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比亞迪刀片電池近期一直都是行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn),特別是在通過“針刺測(cè)試”之后,可以說將電動(dòng)汽車安全推向了一個(gè)新高度。那么刀片電池是如何生產(chǎn)出來的呢?
6月6日,一場(chǎng)以“登峰造極”為主題的工廠探秘活動(dòng)在弗迪電池重慶工廠舉行,眾多媒體人、行業(yè)專家實(shí)地參觀,刀片電池背后的超級(jí)工廠也得以揭開了神秘面紗。
過去幾年很多企業(yè)陷入了對(duì)“續(xù)航里程”的盲目攀比,天生熱穩(wěn)定性差,但相比磷酸鐵鋰電池能量密度更高的三元鋰電池廣受追捧,新能源乘用車的安全口碑則因此付出了極其慘重的代價(jià)。根據(jù)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)管總局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,2019年中國(guó)電動(dòng)汽車自燃事件頻發(fā),平均每個(gè)月發(fā)生2起,涉及國(guó)內(nèi)外諸多汽車品牌,這已經(jīng)為新能源汽車的電池安全敲響了警鐘。電動(dòng)汽車之所以會(huì)自燃,多數(shù)原因是因?yàn)殡姵氐臒崾Э?。?duì)比目前電動(dòng)車常用的兩種主流電池,磷酸鐵鋰材料本身具有放熱啟動(dòng)溫度高、放熱慢、產(chǎn)熱少、材料在分解過程中不釋放氧氣不易起火四大優(yōu)勢(shì)。而三元鋰電池天性熱穩(wěn)定性差、安全性差是行業(yè)公認(rèn)的事實(shí)。耳聽為虛,眼見為實(shí),弗迪電池工程師現(xiàn)場(chǎng)做了一次針刺測(cè)試。三元鋰電池幾乎在被鋼針刺穿的瞬間變發(fā)生爆炸并且瞬間起火劇烈燃燒,溫度峰值達(dá)到700℃以上。而同等條件下磷酸鐵鋰“刀片電池”被鋼針刺穿后,不僅沒有出現(xiàn)明火,甚至連煙都看不到一絲,雖然溫度也有所上升,但始終保持在30℃左右。據(jù)弗迪電池工程師介紹,“在500℃的溫度下,磷酸鐵鋰材料結(jié)構(gòu)都非常穩(wěn)定,但三元鋰材料在200℃左右就會(huì)發(fā)生分解,且化學(xué)反應(yīng)較劇烈,會(huì)釋放氧分子,更容易引發(fā)熱失控?!笨梢哉f針刺測(cè)試非常直觀地展示了磷酸鐵鋰電池有著三元鋰電池不可比擬的安全優(yōu)勢(shì)。正是基于對(duì)安全的極度重視,即便是三元鋰電池能量密度更加優(yōu)越,即便過去幾年三元鋰電池被市場(chǎng)“非理性”推崇,比亞迪也從未放棄對(duì)磷酸鐵鋰電池的再研發(fā)。刀片電池橫空出世,被業(yè)內(nèi)評(píng)論認(rèn)為,跑偏多年的動(dòng)力電池行業(yè)發(fā)展路線終于有機(jī)會(huì)重回正軌。“超級(jí)安全”是刀片電池最大的特點(diǎn),對(duì)此,有著動(dòng)力電池安全試驗(yàn)界“珠穆朗瑪峰”之稱的針刺測(cè)試,已經(jīng)為其蓋章。除此之外,刀片電池還具有超級(jí)強(qiáng)度、超級(jí)續(xù)航、超級(jí)低溫、超級(jí)壽命、超級(jí)功率的超級(jí)性能及“6S”的技術(shù)理念。長(zhǎng)96厘米、寬9厘米、高1.35厘米的單體電池,通過陣列的方式排布在一起,就像“刀片”一樣插入到電池包里面,在成組時(shí)跳過模組和梁,減少了冗余零部件后,形成類似蜂窩鋁板的結(jié)構(gòu)等等——刀片電池通過一系列的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)了電池的超級(jí)強(qiáng)度的同時(shí),電池包的安全性能大幅提升,體積利用率更是達(dá)到了60%。刀片電池相比三元鋰電池雖然能夠大幅減少因電池安全和強(qiáng)度不夠而增加的結(jié)構(gòu)件,從而減少車輛的重量。雖然單體能量密度雖然沒有比三元鋰高,但搭載到實(shí)車上,相同重量的電池包,續(xù)航里程是差不多的。