日本PRIMIX公司開發出了大量生產鋰離子充電電池時使用的新制造技術。這就是可通過連續處理電極漿料*來進行生產的“CDM(ContinuousDispersionMixing)工藝”.與原來采用間歇式混合機的方式相比,可削減工廠的占地面積、耗電量及人工費等,提高質量的同時降低成本。
*電極漿料=用于在電極板上涂布的電極流體材料。通過在粘合劑及溶劑等液體中混入電極活性物質及導電材料等粉末構成。
在鋰離子充電電池方面,眾所周知的是電極活性物質及電極板的涂布技術會給產品的性能、質量及成本帶來巨大影響。不過,電極漿料制造技術其實非常重要這一點卻鮮為人知。在目前的鋰離子充電電池的制造工序中,電極漿料的混合工序還不是連續處理工藝,仍然以采用間歇式混合機的間歇處理為主流。在今后需求急劇擴大的車載用途方面,從最初起就進行大規模量產的計劃接連不斷,為此需要采用通過連續處理來制造電極漿料的工藝。
通過將鋰離子充電電池制造從以往的間歇處理混合工序改為CDM工藝,可使制造工序全部變成連續處理。
為何現在需要連續處理?
從20世紀90年代開始量產的鋰離子充電電池,在電極漿料的制造上一直采用間歇混合機(葉片混合+調速攪拌方式)。原因是量產直接沿用了開發階段的制造方法。
在實驗室中最初試制鋰離子充電電池時,一般是用研缽將電極活性物質及導電材料磨碎,并添加粘合劑溶液,由此來制造紐扣電池等的。因此,最先實用化的便攜終端用鋰離子充電電池只是在實驗室的制造方法上進行了擴展,具體做法是首先把干式混合電極活性物質及導電材料相互混合,并粉碎粉末的凝結物,然后投入間歇式混合機,與粘合劑等液體材料進行混合。
現在,面向混合動力車及電動汽車開發車載鋰離子充電電池時,采用的還是與面向便攜終端的鋰離子電池相同的制造方法。在電極板的制造方法上,由于很難通過變更設備來改變制造條件,所以大多對以往的制造設備都有很強的依賴性。這樣,車載鋰離子充電電池就直接將原來鋰離子充電電池在量產方面的問題“繼承”了下來。
另外還有一個問題。車載電池廠商在進行量產準備的同時對能夠提高電池性能的新材料展開了研究。不過,仍然使用原來的制造設備的話,很難在利用新材料進行量產時大幅降低制造成本。而且,在擴大量產規模時,單純增設現有制造設備的做法也存在著極限。要想在今后日趨激烈的國際競爭中勝出,依靠現有的制造設備恐怕很難做到。
車載鋰離子充電電池的量產必須導入與以往面向便攜終端的制造方法不同的生產技術,由此大幅降低成本。已有新涉足企業表示將導入與原來不同的新制造方法,按計劃來擴大產生規模。
這些企業在電池開發上經驗有限,也沒有使用現有設備進行量產的經歷。但這反而使他們產生了獲取新生產技術的欲望。在不遠的將來,就很有可能出現成本實現大幅削減、與既存廠商相比以更有利的條件來開展業務的企業。而且,新涉足企業在設備導入上的決策及執行速度絕對的快。 |