发生了巨大的变化和进步。尤其是在锂离子电池、钠离子电池、超级电容器等领域,先进储能电池已经成为绿色能源、能源互联网和智慧城市建设的关键组成部分。储能电池具有通用的特点,是各种用电场合必备的产品。在电动汽车、风力发电、光伏发电等领域,储能电池已得到广泛应用,展现了巨大的发展潜力。在先进储能电池制造装备方面,我国目前处于高速发展阶段,国内企业通过引进吸收外国先进技术和自行创新,提升了制造装备的水平,缩小了与国外企
5、业的差距。此外,政府的扶持和资金的投入,也为先进储能电池产业的发展提供了重要支持。未来,在国家能源战略的支持下,先进储能电池产业将持续发展壮大,推动我国在电力、新能源领域等方面获得更大的发展。2 先进储能电池制造技术及制造工艺先进储能电池的制造技术直接影响着绿色能源和新能源产业的发展。在先进储能电池制造领域,制造技术不断超越自我,不断追求更高效、更高性价比的成果。储能电池的制造技术从制造体系建立、制造质量及合格率、制造目标及路线图、储能电池尺寸标准化等 4 个角度展开。建立制造体系应该以提高效率、优化流程、降低成本、提高质量为核心目标,并为更高的制造效率提供支持。制造质量的好坏直接关系到储能电
6、池产业的生死存亡和市场发展。通过质量标准的建立和有效的质量管理,制造企业可以确保储能电池的产品性能和可靠性,提高产品质量。制造目标和路线图是推动先进储能电池制造的重要指导思想。制造目标应该针对储能电池在性能、质量、成本和寿命等方面提出清晰的指标要求,而制造路线图则需要指导技术沿着什么方向进行升级与发展。尺寸的标准化应成为实现储能电池大规模生产过程中必要的手段之一。基于标准化的制造方式不仅可以降低成本、提高效率,还可提高产品的可替代性和可靠性。智能制造将成为先进储能电池制造技术的重要手段,通过大数据、云计算、人工智能等技术的应用,可实现储能电池的智能制造和生产流程的可视化,提高制造效率和产品质量
7、。书中详细介绍了方形电池、圆柱形电池及软包装电池的电池BATTERY BIMONTHLY第 53 卷制造工艺。这 3 种电池的区别主要是封装形式的不同。它们各有优缺点,不同的封装结构意味着不同的特性,但在电池核心材料上,区别不大。固态电池制造工艺是先进储能电池制造工艺中的一大亮点。固态电池可以减少对环境和使用者的影响,并提高电池的能量密度和安全性。在固态电池制造工艺中,需要开发电极材料、导电材料和高效的制造技术,以实现不同的需求。制造工艺及装备的标准化是推进制造工艺优化的关键措施。标准化的过程需要确立与工艺过程和装备相关的标准和规范,并建立完善的质量控制体系。通过标准化,生产企业可以大幅提高制
8、造效率、降低成本,减少质量问题和内部交流成本,增强竞争力。未来制造工艺及装备的趋势主要包括智能化、自动化、高效化和柔性化。为开发出更高效的储能电池,制造工艺和材料技术必须深度融合,实现更高的效率和精度。在制造工艺中可采用新材料技术,改善物化性能。当前在制造工艺及装备的创新中,制造一体化已成为一个重要的趋势,能减少生产过程中的环节和缩短生产周期。此外,也有可能实现快速构建或变更生产线。制造原理改变则是建立在创新材料、技术和装备等方面,需要在保证制造质量和效率的同时,提高能量密度和安全性,同时也要重视电池结构的精简化。3 先进储能电池的智能装备及机器人智能技术书中对先进储能电池智能装备的介绍,主要
