手機(jī)、平板電腦開機(jī)能用多久，電動(dòng)汽車能跑多遠(yuǎn)，都與電池有關(guān)。而電池性能如何、成本高低、品質(zhì)穩(wěn)定，其中的正極材料最為關(guān)鍵。湖南杉杉能源科技股份有限公司(以下簡稱“杉杉能源”)深耕新能源領(lǐng)域，從2014年起便持續(xù)保持新能源鋰電正極材料行業(yè)全球第一的位置。其與中國工程院院士、中南大學(xué)教授桂衛(wèi)華團(tuán)隊(duì)聯(lián)合成立的院士專家工作站，歷時(shí)兩年多研發(fā)出“萬噸高能量密度鋰電正極材料數(shù)字化車間新模式應(yīng)用項(xiàng)目”，更是極大地提升了鋰離子電池正極材料產(chǎn)品綜合性能，讓電池變得更耐用更安全。10月29日，記者實(shí)地探訪了該項(xiàng)目并采訪了相關(guān)負(fù)責(zé)人。

 

告別“豬鼻子”，產(chǎn)品性能大大提升

 

鋰離子電池正極材料屬于粉體行業(yè)，傳統(tǒng)的生產(chǎn)車間曾經(jīng)跟面粉廠、水泥廠一樣，粉塵滿天。“工人們帶著防毒面具上班，我們內(nèi)部叫‘豬鼻子’，工人下班后脫下面具，除了眼睛鼻子嘴巴，其他地方都是黑的。”杉杉能源副總經(jīng)理、研究院常務(wù)副院長李旭博士告訴記者，電池有四大主材，分別是正極材料、負(fù)極材料、隔膜及電解液，而正極材料是最核心的東西。因此，生產(chǎn)環(huán)境的好壞直接影響到了電池產(chǎn)品的性能和品質(zhì)。

 

以前的生產(chǎn)流程都是人工操作，異物管控很難到位，如果正極材料中異物(磁性物質(zhì)和金屬顆粒)含量超標(biāo)，電池就會(huì)出現(xiàn)短路發(fā)熱，一旦到達(dá)臨界點(diǎn)就可能會(huì)爆炸。而正極材料多用在手機(jī)、平板電腦、數(shù)碼相機(jī)等3C數(shù)碼產(chǎn)品上，近幾年開始大量用于電動(dòng)汽車。

 

“新的市場出現(xiàn)，對產(chǎn)品提出了更高要求。”李旭介紹，杉杉能源從2014年起開始嘗試智能化改造，2015年聯(lián)合桂衛(wèi)華院士團(tuán)隊(duì)成立院士專家工作站，歷時(shí)兩年多研發(fā)的“萬噸高能量密度鋰電正極材料數(shù)字化車間新模式應(yīng)用項(xiàng)目”，實(shí)現(xiàn)了鋰離子電池正極材料生產(chǎn)過程中的自動(dòng)化、信息化、智能化，產(chǎn)品品質(zhì)和穩(wěn)定性、生產(chǎn)效率得到明顯提升。

 

智能改造，所有生產(chǎn)流程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化

 

“人工操作時(shí)，為了確保數(shù)據(jù)一致，需要雙人雙稱?，F(xiàn)在輸入一個(gè)指標(biāo)，各個(gè)生產(chǎn)流程會(huì)自動(dòng)進(jìn)行、無縫連接。”李旭介紹，通過建設(shè)數(shù)字化車間，生產(chǎn)效率提高了30.2%，單位產(chǎn)品制造成本降低了32.29%。

 

記者在位于寧鄉(xiāng)高新區(qū)的杉杉能源國內(nèi)首家鋰電池正極材料智能制造數(shù)字化車間看到，從配料、混料、裝缽、燒結(jié)、粉碎到除磁包裝，各個(gè)環(huán)節(jié)都由機(jī)器自動(dòng)完成;少量的工人從事巡檢、監(jiān)測和維護(hù)工作。其中一個(gè)6層樓高的機(jī)械裝置格外引人關(guān)注，每一層對應(yīng)一道自動(dòng)工序。

 

“這是配混設(shè)備平臺(tái)，車間工藝流程的第一道程序，以后將是我們的標(biāo)配。”李旭介紹，從異物不可控，到現(xiàn)在正極材料磁性物質(zhì)的控制要求在25PPB級(jí)(PPB是含量單位，十億分之一)，即100噸產(chǎn)品，雜質(zhì)含量不大于2.5克。產(chǎn)品性能的提高，贏得了海內(nèi)外優(yōu)質(zhì)客戶的認(rèn)可，其中包括蘋果、三星、比亞迪、華為、小米等知名企業(yè)。

 

“我們是行業(yè)里第一個(gè)吃螃蟹的人，但是吃得很成功。”李旭笑著說，現(xiàn)在全球每100人中，至少有20人在使用杉杉能源的材料。

 

趕超日韓，將建智能化超級(jí)工廠

 

“無論是手機(jī)電池還是汽車動(dòng)力電池，能開機(jī)多久，能跑多遠(yuǎn)，關(guān)鍵的影響因素還是正極材料。正極材料做得好，能量密度高，電池的續(xù)航能力就高。”李旭介紹，這一行業(yè)主要是中日韓三國在做，杉杉能源是后來者居上，在3C小電池方面，以杉杉能源為代表的企業(yè)早已趕超了日韓。“在動(dòng)力大電池方面，國家出臺(tái)了很多支持政策，用不了幾年時(shí)間肯定會(huì)趕上。”

 

電池既是老百姓關(guān)注的大事，也是國家關(guān)注的大事。新能源汽車發(fā)展已被提升到國家戰(zhàn)略層面，汽車動(dòng)力電池發(fā)展前景廣闊。“當(dāng)我們提出與桂院士聯(lián)合成立院士專家工作站時(shí)，兩方可謂一拍即合。既然是國家大事，就一起來做。”李旭介紹，桂衛(wèi)華院士是中國著名有色金屬工業(yè)自動(dòng)化專家，長期致力于復(fù)雜有色金屬生產(chǎn)過程控制理論、技術(shù)和工程應(yīng)用研究，中南大學(xué)更是被稱為中國鋰電池行業(yè)的“黃埔軍校”。

 

杉杉能源未來的目標(biāo)很明確，即瞄準(zhǔn)動(dòng)力電池大市場，建設(shè)更高端的智能化工廠。“未來要把幾個(gè)車間和生產(chǎn)線串在一起搞智能化，相當(dāng)于造智能化超級(jí)工廠。”李旭信心滿滿地說。

 

目前，新材料已成為長沙7大千億產(chǎn)業(yè)集群之一。長沙成為全國規(guī)模最大的電池材料生產(chǎn)聚集區(qū)，杉杉能源功不可沒。