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    所在位置:首頁企業新聞【特別報道】國產正極材料生產設備卡殼
    【特別報道】國產正極材料生產設備卡殼
    新聞類型: 企業新聞 來 源: 高工鋰電 點 擊: 487 日期: 2019-07-01

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      【《高工鋰電》正負極材料???文|本刊記者趙 沖】正極材料生產設備滯后正在成為國內鋰電行業進一步發展的羈絆。

      受益于應用市場的利好驅動,過去的2013年,中國正極材料出貨量達4.6萬噸,已占全球市場份額的46%。然而,巨大的產銷量無法掩蓋的一個現實隱痛是,國內正極材料普遍只能混跡于中低端市場,而在高端應用領域及國際供應鏈環節中遠不能達到相應要求。

    國內企業之所以還不能真正大規模量產高電壓鈷酸鋰、NCA等正極材料,其中一個最主要的原因就在于:企業所采用的生產設備還處于較為原始的低端水平。天津巴莫科技有限公司總經理吳孟濤向《高工鋰電》表示,生產設備上的落后已經成為正極材料生產的一大短板,制約企業在整體技術水平和質量控制能力上進一步提升。

      隨著動力和儲能領域的穩步啟動,下游電芯企業對于材料穩定性和一致性的要求正變的越來越嚴苛,對國內材料企業而言,要想搶占未來這一市場份額,必將面臨一場通過更新換代生產設備來提升產品品質和性能的自我變革。


      差距

    事實上,通過多年的迎頭追趕,國內材料企業在生產工藝上與日韓已無太大的差別。青島新正鋰業總經理孫玉城認為,目前存在的差距主要就在于設備的精度、可靠性以及產線的自動化水平上,而這對于最終產品的品質和性能起著至關重要的作用。

      鋰電正極材料的生產主要分為混料磨料、高溫燒結、粉碎分解三大主要環節,涉及上料卸料裝置、混料機、高溫窯爐、粉碎機以及除濕系統等設備,每個環節的控制以及設備的性能都會對最終的產品產生直接或間接的影響。

      根據高工鋰電產業研究所的數據統計,截至2013年底,國內正極材料廠家將近190家,其中絕大部分的規模都在1億元以下。受制于自身的資金實力,在設備選擇上,這些企業對于日韓高昂的價格往往望而卻步,只能退而求其次選擇中低端的國內設備。

      吳孟濤就曾介紹,早在2006年天津巴莫成立之初,一家日本企業給巴莫公司提供一套產能僅為500噸/年的正極材料生產設備(窯爐除外)報價就高達5000萬元人民幣。深受打擊的吳孟濤最終選擇和國內企業共同開發,一整套產線下來成本還不到200萬元。

      盡管國產設備在價格上更容易接受,但無論是在控制的精確性還是在耐用程度上都是無法繞開的硬傷。

      以材料生產的核心設備高溫窯爐為例,目前一個30米長的輥道窯日本高砂的報價在400-500萬元左右,而國內設備只需要100萬元,二者價格相差將近5倍。

      價格的差距直接會體現在設備的性能之上。國內窯爐存在的問題是保溫性能不好、溫差較大。對于國產窯爐存在的問題,吳孟濤深有體會。他介紹,窯爐的穩定控制以及溫度的正負誤差都會影響到原材料的受熱均勻,進而會影響到產品的最終性能。

      天津斯特蘭科技有限公司副總經理李積剛則表示,國產窯爐在可靠性和耐用性上與日本設備還存在明顯的差距,由于在高溫條件下運作,其經常會出現零部件損壞的問題。這一方面會造成較高的維護成本,另一方面則可能直接影響到產線的正常運行。

      即便是在最為基礎的上料卸料環節,國內材料企業存在的短板也不容小覷。

    包括優美科、日亞化學等國際企業普遍采用的是自動化裝料卸料的設備,這樣一方面可以有效控制粉塵異物,另一方面可以保證裝料的精度。而國內材料企業目前都還基本上處于人工操作的水平。孫玉城如此表示。

