電動(dòng)汽車究竟需要怎樣的動(dòng)力電池？這個(gè)似乎不需要回答的問(wèn)題，近日卻因?yàn)橐粋€(gè)關(guān)于“三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池技術(shù)之爭(zhēng)”的熱門(mén)話題，重新引發(fā)了人們的思考。

任何時(shí)候，“安全第一”毋庸置疑。然而眾所周知，在過(guò)去幾年，由于很多企業(yè)陷入了對(duì)“續(xù)航里程”的盲目攀比，天生熱穩(wěn)定性差，但相比磷酸鐵鋰電池能量密度更高的三元鋰電池廣受追捧，新能源乘用車的安全口碑則因此付出了極其慘重的代價(jià)。

2020年3月29日，比亞迪正式推出刀片電池，公布其續(xù)航里程達(dá)到了三元鋰電池的同等水平，更順利通過(guò)了令后者望而生畏的“針刺測(cè)試”——在動(dòng)力電池界，通過(guò)這一安全測(cè)試的難度堪比登頂珠穆朗瑪峰。

誓要重新定義電動(dòng)車安全新標(biāo)準(zhǔn)的刀片電池是如何生產(chǎn)出來(lái)的呢？

6月4日，一場(chǎng)以“登峰造極”為主題的工廠探秘活動(dòng)在弗迪電池重慶工廠舉行，100多位媒體人、行業(yè)專家實(shí)地參觀，刀片電池背后的超級(jí)工廠也得以揭開(kāi)了神秘面紗。

過(guò)度追求能量密度，動(dòng)力電池行業(yè)亟需糾偏

刀片電池問(wèn)世之前，天下苦電池安全問(wèn)題久矣。

電動(dòng)汽車的電池安全問(wèn)題，一般是指電池的熱失控。對(duì)比目前電動(dòng)車常用的兩種主流電池，磷酸鐵鋰材料本身具有放熱啟動(dòng)溫度高、放熱慢、產(chǎn)熱少、材料在分解過(guò)程中不釋放氧氣不易起火四大優(yōu)勢(shì)。而三元鋰電池天性熱穩(wěn)定性差、安全性差是行業(yè)公認(rèn)的事實(shí)。

“在500℃的溫度下，磷酸鐵鋰材料結(jié)構(gòu)都非常穩(wěn)定，但三元鋰材料在200℃左右就會(huì)發(fā)生分解，且化學(xué)反應(yīng)較劇烈，會(huì)釋放氧分子，更容易引發(fā)熱失控?！备サ想姵毓靖笨偨?jīng)理孫華軍表示。

然而，盡管從安全性上來(lái)講，磷酸鐵鋰電池有著三元鋰電池不可比擬的優(yōu)勢(shì)，但由于能量密度不及三元鋰，過(guò)去幾年很多乘用車企業(yè)陷入了對(duì)動(dòng)力電池能量密度的非理性追求，磷酸鐵鋰電池在上一波與三元鋰電池的路線之爭(zhēng)中，還是敗下陣來(lái)。

有著“電池大王”之稱的比亞迪集團(tuán)董事長(zhǎng)王傳福，最早以做電池起家，2003年宣布跨界生產(chǎn)汽車之前，就已經(jīng)開(kāi)始了汽車動(dòng)力電池的研發(fā)。從首款動(dòng)力電池上市到成為全球最大的新能源汽車品牌之一，比亞迪始終毫不動(dòng)搖地將“安全”放在首位。

正是基于對(duì)安全的極度重視，即便是在前幾年三元鋰電池被廣泛推崇的市場(chǎng)環(huán)境下，比亞迪也從未放棄對(duì)磷酸鐵鋰電池的再研發(fā)。

重新定義安全標(biāo)準(zhǔn)，“針刺測(cè)試”蓋章

刀片電池橫空出世，被業(yè)內(nèi)評(píng)論認(rèn)為，跑偏多年的動(dòng)力電池行業(yè)發(fā)展路線終于有機(jī)會(huì)重回正軌。

“超級(jí)安全”是刀片電池最大的特點(diǎn)，對(duì)此，有著動(dòng)力電池安全試驗(yàn)界“珠穆朗瑪峰”之稱的針刺測(cè)試，已經(jīng)為其蓋章。除此之外，刀片電池還具有超級(jí)強(qiáng)度、超級(jí)續(xù)航、超級(jí)低溫、超級(jí)壽命、超級(jí)功率的超級(jí)性能及“6S”的技術(shù)理念。

長(zhǎng)96厘米、寬9厘米、高1.35厘米的單體電池，通過(guò)陣列的方式排布在一起，就像“刀片”一樣插入到電池包里面，在成組時(shí)跳過(guò)模組和梁，減少了冗余零部件后，形成類似蜂窩鋁板的結(jié)構(gòu)等等——刀片電池通過(guò)一系列的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了電池的超級(jí)強(qiáng)度的同時(shí)，電池包的安全性能大幅提升，體積利用率也提升了50%以上。

