等静压机是在超高压状态下工作的成型设备。等静压处理是把被加工的物体放置一种特定的模具中,再把装有工件的模具放入盛满液体的密闭容器中,通过增压系统逐步加压,通过液体传压,使得物体的各个表面受到了相等的压强,并在模具限制下,成型的过过程。在压缩过程中,实际工件分子间的距离是缩小了,密度增大了,使得被压制的物品的物理性质乃至化学性质发生变化。
1:静压机目前有哪些类型分别应用于哪些场景?
主要有三种类型:冷静压机、温度静压机和热等静压机。
冷静压机适用于小型实验室,无需加热装置,价格在50万到100万之间;
温度静压机加热不超过500度,加压范围约300兆帕,韩国头部公司采用,价格在700到1000万之间;
热等静压机通过混合气体介质加热,温度可达1000到2000度,压力为100到200兆帕,价格普遍偏高,在800万至1200万之间,常用于量产产线,对固态电池材料均匀性和提高电池整体性能具有优势。
2:国内对于静压机的研发情况如何?
国内方面,由于固态电池属于新产品,传统锂电厂商如比亚迪、宁德时代等正在向固态电池方向转型并进行研发。同时,一些锂电设备厂商如利元亨、马克诺尔也在研发适应固态电池生产的静压机,其中利源峰和纳克诺尔不仅研发静压机,还致力于整线设备的研发。
3:实验室阶段的固态电池设备来源及主要供应商是什么样的?
实验室阶段的固态电池设备主要由各相关企业自行研发,部分设备供应商包括麦克诺尔、利元亨等锂电设备厂商。目前实验室设备以单机设备为主,各厂商在验证设备性能并解决电池生产过程中出现的问题。
4:目前固态电池整线设备的状态是怎样的?
目前实验室阶段的固态电池整线设备还处于验证阶段,尚未形成完整的整线供应。整线设备由不同厂商共同参与研发和提供,如热压、焊接等单机设备,主要针对设备平整度、温度控制、压力均匀施加、智能化程度、安全性、兼容性等方面进行验证。
5:在全固态电池的生产过程中,是否仍然需要使用传统锂电的前段设备,比如徒步机进行涂布?全固态电池的生产设备与现有液态电池有何不同?
是的,传统系列电池确实如此,但在全固态电池制造中,尽管取消了电解液,但基本的工艺流程依然存在,包括电极制备和固态电解质成膜等步骤。
在固态电池中也涉及涂布,即把材料涂在金属涂布和铝箔上以确保电极均匀和一致性,不过具体的设备和技术可能会有所不同。全固态电池的设备流程与液态电池大致相同,但也有一定的差异。
例如,固态电池可能会采用叠片工艺而非卷绕,并且在后续工序中也会用到超声波焊、激光焊等技术,以及热压机来完成碟片堆叠后的压实过程。此外,全固态电池在装配段主要以碟片为主,并考虑转绕,同时包括超声波焊接、激光焊接、剪切等操作,最后进行化成分容和OCV测试。
7:热等压器在固态电池生产中的价值量大概在什么范围?
热等压器的价值量大约在800到1000万之间,这主要取决于其对应的一套设备规格和性能,而不是按照传统的G瓦时来计算。
单台设备的产能以节拍和PPM(每分钟生产片数)来衡量,而非单纯按照电池的体积或容量来评估。
8、在固态电池生产中,温度和压力哪个更重要?
相对而言,温度可能是更核心的因素,因为整体上这是一个温度区间的问题。工艺参数需要与压力配合,有时温度高、压力低时效果会更好。冷压设备在实验室阶段适合小型实验,但实际生产中,热等静压机验证出来的效果更好。
9:目前有哪些厂商在研发或生产热冷压机?
国内有纳科、李元峰、利元亨、麦克诺尔等厂商在研发或生产热冷压机,其中利元亨设备已生产出来,纳科和麦克诺尔还在研发阶段。国外有昆塔斯也在研发供应此类设备,但价格较高。
9:对于热冷压机和传统行业的设备厂商或锂电设备厂商,哪个更有优势快速研发并做好这类设备?
传统锂电设备厂商和专门做静压机的传统厂商各有优劣势。传统锂电设备厂商对电池生产工艺流程非常了解,能更快地与电池匹配融合;而专门做静压机的厂商在设备流程和部件使用上有专业优势,但对锂电池行业了解不足。从发展趋势来看,倾向于锂电设备厂商能够更快地研发和制造出符合要求的静压机,因为静压机本身不算复杂产品,锂电设备厂商完全有能力研发并生产出来。
10:您认为热冷压机的安全密闭性要求有多高?
安全密闭性问题不仅限于热冷压机行业,其他传统行业也会遇到此类问题。主要通过安全栅、急停装置以及西门子等品牌的PLC进行安全控制,规避风险,这些并非技术壁垒。对于热冷压机涉及的3种气体,安全程度相对更重要,但随着技术进步,安全性正逐步得到完善。
11:刚才您提到的800到1000万,这是指一个大概量产的价值量,如果要计算这个水平的实际价格,会是怎样的?
实际量产以后,价格肯定相对会降低。现在由于设备相对较少,整体价格普遍较高。
12:国内是否有做得比较好的传统低压机厂家?
国内做得比较好的传统低压机厂家有上海新诺仪器、江峰和江风电子,以及川西机器。
13:国内设备与海外设备相比,在价格上有多少差距?在技术进展上,海外是否更快?
海外设备至少要千万以上,而国内年收入大约800到1000万。海外速度较快,但具体海外设备价格不清楚。
14:衡量固态电池静压机好坏的核心指标是什么?
核心指标包括压力控制精准度、均匀性(平整度)、温度控制、自动化程度以及安全性,尤其是高压、高温环境下需要防护装置、过压装置、过热装置和泄漏检测装置。
15:在海外生产相较于国内生产,是否存在因关税等因素导致的成本差异?
主要不确定性在于订单的不确定性,从规划到实际订单会有差异。海外生产可能会涉及更复杂的治理层面问题,包括国家政策影响及与海外整车厂的合作需求。此外,物流成本(如海运、充电设备、包装要求等)和人工成本等也会使得海外生产在某些情况下更具经济性。
18:换电设备目前由哪些厂商提供?
换电设备主要由国内头部厂家提供,例如斯科奇、霸主、联营、化腾、韩可、徒步等品牌。