比亚迪刀片电池是如何制造的？揭开弗迪工厂的秘密

【原创报道】三元锂电池与磷酸铁锂电池的技术之争是永恒的话题。

热议的焦点最终还是“安全”，这确实影响着电动汽车的发展和消费。

最重要的是让读者有信心。

众所周知，由于前几年补贴政策的影响，一些车企过度追求三元锂电池的高能量密度，盲目比较续驶里程，这也增加了安全风险。

3月29日，比亚迪正式推出刀片电池。

其续航里程已达到三元锂电池同等水平。

还顺利通过了像攀登珠穆朗玛峰一样艰巨、难度的“针试”，引起业界轰动。

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6月4日，我来到弗迪电池重庆工厂进行实地参观。

誓言重新定义电动汽车安全新标准的刀片电池是如何生产的？让我们一起来揭开这座超级电池工厂的神秘面纱吧。

刀片电池“登峰造极”的秘密就在这里。

位于重庆璧山区的弗迪电池工厂是一座世界一流工厂，拥有精益化、自动化、信息化的制造管理系统。

也是目前唯一的刀片电池生产基地。

投资1亿元，规划年产能达20GWH。

从2月份开工建设到今年3月份刀片电池正式上线，短短一年时间就从一片空地崛起，让我们见证了比亚迪基础设施建设的疯狂速度。

这里是比亚迪原有的刀片电池生产线和生产设备，其中隐藏着多项高度机密的核心技术。

“首先，刀片电池的生产环境要求极其苛刻。

”弗迪电池公司副总经理孙华军告诉记者，为了尽量减少电池的短路率，比亚迪提出了粉尘分级控制的概念。

在一些关键工序上，可以做到一立方米空间内5微米（相当于人发丝粗细的1/20）颗粒不超过29个，堪比液晶屏生产车间的标准。

无尘、恒温、干燥的恶劣环境和条件只是保证刀片电池高安全性的“基础”。

生产刀片电池的最大难点和亮点主要集中在“八大工序”：配料系统采用先进的全自动混合系统将活性物质、纳米导电材料、溶剂、粘结剂按照预设比例自动混合形成均匀稳定的点击浆料。

全自动化设备具有一键启动功能，精度在0.2%以内，还可以实现在线自动称重和粘度检测。

涂布工艺采用高精度、全自动、高速涂布设备，将浆料均匀地涂布在集流体表面。

通过干燥系统使溶剂定量挥发，形成均匀的电极片，速度快（高速70m/min双面涂布）、宽（最大宽度mm）、均匀（单位面积涂布重量偏差小于1%），准确（宽度尺寸偏差在0.5mm以内）。

滚压过程采用高精度滚轮按照预设厚度滚压电极片，得到预设的电极片厚度和体积密度。

mm超大宽度滚压速度可达m/min，厚度控制在2μm以内，保证宽尺寸极片厚度的一致性。

高速层压高速层压解决方案完美实现了刀片电池的长尺寸、高精度、高效率层压工艺。

孙华军表示：“近1米长的极片可以做到精度和速度，公差控制在±0.3mm以内，单芯片贴合效率达到0.3s/pcs，这在全球尚属首创。

”这种叠片采用的设备和切割方案是比亚迪完全自主研发的，任何人都无法复制。

”装配工艺采用比亚迪自主研发制造的全自动装配设备，自动输送结构件并实现精准定位。

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电芯经过焊接、套壳、密封等工序组装而成。

检测定位精度±0.05mm以内，装配偏差<±0.5mm。

可实现0.2mm超薄铝壳的焊接。

在线检测还可以追踪电池关键信息。

烘烤过程：采用接触式隧道炉对电池进行烘烤除水，确保注液前电芯内部含水量符合要求，保证电池后期电性能的稳定性。

注液过程采用比亚迪自主研发的整体加压注液系统，真空负压和罐加压，将泵入杯中的电解液充分注入电芯内，快速完成吸收过程。

专利太空舱式加压注液技术，实现注液与渗透同时进行，使电解液充分吸收。

根据不同的生产工艺，检测系统自动将组装好的电池通过滚筒线、提升机或堆垛机送至不同仓位或不同设备，自动完成化成、充放电、分容、自放电等后续工艺操作。

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我们可以看到这个过程完全自动化，无需人工干预，漏检率为0，保证了电池更安全。

