工人正在操作自動化設備進行原料配送
工人正在負極生產線上操作收卷工序
智能化輾壓設備正在運行
負極生產自動化涂布設備正在運行
未來，電動汽車的普及很大程度上取決于電池技術的進步，電池的性能必須滿足續航力、充電時間、功率輸出、可靠性、耐久性、安全性等一系列客戶要求。近日，比亞迪推出的“刀片電池”正式在璧量產下線，在業內和市場上引起較大反響。而比亞迪旗下的重慶弗迪鋰電池有限公司（以下簡稱“重慶弗迪”），作為“刀片電池”的首發工廠和目前唯一的生產基地，也受到廣泛關注。
所謂“刀片電池”，其實就是比亞迪開發的新一代磷酸鐵鋰電池，形狀既長且薄，如同刀片，在空間利用率上提升了50%。據了解，首款搭載“刀片電池”的比亞迪“漢”純電動車型綜合工況下的續航里程可達605公里。
這樣特別的電池，到底是怎么生產出來的？日前，記者來到位于璧山高新區內的重慶弗迪進行揭秘。
嚴格控制精度
公差比血小板直徑還小
4月10日，在重慶弗迪生產基地，“刀片電池”負極生產線正在高速運轉，石墨和一些輔料先被混合攪拌成漿料，再涂布到銅箔上。銅箔以每分鐘70米的速度展開，經過涂布后送往烤箱烘干，再進行輥壓。雖然生產線正在高速運轉，但較遠處看上去又像是靜止的，除非將眼睛湊到設備前仔細觀看。
重慶弗迪總經理鐘盛介紹，這種反差形成的原因是生產設備在動平衡、震動等涉及精度的控制方面，已經達到了肉眼幾乎無法察覺的水平。這里的生產精度是公差正負1微米，比一粒血小板的直徑還小。
正是高水準的生產精度控制，幫助“刀片電池”實現電池包內電芯的高度一致性。在鐘盛看來，“刀片電池”制造方面最大的難度在于，每個電芯都要求幾乎沒有差異，以保證“刀片電池”在安全性和能量密度方面的優異表現?！斑@種精度控制，對我們生產環境以及自動化、智能化等方面，都是全新的挑戰?！?/span>
例如，“刀片電池”非常長，通過測算，如果設備出現一度的角度偏差，就會造成生產上出現一點幾毫米的位移偏差。對于“刀片電池”來說，能允許的公差只能以微米來計算，絕對不允許到毫米這個級別。
面對種種技術難題，比亞迪的工程團隊進行了長期的攻關。由于全行業都沒有現成的設備和工藝方案，比亞迪投入了巨大的人力物力，在過去的兩年中根據產品的需要來進行設備設計、制造和驗證。如今，比亞迪“刀片電池”的絕大部分生產設備，例如疊片、裝配、電池包PACK等全部都是自主設計制造，并有專門工廠負責整套裝備生產。
人體不能觸碰
生產過程全部實現自動化智能化
“刀片電池”的負極車間，全部都處于一個巨大的“玻璃房子”里，整個生產過程都實現了全密封。據車間現場負責人介紹，電池生產最怕兩種東西：一是金屬碎屑等異物或粉塵，二是水。因此，生產線前端的粉料混合攪拌環節，都是通過管道輸送，整個車間按照萬級潔凈室標準設置，相當于醫療級水平。
此外，這里對水分控制的要求也非常高，多臺除濕設備聯合工作，保持了一個接近于無水的干燥環境。記者注意到，整個生產線上看不到幾個工人。從原材料來料，到成品下線全都是自動完成，任何環節都沒有“人手直接參與”。
車間負責人表示，整個電池生產已全部實現自動化和智能化，工人只能操作設備機器，同時對數據進行分析，絕對不能用手碰產品或半成品，以免對電池質量造成任何可能的影響。
鐘盛介紹，“刀片電池”生產線參照工業4.0標準，對所有的生產過程進行了全維度監控。“任意一塊電池，它用的哪一批原材料，哪臺設備生產的，生產過程各參數情況，后來裝到哪一臺車上面，都通過大數據來進行記錄和分析?！?/span>
安全性高技術性強
今年計劃產能10GWh
“刀片電池”的最大亮點，莫過于在針刺實驗中表現出的高安全性。在重慶弗迪相關負責人看來，“刀片電池”作為磷酸鐵鋰電池的一種，本身材料安全性較高。此外，“刀片電池”中加入了一些特殊的設計，包括無模組化以及電流切斷裝置等。電池包里還有液冷系統和排煙系統，在電池發熱時進行排煙和降溫，同時在低溫狀態下也能夠幫助電池升溫。
在生產方面，“刀片電池”通過結構創新，在成組時可以跳過“模組”，采用了新的疊片工藝，加上熱壓壓實，大幅提高了體積利用率，最終達成在同樣的空間內裝入更多電芯的設計目標。傳統的電池包空間利用率只有40%，但“刀片電池”的體積利用率提升了50%以上，也就是說續航里程可提升50%以上，達到了高能量密度三元鋰電池的同等水平。
重慶弗迪“刀片電池”今年的計劃產能為10GWh。有業內人士分析指出，在能量密度方面三元聚合物鋰電池具有一定優勢，但在安全性等方面，“刀片電池”有優勢，隨著鈷等三元電池材料稀缺和成本上漲，“刀片電池”的優勢還將進一步凸顯。
比亞迪公司董事局主席兼總裁王傳福表示，“刀片電池”的到來將倒逼整個新能源汽車作出改變，讓汽車行業進入良性發展的快車道。同時，刀片電池還將改變行業對三元電池的依賴，將動力電池的技術路線回歸正道，并重新定義新能源汽車的安全標準，也就是說比亞迪將用 “刀片電池”捍衛安全底線。
(記者 熊浩 文/圖)
