经过十几年的发展,我国电池制造业,尤其是动力电池制造业,从零碎阶段(手工、半自动化制造)到自动化阶段(工作流操作、自动化仓库、机器人和自动化物流),电池制造速度越来越快,单厂产能也越来越高,在此基础上,我国电池制造总产能已突破兆瓦,居世界第一位.

与此同时,电池行业的发展需求也发生了显著变化.无论是智能手机领域对快充和大容量电池的追求,还是新能源汽车对高容量和安全性的需求,都给电池行业带来了巨大的挑战.电池制造的创新将从自动化效率的提高转向效率和质量并重的阶段.

MES在锂电池行业的应用简介

经济增长带动了全球消费电子的快速增长.在中国,手机几乎成了人们的身体器官,笔记本电脑也在迅速普及.然而,每年消费电子产品召回事件频繁发生,产品安全隐患可能是消费电子产品制造商最害怕的事情,这不仅需要大量的追溯召回成本,还会对制造商的声誉造成不可估量的损失.目前在消费电子产品召回中,大部分是由电池引起的.例如,年8月,诺基亚宣布,因过热隐患,决定在全球召回万块松下制造的电池(BL-5C电池),为历史最高.又如,年6月,东芝表示召回在日本及全球销售的索尼笔记本电脑的1万块缺陷电池.据说这种由索尼为东芝制造的笔记本电池已经引起了几起笔记本电脑火灾.年11月,数码相机制造商尼康公司紧急召回EN-EL3锂离子电池,原因是4家客户遇到电池爆炸、过热、熔化等问题.

那么,如何有效防止企业由于电池管理质量问题造成的召回,如何通过降低召回所需要进行成本呢.MES无疑是一个最好的选择.在这里我们就谈谈锂电池的MES应用,希望自己能为电池汽车行业的MES应用抛砖引玉.

有人说锂电池企业本身发展就是一个不安全的,说由于锂是一种化学性非常重要活跃的元素,在受外力破坏瞬间易起火、爆炸.比如笔记本用时可以放在床上,通风不好,温度影响越来越高,引起连锁反应.然而这些正是学生由于我国锂电池原理上的不稳定,因此对生产加工工艺的要求他们更加严苛!事故频发的今天,厂商在制造管理环节的工艺信息技术能力稍微控制方式不当行为就会容易引发网络安全教育问题.据了解,索尼此次活动导致着火爆炸的锂电池,就是没有因为在制造研究过程中电芯混入了细小金属微粒而造成的;松下召回的笔记本电池(非索尼造)也是国家由于设计制造上的瑕疵,产生漏液、发热、变形,甚至着火的危险.

锂的生产大致可分两段,流程段与离散段.流程段主要是正负极材料的生产,涂片及断切.这里段工艺设备的自动化程度相对较高,人工参与较少.且产品的形式是以批的方式计算,所以MES在这一段的管制是以大批管制方式,如正极材料真空搅拌时,MES记录搅拌桶的桶号,搅拌时所加入物料的批号及搅拌时设备的相关参数,粘度数据也在测试后马上进入MES系统,生产管理者可以通过MES轻易的知道每桶的材料的搅拌状态,生产后也能马上查询出该批材料混料时的物料批号及搅拌时设备的管制参数值.流程段的断切相对来说,对产品的质量影响较小,断切的生产方式虽然是机群式生产,但断切机的管制及操作相对简单,所以断切可以不应用MES系统.接下来就是叠片/卷绕段,这也是MES在锂电池生产过程是管制的重点.一般的锂电池厂在没有应用MES系统前,都是在复检后才喷码的,这时的条码已经无法关联到生产过程的管理了,条形码的内容一般只能代表生产批号及型号.而在应用MES系统之后,喷码工序会前置到叠片,因为电池的质量与热封机热封时的温度及压力关系紧密,所以记录电池热封时的温度及压力也是MES的主要任务之一,另外这个过程中检短路的质量数据在MES系统中也是重点记录对象.这些数据实时的进入MES系统后,管理人员可以通过MES马上知道各热封机的参数状态、生产的产量及质量状况等,为生产及质量决策及时的提供依据.叠片/卷绕过后是注液及预充,注液工序的数据采集主要是注液后的热封数据采集,预充则主要采集分容时不良电芯的相关数据,如条码、电压等.二封续充则主要采集派工数据、检极耳包装膜短路数据等.续充主要采集分容等级数据.最后是复检出货,电池在复检时一般采用AQL水平进行抽检,MES系统在与检测设备连接后,检测的数据进入MES系统后,系统会自动按照已设定的AQL检验方法进行接收或批退.检测数据也会与条形码进行关联.复检后的包装也是MES在电池行业应用的一个重点,因为经常接到客户投诉说哪一盒/箱少装了一块电芯,所以需要一张实时的包装清楚,详细的记录包装箱号及包装箱中所有的条形码,做到心中有数.当然MES在锂电池的应用不仅是管制及记录各重点工序的数据,像所有的MES系统一样,锂电池行业的MES也包括设备管理系统、质量管理系统等.这就需要锂电池厂家按自己的需求去选择了.总的来说,MES在锂电池的应用主要作用有:

1、实时质量控制,质量事后补救到事前预防.

2.监控工艺参数,尽可能保证锂电池的工艺安全.

3、包装的详细信息记录,做好应接客诉的充分发展准备.

4.实时查询产量和质量,减少计划部门的交货压力.

5.实现生产过程的可追溯性和快速精确的准确召回范围.

6、无纸化生产管理,节约人力成本.

电池的安全问题越来越发展受到影响人们的

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