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先進儲能電池智能製造技術與裝備(簡體書)
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先進儲能電池智能製造技術與裝備(簡體書)

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作者簡介
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目次

商品簡介

儲能是節能環保、清潔能源、能源互聯、電動汽車等新能源產業的基礎技術。電池作為儲能的重要載體,其高安全性、高品質、高效率、低成本製造是新能源產業發展的必然要求。基於儲能電池大規模製造的需求,本書以儲能電池智能製造為主線,闡述了儲能電池電芯製造技術、製造工藝、製造裝備的現狀、趨勢及構成,並就儲能電池製造數字化及智能製造技術、儲能電池製造環境控制、製造測量與缺陷檢查、製造安全管理、能耗管理、製造工廠建設等方面的要求、設置原則以及保證方法與措施等進行了深入剖析和闡述。本書可以為儲能及動力電池產業的工程技術人員在電池製造規劃、製造管理、電芯製造設備開發、製造安全與品質控制等方面提供參考;對儲能科學與工程、電化學、能源與動力工程等相關專業的高校本科生、研究生以及對儲能及動力電池產業感興趣的人士也具有參考價值。

作者簡介

陽如坤,研究員, IEC/TC23/SC23K專家,國標委SAC/TC159專家,享受政府特殊津貼和廣東省政府特殊津貼,2009年被評為“深圳市高層次人才”,2014年成為深圳市專家庫專家,2018年被評為廣東省“特支人才”,現任深圳吉陽智能科技有限公司董事長。曾先後獲得科技進步獎、 科技部劉永齡科技獎、科學院科技進步特等獎、 能源科技進步獎等各類獎項。牽頭制定《汽車動力蓄電池工程裝備發展路線圖》。在智能機器開發、鋰電池製造、鋰電裝備製造、智能製造系統與體系建設等領域有深入研究和豐富的實踐經驗,組織研究鋰電池製造工藝與裝備,建立了鋰離子電池數字化車間集成標準,解決了鋰離子電池智能製造基礎問題,走出了中國鋰電裝備創新發展的技術路線,擁有超過300項電池製造激光模切、捲繞、疊片、極片清洗製造技術及裝備的核心專利,初步解決了鋰離子電池生產裝備的關鍵核心難題。

名人/編輯推薦

本書是“ 儲能科學技術與工業應用叢書”的一個分冊,本套叢書由物理所李泓研究員牽頭組織,涉及儲能科學技術與應用的多個方面,助力於推動儲能技術的發展和應用。本書的內容特點如下: ★ 儲能電池產業介紹★ 儲能電池製造技術★ 儲能電池製造工藝★ 儲能電池智能裝備:製漿設備、極片塗佈設備、分切設備、芯包製造設備、電芯裝配設備、乾燥設備、注液設備、電芯化成分容設備★ 儲能電池製造數字化、智能化★ 儲能電池製造環境控制★儲能電池製造測量與缺陷檢查★儲能電池製造安全★儲能電池製造能耗管控★ 儲能電池製造工廠建設

目次

章儲能電池產業介紹1
1.1 概述1
1.2 能源戰略與儲能電池產業2
1.2.1 能源戰略2
1.2.2 儲能電池產業發展4
1.2.3 儲能電池是一種通用目的產品5
1.3 儲能電池產業發展趨勢6
1.3.1 儲能電池未來市場需求6
1.3.2 鋰電產業發展規律7
1.3.3 鋰電池技術未來發展趨勢11
1.4 儲能電池製造裝備發展情況12

第2 章儲能電池製造技術14
2.1 儲能電池製造概述14
2.1.1 儲能電池製造必然是大規模製造14
2.1.2 電池製造與半導體製造的對比16
2.1.3 儲能電池製造的8 大特徵16
2.2 製造體系建立18
2.2.1 製造相關標準18
2.2.2 產品設計原則19
2.2.3 汽車動力蓄電池行業規範條件20
2.2.4 鋰電池企業安全生產規範20
2.3 製造質量及合格率21
2.3.1 衡量儲能電池製造水平的8 大指標21
2.3.2 儲能電池電芯成品率22
2.4 製造目標及路線圖22
2.4.1 製造技術現狀及趨勢22
2.4.2 面向2035 儲能電池製造發展目標24
2.5 儲能電池尺寸標準化與製造26
2.5.1 鋰電池尺寸規格國外現狀26
2.5.2 鋰電池尺寸規格現狀27
2.5.3 電池尺寸規格不標準帶來的問題29
2.5.4 電池尺寸規格標準化的意義30
2.6 儲能電池智能製造的未來32
2.6.1 智能製造的需求32
2.6.2 智能製造的路徑33
2.6.3 智能製造的思路36
2.6.4 智能製造質量縱向數據閉環39
2.6.5 智能製造質量橫向過程閉環40
2.6.6 智能製造系統成熟度實現的層級41

