鉅大LARGE | 點擊量：909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”“動力鋰離子電池發展路線會不會發生變化”等一系列原本只局限于行業內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”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展出現了興致。就在最近，比亞迪首次揭開了位于重慶璧山區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，其中只用了短短的一年時間。按照規劃，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、模組等核心產品并發展相關配套產業，建成后將形成年產動力鋰離子電池20GWh能力（2020年的計劃產量為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新，實現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、循環充放電3000次以上可行駛120萬公里，以及超出業內想象的低溫性能等數據表現，也奠定了其全方位“碾壓”三元鋰離子電池的優點所在。
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、安全性更好的優勢；
3）具有分明的電導率提升效果。
有業內人士指出，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，5微米（頭發絲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），其防塵標準已經達到了手術室的標準。
在確保了適宜的加工環境之后，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節（即八大工藝），大大提升了產品的一致性和加工效率。
例如，在疊片工藝中，該廠能夠將近1米長的極片，能夠實現公差控制在±0.3mm以內、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；配料系統的精度在0.2%以內；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，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業的可繼續發展。
業界普遍認為，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。”比亞迪汽車銷售有限公司副總經理李云飛透露，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。”
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