長期以來，新能源汽車的安全性一直是公眾關(guān)注的焦點。電池安全問題的本質(zhì)是電池生產(chǎn)本身。制造高質(zhì)量的電池，提高鋰電池技術(shù)，將減少電池安全事故的發(fā)生。

電池生產(chǎn)特點

電池安全問題的性質(zhì)是什么？有什么方法可以制造出高質(zhì)量的電池嗎？與其他通用產(chǎn)品相比，電池生產(chǎn)呈現(xiàn)以下特點：

 

● 將不同尺寸的材料均勻混合

鋰電池材料的尺寸從納米到微米到毫米不等，跨度非常大。如何確?？缍热绱酥蟮牟牧匣旌显谝黄穑源_?；旌暇鶆?、不分層、不脫落，是確保電池一致性的關(guān)鍵。

 

 

● 軟材料、硬定位精度要求

電池隔膜、陰極和陽極都是幾十微米到幾百微米不等的軟薄膜材料。在電池生產(chǎn)過程中，這些材料需要對齊和穩(wěn)定，在使用過程中能夠抵抗一定的沖擊，并且顆粒尺寸的膨脹/收縮變化不應(yīng)影響原始結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，不會開裂或脫落。這些軟質(zhì)材料在電池生產(chǎn)過程中如何滿足尺寸穩(wěn)定性和一致定位的要求，是確保電池質(zhì)量的關(guān)鍵。

 

● 沒有注意到的因素對質(zhì)量有很大影響

電池生產(chǎn)過程中的溫度均勻性、濕度、現(xiàn)場灰塵的數(shù)量和分布、加工毛刺的大小和密度、極片在不同環(huán)境中停留的時間長短都會影響材料的吸水程度。進而影響電池的生產(chǎn)質(zhì)量。因此，電池生產(chǎn)應(yīng)該制定標(biāo)準(zhǔn)來監(jiān)測和控制這些因素。

 

● 電池行業(yè)持續(xù)升級

隨著電池應(yīng)用的日益廣泛和需求的不斷增加，電池的材料、結(jié)構(gòu)、電池生產(chǎn)工藝、制造方法和制造設(shè)備也在不斷升級和更新。這些升級不可避免地會給電池生產(chǎn)過程帶來不確定性，在制造的規(guī)劃和設(shè)計中需要充分考慮這些因素。

 

● 電池生產(chǎn)過程正逐漸從連續(xù)走向離散

電池生產(chǎn)是從粉末漿料、涂層、軋制和模切，到纏繞或堆疊、組裝、液體注入、化學(xué)成型和包裝的制造過程。在電池生產(chǎn)過程中，材料從連續(xù)漿料、箔材、涂層、軋制成膜，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榉智?、模切、分離和梯度分切。這是一個連續(xù)的過程，然后是纏繞或?qū)訅?，并逐漸完全演變成離散的單體。

 

 

在電池生產(chǎn)過程中，系統(tǒng)的線性、非線性和隨機動態(tài)過程相互混合，使得電池生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的雙向可追溯性、電池材料和電池單元之間的關(guān)聯(lián)以及模型的建立和優(yōu)化變得非常復(fù)雜。

 

● 因果關(guān)系的科學(xué)規(guī)律尚不明確

電池生產(chǎn)是一門復(fù)雜、多學(xué)科、多學(xué)科的科學(xué)。由于所涉及的理論、機制和數(shù)據(jù)復(fù)雜多樣，很難總結(jié)出因果關(guān)系明確的科學(xué)規(guī)律。目前，還缺乏定量有效的系統(tǒng)科學(xué)分析方法和系統(tǒng)性能特征評估方法，以滿足電池作為通用產(chǎn)品制造的可重構(gòu)、大規(guī)模和定制化需求。

 

●衡量電池生產(chǎn)水平的指標(biāo)

