實地探訪,揭秘刀片電池核心制造技術
2020/6/24 10:49:49 來源:中國企業(yè)新聞網
導言:今年三月,比亞迪刀片電池橫空出世,一舉征服了讓三元鋰電池望而生畏的針刺穿透測試,因此成為動力電池界的明星。前不久,作為刀片電池目前唯一的生產基地,比亞迪旗下弗迪電池重慶工廠首度向媒體開放,通過對生產制造環(huán)節(jié)的實地探訪,讓外界直觀了解了刀片電池登峰造極的制造工藝。
今年三月,比亞迪刀片電池橫空出世,一舉征服了讓三元鋰電池望而生畏的針刺穿透測試,因此成為動力電池界的明星。前不久,作為刀片電池目前唯一的生產基地,比亞迪旗下弗迪電池重慶工廠首度向媒體開放,通過對生產制造環(huán)節(jié)的實地探訪,讓外界直觀了解了刀片電池登峰造極的制造工藝。
全球唯一,見證世界級電池工廠
位于重慶璧山區(qū)的弗迪電池工廠是目前刀片電池全球唯一的生產基地,工廠總投資100億元,規(guī)劃年產能達20GWH,是一個擁有精益化、自動化、信息化體系的世界級電池工廠。這里誕生了比亞迪獨有的刀片電池,至今仍隱藏著多項高度保密的動力電池生產技術。
電池電芯生產技術是動力電池廠商的核心技術,主要涉及到攪拌、涂布、碾壓、切模、分條、卷繞等工序。刀片電池之所以性能出眾,是由于它創(chuàng)新地將電芯做成了又薄又長的“刀片”狀,并且在封裝電池包的過程中取消了電池模組,由電芯直接排列成包。這種看似簡單的結構創(chuàng)新,給生產工藝帶來不可想象的改變!
根據刀片電池的特性,比亞迪工程師對動力電池的生產工藝進行了再創(chuàng)新,告別了傳統(tǒng)的切模、分條工序,提高了生產效率和質量穩(wěn)定性。同時,刀片電池的生產過程摒棄了卷繞工藝,采用疊片工藝進一步提升了電池包的空間利用率和結構強度。
此外,由于鋰離子電池的化學特性,電池電芯的生產必須在極端純凈的環(huán)境中完成,否則雜質混入材料,輕則會引起電池鼓包、膨脹,重則會引起自燃甚至爆炸。為最大程度避免雜質進入電芯引發(fā)內短路,弗迪電池重慶工廠不僅要求恒溫、干燥、空氣三級過濾,還對粉塵進行了“整體萬級,局部百級”的分級管控——在關鍵工序上能夠做到一立方米空間5微米(頭發(fā)絲1/20粗細)的顆粒不超過29個,達到了與液晶屏生產車間相同的標準。
工藝登峰造極,打造超安全刀片電池
嚴苛的環(huán)境和條件,為確保刀片電池高安全性打下基礎。而生產刀片電池最大的難點和亮點,主要集中在配料、涂布、輥壓、疊片、裝配、烘烤、注液、檢測等八大工藝上。
這八大工藝,都體現了動力電池最新、最領先的制造工藝和水準:配料精度控制在0.2%以內,涂布尺寸偏差控制在0.5mm以內,輥壓速度可達120m/min、厚度控制在2μm以內,注液量偏差控制在±5‰、定位精度控制在±0.5mm……全球頂尖的生產精度控制,幫助刀片電池實現大規(guī)模生產的高度一致性。
尤其是疊片工藝,實現了公差控制在±0.3mm以內、單片疊片效率在0.3s/pcs的精度和速度,創(chuàng)下業(yè)界最高水平。由于疊片工藝采用的是比亞迪完全獨立自主開發(fā)的設備和裁切方案,也為刀片電池樹立起強大的技術壁壘。
高精度的控制,對動力電池生產環(huán)境以及自動化、智能化提出全新挑戰(zhàn)。在弗迪電池重慶工廠內,遍布生產車間的高精度傳感器,數以百計的機器人,以及全過程符合IATF16949&VDA6.3控制標準的品控體系等等,使得廠房設備硬件的自動化,設備與設備之間的信息化,控制層面的智能
化成為刀片電池生產高效、品質穩(wěn)定的最強后盾。
每一片出廠的刀片電池都有唯一的ID二維碼,由此可以追溯到生產設備、時間點甚至原材料,也能從原材料追溯到電池產品,實現正向反向的全追溯。基于此,刀片電池在使用期間的各項數據也將為持續(xù)改進工藝、優(yōu)化升級提供重要參考。
在安全性能引領行業(yè)標準的同時,刀片電池在快充技術、急速支持、超長壽命、低溫性能等各項指標上也都實現重大突破,在動力電池行業(yè)樹立起全方位領先的超級優(yōu)勢。而隨著產能的不斷擴大,刀片電池也將向新能源汽車行業(yè)開放共享,讓整個行業(yè)和更多消費者受益,助力全球新能源車發(fā)展步入新時代。
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