提升电芯量产一致性及良率

,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,阳如坤 吉阳能自动化 董事长,提升电芯量产一致性及合格率,2014.6.19,广东深圳,2,Contents,1,.,电池一致性,的概念,2,.,影响一致性的因素,3,.,制造一致性的选择,4,.,电池制造的合格率,电池一致性的概念,衡量电池一致性早都有明确的统计学定义，这个定义就是，数学概念应该用：标准差及标准差系数；,Your Company name or LOGO,3,标准差,S=,标准差可以用来表征相同规格产品的同一参数的一致性比较，如同为,10Ah,电池的制造容量标准差。,标准偏差系数,标准偏差系可以用于表示不同规格产品的同一一致性的能力。具有更广泛的代表性。如不同容量电池，衡量制造系统的制造电池的容量一致性能力。,衡量电池制造一致性的指标很多，全部统计会有,几百个指标,，总括起来分为三类：,材料一致性指标，如：化学成分含量，密度，颗粒分布，杂质含量，零件尺寸等等，每种材料的每个特性参数都会与一致性相关；,制造过程一致性指标：如浆料粘度，固含量，涂布厚度，卷绕张力,卷绕整齐度，叠片整齐度，连接电阻等等,制造结果一致性指标，电池最终性能参数：容量，内阻，自放电，动态参数变化等等。,Your Company name or LOGO,4,电池一致性的概念,衡量指标,5,Contents,1,.,电池一致性,的概念,2,.,影响一致性的因素,3,.,制造一致性的选择,4.,电池制造的合格率,影响一致性的因素,三,大类：,重要程度各占三分之一,电池,的材料的影响,电池的制造过程的影响,电池的化成设备的影响,材料的稳定一致性,活性,材料：颗粒及分布，材料的成份稳定性；,电解液配比，纯度；,溶剂的纯度；,隔膜参数的稳定均匀性：孔率、厚度误差、静电；,其他材料的纯度，均匀性,；,建议：,每个企业都应该建立一套材料替代、认证评估的方法规范体系。,锂电池制造一致过程控制指标,主要控制工序：,合浆：分散的均匀性、粘度一致性,涂布：厚度及重量分布,分切：宽度一致性,卷绕：对齐度、张力变化,注液：注液量均匀性,化成：电源的稳定性、,一致性；,环境因素：温度、湿度、粉尘；,设备达到的精度指标；,产品工序质量指标；,建议：,每个企业都应该建立一套一致性过程控制标准。,锂电池制造一致过程控制指标,化成检测对电池一致性的影响,电源,精度的影响；,化成制度的影响；,化成环境的影响；,建议：,建立化成设备一致性判断标准及电池组合标准,11,Contents,1,.,电池一致性,的概念,2,.,影响一致性的因素,3,.,制造一致性的选择,4.,电池制造的合格率,制造一致性选择,选择项目,选择项,材料体系,选择颗粒分布，密度分布，固含量一致性，尺寸精度，电阻参数，受力参数，杂质含量等。,电池结构,方与园，软包与硬壳，卷绕与叠片,制造过程控制,粘度、厚度、极片尺寸，,Overhang,，连接电阻，化成精度等；,制造批量,一致性一定基于批量，批量越大（样本量大），可选择性越好！,Your Company name or LOGO,12,制造一致性的选择,结构与一致性,13,结构特性,制造一致性,原因,方形与圆形,圆形好,张力控制好，没有拐角效应,卷绕与叠片,卷绕好,卷绕边缘少，包裹好，极片间贴合好,软包与硬壳,软包好,极片间特和紧密,制造一致性的选择,卷绕张力与一致性,14,卷绕张力控制问题是卷绕最核心的问题,:,卷绕变形：张力大小；,极片跑偏：不同张力、速度，极片平衡到棍上不同的位置；,辊的平行度：极片跑偏；,卷绕效率提升：高速爬行，张力跳动；,卷绕的,OVERHANG,：张力的稳定性；,卷绕精度,CPK,：张力稳定性；,张力的波动影响电池的一致性；,张力控制机构,双摆杆伺服张力机构,单摆杆气动张力机构,伺服张力控制原理,张力检测,张力控制原理,张力闭环与位置闭环控制结果,张力闭环控制的波动小于,10%,，均值也小！,相应的电池一致性也就好！,一致性最好；,具备本证安全性；,世界制造数量最大；,制造工艺成熟；,安全对策完善；,制造合格率高；,量产,No touch,制造！,第一代电池制造技术：,18650,成为最佳选择,制造一致性,选择,-18650,的选择,19,Contents,1,.,电池一致性,的概念,2,.,影响一致性的因素,3,.,制造一致性的选择,4.,电池制造的合格率,电池的制造合格率,浆料制备,99%,极片制备,99%,芯包制造,98%,电芯装配,97%,干燥注液,98%,化成分容,99%,整体合格率,90.4%,提升电芯制造的合格率,分工序、分阶段优化、挖掘提升制造合格率,电池的制造材料利用率,浆料制备,2.8%,极片制备,2.5%,芯包制造,3.0%,电芯装配,0.7%,干燥注液,2.0%,化成分容,0%,整体合格率,88.0%,定义：制程中用的材料,随产能,不断消耗，且不在成品中产生价值，有用材料,/,总投入材料。,提升电芯制造的合格率,如何提高,制造,的合格率,分系统名称,制程合格率,主要缺陷,改善措施,（提升合格率到,95%,）,改善后合格率,浆料制备,99%,粘度，固含量不对，溶剂调整。,流程自动化，控制条件（温度，湿度、粉尘）。,100%,极片制备,99%,涂布缺陷，分条毛刺,机器的稳定性，在线检测及反馈控制。,99.5%,芯包制造,98%,组装精度，组装坏品,机器稳定性，一体化制片卷绕。,99.0%,电芯装配,97%,装配精度，组装坏品,机器的精度、稳定性，全自动装配及在线检测。,98.5%,注液封口,98%,注液精度，组装坏品,环境控制。二次注液，自动化预化成。,99.5%,化成分容,99%,电芯参数不满足要求,严格机器的稳定、一致性，自动化化成。,99.5%,整体合格率,90.4%,96.0%,提升电芯制造的合格率,如何提高的直通率,分系统名称,影响程度,影响因素,改善直通率,浆料制备,2.8%,溶剂（,NMP,，水），材料挂壁，飞溅，来料量的误差。,2.0%,极片制备,2.5%,铜箔、铝箔切边，材料切边，引带，接头。,1.0%,芯包制造,3.0%,引带，接头，连接胶带。,1.0%,电芯装配,0.7%,保护气体，切边，切尾，胶纸接头。,0.5%,干燥注液,2.0%,电解液挥发。,0.5%,化成分容,0.0%,0.0%,整体材料利用率,88.0%,95.0%,提升电芯制造的合格率,制造的利润高空间,Your Company name or LOGO,24,90%,88%=79.2%,12%,利润空间,96%,95%=91.2%,一致性，合格率的提升关键在于降低了成本，这是我们制造人追逐的目标。,总结,电池一致性和电池合格率只是从不同角度描述电池制造的质量；提高一致性的努力，也就是提高电池制造的合格率；,电池一致性主要包括三大部分：材料、电芯制造过程、电池的化成检测；电池制造过程应该且必须建立相应的控制规范；,电池一致性需要一定量才能体现，目前，电池制造应该从小容量电池（如,18650,）入手，建立制造控制体系，逐步提高完善；然后才能做更大容量的电池！,Your Company name or LOGO,25,Thank You!,阳如坤、吉阳自动化,