通过智能订单管理和生产管理，采用机器人、输送线等多种自动化设备，实现单体电芯到电池组的堆垛、焊接、测试，形成最终的电池组。

孙华军告诉我们，“每一款刀片电池产品都有一张专属的‘身份证’，未来产品使用过程中的各种数据也将为工艺和产品的持续改进提供重要参考。

”可以说，整个车间的高端员工、精密传感器、数百台机器人以及符合IATF9 VDA6.3控制标准的质量控制系统等，使得弗迪电池重庆的设备硬件实现了自动化工厂、设备之间的信息化和控制层面的智能化，成为刀片电池生产高效稳定质量的坚强后盾。

每一道工序、每一道工序都体现了刀片电池工厂工业4.0制造的震撼力。

坚持磷酸铁锂、刀片电池“纠偏” 有“电池大王”之称的比亚迪集团董事长王传福2016年就以电池起家，在宣布跨界之前就已经开始了动力电池的研发2018年汽车产量。

从推出首款动力电池，到成为全球最大的新能源汽车品牌之一，“保守”的比亚迪始终坚定不移地将“安全”放在第一位。

基于对安全性的极度重视，即使在前几年三元锂电池广受好评的市场环境下，比亚迪也从未放弃过磷酸铁锂电池的研发。

刀片电池横空出世，多年来被业界诟病偏离正轨的动力电池行业发展道路终于有了重回正轨的机会。

电动汽车的电池安全问题一般指的是电池热失控。

对比两种主流电池，磷酸铁锂材料本身具有四大优势：放热启动温度高、放热慢、产热量低，且材料在分解过程中不释放氧气，不易着火。

三元锂电池热稳定性差、安全性差是公认的事实。

据国家新能源汽车大数据联盟报告显示，今年5月至7月，79起事故中，86%是三元电池造成的，这让电动汽车安全声誉付出了惨重代价。

“在℃的温度下，磷酸铁锂材料的结构非常稳定，但三元锂材料在℃左右就会分解，化学反应更加剧烈，释放出氧分子，更容易引起热失控。

”孙华军说道。

虽然在安全性方面，磷酸铁锂电池有着三元锂电池无法比拟的优势，但由于能量密度比三元锂电池低，这几年不少车企陷入了对电池能量密度的非理性追求。

磷酸铁锂电池在最后一波与三元锂电池的较量中仍然败下阵来。

经过近两年的潜心研发，刀片电池的量产意味着技术重回正轨，也体现了比亚迪解决新能源汽车安全痛点的决心。

重新定义安全，无惧“针刺测试”孙华军表示，“6S技术理念”打造刀片电池超安全、超强度、超续航、超低温、超寿命、超动力的“超级优势” 。

1、超级安全这是刀片电池最大的特点。

三元电池的启动温度比刀片电池低，材料容易分解，分解时会产生氧气。

其放热率和总放热量均高于刀片电池，且分解速度快。

在电芯安全性方面，刀片电池通过了针刺、挤压、烘箱温度测试。

当车辆遇到碰撞、过充、起火等情况时，其故障链经过系统-电池包-模块一直到电芯，所有故障最终都会影响到电芯。

通过提高电芯的安全性，并通过模组-电池包-系统的结构设计，整个系统的安全性将会进一步提高，所以电芯的安全性是整个系统安全的关键。

系统。

研究表明，80%以上的电芯故障是由电芯内部短路引起的。

针刺的目的是模拟电芯内部短路情况，评估电芯的安全性。

在标准法规的引导下，传统严格的针刺结果逐渐转变为电芯安全评估的参考辅助指标，而不是作为电芯安全的强制性指标。

相反，针灸以较温和的速度和较小的钢针进行。

