CAT蓄电池锂电池工厂生产线建线分析

要点简述：旨在达成对锂电池工艺设计更为详尽的认知，进而为生产线规划提供引导，经归纳总结得出了锂电池产业普遍适用的建线模式。与此同时，选取工程项目当作实例展开解析与归纳，推导出后续类似项目布局的优化手段。

关键词：锂电池、产线建设

1 引言

在国内外技术标准并不统一的状况下，致使各类型号锂电池的生产加工工艺尚未足够成熟，并且生产线的建设不存在固定的模式，依据先前布局的剖析，总体而言存在产品建线以及工艺建线这两种方式。

1. 产品建线与工艺建线的区别

1）产品建线

那被称作产品建线的行为，就是依据一种或者几种电池产品去规划整个生产线的建设，并且有着单一厂房需具备生产电池产品全部功能单元的要求。在前期进行生产线设计的进程当中，根据产品具体的规格尺寸、技术指标以及产能要求，来对厂房的工艺布局、工艺设备、建安设备等展开统一规划，最终达成电池产品的制造。

2）工艺建线

所谓工艺建线，是依照电池生产的标准工艺路线以及工艺条件，来对生产线的建设予以规划，不再规定单一厂房必须具备电池生产的全部功能，而是依据工艺要求的差异，建设不同的厂房，最后采取必要的自动化物流方式，达成电池产品的制造 。

1. 产品建线与工艺建线的优缺点对比

1）产品建线优缺点分析

产品建线最大的优势体现在以下几个方面：

因在单一厂房完成电池生产全部功能单元的建设，所以较易缩短生产线的建设周期，进而生产线建设周期较短。

（2）自动化达成相比较来说易于做到，产品去构建线条的时候各个工艺步骤相互连接得十分紧密，生产的节奏比较容易把控，再加上不存在长距离的物流运输转移，这极为有助于电池自动化生产的达成。

有利于生产管理，单个厂房能够完成电池生产，方便对生产进程范围内的各项工作加以管理，一座厂房仅需安排一位车间主任，便可达成对整个电池生产过程的有效管控，避免了各工序责任不清晰、相互推诿的状况，并且也有利于公司生产计划的传达与落实。

除了上述那些优势之外，产品建线于生产线的构建以及管理方面，同样有着一些相对比较显著的弊病 。

设备使用率处于较低状态，因为各工序里生产设备所具备的产能并不相同，为能够满足整条生产线的产能目标要求 ，每一类设备都是依据生产线最大产能来开展设计的 ,然而在实际进行生产期间 ，常常会出现多种电池型号相互转换的情形 ，这很容易致使部分设备出现浪费状况 ，由于生产线在设计时需要涵盖多款型号的生产作业 ，但却只能以一种型号作为基准 ，设备产能、数量方面的匹配以及自动化衔接也都是以该种型号为基准去做最优设计的 。生产别的型号产品之际，设备间产能匹配不可避免被影响，进而致使部分设备闲置 。

那么，（2）生产环境控制这件事情存在困难之处，并且能源消耗的数量比较大，锂电池生产各个工序呢，对于温度、湿度以及洁净度的控制要求是各不相同的，在以产品来建立生产线的时候呀，对环境有着不同需求的设备集中在了同一个厂房里面，这就导致那空调管路以及控制系统在进行设计以及施工的时候相对而言较为复杂，进而增加了环境控制以及后期厂房改造的难度，为了能够满足整体的产能需求，单个厂房以及需求环境控制区域的设计面积是比较大的，与之相对应的，其环境控制难度以及成本也就相应地增高了。

（3）在锂电池生成制造的进程当中，所存在的电解液，还有隔膜以及塑料壳体等，这些都属于易燃的物品，尤其是电解液，它属于低闪点（30℃）的易燃液体，一旦遇到明火，或者处于高温的环境下，就会着火，遇见空气的时候，还会分解出具有腐蚀性的氢氟酸。产品建设起生产线必然会导致单个厂房之内存在多个危险源，进而使得厂房的安全问题变得突出起来。

尤其是锂电池生产行业，其柔性化较差，工艺路线不太成熟，后期要是工艺路线出现变更，在现有生产线上改造会很难，存在较大风险。

2）工艺建线

相比产品建线方式，工艺建线有以下几点优势：

（1）生产设备集中布局，设备利用率高，有利于柔性化生产。

（2），单体厂房占据的面积不大，环境控制所依据的标准相对来讲较为统一，给暖通以及动力系统的设计带来便利，对关键工序的集中控制颇为有利 。

有多种不同的工艺路线，依据这些工艺路线的差异，能够针对不同的厂房，在其不同的区域设定不一样的防火等级，以此来降低建设成本。

其一，工艺出现变化，对于厂房布局而言，所产生的影响比较小。其二，到了后期的时候，能够依据不同类型的工艺路线，针对各厂房的衔接顺序，开展相应的调整工作。其三，这样的情况十分有利于生产线的升级以及换代。

（5）对人员管理有益，能够切实避免不同人员于厂房不同工序之间进行流窜 。

同时，工艺建线方式也存在一些缺点：

生产线建设的周期比较长，要等到具备不同功能单元的厂房全都拥有生产能力之后，然后才能够生产出任合格的电池产品。

（2）不同的厂房相互之间，转运的距离是比较长的，这就使得生产线的整体自动化实现的难度变大了。

（3）要增添专业设备，用来把控当制品于不同厂房之间进行转运之际的环境。

工艺建线存在其自身的优点与缺点，当然产物建线同样有着自身的长处和短处，基于上述的剖析不难发觉，抉择建线模式究竟属于产品建设亦或是工艺建线的因素乃是规划定位以及产品产能，要是规划的产品种类数目偏向于多，然而产能值相对较小，那么产品建线会显得更为适宜。相反的情形下，要是规划的产品种类数量比较少，并且单个产品所规划的产能规模比较大，选用工艺建设则会更为恰当。

1. 不同产能情况下的建线模式选择

基于获取较为直观的建线参考之目的，于此挑选某几个锂电池厂房项目的参数当作依据，这些厂房单位面积产能大概都处于30万瓦时/平方米左右，所以本文暂且按照30万瓦时/平方米来展开分析。

结合建筑等专业设计要求，锂电池生产厂房火灾危险性类别是丙类。考虑到厂房规模、疏散、消防等要求，厂房宽度适宜小于80米，丙类多层厂房疏散距离要求是60米，这里的80米是初步考虑设备、隔墙阻挡等不利因素而确定的。厂房长度一般适宜小于300米，按多层厂房考虑，最多能够建三层。所以按三层厂房考虑，厂房规模不宜大于72000平方米。

单体厂房产能那般量，通常是小于，三十万瓦时每平方米，乘以七万两千平方米，其结果是二十一亿六千万瓦时 。

综上分析，可得出初步意见如下：

对于那些规模小于二十一亿六千万瓦时的锂电池项目，建议依据产品来建设生产线，也能够按照实际所需依据工艺来建设生产线；对于规模大于二十一亿六千万瓦时的锂电池项目，建议按照工艺来建设生产线。