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“破題”TWh時代鋰電池制造三大挑戰(zhàn)

發(fā)表時間：2021-04-04　次數(shù)：299　作者：高工鋰電

頭部動力電池企業(yè)的新一輪產(chǎn)能擴張，對于制造裝備的需求正發(fā)生巨大變革。

寧德時代董事長曾毓群在2020高工鋰電年會上就表示，極限制造創(chuàng)新目標要從ppm級別向ppb級別提升，從6西格瑪進一步向9西格瑪靠攏。

要想達到這樣的目標，對于中國鋰電設(shè)備及產(chǎn)業(yè)鏈配套企業(yè)而言是巨大的挑戰(zhàn)。

目前，鋰電池制造企業(yè)面臨六大難題，一是對制造過程有極高的質(zhì)量一致性要求；二是復(fù)雜的工藝路線；三是大量的自動化設(shè)備設(shè)備之間的交互、兼容、協(xié)同；四是對工藝的控制的高精度要求；五是對產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)的智能處理；六是快速響應(yīng)客戶需求。

對于設(shè)備而言，其本質(zhì)是提供的是一個過程，即如何把零部件轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品，把材料轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品，這個是過程或者說設(shè)備需要解決的核心問題，這離不開三個關(guān)鍵詞：成本、質(zhì)量、協(xié)同。

首先，成本顯然是一個非常重要的參考因素，建議重點關(guān)注設(shè)備全生命周期的擁有成本和設(shè)備速度提升。

過去談到設(shè)備價格下降，只是談獲得成本，但整個設(shè)備生命周期中，擁有成本也十分可觀。這就需要減少設(shè)備全生命周期無效時間，重點關(guān)注易安裝、免維護和快換型三點，全面解決全生命周期成本的痛點。

如安裝做不到即插即用，但盡量提供敏捷調(diào)試，能夠快速讓設(shè)備發(fā)揮全產(chǎn)能；在維護上做到預(yù)防性維護，避免設(shè)備出現(xiàn)問題后去維護，利用數(shù)字孿生及設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、傳感等技術(shù)去分析設(shè)備運行情況，預(yù)測設(shè)備故障模式，及時去處理，避免設(shè)備停機。

解決客戶擁有設(shè)備無效時間的另一個途徑是換型，因電池某種程度上很難將其作為標準產(chǎn)品，電池廠家經(jīng)常要根據(jù)主機廠需求做換型，設(shè)備如何配合換型，做到一鍵換型，也是值得思考的地方。

控制成本的另一個方向是提高設(shè)備速度。前面提到的圓柱電池生產(chǎn)，國內(nèi)設(shè)備和日韓設(shè)備在速度上有2-3倍的差距，高速度的設(shè)備價格高些，但均攤到單個產(chǎn)品的單位成本其實是下降的。

因此，企業(yè)應(yīng)該通過高速同步的控制、高速模塊開發(fā)、整線系統(tǒng)設(shè)計以及瓶頸模塊化優(yōu)化來提升設(shè)備速度，甚至整個產(chǎn)線均衡的產(chǎn)出。

其次在質(zhì)量控制領(lǐng)域，產(chǎn)品質(zhì)量確定后，所謂質(zhì)量就是提高一致性，而產(chǎn)品一致性受到過程一致性和零部件一致性影響。

如何提高設(shè)備一致性？讓設(shè)備更加精密？很重要的一點就是讓設(shè)備運行的各項參數(shù)越來約分布在公差的中心，而不僅限于滿足復(fù)合公差。如億緯鋰能董事長劉金成提到到的0.01ppb，如果談CPK指數(shù)應(yīng)該是2.26。

另外，最終產(chǎn)品質(zhì)量把控還需讓實時全步驟全樣本檢測成為現(xiàn)實。

電池自動化生產(chǎn)過程中，實時檢測可縮短反饋周期，即時決策，而非產(chǎn)品生產(chǎn)出來或階段制造才做檢測。此外，目前已經(jīng)到了一個質(zhì)量全知時代，質(zhì)量全知讓我們通過大數(shù)據(jù)分析建立一個靈活，接近真實世界的質(zhì)量模型，促進最終產(chǎn)品質(zhì)量提升。

最后一項是協(xié)同，關(guān)鍵是上下游產(chǎn)業(yè)鏈深度交互，共進共贏，建議設(shè)備廠商早期介入，提前介入到產(chǎn)品的部分開發(fā)或開發(fā)全過程。

目前解決問題的模式基本是上游客戶出題，設(shè)備廠商來解題，知其然，但不知其所以然。如果大家能共享產(chǎn)品開發(fā)背景，共同破題，甚至改變題設(shè)，解決問題必將更加有效。