鋰電池產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)同樣激烈,例如價(jià)格戰(zhàn)頻發(fā),以及2024年已有200余家中小廠商因虧損退出市場(chǎng)。
這一背景下,鋰電池產(chǎn)業(yè)一場(chǎng)關(guān)乎性能、成本與安全的精度之戰(zhàn)悄然上演。
精度的毫厘 成本的千里
一般而言,在動(dòng)力電池成本構(gòu)成中,正極材料占比高達(dá)40%。其中,NMP作為正極材料制造的關(guān)鍵溶劑,其回收效率是控制成本的“命門”:NMP回收效率直接影響電池成本(占正極成本15%+),NMP回收效率每提升1%,可撬動(dòng)正極材料綜合成本下降0.5%-0.7%。
此外,電解液的純凈度直接影響電池安全性能。電解液配比的毫厘之差,輕則引發(fā)電池循環(huán)壽命急劇縮短、內(nèi)阻攀升;重則觸發(fā)析鋰枝晶刺穿隔膜,出現(xiàn)熱失控事故。
現(xiàn)實(shí)的情況是,當(dāng)前的鋰電池制造市場(chǎng)的NMP回收塔內(nèi),溶劑蒸汽彌漫、介質(zhì)粘附嚴(yán)重、溫度劇烈波動(dòng),傳統(tǒng)物位計(jì)誤報(bào)率高;電解液配制罐中,強(qiáng)腐蝕性化學(xué)物質(zhì)、多種溶劑混合導(dǎo)致的液位分層現(xiàn)象,要求測(cè)量?jī)x表具備毫米級(jí)精度與超強(qiáng)抗腐蝕能力,否則配比失誤安全風(fēng)險(xiǎn)驟增。
突破這些測(cè)量瓶頸,實(shí)現(xiàn)高精度、高可靠、強(qiáng)抗擾的物位感知,成為撬動(dòng)鋰電材料降本增效與安全保障的隱形關(guān)鍵杠桿。誰掌握了這把測(cè)量之“尺”,誰就占據(jù)了鋰電池制造工藝優(yōu)化的制高點(diǎn)。
威卡80GHz雷達(dá)物位計(jì)破局
當(dāng)傳統(tǒng)測(cè)量手段在復(fù)雜的鋰電材料工藝場(chǎng)景中捉襟見肘時(shí),基于調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)技術(shù)的威卡80GHz雷達(dá)物位計(jì),以其獨(dú)特的物理特性與技術(shù)優(yōu)勢(shì),成為破局的關(guān)鍵。
針對(duì)NMP回收塔內(nèi)溶劑蒸汽彌漫、介質(zhì)粘附嚴(yán)重,威卡80GHz雷達(dá)物位計(jì)如同毫米波利刃,穿透迷霧:80GHz高頻帶來的窄波束角(可低至3°),能夠輕松穿透塔內(nèi)彌漫的蒸汽與粉塵干擾,有效規(guī)避內(nèi)部支架、攪拌槳等結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的虛假回波,直達(dá)真實(shí)液面,并且測(cè)量精度達(dá)到±2mm。
相比之下,傳統(tǒng)低頻雷達(dá)或超聲波技術(shù)的寬波束角,極易被復(fù)雜環(huán)境干擾,導(dǎo)致測(cè)量失準(zhǔn)。
針對(duì)NMP回收塔內(nèi)溫度劇烈波動(dòng),威卡80GHz雷達(dá)物位計(jì)能實(shí)時(shí)追蹤NMP液面因沸騰或攪拌產(chǎn)生的液面變化,有效避免粘附介質(zhì)造成的“假滿罐”誤判,為回收過程的精準(zhǔn)控制提供可靠依據(jù)。
針對(duì)電解液配制中嚴(yán)苛的鹵化物腐蝕環(huán)境,威卡80GHz雷達(dá)物位計(jì)以無畏級(jí)材質(zhì)的全密封天線應(yīng)對(duì)電解液鹵化物腐蝕,為精密測(cè)量核心構(gòu)筑起堅(jiān)固屏障,確保在強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中長(zhǎng)期穩(wěn)定服役。
與此同時(shí),威卡80GHz雷達(dá)物位計(jì)能夠清晰區(qū)分EC/DMC分層界面,配比一致性也大幅提升至99.5%,從源頭保障電池性能與安全。
賦能生產(chǎn)效率飛躍
