十四五带火的新能源，锂电企业该如何从中脱颖而出？

  日前，贵州金沃新能源有限公司的锂离子电池生产所需的各项技术改造升级已基本完成，走进生产车间，工人们正在操作着崭新的生产设备，有序地进行工作。

  “现在技改完了以后，我们只要用六个人就可以完成整个生产操作，通过技改，我们所有的产品品质得到很大提升。”贵州金沃新能源有限公司总经理张宏说。

  2019年，贵州金沃新能源有限公司实现了锂离子电池年产量1280万只，产值为3200万元。据了解，通过升级生产技术和改进生产工艺，增加自动化设备，目前企业的生产效率和产品质量得到了大幅度提高，全部技改完成后，预计日产锂电池可达15万只。

升级改造后的设备

锂电产线的自动化升级是刚需还是噱头？

   实际上，使用自动化进行锂电生产，最大的意义在于降本。传统锂电池生产设备过程中存在很多机械式、高重复性作业，纯人工作业使得出产成本居高不下。

  而锂电池的自动化出产线则能将锂电池后续出产单机与智能仓储体系有机联系，利用工业机器人、AGV等对现有配备进行改造，完成锂电池出产过程的物活动化、包装自动化和仓储智能化。

下面让大家来看看装配自动化中机械手是如何发挥的吧↓

  相比传统的生产线，自动化出产线有以下优势：

  运营成本降低20%，产品研制周期缩短20%，生产效率提高20%，产品不良品率降低10%，能源利用率提高10%。

  自动化生产带来的效益是非常可观的。

  再加上，近年来新能源汽车市场的爆发，锂电池需求量也不断攀升，未来两年，锂电池制造设备将保持15％-25％的快速增长。如今锂电池生产要求也正在往安全性以及标准化的方向发展，设备的高精度、高效率、系列化以及高自动化生产线将成为行业发展的大方向。

数据来源：GGII、中商产业研究院整理 

  全自动化和智能化的锂电池生产设备将在保证锂电池生产工艺的基础上，使生产出的锂电池具有较好的一致性，高可靠的安全性能和直通良率，从而降低生产成本。因此，自动化升级当仁不让地成为各大锂电企业的提升竞争力的首选。

 全自动设备是真香还是费钱？

  以锂电生产的其中一个环节：电池卷绕为例，运用自动化手段能大大提高效率。卷绕工艺——将电池的正负极材料、绝缘膜、极耳卷绕成电芯的过程。在正负极材料中间加入绝缘的隔离膜，在适当的位置插入极耳后，将所有材料紧密卷绕在一起。

 全自动卷绕机

  因为常规体系负极作为电池设计的控制电极，容量设计高于正极，使在化成充电时正极的Li+能在负极“空位“存放。卷绕需要特别关注卷绕张力和极片对齐度。很多工厂在生产过程中发现，锂电池的正负极很难正好卷绕在相同的位置。此外，在卷绕过程中，隔离膜总是被拉细甚至拉断，但是如果放松卷绕力度，又会出现卷绕松弛的现象。原来在生产过程中，卷绕设备必须通过同步控制和张力控制，确保在卷绕过程中收卷和放卷同时进行，并且在该过程中线材的卷绕不过于松弛或紧绷。 

  为解决该技术难题，安川使用多轴同步的插补方式，保证收放卷轴和插入轴完全同步，保证极耳位置一致。并采用MP3000伺服，建立起网络通讯；使用虚拟运动轴的角输出，作为插补时的参数，控制4根卷轴同步运动。卷绕的过程中随着时间推移，卷绕轴的卷径会一直变大，如果不对卷径进行计算，会造成卷绕不整齐，极耳偏差。安川通过编码器反馈，实时计算电芯的卷径，保证卷绕整齐。

安川使用多轴同步的插补方式示意图

  当然锂电池的生产工艺除了卷绕，它还包括涂布、分切、烘焙、装配、焊接、注液、化成、分容、PACK组装等等环节。

  在锂电产线后端的搬运和装箱上面会用到六轴机器人；在部分设备的前后端，可以配备六轴或四轴机器人进行产品的上下料工作，负载比较大。在PACK模组装配线中，重负载的六轴机器人在产线中进行模组的装配工作，AGV机器人进行搬运工作。锂电生产线每个环节实际上都可以用机器人，包括单工序和工序之间的衔接。

自动化升级加速 机器人抢滩百亿市场

在生产线上引入自动化装备提高生产效率已形成业内共识。比亚迪、宁德时代等企业纷纷将机器人技术导入锂电生产线机器人、AGV、机械手臂等自动化设备，已经开始走进各一线企业生产车间。

宁德时代自动化设备装配产线

  如此巨大的市场令上游机器人自动化企业不断加大对锂电池的布局，一个巨大的风口正在形成，机器人时代即将到来！

  哈工大机器人集团目前正在做的产品是一条锂电池的wholepack包装线，主要针对的就是汽车用的新能源锂电池，对锂电池的整个后续的包装工艺实现自动化，从而提升了锂电池工艺的自动化程度，解放了劳动力。

  动力电池智能自动化设备行业龙头企业-赢合科技，斩获宁德时代14.4亿元大单。该项目涵盖涂布、辊压、分条、卷绕、叠片、激光模切、组装线等一系列自动化设备。为宁德时代提供动力电池智能化数字工厂整体解决方案，充分满足客户自动化、信息化、智能化的定制需求。

2021.3.30-4.2，ITES深圳工业展暨第22届SIMM深圳机械展将再度在深圳国际会展中心（宝安新馆）举办。更多国际一线机器人品牌以及国内优秀企业将携更多自动化解决方案隆重亮相。