全球汽車電動化加速推進，帶動動力電池新一輪基于TWh的全球產(chǎn)能布局。據(jù)電池中國不完全統(tǒng)計，目前全球頭部鋰電池企業(yè)產(chǎn)能規(guī)劃到2025年已超4000GWh。
面向TWh新周期，鋰電制造呈現(xiàn)出三大趨勢：一是提質(zhì)，解決當前制造環(huán)節(jié)痛點，將帶動鋰電設備打破陳規(guī)，重構鋰電制造邏輯;二是增效，區(qū)別于GWh時代，電池企業(yè)迫切需要將單線產(chǎn)能從0.5-3GWh向5-10GWh，甚至更高產(chǎn)能快速躍進，這對鋰電設備的良品率、一致性、穩(wěn)定性和效率都提出更高要求;三是降本，隨著電池技術越來越成熟，電池企業(yè)希望通過高集成、智能化、少人化設備投入，降低電池制造成本，提升成本競爭力。
在此背景下，主流設備企業(yè)紛紛開展產(chǎn)品升級和工藝革新。業(yè)界人士分析認為，面向TWh需求，誰能夠率先實現(xiàn)上述目標，就將成為TWh新周期下鋰電池高品質(zhì)、高效率制造的引領者。
在鋰電池生產(chǎn)過程中，制漿工藝不僅是核心工藝之一，還對鋰電池良品率起到重要作用。日前，曼恩斯特以“創(chuàng)新縱橫，智造‘漿’來”為主題，重磅發(fā)布其智能調(diào)度雙螺桿制漿系統(tǒng)，區(qū)別于現(xiàn)在單線0.5-3GWh產(chǎn)能，重構TWh時代鋰電制造邏輯。
而作為涂布領域龍頭企業(yè)，業(yè)界不禁產(chǎn)生疑問：曼恩斯特為何布局上游制漿系統(tǒng)?其制漿系統(tǒng)有何創(chuàng)新技術加持?
曼恩斯特智能調(diào)度雙螺桿制漿系統(tǒng)示意圖
實際上，當前制漿環(huán)節(jié)仍存在漿料金屬異物超標、管道易堵/清洗困難、系統(tǒng)能耗/人工成本高、不利于批次管理、產(chǎn)品轉(zhuǎn)型漿料浪費嚴重、設備占地面積大/環(huán)境管控成本高等痛點問題，嚴重影響制漿、涂布良品率。
基于此認識，電池中國從發(fā)布會現(xiàn)場了解到，曼恩斯特智能調(diào)度雙螺桿制漿系統(tǒng)有三大優(yōu)勢：
一是通過系統(tǒng)配方管理+自動投料+在線計量+自動制漿+智能調(diào)度，可實現(xiàn)一鍵一站式制漿，將減少50%人工，減少10%制造成本，減少15%運營成本;
二是核心部件雙階雙支撐雙螺桿制漿模塊通過設計和材料等方面創(chuàng)新，實現(xiàn)漿料混合分散，將大幅提升制漿效率和品質(zhì);
三是多種創(chuàng)新模塊組合功能性強，包括送料、稱重、智能調(diào)度、自動制漿等模塊，經(jīng)組合定制，可實現(xiàn)15-20GWh的產(chǎn)能，而且相同產(chǎn)能下降低30-50%制造功率，還可同時生產(chǎn)多種配方漿料、減少40%配料系統(tǒng)環(huán)境管控成本、減少35%配料系統(tǒng)占地面積。
業(yè)界人士分析認為，相較當前制漿系統(tǒng)的主流水平，以上數(shù)據(jù)佐證了曼恩斯特智能調(diào)度雙螺桿制漿系統(tǒng)可滿足TWh時代鋰電制造需求，或?qū)⒁I制漿環(huán)節(jié)新技術應用“狂飆”。
01
從“設備配套”到“技術主導”
值得注意的是，在鋰電前段工序中，多年來以曼恩斯特等企業(yè)為代表的國產(chǎn)涂布技術崛起，使我國早已擺脫被外國技術壟斷的局面。
隨著我國涂布水平的不斷精進，業(yè)界發(fā)現(xiàn)，同時提高漿料的品質(zhì)，將有利于發(fā)揮出涂布系統(tǒng)的極致功能。作為鋰電前段制造的頭部企業(yè)，曼恩斯特意識到這一行業(yè)痛點，于是開始布局制漿環(huán)節(jié)，從原來僅僅配套涂布系統(tǒng)，拓展至研發(fā)制漿技術及解決方案。
再者，當前電池企業(yè)對產(chǎn)品高品質(zhì)、高性能和高端極限制造的需求，也期待提高制漿和涂布一體化水平，并驅(qū)動著包括制漿在內(nèi)的核心生產(chǎn)環(huán)節(jié)的智能化升級和降本增效。
曼恩斯特總經(jīng)理彭建林在發(fā)布會現(xiàn)場
在技術創(chuàng)新方面，此次引業(yè)界最為關注的是曼恩斯特智能調(diào)度雙螺桿制漿系統(tǒng)中雙階雙支撐雙螺桿制漿模塊的創(chuàng)新。
其一，在業(yè)內(nèi)首次采用螺紋元件及內(nèi)襯陶瓷化設計，無金屬顆粒對電性能造成影響，符合去金屬化趨勢，漿料更加安全;材料磨損量僅是鎳基合金的1/10，使用壽命更長。