某全球TOP 10電池巨頭,其龐大的年產(chǎn)10GWh正極材料車間,長(zhǎng)期被NMP回收效率瓶頸所困擾。
除了高位徘徊的回收損失帶來沉重的成本壓力之外,傳統(tǒng)物位儀表頻繁誤報(bào)引發(fā)的非計(jì)劃停機(jī),更讓該電池廠生產(chǎn)效率雪上加霜。
隨后,該電池廠在關(guān)鍵的精餾塔、冷凝罐、回收罐部署多臺(tái)威卡80GHz FMCW雷達(dá)物位計(jì)。應(yīng)用威卡80GHz雷達(dá)物位計(jì)后,該電池廠實(shí)現(xiàn)年節(jié)約成本超1500萬元,成本壓力顯著緩解,且再無非計(jì)劃停機(jī)的情況發(fā)生。
該電池廠工藝負(fù)責(zé)人如此評(píng)價(jià):“威卡的這把‘尺子’精準(zhǔn)可靠,解決了長(zhǎng)期困擾我們的測(cè)量難題,是工藝持續(xù)優(yōu)化的幕后功臣?!?/p>
不止于尺
威卡編織鋰電制造的“全鏈路感知”網(wǎng)絡(luò)
物位精準(zhǔn)測(cè)量固然關(guān)鍵,但單一節(jié)點(diǎn)的成功僅是起點(diǎn)。現(xiàn)代鋰電制造是一個(gè)高度協(xié)同的精密系統(tǒng)。
“物位測(cè)量需與溫度、壓力、流量數(shù)據(jù)深度聯(lián)動(dòng),才能真正實(shí)現(xiàn)制造過程閉環(huán)控制與優(yōu)化?!? 威卡相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,“我們還具備提供貫穿全工藝鏈解決方案的能力?!?/p>
據(jù)了解,基于在精密測(cè)量領(lǐng)域的深厚積淀,威卡已構(gòu)建覆蓋鋰電核心工藝環(huán)節(jié)的全鏈路感知網(wǎng)絡(luò):
漿料攪拌:耐高溫、防漿料滲透的壓力傳感器,實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)嚢锠顟B(tài)與罐內(nèi)壓力;
極片涂布:±0.3℃精度的紅外測(cè)溫儀,嚴(yán)控烘箱溫度均勻性,保障涂布質(zhì)量;
電解液注液:衛(wèi)生型液位開關(guān),確保注液精度并嚴(yán)防污染;
化成分容:多通道高速數(shù)據(jù)采集模塊,無縫兼容BMS協(xié)議,精準(zhǔn)捕捉電池“誕生”數(shù)據(jù)……
此外,面向固態(tài)電池、鈉離子電池等下一代技術(shù),新的測(cè)量挑戰(zhàn)已然浮現(xiàn):固態(tài)電解質(zhì)固液界面的無損精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)、鈉電池材料因密度波動(dòng)帶來的計(jì)量難題...
應(yīng)對(duì)未來,威卡正持續(xù)深耕核心技術(shù):在毫米波雷達(dá)、TDR、超聲波、高精度傳感器及新材料應(yīng)用等領(lǐng)域不斷突破,夯實(shí)技術(shù)底座。同時(shí),構(gòu)建基于云的設(shè)備健康管理(PHM)與強(qiáng)大數(shù)據(jù)分析平臺(tái),將海量現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可驅(qū)動(dòng)工藝持續(xù)優(yōu)化的信息。
結(jié)語
從威卡的解決方案可見,精密測(cè)量這把鋰電制造背后的“隱形標(biāo)尺”,已從單點(diǎn)突破走向系統(tǒng)賦能。
從材料制備的源頭到電池成型的終點(diǎn),從毫厘之間的工藝控制到覆蓋全價(jià)值鏈的數(shù)據(jù)洞察閉環(huán),威卡正將IIoT基因注入鋰電制造每一個(gè)關(guān)乎性能、安全與成本的精度敏感環(huán)節(jié)。
當(dāng)產(chǎn)業(yè)奔赴極限制造的星辰大海,威卡的不斷進(jìn)化的“隱形標(biāo)尺”技術(shù),已成為驅(qū)動(dòng)鋰電產(chǎn)業(yè)前進(jìn)不可或缺的底層力量,守護(hù)鋰電生產(chǎn)的連續(xù)性和安全性。