“因?yàn)榈镀姵啬軌虼蟠鬁p少三元鋰電池因電池安全和強(qiáng)度不夠而增加的結(jié)構(gòu)件，從而減少車輛的重量，所以我們的單體能量密度雖然沒(méi)有比三元鋰高，但是能夠達(dá)到主流三元鋰電池同等的續(xù)航能力?！睂O華軍透露。

“首款搭載刀片電池的車型比亞迪漢EV，綜合工況下的續(xù)航里程已經(jīng)達(dá)到了605公里?！北葋喌掀囦N售副總經(jīng)理李云飛表示。

此外，刀片電池33分鐘可將電量從10%充到80%、支持漢3.9秒百公里加速、循環(huán)充放電3000次以上可行駛120萬(wàn)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”三元鋰電池的“超級(jí)優(yōu)勢(shì)”。

演繹工業(yè)4.0的超級(jí)工廠，藏著刀片電池“登峰造極”的秘密

5月27日，中國(guó)8名隊(duì)員成功登頂珠峰的消息讓國(guó)人倍感振奮，而比亞迪跨越電池安全的新巔峰，在電動(dòng)汽車領(lǐng)域也引發(fā)了廣泛關(guān)注和熱議。

登頂動(dòng)力電池安全界的“珠峰”有多難？我們?cè)诟サ想姵刂貞c工廠實(shí)地探訪，找到了一些答案。

位于重慶璧山區(qū)的弗迪電池工廠是目前刀片電池唯一的生產(chǎn)基地，工廠總投資100億元，規(guī)劃年產(chǎn)能達(dá)20GWH。自2019年2月開(kāi)工，到2020年3月刀片電池正式推出，僅1年時(shí)間就從一片空地變身為一個(gè)擁有精益化、自動(dòng)化、信息化制造管理系統(tǒng)的工廠。這里誕生了很多比亞迪獨(dú)創(chuàng)的刀片電池產(chǎn)線和生產(chǎn)設(shè)備，更“隱藏”著多項(xiàng)高度保密的核心技術(shù)。

“首先，刀片電池在生產(chǎn)環(huán)境上的要求就極為苛刻?！睂O華軍說(shuō)，為了最大程度降低電池的短路率，他們提出了一個(gè)粉塵分級(jí)管控的概念，在一些關(guān)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(xì)）的顆粒不超過(guò)29個(gè)，這達(dá)到了與液晶屏生產(chǎn)車間相同的標(biāo)準(zhǔn)。

嚴(yán)苛的環(huán)境和條件，只是確保刀片電池高安全性的“基礎(chǔ)”。據(jù)孫華軍介紹，生產(chǎn)刀片電池最大的難點(diǎn)和亮點(diǎn)，主要集中在“八大工藝”。

“將近1米長(zhǎng)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，在國(guó)際上我們都屬于首創(chuàng)。這種疊片采用的是比亞迪完全獨(dú)立自主開(kāi)發(fā)的設(shè)備和裁切方案，這是其他任何人想抄都抄不來(lái)的?！睂O華軍說(shuō)。

除疊片之外，刀片電池生產(chǎn)過(guò)程中的配料、涂布、輥壓、檢測(cè)等其他工藝都達(dá)到了世界水平。例如，配料系統(tǒng)的精度在0.2%以內(nèi)；雙面同時(shí)涂布，涂布最大寬度達(dá)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(dá)120m/min，厚度控制2μm以內(nèi)，確保寬尺寸極片厚度的一致性……

每一塊刀片電池的誕生，都源自對(duì)完美的不懈追求！而事實(shí)上，“登峰造極”般的工藝和程序，來(lái)源于刀片電池工廠工業(yè)4.0級(jí)別的制造、管理系統(tǒng)。

遍布生產(chǎn)車間、工序、條線的高精度傳感器，數(shù)以百計(jì)的機(jī)器人，以及符合IATF16949&VDA6.3控制標(biāo)準(zhǔn)的品控體系等等，使得廠房設(shè)備硬件的自動(dòng)化，設(shè)備與設(shè)備之間的信息化，控制層面的智能化成為刀片電池生產(chǎn)高效、品質(zhì)穩(wěn)定的最強(qiáng)“后盾”。

“實(shí)際上，我們每一個(gè)刀片電池產(chǎn)品還有一個(gè)專屬的‘身份證’，未來(lái)，產(chǎn)品在使用期間的各項(xiàng)數(shù)據(jù)也將為我們持續(xù)改進(jìn)工藝、完善產(chǎn)品提供重要的參考?！睂O華軍稱，弗迪電池重慶工廠只是刀片電池的全球首個(gè)工廠，隨著產(chǎn)能的不斷擴(kuò)大，刀片電池將向整個(gè)新能源汽車行業(yè)開(kāi)放共享，讓行業(yè)和消費(fèi)者受益，助力全球電動(dòng)汽車發(fā)展步入新時(shí)代。

“今天，幾乎你能想到的所有汽車品牌，都在和我們探討基于刀片電池技術(shù)的合作方案。”他說(shuō)。