其二，雙支撐結構設計，使設備受力均勻、摩擦力減小，不易掃膛磨損，整機功率更小;螺紋元件與腔壁之間間隙小，使剪切更強，剪切物料性能更好;結構緊湊擾動小，使部件壽命更長，方便拆洗，維護成本更低，同時節(jié)省占地面積。
其三，集成泵送元件設計，采用高壓輸送方式，提高輸送效率、簡化輸送段結構，降低成本，而且輸送流量更加穩(wěn)定。
陶瓷化螺紋元件展示
在電池中國看來，曼恩斯特在創(chuàng)新核心元件的同時，為了實現(xiàn)智能自動一體化制造，曼恩斯特還從制漿整體解決方案出發(fā)，其智能調(diào)度系統(tǒng)可大幅減少設備閑置率，以及換料中浪費的材料，將智能自動化極限制造和降本也推向極致。
據(jù)測算，其加入智能調(diào)度模塊，可實現(xiàn)多種配方同時生產(chǎn)，減少漿料換型損失300kg/次，換型人工工時約50%，并實現(xiàn)漿料批次化管理。
02
“逆向研發(fā)”有理有據(jù)
當前鋰電產(chǎn)業(yè)“內(nèi)卷”浪潮一波更勝一波，一方面，眾多上游企業(yè)紛紛向下順勢延長產(chǎn)業(yè)鏈布局，如鋰礦企業(yè)，憑借資源自供優(yōu)勢，向下延展鋰鹽產(chǎn)品，甚至正極前驅(qū)體材料等領域;另一方面，下游頭部電池企業(yè)電池能量密度、使用壽命、安全保障等核心要素上不斷優(yōu)化升級，行業(yè)“內(nèi)卷”正推動我國鋰電產(chǎn)業(yè)鏈進一步提高全球競爭力，鋰電設備“開卷”也在所難免。
曼恩斯特之所以能夠從涂布領域“逆向研發(fā)”制漿環(huán)節(jié)，在電池中國看來，既出乎意料又有理有據(jù)。
“逆向研發(fā)”一般是指從下游應用經(jīng)驗和思考入手，反推上游應該如何提高產(chǎn)品質(zhì)量和技術流程，并布局上游技術應用。這意味著從研發(fā)、生產(chǎn)到投入，企業(yè)都需要付出高昂的成本，同時對其技術儲備也有嚴苛要求，因此縱觀鋰電產(chǎn)業(yè)鏈，敢于挑戰(zhàn)“逆向研發(fā)”的企業(yè)寥寥無幾。
電池中國發(fā)現(xiàn)，曼恩斯特堅持“始于高端”的逆向研發(fā)流程，源于其對極致技術的自信。在此之前，曼恩斯特主要產(chǎn)品包括高精密狹縫式涂布模頭、涂布設備及涂布配件等涂布先進解決方案。多年前，憑借其自研領先的涂布技術，寧德時代、比亞迪、中創(chuàng)新航和ATL等鋰電頭部企業(yè)紛紛向曼恩斯特采購相關設備，實現(xiàn)國產(chǎn)替代。中國電池工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，曼恩斯特的高精密狹縫式鋰電池極片涂布模頭2019年至2021年中國市場占有率分別為19%、21%和26%，本土企業(yè)行業(yè)連續(xù)三年排名第一，結合近兩年市場數(shù)據(jù)，其涂布解決方案市場占有率持續(xù)提升。
基于其涂布設備多年來在鋰電行業(yè)廣泛積累的應用經(jīng)驗，曼恩斯特對上游漿料有了全面而深入的理解。不甘于僅僅配套涂布環(huán)節(jié)，曼恩斯特主動挑起制漿設備升級的責任，積極投入到制漿設備研發(fā)之中。
同時，電池中國還發(fā)現(xiàn)，曼恩斯特能夠從涂布“逆向”布局制漿環(huán)節(jié)主要因為，一方面曼恩斯特通過涂布環(huán)節(jié)，從所生產(chǎn)產(chǎn)品的面密度、強度等關鍵指標表現(xiàn)，充分掌握對漿料品質(zhì)的要求，另一方面，其研發(fā)的制漿系統(tǒng)，在規(guī)模化落地過程中擁有先天的驗證優(yōu)勢，用其制漿系統(tǒng)制造的漿料，可以在其涂布系統(tǒng)進行充分驗證，縮短下游驗證時間，并形成制漿+涂布一體化產(chǎn)業(yè)鏈解決方案。
此次發(fā)布會上，動力電池應用分會副秘書長、研究中心總經(jīng)理周波在致辭中表示，“作為一家擁有自主研發(fā)能力的高新技術企業(yè)，曼恩斯特通過持續(xù)創(chuàng)新研發(fā)，不斷攻克鋰電制造涂布和制漿工藝中的種種難題，突破技術瓶頸，以創(chuàng)新力量助力我國鋰電產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展。”
隨著曼恩斯特智能調(diào)度雙螺桿制漿系統(tǒng)的正式發(fā)布，或?qū)⒊蔀槠浒l(fā)展的又一創(chuàng)新推動力，也可能帶動制漿環(huán)節(jié)“開卷”。未來，或?qū)痈嗥髽I(yè)不斷迭代硬件，升級軟件，提高智能自動化水平，助力我國鋰電設備不斷革新和產(chǎn)業(yè)持續(xù)進步。