六次尝试取得突破性进展
电池行业重大飞跃
电极浆料是决定电池功率和能量密度的关键。了解我们如何帮助中国客户力神革新电极浆料生产工艺。
2019年08月213日
2014 年：Jesse Wang 擦掉脸上的汗水，重新调整了呼吸面罩。他知道现在不能出错。他在三年前的七月份加入了布勒。起初他并不太了解电池相关业务，也从未想过会成为这一领域的专家，不过依然孜孜不倦地开发新型电极混浆工艺。后来客户 Yi Liu 评价这一工艺：“布勒的解决方案会彻底改变电池行业。这是历史性的时刻，是一场革命。”
电池生产变革
客户合作伙伴关系
电池生产变革
客户合作伙伴关系
电极浆料是决定电池功率密度和能量密度的关键，即单位体积电池的输出和能量。通常浆料使用大型混合罐进行批量生产。这些传统工厂规模巨大，成本高昂。生产工艺灵活性也较差：如果某一批次未达到要求，该批次浆料将被处置或用于低级产品。
大规模批次生产需要几小时，而布勒开发的新工艺生产仅需几分钟。采用旋转双轴搅拌机，将混合、均质、分散和脱气等必要工序整合到单一连续运行的设备中。
Wang 刚一上任就接到扩建布勒无锡实验室的命令。与第一个客户的洽谈结果鼓舞人心，布勒迅速决定进行此项前期投资。Wang 负责中国的电池行业，瑞士总部提出新工艺想法的同事为他提供支持。
但现在他独自在电池实验室中，开始第六次试制电极浆料。目前为止，测试尚未出现预期结果。这次他能否满足客户力神期望的高要求？
电池是导向因素
电池让我们的世界保持运转。电池是小型能量存储设备，驱动我们的生活，让生活变得更简单。越来越多的汽车完全使用电池驱动，特别是中国。2017 年，中国电动汽车销售量约为 800,000 辆，将近全球总产量的一半。电动汽车得到中国政府的大力支持和补贴。这一举措可有效应对空气污染，对中国成为高科技国家战略具有重要意义。财政支持预计延续到 2020 年。届时，汽车电池应该具备在自由市场存活的能力。因此力神等电池制造商大力投资电池生产新工艺研发。
力神成立于 1997 年，现有员工 9,000 多人。客户包括许多电子设备和娱乐行业知名厂商：苹果、三星、戴尔、惠普、华为和联想等。这家中国电池制造商在北京、青岛、苏州、武汉、深圳和绵阳设有生产工厂，是中国五大电池制造商之一。力神计划在 2021 年将年产量从目前约 10 GWh 增加至 40 GWh，这相当于 800,000 块汽车电池。
布勒的解决方案会彻底改变电池行业。这是历史性的时刻，是一场革命。
刘毅, 中国力神工程师
关乎浆料
Wang 小心地将黑色、略粘稠的电极浆料涂抹到承载膜上。他使用薄膜敷料器在薄膜上尽可能涂抹薄层，厚度不超过 100 微米。然后，干燥后电极送往力神，交给主要联系人 Liu 手中，Liu 是客户方负责相关事宜的工程师。
与力神的合作非常密切。两家公司共同合作：作为客户，力神带来丰富的电池经验和专业知识。相应地，布勒带来工艺知识和多年的连续混合经验：这一独特混合工艺此前从未在电池行业中应用。
借助此项连续混合工艺，制造商能够在结果未达到要求时随时介入。因此，经过改进的混合工艺大幅提高电池性能。与常规生产方法相比，此工艺还降低投资成本，能量成本也大幅降低。最后，新工艺的空间需求显著减少，生产废品也大量减少。这也给力神留下深刻印象。放弃经典的电极浆料批次加工，采用新型连续工艺为客户带来收益。但布勒能否及时为力神的新工厂开发工业规模的工艺？
每次试验都需要几个月时间。首先，布勒工程师基于力神提供的规格开发并验证更合适的浆料组分。布勒团队获得满意的测试结果后，采用新配方生产 50 升浆料并送至力神。然后由力神工艺部门的首席工程师 Liu 接手。力神团队使用新电极浆料制作电池并开展大量测试。这并非普通的电极浆料。布勒彻底改变了电池制造工艺。
第六次尝试能否取得突破？
Wang 在分析实验室中。除了许多其他参数外，他在第六次测试中进一步调整了粘合剂的浓度。测试结果出来了。他测试了电极浆料的粘度和粒度分布以及电极的导电性，这些因素共同决定电池的功率密度和能量密度。上次实验测试中浆料粘度问题特别严重。新原料和新参数设置导致浆料粘度过大，无法获得理想使用效果。“像牙膏一样粘稠”Wang 回忆道。
