儲能推動能源轉型,電池製造成為新一代產業競爭焦點
從製程到智慧化,先進電池技術正全面改寫能源格局
先進儲能技術已成為推動能源轉型的重要支柱。無論是節能減排、再生能源併網、電網調節,或電動車等新興應用,儲能系統皆扮演核心角色。而電池作為儲能的主要載體,其安全性、品質一致性、能量效率與成本控制,直接決定產業能否持續發展。本書從產業需求出發,系統化整理先進儲能電池的大規模製造技術,呈現智慧工廠時代下電池產業的完整脈絡。
全書以「先進儲能電池智慧製造」為主軸,首先介紹儲能電池產業的現況、技術演變與設備發展趨勢,協助讀者掌握全球儲能市場的技術動能。隨後深入解析電芯製造體系,包括製造流程的建置、製程品質管理、良率提升方法、電池尺寸標準化以及面向未來的智慧製造模式,為製造端提供可操作的參考框架。
在工藝面,詳細說明儲能電池與固態電池的主要製程,包含塗布、輥壓、分切、堆疊、裝配、注液、化成分容等工序,並討論如何透過設備標準化與製程創新,提升整體穩定性與一致性。設備篇則逐項介紹不同製程所需的智慧化設備,解析其功能定位、設計要點與未來演進方向,內容涵蓋製漿、塗布、乾燥、注液到化成分容等關鍵設備模組。
面對數位化浪潮,內文也提出完整的智慧製造架構,包括製造後設資料建置、異質資料整合、工業互聯網、製程追溯體系、品質資料循環、設備健康管理、預測性維護與微服務應用等,協助讀者理解如何以數據驅動製造決策,打造具備高敏捷度與高可靠性的數位工廠。
環境控制、汙染管理與製程監控亦是電池工廠的重要環節。書中清楚說明各類環境因子(溼度、潔淨度、粉塵等)的影響與控制策略,並解析電池製造過程的汙染來源與監測方法。針對缺陷檢測,則以量測技術為核心,介紹從極片外觀、尺寸檢測,到電芯內部結構監測等多元設備與評估方法,協助建立完整的品質檢測鏈。
此外,本書專章討論製造安全與能源消耗管理,包括電池安全風險來源、製造安全管控體系、能源用量分析、能耗標準、能效評估方法與能源監測機制,全面涵蓋電池工廠在安全與節能方面的實務需求。
最後,從工廠建設角度切入,說明儲能電池智慧工廠的建置原則、整合方法、製造品質優化策略與周邊輔助系統配置,提供從零到一打造儲能電池工廠的整體藍圖。
本書兼具產業高度與工程深度,適合作為儲能、動力電池產業工程師、設備開發者、製造管理人員的實務參考;對儲能科學、電化學、能源工程等相關領域的學生與研究者,也具有重要的學習價值。
陽如坤,研究員,國際IEC/TC23/SC23K專家。在鋰電池製造工藝及裝備研發、智慧型機器研發、智慧製造系統與體系建設等領域有深入研究和豐富的實踐經驗。擁有超過300項電池製造雷射模切、捲繞、疊片製造技術及裝備的核心專利。
第1章 先進儲能電池產業介紹
第2章 先進儲能電池製造技術
第3章 先進儲能電池製造工藝
第4章 先進儲能電池智慧設備
第5章 先進儲能電池製造數位化、智慧化
第6章 先進儲能電池製造環境控制
第7章 先進儲能電池製造測量與缺陷檢查
第8章 先進儲能電池製造安全
第9章 先進儲能電池製造能源消耗管控
第10章 先進儲能電池智慧製造工廠建設
參考文獻
1.1 概述
能源是人類文明進步的基礎與動力,與經濟發展、民生福祉及國家安全密切相關。能源的穩定供應與合理利用,對促進社會繁榮與永續發展至關重要。
進入二十一世紀以來,全球能源格局正經歷深刻變化。氣候變遷、環境風險與資源限制成為各國共同面對的挑戰。各國紛紛推動能源轉型,發展清潔能源與高效儲能技術,以兼顧經濟成長與生態永續。以儲能技術為核心的新興能源體系,正逐步從「自然供給」轉向「製造供給」的創新模式。
近年來,全球減碳行動加速推進。多國設定碳排放峰值與碳中和時程,推動能源結構由化石燃料走向綠色低碳,並以技術創新驅動產業升級。高效能源管理與可再生能源應用,成為新時代能源發展的重要方向。
隨著經濟活動與交通運輸的快速成長,能源消耗與空氣汙染問題日益嚴重。降低汽車燃油依賴、減少廢氣與懸浮微粒排放,已是全球能源與環境治理的重要課題。新能源汽車的興起,正是應對能源短缺與環境汙染的關鍵解方之一。其不僅有助於改善空氣品質,也推動汽車產業邁向智慧化、電動化與永續化。
儲能技術則是新能源發展的核心基礎。電池作為主要的儲能載體,其安全性、能量密度、製造效率與成本控制,直接影響新能源產業的發展速度。未來,先進儲能電池市場的需求將達到兆級規模。如何以高品質、高效率、低成本、安全可靠的方式進行規模化生產,將成為推動綠色能源革命的關鍵。
本書立足於儲能與新能源的技術發展趨勢,總結相關研究與製造經驗,旨在為先進儲能電池的高品質、大規模與低成本製造提供理論依據與實務參考,並展望其在全球能源轉型中的應用前景。