日信高科:高精密超薄材料沖切模具技術賦能疊片電池“起量”

日信高科:高精密超薄材料沖切模具技術賦能疊片電池“起量”

近兩年,疊片(pian)(pian)工(gong)藝滲透率不斷(duan)提升,帶動(dong)長(chang)薄(bo)型方(fang)形(xing)疊片(pian)(pian)電(dian)(dian)(dian)池成為(wei)市(shi)場主流。頭部動(dong)力電(dian)(dian)(dian)池企業中,比亞迪(刀(dao)片(pian)(pian))、蜂巢能源(yuan)(短(duan)刀(dao))、中創新(xin)航(hang)(One-stop Bettery和全極耳疊片(pian)(pian)電(dian)(dian)(dian)池)、瑞(rui)浦蘭鈞(CB500長(chang)電(dian)(dian)(dian)芯)、欣旺達(超充電(dian)(dian)(dian)池SFC48),其產品都采(cai)用疊片(pian)(pian)工(gong)藝。精(jing)密加工(gong)設(she)備-日信高科與此同時,隨著儲能電(dian)(dian)(dian)芯容量不斷(duan)向(xiang)280Ah、以(yi)及300Ah以(yi)上進發,儲能市(shi)場已經成為(wei)繼軟包動(dong)力電(dian)(dian)(dian)池之后,疊片(pian)(pian)電(dian)(dian)(dian)池

近兩(liang)年(nian),疊(die)片(pian)工藝滲透(tou)率(lv)不斷(duan)提升(sheng),帶(dai)動長(chang)薄型方(fang)形疊(die)片(pian)電池成為(wei)市場(chang)主流。

頭部動力(li)電(dian)池企業中,比亞迪(刀(dao)片)、蜂巢能源(yuan)(短刀(dao))、中創(chuang)新(xin)航(One-stop Bettery和(he)全極耳疊片電(dian)池)、瑞浦蘭鈞(CB500長(chang)電(dian)芯)、欣(xin)旺達(超充電(dian)池SFC48),其產(chan)品都采(cai)用疊片工藝。

精密加工(gong)設備(bei)-日信高科

與此(ci)同時,隨著(zhu)儲能(neng)(neng)電芯容量不斷向(xiang)280Ah、以及300Ah以上進(jin)發(fa),儲能(neng)(neng)市場已經(jing)成為繼軟包動力電池之(zhi)后,疊片電池出貨的新增長極。

截至2022年底,280Ah的(de)大容量方形電(dian)池在電(dian)力儲能領域(yu)的(de)滲(shen)透率(lv)已達80%。從制造端看,對于大電(dian)芯而言,疊(die)片工(gong)藝(yi)有利(li)于電(dian)芯內部空(kong)間利(li)用更(geng)充分,能量密度(du)更(geng)高,安(an)全性更(geng)好,循環壽命更(geng)長,與其生(sheng)產工(gong)藝(yi)的(de)匹配度(du)更(geng)高。

此前,囿(you)于生產效率低與投(tou)入成本高(gao),疊片路線在鋰電制(zhi)造環(huan)節滲(shen)透(tou)緩慢。而隨著新一批(pi)疊片設備工(gong)藝進(jin)展不斷躍(yue)階,桎梏(gu)消失的疊片電池(chi)正在快速起量,也(ye)為供應鏈相關企業(ye)帶來巨大的市(shi)場空間。

疊片工藝對極片模切提出高要求

在(zai)核(he)心工(gong)序(xu)段(duan),疊片與卷繞的差(cha)別主要(yao)在(zai)于模切和極組(zu)成型環(huan)節(jie)。

在模切(qie)(qie)方式上,傳(chuan)統卷(juan)繞采(cai)用雙邊(bian)模切(qie)(qie),模切(qie)(qie)極耳間距(ju)不等,沖(chong)切(qie)(qie)位(wei)置有Mark孔(kong)進(jin)行定位(wei);而疊片采(cai)用單邊(bian)模切(qie)(qie),極耳間距(ju)相同,會進(jin)行等間距(ju)切(qie)(qie)斷。卷(juan)繞雙邊(bian)模切(qie)(qie)完成(cheng)后分(fen)切(qie)(qie)收(shou)卷(juan),以(yi)卷(juan)料形式流(liu)向極組成(cheng)型工(gong)(gong)序,疊片模切(qie)(qie)后以(yi)片狀物(wu)料流(liu)向極組成(cheng)型工(gong)(gong)序。