第3 章儲能電池製造工藝42
3.1 儲能電池製造工藝42
3.1.1 方形電池43
3.1.2 圓柱電池48
3.1.3 軟包電池49
3.2 固態電池製造工藝52
3.3 工藝過程、裝備的標準化54
3.4 製造工藝及裝備創新的思路56
3.4.1 製造工藝及裝備發展趨勢56
3.4.2 材料技術與製造技術深度融合57
3.4.3 製造一體化及製造原理改變58
3.4.4 製造工藝及電池結構精簡化59

第4 章儲能電池智能裝備60
4.1 製漿設備60
4.1.1 製漿工藝介紹60
4.1.2 製漿設備現狀65
4.1.3 製漿設備未來發展趨勢71
4.2 極片塗佈設備71
4.2.1 塗佈機設備原理及分類71
4.2.2 設備組成及關鍵結構73
4.2.3 設備選擇78
4.2.4 設備使用說明80
4.3 輥壓、分切設備100
4.3.1 輥壓設備100
4.3.2 分切設備112
4.4 芯包製造設備119
4.4.1 工序設備及指標119
4.4.2 極片極耳成型設備120
4.4.3 芯包捲繞設備125
4.4.4 芯包疊片設備132
4.5 電芯裝配設備140
4.5.1 圓柱電池裝配線140
4.5.2 鋁殼電池裝配線158
4.5.3 軟包電池裝配線184
4.6 乾燥設備196
4.6.1 乾燥設備介紹196
4.6.2 真空乾燥原理197
4.6.3 電池真空乾燥工藝199
4.6.4 真空乾燥設備基本組成及分類202
4.6.5 典型電池真空乾燥設備203
4.6.6 鋰電池真空乾燥設備性能評估210
4.6.7 真空乾燥設備發展方向212
4.7 注液設備213
4.7.1 注液設備介紹213
4.7.2 設備組成及關鍵結構219
4.7.3 設備選擇和應用案例222
4.7.4 設備使用和維護222
4.8 電芯化成分容設備223
4.8.1 設備原理、分類及主要性能指標223
4.8.2 軟包化成分容設備225
4.8.3 方殼化成分容設備231
4.8.4 設備選擇與應用案例235
4.8.5 設備使用與維護235
4.8.6 化成設備發展趨勢241

第5 章儲能電池製造數字化、智能化243
5.1 儲能電池製造元數據與數據字典243
5.1.1 元數據243
5.1.2 數據字典246
5.2 儲能電池智能製造工業互聯網架構248
5.2.1 工業互聯網的三大核心和四大特點248
5.2.2 工業互聯網平台架構249
5.2.3 設備層與車間層集成250
5.2.4 產業層與企業層、車間層集成250
5.2.5 儲能電池製造邊緣計算實施和邊緣協同251
5.3 多元異構高通量製造數據獲取與數據平台搭建251
5.3.1 儲能電池製造多源異構高通量數據251
5.3.2 儲能電池製造多源異構高通量數據平台搭建252
5.4 儲能電池製造大數據分析256
5.4.1 工業大數據分析作用及前景256
5.4.2 大數據分析步驟256
5.5 數字化車間數據集成257
5.5.1 數字化車間現場網絡架構257
5.5.2 數據集成架構258
5.5.3 數據集成信息流260
5.5.4 數據採集方式及數據集成要求261
5.6 儲能製造過程追溯體系建設262
5.6.1 什麼是製造過程追溯262
5.6.2 儲能電池產品追溯系統的意義262
5.6.3 製造過程追溯系統關聯對象263
5.6.4 儲能電池追溯應滿足的要求264
5.7 製造過程智能管控264
5.7.1 儲能電池生產智能管控的分類264
5.7.2 製造過程智能管控未來的幾點展望266
5.8 儲能電池製造管控微服務及App 266
5.8.1 儲能電池製造微服務描述266
5.8.2 基於微服務構建的App 267
5.9 設備健康管理與預測性維護268
5.9.1 設備健康管理268
5.9.2 設備預測性維護269
5.10 製造質量分析及數據閉環271
5.10.1 儲能電池製造質量分析架構271
5.10.2 閉環質量控制方法273
5.10.3 電池質量失效分析模型277
5.11 5G+TSN 與OPC UA 的暢想282
5.11.1 為什麼需要5G 282
5.11.2 為什麼需要TSN 282
5.11.3 為什麼需要OPC UA 283
5.11.4 5G+TSN 與OPC UA 的關係284

