比亞迪刀片電池是怎樣煉成的?揭開弗迪工廠的秘密 - EV視界
app下載

前往蘋果app stroe
搜索“EV視界”下載
第一時間獲取最新資訊

當前位置: 首頁  技術  正文

比亞迪刀片電池是怎樣煉成的?揭開弗迪工廠的秘密

【EV視界原創報道】關于三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池的技術之爭是一個永恒議題,熱議焦點歸根結底還是“安全”,這是真正影響電動汽車發展和消費者信心的重中之重。

眾所周知,過去幾年受補貼政策影響,一些車企過度追求三元鋰電池的高能量密度,盲目攀比續駛里程,安全風險也隨之增大。3月29日,比亞迪正式推出刀片電池,其續航里程達到了三元鋰電池的同等水平,更順利通過了令后者望而生畏、難度堪比登頂珠峰的“針刺測試”,引起業界轟動。

6月4日,EV視界來到弗迪電池重慶工廠實地探訪,誓言重新定義電動車安全新標準的刀片電池是如何生產的?讓我們來揭開這座超級電池工廠的神秘面紗。

image009.jpg

這里藏著刀片電池“登峰造極”的秘密 

位于重慶璧山區的弗迪電池工廠是一個擁有精益化、自動化、信息化制造管理系統的世界級工廠,這也里也是目前刀片電池唯一的生產基地,工廠總投資100億元,規劃年產能達20 GWH。

自2019年2月開工到2020年3月刀片電池正式推出,短短1年時間就從一片空地拔地而起,讓我們見證了比亞迪的基建狂魔速度。這里有比亞迪獨創的刀片電池產線和生產設備,深藏著多項高度保密的核心技術。

image007.jpg

“首先,刀片電池在生產環境上的要求就極為苛刻?!?弗迪電池公司副總經理孫華軍對EV視界表示,為了最大程度降低電池的短路率,比亞迪提出了粉塵分級管控概念,在一些關鍵工序上,能夠做到一立方米空間內,5微米(相當于頭發絲1/20粗細)的顆粒不超過29個,這與液晶屏生產車間的標準不相上下。

無塵、恒溫和干燥的嚴苛環境和條件只是確保刀片電池高安全性的“基礎”,生產刀片電池最大的難點和亮點,主要集中在“八大工藝”: 

配料系統

采用先進的全自動混料系統,將活性物質、納米導電材料、溶劑、粘結劑,按照預設的比例自動進行混合,形成均勻穩定的點擊漿料。設備的全自動化具備一鍵啟動功能,精度達到0.2%以內,還能實現在線自動稱重和粘度檢測。

image006.png

image002.png

涂布工序

采用高精度全自動高速涂布設備,將漿料均勻地涂敷在集流體的表面,通過干燥系 統使溶劑定量揮發,形成均勻的電極片,做到了快(高速70m/min雙面涂布)、寬(最大寬度1300mm)、勻(單位面積涂敷重量偏差小于1%)、準(寬度尺寸偏差在0.5mm以內)。

1591319941285.gif

輥壓工序

采用高精度軋輥將電極片按照預設的厚度進行輥壓,以得到預設的極片厚度及體積密度。1200mm超大幅寬的輥壓速度可達120m/min,厚度控制在2μm以內,來確保寬尺寸極片厚度的一致性。

高速疊片

高速疊片方案完美實現了刀片電池長尺寸、高精度、高效率的疊片工藝。

孫華軍介紹,“將近1米長的極片,能夠實現公差控制在±0.3mm以內、單片疊片效率在0.3s/pcs的精度和速度,在國際上都屬于首創。這種疊片采用的是比亞迪完全獨立自主開發的設備和裁切方案,這是任何人想抄都抄不來的?!?/p>

裝配工序

采用比亞迪自主研發制造的全自動裝配設備,自動輸送結構件并實現精準定位,經 絕緣、焊接、入殼、密封等工序組裝成電芯。檢測及定位精度在±0.05mm,裝配偏差<±0.5mm,可實現0.2mm超薄鋁殼的焊接,在線檢測還可對電池關鍵信息進行追溯。

1591320316325.gif

1591321664504.gif

烘烤工序

采用接觸式隧道烤箱對電池進行烘烤除水,保證電芯注液前的內部水含量達到要求, 以保障后期電池的電性能的穩定。

注液工序

采用比亞迪自主研發的整體加壓式注液系統,真空負壓及罐體加壓方式,將泵入杯 體中的電解液充分注入電芯并快速完成吸收過程。專利太空艙式加壓注液技術實現注液浸潤同步進行,讓電解液充分吸收。

檢測系統

根據不同生產工藝,自動將組盤后電池通過滾筒線、提升機或堆垛機送入不同庫位 或不同設備,自動完成化成,充放電,分容,自放電等后段的工藝操作。我們看到,這道工序完全實現了全自動化,無需人工干預,漏檢率為0,保證電池更安全。

image011.jpg

通過智能化的訂單管理和生產管理,采用機械手、輸送線等多種自動化設備,實現單塊電池到電池包的堆疊、焊接、測試、形成最終的電池包。孫華軍告訴我們,“每一個刀片電池產品都有一個專屬‘身份證’,未來產品在使用期間的各項數據也將為持續改進工藝、完善產品提供重要參考?!?br/>

