近日,马斯克在特斯拉电池日上提出,2030年动力电池的生产规模将形成TWh规模,单线GWh。这种变化必然会对现有的工艺和生产制造产生革命性颠覆。

  马斯克的判断绝非空中楼阁,按照全球汽车电动化和能源绿色化的趋势,未来几年对于动力电池的需求将呈现明显增长趋势。

  可以看到,包括大众、戴姆勒、宝马、通用、丰田等几乎所有的车企都给出了明确的电动化信号,且都制定了清晰的目标。宏大的目标对于动力电池的需求自然水涨船高。

  统计数据显示,为了匹配终端市场需求,全球动力电池规划产能至2022年将增加至621GWh,未来三年增幅将达5倍以上。

  产能需求猛增的同时,单条产线的产能规划也在大幅提升。这意味着,继续沿用此前的工艺和设备已无法满足要求。

  如果将视线投向当下,动力电池的制造已经和过去几年发生较大变化,大规模制造已在路上。从比亚迪、宁德时代的产线来看,传统的工艺和设备已经不能满足其需求,其已经开始尝试导入新的工艺和设备。

  在前段匀浆系统,高工锂电注意到,从2018年开始,国内头部动力电池企业已经开始尝试采用全新工艺的匀浆系统。

  高工锂电获悉,当前一种颠覆传统制浆工艺、大幅提产降耗的匀浆系统已在部分头部电池企业中规模化应用,以其结构原理命名为“循环式高效制浆系统”。

  作为循环式高效制浆系统的始创者与引领者,深圳市尚水智能设备有限公司(简称“尚水智能”)凭借在循环式匀浆设备和系统的革新技术,极大地提高了匀浆生产效率和浆料的稳定性。这也让其开始从幕后走向行业的主流视野。

  当中既有电池企业出于大规模提产的迫切要求,而更多原因在于,全新工艺的制浆系统可帮助电池企业在大幅提升效率的同时,解决掉传统匀浆系统浆料不稳定、能耗高、污染、占地面积大等核心痛点。

  据悉,循环式高效制浆系统的工作流程是:溶剂和液体导电剂从循环罐中加入,并通过给料泵输送到高速制浆机;活性物质、导电剂和粘结剂的粉体通过粉体混合机混合均匀后逐步投入高速制浆机;粉体和液体在高速制浆机中完成混合和初步分散,再通过多次循环对浆料进行进一步的分散得到合格浆料。

  1、采用了“边下粉边混合”的半连续式制浆工艺,让粉体在打散的情况下与流动的液体接触,极大地增加了粉液的接触面积,避免了结块,大幅度提高了粉体的润湿效率。

  2、通过打循环的方式让所有浆料依次通过高速制浆单元,避免了制浆效果受概率影响导致均匀性和批次稳定性不佳的问题,实现了制浆效率的大幅度提高。

  1、大幅提升生产效率。常规搅拌设备制浆耗时需要4-6小时一批料,应用循环式高效制浆系统,制浆时间可缩短至0.5-1.5小时一批料。

  2、提高浆料的批次稳定性。传统的双行星搅拌设备采用的是高粘度区的捏合,配合低粘度区的高速分散,分散容积大,分散效果受概率影响,均匀性和批次稳定性不佳。

  尚水智能循环式高效制浆设备的分散方式为粉体的高效润湿以及中低粘度区的高速分散,分散容积小,分散效果好,浆料的一致性更好。

  3、节约占地空间。传统的匀浆系统设备大,单机产能有限,导致系统占用空间大,以1200L/h产能的系统为例,传统的匀浆系统至少需要3台1200L的搅拌机,占地面积一般大于23m x 7.5m,高度大于9m,而同等产能的循环式高效制浆系统的占地面积约8m x 6m,高度小于7m。

  事实上,基于生产效率的提升要求,涂布设备的烘箱变长成为趋势,这也使得缩短前段匀浆系统占地面积成为电池企业的重要需求之一。

  4、节约能耗。产能达到1200L/h的循环式高效制浆系统的装机功率仅159kW,制浆耗时小于1.5小时/批,单位能耗不到传统搅拌机系统的30%,大幅降低了电池企业的电耗。

  高工锂电获悉,尚水智能是国内首家引入薄膜式高速分散设备并将其用于锂离子电池制浆系统的智能装备企业,在消化吸收国际先进混合分散技术的基础上,尚水智能进一步开发了这套拥有自主知识产权的循环式高效制浆系统,极大地提升了生产效率和浆料的稳定性,能够降低能耗,缩减占地面积,并且已经得到了国内几大主流电池企业的采用。

  尚水智能所秉承的,是深入分析客户需求,有针对性地提出最优的解决方案。跟随行业领先客户的脚步,不断完善和提高产品性能和服务水平,提供高效率、低能耗、数字化、无污染的纳米材料制程总体解决方案。

  值得一提的是,尚水智能针对锂电材料制造,还能提供双传动包覆机、高温包覆机、气流粉碎机、高效气混机等革新工艺设备。

  其中,尚水智能双传动粉体包覆机为国内首创,高速桨叶和低速锚式桨叶同轴配置,涡旋式混合,能够对正负极材料的活性物质颗粒表面进行高效均匀的包覆,极大地提高正负极材料的性能。

  长远来看,未来的动力电池市场蕴藏无限可能,快速抢占技术先机与市场先机,已经成为智能装备企业现阶段的主要任务。

  动力电池下半场产能竞赛已经鸣哨,智能装备技术“变天”的故事将会更加精彩。

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