2017年3月1日由
電池聯(lián)盟、中國電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會
電池專業(yè)委員會主辦,中國電器工業(yè)協(xié)會、中國高科技產(chǎn)業(yè)化研究會、中國電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會、北京理工大學(xué)支持,佛山市金銀河智能裝備股份有限公司協(xié)辦的大型公益“綠色能源·智能制造”暨動力鋰電池技術(shù)進展與智能裝備升級應(yīng)用論壇上, 作為壓軸嘉賓劉鍇博士發(fā)表了《無溶劑聚氨酯粘合劑在新能源汽車中的應(yīng)用》的精彩演講,以下是根據(jù)速記整理的文字,未經(jīng)本人審核,僅供參考。
首先節(jié)大家看一個錄像,寶馬汽車PACK點膠生產(chǎn)線錄像。我在這里講一個方向,這個有可能成為下一個風(fēng)口,現(xiàn)在比亞迪兩千萬引進一條PACK生產(chǎn)線,不是買韓國的,就是買德國的,或者買日本的,但是非常貴,因為這個東西很重要。一個涂料的壽命主要是用了樹脂PDS琉璃的。這個是等離子清洗,不會用其他方式清洗了,如果清洗只能用等離子清洗。檢測完了,電池串聯(lián),電池表面都是點膠的痕跡,現(xiàn)在大部分的裝備都是采用螺絲連接的,時間會比較慢,它的固化速度3秒鐘可以達到10個牛頓/平方毫米,這樣電池組已經(jīng)可以分開了,完全情況可以達到135牛頓/平方毫米。我這個體重的人可以把我粘在上面,我晚上也掉不下來。現(xiàn)在基本上都是無人操作,國內(nèi)現(xiàn)在最大的問題是什么呢?需要人為操作,這個對于我們未來是非常重要的。這里面有4個關(guān)鍵技術(shù),第一個是無溶劑等離子清洗。第二個是無溶劑雙組份聚氨酯點膠工藝。鋰電池第一不能用水性膠,第二不能用溶劑膠,第三不能用熱溶交,鋰電池隔離膜變形溫度30度,普遍應(yīng)用的熱溶膠一般140到160度,硅膠固化時間太長了,我的工作節(jié)拍按照秒算的,點上去以后在3秒鐘之內(nèi)必須達到10牛頓的附著力,如果要等幾十個小時就沒辦法生產(chǎn)了,點膠的好處就是3秒鐘之內(nèi)達到10牛頓的附著力,20分鐘之內(nèi)會達到135牛頓/平方毫米的玻璃強度,所以非常好用。點膠韓國LG已經(jīng)徹底應(yīng)用,寶馬也用了,日本也很早就用了。聚氨酯有很多種,有SDI,有MDI等等,國內(nèi)在這方面做的人比較少,山東做得比較多一點,山東省做了接近中國的半壁江山,我們是做研發(fā)的。封端劑有很多種,比如端氨基聚醚等等。我們一直都在開發(fā)這個,也一直在關(guān)注這個。聚氨酯交聯(lián)是體形交聯(lián),它既有硬段,也有軟段。它的立體結(jié)構(gòu)是這樣的,具有彈性,又有硬度,還有連接力。NCO集團聚氨酯里面的NCO可以和氨基、水發(fā)生反應(yīng),包括它的封閉環(huán)境,另外可以和環(huán)氧化物發(fā)生反應(yīng)。丙烯酸改性聚氨酯的反應(yīng)非常重要�,F(xiàn)在我們提高聚氨酯,比如汽車的玻璃封裝膠一般都是24小時到48小時,我們用丙烯酸改性聚氨酯可以提高到3秒鐘。聚氨酯的封端反應(yīng)是一個藝術(shù),如果你看到世界上各種各樣的膠,主要靠不同的封端反應(yīng)賦予不同膠的不同性能。傳統(tǒng)汽車的點膠工藝,實際上寶馬、法拉利、奔馳汽車發(fā)動機上的高溫膠點膠。
