1、书评广告数字化技术在汽车电池材料研发中的创新应用近年来,我国新能源产业快速发展,中国的电动汽车走入了百姓家庭,开始市场普及化,各项支持政策也从政策驱动向市场驱动发生转变.电池作为重要的储能载体,要求具备高安全性、低成本性、高效率、高品质等一系列要求.数字化技术引入汽车电池材料研发当中,促进了我国电池产业呈高速化、规模化发展,为电池材料的研发与制备打开了快速发展通道,成为了中国新能源市场转型的重要突破口,也是继机器人和中央处理器等产品后的又一双碳目标支撑产品.伴随大数据物联网平台的广泛应用,数字化技术在各个行业,尤其是产品材料研发中得到了广泛应用.基于数字技术的电池材料开发,不管是在制造工艺还是
2、出货质量上都优于原有的材料构建体系.既提升了产品的性能,也提高了制造效率,实现了电池材料研发的可视化,成为汽车电池发展技术中的关注热点.为了系统梳理数字化技术在储能电池的制造与装备中的重要作用及发展趋势,由机械工业出版社出版发行,徐国栋编著的 锂离子电池材料解析一书从八个章节阐述了锂离子电池在当今社会中的重要作用,总结电池各个组成部分的发展过程,从数字化技术视角展现了电池材料研发的技术革新,强调把握电池技术的核心问题显得尤为重要.本书总结了过去几十年锂离子电池的技术发展轨迹,并介绍了目前的发展状况与未来的技术方向.电池材料产业发展介绍自从锂离子电池出现以来,因为其能量密度高、输出电压高、循环寿
3、命长、自放电慢等优点从而广泛应用于小型可移动电子设备,例如手机、笔记本电脑、相机等.这些可移动电子设备的应用已经大幅度改变了人们传统的交流方式.在当今的社会发展过程中,随着对电池能量密度要求的不断提高,电池技术也不断发生变革,从开始的基于液体电解质的锂离子电池,到目前使用的基于聚合物电解质的锂离子电池,再到未来的理想化的全固态锂离子电池.由于石油化工类产品能源消耗量大,对环境污染日益严重,人们迫切需要一种新的能源产品替代原有的汽车动力材料.作为汽车的新能源材料,锂离子电池被赋予了更广阔的使命.自电动汽车问世以来电池材料的研发一直处于快速发展中,并已经经历了几次技术革新.目前不管是国内还是国外很
4、多品牌都大力发展纯电动汽车,国外著名的特斯拉,我国的比亚迪、吉利、北汽等一系列汽车公司都相继推出了新能源电动汽车.国家对于新能源汽车的发展给予了大力的政策及资金上的扶持,百姓也普遍开始接受新能源汽车来满足日常生活需求.对于新能源汽车的未来发展,不仅需要政府的资金支持,还需要更多的鼓励和激励政策,让更多的科研人员及研究机构投身于电池材料研发中,与企业共同迈进,推陈出新,突破现有锂离子电池的各项壁垒,争取早日达到世界先进水平,突破在使用过程中的各类技术瓶颈.汽车电池材料的先进制造技术汽车电池材料的制造工艺和制造技术直接影响我国新能源产业的未来发展方向.当前,我国新能源汽车制造企业不断超越自我,投入
5、了大量的人力和物力研发更高性价比的高效电池材料.从电池材料尺寸标准化、制造目标及制造路线、电池材料制造技术、电池材料制造合格率等多个角度建立了完善的汽车电池材料制造体系.其宗旨是为了不断优化电池材料生产流程,降低生产成本,提高电池质量.电池材料的制造质量直接影响我国新能源绿色产业的生死存亡和市场发展.通过不断提升电池材料的可靠性及质量标准,确保电池材料在后期新能源汽车使用中满足产品性能要求.数字化技术的应用有效改变了原有电池材料的制造目标和工艺路线,更为清晰地提出了关于电池材料成本和寿命的指标要求,并指明在未来制造路线上需要沿着什么方向发展并不断升级.标准化的汽车电池材料生产方式不但可以提高产
6、品效能,还让汽车电池材料具备了可代替性.数字化技术的应用为提升先进电池材料可靠性提供了技术保障,利用现有的智能化技术和大数据、网络平台实现了对电池材料生产工艺的可视化监督.书中详细地阐述了软包装电池、圆柱形电池、方形电池的不同制造工艺.这三种电池材料由于封装形式不同,在生产工艺上略有差别,但各有自身的优缺点.电池本身核心材料使用上区别不大,只是由于封装结构不同,让固态电池的制造工艺不同于以往的储能电池制造方式成为了一大亮点.同时改进后的生产工艺模式,减少了对周边环境的污染,提升了电池材料的安全性.因此不难看出,通过对固态电池材料的开发及研制,满足了不同领域对电池性能的要求.数字技术的引入,让生