第6 章儲能電池製造環境控制286
6.1 製造環境要求286
6.1.1 室外環境286
6.1.2 室內環境289
6.2 儲能電池製造的環境污染297
6.3 污染的來源與控制297
6.3.1 水分除濕297
6.3.2 潔淨風管和圍擋結構298
6.3.3 操作人員298
6.3.4 外界自然環境298
6.3.5 生產車間管理299
6.3.6 金屬異物控制299
6.4 環境與污染的監控299

第7 章儲能電池製造測量與缺陷檢查305
7.1 製造過程測量的內容分類及評估方法305
7.1.1 內容分類305
7.1.2 評估方法306
7.2 製造過程測量及設備314
7.2.1 射線面密度測量儀314
7.2.2 激光測厚儀315
7.2.3 張力計315
7.2.4 黏度計316
7.2.5 電阻測試儀317
7.2.6 糾偏儀318
7.2.7 稱重系統320
7.3 製造缺陷檢測及設備321
7.3.1 顯微放大系統321
7.3.2 CCD 測試系統322
7.4 電芯內部檢測與設備324
7.4.1 X-CT 技術及測試系統324
7.4.2 超聲檢測系統326
7.4.3 紅外熱成像檢測系統327
7.4.4 植入式感知系統328
7.5 小結329

第8 章儲能電池製造安全330
8.1 概述330
8.1.1 電池安全330
8.1.2 電池熱失控331
8.2 電池安全性影響因素333
8.2.1 電池設計的安全性影響因素333
8.2.2 電池生產製造過程中的安全性影響因素335
8.2.3 使用與濫用過程中的安全性影響因素339
8.3 電池製造安全控制與管控體系340
8.3.1 電池製造安全因素控制340
8.3.2 電池製造安全控制核心要點340
8.3.3 電池製造安全管控體系342

第9 章儲能電池製造能耗管控346
9.1 能耗管理的作用及意義346
9.1.1 能耗管理概述346
9.1.2 外製造業能耗監控發展現狀346
9.1.3 儲能電池製造能耗管理的價值347
9.2 儲能電池製造能耗348
9.2.1 生產過程中的能耗349
9.2.2 生產環境控制能耗350
9.3 儲能電池製造能耗標準及評價方法351
9.3.1 製造能耗標準351
9.3.2 製造設備的能耗控制標準353
9.3.3 製造工藝的能耗控制標準354
9.3.4 製造環境的能耗控制標準355
9.3.5 能耗監控的智能化356
9.4 儲能電池製造能耗評價方法357
9.4.1 能耗評價方法類型357
9.4.2 製造工序能耗計算評價方法358
9.4.3 製造系統能耗計算評價方法358
9.5 儲能電池製造關鍵能耗設計規範359
9.5.1 能耗設計規範的意義359
9.5.2 製造設備能耗設計規範360
9.5.3 製造環境能耗設計規範361
9.5.4 規範儲能電池製造生產工序362
9.5.5 將節能設計與現代智能控制和分析相結合362
9.5.6 能效管理系統設計362
9.6 儲能電池製造能耗管理與監控363
9.6.1 能耗管理363
9.6.2 能耗監控368
9.7 儲能電池製造能耗計算實例370
9.7.1 能耗計算實例1370
9.7.2 能耗計算實例2 370

0 章儲能電池智能製造工廠建設372
10.1 儲能電池工廠建設的原則與內容372
10.1.1 工廠建設的基本原則372
10.1.2 儲能電池大規模生產的條件372
10.1.3 製造合格率分解373
10.1.4 儲能電池生產設備選擇原則374
10.1.5 智能工廠設計流程375
10.2 儲能電池智能工廠集成376
10.2.1 總體框架376
10.2.2 核心業務377
10.2.3 主要技術特徵377
10.2.4 軟硬件集成379
10.2.5 儲能電池無人化工廠380
10.3 儲能電池製造質量優化381
10.3.1 儲能電池製造質量目標381
10.3.2 儲能電池製造過程優化382
10.3.3 電芯整體質量優化384
10.4 儲能電池製造輔助系統集成384
10.4.1 智慧能源系統384
10.4.2 智能物流系統386
10.4.3 智能視頻監控386

參考文獻388

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