华视集团曹国平谈精密智造:从1%抽检到100%全检,电池制造重新定标
高工锂电·2025-12-26 18:28

文章核心观点 - 精密智造与工业检测正从“配套”角色转变为定义电池产品性能上限与成本下限的基础设施,成为多元技术路线竞争中的关键差异化能力 [1][20] 从抽检到全检:极片面密度检测的革新 - 行业传统采用扫描式X射线面密度检测,光斑直径仅几十毫米,实质为抽检,覆盖率仅1%–1.8%,难以真实反映一致性及支撑高精度闭环控制 [6] - 公司方案将抽检变为全检,采用长条形X射线光斑与线阵半导体探测器实现全幅宽100%覆盖的线扫,横向分辨率达0.4毫米,纵向采样周期缩至0.2秒 [7] - 全幅宽面密度仪对正极极片重复测量100次,在30毫米分区宽度下1秒积分的重复精度达±0.02g/m²,1毫米分区精度为±0.08g/m²量级 [7] 以检测反推工艺:优化调机、N/P比与容量一致性 - 压缩调机时间与成本:利用0.2秒级响应的全检数据驱动涂布闭环控制,将单次闭环调节时间从25.5秒压缩至1.5秒,以280Ah电芯为例,仅此一项年节省成本约127万元 [9] - 优化N/P比设计:通过全检面密度与高精度涂布模头,将正极工艺控制公差从常规2.5%收紧至1.5%,使N/P比设计可从1.15下调至1.10,在一条280Ah电芯产线上年材料降本空间约660万元 [10] - 提升容量一致性并探索“预分容”:在卷绕工序,通过在线全检面密度并微调极片长度,保证每片正极活性物质总量相同,将容量一致性控制前移至卷绕段 [12] - 在叠片产线,尝试建立“正极面密度总量—电芯容量”计算模型,通过全检数据预测电芯容量,旨在缩短或部分替代传统化学分容,降低老化与分档成本 [12] 工业CT的应用现状与突破方向 - 当前应用受限:单颗电芯完整CT检测需10–20分钟,而主力产线节拍达20–30PPM(每分钟20-30个),需数十台CT覆盖,单线投资成本以亿元计,难以落地 [14] - 离线CT方案:通过大面积低噪声探测器、抖动扫描模式等提升三维重建精度,用于定位极耳对齐度、极片翻折、金属异物等缺陷 [15] - 在线CT方案:采用卧式滑环结构,射线源与探测器同步转动,便于嵌入产线,实现自动上下料,极限4秒输出扫描结果,重点检测对齐度、极耳等关键部位 [15] - 发展趋势:工业CT正从抽检工具向特定高风险工序、关键项目的“结构保险丝”过渡,对于大圆柱、高端软包或固态电池企业更具议价空间 [16] 覆盖电芯制造全流程的检测与工艺设备 - 前段工艺:子公司提供涂布模头、供料系统及闭环控制系统,支持大涂布宽度、高固含浆料及异形涂布等工艺 [17] - 中后段工序:集团子公司提供X/β射线检测、激光测厚、3D轮廓仪、CCD尺寸与缺陷检测、毛刺在线检测、电芯包膜外观检测、隔膜瑕疵检测等设备,覆盖从涂布到化成分容多个环节 [17] - 密封检测方案创新:针对传统氦质谱检漏设备价格超百万元、检测超1小时、精度达1×10⁻¹³Pa·m³/s存在“性能过剩”问题,公司开发基于半导体气体传感器的方案,检测时间缩至10分钟内,检测限约1×10⁻⁹Pa·m³/s,设备与运行成本约为氦质谱方案的二十分之一 [18] 市场拓展与行业意义 - 公司在德国、美国等地设有本地工厂与服务团队,提供模头维修、垫片加工与检测设备支持,认为在海外市场存在通过本地化制造和服务建立长期关系的空间 [18] - 在成本见顶、事故容错率降低、技术路线多元的背景下,精密制造与检测能力构成了不同应用场景(如两轮车、小动力、备电)与技术路线(液态、固态)的共同“底座” [20]