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探访比亚迪弗迪工厂 看刀片电池如何炼成“神功”

admin4年前 (2020-06-16)红米电池757

  华龙网-新重庆客户端6月6日21时讯(杨翔然)近年来,三元锂电池凭借自身能量密度优势,和国家补贴政策的导向,让磷酸铁锂暂时偃旗息鼓了几年。然而,作为以磷酸铁锂技术起家的比亚迪,却从未放弃自己的初心;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,更顺利通过了令后者望而生畏的“针刺测试”。当然,刀片电池也只是“只闻其名,不见其人”;6月6日,一场以“登峰造极”为主题的工厂探秘活动在弗迪电池重庆工厂举行,这一次我们走进了比亚迪位于重庆的刀片电池工厂,带大家一起探寻其中的“秘密”。

  重庆璧山的比亚迪刀片电池工厂其实名为弗迪锂电池有限公司,是由之前的比亚迪锂电池有限公司独立而来,目前已经正式投产。按照计划,这家总投资100亿,占地面积约1500亩的电池工厂,总共将建设8条锂离子电池生产线Gwh生产能力,市场关注的刀片电池就在这里诞生。弗迪电池工厂是一个拥有精益化、自动化、信息化制造管理系统的世界级工厂。自2019年2月开工,到2020年3月刀片电池正式推出,仅1年时间就从一片空地变身为一个拥有精益化、自动化、信息化制造管理系统的世界级工厂。

  比亚迪独创的刀片电池产线和生产设备,“隐藏”着多项高度保密的核心技术。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,比亚迪提出了一个“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。当然,严苛的环境和条件,只是确保刀片电池高安全性的“基础”。刀片电池还自主开发的设备和裁切方案,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,这在国际上也属于首创。

  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,确保宽尺寸极片厚度的一致性。此外,刀片电池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;同时,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。

  刀片电池因其外观造型呈长而薄,与刀片颇有几分相似之处而得名。从电池材料上看,刀片电池属于磷酸铁锂电池范畴,是一种能量密度更高,造价成本更低,使用寿命更长,安全性能更好的超级磷酸铁锂电池。刀片电池通过结构创新,采用无模组设计,使电池包空间利用率高达60%,从而使体积能量密度提升50%。由于电动汽车用于存放动力电池包的空间是有限的,体积能量密度提升,可使电池包在不改变大小的情况下,通过增加更多电芯的方式获得容量提升,让车辆续驶里程得以延长。

  另外,无模组设计,使刀片电池的材料成本与人工费用同步下降,因而它的造价成本比普通磷酸铁锂电池下降30%,具有三元锂电池无法比拟的成本优势。同时,值得一提的是,刀片电池的充电循环次数可达3000次,与传统磷酸铁锂电池的2000次和三元锂电池的1000次更长;使用寿命可达120万公里或8年,可有效解决用户对电池使用寿命的后顾之忧。

  而刀片电池最大的优势是安全性能好。新能源汽车国家大数据联盟数据显示,去年5月以来出现事故的车辆,以2018年生产的车为主。其中,事故车辆86%为三元锂离子电池,与电池相关的自燃事故大多与电芯热失控密切相关。用比亚迪王总的话说,就是“搭载刀片电池的新能源汽车将把‘自燃’这个词从新能源汽车的字典中彻底抹掉。”刀片电池在体积比能量密度大幅提升的前提下,以超高安全性能,超长使用寿命,超低造价成本,强势回归。在针刺试验下,刀片电池未发生起火爆炸已经足以说明问题。

  在弗迪电池工作人员的引领下,我们参观完工厂后,便有幸见证了刀片电池的针刺试验。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。“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。

  为了证明比亚迪刀片电池的安全性,在弗迪电池工作人员的引领下,我们首先在工厂内近距离观看了比亚迪刀片电池和6系三元锂电池在针刺测验下的不同成绩,此次结果和之前比亚迪刀片电池发布会上展示的视频并无区别,三元锂电池仍然在几秒内就发生了爆炸。而刀片电池在穿透后,无明火,无烟,电池表面的温度仅有30℃-60℃左右。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;这一结果证明“刀片电池”彻底摆脱了传统动力电池可能会发生的“热失控”的噩梦。

  比亚迪是从电池企业起家的,在过去的18年间从未放弃过对磷酸铁锂电池的研究,因而此前比亚迪也是动力电池领域的老大。刀片电池的安全可靠、高性能,更是进一步巩固比亚迪全球新能源汽车领导者地位的试金石。可以预见的是,随着刀片电池在乘用车领域应用,比亚迪等老牌磷酸铁锂电池企业,在电池市场也迎来了上升的契机。

