新能源時代，研華科技為鋰電企業(yè)筑牢品質(zhì)護城河
2021-6-9 來源：研華科技 作者：-
研華科技，2021年6月-隨著中國明確“2030年碳達峰、2060年碳中和”時間表，中國能源“去碳化”趨勢已經(jīng)提速。在這一進程中，鋰電池作為一種成熟的環(huán)保儲能技術(shù)，正在受到廣泛的關(guān)注，并逐步成為石化能源的主要替代者，開始占據(jù)電動汽車動力電池主要市場。
市場研究公司Research and Markets預(yù)計，到2025年，全球鋰電池市場將達到918億美元。在這之中，中國不僅用于生產(chǎn)鋰電池的材料全球領(lǐng)先,生產(chǎn)兩大核心裝備自主化率也超過95%，將成為未來鋰電池生產(chǎn)四大核心產(chǎn)地(中國,日韓,歐洲,美國)中最有份量的地區(qū)。面對廣闊的市場需求，如何降低鋰電池生產(chǎn)成本并保障其品質(zhì)成為中國鋰電池生產(chǎn)企業(yè)致勝的關(guān)鍵。
近日，研華科技數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品經(jīng)理呂家懷與佛山天祿智能裝備有限公司電氣技術(shù)部負(fù)責(zé)人姚敘良開啟了一場線上對話，就鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景和面臨的挑戰(zhàn)，以及如何從生產(chǎn)源頭發(fā)力，實現(xiàn)鋰電池提質(zhì)降本等話題展開交流。
鋰電行業(yè)前景趨好，但問題尚存
呂家懷：您如何看待當(dāng)下鋰電池行業(yè)的發(fā)展前景？
姚敘良：當(dāng)下，新能源動力汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展以及3C制品,儲能領(lǐng)域等三大產(chǎn)品需求的快速增長，市場對鋰電池的需求日趨迫切。如何提升鋰電池品質(zhì)，將是企業(yè)贏得市場競爭的關(guān)鍵。然而，要生產(chǎn)出高品質(zhì)的鋰電池，除了工藝是否先進，更重要的是，要保證鋰電池材料生產(chǎn)過程對溫度、氧氣含量以及壓力等核心參數(shù)的精準(zhǔn)控制。
呂家懷：作為鋰電行業(yè)上游供應(yīng)商，天祿智能可以提供哪些鋰電池生產(chǎn)裝備？
姚敘良：我們是一家集科研設(shè)計、加工制造、施工安裝與調(diào)試一體化服務(wù)的專業(yè)熱工技術(shù)設(shè)備公司，產(chǎn)品包括回轉(zhuǎn)窯、輥道窯、隧道窯及輔機設(shè)備，可應(yīng)用于電池材料等的加工生產(chǎn)。隨著市場對鋰電池需求的快速增長，目前用于生產(chǎn)鋰離子電池正負(fù)極材料燒結(jié)窯爐是我們重點業(yè)務(wù)方向之一。
佛山天祿科技專利產(chǎn)品—鋰電正極材料燒結(jié)輥道窯爐全圖
呂家懷：目前鋰離子電池正負(fù)極材料生產(chǎn)過程主要面臨哪些挑戰(zhàn)？
姚敘良：鋰電材料包括磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料等正極材料，以及石墨、鈦酸鋰等負(fù)極材料。其中正極材料性能及成本直接影響鋰離子電池性能和成本（正負(fù)極材料的質(zhì)量比為3:1~4：1），由于正極材料生產(chǎn)工序較多，合成路線也比較復(fù)雜，對溫度、環(huán)境、雜質(zhì)含量的控制比較嚴(yán)格。
除了原料上的要求，在市場端，隨著鋰電池開始作為汽車、智能終端，儲能等行業(yè)的主流能源動力產(chǎn)品，鋰電池材料技術(shù)創(chuàng)新也在快速推進，這促使鋰電企業(yè)必須不斷優(yōu)化鋰電正負(fù)極材料的研發(fā)和工藝參數(shù)，對窯爐燒結(jié)工藝生產(chǎn)也有了更高的要求，從而迫使鋰電生產(chǎn)企業(yè)必須及時準(zhǔn)確地獲取窯爐燒結(jié)工藝數(shù)據(jù)，比如溫度、壓力、氧含量、流量、電能等數(shù)據(jù)，從而做到精準(zhǔn)控制，以確保鋰電池品質(zhì)。
以數(shù)據(jù)采集，保障鋰電品質(zhì)
呂家懷：鋰電池品質(zhì)依賴于對材料燒結(jié)過程的高效精準(zhǔn)控制，那天祿智能是如何幫助客戶解決這個問題的？
姚敘良：首先是深入鋰電池材料行業(yè)了解企業(yè)真實需求和痛點，打造面向鋰電正負(fù)極材料燒結(jié)窯爐控制數(shù)據(jù)采集的解決方案，從設(shè)備的智能監(jiān)控,中央數(shù)據(jù)采集，到最后的遠程超控的無人化智慧工廠具備三大核心功能全系統(tǒng)，三方齊發(fā)力，幫助企業(yè)實現(xiàn)材料窯爐燒結(jié)工藝數(shù)據(jù)采集,分析和高效控制，也讓企業(yè)鋰電正負(fù)極材料生產(chǎn)有更好的品質(zhì)保障。