沙迪克精(jing)密加工設(she)備(bei)-日(ri)信高(gao)科

相(xiang)比于僅(jin)需一(yi)(yi)次切段的(de)卷繞(rao)電(dian)(dian)池(chi)(chi)極(ji)片,疊(die)片電(dian)(dian)池(chi)(chi)切段的(de)極(ji)片數(shu)量多(duo),工藝(yi)難度大。如(ru)一(yi)(yi)致(zhi)性保持不(bu)(bu)佳(jia),則容易(yi)產生毛刺和(he)粉(fen)塵問題(ti),不(bu)(bu)僅(jin)會(hui)降低電(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)能量密度,還可(ke)能擊穿隔(ge)膜,導致(zhi)電(dian)(dian)池(chi)(chi)自放電(dian)(dian)或電(dian)(dian)池(chi)(chi)內部(bu)短路(lu)問題(ti),影響(xiang)電(dian)(dian)池(chi)(chi)安全性。

因此疊片工藝對極片精度與平整度的容錯率極低。高質量的極片沖切,對新一代動力電池降本增效及提升良品率至關重要。

目(mu)前,疊片(pian)電池的(de)極(ji)片(pian)裁切(qie)(qie)主要采(cai)用模具(ju)沖切(qie)(qie)和激光切(qie)(qie)割兩種方式。模具(ju)沖切(qie)(qie)是采(cai)用五金刀切(qie)(qie)斷(duan)極(ji)片(pian),沖切(qie)(qie)效率(lv)高,且(qie)技術成熟,是目(mu)前主流的(de)疊片(pian)結構極(ji)片(pian)裁切(qie)(qie)方式。

由于五金模具是(shi)利(li)用(yong)沖(chong)(chong)頭和下刀(dao)(dao)模極(ji)小(xiao)的間(jian)隙(xi)對極(ji)片(pian)進行(xing)裁切,上下刀(dao)(dao)的間(jian)隙(xi)、壓料(liao)板和沖(chong)(chong)頭的間(jian)隙(xi)、壓料(liao)板壓力的大小(xiao)、壓料(liao)板平(ping)面度等都(dou)是(shi)造(zao)成毛(mao)刺與(yu)粉塵的主要因素。

行業認(ren)為,為了解決毛(mao)刺與粉塵問題,既(ji)要(yao)優化現(xian)有模具(ju)結構,也要(yao)改善模具(ju)材(cai)料、完成高度精細(xi)的模具(ju)制造和裝(zhuang)配過程。

由于沖(chong)壓模具工作時要承(cheng)受(shou)沖(chong)擊(ji)、振動、摩擦(ca)、高(gao)壓和拉伸、彎扭等(deng)負荷,工作條件(jian)復雜,易發生(sheng)磨(mo)損、疲勞(lao)、斷(duan)裂(lie)、變形等(deng)現(xian)象。極片沖(chong)切模具對零件(jian)材料(liao)的要求遠比普(pu)通零件(jian)高(gao)。

此外(wai),模具(ju)加工(gong)涵蓋模座加工(gong)、模板加工(gong)、刀口加工(gong)等(deng),涉及到(dao)CNC粗加工(gong)、硬(ying)陽處理加工(gong)、熱處理加工(gong)、放電加工(gong)、線(xian)切割、JG坐標磨床加工(gong)等(deng)多個環節,對加工(gong)過(guo)程的技術及經驗要求極高。

日信高科超薄材料沖切模具技術賦能疊片產線

日信高科 LOGO

高工鋰電獲悉,廣東日信高精密科技有限公司(以下簡稱"日信高科")自(zi)2014年成立以來專注深耕于鋰電池極片沖(chong)切領域,通過自(zi)主研發新(xin)型模具(ju)(ju)與引入國(guo)際(ji)頂尖設備,擁有超薄(bo)材料沖(chong)切模具(ju)(ju)核心技術,賦能鋰電池極片安全(quan)高效生(sheng)產(chan)。

超薄材(cai)料(liao)的沖切(qie)對模具(ju)沖裁間(jian)隙要求(qiu)非常高,因此對模具(ju)在設計、加(jia)工、檢測、裝配調試(shi)各環節要求(qiu)都很嚴苛(ke)。

瑞士豪澤坐標(biao)磨-日信高科

對此,日信高科引進了日本西部、沙迪克、牧野等國際最高端品牌的慢走絲線切割和油割機,購入日本牧野立式加工中心、日本三井磨床、瑞士豪澤坐標磨等上百臺高精密加工設備,可(ke)用于模具(ju)零件高(gao)精(jing)度(du)線切割(ge)放電加(jia)(jia)工(gong)、高(gao)精(jing)密零件圓(yuan)孔以及輪(lun)廓形狀(zhuang)加(jia)(jia)工(gong)、及鉆(zhan)削、銑削等多(duo)種加(jia)(jia)工(gong)工(gong)藝。