  华龙网-新重庆客户端6月6日21时讯(杨翔然)近年来,三元锂电池凭借自身能量密度优势,和国家补贴政策的导向,让磷酸铁锂暂时偃旗息鼓了几年。然而,作为以磷酸铁锂技术起家的比亚迪,却从未放弃自己的初心;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,更顺利通过了令后者望而生畏的“针刺测试”。当然,刀片电池也只是“只闻其名,不见其人”;6月6日,一场以“登峰造极”为主题的工厂探秘活动在弗迪电池重庆工厂举行,这一次我们走进了比亚迪位于重庆的刀片电池工厂,带大家一起探寻其中的“秘密”。

  重庆璧山的比亚迪刀片电池工厂其实名为弗迪锂电池有限公司,是由之前的比亚迪锂电池有限公司独立而来,目前已经正式投产。按照计划,这家总投资100亿,占地面积约1500亩的电池工厂,总共将建设8条锂离子电池生产线Gwh生产能力,市场关注的刀片电池就在这里诞生。弗迪电池工厂是一个拥有精益化、自动化、信息化制造管理系统的世界级工厂。自2019年2月开工,到2020年3月刀片电池正式推出,仅1年时间就从一片空地变身为一个拥有精益化、自动化、信息化制造管理系统的世界级工厂。

  比亚迪独创的刀片电池产线和生产设备,“隐藏”着多项高度保密的核心技术。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,比亚迪提出了一个“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。当然,严苛的环境和条件,只是确保刀片电池高安全性的“基础”。刀片电池还自主开发的设备和裁切方案,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,这在国际上也属于首创。

  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,确保宽尺寸极片厚度的一致性。此外,刀片电池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;同时,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。

  刀片电池因其外观造型呈长而薄,与刀片颇有几分相似之处而得名。从电池材料上看,刀片电池属于磷酸铁锂电池范畴,是一种能量密度更高,造价成本更低,使用寿命更长,安全性能更好的超级磷酸铁锂电池。刀片电池通过结构创新,采用无模组设计,使电池包空间利用率高达60%,从而使体积能量密度提升50%。由于电动汽车用于存放动力电池包的空间是有限的,体积能量密度提升,可使电池包在不改变大小的情况下,通过增加更多电芯的方式获得容量提升,让车辆续驶里程得以延长。

  另外,无模组设计,使刀片电池的材料成本与人工费用同步下降,因而它的造价成本比普通磷酸铁锂电池下降30%,具有三元锂电池无法比拟的成本优势。同时,值得一提的是,刀片电池的充电循环次数可达3000次,与传统磷酸铁锂电池的2000次和三元锂电池的1000次更长;使用寿命可达120万公里或8年,可有效解决用户对电池使用寿命的后顾之忧。

  而刀片电池最大的优势是安全性能好。新能源汽车国家大数据联盟数据显示,去年5月以来出现事故的车辆,以2018年生产的车为主。其中,事故车辆86%为三元锂离子电池,与电池相关的自燃事故大多与电芯热失控密切相关。用比亚迪王总的话说,就是“搭载刀片电池的新能源汽车将把‘自燃’这个词从新能源汽车的字典中彻底抹掉。”刀片电池在体积比能量密度大幅提升的前提下,以超高安全性能,超长使用寿命,超低造价成本,强势回归。在针刺试验下,刀片电池未发生起火爆炸已经足以说明问题。

  在弗迪电池工作人员的引领下,我们参观完工厂后,便有幸见证了刀片电池的针刺试验。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。“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。

  为了证明比亚迪刀片电池的安全性,在弗迪电池工作人员的引领下,我们首先在工厂内近距离观看了比亚迪刀片电池和6系三元锂电池在针刺测验下的不同成绩,此次结果和之前比亚迪刀片电池发布会上展示的视频并无区别,三元锂电池仍然在几秒内就发生了爆炸。而刀片电池在穿透后,无明火,无烟,电池表面的温度仅有30℃-60℃左右。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;这一结果证明“刀片电池”彻底摆脱了传统动力电池可能会发生的“热失控”的噩梦。

  比亚迪是从电池企业起家的,在过去的18年间从未放弃过对磷酸铁锂电池的研究,因而此前比亚迪也是动力电池领域的老大。刀片电池的安全可靠、高性能,更是进一步巩固比亚迪全球新能源汽车领导者地位的试金石。可以预见的是,随着刀片电池在乘用车领域应用,比亚迪等老牌磷酸铁锂电池企业,在电池市场也迎来了上升的契机。

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