      人工操作最大的問題在于裝料環節無法做到精確控制,從而會直接影響到混料環節中材料配比的準確性。此外,上料卸料環節由人工操作所導致的原材料浪費也是一大問題,以鈷酸鋰的生產為例,傳統產線每年由于人工操作導致鈷的跌落達到1%,以目前20萬元/噸的價格計算,一個年產1萬噸的產線每年的浪費就高達200萬元。

      國內材料企業生產設備的落后還體現在對于環境的控制上。而這也是國內與日韓相比差距最大的地方。

      以目前熱門的NCA材料為例,國內企業之所以無法真正實現規?;慨a,其中一個最主要的難度就在于,在生產過程中無法達到其對于溫度和環境的要求。孫玉城告訴《高工鋰電》,NCA材料由于表面的堿性物質含量很高,因而非常容易吸潮,這就需要從燒結完成到最后包裝都需要嚴格把控材料與空氣的接觸。

      但事實上,以國內企業簡單的除濕設備根本無法實現。日韓企業基本上實現了封閉式生產,材料在空氣中靜置超過1個小時以上就當做廢料處理了,但在國內,由于設備的滯后以及對成本的考慮,放置一兩天的情況都司空見慣。

      困局

    國內材料企業要想真正提升產品品質,實現高端材料的產業化,引進全自動的生產設備和產線是唯一出路。吳孟濤認為,自動化生產設備產線可以保證裝料配比的精度,避免由人工操作造成的浪費,同時也可以改善生產環節對于環境的控制。

      然而,要想真正實現自動化的生產,對于目前絕大部分的材料企業而言似乎并不現實。

      高工鋰電產業研究所(GBII)調研數據顯示,國內材料企業自動化產線的使用比率目前還不到10%。將近九成以上的企業依然停留在半自動甚至手工操作階段,僅有一些規模較大的企業以及新擴建的產線在開始使用自動化生產設備。

    自動化生產線的成本太高,一個產線沒有5000-7000萬元根本無法實現。李積剛坦言,巨大的資金投入對于企業實力是一個很大的考驗,而以目前材料行業舉步維艱的生存現狀而言,大部分企業都很難有充足的資金用于自動化產線的升級改造。

      與此同時,佛山高砂工業窯爐有限公司技術部部長楊偉表示,國內材料企業普遍停留于中低端的市場定位,在畸形發展的鋰電產業鏈中,不少電芯企業更關注于材料的價格,而對于產品的性能和品質并沒有過多的要求,這自然就導致材料企業缺乏以改進提升生產設備來提高產品性能的原始動力。

      而工藝路線的不確定也在成為材料企業升級自動化產線的一個心結。

      鋰電行業作為新興的市場,無論是材料的工藝路線還是未來電池的發展路線都還沒有完全確定,設備隨工藝而變,工藝的不斷更新變革必然會導致設備的相應變動。在此背景之下,如果企業大舉投入自動化產線就會面臨較大的市場風險。

    以磷酸鐵鋰來講,國內目前主流的工藝就五種路線,包括草酸亞鐵工藝、鐵紅工藝、磷酸鐵工藝、碳熱還原工藝、水熱合成工藝等,每一種工藝所采用的設備又各不相同,未來市場將會采用哪種工藝對于企業而言也并不能完全確定。李積剛坦言,工藝的不成熟讓材料企業并不敢貿然的引進自動化設備產線。投入越大,意味著風險越大。

      不僅如此,讓材料企業顧慮的還包括并未穩定的市場需求量。事實上,大規模的自動化產線必然要求穩定的市場需求量為支撐。然而,以目前的市場情況來看,這還并不能夠實現。

      同樣以磷酸鐵鋰為例,一位資深業內人士表示,國內每年的需求量目前在5000-6000噸左右,而比亞迪、合肥國軒、環宇賽爾等企業的材料都是自給自足,這就占了將近一半的市場份額。

    剩下的兩三千噸由國內的幾十家材料企業瓜分,平均到每一家,可能100噸都不到。即便是引進一條規模最小的自動化產線,也意味著70%-80%的產能都會處于閑置狀態。在上述業內人士看來,只有規?;氖袌鲂枨笳嬲龁?,材料企業才可能真正迎來自動化產線升級的自我變革。

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    佛山市建嘉建材有限公司   佛山市晶石新材料進出口有限公司(原佛山市晶石耐火材料有限公司)   佛山工業窯爐有限公司

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