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新能源时代,研华科技为锂电企业筑牢品质护城河!

随着中国明确“2030年碳达峰、2060年碳中和”时间表,中国能源“去碳化”趋势已经提速。在这一进程中,锂电池作为一种成熟的环保储能技术,正在受到广泛的关注,并逐步成为石化能源的主要替代者,开始占据电动汽车动力电池主要市场。

市场研究公司Research and Markets预计,到2025年,全球锂电池市场将达到918亿美元。在这之中,中国不仅用于生产锂电池的材料全球领先,生产两大核心装备自主化率也超过95%,将成为未来锂电池生产四大核心产地(中国,日韩,欧洲,美国)中最有份量的地区。面对广阔的市场需求,如何降低锂电池生产成本并保障其品质成为中国锂电池生产企业致胜的关键。

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图片来源:研华科技

近日,研华科技数据采集产品经理吕家怀佛山天禄智能装备有限公司电气技术部负责人姚叙良开启了一场线上对话,就锂电池产业发展前景和面临的挑战,以及如何从生产源头发力,实现锂电池提质降本等话题展开交流。

锂电行业前景趋好,但问题尚存

吕家怀:您如何看待当下锂电池行业的发展前景?

姚叙良:当下,新能源动力汽车产业的快速发展以及3C制品,储能领域等三大产品需求的快速增长,市场对锂电池的需求日趋迫切。如何提升锂电池品质,将是企业赢得市场竞争的关键。然而,要生产出高品质的锂电池,除了工艺是否先进,更重要的是,要保证锂电池材料生产过程对温度、氧气含量以及压力等核心参数的精准控制。

吕家怀:作为锂电行业上游供应商,天禄智能可以提供哪些锂电池生产装备?

姚叙良:我们是一家集科研设计、加工制造、施工安装与调试一体化服务的专业热工技术设备公司,产品包括回转窑、辊道窑、隧道窑及辅机设备,可应用于电池材料等的加工生产。随着市场对锂电池需求的快速增长,目前用于生产锂离子电池正负极材料烧结窑炉是我们重点业务方向之一。

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图:佛山天禄科技专利产品—锂电正极材料烧结辊道窑炉全图

吕家怀:目前锂离子电池正负极材料生产过程主要面临哪些挑战?

姚叙良:锂电材料包括磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、三元材料等正极材料,以及石墨、钛酸锂等负极材料。其中正极材料性能及成本直接影响锂离子电池性能和成本(正负极材料的质量比为3:1~4:1),由于正极材料生产工序较多,合成路线也比较复杂,对温度、环境、杂质含量的控制比较严格。

除了原料上的要求,在市场端,随着锂电池开始作为汽车、智能终端,储能等行业的主流能源动力产品,锂电池材料技术创新也在快速推进,这促使锂电企业必须不断优化锂电正负极材料的研发和工艺参数,对窑炉烧结工艺生产也有了更高的要求,从而迫使锂电生产企业必须及时准确地获取窑炉烧结工艺数据,比如温度、压力、氧含量、流量、电能等数据,从而做到精准控制,以确保锂电池品质。

以数据采集,保障锂电品质

吕家怀:锂电池品质依赖于对材料烧结过程的高效精准控制,那天禄智能是如何帮助客户解决这个问题的?

姚叙良:首先是深入锂电池材料行业了解企业真实需求和痛点,打造面向锂电正负极材料烧结窑炉控制数据采集的解决方案,从设备的智能监控,中央数据采集,到最后的远程超控的无人化智慧工厂具备三大核心功能全系统,三方齐发力,帮助企业实现材料窑炉烧结工艺数据采集,分析和高效控制,也让企业锂电正负极材料生产有更好的品质保障。

在具体实施上,数据采集显得尤为重要,我们为客户提供两种解决方案,一是与研华科技合作打造成熟的集成“数据采集和报警功能”的锂电正负极材料烧结窑炉;二是与研华科技联合实施,对不具备数据采集能力的烧结窑炉进行智能化改造,使其具备数据采集能力。

目前,用于锂电正负极材料烧结的辊道窑,核心控制系统为西门子S7-1500 PLC,用于生产过程控制。用于现场数据采集的则是研华科技旗下的核心数据采集模块ADAM系列,包括基于RS-485 的 ADAM-4000 系列和基于以太网的 ADAM-6000 I/O 系列。

ADAM-4117通过RS-485接口与工业通信网关对接,能在-40至85°C的宽温范围下正常运作,并具备更广的电源输入范围及对噪声干扰的抵抗性;ADAM-6017支持通过以太网交换机直接与西门子PLC通信,产品均可在严苛工业环境下可靠运作。

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图:锂电正负极材料烧结窑炉数据采集实施架构

吕家怀:有没有具体的改造案例?请分享实施后的取得的具体成效。

姚叙良:通过为某客户烧结窑炉进行改造,部署研华ADAM数据采集产品,实现对温度、压力、流量等过程数据的高效精准采集。原来现场流量、压力等数据的采集需要人工记录,大大浪费了人力物力。实施自动采集后,流量压力等数据无需人工参与,通过ADAM数据采集自动上传到系统,并进行工艺分析,大大提高工作效率,同时工艺人员对数据的跟踪和把控更加精准,这对产品的品质提升起到了至关重要的作用。

合作共赢,打造锂电生产智能标杆

吕家怀:工业数据采集产品很多,为什么选择研华的数据采集产品?基于哪些背景考量?

姚叙良:谈到工业自动化,很容易想到研华科技。作为传统自动化产品工控机的世界第一品牌,近年研华在物联网领域的创新能力同样有目共睹。

Tips :

研华ADAM系列数据采集I/O模块始创于1992年,至今已有近30年历史,从早期基于RS-485的ADAM-4000系列,到后来支持网口的ADAM-6000系列,再到最新升级支持OPC UA,促进IT与OT融合的升级版ADAM-6300系列模块,随着时代发展,研华数据采集也在不断革新。

研华数据采集不仅能在苛刻的工业环境下保持极高的稳定性,广泛的协议支持能力,也可以实时获取设备数据并呈现多样化分析,且无需复杂编程配置,即可用于数据采集系统部署。此外,ADAM设备提供丰富的数据接口,方便数据连接到其他信息化系统或工业互联网平台,便于远程运维,即提升运维效率,也降低运维成本。

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图:始创于1992年的研华数据采集模块ADAM

吕家怀:对于未来与研华科技的合作,您有着怎样的计划和期待?

姚叙良:我感觉特别欣慰的是,最近与研华合作为客户进行窑炉数据采集能力改造,客户的评价都非常高,不仅充分兼顾成本、效率、稳定的要求,也方便运营维护。以此次合作为契机,目前公司高层一致决定深化双方的合作关系,未来还将结合研华可提供的端到云的数据采集能力,结合今后系统的维护及扩展性,融入企业ERP系统并陆续开展二期、三期等项目,从而打造基于标准化,通用的工业协议数据链,方便项目维护及后期的升级改造,并面向锂电池行业不断提升服务的深度和广度,打造更多的行业标杆。

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