7、产工艺更为标准化规范化,并建立了完善的质量管控体系,不但增加了企业的市场竞争力,降低了成本,也大幅地提升了制造效率.在未来电池材料的制造及装备中,高效化、柔性化、智能化、书评广告自动化是开发高效电池材料的主要核心技术,通过与电池材料制造工艺的深度融合,实现了更为精准的制造模式,改善了电池材料的物化性能.除此之外,数字一体化技术已成为电池材料制备及研发中的主要发展趋势,也是缩短电池材料生产周期的主要手段,并且减少了制造中的能源消耗.电池材料制造原理的原则是建立在新材料的开发及新技术应用基础上的,不管采用何种技术,都需要提高电池材料的能量密度,注重电池材料的结构精简化,保障电池材料在实际使用过程中
8、的安全性.电池材料研发制造中的智能技术和数字技术书中对电池材料研发及装备的介绍,主要从电池使用的作用及原理展开.包含了汽车材料制造中的电极板制备、电解液加注、电池极板防腐涂布、电池能源储能性能等几个方面.首先,在电池材料的生产研发及制备过程中,智能化机器人的引用让生产线自动化程度大大提升,降低了制造成本,提升了生产效率,同时通过打印数控等技术与机器人进行数字化控制结合,实现了对生产线的品质化管理,完成了客户各项定制化制造要求,让电池产业更为快速、高效.其次,智能机器人的引用减少了在电池材料研发制备过程中的各项人为干扰因素,也有效避免了岗位人员在材料研制过程中出现各类安全事故.最后,智能技术通过
9、数据统计分析,可以对整个生产线的各项数据进行体系追溯,实现对电池产业的数据驱动.在未来电池材料研发制造过程中,智能技术有着更为广阔的应用场景.伴随新能源汽车的不断发展及人们需求的增长,电池材料的研发与制备正不断向数字化、智能化领域迈进,越来越多的电池材料生产企业通过数字互联化及集成化实现了对电池材料从研发到生产的自动化控制,对于整个材料的研发与制备,进行有效的智能监测.尤其在新材料研发配比方面,各项数据连接能够通过智能化装备注重人际交换,实现了更为精准和便捷的监控操作.此外随着钙钛矿和石墨烯等一系列电池新材料的研发,所有的数据采集及分析会更加依赖和注重数字化技术的应用.为了实现汽车材料研发与制
10、备过程中的数字化控制需要建立先进的源数据与数据字典.通过这些基础数据基础内容,岗位操作人员也能够保证在生产过程中的操作数据与设定数据准确一致,为后续新材料研制中采集生产数据样本提供重要参考.当前,互联网大数据平台是电池材料生产过程中实现数字化的主要途径,通过数字化技术手段将各产线设备进行有效连接,实现了产品研发与生产的协同合作,构建了一体化的电池材料研发、生产制造数据平台.通过对生产线的数据采集,进行后期处理分析,准确判断出当前生产中存在的各类问题.对于电池材料研发企业而言,生产数据的采集分析是实现数字化和智能化的关键.通过有效的机器学习和各类预测算法,能够准确预测出电池材料研发过程中出现的各
11、类问题.在实际生产过程中,数字化信息平台的各类数据集成,可以完成对先进制造过程的追溯体系构建,实现对电池材料研发制备的智能管控,满足生产过程中的各类微服务及预测性维护,实现整个生产线的数据分析及闭环控制.随着网络平台的统一架构技术不断引入到工业生产中,数字化和智能化技术是未来汽车电池制造中更为高效、便捷的重要技术手段.电池材料研发中的标准体系构建书中指出,在电池材料研发过程中,要注意对周边环境的污染及电池的后续回收处理.生产企业通过数字化技术手段,实现了对周边环境空气净化、温度、湿度等参数的调控,有效避免了生产过程中出现的各类缺陷,提升了产品的质量.数字化技术手段通过对电池材料长度和宽度的非接
12、触式测量,提升了产品的尺寸精度标准,避免了在生产过程中因为测量不当而导致出现的各类产品缺陷.在生产过程中,为了避免出现火灾、爆炸等意外事故,利用数字化技术手段对生产环节的能耗进行了有效监控,不但降低了生产的成本,也有效避免了各类安全事故的出现,更为科学合理地规划了生产参数.除此之外,数字化技术手段的引入让汽车电池材料研发企业更加注重对新材料、新工艺的开发、研制,建立起一整套标准的产品质量体系.综上所述,汽车电池材料的研发与制备是我国新能源产业发展的主要方向.先进的智能化、数字化制造技术与装备,为电池产业工程技术人员在电芯研发、制造管理、产品安全控制等方面提供了可靠的技术支撑,也是电化学、能源与动力工程、材料科学等领域的未来主要发展方向.国内电池材料研发企业通过借鉴国外先进技术,提升现有生产制造标准,缩小与国际领先企业差距.未来,在国家能源战略等一系列利好政策的扶持下,新能源汽车电池材料的研发与制备势必会得到发展与壮大,为推动我国新能源产业发展提供强有力支撑.基 金 项 目:年 江 苏 省 社 会 科 学 基 金 项 目(Y S B )(李立红/江苏科技大学)