可以說,遍布車間的高精度傳感器,數以百計的機器人,以及符合IATF16949&VDA6.3控制標準的品控體系等,使得弗迪電池重慶工廠設備硬件的自動化,設備與設備之間的信息化,控制層面的智能化,成為了刀片電池生產高效、品質穩定的強力后盾。每一道工藝和程序,都體現出刀片電池工廠的工業4.0制造的震撼力。

3.JPG

堅守磷酸鐵鋰,刀片電池來“糾偏” 

有“電池大王”之稱的比亞迪集團董事長王傳福,1995年以電池起家,2003年宣布跨界生產汽車之前,就已經開始了動力電池的研發。從首款動力電池上市到成為全球最大的新能源汽車品牌之一,“保守”的比亞迪始終毫不動搖地將“安全”放在首位。

正是基于對安全的極度重視,即便是在前幾年三元鋰電池被廣泛推崇的市場環境下,比亞迪也從未放棄對磷酸鐵鋰電池的再研發。

刀片電池橫空出世,被業內評論為跑偏多年的動力電池行業發展路線終于有了重回正軌機會。

電動汽車的電池安全問題,一般是指電池熱失控。對比兩種主流電池,磷酸鐵鋰材料本身具有放熱啟動溫度高、放熱慢、產熱少、材料在分解過程中不釋放氧氣不易起火四大優勢。而三元鋰電池天性熱穩定性差、安全性差是公認的事實。據新能源汽車國家大數據聯盟報告,2019年5到7月,79起事故中有86%是三元電池引起,讓電動汽車安全口碑付出慘重代價?!霸?00℃的溫度下,磷酸鐵鋰材料結構都非常穩定,但三元鋰材料在200℃左右就會發生分解,且化學反應較劇烈,會釋放氧分子,更容易引發熱失控?!睂O華軍表示。

 微信截圖_20200605090307.png

盡管從安全性上來講,磷酸鐵鋰電池有著三元鋰電池不可比擬的優勢,但由于能量密度不及三元鋰,過去幾年很多車企陷入了對電池能量密度的非理性追求,磷酸鐵鋰電池在上一波與三元鋰電池的路線之爭中,還是敗下陣來。

歷經近2年的潛心研發,刀片電池的量產,意味著技術的回歸正軌,也體現了比亞迪終結新能源汽車安全痛點的決心。

重新定義安全,無懼“針刺測試”

孫華軍表示,“6S技術理念”打造出了刀片電池超級安全、超級強度、超級續航、超級低溫、超級壽命、超級功率的“超級優勢”。

1、超級安全

這是刀片電池最大的特點。三元電池啟動溫度低于刀片電池,容易發生材料分解,且在分解時會產生氧。其放熱速率和總放熱量高于刀片電池,發生分解速度快。在電芯安全上,刀片電池通過了針刺、擠壓和爐溫測試。

image003.jpg

當車輛遭遇碰撞、過充、起火等情況,其失效鏈通過系統->電池包->模組,傳遞到電芯,所有失效最終都會作用到電芯上。提高的電芯的安全性,再通過模組->電池包->系統的結構設計,整個系統的安全會進一步提升,所以電芯安全是整個系統安全的關鍵。

研究表明,80%以上的電芯失效,都是由于電芯內部短路造成的,針刺的目的是為了模擬電芯內短,評估電芯的安全性。 

隨著標準和法規的引導,傳統嚴苛的針刺結果逐漸轉化為對電芯安全性評估的參考性輔助指標,而不作為電芯安全性的強制指標。取而代之的是,針刺速度更為緩和,鋼針更為細小的針刺方法。然而不可否認,快速針刺仍是電芯內部短路的最嚴苛評價方法,也是最難通過的標準。

在重慶弗迪工廠的實驗室,我們親眼目睹了“針刺試驗”的全過程,三元鋰電池在受到針刺后迅速起火爆炸,表面溫度迅速攀升至500℃以上。而量產刀片電池在受到針刺穿透后,未出現冒煙起火的現象,溫度緩慢升至30℃左右。 

2、超級強度

第一個強度是振動,整個刀片電池的振動,模態非常高,到了80赫茲以上;第二個強度是模擬碰撞,滿足60g碰撞加速度,受碰撞過程中不會散架;第三個強度是擠壓,最大擠壓力100-800kN,電池包僅輕微變形;第四個是抗壓強度,刀片電池的最大承受力為445kN,相當于45噸卡車。

3、超級續航

影響電池空間利用率的主要因素是模組和梁,要想提高空間利用率,就要去掉模組和梁。但沒有了模組和梁,電池就沒有了固定,電池包就沒有了支撐。

比亞迪別具匠心,將長96厘米、寬9厘米、高1.35厘米的單體電池,通過陣列方式排布在一起,就像刀片一樣插入電池包里,成組時跳過模組和梁,減少冗余零部件,形成類似蜂窩鋁板的結構。在實現了電池超級強度的同時,電池包的安全性能大幅提升,體積利用率提升了50%以上。

