近年来,随着新能源汽车、手机等产品的快速发展,锂电池产量不断攀升。2022年,我国锂电池产量同比增长超过130%,行业快速发展与背后的制造装备息息相关。
在一次次技术突破中,国产的锂电池智能装备已经走在了世界的前列。今天,《智造中国 调研一“线”》走进江苏无锡一家智能制造装备工厂。
一天中,你会接触多少块锂电池呢?数量可能远超你的想象。
以一辆新能源汽车为例,拆开汽车外壳,它的底盘装载着动力电池包,电池包是由数百个小电池组成的,行驶里程、用电安全和它们息息相关。记者来到江苏无锡一家智能制造装备工厂,这家提供锂电池生产的智能装备的工厂,全球每10台锂电池智能装备,有5台都出自这个生产基地。
锂电池的生产需要经过50多道工序,这个车间里的设备就是要为锂电池生产心脏的设备。这些层层叠叠的内核就是锂电池的心脏电芯,不同的形状对应着不同的生产装备。
这个像果丹皮一样的电芯是这里的一台机器生产而成的,名字是卷绕机。国产卷绕机的出现,标志着我国打破了国外对锂电池智能装备的垄断。这里的设备已经完成了多次迭代。这里有个黑匣子,在它的内部,激光光束正在对大卷的极片进行切割。切割好后的极片就可以走上皮带,与隔膜和另一端极片相遇,卷绕成电芯。在传统工序中,这个小匣子的工作需要一整套单独的设备来操作,把这个步骤并入卷绕机是我国的首创。这不仅让设备的占地面积减少了45%,也让生产效率提升了20%。现在很多动力电池品牌和新能源汽车品牌的生产线上,都能看到国产卷绕机的身影。
而这种长条的电芯,是一层一层叠出来的。一层正极、一层隔膜、再一层负极,这个过程就很像烘焙千层蛋糕。这就是我国自主研发的切叠一体机。它长17米,宽6米,高3米多,由2万多个零件组合在一起,像一个庞大的工业艺术品。它身材魁梧,心思却很细腻,经过它叠出来的电池,误差不超过0.15毫米。同时效率也很高,由最初的叠一片1.2秒,提速至每片0.8秒、0.6秒,一直突破至现在的每片0.45秒。
这两个轴之间的这个白色的薄膜,就是夹在正负极中的隔膜。它一拿起来就左右飘动,还易皱。虽然它很难控制,但它在这几个轴之间,张力的波动不超过正负5%。把隔膜输送到指定位置,并且在快速运行中保持平整。
庞然大物的运行,需要两万个零件的紧密配合。这个小小的摄像头是设备中的眼睛。极片进入传送皮带后,会经过8只“小眼睛”,他们的分辨率可以达到0.03毫米,极片上落一粒灰尘都清晰可见。如果有极片偏离队伍,设备中的机械手会根据“眼睛”发送回的信息进行及时调整。
这些设备已经调试完毕,准备发往全球的锂电工厂。目前在世界排名前10的锂电企业里,有一半以上都在使用这里发出的智能装备。新的研发之路仍在继续中,每一次探索都将让中国技术在世界舞台上留下新的印记。