日本设备在EV电池制造上显示存在感
2022/02/09
在用于纯电动汽车(EV)电池的制造工序中,日本的相关设备企业显示出存在感。日本的设备厂商向松下等的电池工厂交付制造设备,还在最尖端电池的开发方面支撑软银等。不过,中韩两国企业也在迅速追赶,像半导体制造设备那样,日本保持竞争力的阻碍很高。
日本最大电池涂布机厂商Hirano Tecseed不断收到“想增产电池,请告知何时能交付设备”等来自国内外电池企业的咨询。2020年度的未交货订单达到261亿日元,比上财年增加约7成。该公司社长冈田薰说:“已告知新增客户,‘交货期将是2年之后’”。
每台售价10亿日元的设备
涂布机是用于电极制造、长达100米的横向长的设备。在厚度仅数微米的金属箔上涂上很薄的材料,通过热风吹干,为了避免起皱而卷绕起来。有些型号具备每分钟加工约100米金属箔的能力,价格达到每台10亿日元(约合人民币551.3万元)。
锂离子电池以电极、隔离层和电解液为主要零部件,通过锂离子在正极和负极之间移动实现充放电。电极发挥收纳离子的架子的作用,涂在金属箔上的材料成为决定电池容量的关键。材料的搭配因电池不同而有所不同,Hirano Tecseed拥有找出涂在金属箔上的厚度和热风温度最佳值的技术。
Hirano Tecseed的涂布机的交货有些要等2年 |
电池经过(1)混合(2)涂布(3)干燥(4)卷绕等工序之后完成制造。日本名古屋大学未来社会创造机构的客座教授佐藤登指出,“制造设备影响电池的生产速度和成本”。
被视为全球最大规模的松下的美国工厂运行14条生产线,以每秒60个的速度生产电池,能高速持续生产高品质电池的设备不可或缺。
凭借锂离子电池开发获得诺贝尔化学奖的吉野彰把叠加卷绕电极和隔离层的工序列为容易出现残次品的“困难工序”。采用的是大量内置滚轮的“卷取机”,由CKD和皆藤制作所(滋贺县草津市)生产。
如果卷取之际电极等的位置出现偏移,或过度延展隔离层,有可能导致电池起火。CKD的自动机械事业本部的部长田代伸幸表示,“即使原材料优良,也可能被糟蹋。这是犹如‘烹饪’的工序”。CKD发挥通过电子零部件的电容器制造设备积累的控制技术,将电极的位置偏移控制在0.3~0.5毫米以内。
检查和性能测试设备也受到关注
检查和性能测试的精度也关系到安全性。日本的测试设备企业ESPEC(爱斯佩克)在宇都宫市内工业园区拥有电池评估设施,国内外的电池技术人员不断来访。这是为了检测在反复充放电或施加冲击和加热之后,是否符合纯电动汽车电池的安全标准。软银在该设施内设有最尖端电池的研发基地。
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