Công nghệ pin lithium có nguồn gốc từ những năm 1970, khi những đột phá ban đầu đặt nền móng cho pin sạc lại được 1. Pin lithium-ion (LiB) thương mại đầu tiên mãi đến năm 1991 mới xuất hiện, khi Sony giới thiệu nó cho các thiết bị điện tử di động 2. Sự phát triển ở quy mô công nghiệp diễn ra muộn hơn nhiều, tăng tốc vào giữa đến cuối những năm 2000 khi xe điện (EV) và lưu trữ năng lượng bắt đầu phát triển mạnh. Đó cũng là thời điểm mà logistics pin LiB bắt đầu được mở rộng theo hướng công nghiệp hơn.
“Vào giữa những năm 2010, thách thức chính trong lĩnh vực đóng gói là tuân thủ các quy định về Hàng hóa Nguy hiểm của Liên Hợp Quốc (UNDG) và đảm bảo các lô hàng có thể vận chuyển an toàn qua các tuyến đường quốc tế phức tạp,” ông Amaury Fruchaud, Giám đốc Phân khúc Pin LiB Toàn cầu tại Tập đoàn Nefab cho biết. “Các giải pháp đóng gói được xây dựng để đảm bảo độ bền chắc, ưu tiên an toàn và tuân thủ hơn là hiệu quả chi phí, khả năng tự động hóa hoặc tính bền vững.”
Điều gì đang thúc đẩy các quyết định về bao bì pin lithium-ion hiện nay?
Nếu bạn đang mua bao bì cho pin LiB hiện nay, bạn đang hoạt động trong một thế giới hoàn toàn khác so với cách đây 5 hoặc 10 năm.
Khối lượng pin đang tăng nhanh chóng, được thúc đẩy bởi sự tăng trưởng theo cấp số nhân của xe điện và lưu trữ năng lượng 3. Đồng thời, quá trình sản xuất đang trở nên tự động hóa hơn và các yêu cầu về tính bền vững ngày càng khắt khe hơn.
Đối với các đội ngũ mua sắm và chuỗi cung ứng, trọng tâm đã chuyển từ việc bảo vệ cơ bản sang độ chính xác, độ bền và hiệu quả vòng đời sản phẩm.
Một số xu hướng rõ ràng đang định hình các quyết định về bao bì:
- Tự động hóa đang trở thành một tiêu chuẩn cơ bản.
Ngày càng nhiều nhà máy sản xuất pin đang chuyển sang hệ thống xử lý tự động hóa 4 , điều này có nghĩa là bao bì phải nhất quán. Nếu khay bị biến dạng, khác với dung sai kích thước đã định hoặc không xếp chồng tốt, nó có thể làm gián đoạn dây chuyền hoặc làm chậm dòng chảy vật liệu. - Tính bền vững và tính tuần hoàn
Các yêu cầu về tính bền vững đang ngày càng trở nên nghiêm ngặt hơn trên toàn cầu. Việc lựa chọn bao bì ngày càng được đánh giá dựa trên khả năng tái chế, khả năng tái sử dụng và tác động tổng thể đến môi trường 5 . - Tăng trưởng khối lượng nhanh chóng
Việc sản xuất pin thường mở rộng quy mô nhanh hơn dự kiến. Những lựa chọn về bao bì được đưa ra ngay từ đầu có thể hỗ trợ sự tăng trưởng đó hoặc buộc phải thiết kế lại tốn kém sau này.
Quá trình sản xuất pin lithium-ion ngày càng được tự động hóa.
Giải pháp ban đầu: Khay xốp
Ban đầu, các mô-đun pin và các lô hàng pin chủ yếu dựa vào khay xốp Polyethylene giãn nở (EPE). Những khay này rẻ tiền, nhẹ và cung cấp khả năng bảo vệ hiệu quả cho các thành phần pin nhạy cảm.
Tuy nhiên, khi sản xuất pin phát triển, nhược điểm của vật liệu xốp ngày càng khó bỏ qua. Theo thời gian, nhiều công ty đã gặp phải các vấn đề:
- Các khay bị biến dạng và biến dạng.
- Chúng không phải lúc nào cũng bền và có xu hướng xuống cấp sau nhiều lần tái sử dụng.
- Sự khác biệt lớn về kích thước đã khiến việc xử lý tự động trở nên khó khăn hơn.
- Việc tái chế gặp nhiều khó khăn, không nhất quán và phụ thuộc vào hệ thống quản lý chất thải địa phương.
Những gì hiệu quả ở quy mô nhỏ thường trở thành rào cản khi mở rộng quy mô.
Khay tự động hóa của Nefab, được làm từ vật liệu chất lượng cao, có độ bền cao và giữ được chất lượng ngay cả khi sử dụng nhiều lần.
Sự chuyển hướng sang bao bì nhựa kỹ thuật
Khi sản lượng tăng lên và tự động hóa trở nên phổ biến hơn trong các nhà máy sản xuất pin, bao bì không chỉ cần bảo vệ các bộ phận trong quá trình vận chuyển. Trọng tâm chuyển sang các giải pháp có thể giữ nguyên hình dạng, bền hơn trong các chu trình tái sử dụng và duy trì hiệu suất đáng tin cậy sau mỗi chuyến đi.
Đó là lý do tại sao ngày càng nhiều công ty bắt đầu chuyển sang sử dụng bao bì nhựa cứng, đặc biệt là các giải pháp định hình nhiệt và ép phun.