新测试数据让工程师信服。测试结果达到了 Liu 的要求。但力神需要几个月时间来确认结果。Wang 需要等待很长时间才能确定客户是否希望开展更多试验。但时间宝贵，因为力神的竞争对手也致力于创新，布勒的工艺是电池复杂开发工序中的第一步。
如果布勒工程师未完成目标，将使整个制造工艺和力神计划在苏州建立的新工厂面临重大风险。电池生产需要经历几个阶段。首先是准备各种原料，电池制造商通常从化学品公司购买原料。随后在混合工序中将原料加工成阳极和阴极浆料。
这时就需要布勒的创新连续混合工艺了，但布勒解决方案还应用于上游工艺，确保原料正确配料。混合工序结束后，浆料涂抹到薄膜上。然后将薄膜切割成指定尺寸并卷成电池单元。接下来，制造商为电池单元充放电，进一步提高电池性能。最后，电池单元封装成电池组，然后安装到汽车上。一块电动汽车电池由成百上千个电池单元组成。
此订单代表我们向这一行业郑重宣布：新型混合工艺已可进行工业应用。
JESSE WANG, 布勒工程师
意义非凡的来电
几个月后，Wang 的电话响了。他接听了电话。这是 Liu 打来的电话。力神的项目经理一向严肃，但这次他显得非常兴奋：第六次试验的结果令人瞩目。粘度问题已解决，测试期间电池的功率密度和能量密度大幅提升。
Wang 几乎不敢相信。直到再次进行测试，他才敢相信测试结果。但实际上，Wang 和他的团队已完成测试。电极浆料确实达到了要求的品质。所有工作都紧张有序地开展起来，力神签署了天津工厂试验工厂的交付合约。此时正值 2014 年 8 月，Wang 加入布勒后三年。成功的试验最终带来第一家试验工厂的订单，这只是力神和布勒共同成功的开始。两个合作伙伴就 10 条工业规模生产线交付事宜达成一致。4 条生产线将布置在苏州工厂，2 条生产线布置在试验工厂所在地天津，另外 4 条生产线布置在青岛。这些生产线年产量共计 10 GW/h。每年可生产超过 200,000 块汽车电池。
“此订单代表我们向这一行业郑重宣布：新型混合工艺已可进行工业应用，其优势在工业环境中显露无疑。
因此其他订单很快纷至沓来。另一个客户已预订 4 条生产线，我们正在与其他客户进行洽谈，”Wang 解释道。
这时就需要布勒的创新连续混合工艺了，但布勒解决方案还应用于上游工艺，确保原料正确配料。混合工序结束后，浆料涂抹到薄膜上。然后将薄膜切割成指定尺寸并卷成电池单元。接下来，制造商为电池单元充放电，进一步提高电池性能。最后，电池单元封装成电池组，然后安装到汽车上。一块电动汽车电池由成百上千个电池单元组成。
电池行业的里程碑
Wang 系好领带。现在是 2017 年 7 月 20 日。今天是历史性的时刻，力神苏州工厂在数百名来宾的见证下盛大开业。他之前已参观过工厂，见证了工厂的神奇：工厂占地超过 600 × 50 米，包括汽车电池所有制造工序，从原料和电极浆料一直到电动汽车电池成品完工。今晚电池行业相关人士共聚一堂。当地和地区政府代表也将出席晚会。六年实验室工作取得了巨大的成功。
苏州天色渐晚。观众屏息倾听力神总裁秦兴才的演讲。公司计划建设新工厂，促进中国电池市场发展。”这是我们的新工厂，生产新一代电池。能量密度提高了 30%，这意味着我们已取得重大突破。“Liu 和 Wang 颔首赞同。力神苏州向布勒颁发优秀设备供应商奖。“六年联合研发终于获得回报。
力神和布勒强强联合，进行了六年合作，中国和瑞士员工均积极参与。“该奖项和力神的 10 条生产线是最好的证明”Wang 自豪地说道。Liu 补充道：“布勒履行了承诺。布勒是我们的长期合作伙伴，我们共同应对新项目的挑战。”此后，Liu 被任命为力神工程部经理。不仅与布勒合作确保项目成功，还为电池行业奠定了里程碑。
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