广东智子段臻：数字化交付体系加速动力电池产业“蝶变”

　　在全球汽车电动化转型的背景下，动力电池全产业链快速迭代发展，正在加速产业蝶变。其中，电池材料有着复杂的工艺流程且变化迅速，对装备制造企业也提出了更为严苛的要求。

图为广东智子智能技术有限公司技术总监段臻发表演讲

　　日前，在第八届动力电池应用国际峰会(CBIS2023)上,广东智子智能技术有限公司(简称“广东智子”)技术总监段臻表示，“作为一家流程工业领域的装备制造商，我们借用了材料学四要素的概念，即从材料的使用性能、结构成分、性质及合成加工四个维度分析一种材料，我们将自己定位于专注材料行业的合成与加工方向。”

　　一种材料从科研单位的试验线到企业客户的中试线，再到量产线，离不开装备制造企业的装备系统解决方案。如何才能更好地创造价值，智子智能给出的答案是在工艺技术革新上，尤其重视对材料的深刻理解，掌握材料特征，提升工艺应用价值。

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“卷”向技术创新和进步

　　今年以来，整个动力电池行业最大的特点就是“卷”。但显然，市场在经历“爆发式”增长后，竞争必然进入白热化阶段，同时也将孕育技术的创新与进步。

　　段臻指出，材料创新变化是非常明显的趋势，比如在负极材料领域，更多地从石墨转向硅碳/硅氧负极和硬碳材料;在正极材料领域，则向磷酸铁锰锂、高镍三元、钠电层状氧化物等技术材料方向变化。

　　据段臻介绍，为应对材料的创新变化，智子智能依托国内领先的二向箔实验室体系优势，将实验室作为企业科技创新发展的重要组成部分，为关键核心技术攻关提供有力支撑。

　　· 材料测试实验室：针对固、液态材料样本，采用颗粒度测试仪、粉体流动性综合测试仪、光学显微镜、扫描电镜及浆料稳定性测试仪等精密仪器，对物料的各项性能进行测试，提供精准的实验数据结果，通过全面的测试数据报告，赋能企业优化粉体系统设计，加快落地生产进程。实验室除了具备极片制作能力以外，还能够与高校开展产学研合作，完成电池制作和检测等一系列工作。

　　· 粉体工程实验室：采用物料自动化仿真实验，模拟出实际的生产环境，有效规避生产风险。目前，该实验室可提供输送、造粒、混合及包覆等工程实验。

　　· 流程工业实验室：专注于产线的数字化、智能化和信息化的改造升级。

　　众所周知，磷酸铁锂固相法的生产工艺已非常成熟，若想在此基础上进一步优化提升，高效应对市场变化，则需在技术上有所创新和突破。

　　段臻介绍，广东智子从工艺角度对设备的模块化配置进行了深度解读，并创新提出“高级工作包”的概念。

　　具体来讲，广东智子对工艺模块进行分解的同时，也对其中的设备技术点进行分解。如后处理模块，技术点是高效除磁技术、筛分技术、无人化全自动包装技术、全自动打包技术及智能物流等。与之相匹配的是粉体后处理设备模块，经拆解后，包含除磁模块、筛分模块、粉碎模块、批混模块、全自动包装模块及物流模块。

　　同样，电池的前段制浆线，包含物流模块、拆包投送模块、配料模块、混合分散模块及管道输送模块，而其中的核心工艺模块是混合分散模块。目前，市场上使用最多的是双行星设备适配，以及双螺杆、高速分散模块的适配。在此基础上，智子智能升级出“高级工作包”，即根据项目进度、特殊需求及施工区域等条件来定制交付路线图，包含施工区域内的施工工作包、设计工作包、采购工作包及安装工作包等。

　　定制条件：

　　1、单工作包为一个施工班组1~2周的安装工程量;

　　2、新项目分部交付、交叉交付或非线***付;

　　3、新项目存在工序和产能上的不确定性因素，预留接口;

　　4、项目为原有产线的改造、产能扩建及工序改建等情况。

　　据段臻介绍，工作流程是从项目的设计阶段对高级工作包进行拆解。以一条正极材料固相法产线为例，其存在两个不确定性。一是在后处理阶段有批混工序，开始时不能确定后续是否会上;二是产能存在不确定性，在筛分和除磁工序，需要为后续的产能扩建预留接口。智子智能在前期设计阶段则会将这两个不确定因素定义为一个高级工作包。

　　紧接着，将高级工作包进行分解，分解为施工工作包、预制模块安装工作包、设计工作包及采购工作包。企业需求的不确定性在后期的逐步交付过程中，所有环节均可实现可控。比如在原先的正常交付周期内，高级工作包可根据产线的交付进度随时进场施工，同时，预制模块也提供了很好的进场交付保证。

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数字化交付体系加速动力电池产业“蝶变”

　　在智能制造趋势下，数字化交付体系将赋能产线的大规模制造，提升交付成果质效。广东智子深研产业工艺路线，所提供的数字化交付体系基本覆盖项目的整个生命周期。

　　工艺包设计方面：段臻表示，依托二向箔实验室平台，提供材料测试、工艺放大等支持，可使工艺(包)冻结设计时间缩短30%。

　　装备系统设计方面：采用1D-2D-3D-4D的一体化设计，可使装备系统方案的响应时间缩短40%。

　　施工建造方面：采用高级工作包+模块化交付，可使项目交付时间缩短30%，材料和施工成本节约15%。

　　人员培训方面：引入VR+AR培训，在产线调试完成后，即可做到熟练工上岗。

　　设备资产维护方面：在整个产线交付运维过程中，对产线的改造、扩建甚至报废提供支持，做到对设备资产的终身维护。

　　值得一提的是，在运营维护方面，广东智子使用数字孪生系统进行预测性运维，综合管理“人、机、料、法、环、测”六要素，提升信息检索、部门沟通、产线数据采集清洗及应用管理效率，将管理效率提升45%，非计划宕机减少50%。

　　成立于2016年的广东智子，致力于成为全球领先的物料处理技术服务公司，为客户提供专业的EPC数字化、智能化的物料处理系统解决方案。目前，客户群体主要覆盖新能源、新材料、精细化工及食品医药四大领域。

　　当前，在全球汽车产业加速变革下，动力、储能电池市场即将进入TWh时代，高品质、高效率及大规模的制造和交付成为产业趋势。广东智子结合工业智能应用和先进制造技术，已经将材料测试、中试熟化和规模化量产进行全链条覆盖，下一步公司将加强产业链的协同联动，持续助力电池及材料在大制造时代迭代“升维”。