2018年锂离子电池后处理系统行业前景发展趋势分析

中国市场研究网www.hjbaogao.com.cn2019-07-16 17:22:40
内容摘要:锂离子电池后处理设备发展至今已不仅仅是简单的实现功能,现在关注更多 的是设备的精度、充放电的安全性、电池产品的一致性、生产过程的节能环保。 锂离子电池后处理设备将向着高精度、高效率、系列化、节能环保以及全自动生 产线方向发展,以满足下游锂离子电池对大容量、大功率、高性能、高稳定性等 需求的不断增长。

锂离子电池后处理系统行业属于锂电设备制造业,其下游行业为锂离子电池 生产行业。公司产品作为锂离子电池的生产设备,主要应用于各类锂离子电池的 生产,其市场需求总体上受下游锂离子电池行业的影响较大。

锂离子电池后处理设备发展至今已不仅仅是简单的实现功能,现在关注更多 的是设备的精度、充放电的安全性、电池产品的一致性、生产过程的节能环保。 锂离子电池后处理系统将向着高精度、高效率、系列化、节能环保以及全自动生 产线方向发展,以满足下游锂离子电池对大容量、大功率、高性能、高稳定性等 需求的不断增长。

我国锂离子电池后处理系统行业前景发展趋势分析如下:

①锂离子电池后处理系统提高自动化、智能化水平


目前,我国后处理设备与国外先进设备在自动化水平上有一定的差距。这种 差距体现在两个方面:一个方面是单台设备的自动化水平不高,很多设备为手动 操作或半自动操作;另一方面是物流的自动化水平不高,电芯在充电、放电、静 置、检测时,需要人工取、放及搬运。全自动化的后处理设备不但将在保证生产 工艺的基础上,使制造的电芯具有很好的一致性,从而保证锂离子电池具有较高 的性能,而且可以极大地提升系统的整体运转效率,提高空间利用率,降低土地、 厂房、设备以及人工的投入。随着我国经济的不断发展,包括劳动力、土地等要 素价格的不断提高,以及对锂离子电池性能要求的不断提升,后处理工序的自动 化将是必然的选择。

智能化制造的实现需要实现“四化”:设备自动化、生产精益化、管理信息 化和人员高效化;其中自动化的设备和系统便是实现智能化制造所需的重要一 环。为大力推动我国智能制造设备行业的发展,工信部连续三年发布《首台(套) 重大技术装备推广应用指导目录》。

在政策的强力驱动下,自动化和智能化的设备得到了越来越广泛的应用,制 造业的生产效率和产品良率也得到大幅的提升。具体来看,我国锂电池制造业目前阶段位于初级智能和恒定智能之间,而锂电池平均良率已经接近90%。未来在 智能制造的大趋势下,我国锂电池的制造还将进一步减少人工比例,以自动化和 智能化的方式不断提升生产效率和产品良率。

②锂离子电池后处理系统提高产品精度


后处理系统的主要工序包括充放电及检测,充放电和检测直接决定了锂离子 电池的各项性能以及一致性,因此,不断地提高充放电的控制精度与检测精度, 是后处理系统发展的必然要求,也是后处理系统设备水平高低的标志。目前,以 杭可科技为代表的高水平充放电设备制造企业,可以做到电压控制/检测精度为 万分之二、电流控制/检测精度为万分之五的水平。未来,随着技术的发展和锂 离子电池产业的推动,后处理系统的控制/检测精度必将进一步提高。

③锂离子电池后处理系统提高标准化水平


锂离子电池生产设备制造行业是一个非标准化设备行业,设备的性能、形态、 尺寸等需要根据客户生产工艺的要求而定制化设计和制造。定制化虽然可以提高 设备的匹配性,但对设备生产厂商设计、制造阶段,在人员组织、设备安排、管 理检验等方面,需要增加较高的成本。未来随着锂离子电池标准化水平的不断提 高,后处理系统也将对相关的技术规格、设备构成、体系标准进行一定程度的标 准化和系列化,从而降低设计、生产的难度和成本,提高设备的通用性。

