探索比亚迪电池厂:刀片电池除了不自燃，还有什么优点？
那么，比亚迪的刀片电池是怎么生产的呢？除了安全，它还有其他优点吗？比亚迪福迪电池重庆工厂的这次探索活动，为我们揭开了刀片电池的神秘面纱。
比亚迪刀片电池基本信息
在正式介绍刀片电池生产的各个流程之前，我们需要了解一些关于刀片电池的基本信息。比亚迪的刀片电池本质上是磷酸铁锂电池，结构上由正极、负极、隔膜、电解液和外壳组成。我们通常所说的磷酸铁锂电池和三元锂电池都是以其正极材料命名的，因为正极材料对电池性能的影响最大，在电池成本中所占的比重也最高。
刀片电池之所以叫刀片电池，是因为它不同于常见的圆柱形或方形电池。它的单体电池形状很长，体积比常见的单体电池大很多。它的外部尺寸是:长96厘米，宽9厘米，高1.35厘米，就像一把长长的刀刃。
比亚迪的刀片电池采用了CTP无模组化技术，单体电池以阵列的方式排列在一起组成电池组，因此可以有效提高体积能量密度，也就是说，对于同样体积的电池组，刀片电池可以有更大的容量。目前比亚迪韩搭载的刀片式电池组总容量为138.5Ah，总功耗为77kWh，电池组体积利用率约为60%，体积能量密度为237-275Wh/L，质量能量密度约为140Wh/kg。
刀片电池是怎么生产的？
刀片电池* * *的生产过程有八道工序:
1.配料:采用先进的全自动混合系统，将活性物质、纳米导电材料、溶剂和粘结剂按预定比例自动混合，形成均匀稳定的电极浆料；
2、涂布:使用高精度全自动高速涂布设备，将浆料均匀涂布在集流体表面，通过干燥系统定量挥发溶剂，形成均匀的电极片；
第三步，轧制:采用高精度轧辊按预定厚度轧制电极片，得到预定厚度和体积密度的电极片；
4.叠片:采用比亚迪自主研发的切割方案和高速叠片方案，完美实现了刀片电池的长尺寸、高精度、高效率叠片工艺；
5.组装:采用比亚迪自主研发制造的全自动组装设备，自动输送结构件，实现精确定位，然后通过绝缘、焊接、套管、封口组装成电池；
6.烘烤:用接触式隧道烘箱对电池进行烘烤，去除水分，保证注液前电芯内部含水量符合要求，以保证电池后期电性能的稳定；
7.注液:比亚迪自主研发的整体加压注液系统，采用真空负压和罐体加压，将泵入杯中的电解液充分注入电芯，快速完成吸收过程；
8.检验:根据不同的生产工艺，将组装好的电池通过滚筒线、提升机或堆垛机自动送到不同的仓库或不同的设备，自动完成化成、充放电、容量分离、自放电等后续工艺操作。
从每道工序的介绍可以看出，福迪电池重庆工厂使用了很多比亚迪自主研发制造的设备。这是因为刀片电池太长，没有现成的标准设备可以使用，而比亚迪的母公司本身就有强大的设备R&D和制造团队，所以关键工序的设备可以自己研发。换句话说，其他动力电池厂商短期内几乎不可能做出刀片电池。不仅很难绕过专利，而且开发设备也需要时间。
福迪电池公司副总经理孙华军说:“近1米长的极片，可实现公差控制在0.3毫米以内的精度和速度，单片效率0.3s/pcs，为世界首创。这种层压采用了比亚迪完全自主的设备和切割方案，其他任何人都不可能复制。”
刀片电池在生产过程中的难度主要是因为太长。其他电池极片长度最多500mm，而刀片电池极片长度达到1000mm。因此，涂布和切片的精度以及叠片的垂直度都非常高，并且在轧制时需要解决极片两端厚度不均匀的问题。为了解决这些问题，保证产品质量和生产效率，比亚迪的工程团队花费了大量的精力。通过使用大量高精度传感器、工业机器人等设备保证生产精度，改进生产工艺，建立符合IATF 16949和VDA 6.3控制标准的质量控制体系，工厂设备硬件的自动化、设备与设备之间的信息化、控制水平的智能化成为刀片电池高效生产和稳定质量的最坚强后盾。
同时，福迪电池重庆工厂对生产环境的要求非常严格。厂内温度常年保持在25℃，湿度控制在65438±0%以下。为了将电池的短路率降到最低，他们提出了粉尘分级控制的概念。在一些关键工序中，一立方米空间内5微米(头发丝的粗细1/20)的颗粒不能超过29个，达到了与液晶生产车间相同的标准。
除了安全，刀片电池还有什么优点？