Khay nhựa định hình nhiệt: một bước chuyển tiếp
Ép nhiệt là một quy trình trong đó tấm nhựa được nung nóng và tạo hình thành các hình dạng, chẳng hạn như khay. Đối với các công ty, đây là một lựa chọn hấp dẫn vì nó:
- Bền hơn so với xốp, cho phép tái sử dụng.
- Thường có thời gian sản xuất ngắn hơn so với các loại khuôn phức tạp hơn.
- Giảm thiểu việc sử dụng vật liệu thông qua hàm lượng vật liệu tái chế và khả năng tái chế. Thông thường, vật liệu có thể được nghiền lại... khi hết hạn sử dụng để sản xuất khay mới (trong khuôn khổ “hệ thống thu hồi 6 ”).
Tuy nhiên, khay định hình nhiệt vẫn có những hạn chế. So với thiết kế đúc phun, chúng thường kém chính xác hơn và cung cấp ít lựa chọn thiết kế hơn. Tùy thuộc vào thiết lập, quá trình định hình nhiệt cũng có thể cần thao tác thủ công nhiều hơn và cho năng suất thấp hơn so với các quy trình đúc tốc độ cao.
Do đó, ép nhiệt thường là lựa chọn phù hợp cho các chương trình sản xuất quy mô vừa, hoặc như một giải pháp chuyển tiếp trong giai đoạn tăng tốc sản xuất.
Ép nhiệt (còn gọi là ép chân không) mô tả quá trình làm nóng một tấm nhựa. Tấm nhựa được làm nóng cho đến khi mềm, sau đó được kéo thành hình dạng mong muốn trên khuôn bằng lực hút. Sau khi nguội, phần nhựa thừa được cắt bỏ để tạo ra sản phẩm cuối cùng.
Bao bì đúc phun: Được thiết kế cho quy mô lớn và tự động hóa.
Đối với sản xuất pin lithium-ion quy mô lớn, bao bì nhựa đúc phun đã trở thành lựa chọn ưu tiên.
Công nghệ ép phun tạo ra các khay có độ chính xác cao, bền chắc, giữ được hình dạng và hoạt động ổn định. Đó là những yêu cầu then chốt đối với tự động hóa và các hoạt động sản xuất năng suất cao, nơi ngay cả những sai lệch nhỏ cũng có thể làm chậm quá trình.
Từ góc độ nhà sản xuất, những lợi ích là rất rõ ràng:
- Dung sai kích thước chặt chẽ hỗ trợ việc xử lý tự động.
- Độ bền cao qua nhiều chu kỳ tái sử dụng.
- Tính linh hoạt trong thiết kế cao hơn, bao gồm cả các hình dạng và tính năng phức tạp.
- Dễ dàng vệ sinh, rất phù hợp cho hệ thống hậu cần khép kín .
Nhược điểm lớn nhất là chi phí ban đầu cao hơn. Tuy nhiên, khi đánh giá theo tổng chi phí sở hữu, các giải pháp ép phun thường mang lại lợi nhuận cao trong môi trường sản xuất quy mô lớn bằng cách giảm thiểu hư hỏng, thời gian ngừng hoạt động và sự biến động trong vận hành.
Đến giai đoạn đó, quyết định không còn phụ thuộc nhiều vào chi phí đơn vị mà tập trung hơn vào độ tin cậy và hiệu quả lâu dài.
Vì sao lựa chọn bao bì trở thành quyết định chiến lược?
“Không có giải pháp đóng gói nào là “tốt nhất” cho mọi lô hàng pin lithium-ion, giải pháp hiệu quả phụ thuộc vào tình trạng sản xuất hiện tại và tốc độ cần mở rộng quy mô,” Amaury cho biết. “Các chương trình giai đoạn đầu thường ưu tiên tính linh hoạt và chi phí đầu tư ban đầu thấp, trong khi các hoạt động quy mô lớn hơn có xu hướng tập trung hơn vào độ bền, khả năng lặp lại để tự động hóa và hiệu quả hậu cần.”
Một chiến lược đóng gói tốt sẽ giảm thiểu rủi ro ngay từ đầu, hỗ trợ hoạt động hàng ngày suôn sẻ hơn và tránh được những chi phí thiết kế lại tốn kém trong tương lai.
Chúng tôi tiết kiệm nguồn lực trong chuỗi cung ứng vì một ngày mai tốt đẹp hơn.
Bạn muốn tìm hiểu thêm?
LIÊN LẠC
Liên hệ với chúng tôi để tìm hiểu thêm về các giải pháp thông minh và bền vững của chúng tôi.
TÌM HIỂU THÊM
Các giải pháp cho ngành công nghiệp pin lithium-ion, xe điện và ô tô.
Bảo vệ bền vững cho thiết bị của bạn
Khay đóng gói bằng nhựa dùng cho vận chuyển và xử lý tự động.
Nefab cung cấp các khay nhựa được thiết kế bền vững, hiệu quả và bảo vệ sản phẩm. Các giải pháp khay tùy chỉnh của chúng tôi đảm bảo vận chuyển, xử lý và lưu trữ an toàn các linh kiện nhạy cảm.
GreenCalc
Máy tính được chứng nhận của Nefab đo lường và định lượng các khoản tiết kiệm về tài chính và môi trường trong các giải pháp của chúng tôi
Cung ứng toàn cầu & Dịch vụ địa phương
Với hơn 250 kỹ sư tại hơn 30 địa điểm, cùng nhau làm việc trong một mạng lưới toàn cầu, bạn có thể tin tưởng vào chúng tôi cho dự án đóng gói tiếp theo của mình.