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磷酸鐵鋰強勢回歸 初探刀片電池超級工廠

2020-06-08 09:18 | EV知道

電動汽車迅速發展的這幾年,為了解決續航焦慮讓電動汽車跑的更遠,更容易帶來長續航里程的三元鋰電池成為了動力電池的主流。而曾經的主角——磷酸鐵鋰電池在家用車中已經難覓蹤影,直到今年比亞迪刀片電池的發佈,讓磷酸鐵鋰電池再次回歸併成為行業內熱議的話題。

磷酸鐵鋰強勢回歸 初探刀片電池超級工廠

磷酸鐵鋰電池並非新研發産品,為何刀片電池的亮相會引起行業內的熱議呢?那就是這款電池基於磷酸鐵鋰材料本身結構穩定的基礎上,結合比亞迪在電池安全相關的技術,讓電池電芯的安全性達到了一個新的高度——順利通過 “針刺測試”。

為了進一步了解這款電池,我們受邀來到位於重慶璧山的刀片電池超級工廠,從製造工藝和現場測試體驗中來感受刀片電池的故事。

刀片電池車間探秘

其實磷酸鐵鋰的刀片電池並非是比亞迪此次專門設計出來,早在2002年,比亞迪就開始了磷酸鐵鋰動力電池的研發,並在2008年確定了片狀結構的設計方向,只是刀片電池將磷酸鐵鋰的穩定性和片狀結構的空間利用率達到了一個質的變化。

目前位於重慶璧山區的弗迪電池工廠是目前刀片電池唯一的生産基地,工廠總投資100億元,規劃年産能達20GWH。

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這家超級工廠自2019年2月開工,到2020年3月刀片電池正式推出,僅1年時間就從一片空地變身為一個擁有精益化、自動化、資訊化製造管理系統的世界級工廠。這裡誕生了很多比亞迪獨創的刀片電池産線和生産設備,也“隱藏”著多項高度保密的核心技術。

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在生産車間參觀講解中,提到刀片電池在生産環境上的要求就極為苛刻,為了最大程度降低電池的短路率,技術人員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(頭髮絲1/20粗細)的顆粒不超過29個,而這達到了與液晶屏生産車間相同的標準。

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與刀片電池相匹配的將近1米長的極片,採用的是比亞迪完全獨立自主開發的設備和裁切方案。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。

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除疊片之外,刀片電池生産過程中的配料、涂布、輥壓、檢測等其他工藝都達到了世界頂尖水準。例如,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……

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最終通過比亞迪自主研發製造的全自動裝配設備,自動輸送結構件並實現精準定位,經 絕緣、焊接、入殼、密封等工序組裝成電芯。

遍佈生産車間、工序、條線的高精度感測器,數以百計的機器人,以及符合IATF16949&VDA6.3控制標準的品控體系等等,使得廠房設備硬體的自動化,設備與設備之間的資訊化,控制層面的智慧化成為刀片電池生産高效、品質穩定的最強“後盾”。

此外,弗迪電池公司副總經理孫華軍透露這裡生産的每一個刀片電池産品還有一個專屬的‘身份證’,未來産品在使用期間的各項數據也將為持續改進工藝、完善産品提供重要的參考。

而很難想像這樣一個幾乎看不到工人的高度自動化和智慧化的超級工廠,是僅用了一年時間就完成了從動工到落成、量産。

刀片電池的安全性

嚴苛的生産環境和高度自動化的生産設備只是對産品工藝的保障,但是真正使用的安全性

才是大家最關心的問題。

磷酸鐵鋰強勢回歸 初探刀片電池超級工廠

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在刀片電池超級工廠裏,我們在現場看到了三元鋰電池和刀片電池的針刺實驗,三元鋰電池被刺穿時的熊熊大火和刀片電池被刺穿的無火無煙形成鮮明對比,並且刀片電池溫度只是升高至六七十度。

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針刺畢竟是一種極端的電池受損現象,除了電池受損,在高溫、擠壓和過充等情況下電池的安全性能也很重要。根據介紹,刀片電池也均只是冒煙,並無爆炸起火現象。

基於這些測試結果,刀片電池從根本上避免了電動汽車起火爆炸保障了用車安全,個人認為這樣的電池才更應該廣泛應用在電動汽車之上。

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刀片電池在低溫低電量下的充電速度相對於三元鋰電池要弱,但房貸你功率要優於三元鋰電池,也就是説,搭載同樣電量的三元鋰和磷酸鐵鋰電池,使用磷酸鐵鋰電池的純電動汽車要跑的更遠。

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在電池使用壽命和衰減情況,磷酸鐵鋰電也要優於三元鋰電池;如圖中所示刀片電池與811電池相比,刀片電池穩定性更好,可迴圈充放電次數是811電池的一倍以上。

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當然,作為磷酸鐵鋰的刀片電池也有短板,其中磷酸鐵鋰電池低能量密度帶來的續航低的問題就是最大的弱勢,這也是被三元鋰躋身佔據了動力電池“C位”的重要原因。

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但是刀片電池不僅在技術上進一步提升了磷酸鐵鋰電池的安全性,還具有高空間利用率,通過裝在更多電芯的方法以及從車輛風阻系數的設計角度解決了續航短的問題,要知道搭載磷酸鐵鋰電池的漢EV已經達到了600km的續航。

寫在最後:

其實一直堅持著磷酸鐵鋰電池研發並不斷尋找技術升級的動力電池企業不僅是比亞迪一家,從每年都會出現一兩款搭載磷酸鐵鋰電池的車型就可見一斑,只是比亞迪更快的找到了能讓磷酸鐵鋰比肩三元鋰電池的技術,並推向了市場。當然槍打出頭鳥,刀片電池的發佈在一片叫好的同時必然還會出現一些不同的聲音,遭受質疑未必時壞事,可能更是前進的動力。但無論怎樣,對於廣大用戶來説安全才是真正的第一位,而能夠達到高續航更具安全性磷酸鐵鋰電池s必定會強勢回歸。

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責任編輯:張默怡
  • 專家級 2020-10-21

    家用的小汽車的輪轂軸承的確是不需要加注潤滑油的,但是並不代表軸承內沒有潤滑油存在,而是密封比較好,軸承內的潤滑油不會被污染、也不會流失。

  • 專家級 2020-07-28

    不管有車還是沒車,很多人都會選擇先將駕駛執照拿在手上,畢竟在現在社會,駕駛執照可以稱得上是一門生存技巧,而不是生活技巧了。

  • 專家級 2020-07-20

    胎壓,嚴格意義上指的是輪胎內部空氣的壓強。在汽車保養上發動機是汽車的心臟,發動機的損壞將導致汽車生命的耗盡,那麼輪胎胎壓則是汽車的血壓,胎壓的高低對汽車的性能和動力有著至關重要的作用。

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