在这次活动中，比亚迪分别给我们展示了刀片电池和三元锂电池的针刺测试。从上面的视频我们可以看到三元锂电池瞬间起火爆炸，而刀片电池没有明显反应。安全性能优劣，一目了然。当然，这个测试只能用来比较单体电池之间的安全性能，组合成电池组后的安全性也受到能量管理系统和结构保护系统的影响，但单体电池更安全，肯定有利于提高电池组的安全性能。
同时，比亚迪还验证了电池在挤压、炉温、过充、热扩散等情况下的安全性，可以保证电池不起火、不爆炸。在电池组的强度方面，比亚迪也经过了严格的验证，保证了电池组在受到震动、碰撞、挤压时的安全性能。不仅如此，由于电池组足够坚固，安全性能有保证，比亚迪下一步还将探索使用电池组作为车身安全结构的设计，进一步减轻白车身的重量，弥补磷酸铁锂电池质量和能量密度低的缺点。
除了安全性能，比亚迪还总结了刀片电池的其他几个优点，即电池寿命长、低温性能好、使用寿命长、放电功率高。
不用说，比亚迪韩已经出成绩了。在77kWh电池组的情况下，这款长度为4.98米的纯电动中型车的NEDC续航时间达到了605km。作为参考，4.69米长的特斯拉Model 3全国产后驱动长续航版使用75kWh电池组，NEDC纯续航664km。
低温性能方面，根据比亚迪官方数据，刀片电池除了在高SOC区间的低温充电动力不如三元锂电池，其他方面也没有太大差别，甚至在低SOC区间低温放电动力也比三元锂电池好。
在续航方面，磷酸铁锂电池本身就优于三元锂电池，25℃下刀片电池循环寿命可达5000次，远超整车使用寿命要求。在充电电量方面，比亚迪宣称刀片电池从10%充电到80%最快只需要33分钟，下一步将宣传0-100%的充电时间。由于磷酸铁锂电池耐高温性能好，所以在充电和加热时电控系统对充电功率的抑制会小一些。放电功率方面，刀锋电池搭载在比亚迪汉商上时最大放电功率可达363kW，因此可以支持汉能EV四驱高性能版3.9s的高性能
问与答。A
在本次活动的QA环节，参会的媒体有很多关于刀锋电池的问题，有技术背景的福迪电池公司副总经理孙华军几乎回答了所有问题。由于篇幅原因，这里只能选择四个重点问题。如果你还有其他问题，请在评论区提问。
问:刀片电池因为是磷酸亚铁锂材料，所以安全吗？
答:不尽然。磷酸铁锂电池本身是安全的，只是针刺测试不过关。刀片电池在结构上进行了优化，使其安全性能更好。
问:三元锂电池可以做成刀片电池吗？
答:可以，但是技术难度比用磷酸亚铁锂高。安全和力度的设计要改变，防火墙要预留更多的空间，三元锂电池要预留充电和扩展的空间。
问:刀片电池的容量是多少，哪些外部厂商会供应？
答:目前重庆工厂只有一条生产线投产。今年产量可达2-3GWh，产能可达12GWh。重庆工厂规划产能为20GWh，明年将达到最大产能，但完全达到20GWh的产量还需要2022年。此外，明年还将在贵阳和长沙投产两家工厂，计划产能为20GWh。比亚迪有能力在一年内完成建设，两年内达到最大产能。如果市场需求旺盛，将继续增加计划产能。
“今天，几乎所有你能想到的汽车品牌都在和我们讨论基于刀片电池技术的合作方案。”明年会有自主品牌厂商批量供货(想必是长安)，丰田和比亚迪的合资公司也会用刀片电池。同时，还有一家国际知名商用车公司在和比亚迪谈合作。
问:刀片电池会用在DM机型上吗？会用在65438+百万级车型上吗？
a:明年会有一款带刀片电池的DM机型。下一款搭载刀锋电池的车型将会是新宋的纯电动版，也可能会使用新秦的纯电动版。后续机型是否使用刀片式电池取决于电池产能和市场需求。我理解的是，刀片电池会先用在更高端的机型上，低端机型只有在产能过剩的情况下才能使用。
在活动的最后，有媒体谈到了近期比亚迪与当代安培科技有限公司的安全性能之争。孙华军说，他尊重竞争对手，不怕竞争。只有强大的竞争对手才能证明比亚迪的实力，竞争会帮助大家做得更好。
的确，在新能源汽车日益普及的今天，大众对电池安全性能的质疑从未停止。动力电池厂商有必要就电池安全进行公开竞争，有利于厂商积极提升电池安全性能，打消公众疑虑。作为一个电动车用户，我真的很喜欢比亚迪的运营。像刀片电池这样安全性能突出的电池，正是我们现在需要的！
本文来自车家作者汽车之家，不代表汽车之家立场。