伴随智能制造的崛起,数字化技术在生产工艺规划中的应用越发成熟,继而为生产制造型企业带来了可观的经济效益,如先进生产工艺使得锂电池制造成本降低50%。下面请随笔者一起了解此间详情。
先进生产工艺助锂电池制造成本降低50%
据悉,日前麻省理工学院与一家公司合作开发出一种制造锂离子电池的先进工艺,不仅有望显著降低生产成本,还能提高电池性能,使其更易于回收。现有的锂离子电池制造方法还是20年前发明的,效率低下,过程繁琐。研发团队于5年前提出了“液流电池”的概念,以带有细微颗粒的悬浮液作为电极,通过泵送的方式在电池中循环。
但分析表明,液流电池系统适合于低能量密度电池,对于锂离子电池这样的高能量密度设备而言,意味着成本的增加。
为此,该团队改进了设计,新版本被称为“半固体电池”:电极材料不流动,是一种类似于半固态的胶体悬浮液。据物理学家组织网报道,不同于标准工艺需要在衬底材料上添加液态涂层,然后等材料干后才能开始下一道工序,新方法让电极材料始终处于液态,根本不需要干燥。该系统通过使用更少但更厚的电极,将传统电池结构中的分层数量以及非功能性材料的用量减少了80%。
研究人员分析说,新工艺极大地简化了制造过程,生产成本可降低一半。电池具有柔性并且更加耐用,不仅可弯曲、折叠,即使被子弹穿过也不会受损。这种方法还可以按比例扩大生产,据他估计,到2020年,每千瓦时容量的成本将降至100美元以下。
生产管理
目前该公司已经在原型生产线上制造了大约10000块这样的电池,其中大部分正在接受3个工业合作伙伴的测试,包括泰国的一家石油公司和日本重型设备制造商IHI株式会社。新工艺已获得8项专利,另有75项专利正在接受评审。此外,在生产期间数据集成化管理程度极高,完全将生产管理系统的特性功能全部发挥出来。如北京乾元坤和定制开发的生产管理系统。
乾元坤和生产管理系统
乾元坤和生产管理系统底层为J2EE平台和数据库存储,其中数据库包括关系型数据库和实时数据库。中间层是生产管理系统各个功能模块,各个功能模块之间、功能模块与底层平台和数据库之间均通过可靠实时的信息通道进行信息的交互。中间层设有安全通道,有专门的接口模块和通讯模块对信息进行安全管理,接口模块负责与第三方系统进行通信并与其他模块进行信息交互,通信模块负责与手机短信微信QQ等通信系统进行信息交互。中间层各个模块可以通过浏览器、应用程序和移动设备APP进行调用,满足用户界面的需求。整个系统的安全性由安全管理模块贯穿始终。
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