④锂离子电池后处理系统节能技术普及


在后处理系统中,锂离子电芯的化成和分容,都需要对电芯进行充电和放电, 虽然单个电芯充放电所耗的电量较低,但巨大的电芯生产数量和数次充放电相乘 积,总体的能耗十分惊人。随着节能环保理念的兴起以及技术的发展,提高充电 时的能量利用效率并且将电芯放电时释放的电能重新回馈电网,成为后处理系统 的发展方向之一。

⑤锂离子电池后处理系统安全性、可靠性和稼动率持续提升


安全生产是电池制造企业必须要首先考虑的重要事项,电池后处理工序进行 时,火灾和人身伤害事故也时有发生,因此,后处理系统的安全性就显得尤其重 要。提高后处理系统的安全性主要发展方向是:

A、充放电设备具备多重保护功能:硬件电路的安全保护、底层软件保护、 上位机软件保护、主要针对电池的电压/电流/压力/容量/温度诸多参数的实时监 测和异常保护;

B、火灾防范对策完善:除了厂房的消防报警和灭火系统外,还需要加强以 下方面:充放电设备的高温和常温静置货架必须具备针对性更强、响应更快和更 有效的局部火灾探测报警和灭火装置;电池燃烧后的隔离和防止火灾扩散措施; 厂房内部系统布局设计。

后处理系统未来会发展成为智能制造系统,以适应市场对锂电池快速增长的 需求。由于人为介入少,系统的运行依赖于高稳定性设备和系统软件。单机设备 的可靠性、软件稳定性和系统软件智能管理及调度能力将继续提高,以实现电池 后处理工序的智能制造。如锂离子电池充放电机在充放电时对环境条件较为苛 刻,温度调控范围较小(比如室温必须保持在25℃±3℃才能达到工艺要求的充 放电测试精度),如果能将温度适应范围拓宽,则不但可以减少空调设备的投资, 减少能耗,还可以提高系统运行的可靠性。目前,以杭可科技为代表的高水平充 放电设备制造企业,可以做到温度变化20℃的条件下(比如25℃±10℃)依然 保持工艺要求的充放电测试精度。因此,具有宽范围温度适应能力的充放电机也 是后处理系统的发展方向之一。

稼动率方面,锂电池生产企业对制造过程中的产出效率非常关注,规模化生 产需要实现高产量和高产品合格率。维持后处理系统的高稼动率就成为一个基本 要求,提高系统稼动率就要求显著提高后处理系统规划合理性、设备稳定性和维 护简便性。

⑥锂离子电池后处理系统国产设备对进口设备的替代效应越来越明显


国外设备研发起步早,设备精度高、自动化程度高、性能优越,但其在电池 型号变换方面有较大的局限性,设备适用范围窄,与国内较为频繁更换电池型号 的生产方式不太符合。国内设备针对我国电池生产的工艺特点而研发制造,适应 性强,性价比优势明显。随着国产后处理设备技术水平的提升,将进一步缩小与 国外设备的差距。

同时,后处理设备属于非标准化设备,设备的维护和维修也需要由生产厂商进行,而锂离子电池生产作为规模化生产,又要求尽量缩短停产维修或检修的时 间,国内设备制造厂商在设备发生故障时可以第一时间赶到现场,最大限度为客 户减少停产带来的损失,因而国产设备对进口设备的服务优势非常明显。

目前,以杭可科技为代表的高水平充放电设备制造企业,已经多年为国际知 名锂离子电池生产厂商提供成套后处理系统设备,如将韩国三星、韩国LG、日 本索尼(现为日本村田)等公司在中国的多条锂离子电池生产线上的设备进行了 进口替代,此外还将设备出口国外,配套于韩国三星、韩国LG、日本索尼(现 为日本村田)等公司在日本、韩国、东南亚、欧洲等地的锂离子电池生产线。

⑦锂离子电池后处理系统设备的更新换代加速


随着锂电类下游产品例如消费类电子产品、长里程新能源汽车、智能机器装 备的更新换代,电池制造商和后处理系统提供商之间将会更加紧密协作,加快锂 离子电池生产线后处理设备的更新换代速度,从过去的5-8 年的更换周期到目前 的3-5 年的更换周期,以适应于新技术、新工艺。例如用于软包聚合物锂电池的 高温加压充放电设备就是近几年研发完成的新设备,已在高端消费电子类锂离子 电池和能量密度比更高的软包动力电池制造领域迅速普及。

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