2022-08-31

电池的制造水平高低,直接影响到电池的使用价值

分享到:

电池的制造水平高低,直接影响到电池的使用价值

为了满足新能源汽车和储能应用市场的需求,高质量电池的制造和供应尤为重要,那么问题来了,电池的制造水平应该如何衡量?


上一期聊到电池制造的八大特征及其对电池质量的影响,这一期我们主要谈用来衡量电池制造水平的具体指标。

电池制造遵循大规模制造业的基本规律,可以用八大指标来衡量:

(1)   电池制造合格率

定义:满足使用特性的电池数与开始总投入电池数的比。

使用特性指满足电池使用要求的基本特性,一般而言,它是指基本性能的组合,并得到同时满足的条件,如容量、内阻、倍率、尺寸、自放电、安全性等。

在电池制造的不同阶段和电池成品后的不同应用场景,对使用特性的定义也不尽相同。细分的电池制造合格率包括:电芯制造合格率,模组制造合格率,PACK制造合格率和电芯配对合格率(也叫做电池成品率,文末有计算方式)。

对电芯制造企业而言,应该重点强调电芯配对合格率,即满足配对使用的电芯数除以制造开始投入的电芯数,它反映了电芯制造企业的综合水平和效益,目前行业内该数据不高,好的企业在90-95%之间,一般的企业数据范围是在75-85%。

(2)   材料利用率

定义:实际产出成形电池的材料价值与投入同等数量电池所有消耗材料价值之比。

这里的所有材料包括在成形电池中存在的成品构成材料和制程中随产量成比例消耗的辅助材料[N-甲基吡咯烷酮(NMP),水,物料接头、接带胶布,材料挥发消耗的液体,保护麦拉膜,制程保护气等]。目前,该指标在行业的平均水平在90-94%之间,有较大提升空间,从电池设计、制造工艺、制造装备、制成管理等方面综合提高材料利用率水平,可以实现资源节约,为电池制造企业带来更大的收益。

(3)   人工成本率

定义:在一定连续生产周期内,直接与电池生产过程不可分割的生产人员的成本与同期生产电池容量的比例,单位为:元/WH。

生产人员包括操作人员、物料输送人员、产线固定检验人员、维修人员,不包括临时性工作的人员,如检修人员,不定期产品换型人员,产线优化改善人员。

(4)   瓦时设备投入

定义:在一定连续生产周期内,所有设备投入的折旧与当期生产的成形电池的瓦时数(WH)之比,单位为:元/WH。

折旧期限跟电池生产生命周期有关,按固定资产折旧的财务规律结合电池制造业的特点综合考虑,一般为5-8年。

(5)   瓦时能耗指数

定义:在一定连续生产周期内,与电池生产有关的过程所消耗的所有能源(WH)与当期生产的成形电池的瓦时数(WH)之比,单位为:无量纲系数。

所有消耗的能源需折算统一单位WH,包含生产制造设备、制造环境构建、制造辅助气体、生产管理人员等消耗的电力能源和直接生产使用的热蒸汽、燃油等,不包括与大规模连续生产无关的电池研发、实验研究、电池生产验证所消耗的能源。

(6)   瓦时制造成本

定义:在一定连续生产周期内(一般为电池的制造周期),所消耗的制造费用与在此期间生产的成形电池瓦时数(WH)之比,单位为:元/WH。

所有消耗费用包括三项:期间人工成本、期间能源消耗费用和期间设备折旧(一般按照5-8年平均折旧)。

(7)   制造安全

定义:生产制造电池产品的安全,一般使用一定连续生产周期(一个月或半年)内出现出现热失控或安全指标超标的电池数与该期间生产电池总数之比乘以一百万的数量,称为PPM数(百万分之一)。

一般电芯生产安全指标应当小于几个PPM,称为PPM级管控。电池包生产安全指标应当小于几个PPB(十亿分之一),称为PPB级管控。

(8)   运转可靠性

定义:MTBF是指电池制造生产线(或单工序设备)的平均无故障时间,运转可靠性一般要求单机MTBF大于1000小时(DT小于万分之一),生产线总体MTBF大于150小时。

细分电池制造合格率,还有一项指标,电池成品率,它的定义是从电池材料到电池包成品生产过程中,实际装入电池包里配对合格的电芯数与投料时的电芯数之比的百分数。

电池成品率:YC =配对合格电芯数/投入电芯*100%=Y1*Y2*Y3*100%;

式中,Y1 电芯直通率(Line Yield)=产出电芯数/投入电芯数,Y1衡量电芯生产线制造加工电芯的能力;Y2 测试合格率(Cell Sort Yield)=测试合格电芯数/产出电芯数,Y2衡量产线制造产品性能满足实际要求的能力;Y3 配对合格率(Pair Yield)=配对合格电芯数/测试合格电芯数,Y3衡量产线制造电芯制造一致性的能力。 

电池制造合格率、材料利用率、人工成本率、瓦时设备投入、瓦时能耗指数、瓦时制造成本、制造安全、运转可靠性,还有电池成品率,这些关键指标的确定,将电池制造水平的判断由定性转为定量,随着智能制造的发展,指标的重要性也将日渐凸显,成为衡量与提高电池质量与制造水平的客观依据。


上一篇:全面介绍锂离子电池的的原理、配方和工艺流程
下一篇:暂无

在线咨询

服务热线

咨询电话: 0755-28909182 13824381687

官方微信