9、围绕不同设备的原理、作用、应用及发展方向展开,包含制浆设备,极片涂布设备,辊压、分切设备,芯包制造设备,电芯装配设备,干燥设备,注液设备,以及电芯化成分容设备等。首先,在先进储能电池产业中,机器人智能技术可以实现电池生产的自动化和智能化,大大提高生产效率和降低制造成本,还可以实现品质管理自动化,并通过 3D 打印、数控等技术与机器人智能技术的结合,实现定制化的制造,以及更快速、更高效、更加符合需求的生产。其次,机器人智能技术可大量减少制造过程中的人工干预,降低工人受伤的风险,提高制造安全性。最后,机器人智能技术还具有智能化制造的特点,可通过数据统计和分析,实现追溯体系的建设,并实现数据驱动的质
10、量管理。基于机器人智能技术的储能电池制造技术,在现代制造领域有着广泛的应用前景。随着人们对新能源储能电池需求的日益增长,先进储能电池智能装备的发展方向主要是数字化和智能化。在数字化方面,越来越多的设备将向集成化和互联化发展,在生产过程中实现自动化控制、智能监测和数据连接。在智能化方面,装备将更注重人机交互,实现更便捷和精确的操作和监测体验。此外,随着石墨烯、钙钛矿等材料的发展应用,先进储能电池智能装备将更注重对材料的研发与应用。实现储能电池制造数字化和智能化的基础是建立先进储能电池制造元数据与数据字典。通过元数据和数据字典,生产者能够保证制造过程数据的准确性和一致性,为后续的数据分析和建模提供
11、坚实的数据基础。工业互联网架构是实现储能电池制造流程数字化和智能化的重要手段,通过对不同设备、系统和平台进行连接和协同,人们可实现储能电池智能制造。在此基础上,通过多元异构高通量制造数据获取和数据平台搭建,获取大量的生产数据,并对数据进行整合和分析。数据分析是实现制造过程数字化和智能化的关键,通过对不同环节的生产数据进行分析,以及机器学习和预测算法的应用,可以预测生产过程中潜在的问题并加以纠正,提高产品的质量和效率。在实际的制造流程中,数字化车间数据集成、先进储能制造过程追溯体系建设、制造过程智能管控、储能电池制造管控微服务及 App、设备健康管理与预测性维护、制造质量分析及数据闭环等技术,也
12、将为储能电池制造的数字化和智能化提供支持。随着 5G 时间敏感网络(TSN)和 OPC 统一架构(OPC UA)技术的应用,未来数字化和智能化的储能电池制造将更加高效便捷。4 先进储能电池制造及装备的标准体系建设在先进储能电池制造中,储能电池制造环境控制、制造测量与缺陷检查、制造安全管理、能耗管理和制造工厂建设等也是很重要的环节。环境控制可通过空气净化,温度、湿度等参数的调控,保证制造过程的正常进行,提高产品质量;制造测量与缺陷检查是保证产品质量的关键,通过非接触式测量技术,对电极片的长度、宽度等进行高精度的检测,可避免因测量精度不高导致的生产缺陷;制造安全管理应在制造过程中防止各类事故发生,
13、如安装自动灭火设备、防爆门窗等;能耗管理需要对每个环节消耗的能源进行监控,节约和优化能源的使用;制造工厂建设要在建设过程中注重环保和节能,选择尽可能适合储能电池制造的建筑材料和工艺,还要在建设完成后进行环保、安全的认证和考核。在实际制造过程中,以上环节均需要合理规划、科学调配,切实做好管理和监督,以保障生产过程的高效性和安全性,提高产品质量的竞争力。5 结语先进储能电池智能制造技术与装备可为储能及动力电池产业的工程技术人员在电池制造规划、制造管理、电芯制造设备开发、制造安全与品质控制等方面提供参考;对储能工程、电化学、能源与动力工程等相关专业的高校本科生、研究生以及对储能及动力电池产业感兴趣的人士也具有参考价值。书名:先进储能电池智能制造技术与装备作者:阳如坤 主编ISBN:9787122408228出版社:化学工业出版社出版时间:2022-07定价:￥158.00 元收稿日期:2023-02-26
