
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(die)片(pian)(pian)工(gong)(gong)藝(yi)滲透率不斷提升(sheng),帶(dai)動(dong)(dong)長薄型(xing)方(fang)形疊(die)片(pian)(pian)電(dian)(dian)池(chi)成為市場主流。頭(tou)部動(dong)(dong)力電(dian)(dian)池(chi)企業中(zhong),比亞迪(刀(dao)(dao)片(pian)(pian))、蜂(feng)巢能源(短刀(dao)(dao))、中(zhong)創新航(One-stop Bettery和全極耳疊(die)片(pian)(pian)電(dian)(dian)池(chi))、瑞浦蘭鈞(jun)(CB500長電(dian)(dian)芯(xin))、欣旺達(超充電(dian)(dian)池(chi)SFC48),其產品都采(cai)用疊(die)片(pian)(pian)工(gong)(gong)藝(yi)。精(jing)密加工(gong)(gong)設備-日信(xin)高科與(yu)此同時,隨著儲(chu)能電(dian)(dian)芯(xin)容量不斷向280Ah、以(yi)及300Ah以(yi)上進發,儲(chu)能市場已(yi)經成為繼軟包(bao)動(dong)(dong)力電(dian)(dian)池(chi)之后(hou),疊(die)片(pian)(pian)電(dian)(dian)池(chi)
近(jin)兩(liang)年,疊(die)片工藝滲透(tou)率(lv)不斷提升,帶動長薄型方形疊(die)片電池(chi)成為市場主流。
頭(tou)部動力(li)電池(chi)企(qi)業中,比亞迪(di)(刀(dao)片(pian)(pian))、蜂(feng)巢能源(短刀(dao))、中創(chuang)新航(One-stop Bettery和全極耳疊片(pian)(pian)電池(chi))、瑞(rui)浦蘭鈞(CB500長(chang)電芯)、欣旺(wang)達(超充電池(chi)SFC48),其產品都采用疊片(pian)(pian)工(gong)藝。
精密加工(gong)設(she)備-日信高科
與此同(tong)時,隨著儲能(neng)電(dian)(dian)芯(xin)容量不斷向280Ah、以及300Ah以上進發,儲能(neng)市(shi)場已經成為繼軟包動力電(dian)(dian)池之后(hou),疊片電(dian)(dian)池出貨的新增長(chang)極(ji)。
截至(zhi)2022年(nian)底(di),280Ah的大容量(liang)方形電池在電力儲能領(ling)域(yu)的滲透率已達(da)80%。從制造端看(kan),對(dui)于(yu)(yu)大電芯而言,疊片工(gong)藝有利于(yu)(yu)電芯內部空間利用(yong)更(geng)充分,能量(liang)密(mi)度(du)更(geng)高,安全性更(geng)好,循環壽命更(geng)長,與其(qi)生產工(gong)藝的匹配度(du)更(geng)高。
此前,囿于生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)低與投(tou)入成(cheng)本高,疊(die)片路線在鋰電(dian)制造環節滲透緩慢。而隨著新一(yi)批疊(die)片設備工藝進展不斷(duan)躍階,桎梏(gu)消失(shi)的疊(die)片電(dian)池正在快速(su)起(qi)量,也為供應鏈相關企業(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
在核心工序段,疊片與卷繞的(de)差別主要在于模切和(he)極組成型環節(jie)。
在模切(qie)方式上,傳統卷(juan)繞(rao)(rao)采(cai)用雙(shuang)邊(bian)模切(qie),模切(qie)極(ji)耳間距(ju)不等(deng),沖切(qie)位置有(you)Mark孔(kong)進行(xing)定位;而疊片(pian)采(cai)用單邊(bian)模切(qie),極(ji)耳間距(ju)相同,會(hui)進行(xing)等(deng)間距(ju)切(qie)斷(duan)。卷(juan)繞(rao)(rao)雙(shuang)邊(bian)模切(qie)完(wan)成(cheng)后(hou)(hou)分切(qie)收卷(juan),以(yi)卷(juan)料形式流向極(ji)組(zu)(zu)成(cheng)型(xing)工序(xu),疊片(pian)模切(qie)后(hou)(hou)以(yi)片(pian)狀(zhuang)物料流向極(ji)組(zu)(zu)成(cheng)型(xing)工序(xu)。
沙迪克精密加工(gong)設備-日信(xin)高科(ke)
相比于僅(jin)需一(yi)次切段(duan)(duan)的(de)卷繞電池(chi)(chi)極片,疊片電池(chi)(chi)切段(duan)(duan)的(de)極片數量多,工藝難(nan)度(du)大。如一(yi)致性保持(chi)不(bu)(bu)佳,則容(rong)易產生毛刺和粉塵問題,不(bu)(bu)僅(jin)會(hui)降低電池(chi)(chi)的(de)能(neng)量密度(du),還可能(neng)擊穿隔(ge)膜,導致電池(chi)(chi)自放(fang)電或電池(chi)(chi)內部短路(lu)問題,影響電池(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。
目前,疊(die)片(pian)(pian)電池的(de)極片(pian)(pian)裁切(qie)主要采用(yong)模(mo)具沖切(qie)和激光(guang)切(qie)割兩(liang)種方式。模(mo)具沖切(qie)是采用(yong)五金刀切(qie)斷極片(pian)(pian),沖切(qie)效率高(gao),且技術成(cheng)熟,是目前主流的(de)疊(die)片(pian)(pian)結構極片(pian)(pian)裁切(qie)方式。
由于五金模具是(shi)利用沖頭(tou)和下刀(dao)模極小的(de)間(jian)隙(xi)對極片(pian)進行裁(cai)切,上下刀(dao)的(de)間(jian)隙(xi)、壓料(liao)板(ban)和沖頭(tou)的(de)間(jian)隙(xi)、壓料(liao)板(ban)壓力的(de)大小、壓料(liao)板(ban)平(ping)面度等都是(shi)造(zao)成毛刺與粉塵的(de)主要因素。
行業(ye)認為,為了解決(jue)毛刺與粉塵問(wen)題,既(ji)要優化現有模(mo)具(ju)結構,也要改(gai)善模(mo)具(ju)材料、完成高度精細的模(mo)具(ju)制造和裝配過程。
