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比亚迪“亮刀”会否掀起行业技术革命

摩天平台 2020-06-12 10:23:45 来源:中华工商时报
  电动汽车究竟需要怎样的动力电池?毋庸置疑,“安全第一”。
  就在三个月前,备受关注的比亚迪“刀片电池”正式问世并量产。在面向全球直播的线上发布会上,比亚迪公布其续航里程达到了三元锂电池的同等水平,更顺利通过了令后者望而生畏的“针刺测试”——在动力电池界,通过这一安全测试的难度堪比登顶珠穆朗玛峰。
  电动汽车电池线路之争
  刀片电池问世之前,电池安全问题困扰新能源乘用车已久。
  电动汽车的电池安全问题,一般是指电池的热失控。目前电动车常用的两种主流电池分别是磷酸铁锂材料电池和三元锂材料电池。“磷酸铁锂材料电池具有放热启动温度高、放热慢、产热少、材料在分解过程中不释放氧气不易起火四大优势。在500℃的温度下,磷酸铁锂材料结构都非常稳定,但三元锂材料在200℃左右就会发生分解,且化学反应较剧烈,更容易引发热失控。”弗迪电池公司副总经理孙华军介绍。
  他说,尽管磷酸铁锂电池在安全性上有着三元锂电池不可比拟的优势,但由于能量密度不及三元锂,磷酸铁锂电池在上一波与三元锂电池的路线之争中,还是败下阵来。
  但有着“电池大王”之称的比亚迪集团董事长王传福并没有放弃对磷酸铁锂电池的再研发。经过不断的尝试探索,功夫不负有心人,刀片电池横空出世。
  “针刺测试”检测刀片电池安全性
  安全是刀片电池最大的特点,在线上发布会上通过有着动力电池安全试验界“珠穆朗玛峰”之称的针刺测试,是刀片电池安全性能的有力佐证。
  孙华军介绍,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——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。
  “因为刀片电池能够大大减少三元锂电池因电池安全和强度不够而增加的结构件,从而减少车辆的重量,所以我们的单体能量密度虽然没有比三元锂高,但是能够达到主流三元锂电池同等的续航能力。”他透露。
  精益求精铸就安全后盾
  位于重庆的弗迪电池工厂是目前比亚迪刀片电池唯一的生产基地,规划年产能达20GWH。自2019年开工以来,仅1年时间就从一片空地变身为一个拥有精益化、自动化、信息化制造管理系统的世界级工厂。很多比亚迪独创的刀片电池产线和生产设备都在这里诞生,其更“隐藏”着多项高度保密的核心技术。
  “首先,刀片电池在生产环境上的要求就极为苛刻。”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”。据孙华军介绍,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。
  同时,比亚迪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。除此之外,工厂工业4.0级别的制造、管理系统包括遍布生产车间、工序、条线的高精度传感器,数以百计的机器人,以及高控制标准的品控体系等都是刀片电池生产高效、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。
  “今天,几乎你能想到的所有汽车品牌,都在和我们探讨基于刀片电池技术的合作方案。”他说。由于超过预期,比亚迪决定扩大“刀片电池”产能,重庆工厂将从目前年产能2GWh扩充至今年年底12GWh。
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