鋰電池研發(fā)生產(chǎn)方式淺析及其成本分析

劉辰

摘要：鋰電池從誕生到今天生產(chǎn)方式已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化，但鋰電池研發(fā)生產(chǎn)，始終沒有最佳的方式，下面就對鋰電池的三種生產(chǎn)方式在研發(fā)生產(chǎn)中的應(yīng)用做出基本分析。

關(guān)鍵詞：鋰電池；研發(fā)生產(chǎn)；手工；半自動；全自動

Abstract：Lithium battery from birth to today's production methods have undergone tremendous changes， but the lithium battery R & D production， there is no best way， the following on the three lithium battery production methods in the development of production applications to make a basic analysis.

Key words：lithium battery；resarch & development；manual；semiautomatic；automatic

1 鋰電池生產(chǎn)方式淺析

1.1 鋰電池手工生產(chǎn)方式

現(xiàn)今鋰電池研發(fā)中，手工生產(chǎn)雖然已經(jīng)不占據(jù)主導，但是不可否認，手工生產(chǎn)雖然有精度不高，效率低下，質(zhì)量不穩(wěn)定的特點，但是因為其具有換型速度快，并且生產(chǎn)中可以隨時更改工藝的特點，在小規(guī)模的送樣生產(chǎn)中一直是受到青睞，這是由于研發(fā)階段的制作工藝并不穩(wěn)定，可能隨時需要更改，并且由于研發(fā)階段鋰電池可能需要試用不同平臺體系的方案，所以在生產(chǎn)過程中使用的原料無法形成規(guī)模，無法進行半自動和全自動生產(chǎn)，但是隨著鋰電池使用的原料越發(fā)輕薄，原料對外界因素的反應(yīng)越發(fā)敏感，包括外部受力，外部環(huán)境溫度，這些在之前的鋰電池生產(chǎn)中并不會造成較大影響的因素，在現(xiàn)今的鋰電池生產(chǎn)中已經(jīng)成為必須要重視的因素了，由于人工操作的局限性，所以手工鋰電池生產(chǎn)方式越來越不適應(yīng)鋰電池的生產(chǎn)，最明顯的例子就是極片膠帶的粘貼，由于鋰電池生產(chǎn)新工藝的加入，同時銅箔和鋁箔越來越薄，所以極片膠帶的數(shù)量越來越多，同時極片膠帶本身也越來越輕薄，因此人工在操作的時候就會遇到很多問題，較早的鋰電池生產(chǎn)中一般只會使用4條10mm寬膠帶，但是現(xiàn)在除了原先的4條膠帶之外可能還會加入20mm寬，25mm寬甚至40mm的平衡膠帶，這就遠遠超過了人手的最佳操作范圍，并且即使粘貼以后也會產(chǎn)生例如氣泡和膠帶褶皺的問題，這就體現(xiàn)出了手工生產(chǎn)的局限性，另一個例子是手工生產(chǎn)中的卷繞環(huán)節(jié)，鋰電池的隔膜厚度已經(jīng)只有原先的三分之一甚至四分之一，并且還有繼續(xù)變薄的趨勢。鋰電池隔膜具有容易產(chǎn)生靜電的特點，并且越薄的隔膜受靜電影響越大，卷繞越困難，這就需要進行更多的手工操作，而在手工操作的時候，隔膜容易被細小的外界雜質(zhì)刺穿，造成電芯短路。

1.2 鋰電池全自動生產(chǎn)方式

在手工操作越來越不適于鋰電池生產(chǎn)的時候，有些企業(yè)試圖在研發(fā)生產(chǎn)環(huán)節(jié)引入全自動生產(chǎn)，全自動生產(chǎn)效率高，質(zhì)量穩(wěn)定，由于所有動作都為機械控制，并且有高精度的感應(yīng)器進行監(jiān)控和反饋，所以產(chǎn)品質(zhì)量極其穩(wěn)定，電池一致性極好，并且調(diào)試穩(wěn)定后，良品率可以達到99%以上。同時在設(shè)備卷繞期間由于周圍環(huán)境人員較少，并且全自動設(shè)備都放置在相對密封的空間中，原料對周圍水分的吸收較少，所以電池質(zhì)量也會相應(yīng)提高。但是由于其自身特點，全自動設(shè)備調(diào)試需要時間和大量原料的投入，并且由于研發(fā)階段出貨量并不大，多數(shù)情況下為1000到2000支，因此全自動雖然保證了生產(chǎn)質(zhì)量，但是由于大量的投入，所以大大提升了研發(fā)成本，這一方式也并非日常研發(fā)生產(chǎn)中的最佳方式，并且全自動設(shè)備調(diào)試周期較長，雖然具有較高的生產(chǎn)效率，但是并不能從本質(zhì)上縮短研發(fā)周期，甚至還會拉長生產(chǎn)周期，最重要的是在全自動卷繞環(huán)節(jié)無法做到電池隔膜“零張力”，這是它與手工卷繞無法相比的，“零張力”可以減小電池循環(huán)中的膨脹變形情況，而在工藝不成熟的情況下使用全自動卷繞，電池的膨脹變形往往非常嚴重，甚至無法達到出貨要求。全自動生產(chǎn)還有牽一發(fā)而動全身的特點，在工藝不穩(wěn)定的情況，微小的工藝變化可能都會導致設(shè)備的大范圍調(diào)整，從而拉長生產(chǎn)周期。全自動設(shè)備還需要制作相應(yīng)的工裝，這就再次提高了研發(fā)成本。

1.3 鋰電池半自動生產(chǎn)方式

基于手工和全自動生產(chǎn)方式在研發(fā)應(yīng)用的現(xiàn)實情況，現(xiàn)在越來越多的企業(yè)選擇了半自動這種折中的生產(chǎn)方式，半自動生產(chǎn)方式相比手工生產(chǎn)方式質(zhì)量大大提高，并且可以順利加工手工方式難以處理的原料，例如膠帶和隔膜，雖然不及全自動極高的質(zhì)量，但是由于調(diào)試簡單，原料和時間的投入都較少，在卷繞環(huán)節(jié)可以做到零張力，這對研發(fā)階段送樣是極其有利的，同樣是因為調(diào)試簡單，在研發(fā)工藝修改的時候可以做到快速的生產(chǎn)工藝更改，并且在生產(chǎn)型號較多的時候可以做到快速換型，其次半自動設(shè)備具有全自動設(shè)備原料環(huán)境控制好的特點，環(huán)境水分的吸收和雜質(zhì)控制相比手工生產(chǎn)有了較大的提高。重要的是半自動設(shè)備對員工操作技術(shù)要求較低，對操作者的依賴度較小，適應(yīng)現(xiàn)在的人力資源大環(huán)境。對于出貨量在一千到兩千支的情況下，半自動顯然是是現(xiàn)今更加合適的生產(chǎn)方式。

2 結(jié)論

無論是手工，半自動，全自動都有其優(yōu)點與不足，在未來技術(shù)持續(xù)進步的前提下，相信手工的鋰電池研發(fā)方式終有一天會被淘汰，并且全自動生產(chǎn)方式中的一些技術(shù)會被半自動不斷吸收，不斷消化，最終找到一天鋰電池研發(fā)生產(chǎn)的最佳方式。

參考文獻：

[1]黃彥瑜.鋰電池發(fā)展簡史[J].物理，2007，08：643651.

[2]郎豐饒.鋰電池發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用研究[J].統(tǒng)計與管理，2015，08：9293.