揭秘比亚迪刀片电池工厂

发布日期:2020-06-06

核心提示:近日,关于三元锂电池和磷酸铁锂电池技术之争的话题引发网友热议,如何权衡动力电池安全性能和续航性能之间的关系,仍是一个极具

近日,关于“三元锂电池和磷酸铁锂电池技术之争”的话题引发网友热议,如何权衡动力电池安全性能和续航性能之间的关系,仍是一个极具价值的议题。
 

需要明确的是,“安全第一”不仅是各行各业需要遵守的底线,更是动力电池行业绕不开的技术关口。遗憾的是,在过去几年,由于很多企业陷入对“续航里程”的盲目攀比,使得能量密度较高但天生热稳定性差的三元锂电池广受市场追捧,新能源乘用车的安全口碑则因此付出了极其惨重的代价。
 

2019年6 月,中国汽车工业协会和中国汽车工程学会联合组织召开 “新能源汽车安全倡议发布暨研讨会”。 与会领导曾表示,安全是新能源汽车产业发展的重中之重,安全问题有可能对产业来之不易的良好发展势头带来毁灭性的打击。
 

显然,动力电池安全问题,已经是需要痛下决定解决的问题,只有提供安全可靠的高质量产品,才能保障新能源汽车全生命周期安全运行。
 

幸运的是,动力电池行业不乏“纠偏者”。比亚迪作为中国电池行业领军企业,在电池领域拥有24年的研发经验,具备100%自主研发、设计能力。如今,比亚迪电池产品已经覆盖消费类3C电池、动力电池(磷酸铁锂电池和三元电池)以及储能电池等领域。
 

然而,无论是产品品类如何向外延伸或是生产工艺如何进步,比亚迪电池唯一不变的是电池的创新以“安全”作为最大的前提。尤其在动力电池领域,比亚迪寻求“安全可靠”与“最高能量密度”的最优匹配,并贯彻到技术策略、产品策略和市场策略等系统中。
 

资料显示,比亚迪动力电池经过火烧、过充、过放、短路、挤压、冲击、跌落等多项“炼狱级”的安全及可靠性测试。
 

2020年3月29日,比亚迪正式推出刀片电池,公布其续航里程达到了三元锂电池的同等水平,更顺利通过了堪称安全测试珠穆朗玛峰的“针刺测试”。
 

用比亚迪总裁王传福的话来说,“刀片电池”的问世,将重新定义新能源汽车的安全标准,倒逼整个新能源汽车行业作出改变,让汽车行业进入良性发展的快车道。
 

那么,“刀片电池”何以蕴含改变行业格局的能量?

6月4日,比亚迪在弗迪电池重庆工厂举行“登峰造极”工厂探秘活动,100多位媒体人、行业专家实地参观,揭开刀片电池背后的超级工厂神秘面纱。
 

“登峰造极”刀片电池工厂探秘活动在弗迪电池重庆工厂举行
 

 “刀片电池”重新定义动力电池安全标准

据智通财经了解,电动汽车的电池安全问题,一般是指电池的热失控。对比目前电动车常用的两种主流电池,磷酸铁锂材料本身具有放热启动温度高、放热慢、产热少、材料在分解过程中不释放氧气不易起火四大优势。而三元锂电池天性热稳定性差、安全性差是行业公认的事实。
 

“在500℃的温度下,磷酸铁锂材料结构都非常稳定,但三元锂材料在200℃左右就会发生分解,且化学反应较剧烈,会释放氧分子,更容易引发热失控。”弗迪电池公司副总经理孙华军表示。
 

基于对安全的极度重视,即便是三元锂电池能量密度更加优越,即便过去几年三元锂电池被市场“非理性”推崇,比亚迪也从未放弃对磷酸铁锂电池的再研发。
 

刀片电池横空出世,被业内评论认为,跑偏多年的动力电池行业发展路线终于有机会重回正轨。

 


刀片电池顺利通过动力电池安全测试领域最严格的“针刺测试”
 

“超级安全”是刀片电池最大的特点,对此,有着动力电池安全试验界“珠穆朗玛峰”之称的针刺测试,已经为其盖章。除此之外,刀片电池还具有超级强度、超级续航、超级低温、超级寿命、超级功率的超级性能及“6S”的技术理念。
 


“6S”技术理念打造刀片电池
 

长96厘米、宽9厘米、高1.35厘米的单体电池,通过阵列的方式排布在一起,就像“刀片”一样插入到电池包里面,在成组时跳过模组和梁,减少了冗余零部件后,形成类似蜂窝铝板的结构等等——刀片电池通过一系列的结构创新,实现了电池的超级强度的同时,电池包的安全性能大幅提升,体积利用率也提升了50%以上。
 



