比亚迪“刀片电池”是如何生产出来的?

今年3月,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,此举引发市场广泛关注。据了解,“刀片电池”形状既长且薄,如同刀片,在空间利用率上提升了50%。

位于重庆璧山区的弗迪电池工厂是目前“刀片电池”唯一的生产基地,工厂总投资100亿元,规划年产能达20GWH。刀片电池是如何生产出来的呢?记者近日来到重庆弗迪锂电池有限公司一探究竟。

在重庆弗迪公司的生产基地,“刀片电池”负极生产线高速运转,石墨和一些辅料先被混合搅拌成浆料,再涂布到铜箔上。铜箔以每分钟70米的速度展开,经过涂布后送往烤箱烘干,再进行辊压。虽然生产线正在高速运转,但较远处看上去又像是静止的,除非将眼睛凑到设备前仔细观看。

“刀片电池”的负极车间,全部都处于一个巨大的“玻璃房子”里,整个生产过程都实现了全密封。

据车间现场负责人介绍,电池生产最怕两种东西:一是金属碎屑等异物或粉尘,二是水。因此,生产线前端的粉料混合搅拌环节,都是通过管道输送,整个车间按照万级洁净室标准设置,相当于医疗级水平。

刀片电池对生产环境的要求极为苛刻。弗迪电池公司副总经理孙华军说,为了最大程度降低电池的短路率,他们提出了一个“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。

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

“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,在国际上我们都属于首创。这种叠片采用的是比亚迪完全独立自主开发的设备和裁切方案,这是其他任何人想抄都抄不来的。”孙华军说。

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……

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。

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,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”。

“实际上,我们每一个刀片电池产品还有一个专属的‘身份证’,未来,产品在使用期间的各项数据也将为我们持续改进工艺、完善产品提供重要的参考。”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。(经济日报记者 吴陆牧)