在具體實施上，數(shù)據(jù)采集顯得尤為重要，我們?yōu)榭蛻籼峁﹥煞N解決方案，一是與研華科技合作打造成熟的集成“數(shù)據(jù)采集和報警功能”的鋰電正負(fù)極材料燒結(jié)窯爐；二是與研華科技聯(lián)合實施，對不具備數(shù)據(jù)采集能力的燒結(jié)窯爐進行智能化改造，使其具備數(shù)據(jù)采集能力。
目前，用于鋰電正負(fù)極材料燒結(jié)的輥道窯，核心控制系統(tǒng)為西門子S7-1500 PLC，用于生產(chǎn)過程控制。用于現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的則是研華科技旗下的核心數(shù)據(jù)采集模塊ADAM系列，包括基于RS-485 的 ADAM-4000 系列和基于以太網(wǎng)的 ADAM-6000 I/O 系列。
ADAM-4117通過RS-485接口與工業(yè)通信網(wǎng)關(guān)對接，能在-40至85°C的寬溫范圍下正常運作，并具備更廣的電源輸入范圍及對噪聲干擾的抵抗性；ADAM-6017支持通過以太網(wǎng)交換機直接與西門子PLC通信，產(chǎn)品均可在嚴(yán)苛工業(yè)環(huán)境下可靠運作。
鋰電正負(fù)極材料燒結(jié)窯爐數(shù)據(jù)采集實施架構(gòu)
呂家懷：有沒有具體的改造案例？請分享實施后的取得的具體成效。
姚敘良：通過為某客戶燒結(jié)窯爐進行改造，部署研華ADAM數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品，實現(xiàn)對溫度、壓力、流量等過程數(shù)據(jù)的高效精準(zhǔn)采集。原來現(xiàn)場流量、壓力等數(shù)據(jù)的采集需要人工記錄，大大浪費了人力物力。實施自動采集后，流量壓力等數(shù)據(jù)無需人工參與，通過ADAM數(shù)據(jù)采集自動上傳到系統(tǒng)，并進行工藝分析，大大提高工作效率，同時工藝人員對數(shù)據(jù)的跟蹤和把控更加精準(zhǔn)，這對產(chǎn)品的品質(zhì)提升起到了至關(guān)重要的作用。
合作共贏，打造鋰電生產(chǎn)智能標(biāo)桿
呂家懷：工業(yè)數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品很多，為什么選擇研華的數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品？基于哪些背景考量？
姚敘良：談到工業(yè)自動化，很容易想到研華科技。作為傳統(tǒng)自動化產(chǎn)品工控機的世界第一品牌，近年研華在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的創(chuàng)新能力同樣有目共睹。
Tips ：
研華ADAM系列數(shù)據(jù)采集I/O模塊始創(chuàng)于1992年，至今已有近30年歷史，從早期基于RS-485的ADAM-4000系列，到后來支持網(wǎng)口的ADAM-6000系列，再到最新升級支持OPC UA，促進IT與OT融合的升級版ADAM-6300系列模塊，隨著時代發(fā)展，研華數(shù)據(jù)采集也在不斷革新。不僅能在苛刻的工業(yè)環(huán)境下保持極高的穩(wěn)定性，廣泛的協(xié)議支持能力，也可以實時獲取設(shè)備數(shù)據(jù)并呈現(xiàn)多樣化分析，且無需復(fù)雜編程配置，即可用于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)部署。此外，ADAM設(shè)備提供豐富的數(shù)據(jù)接口，方便數(shù)據(jù)連接到其他信息化系統(tǒng)或工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，便于遠程運維，即提升運維效率，也降低運維成本。
始創(chuàng)于1992年的研華數(shù)據(jù)采集模塊ADAM
呂家懷：對于未來與研華科技的合作，您有著怎樣的計劃和期待？
姚敘良：我感覺特別欣慰的是，最近與研華合作為客戶進行窯爐數(shù)據(jù)采集能力改造，客戶的評價都非常高，不僅充分兼顧成本、效率、穩(wěn)定的要求，也方便運營維護。以此次合作為契機，目前公司高層一致決定深化雙方的合作關(guān)系，未來還將結(jié)合研華可提供的端到云的數(shù)據(jù)采集能力，結(jié)合今后系統(tǒng)的維護及擴展性,融入企業(yè)ERP系統(tǒng)并陸續(xù)開展二期、三期等項目，從而打造基于標(biāo)準(zhǔn)化,通用的工業(yè)協(xié)議數(shù)據(jù)鏈，方便項目維護及后期的升級改造，并面向鋰電池行業(yè)不斷提升服務(wù)的深度和廣度，打造更多的行業(yè)標(biāo)桿。
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