如何降低电极生产成本成了整个行业的头疼之处?
材料加工过程。通过提高电机的生产效率,材料相关的加工过程(例如测量阴极材料浆料的实际组成以控制涂层和干燥过程)可使电池生产成本减少8%。传感器测量材料质量并提供实时反馈,以便机器可以调整过程,例如可以减少干燥时间,或改变压延成型的压力。除传感器外,这项技术还需要本地数据存储、分析工具系列以及数据分析系统和机器控制系统之间的接口。
智能参数设置。在电池组成和完成阶段采用智能化参数设置可降低电池的生产成本约10%。生产商可以利用电极涂层精度的数据来调整电极成型和材料合成过程中的参数设置,从而可以使复合公差的范围由±1.0毫米减少至±0.1毫米。更高的精度会产生更高的能量密度,从而降低了每千瓦时的生产成本。生产商还可以根据实际的电极特性和电流电池参数来调节形成参数进而缩短形成时间。资本支出的减少、电池容量的增加以及电池波动减少这些都使得生产成本降低。而为了实现这一点,生产商需要一个中央数据库来存储工艺参数以及在相关工作站上进行的产品质量检测。此外还需要一个大的数据分析工具系列,实时连接到测量装配参数设置的传感器。
智能在线质量控制。在电池完成过程中采用大数据分析来提高电池的质量控制可以降低电池的生产成本约15%。这项技术需要测量整个生产链质量的能力、大的数据库(原生的数据存储库)以及一种支持实时分析的分析数据库。制造执行系统(MES)向分析工具提供关键的数据输入。所有的工厂都必须有MES,从而使得生产者可以分析制造参数和相关的质量测量,而这些分析又有利于实现产品质量和运输安全的全球工业标准。BCG研究发现,大多数电池生产商认为MES仅仅是一个成本因素而不具有收益潜力。然而,通过将MES与先进的分析工具相结合,生产者可以极大地降低生产成本。
电极生产。在电极生产过程中,原材料成分的变化会产生大量的废料。例如,材料浆料和涂层模具的变化都会导致电极形状的中心线偏差,从而导致电极报废。现阶段,工厂主要通过增加电极的容差范围来克服这一问题,但这又降低了电池的能量密度。
在未来工厂中,材料加工过程使用内联过程控制以使得机器主动响应中心线偏差。 搅拌和涂层机器装配有材料传感器来确定活性材料浆料的成分,并通过干燥、切割、压延成型机器站点的实时反馈对其进行调整。此外,压延成型以及真空干燥过程中的智能参数设置将允许基于压延前后测量的孔隙度和湿度进行自我调整。这种自我调整可以使得生产商缩小电极的公差范围进而增加能量密度。总体而言,涂层和干燥过程的智能化控制可以使干燥时间缩短约40%。此外,未来先进的机器人将替代人工操作的加载、设置和卸载任务来完成电极生产。电极生产。在电极生产过程中,原材料成分的变化会产生大量的废料。例如,材料浆料和涂层模具的变化都会导致电极形状的中心线偏差,从而导致电极报废。现阶段,工厂主要通过增加电极的容差范围来克服这一问题,但这又降低了电池的能量密度。
在未来工厂中,材料加工过程使用内联过程控制以使得机器主动响应中心线偏差。 搅拌和涂层机器装配有材料传感器来确定活性材料浆料的成分,并通过干燥、切割、压延成型机器站点的实时反馈对其进行调整。此外,压延成型以及真空干燥过程中的智能参数设置将允许基于压延前后测量的孔隙度和湿度进行自我调整。这种自我调整可以使得生产商缩小电极的公差范围进而增加能量密度。总体而言,涂层和干燥过程的智能化控制可以使干燥时间缩短约40%。此外,未来先进的机器人将替代人工操作的加载、设置和卸载任务来完成电极生产。