產品檢測方面,則配備了德國蔡司的三坐標測量機、日本基恩士顯微鏡等一批高精密檢測設備,可檢測極片裁切面的(de)平整度、毛刺大小(xiao),并對(dui)零件實現(xian)高精度要(yao)求的(de)3D測量。

高精密檢(jian)測設備(bei)-日(ri)信高科

正常的(de)沖(chong)裁(cai)間(jian)隙是材料厚度(du)的(de)5%,即厚度(du)為(wei)0.1mm的(de)材料,模具沖(chong)裁(cai)間(jian)隙為(wei)0.005mm。

鋰電池極(ji)片集流(liu)體正極(ji)是厚度約0.015的(de)(de)鋁箔,負極(ji)是厚度約0.006的(de)(de)銅箔,根據沖切模(mo)具間(jian)隙的(de)(de)取值(zhi)(zhi)標準,鋰電池極(ji)片正極(ji)沖切模(mo)具的(de)(de)沖裁間(jian)隙取值(zhi)(zhi)在0.0007mm左右,負極(ji)沖切模(mo)具的(de)(de)沖裁間(jian)隙在0.0003mm左右。

日信高科模具產品綜合精度可達±0.001mm,面粗度Ra0.05um。沖壓毛刺最小可達0.006mm,沖速240次每分鐘,刀口總壽命不低于1000萬次,單次研磨后沖壓壽命不低于100萬次

高精密裁切刀具方面,切刀交付量超過10萬件,每月產能2000件。刃口缺口尺寸已實現:寬度f 0.003~0.015mm / 深度e 0.003~0.01mm / 1500mm長度 < 5處

截止2022年,日信高科已經積累了超2萬套高精密鋰(li)電池極片(pian)沖切模具(ju)交付(fu)經驗,被中(zhong)國(guo)質量認證中(zhong)心認定為模具(ju)企業先進制(zhi)造能力等級中(zhong)的沖模(II類)。

進入新能源賽道的近十年間,日信高科逐漸積累了比亞迪(di)、LG、瑞(rui)浦(pu)蘭鈞、孚能科技、冠宇動力(li)、中創新(xin)航、格林(lin)晟、利(li)元亨等一(yi)線客(ke)戶資源(yuan)。

底層技術研發上,公司與華南區域唯一的國家級模具質檢中心建立(li)了長期的(de)戰略合作,與頂尖(jian)的(de)教授博士(shi)小(xiao)組(zu)共同進行自主模具(ju)研發(fa),持續針對最新的(de)電池(chi)材料及(ji)結構體(ti)系進行模具(ju)迭代(dai)。

當前,在(zai)國內鋰電池極片裁(cai)切(qie)模具(ju)細分(fen)領域,公司的(de)市場占有(you)率已達(da)到40%左右。

面對2023年鋰電產業鏈的新變局,日信高科通過降本增效,擴充產品矩陣、與核心客戶進行戰略合作、加快出海等舉措,積極應對行業新周期。

成本管控上,公(gong)司通(tong)過優化(hua)產(chan)(chan)品(pin)設計、改進生產(chan)(chan)工藝(yi)、提(ti)高產(chan)(chan)品(pin)良率、人(ren)員(yuan)精細化(hua)管理等,進一步降低運營成本。

產品開發上,為了向設備及電池客戶提供整體解決方案,提高客戶黏性,日信高科聚焦鋰電池極片制造前段工序,不斷開發涂布模頭、輥壓機軋輥等(deng)新(xin)產品,為涂布機(ji)、輥壓機(ji)、分條機(ji)、模切機(ji)等(deng)設備提供關鍵零部件。

出海進程上,日信高科在韓國天(tian)安市成(cheng)立了海(hai)外(wai)駐點(dian),對LG新能源、三(san)星等韓國客戶提供現場服務(wu),為公司拓寬海(hai)外(wai)市場打下堅實(shi)基礎。

根據行業預測,到2027年全球(qiu)采(cai)用疊片工藝的電池(chi)產能將達到845GWh。

風口之下,日信高科的高精密模具產品憑借技術領先性與市場優越性,將持續獲益于疊片技術路線的發展紅利。

“世界模具看中國,中國模具看長安”。作為從東莞長安鎮的傳統五金模具行業起家、向自動化、國際化、高端化方向成功轉型的精密模具代表企業,日信高科不斷研發精密模(mo)具尖端技術,精準(zhun)抓(zhua)住新能(neng)源電池產(chan)業鏈發展的大潮(chao),建立競(jing)爭護城河。