深圳市新嘉拓自動化技術有限公司研發總監周研
中國電池雜志-中國電池網11月12日訊（陳語 湖北武漢直播報道）11月12日，在2015年第3屆中國（武漢）鋰電新能源產業國際高峰論壇（ABEC2015，鋰電“達沃斯”）上，深圳市新嘉拓自動化技術有限公司研發總監周研發表了題為《鋰電池涂布技術的發展，回顧歷史，看清未來》的演講報告，以下是演講報告實錄：
大家好，我是來自深圳市新嘉拓自動化的周研，我演講的題目是“鋰電池涂布技術的發展，回顧歷史，看清未來”。這存在幾個方面，一個，電動汽車可能有一段時間大家不明白未來發展方向是什么？很多材料，電池廠同樣也不知道，但是我們作為更下一級的供應商，對我們來說也是一個難點，究竟未來怎么發展？
當然，從這方面看發展方向，一方面是通過我們的實驗，但是實驗數據有可能是不完善的。另一方面我們看國際上先進電池廠是怎么發展的？但現在我們與國際上先進電池廠商的差距越來越小，他們能夠提供的借鑒也越來越少。在這里我想提到的是回顧歷史，看清未來，看我們涂布設備，涂布技術是怎樣伴隨著鋰電池發展一步一步走過來的，看清我們未來的發展方向。
第一個是對我們公司有一個簡單的介紹，第二步會介紹涂布各項技術的歷史與未來，我們說我們是專業的涂布設備的生產廠商，專門開發涂布技術。但我認為簡單地說，能讓大家便于理解，我們具有四項涂布技術，我們四項技術包含涂布技術，干燥技術，張力技術，糾偏技術。在未來我們可能會增加自動化的技術，也可能會增加檢測方面的技術，去配合電池生產廠家幾方面的發展。
剛才整個論壇來看，電池生產廠家作為我們的客戶來講，他們多數提到的是幾個方面，一方面成本，一方面安全性，在這些方面，我們究竟能配合大家做些什么？這是我報告討論的一些問題。
最后我們會根據我們的研發經驗，去預測一下我們涂布設備發展方向，我們可以為在座的各位做些什么？
這就是我們公司的一個簡介，公司成立于2005年，十年間專注于鋰電池涂布技術的開發，現在我們的產品就是涂布設備，但是涂布設備我們在鋰電池上的應用其實也是很廣泛的，是我們鋰電池的正極涂覆，負極涂覆，還有配合國際國內先進廠家開發出他們的特種工藝，去涂覆一些微觀材料，去幫助提高電池的一些特有的性能，增加電池的安全性，我們在這一方面配合工藝，配合各個電池廠的工藝做出了很多開發。
下面是隨著國內電池行業蓬勃發展我們取得的一些成績，在國內我們連續多年全國產銷量是第一，我們之所以取得成績，我們有什么優勢？我們優勢是研發、品質、售后，品質不用提了，另一個是售后和研發的配套，我們認為是我們一個具有企業競爭力的地方，在幫助客戶完善工藝，滿足客戶不斷提高要求的同時，也幫助我們自身進行提高，這是我們售后和研發的關系。我們近幾年來，在行業內樹立好的口碑，主要是基于我們的售后和我們研發基于售后的配套。
這是我們公司主要產品，上面是政府機材料的涂布機，下面是隔膜的涂布的表涂、底涂。像剛才講的佛山金輝是很好的企業，我們面向市場的第一個客戶就是佛山金輝，很多技術是他們最新應用的。我們針對一些大廠現在仍然在進行更多的研發，去涂覆不同的材料，去改善電池的性能。隨著電池工藝的提高，我們設備也會不斷地推陳出新。
這個就是我們簡單總結的中國涂覆設備發展的歷程，我們說1992年日本的第一只鋰離子電池面世以來，我們設備也隨著它的發展，國內主要是在1996年，1998年，九十年代末期，以比亞迪為首的這些廠家，首先將這種具有高技術的產品，用這種設備，用它的制造能力，用它們的制造方法，降低了生產制造的門檻。而我們設備包括新嘉拓的核心技術成員，都是在2000年左右，以生產低價格的設備，去降低電池生產的門檻，去滿足國內電池生產廠商的需求，這是我們第一步，我們涂覆設備為行業做出的第一個貢獻，我們降低了生產門檻，讓更多的電池廠可以參與到生產中來。
