鉅大LARGE | 點擊量：917次 | 2021年08月08日
揭秘刀片電池廠，為什么要采取微米級防塵標準?
自從三月二十九日比亞迪正式推出刀片電池以來，有關“一根鋼針可不可以決定電池安全”“動力鋰離子電池發(fā)展路線會不會發(fā)生變化”等一系列原本只局限于行業(yè)內(nèi)部的話題猛然變得廣受關注，比亞迪與寧德時代之間的“口水戰(zhàn)”也讓許多一般消費者也開始對我國動力鋰離子電池的將來發(fā)展出現(xiàn)了興致。就在最近，比亞迪首次揭開了位于重慶璧山區(qū)的弗迪電池重慶廠的深奧面紗。
作為目前刀片電池唯一的加工基地，弗迪電池重慶廠總投資100億元，2019年二月開工，2020年三月刀片電池成功量產(chǎn)，其中只用了短短的一年時間。按照規(guī)劃，該廠共將建設8條動力鋰離子電池加工線，購置相關設備958臺套，采用領先的全自動化鋰電加工工藝，加工動力鋰離子電池電芯、模組等核心產(chǎn)品并發(fā)展相關配套產(chǎn)業(yè)，建成后將形成年產(chǎn)動力鋰離子電池20GWh能力（2020年的計劃產(chǎn)量為10GWh）。
所謂刀片電池，指的是將長96厘米、寬9厘米、高1.35厘米的單體電池，通過陣列的方式排布在一起，就像“刀片”相同插入到電池組里面，在成組時跳過模組和梁，減少了冗余零部件后，形成類似蜂窩鋁板的結構等等——刀片電池通過一系列的結構創(chuàng)新，實現(xiàn)了電池的超級強度的同時，電池組的安全性能大幅提升，體積利用率也提升了50%以上。
除了安全性意外，刀片電池33分鐘可將電量從10%充到80%、支持漢EV的3.9秒百公里加速、循環(huán)充放電3000次以上可行駛120萬公里，以及超出業(yè)內(nèi)想象的低溫性能等數(shù)據(jù)表現(xiàn)，也奠定了其全方位“碾壓”三元鋰離子電池的優(yōu)點所在。
要指出的是，刀片電池的先進性不僅體今朝工藝革新方面，在材料體系方面的升級也有目共睹。在材料方面，比亞迪刀片電池除了正極材料體系全面回歸磷酸鐵鋰之外，其隔膜也將“嘗鮮”采用干法三層共擠隔膜。其優(yōu)點在于：
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
1）無需涂覆陶瓷等材料涂層，減輕了電池的重量及厚度；
2）具有強度更高、安全性更好的優(yōu)勢；
3）具有分明的電導率提升效果。
有業(yè)內(nèi)人士指出，刀片電池采用三層共擠隔膜，不僅可以通過使用更薄的膜，能夠提升能量密度；另一方面，隨著電芯變大，MD、TD拉伸強度要求會更高，用三層共擠隔膜風險會更低，良品率也會有所提升。此外，在裝配和制造過程中，電池性能也更加有保障。
不過，有分解指出，由于三層共擠隔膜有著很高的技術門檻，成本也較高，所以比亞迪也在尋求更優(yōu)的性價比辦法，包括新型干法涂膜辦法等等。
正因為技術門檻高，刀片電池在加工環(huán)境上的要求十分苛刻，為了最大程度降低電池的短路率，弗迪電池重慶廠提出了一個粉塵分級管控的概念，在一些關鍵工序上，能夠做到一立方米空間內(nèi)，5微米（頭發(fā)絲1/20粗細）的顆粒不超過29個，這達到了與液晶屏加工車間相同的標準。
大概有朋友不清楚液晶屏車間的標準吧？以國內(nèi)液晶屏自主品牌“頭部”廠家——京東方（bOE）為例，其加工車間全部采用機械自動化，整個環(huán)境恒溫恒濕，所有人員進入車間都非得穿戴防塵鞋帽和防塵服，并接受防塵程序（可以想象一下電影里的防化流程），其防塵標準已經(jīng)達到了手術室的標準。
在確保了適宜的加工環(huán)境之后，弗迪電池重慶廠通過全自動化加工，一站式全流程設計了配料、涂布、輥壓、分切、疊片、裝配、注液、封口、化成、分容等一系列加工環(huán)節(jié)（即八大工藝），大大提升了產(chǎn)品的一致性和加工效率。
例如，在疊片工藝中，該廠能夠?qū)⒔?米長的極片，能夠?qū)崿F(xiàn)公差控制在±0.3mm以內(nèi)、單片疊片效率在0.3s/pcs的精度和速度，這在國際上也屬于首創(chuàng)；配料系統(tǒng)的精度在0.2%以內(nèi)；雙面同時涂布，涂布最大寬度達1300mm、單位面積涂敷重量偏差小于1%；1200mm超大幅寬的輥壓速度可達120m/min，厚度控制2μm以內(nèi)，確保寬尺寸極片厚度的一致性。
另有分解指出，刀片電池為了實現(xiàn)超薄扁長形的電芯結構，在制造工藝上要進行很大的顛覆，這也是弗迪電池廠采用了許多自主設計的設備的原由。而隨著搭載三層共擠隔膜技術的磷酸鐵鋰離子電池的漢EV等車型不斷上市，也意味著新能源汽車廠商開始轉(zhuǎn)向市場化導向，這對磷酸鋰離子電池、新型干法涂膜等新技術的降本增效助益良多，有望推動新能源汽車產(chǎn)業(yè)的可繼續(xù)發(fā)展。
業(yè)界普遍認為，隨著補貼加速退坡和市場競爭加劇，磷酸鐵鋰離子電池憑借低成本和高安全優(yōu)點在乘用車范疇逐漸回暖，獲得了越來越多主機廠的關注，有助于提升磷酸鐵鋰離子電池在乘用車范疇的市場占比。
“比亞迪對市場的發(fā)展有自己的判斷，除自身需求以外，隨著電池零部件對外放開，有很多品牌找我們洽談，刀片電池將來有很大的上升空間?！北葋喌掀囦N售有限公司副總經(jīng)理李云飛透露，將來幾年比亞迪的大改款車型都有望搭載刀片電池，“我相信，在2021年下半年到2022年，大家會看到更多國際知名品牌的車型，逐漸選用比亞迪的刀片電池?！?/p>
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