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实地探访 揭秘比亚迪刀片电池核心制造工艺
EV世纪 2020-06-24 10:36:07 阅读数 33181

今年三月,比亚迪刀片电池横空出世,一举征服了让三元锂电池望而生畏的针刺穿透测试,因此成为动力电池界的明星。前不久,作为刀片电池目前唯一的生产基地,比亚迪旗下弗迪电池重庆工厂首度向媒体开放,通过对生产制造环节的实地探访,让外界直观了解了刀片电池登峰造极的制造工艺。

全球唯一,见证世界级电池工厂

位于重庆璧山区的弗迪电池工厂是目前刀片电池全球唯一的生产基地,工厂总投资100亿元,规划年产能达20GWH,是一个拥有精益化、自动化、信息化体系的世界级电池工厂。这里诞生了比亚迪独有的刀片电池,至今仍隐藏着多项高度保密的动力电池生产技术。

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电池电芯生产技术是动力电池厂商的核心技术,主要涉及到搅拌、涂布、碾压、切模、分条、卷绕等工序。刀片电池之所以性能出众,是由于它创新地将电芯做成了又薄又长的“刀片”状,并且在封装电池包的过程中取消了电池模组,由电芯直接排列成包。这种看似简单的结构创新,给生产工艺带来不可想象的改变。

根据刀片电池的特性,比亚迪工程师对动力电池的生产工艺进行了再创新,告别了传统的切模、分条工序,提高了生产效率和质量稳定性。同时,刀片电池的生产过程摒弃了卷绕工艺,采用叠片工艺进一步提升了电池包的空间利用率和结构强度。

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此外,由于锂离子电池的化学特性,电池电芯的生产必须在极端纯净的环境中完成,否则杂质混入材料,轻则会引起电池鼓包、膨胀,重则会引起自燃甚至爆炸。为最大程度避免杂质进入电芯引发内短路,弗迪电池重庆工厂不仅要求恒温、干燥、空气三级过滤,还对粉尘进行了“整体万级,局部百级”的分级管控——在关键工序上能够做到一立方米空间5微米(头发丝1/20粗细)的颗粒不超过29个,达到了与液晶屏生产车间相同的标准。

工艺登峰造极,打造超安全刀片电池

严苛的环境和条件,为确保刀片电池高安全性打下基础。而生产刀片电池最大的难点和亮点,主要集中在配料、涂布、辊压、叠片、装配、烘烤、注液、检测等八大工艺上。

这八大工艺,都体现了动力电池最新、最领先的制造工艺和水准:配料精度控制在0.2%以内,涂布尺寸偏差控制在0.5mm以内,辊压速度可达120m/min、厚度控制在2μm以内,注液量偏差控制在±5‰、定位精度控制在±0.5mm……全球顶尖的生产精度控制,帮助刀片电池实现大规模生产的高度一致性。

尤其是叠片工艺,实现了公差控制在±0.3mm以内、单片叠片效率在0.3s/pcs的精度和速度,创下业界最高水平。由于叠片工艺采用的是比亚迪完全独立自主开发的设备和裁切方案,也为刀片电池树立起强大的技术壁垒。

高精度的控制,对动力电池生产环境以及自动化、智能化提出全新挑战。在弗迪电池重庆工厂内,遍布生产车间的高精度传感器,数以百计的机器人,以及全过程符合IATF16949&VDA6.3控制标准的品控体系等等,使得厂房设备硬件的自动化,设备与设备之间的信息化,控制层面的智能化成为刀片电池生产高效、品质稳定的最强后盾。

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每一片出厂的刀片电池都有唯一的ID二维码,由此可以追溯到生产设备、时间点甚至原材料,也能从原材料追溯到电池产品,实现正向反向的全追溯。基于此,刀片电池在使用期间的各项数据也将为持续改进工艺、优化升级提供重要参考。

在安全性能引领行业标准的同时,刀片电池在快充技术、急速支持、超长寿命、低温性能等各项指标上也都实现重大突破,在动力电池行业树立起全方位领先的超级优势。而随着产能的不断扩大,刀片电池也将向新能源w88行业开放共享,让整个行业和更多消费者受益,助力全球新能源车发展步入新时代。  

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