第二個階段就是2005年，2007年左右，開始國內的一方面為動力電池在國內有一個深入的影響，以前國外的蘋果、三星采購中國的電池，他們需要的設備是高品質，高標準的設備，并且要滿足他們不同的要求。所以2007年開始，我們認為是國內電池設備涂布設備轉向高品質的一個轉折點。2010年我們當時開發出了擠壓式涂布機的量產等等，這個時候我們開始針對客戶的工藝開發相適應的產品，而不是像以前一樣簡簡單單的進行一個國外的替代，而是滿足客戶新的工藝，新的產品，滿足他們自主創新的要求，我們為他們提供創新的保障。
2015年，現在我們的設備趨向于什么呢？趨向于向國際上最高的標準進行看齊，我們說涂布速度，國內最高的據我了解到70到100米每分，是這樣的鋰離子電池的涂布速度，這個最高涂布速度不是外國人提出來的，是比亞迪最先提出來的。我們希望能在最近的幾年內，我們希望從精度、穩定性，能夠趕上國際上的最高水平，畢竟我們有最優秀的電池生產廠。
這個就是我剛才說的涂布技術，看著涂布設備很龐大，幾十米，機構很復雜。但是我們公司一個不足三百人的團隊，我們為什么能在涂布設備上取得一些成就，主要是我們專心在這四項技術上，一個是涂布，一個是張力，糾偏，干燥，我們用涂布技術滿足不同厚度的生產要求。像隔膜涂布只有一個微米，幾個微米，甚至石墨烯涂布會有更薄的要求，不同的厚度，還開發出針對客戶選用不同的涂布方法。
還有張力，從二十幾米到七十多米的涂布設備我們都有，但我們怎么去保證無論是很薄的隔膜，還是銅膜鋁膜，我們怎么保證它平穩有效地運行，并且能在上面精密地涂布，這是我們要做的事情。
另一個是糾偏技術，針對于隔膜，銅膜、鋁膜，它們是有細微差別。但是在這種情況下，我們選用不同的驅動形勢，來配合不同的控制系統，幫助客戶去順利完成涂布。
另外是干燥技術，我們完成風場的控制，溫度場的控制，布局形式，如果進行細化，對不同的工藝是有不同的要求的。
這里就是我們說鋰電池涂布方法自九十年代到現在的一些變化的地方，這里我們可以明確地說這是進步，因為歷史證明了，實踐證明了。最開始電池涂布起源于刮涂，可應用于正極涂布和負極涂布。第二是堆轉移涂，它完完全全是針對鋰電池行業開發的，為鋰電池旋繞式間斷涂布實現了可能，轉移式涂布改變了原有的漿料堆積在機材上的方法，通過機材的前后移動，去實現涂布。在現在呢，就我們公司來講，我們生產的產品主要覆蓋在擠壓式涂布，對電池極片的涂布上。
從下面這個圖表上可以看到我們的涂布方式，我們公司在鋰電行業三塊主要產品，轉移式涂布，擠壓式涂布，還有微凹版，擠壓式涂布近幾年爆發式增長，擠壓涂布順應了時代發展。還有設備的改進，從最開始擠壓式涂布更換型號，最后經過大批量的現場應用，客戶不斷反饋意見，我們不斷改進，跟客戶交流，我們研發結合售后，進行工藝的推廣，最終我們時間由8小時縮短到二三十分鐘，這就使擠壓涂布大規模推廣變成了可能。
什么是極片涂布的最佳方式？因為到目前為止，我們沒有找到更好的方法去替代極片擠壓式涂布，我們剛才說了三種涂布方式，經過幾年轉換，到目前為止沒有發現更好的方法，那我們研發做什么呢？
我們就是做這樣的工作，將它細化，所看到的這些，同樣是擠壓式涂布的涂脫，左上角是松下公司能為我們提供的涂布頭，說明我們公司全球化的供應鏈體系，能保證最先進的技術，幫客戶解決實實在在的問題。有些問題我們是解決不了的，最開始我們瓶頸生產18650的時候，在它的間隙，別的工廠生產5毫米，以40米每分鐘涂布，而我們平均20米以下，我們可以滿足世界上最先進的，他們對我們開放，我們可以用這種工藝，當然我們剛開始會付出較大成本，但是會真實地幫助到電池企業，去幫助它們從工藝上解決他們生產的難題。
最下面這個圖是有一定前瞻性的，可以說是一種完美的涂布方式，它現在還是理論和實驗階段，離大批量生產還有一段距離，但是我們相信，只要將市場細分之后，它會有它適應的地方，它的精度可以達到很高。