 1591320368064.gif

“因為刀片電池能夠大大減少三元鋰電池因電池安全和強度不夠而增加的結構件,從而減少車輛的重量,所以我們的單體能量密度雖然沒有比三元鋰高,但是能夠達到主流三元鋰電池同等的續航能力?!睂O華軍透露,“目前,比亞迪漢實現了605公里的續航,未來通過材料的創新升級,續航可能會達到700至800公里?!?/p>

4、超級低溫

“無論是牙克石的零下35度,還是吐魯番的55度高溫,我們都有做安全測試”,加持保溫棉、保溫材料和熱管理技術,刀片電池都是時刻保持最佳狀態。

微信截圖_20200605090447.png

通過測試,低溫高電量充電功率下,刀片電池高于三元電池。而低溫低電量充電功率下,刀片電池低于三元電池,但可以滿足正常需求。刀片電池低溫放電能力可以維持在常溫的90%,低溫下的放電功率刀片電池依然優于三元電池。

微信截圖_20200605090504.png

微信截圖_20200605090524.png

5、超級壽命

刀片電池的存儲壽命和循環壽命均優于三元電池,可以保證8年甚至更長時間、50萬公里甚至100萬公里更長里程的使用。因為刀片電池的材料結構和穩定性更好,循環壽命折算里程數遠遠大于整車使用年限要求。

微信截圖_20200605090646.png

6、超級功率

目前刀片電池用33分鐘就可以將電量從10%充到80%,基本上滿足絕大部分快充的需求。放電功率上,刀片電池支持漢3.9秒的百公里加速,瞬間最大功率可達363kW(約500馬力)。

站在現在看未來 

弗迪電池重慶工廠只是刀片電池的全球首個工廠,目前產能為2GWh,到今年年底可提升到13GWh,到明年年底全部達產至20GWh。除了重慶弗迪,比亞迪目前在深圳、西安、青海、長沙和貴陽均設有電池工廠,到2020年底弗迪電池的產能將達到65GWh,2021年和2022年包括刀片電池在內的總產能分別達到75GWh和100GWh。

微信截圖_20200605085820.png

而搭載刀片電池的車型,今年將由漢和宋PLUS擔當沖鋒手,明年開始逐步應用于純電和DM車型。

20150831094643392.png

“今天,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的合作方案?!?孫華軍表示,隨著產能的不斷擴大,刀片電池將向整個新能源汽車行業開放共享,讓行業和消費者受益。

正如比亞迪汽車銷售副總經理李云飛所說,“刀片電池推出后,相信不僅是比亞迪,包括整個行業的產品結構占比都會有調整?!?nbsp;

0
生成封面
網友評論
登錄后才可發表評論 發布
相關文章

比亞迪發布驍云1.5TI高功率動力,將首搭宋PLUS 9月上市

7月24日,率先進入增壓動力2.0時代的弗迪動力交出了自己的首張答卷。在第二十三屆成都國際汽車展覽會上,弗迪動力發布旗下全新燃油動力品牌“驍云”及其首款1.5TI高功率動力總成。在功率和扭矩表現突出的前提下,驍云全新1.5TI高功率動力總成首次實現了在動力、油耗、排放、NVH、價格及可靠性上的完美平衡,滿足成熟市場消費者對于一款精品動力的全部期待。該動力總成將首搭于即將在9月上市的比亞迪新感官寬適

2020年07月24日

2021款唐預售發布,再次定義中國旗艦SUV

7月24日,采用了全新豪華內飾設計的2021款唐在成都車展正式亮相并開啟預售。作為本年度最令人矚目的旗艦SUV,2021款唐燃油預售價為17萬以內,2021款唐DM四驅高性能版的預售價為30萬以內、四驅性能版的預售價為25萬以內。據官方消息,唐EV也將在今年下半年上市交付。

2020年07月24日

DiLink智能再提升 給你更加便捷的駕乘體驗

在汽車智能化的浪潮中,智能化、個性化、便捷高效的車機系統越來越受到消費者的青睞。作為國內汽車智能網聯領域的領軍者,“智能愛車管家”比亞迪DiLink系統從2018年面世就因其獨特的氣質而吸粉無數。

2020年07月23日

比亞迪刀片電池是怎樣煉成的?揭開弗迪工廠的秘密

楊曉紅
2020-06-05 10:24
EV視界

6月4日,EV視界來到弗迪電池重慶工廠實地探訪,誓言重新定義電動車安全新標準的刀片電池是如何生產的?讓我們來揭開這座超級電池工廠的神秘面紗。
掃一掃,
閱讀完整內容
返回頂部
棋牌游戏赚钱app排行榜 山东11选五预测下期号码 光大银行理财产品 广西玉林11选5开奖结果 幸运农场免费计划 快乐8手机官网登录 江西11选5任5遗漏一号码遗漏 陕西快乐10分开奖结果36期 幸运快三彩票是正规的吗 图牛 江苏11选五最大遗漏号码