電動汽車不會做傳統(tǒng)汽車,今年北京PM2.5很嚴重,做這個的原因,我只是引用中國經(jīng)濟學(xué)家的預(yù)言,吳敬璉的老師是“顧準”,顧準預(yù)言過中國電動汽車的“神武景氣”必將到來,五十年就叫神武。大家不用擔(dān)心,中國的經(jīng)濟還會繼續(xù)增長。
聚氨酯在新能源汽車方面的應(yīng)用,比方說大眾汽車、奔馳汽車、寶馬汽車。聚氨酯粘合劑與新能源汽車的關(guān)系。第一新能源汽車連續(xù)、快速組裝的需求。第二是安全、密封標(biāo)準的需求,還有輕結(jié)構(gòu)件快速組裝的求,還有智能駕駛電磁屏蔽的要求,現(xiàn)在國內(nèi)基本上都是進口日本的,一公斤賣給任正非大概1600元/公斤,成本大概在80元以內(nèi),賣過來就已經(jīng)翻了300%了。一般動力電池生產(chǎn)線都是按秒計算,全部自動化,所以必須3秒鐘之內(nèi)達到這個膠就得粘住,不能一下子拽掉,只有雙組份可以做到,單組份是做不到的。熱熔膠的工作溫度是140度到160度。熱熔膠的點膠頭一天到晚加熱160度,能耗多少呢?一天下來每一個頭就是1000千瓦到3000千瓦,這個能耗是非常高的,另外主要是長期工作溫度不好控制,容易講解,我們國內(nèi)現(xiàn)在沒有人做這個事,現(xiàn)在誰做這個線誰發(fā)財。剛開始大家都說做真空式隧道,那個大家開始搶,實際上那個已經(jīng)沒什么利潤了。這個利潤有多少?你跟比亞迪商量商量,比亞迪說了兩千萬拿過來做。
2017年國家鋰電池安全標(biāo)準出臺,這是非常關(guān)鍵的。可以看到,我們拆特斯拉的電池,可以看到大電池組的封膠,不可能有溶劑。特斯拉的每個電池都有定位膠。什么概念?汽車運動,上下振動3個G,左右晃動2個G,你告訴我這個電池怎么能夠不顛散,你還得要有一些膠把它粘住。大家老是問我這個膠怎么辦,將來電池壞了是拿錘子打還是拿撬剛來撬?我們?nèi)ト毡緦iT看他們怎么拆特斯拉的電池,農(nóng)民工就可以干,很簡單,一個電熱絲,就像小孩工匠玩的弓一樣,電流通過就熱了,拿電熱絲一燙,這個膠就分解去掉了。
2017年國家出了一個規(guī)范,涉水深度由原來10厘米提高到30厘米�,F(xiàn)在電壓的等級從IP44提高到IP67,整個密封要求、防塵、防水要求都提高了,也就是說將來單組份必須要考慮這個問題,雙組份下一個風(fēng)口是絕對繞不開的。圓柱電池設(shè)計也是需要做PACK的。寶馬I3也出了一個軟包級電池,2012年去I3看生產(chǎn)線的時候,了解到有硬殼的,也有軟包的。這兩個地方有封邊膠,國內(nèi)以前都是粘膠紙,靠人工貼,現(xiàn)在都是機器操作,兩個熱壓塊,熱熔膠有一個缺點,這個電池不能做薄,做薄以后電池隔離膜就變形了。做得非常薄的情況下,只能用25度雙組份無溶劑帶封邊,用熱熔膠就做不了。礦用安全帽也是用無溶劑安全膠。第二個應(yīng)用是鋁塑復(fù)合膜。我統(tǒng)計了一下,現(xiàn)在的企業(yè)大概有這么幾家,新綸科技、道明、賽維、上海紫江、廣東佛塑。國內(nèi)鋁塑膜缺點很多,國內(nèi)很多人清洗鋁箔全部在水池子里出來、上去,我說看完鋁箔清洗,我就告訴你做不出來,因為鋁見了水會發(fā)生反應(yīng),那么薄的情況下會發(fā)生清脆,抗壓強度由原來140兆帕立馬降低20%,變成110兆帕。我經(jīng)常在國內(nèi)查,我說看你鋁箔清洗就行了,如果沒有等離子清洗,基本上你是做不出來的,我們做聚合物軟包第一件事就是按照模具沖一下,達不到130兆帕抗壓強度就不行。另外鋁箔的缺陷,鋁箔起了隔離作用,當(dāng)鋁箔一旦里面有缺陷,電解液全部泄出來,就會發(fā)黑。哪個人告訴你我的鋁塑負荷膜每個月告訴你多少萬平方米,那就是騙人的。如果他告訴你每個月產(chǎn)量超過100萬平方米,那我告訴你他成功了。