由于沖(chong)壓模(mo)(mo)具工(gong)(gong)作(zuo)時(shi)要承受沖(chong)擊、振動、摩擦、高壓和拉伸、彎扭等負荷,工(gong)(gong)作(zuo)條件復雜,易發生(sheng)磨損、疲(pi)勞、斷裂、變形等現象(xiang)。極片沖(chong)切模(mo)(mo)具對零(ling)件材(cai)料的要求遠比普通零(ling)件高。
此外,模具加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)涵蓋(gai)模座加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)、模板加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)、刀口(kou)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)等,涉(she)及到CNC粗加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)、硬(ying)陽處理(li)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)、熱處理(li)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)、放電(dian)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)、線切(qie)割、JG坐(zuo)標磨床加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)等多個環節,對加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)過(guo)程(cheng)的技術及經驗要求極(ji)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(pian)沖(chong)切領域,通過自(zi)主研發新型模具與引入國際頂尖設備(bei),擁有超薄材料沖(chong)切模具核心技術,賦能鋰電池極片(pian)安全高(gao)效(xiao)生產。
超(chao)薄材料的沖切(qie)對模具(ju)沖裁間隙要(yao)求非(fei)常高,因此(ci)對模具(ju)在設計、加(jia)工、檢(jian)測、裝配調(diao)試各環節要(yao)求都很嚴苛。
瑞士豪澤坐標磨-日信(xin)高(gao)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,可用于模具零件高(gao)精度線(xian)切(qie)割放(fang)電(dian)加(jia)(jia)工、高(gao)精密零件圓孔以及(ji)輪(lun)廓形狀加(jia)(jia)工、及(ji)鉆削、銑(xian)削等多種加(jia)(jia)工工藝(yi)。
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(yi)批高精密檢測設備,可(ke)檢測極片裁切面的(de)平(ping)整度、毛刺(ci)大小,并對零(ling)件實現高精度要求的(de)3D測量。
高(gao)精密檢測(ce)設備-日(ri)信高(gao)科
正(zheng)常的(de)(de)沖裁(cai)間(jian)隙(xi)(xi)是材料厚(hou)度(du)的(de)(de)5%,即厚(hou)度(du)為0.1mm的(de)(de)材料,模(mo)具沖裁(cai)間(jian)隙(xi)(xi)為0.005mm。
鋰電池極(ji)(ji)片(pian)(pian)集流(liu)體正(zheng)極(ji)(ji)是厚度約0.015的鋁箔(bo),負極(ji)(ji)是厚度約0.006的銅箔(bo),根據沖(chong)切(qie)(qie)(qie)模(mo)具間隙的取值(zhi)標(biao)準,鋰電池極(ji)(ji)片(pian)(pian)正(zheng)極(ji)(ji)沖(chong)切(qie)(qie)(qie)模(mo)具的沖(chong)裁間隙取值(zhi)在(zai)0.0007mm左右,負極(ji)(ji)沖(chong)切(qie)(qie)(qie)模(mo)具的沖(chong)裁間隙在(zai)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(tao)高精密鋰電池極片沖切(qie)模(mo)具(ju)交付經驗,被中國質量認證中心(xin)認定為模(mo)具(ju)企(qi)業先進制(zhi)造能力等級(ji)中的(de)沖模(mo)(II類)。
進入新能源賽道的近十年間,日信高科逐(zhu)漸積(ji)累了比亞(ya)迪、LG、瑞浦蘭鈞、孚能科(ke)技(ji)、冠宇(yu)動力、中(zhong)創新(xin)航(hang)、格林(lin)晟、利元(yuan)亨等一線客戶資源。
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了長期的(de)戰(zhan)略合作,與頂尖的(de)教(jiao)授博士小(xiao)組共同進(jin)行(xing)自主(zhu)模(mo)具研發,持(chi)續針對最新的(de)電池材料及結構體系進(jin)行(xing)模(mo)具迭(die)代。
當前(qian),在國內鋰(li)電池(chi)極(ji)片裁切(qie)模(mo)具細分領域,公(gong)司的市(shi)場占有率已達(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(guan)控上,公(gong)司通過優化產品(pin)設計、改進(jin)生產工藝、提高(gao)產品(pin)良率、人員精細化管(guan)理等,進(jin)一步(bu)降(jiang)低(di)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、輥壓機軋輥等新產品,為涂布機(ji)、輥壓機(ji)、分條機(ji)、模(mo)切機(ji)等設備提供(gong)關鍵零部件。
出海進程上,日信高科在(zai)韓(han)國天安市成立了海(hai)外駐(zhu)點,對LG新能源、三(san)星等韓(han)國客戶(hu)提供現場服務,為公司拓寬海(hai)外市場打下(xia)堅實基礎。
根(gen)據行業預(yu)測,到2027年(nian)全球(qiu)采用疊片工藝的電池產能將(jiang)達(da)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(bu)斷研發精密模具尖端(duan)技(ji)術,精準抓住新(xin)能源(yuan)電池產業鏈發展的(de)大潮,建立競爭(zheng)護城河。