但不可否认的是，快速针刺仍然是电芯内部短路最严格的评价方法，也是最难通过的标准。

在重庆弗迪工厂的实验室里，我们亲眼目睹了“针灸试验”的全过程。

三元锂电池被针刺破后迅速起火爆炸，表面温度迅速攀升至℃以上。

但量产的刀片电池被针刺穿后并没有冒烟、着火，温度也慢慢升至30℃左右。

2.超强度。

第一个强度是振动。

整个刀片电池的振动模式非常高，达到80Hz以上；第二强度为模拟碰撞，满足60g碰撞加速度，碰撞过程中不会散架；第三强度为第一强度挤压，最大挤压力为kN，电池组仅有轻微变形；第四是抗压强度，刀片电池的最大承载能力为kN，相当于一辆45吨的卡车。

3、影响超级续航电池空间利用率的主要因素是模组和横梁。

如果想提高空间利用率，就必须拆除模块和横梁。

但如果没有模组和横梁，电池就没有固定，电池组就没有支撑。

比亚迪的独特之处在于，它将长96厘米、宽9厘米、高1.35厘米的单体电芯排列成阵列，像刀片一样插入电池组中。

当形成一个组时，模块和梁会被跳过以减少冗余。

零件形成类似于蜂窝铝板的结构。

在实现电池超强度的同时，电池组的安全性能大幅提升，体积利用率提升50%以上。

“因为刀片电池可以大大减少三元锂电池因电池安全性和强度不足而增加的结构件，从而减轻整车重量，所以虽然我们的单体能量密度不高于三元锂，但可以达到主流的三元锂电池。

“锂离子电池具有同样的续航能力。

”孙华军透露，“目前比亚迪汉已经实现了续航里程，未来通过材料的创新升级，续航可能达到100公里。

” 4、超低温“无论是牙克石的零下气温，还是吐鲁番的35度高温，还是吐鲁番的55度高温，我们都进行了安全测试。

”通过隔热棉、隔热材料和热管理技术的加入，刀片电池始终处于最佳状态。

通过测试，在低温、高充电功率下，刀片电池高于三元电池。

在低温和低电池充电功率下，刀片电池比三元电池低，但可以满足正常需求。

刀片电池的低温放电能力可以维持在常温的90%，而且刀片电池在低温下的放电功率还是优于三元电池的。

5、超寿命刀片电池的存储寿命和循环寿命优于三元电池，可以保证使用8年甚至更长、50万公里甚至1万公里以及更长的里程。

由于刀片电池的材料结构和稳定性较好，循环寿命折算的里程远大于车辆的使用寿命要求。

6、超强电量：目前刀片电池33分钟即可从10%充电至80%，基本满足大部分快充需求。

放电功率方面，刀片电池支持汉0至100公里加速3.9秒，最大瞬时功率可达kW（约马力）。

从现在看未来，弗迪电池的重庆工厂只是全球第一家刀片电池工厂。

目前产能为2GWh，今年年底将增至13GWh，明年底将达到20GWh的满产能。

除重庆浦外，比亚迪目前在深圳、西安、青海、长沙和贵阳设有电池工厂。

到年底，普能电池产能将达到65GWh，包括刀片电池在内的总产能将分别达到75GWh和GWh。

对于搭载刀片电池的车型，今年将采用汉、宋PLUS作为充电器，明年将逐步在纯电动、DM车型上使用。

“如今，几乎所有你能想到的汽车品牌都在与我们讨论基于刀片电池技术的合作计划。

”孙华军表示，随着产能的不断扩大，刀片电池将开放给整个新能源汽车行业共享，让行业和消费者受益。

正如比亚迪汽车销售副总经理李云飞所说，“刀片电池推出后，我相信不仅是比亚迪，整个行业的产品结构都会发生调整。