中國儲能網(wǎng)訊:鋰電池產業(yè)是我國戰(zhàn)略性的新興產業(yè)之一。近兩年來，在各項利好政策的支持下，我國鋰電池產業(yè)發(fā)展迅速，去年產量實現(xiàn)了同比54.78%的增長，今年上半年產量同比增長30.5%，發(fā)展形勢喜人。
“但這是一種簡單的，純粹靠規(guī)模和產量推進的粗放型擴張?！敝袊娮涌萍技瘓F公司第四十八研究所熱工裝備公司(簡稱“中國電科48所”)總經理蘇文生告訴本報記者，我國鋰電池技術水平、產品質量與國外仍存在差距，傾向高端品質需求的應用市場要求鋰電池材料實現(xiàn)高品質、高一致性、低成本?？渴裁催_到這些高要求?“靠工藝、靠管理，更重要的是靠裝備。高品質的裝備是高質量產品的根本保障?！彼J為，作為鋰電池材料制造關鍵裝備之一的燒結設備，亟待向高穩(wěn)定性、高質量、高產能和低能耗方向發(fā)展。
問：請結合中國電科48所生產經驗介紹，如何實現(xiàn)燒結設備的高穩(wěn)定性?
蘇文生：燒結設備的優(yōu)良與否對鋰電池材料產品性能、質量穩(wěn)定性有極其重要意義。需要說明的是，這里的穩(wěn)定性包括設備及產品穩(wěn)定性兩個方面。
實現(xiàn)高穩(wěn)定性，要有一套安全的保障系統(tǒng)作支撐。對此，中國電科48所總結出了一套成熟的經驗。首先，在其設計、制造等最初環(huán)節(jié)就要嚴格按照質量要求，做好質量管控使其“優(yōu)生優(yōu)育”。當然，這還需要行動有序、迅速高效的團隊合作作保障。
第二是要定期“體檢”，及時發(fā)現(xiàn)并解決潛在危險。我們在燒結設備上設置了傳感系統(tǒng)，能夠實時監(jiān)測設備以及內部產品的運行狀態(tài)，提前感知潛在風險，并能夠使設備實現(xiàn)自適應調節(jié)，以避免發(fā)生故障。
要特別重視對關鍵、容易出現(xiàn)問題的部位進行監(jiān)測。例如，輥道爐容易出問題的關鍵在于輥棒，為了實時監(jiān)測輥棒的運行狀態(tài)，我們開發(fā)了獨有的監(jiān)測系統(tǒng)，一旦輥棒斷裂，系統(tǒng)就會自動報警，并準確顯示斷裂的位置，以確保及時、有效地處理故障。
同時要定期維護。質量控制、檢測都是設備廠商能夠做到的，但維護要靠用戶努力。用戶要對設備維護給予足夠重視，維護好壞直接決定了設備運行質量和壽命。為此，我們?yōu)橛脩糁贫嗽敿毜脑O備保養(yǎng)手冊。
在實現(xiàn)產品高穩(wěn)定性方面，目前的燒結設備大多只能通過溫度閉環(huán)控制來實現(xiàn)。而我們在此基礎上增加了一套系統(tǒng)，除了能夠實現(xiàn)溫度閉環(huán)控制外，還能對設備內的氣氛、氣壓進行實時監(jiān)控，進一步提升燒結產品的質量。
問：當前，我國主流的燒結設備是什么?新一代燒結設備具備哪些優(yōu)勢?
蘇文生：主流的鋰電池材料燒結設備是輥道爐。截至目前，我國鋰電池材料燒結設備大致經歷了3代產品。2000年，我國開始大規(guī)模生產、應用推板爐，其燒結規(guī)模由最初的兩列燒結發(fā)展為四列燒結，為我國早期的鋰電池材料生產作出了巨大貢獻。2012年，我國開始使用輥道爐，它的控溫精度、自動化程度提高，同時降低了能耗、減小了污染，還能夠實現(xiàn)連續(xù)化生產，六列、雙層的燒結規(guī)模也提高了產出。
回轉爐在我國還未大規(guī)模應用，但我們認為,它會是我國第3代鋰電池材料燒結設備的發(fā)展方向。
回轉爐具有一系列的燒結優(yōu)勢。不同于傳統(tǒng)的靜態(tài)燒結，回轉爐實現(xiàn)了動態(tài)燒結，使物料混合、受熱更加均勻、穩(wěn)定，使產品穩(wěn)定性、一致性更好。
回轉爐能夠實現(xiàn)節(jié)能?；剞D爐提高了物料互相反應的活性，物料合成所需的溫度比應用傳統(tǒng)設備低。拿磷酸鐵鋰材料來說，用靜態(tài)燒結需要750攝氏度的溫度，而用動態(tài)燒結只需要620攝氏度的溫度。這就大大降低了生產能耗。
回轉爐能夠節(jié)省成本。回轉爐實現(xiàn)了全自動化，避免了輔助工具、復雜自動化系統(tǒng)的配置，降低了企業(yè)的維護、使用成本。同樣以磷酸鐵鋰正極材料燒結為例，1臺回轉爐相當于4臺輥道爐的燒結量。這樣，企業(yè)的固定資產投入就大大減少，市場競爭力進一步提升。
不過，目前回轉爐的推廣、應用還需要解決用哪一種材料作為爐襯，以進一步增強燒結設備的耐腐蝕、耐磨性，在燒結過程中如何更好地控制工藝時間等。
問：中國電科48所在燒結設備方面有哪些優(yōu)勢?接下來重點做哪些研發(fā)工作?
蘇文生：我們是專業(yè)從事鋰電池裝備生產的機構，早在1998年就進入了該領域，具有豐富的燒結設備研發(fā)、制造經驗。1989年，我們研制出我國第一臺磁性材料單推板爐，2000年推出了首臺正極材料推板爐，2005年成功研制了第一臺氣氛保護推板爐，并在2012年、2015年分別推出了第二代鋰電池材料燒結設備。2016年，我們研發(fā)出了粉體材料的自動上線系統(tǒng)，目前已經實現(xiàn)了燒結工序的全自動化。
裝備研發(fā)的關鍵是工藝。我們在燒結設備涉及的領域進行了相應的實驗，摸索各種工藝，用來指導燒結設備研發(fā)，走出了一條設備與工藝相結合的研發(fā)道路，取得了豐碩的科研成果，先后取得省部級各類獎23項，每年申請發(fā)明專利20余項。
目前，在實現(xiàn)燒結程序全自動化的基礎上，我們正在進一步研究建設鋰電池材料智能化生產線，并結合智能監(jiān)控系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，實現(xiàn)鋰電池材料工廠的數(shù)字化、信息化和智能化。
實現(xiàn)智能化是當前市場和技術發(fā)展趨勢的需求。智能化可以提高80%的生產效率，降低60%以上的人工成本。應用市場對鋰電池品質要求越來越高，例如要求其雜質含量控制在PPG級，也就是十億分之一。其實，目前的鋰電池裝備技術已經非常成熟，但即便如此，也難以生產出如此高品質的產品。這就需要借助智能化的力量來實現(xiàn)高品質。同時，我們看到，NCA的自動化生產線全部是在凈化廠房中操作，人工需要穿隔離服才能進入。智能化也能夠更好地實現(xiàn)自動化效果。