這是在我們實驗室里達到的涂覆精度，我們在實驗室里將它細分之后，我們精度可以達到正負0.15%，這是大部分電池廠生產精度1/10。這是涂布頭安裝方式的進展，最上面的這個圖是最開始開發的涂布機，最開始開發涂布機的時候，因為你沒有實際生產經驗，我們說角度是多少？我們不知道，怎么辦？這就是我們機械上能幫助客戶解決的問題，當你不知道的時候，我們可以做一些實驗，去幫你們實現工藝上的要求。當然這些設想還不能完全確定的時候，我們也是有辦法實現的。我們現在有二百臺的涂布機在客戶現場每天在不停運轉，我們得到的數據和反饋，我們可以確定的一些安裝角度，一些細節參數，所以我們可以將我們的設備做得更標準化，調節起來更簡單。
這是我們配合涂布方面客戶的工藝變革，這三四年前來說還是新技術，但現在很多客戶都了解和使用了。這里是我們說的第一個是一次雙面涂布，有些電池的品質并不是要求很高，我們可以開發適應它們的。下面一種我們認為也是未來的發展方向，但是它同樣要經過電池廠細化才能實現的，多層涂布。剛才說的電池可能涂表涂、底涂、極片，這種在實驗室也是可以做出來的。還有超厚涂布，我們怎么實現？我們通過多層涂布。
這里是我們剛才說的張力的細化，我們有多種張力形式在最開始，我們是針對不同的基材有適應性的開發，去滿足更高涂布的要求。這一部分是我們細節再一步洗化，張力包括張力的割斷、控制、檢測，在檢測和控制上，我們一步步不斷精細化，通過一點一點的細化，不斷將張力精度一步一步推高。
這里就是我們張力曲線的優化，左右的張力曲線都是日本頂級廠家設計的方案，都是符合他們的要求，但是為什么會有不同的結果？左邊我們說涂布精度更高，右邊我們張力很平穩，對基材的延展性和損失更少。我們一旦細化了，我們會為不同的工藝提供不同的設備，使我們的涂布結果更精確，達到更優化的結果。
這些是我們不同的加熱方式，電加熱、蒸汽加熱、PTC加熱，還有我們引入的紅外加熱，當然它也會針對特殊的材料，不同的材料會有一定的應用范圍。我們說涂布的速度，瓶頸是在干燥，但我們是不是將風箱無限加長，這種速度提高有沒有意義？但是我想這種速度提高意義是不大的，一方面風箱加長了，我們成本相應增加，占地相應增加，加強之后你要增加糾偏的措施，這種方式我們未來會找到一個合適的邊界量，風箱究竟是多少。我們在同樣風箱長度下我們能做什么呢？就是提高干燥效率，未來我們會展開實驗驗證，50米風箱相當于現在200米風箱的速度。
這些就是我們研發工作一些前瞻性的東西，針對客戶不同的工藝，我們設計不同的設備，方便客戶維護。這是收放卷，我們自動化程度更高了，從單放卷、到雙放卷，再到儲帶自動換卷，到未來是無儲帶自動換卷。
這些是我們說的陶瓷隔膜涂布的進展，我們從最開始的650毫米凹版，30米每分，到現在開發的1200毫米凹版30米美分，到現在的1200毫米雙層凹版30米每分。
這里是底涂、表涂針對極片的前后處理，近幾年國內大批量應用的底涂比較多，在表涂上面比較少，根據我們對客戶的接觸，未來在這方面也會有更多的投入到這方面的開發。
這些是擠壓式涂布的一個進展，這是我們極片的涂布機，以前是單層30米每風，現在是雙層70米每分，未來可能更高。
這是不同的涂布方式，以前是噴槍涂，然后是旋轉噴涂，我們針對客戶的要求，我們配合他去尋找他們最優的操作參數。
這是是我們的研發方向，剛才大致說了一下，這些是我們對未來的預測，我們在2016年，其實我們現在已經有樣機的設備，2016年推廣這個技術，在更遠的將來，針對客戶某某工藝，某某材料我們進行設計某某的涂布機，它是最適合客戶生產的。
好，我的演講到這里，謝謝！
（以上內容根據論壇現場速記整理，未經發言者本人審閱。）
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