比亚迪LFP电池结构演进
 

“因为刀片电池能够大大减少三元锂电池因电池安全和强度不够而增加的结构件,从而减少车辆的重量,所以我们的单体能量密度虽然没有比三元锂高,但是能够达到主流三元锂电池同等的续航能力。”孙华军透露。
 


刀片电池
 

“首款搭载刀片电池的车型比亚迪汉EV,综合工况下的续航里程已经达到了605公里。”比亚迪汽车销售副总经理李云飞表示。


         此外,刀片电池33分钟可将电量从10%充到80%、支持汉3.9秒百公里加速、循环充放电3000次以上可行驶120万公里,以及超出业内想象的低温性能等数据表现,也奠定了其全方位“碾压”三元锂电池的“超级优势”。
 

“八大工艺”揭示刀片电池“登峰造极”的秘密

至于“刀片电池”何以具备“超级优势”,电池安全界的“珠峰”为何难以攀登?通过对弗迪电池重庆工厂实地探访,找到了一些答案。

 


重庆璧山区的弗迪电池“超级工厂”
 

该工厂配备比亚迪独创的刀片电池产线和生产设备,搭载多项高度保密的核心技术,是一个拥有精益化、自动化、信息化制造管理系统的世界级工厂。
 


无人设备在刀片电池生产过程中广泛应用
 

据孙华军介绍,刀片电池对生产环境的要求极为苛刻。为了最大程度降低电池的短路率,电池工厂提出了粉尘分级管控的概念,在一些关键工序上,能够做到一立方米空间内,5微米的颗粒不超过29个,这达到了与液晶屏生产车间相同的标准。
 

值得注意的是,严苛的环境和条件,只是确保刀片电池高安全性的“基础”。生产刀片电池最大的难点和亮点,主要集中在“八大工艺”。
 


 

孙华军表示,“将近1米长的极片,能够实现公差控制在±0.3mm以内、单片叠片效率在0.3s/pcs的精度和速度,在国际上都属于首创。”
 

除叠片之外,刀片电池生产过程中的配料、涂布、辊压、检测等其他工艺都达到了世界顶尖水平。例如,配料系统的精度在0.2%以内;双面同时涂布,涂布最大宽度达1300mm、单位面积涂敷重量偏差小于1%;1200mm超大幅宽的辊压速度可达120m/min,厚度控制2μm以内……
 

此外,遍布生产车间、工序、条线的高精度传感器,数以百计的机器人,以及符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、品质稳定的强大“后盾”。

 


电池业务独立分拆可期


        展望刀片电池的发展前景,孙华军称,弗迪电池重庆工厂只是刀片电池的全球首个工厂,随着产能的不断扩大,刀片电池将向整个新能源汽车行业开放共享,让行业和消费者受益,助力全球电动汽车发展步入新时代。
 

据智通财经了解,早在2019年7月19日,比亚迪股份有限公司与丰田汽车公司签订合约,共同开发轿车和低底盘SUV的纯电动车型,以及上述产品等所需的动力电池。
 

作为全球知名度最高的车企之一,丰田(TM.US)选择同为车企的比亚迪的动力电池,既是对比亚迪电池品质的极大认可,亦表达出二者在发展理念的契合。对于比亚迪电池业务来讲,电池进入全球第一梯队主机厂,可谓迈出具备里程碑意义的步伐。
 

孙华军表示:“今天,几乎你能想到的所有汽车品牌,都在和我们探讨基于刀片电池技术的合作方案。”
 

为应对未来可能“井喷”的刀片电池需求,比亚迪已经进行了前瞻性局部。据悉,重庆弗迪锂电池有限公司集锂离子电池及配套材料研发、生产和销售于一体。璧山项目锂离子电池及配套材料生产项目总投资100亿,项目占地面积约1500亩,总建筑面积约95万平方米,新建生产车间,购置相关设备958台套,建设锂离子电池生产线8条,项目达产后形成锂离子电池20Gwh生产能力,年产值200亿元。
 

纵观弗迪动力发展概况,公司在深圳、西安、青海、重庆、长沙、贵阳拥有六大生产基地,截至2019年已投产的产能达到40GWh/年,预计到2022年产能可达100GWh/年。


         在全面开放的大战略下,比亚迪电池的拆分上市也已提上日程。比亚迪总裁王传福此前就曾多次透露,将在合适的时候进行比亚迪电池的IPO。
 

据悉,比亚迪的电池业务正在从比亚迪集团公司剥离出来,形成单独进行财务核算的独立公司,电池板块预计将于2022年左右独立上市。



 
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