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锂电设备如何进行Qualify?

锂电笔记

18434 2025-03-13

Qualify管理目标

  1. 设备合规性:确保设备满足设计规格、生产工艺及安全标准要求。
  2. 工艺适配性:验证设备性能与产品工艺参数(如涂布面密度、注液精度)的匹配度。
  3. 稳定性保障:通过系统性测试,确认设备在长期运行中的可靠性(MTBF ≥2000小时)。
  4. 风险管控:识别并消除设备潜在失效模式(如机械振动、温控偏差)。


Qualify管理范围

覆盖方形锂离子电池生产全流程核心设备:

工艺段

关键设备

Qualify重点

前段

搅拌机、涂布机、辊压机

浆料均匀性、涂布面密度一致性、辊压厚度精度

中段

卷绕机、焊接机、装配线

极片对齐精度、焊接强度、壳体密封性

后段

注液机、化成柜、分容系统

注液量精度、化成电流稳定性、容量分选一致性


Qualify管理流程(IQ/OQ/PQ)

1. 安装确认(IQ)

  • 文档核查:核对设备出厂证书、技术规格书、电气图纸等完整性。
  • 安装验收:设备水平度(≤0.1mm/m)、对中度(激光校准,偏差≤0.05mm)。关键部件(如涂布模头、真空泵)安装符合厂商要求。
  • 环境验证:车间洁净度(ISO 7级)、温湿度(23±2℃, RH 30-50%)达标。

2. 运行确认(OQ)

  • 空载测试:设备启停、急停功能正常,无异常噪音或振动(振动速度≤2.8mm/s)。运动部件(如涂布机导轨)速度精度(±1%)、重复定位精度(±0.02mm)。
  • 负载测试:模拟生产工况(如涂布机满负荷运行8小时),监测电机温升(≤40℃)。关键传感器(压力、温度、流量)校准误差≤±0.5%FS。

3. 性能确认(PQ)

  • 工艺匹配性测试设备测试项目验收标准涂布机面密度均匀性极片面密度CV值≤1.5%卷绕机极片对齐度极耳偏移量≤±0.2mm注液机注液量精度单电芯注液量误差≤±0.3g化成柜电流稳定性恒流阶段波动≤±0.2%
  • 长期稳定性测试:连续运行3个生产周期(约72小时),统计设备故障率(≤0.5次/周期)。关键参数(如辊压厚度)CPK≥1.33。

关键设备Qualify技术要求

设备类型

Qualify测试项

测试方法

涂布机

涂布速度与烘干温度耦合性

设定不同速度-温度组合,检测极片含水率(≤200ppm)。

焊接机

焊接强度(拉力测试)

随机抽取焊点,拉力≥50N且断裂位置非焊缝。

注液机

注液真空度与电解液渗透效果

真空泄漏率≤0.5mbar/min,注液后电芯静置无渗漏。

分容系统

容量测试一致性

同一批次电芯容量极差≤1.5%(0.2C充放电)。


风险管理与纠正措施

  1. 风险识别
  • 设备机械结构失效(如轴承卡死、传动带断裂)。
  • 控制系统异常(PLC程序错误、传感器漂移)。
  • 工艺参数超差(如涂布速度波动导致面密度不均)。
  1. 纠正措施
  • 设计优化:对高振动部件(如辊压机齿轮箱)增加减震垫或刚性加固。
  • 冗余控制:关键传感器(如注液流量计)采用双路信号比对。
  • 预防性维护:制定轴承润滑、皮带张力检查周期(如每500小时)。

文件管理与交付物

  1. Qualify文档清单:IQ报告(含安装图纸、校准记录)。OQ报告(空载/负载测试数据、传感器校准证书)。PQ报告(工艺匹配性数据、稳定性分析)。
  2. 交付物模板:《设备Qualify验收标准表》《设备风险控制计划(RCP)》《设备维护SOP》(含预防性维护清单)

人员分工与培训

  1. 责任矩阵
  • 设备工程师:主导Qualify测试,编制报告。
  • 质量工程师:审核数据合规性,监督整改闭环。
  • 生产团队:配合设备调试,提供工艺参数反馈。
  1. 培训内容

Qualify流程与标准(如IQ/OQ/PQ阶段要求)。设备故障应急处理(如PLC程序复位、传感器更换)。


KPI与持续改进

  1. 核心KPI:Qualify一次性通过率≥90%。设备OOC(超规事件)发生率≤2次/月。设备MTTR(平均修复时间)≤1小时。
  2. 持续改进:每季度汇总Qualify问题,优化测试方案(如增加振动频谱分析)。引入数字化工具(如设备健康管理系统)实现预测性维护。

声明:本文由车市号作者撰写,仅代表个人观点,不代表网上车市。文中部分图片来源网络,感谢原作者。

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