比如,首款搭載刀片電池的車型比亞迪漢EV,綜合工況下的續(xù)航里程已經(jīng)達(dá)到了605公里。此外,刀片電池33分鐘可將電量從10%充到80%、支持漢3.9秒百公里加速、循環(huán)充放電3000次以上可行駛120萬公里,以及超出業(yè)內(nèi)想象的低溫性能等數(shù)據(jù)表現(xiàn),也奠定了其全方位“碾壓”三元鋰電池的“超級(jí)優(yōu)勢(shì)”。登頂動(dòng)力電池安全界的“珠峰”有多難?“刀片電池”何以具備“超級(jí)優(yōu)勢(shì)”?通過對(duì)弗迪電池重慶工廠實(shí)地探訪,小編找到了一些答案。位于重慶璧山區(qū)的弗迪電池工廠是目前刀片電池唯一的生產(chǎn)基地,工廠總投資100億元,規(guī)劃年產(chǎn)能達(dá)20GWH。自2019年2月開工,到2020年3月刀片電池正式推出,僅1年時(shí)間就從一片空地變身為一個(gè)擁有精益化、自動(dòng)化、信息化制造管理系統(tǒng)的世界級(jí)工廠。這里誕生了很多比亞迪獨(dú)創(chuàng)的刀片電池產(chǎn)線和生產(chǎn)設(shè)備,更“隱藏”著多項(xiàng)高度保密的核心技術(shù)。首先,刀片電池在生產(chǎn)環(huán)境上的要求就極為苛刻。為了最大程度降低電池的短路率,電池工廠提出了一個(gè)粉塵分級(jí)管控的概念,在一些關(guān)鍵工序上,能夠做到一立方米空間內(nèi),5微米(頭發(fā)絲1/20粗細(xì))的顆粒不超過29個(gè),這達(dá)到了與液晶屏生產(chǎn)車間相同的標(biāo)準(zhǔn)。嚴(yán)苛的環(huán)境和條件,只是為了確保刀片電池高安全性的“基礎(chǔ)”。生產(chǎn)刀片電池最大的難點(diǎn)和亮點(diǎn),主要集中在“八大工藝”。將近1米長(zhǎng)的極片,能夠?qū)崿F(xiàn)公差控制在±0.3mm以內(nèi)、單片疊片效率在0.3s/pcs的精度和速度,在國(guó)際上都屬于首創(chuàng)。這種疊片采用的是比亞迪完全獨(dú)立自主開發(fā)的設(shè)備和裁切方案,這是其他任何人想抄都抄不來的。除疊片之外,刀片電池生產(chǎn)過程中的配料、涂布、輥壓、檢測(cè)等其他工藝都達(dá)到了世界頂尖水平。例如,配料系統(tǒng)的精度在0.2%以內(nèi);雙面同時(shí)涂布,涂布最大寬度達(dá)1300mm、單位面積涂敷重量偏差小于1%;1200mm超大幅寬的輥壓速度可達(dá)120m/min,厚度控制2μm以內(nèi),確保寬尺寸極片厚度的一致性……
每一塊刀片電池的誕生,都源自對(duì)完美的不懈追求!而事實(shí)上,“登峰造極”般的工藝和程序,來源于刀片電池工廠工業(yè)4.0級(jí)別的制造、管理系統(tǒng)。遍布生產(chǎn)車間、工序、條線的高精度傳感器,數(shù)以百計(jì)的機(jī)器人,以及符合IATF16949&VDA6.3控制標(biāo)準(zhǔn)的品控體系等等,使得廠房設(shè)備硬件的自動(dòng)化,設(shè)備與設(shè)備之間的信息化,控制層面的智能化成為刀片電池生產(chǎn)高效、品質(zhì)穩(wěn)定的最強(qiáng)“后盾”。如果說在此之前,追求高能量密度、高續(xù)航,必須付出安全的代價(jià),那么刀片電池的誕生,可以說徹底解決新能源車的安全痛點(diǎn),僅從這一點(diǎn)來說刀片電池就已經(jīng)顛覆了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。隨著弗迪電池重慶工廠的正式投產(chǎn),也標(biāo)志著刀片電池量產(chǎn)的開始。隨著產(chǎn)能的不斷擴(kuò)大,刀片電池將向整個(gè)新能源汽車行業(yè)開放共享,讓行業(yè)和消費(fèi)者受益。那么未來會(huì)有哪些品牌和車型會(huì)搭載刀片電池呢?弗迪電池公司副總經(jīng)理孫華軍表示?!敖裉?,幾乎你能想到的所有汽車品牌,都在和我們探討基于刀片電池技術(shù)的合作方案?!?/span>