盈虧平衡點就是100萬平方米,做夠你就掙錢,不就就不存在掙錢。鋁塑復(fù)合膜這種是最好的,加了EVOH高阻隔層,是一種可自愈材料。其中要用到DNP生產(chǎn)線。大家前兩天對樂天有意見,國內(nèi)吉爾上面用的鋁90%以上都是樂天的。鋰離子電池對鋁塑復(fù)合膜的要求,包括氣體阻隔性的要求,變形度是多少、耐彎次數(shù)、冷蟲呀、電化學(xué)性能的要求等等,過鎳的BOPA膜國內(nèi)幾家在做,設(shè)備一定要用安德里茨的,國內(nèi)用安德里茨設(shè)備的人很少,國內(nèi)BOPA企業(yè)排名,做得最大的是廈門長數(shù),滄州明珠也沒有那么大。生產(chǎn)BOPA專用料的公司有日本宇部、德國巴斯夫、美國哈尼韋爾、意大利Caffaro,這些企業(yè)我都實地調(diào)查,國產(chǎn)的料到現(xiàn)在為止沒有一家能夠拉出膜來,如果他能拉出膜來,一個小時之內(nèi)不斷的話,我就跟他們打賭,我大概輸10萬塊錢,現(xiàn)在見不到一家一個小時之內(nèi)能不斷,我們大概拉一分鐘就斷了。世界上生產(chǎn)雙向拉伸設(shè)備的企業(yè)有德國的多涅爾等等,過鎳是北京機械研究所、桂林電子研究所、大連橡塑機械、汕頭遠東、青島中科華聯(lián)�,F(xiàn)在鋼塑也出來了,我們鋁塑還沒做好,鋼塑就更不可能。電動汽車對鋰離子動力電池的要求,核心是雙組份,雙組份膠點的時候,一個操作工位上只有3秒鐘,我們在寶馬掐著秒表看,只有3秒鐘,然后是自流體的,點完以后會產(chǎn)生很多波紋,它點上去以后在半秒鐘之內(nèi)波紋都平掉了,里面加了一個自流平極,國內(nèi)很多人說點完就是疙疙瘩瘩,我說里面點完就是平的,所以這個膠是非常高級的膠,這個膠大概600克賣給比亞迪是1300元,一對,就是700一支。華為基站從廣州到深圳56個基站,每個電池用35公斤膠,你告訴我這個多少錢?價格都不賣,因為中國人愛買磚頭不愛買瓦塊,這個東西就是這么貴。這個也沒辦法,你們很多人不愿意掙錢。
大家說你看看這個點膠工藝看了那么多,點膠機從哪兒開?現(xiàn)在中國生產(chǎn)雙組份點膠機企業(yè)非常少,基本上都是單組份的。美國是EFD、LCC、Graco等,德國是Scheugenpflug,法拉利、寶馬現(xiàn)在用的雙組份點膠機全部是它做的。意大利叫Fisnar,很牛,也發(fā)展出來數(shù)字化點膠。我們穿特別高檔的服裝和鞋,特別貴的鞋的數(shù)字化點膠是它開發(fā)的。日本比較牛的是雅馬哈,還有巖下、百樂,世界上最早做圓珠筆芯就是百樂。韓國是阿爾帕。臺灣基本上也是單組份的。世界上第一個發(fā)明點膠機桿式泵的是Craco,所以我很尊重這家公司。桿式精密計量泵,汽車上要求高速、精密、操作,這個泵由它開發(fā),原理是這樣,點擊是轉(zhuǎn)的,但是這個泵是直線運動的。目前中國賣雙組份點膠機最多的是Nordson。它的專利是雙組份混合槍閥和回抽型噴槍,這是它的核心。日本的點膠機代表是MUSASHI,誰發(fā)明這個槍呢?就是MUSASHI�,F(xiàn)在大家電池做上來了,產(chǎn)量夠了,裝配裝不來,都使用人海戰(zhàn)術(shù),還裝不好,這是核心。下一步大家做設(shè)備的朋友,你們趕快去做這種全自動探頭線。Scheugenpflug,整套系統(tǒng)的自動化程度最高,而且速度最快,點膠速度可以做到幾秒級來計算。雙組份點膠有很多的應(yīng)用,比如顯示器、導(dǎo)彈頭等等。
我就講這么多,謝謝!
(責(zé)任編輯:王杰)
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