转型期之下 锂电装备行业如何实现新突破？

国务院2015年五月印发的《我国制造2025》中指出，经过几十年的快速发展，我国制造业规模跃居前列位，建立起门类齐全、独立完整的制造体系，成为支撑我国经济社会发展的重要基石和促进世界经济发展的重要力量。但我国仍处于工业化进程中，和先进国家相比还有较大差距。在装备行业具体表现为，关键核心技术和高端装备对外依存度高，高端装备制造业和生产性服务业发展滞后。

 

这种状况，在国家重点扶持的新兴产业——锂电池行业表现的更加明显。

 

日前，我国汽车动力锂电池产业创新联盟工程装备分会成立暨智能制造技术研讨会成功召开。根据大会上披露的《2018年锂电池工程装备发展路线图预想方法》，我国2016年锂电池设备行业产值约130亿元，2017年约170亿元，这个数字将以每年20－30％左右的速度上升。预计到2025年，锂电工程装备将维持这一较高的上升率。

 

《方法》指出，我国装备的优势在于产业规模大，有不断创新升级的机会，锂电工程装备的国产率已达到70％以上。劣势在于缺少行业规范，野蛮发展。由于工业基础薄弱，制造理念和国际存在差距，粗制滥造现象严重，虽然产量规模足够，但优质设备不多。我国在世界动力锂电池装备的规模占约35％－40％的比例。

 

"装备是锂电强盛的母鸡，也是质量强盛的保证。"创新联盟工程装备分会理事长、深圳吉阳智能科技有限公司董事长阳如坤在会上用形象的比喻解释了锂电装备行业的重要性。

 

深圳吉阳智能科技有限公司董事长阳如坤

 

过去几年，我国的锂电池产业经历了投资升温、产量扩张，市场规模已经显现。未来即将迎来转型期，行业加速洗牌，实现由量到质的提升。装备作为锂电池产业的重要依托，也面对着实现突破的新机遇。

 

在"我国汽车动力锂电池产业创新联盟工程装备分会成立暨智能制造技术研讨会"上，众多锂电池及设备公司、行业组织、科研机构的专家们就动力锂电池工程装备发展路线、标准建设、智能技术引入、协同创新模式等等话题发表了看法。从他们的观点中可以窥探到，我国锂电池装备行业实现突破的新路径。

 

标准化建设推动智能转型

 

目前，我国的动力锂电池出货量已居全球第一，但总体上高端产量稀少，低端产量过剩，其根本原因之一是装备智能化程度不高，自动化、数字化、信息化集成度低，造成公司的锂电池产品在一致性、安全性等性能和日韩先进公司存在差距。

 

智能制造不仅仅是动力锂电池未来的一种发展趋势，更重要的是，它可以提高电池公司的产品质量，对提升我国动力锂电池公司的整体竞争力和市场占有率有着重要的意义。

 

合肥国轩高科动力能源股份有限公司IT总监周志军对锂电池生产过程中的标准化问题深有感触。他表示，电池公司有十几个厂商的设备，由于设备之间接口不统一，不能互联互通，数据采集难度大，电池公司要分别和每一家公司协调设备接口。假如能在设备的互联互通方面实现标准化，不仅公司省时省力，还可以实现即采即用，提高生产效率。

 

同样，CATL新能源科技有限公司首席信息官陈凌表示："有关制造的智能化，假如都是设备是不可能的，它要一个即时反馈即时控制。装备和终端设备本身也要有智能化，希望业内各方规范终端技术架构。这是非常痛苦的转型。"

 

"我认为智能制造最关键的是互联互通互操作，让设备能够听到、听懂理解思考。"吉阳智能董事长阳如坤补充，锂电制造过程还可以集中一些工序，总结出20个质量控制点，分为几个阶段控制，这样能够更好地解决电池容量、尺寸、一致性、稳定性、可靠性等问题。现阶段，我国锂电池行业已经在锂电池产品标准、制造标准、设备标准方面公布了多项国家标准、行业标准和团体标准。

 

有关政府部门也制定和公布相关政策，如《锂电池综合标准化技术体系》、《国家智能制造标准体系建设指南》等等，助力锂电池行业的标准化建设。

 

锂电池设备方面，目前已公布JB／T12763－2015《锂离子电芯卷绕设备》、DB44／T1668－2015《锂电池持续焊接机》、DB44／T1925－2016《锂电池刮片设备》。正在起草的标准有2015－1325T－JB《锂电池极片涂布机》，2015－1326T－JB《锂离子电芯叠片机》、20160533－T－604《锂电池生产设备通用技术要求》。

 

国家智能制造标准化专家咨询组专家、北京机械工业自动化研究所总工程师、研究员谢兵兵强调智能制造必须标准先行。开展智能制造标准化，一要重视顶层设计，二要对标准的条款进行验证，三要建设符合智能制造标准化要求的组织机构。

 

我国汽车动力锂电池产业创新联盟工程装备分会应运而生，其重要业务之一就是组织和实行行业标准，积极做好汽车动力锂电池制造工程装备的有关标准法规的调研论证、评价和跟踪工作。2018年工程装备分会计划，立项研发2－3种具有锂电时代意义的核心关键制备标准。

