11月22日,艾邦于深圳机场凯悦酒店举办了第三届动力电池复合集流体大会,共17个专业议题,1个圆桌论坛, 500+参会人员,此次论坛在各位嘉宾、赞助商、与会者以及艾邦工作人员的配合支持下获得圆满成功。
新栋力商务总监钟杏桃给大家带来了主题报告 《创新!复合集流体超声波滚动焊接工艺解决方案》。下面,小编给大家整理了钟总的精彩演讲内容。
复合集流体作为新一代锂电池的关键材料,其产业前景具有极高的确定性。该技术已被业界广泛认可并应用于电池产品中,包括麒麟电池、广汽埃安的弹匣电池以及OPPO的夹心式安全电池等。
这几年复合集流体产业链玩家积极布局,实现复合集流体从0 到 1的落地,进入产业化初期阶段。
复合集流体中间高分子基膜的绝缘性能,使得两面无法导通,需要金属箔材分别与复合集流体AB面导电层焊接到一起。然而复合集流体箔材与极耳之间焊接难度大、易发生撕裂,影响焊接质量,直接采用传统点焊将无法实现符合要求的焊接效果。
新栋力的技术团队做了大量的验证工作,不管是直接将复合集流体多层焊接在一块,还是层叠辅助金属层焊接在一块,所得到的检测数据都非常不乐观,尤其是拉力值严重偏低。
既然传统的点焊效果不达标,无法实现AB面导通,那么破局的解决方案是什么呢?
在公开拆解麒麟电池资料里,可以明确观察到是采用了辊焊加点焊的方案。
一种是 ABA 焊接方式,一种是 ABA AA 焊接方式。
给终端客户用,如果设计的动力电池叠片是100层的,那么采用 ABA 这种焊接方式,两边延伸出来的是两层导电集流体,在后端焊接电池时,焊接极耳层会变成200层,这无疑增加了后端的焊接难度。
ABA AA 这种焊接方式有一半的焊印是实现了 ABA 三层的焊接,另一半的焊印是将上层金属和下层金属进行了一个搭桥,最后引出一个导电层,实现了焊电池时极耳层无变化,还是回到了100 层,不改变后端制备电池焊接情况。
在焊接过程中焊印也是有变化的,ABA 是采用3毫米,ABA AA 是6毫米宽。
对比单超声,双超声在超声波发生器技术和换能器技术,还有机电整合技术里更具有挑战性和难度,声栋力单超声焊接速度30-40米/分钟,残留率>90%,A面残留、拉力等效果优于B面。声栋力双超声焊接速度70-80米/分钟,残留率>90%,A,B面残留、拉力等效果一样强。
超声波焊接后有4个检验指标:残留率指标,拉力值,内阻值以及透光率。
经济灵活,可以实现一些短片的焊接。但速度慢,不适合产业化。
它有辊焊功能,另外加装了张力控制和纠偏控制,可以实现来料经过辊焊之后形成一卷,但缺少了一些在线的监控功能。
这个设备它不仅适合极片单边留白,也适合双边留白,速度高达40- 80 米每分钟,在整个过程中也加装了很多在线的监测功能,该设备新栋力已取得授权专利号。
收放卷超声辊焊智能一体机具有独创的超声波除尘清粉和2道CCD在线检测,第一道CCD检测是对AB面进行焊印变化状态检测,第二道 CCD检测是使用吹气方法检验是否虚焊测。
在电池生产流程中,通过在辊压和分切工序之间引入超声波辊动焊接工位。这样的布局优化不仅确保了复合集流体的高效焊接,而且为实现整个工业生产过程的无缝对接提供了关键技术支持,从而打通了完整的电池制造链条。
新栋力成立于1996年,是广州市民营科技型企业协会第055号成员, 国家高新科技企业,科技创新,省专精特新企业,承担过国家中小基金项目承担过广东省高学研项目,建立市研发机构,近二十年来一直从事工业应用超声波设备生产、经营、咨询服务和技术研究。2019年在四板挂牌。
截止到2023年,专利150项,I类发明专利有37项,客户1000多个,综合的超声波设备投放市场已经超过3万多台。
新栋力自研掌握超声波换能器、发生器等核心技术,全方位解决难点。
新栋力的双辊双超声通过了中国科学技术促进委员会由院士专家评价的科学成果鉴定,焊接复合集流体以及多层电池极片工艺,整体技术达到国际先进水平,焊接效率达到国际领先水平,而双辊双超声也是全球首创I类发明专利,也具备MA检测UL CE认证。
这两年,新栋力投入了数千万元,建立了一个复合集流体焊接实验室,拥有各种检测设备,具备复合集流体焊接后进行各种指标检测条件,同时有温湿管控车间,配有复合集流体收放卷线二条,一正一负,配合电池终端卷对卷测试涂布后的复合集流体的验证工作。
新栋力的行业应用案例和商业模式,一种场景是直接对接终端使用客户,一种是通过集成商配套到终端客户。在复合集流体行业,新栋力也有终端客户。
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新能源汽车的快速发展带动了动力电池的高速增长。动力电池生产流程一般可以分为前段、中段和后段三个部分。其中,前段工序包括配料、搅拌、涂布、辊压、分切等,中段工序包括卷绕/叠片、封装、烘干、注液、封口、清洗等,后段主要为化成、分容、PACK等。材料方面主要有正负极材料,隔膜,电解液,集流体,电池包相关的结构胶,缓存,阻燃,隔热,外壳结构材料等材料。
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