電池的生產(chǎn)水平直接影響電池的使用價值。為了滿足新能源汽車和儲能應(yīng)用市場的需求，高質(zhì)量的電池生產(chǎn)和供應(yīng)尤為重要。那么，電池的生產(chǎn)水平應(yīng)該如何衡量呢？電池生產(chǎn)遵循大規(guī)模制造的基本規(guī)律，可以通過以下指標(biāo)來衡量。

 

● 電池生產(chǎn)合格率

電池生產(chǎn)合格率是指符合使用特性的電池數(shù)量與最初投入使用的電池總數(shù)的比率。使用特性是指滿足電池使用要求的基本特性。一般來說，是指同時滿足的基本性能和條件的組合，如容量、內(nèi)阻、速率、尺寸、自放電和安全性。

 

 

在電池生產(chǎn)的不同階段和電池完成后的不同應(yīng)用場景中，對使用特性的定義也不同。細分電池生產(chǎn)合格率包括：電池生產(chǎn)合格比率、模塊制造合格比率、PACK制造合格比率和電池配對合格比率。對于電池組電池制造商來說，重點應(yīng)該放在電池組電池配對的通過率上，即滿足配對要求的電池數(shù)量除以投資制造的電池數(shù)量。

 

● 材料利用率

材料利用率是實際輸出的形成電池的材料價值與投入相同數(shù)量電池的所有消耗材料的價值的比率。這里的所有材料包括存在于成型電池中的成品組成材料以及在電池生產(chǎn)過程中與產(chǎn)量成比例消耗的輔助材料。

目前，該指標(biāo)在行業(yè)內(nèi)的平均水平為90%至94%，還有很大的提升空間。從電池設(shè)計、電池生產(chǎn)工藝、制造設(shè)備和制造管理等方面全面提高材料利用率，可以實現(xiàn)資源節(jié)約，給電池生產(chǎn)企業(yè)帶來更大的效益。

 

● 電池生產(chǎn)安全

制造電池產(chǎn)品的安全性通常使用在某一連續(xù)生產(chǎn)周期內(nèi)發(fā)生熱失控或安全指標(biāo)超標(biāo)的電池數(shù)量與該期間生產(chǎn)的電池總數(shù)乘以一百萬的比值，稱為PPM數(shù)。一般情況下，電池生產(chǎn)的安全指數(shù)應(yīng)小于幾個PPM，這稱為PPM水平控制。電池組生產(chǎn)安全指數(shù)應(yīng)小于幾個PPB，這稱為PPB水平控制。

 

 

● 電池良品率

 

細分電池的生產(chǎn)合格率，還有一個指標(biāo)是電池的良品率。電池良品率是在從電池材料到成品電池組的電池生產(chǎn)過程中，實際裝入電池組的合格電池單元數(shù)量與饋電時電池單元數(shù)量之比的百分比。

電池生產(chǎn)合格率、材料利用率、制造安全性、電池成品率等關(guān)鍵指標(biāo)的確定，使對電池生產(chǎn)水平的判斷從定性變?yōu)槎?。隨著智能制造的發(fā)展，指標(biāo)的重要性將日益凸顯，并成為衡量和提高電池質(zhì)量和電池生產(chǎn)水平的客觀依據(jù)。

 

結(jié)論

作為通用產(chǎn)品，電池具有不同的材料規(guī)模，電池生產(chǎn)過程從連續(xù)到離散，半成品呈現(xiàn)多種狀態(tài)，動態(tài)過程相互混合，存在多個物理場。環(huán)境因素會增加更多的不穩(wěn)定性。理論、機理和制造過程都很復(fù)雜。

只有定義進貨材料、設(shè)備和工藝的基本元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)字典，才能根據(jù)法律準(zhǔn)確獲取數(shù)據(jù)，組織好數(shù)據(jù)，構(gòu)建數(shù)據(jù)平臺，建立反映真實法律的模型。然后根據(jù)電池生產(chǎn)目標(biāo)要求，不斷優(yōu)化才能達到電池生產(chǎn)目標(biāo)。