 

实现路径紧抓基础研究

 

我国北方车辆研究所动力锂电池实验室主任、863电动汽车重大专项动力锂电池测试中心主任王子冬指出，这些年国家对动力锂电池基础材料方面的研究工作支持较多，但是对动力锂电池的生产装备研究支持不多。设备公司研发人员结构不合理，专业性人才不够。

 

他提出四点建议，一是国家有关部门要加大对动力锂电池生产装备技术的支持，建立专项基金支持关键设备的研发；二是动力锂电池生产公司提高对动力锂电池的理解，加强生产工艺和设备匹配技术研究，要学会对设备公司提要求；三是通过设备升级，提高生产过程的质量管控能力，提高生产效率，降低成本；四是动力锂电池生产设备开发要围绕"四高"（高可靠性、高精度、高效率、高度自动化）做文章，上下游公司之间应该充分沟通和合作。

 

作为真正的实践者，阳如坤也描述了实现智能制造美好愿景的"三步走"策略。第一步基于模型的数字化，第二步基于大数据的智能化，第三步恒定智能。

 

举例而言，在加入粉料的过程中，当前设备无法判断电解液的杂质数据，假如实现一毫秒检测一组数据（铁、镍含量等），对行业发展具有实用价值，这就要数字化技术的支撑。而在整个厂设计主线来看，尤其是来料设计，要建立一种工业互联网的架构，通过分析，混合云的架构比较适合电池公司。

 

在数字化方面，西门子积累了大量相关相关经验。西门子工业软件大客户部技术总监王奇岭介绍，目前西门子可实现四方面服务，一是平台，从前端的研发体系、分析体系，能够供应软件和软件互联；二是MOM，包括生产过程的制造运营管理；第三是数据采集系统，包括各种PLC、TIA自动化的设备；四是大数据集成仿真，帮助公司更好地实现基于数据驱动的电池实验和生产。

 

从动力锂电池整个产业来看，比亚迪围绕着"智能厂"作规划。据介绍，首先要做到自动化，尽量消除人工差异影响。其次是精益思想，这是比亚迪构建智能厂的核心思想。

 

"数据整合和利用是优先点，比亚迪下一步计划是不要让数据躺在服务器里，把他们充分地利用起来。"比亚迪动力锂电池事业部相关工作人员表示。

 

CATL则认为智能制造的基本框架分为三层，分别是研发设计层、公司运营层和设备层。目前，CATL正在尝试打通研发到量产、需求到验证的全流程。更值得期待的是，CATL正在布局制造基地的产业链集群化，计划在研发、供应、物流、制造、数据、安全领域的全面协作，从常规的运作走向新的制造概念层面。

 

"最后是打通信息孤岛。锂电行业，特别是动力锂电池还特别年轻，打通数据信息要向前端延展，从一个点的速度分析到工况监控、售后维护、生产装备、工序设备、工艺参数、制程检验、来料检验、来料制程以及设计、试制和验证信息的全面追溯，从而实现整个信息化和智能制造发展。"CATL首席信息官陈凌表示。

 

在锂电设备方面，国内智能制造的先行者吉阳智能是专业为锂离子动力锂电池制造供应智能装备的国家级高新技术公司，是全国锂电装备标准制修订工作组承担单位。成立12年来，吉阳智能拥有6项国外授权专利，18项PCT专利，146项国内发明、134实用新型专利，42项软件著作权。以锂电池卷绕、叠片、激光切割等核心发明专利为代表的科研技术已经走在了国际前列。

 

"动力锂电池制造的合格率是90％左右，未来达到96％、97％，这不是痴人说梦，目前智能化状态处于初级状态，我们要一个环节一个环节来实现。"阳如坤鼓励行业内公司潜心做好基础研究，携手共赴"智能制造"的未来之约。

 

协同创新多打组合拳

 

"一个木桶哪块短了都装不住水"。工程装备分会成立仪式现场，创新联盟理事长、我国汽车工业协会常务副会长董扬呼吁，我国电动汽车产业发展过程中所涉及的材料公司、电芯公司、装备公司等全产业链要加强合作。

 

锂电池生产工艺复杂、流程众多。制造过程分为浆料制备、极片制造、芯包制造、电芯装配、干燥注液、化成分容六大核心模块。每个模块有不同的工艺和设备，每种设备的精度、稳定性、效率影响电池产品的质量和效率。

 

鉴于制造过程的复杂性，行业内的专家们普遍认为，锂电池制造应该协同创新。正如阳如坤所说；"锂电技术不断发展，制造技术也不断进步，单打独斗难以适应快速发展的需求。假如能够把这些公司的优点都放在一起，把缺点回避掉，我国锂电公司还会取得更好的发展。"

 

他还提出了一种简单模式，即按照目标需求，或者按照商业模式的原则，由装备公司牵头，电池公司参和，甚至多个电池公司参和，整合创新资源，共同构筑锂电装备生态环境，在动力锂电池制造工艺及装备方面寻求重大突破，加速实现我国动力锂电池产业创新，形成国际竞争力。

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