虽然目前电动汽车的市场销量仍然不理想,但是消费者已经开始对这种环保汽车产生了兴趣。调查显示,80%的中国车主未来5年内有购买电动汽车的计划,这足以说明在接下来的几年内,电动汽车将进入一个新的发展阶段。 必须认识到,动力锂电池技术仍然是现阶段制约电动汽车发展的主要因素之一。随着涂布工艺的进步,动力锂电池的性能正在不断提升。
文/杨小杰 原载于《电动汽车导报》杂志
2011年电动汽车成绩不理想
中国汽车工业协会日前发布了《2011年汽车工业经济运行情况》报告。报告指出,据不完全统计,2011年汽车整车企业生产纯电动汽车5655辆,销售5579辆;生产混合电动汽车2713,销售2580辆。
这份“成绩单”与此前国家的相关目标相差甚,但是比2010年有了明显的提高。电动汽车的市场化,依赖于技术进步与各种配套设施的完善,以及消费者的观念。根据德国莱茵TUV集团最新发布的全球新能源电动汽车市场调查结果,逾80%的接受调查的中国车主表示打算在未来五年内购买一台电动汽车,这表明消费者的观念已经发生明显的转变。充换电站等相关配套设施的建设已经取得了一些明显的成效,目前浙江省已实现了电动汽车的跨区运行。 而作为关键技术的动力电池技术还有待提升。
涂布技术进步 提升动力锂电池的质量和性能
磷酸铁锂电池是目前公认的最出色的电动汽车动力之源,但是其质量、性能等指针仍然达不到理想的要求,存在安全隐患。
从电池生产工艺的角度来讲,可从材料、生产设备等方面提升锂电池的安全性能。深圳市嘉拓自动化技术有限公司(KATOP)总经理齐晓东告诉本刊,电池材料和生产设备工艺对电池的质量和性能起着决定性的作用。
深圳市嘉拓自动化技术有限公司总经理齐晓东
之前有读者向本刊反应,磷酸铁锂电池在涂布时出现大块掉粉的现象。对此,齐晓东指出,这种情况的出现与电池材料的配方和涂布工艺密切相关。据介绍,配方比例不当,如粘接剂太少造成搅拌不均匀,粘接剂烘烤温度过高使粘接剂结构受到破坏,涂布时温度太低导致极片未烘干,以及涂布不均匀使厚度差异过大等是造成锂电池涂布掉粉的关键因素。
“随着材料体系的完善,以及固态电解质的出现,能够从原理上提升锂电池的质量性能。”齐晓东说。目前,用固态电解质代替液体有机电解液的固态电池日趋受到关注。日本的研究者已经开发出一种仍然采用锂离子的高性能固态锂电池,其导电性能达到了现有液态锂离子电池的水平,并且能在-100℃到100℃之间的温度范围内工作。
“除了材料之外,涂布干燥工艺也已经取得了很大的改进,目前锂电池涂布掉粉的现象已经很少发生了。”齐晓东强调说:“同时,锂电池涂布设备的一致性要贯穿整个生产工艺,涂布机除了要具备高精度和高效率之外,还要具备高稳定性,这样才能保证锂电池产品的质量和性能。”
锂电核心技术是关键
嘉拓是专业生产锂电池涂布设备的高新技术企业,其锂电池全自动精密间歇涂布机、全自动极耳焊接贴胶机、卷绕机系列在设计上有了更大的改进,性能有了更大的飞跃。从生产装备入手,来解决电池制造业的安全性、一致性和生产效率等棘手的问题,为客户解决了技术难题。
“刚刚过去的2011年,我们的产值突破了1.5亿元人民币。”齐晓东说:“这主要得益于去年我们推出的2款新品——挤压涂布机的产业化应用和陶瓷涂布机在电池隔膜产业化方面的应用。”
嘉拓自动化生产的挤压涂布机系列设备在挤压涂布时,通过恒流量的泵系统将涂布液按规定压力和流量送入模头系统(Slot Die system),并通过模头缝隙挤压涂布在基体上,因而实现高精度,高速度的涂布生产;与稳定的浆料和送料系统与控制系统配合,达到稳定的高精度涂布,涂布重量精度达到±1%,连续涂布速度可达20~30m/min,间断涂布速度可达15~25m/min;涂布厚度精度控制在±0.5~1微米/单面;通过垫片的设计可以调整涂布纵向和网格状涂布极片;挤压涂布液在封闭的管道和模头中流动,因此浆料特性稳定,不易受污染或受环境影响而发生变化;挤压涂布通过模头流道、垫片和特殊间断涂布阀的设计,与控制系统配合,可以达到良好的涂布边缘和涂布头尾的控制;根据模头和泵系统的设计,可以使用涂布粘度和固含量较高的涂布液,涂布较薄、较厚的涂层。
据介绍,嘉拓在锂离子电池设备的研发和制造方面积累了丰厚的经验,公司拥有中科院体系培养的技术团队,能够根据客户的需求提供个性化的订制解决方案。总经理齐晓东在沈阳机床厂具有15年的技术从业经历,对机械自动化有着深刻的理解,他参与研发的工业机器人项目打破了日本在此方面的垄断。“装备的技术功能和产品工艺必须贴近客户的需求,理论上对各方面的研究是通过工艺来实现的。装备制造企业要深刻的、透彻的理解产品工艺,这样制造出的装备产品才能更贴近客户需求,企业才能发展的更长远。”
技术创新和满足客户的需求是齐晓东反复强调的。他说,“在市场发展和整合的过程中,客户的需求就是市场的需求。把客户的需求贯穿到实践中,这是民营企业存在的价值。”“锂电装备企业的生存和发展,必须关注两点:一是产品技术必须满足客户的发展需求,为客户提供实用价值,从而体现自身优势;二是与客户更深入的合作,企业发展不在于资金规模,而在于对客户需求的理解,以及提供解决方案的能力。”
据介绍,嘉拓生产的涂布设备目前已经占据国内30%的市场份额。“我们的涂布设备获得了客户的高度认可,在客户间具有较好的口碑。凭借客户的口碑,嘉拓被选入了2012年863计划锂电装备项目,这是上面经过市场调研后做的决定。”对此,齐晓东颇感自豪。
锂电池作为一种环保电池,是未来的趋势。齐晓东表示,国家发展动力锂电池的方向是正确的,地方政府在做规划时要做全面、长远的布局,要从产业链的角度进行部署。
珠三角地区是国内重要的锂电池生产基地,但是随着中西部地区优势的显现,有相当一部分锂离子电池生产企业正逐步向内地转移生产工厂。据齐晓东介绍,为了顺应这种产业发展的趋势,更贴近客户,目前嘉拓正在与内地的一些工业园进行接触、考察,计划设立新厂。
而对于今年的发展目标,齐晓东告诉本刊,嘉拓将围绕涂布核心技术,加大新产品研发力度,拓展工艺及应用范围。■