弗迪廠刀片電池裝配線

比亞迪刀片電池出世之后，引發(fā)無數(shù)關(guān)注。驚嘆于它的性能之余，很多人都會(huì)疑惑，接近1米長的電芯，能夠批量生產(chǎn)嗎？

六月二日，《電動(dòng)汽車觀察家》受邀參觀了比亞迪在重慶璧山的弗迪電池廠，并和弗迪電池副總經(jīng)理孫華軍交流，了解了刀片電池生產(chǎn)的過程，及其未來的技術(shù)方向。

這個(gè)由比亞迪大段自行設(shè)計(jì)、開發(fā)的電池生產(chǎn)線，體現(xiàn)出比亞迪近18年電池研發(fā)生產(chǎn)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，也處處體現(xiàn)出車用動(dòng)力鋰電池的標(biāo)準(zhǔn)。璧山弗迪電池廠年底實(shí)際產(chǎn)量有望達(dá)到8Gwh，據(jù)稱都已經(jīng)被預(yù)定。

1、業(yè)界最快疊片速度

從重慶市中心向西駕車一個(gè)多小時(shí)，是近幾年發(fā)展迅速的璧山區(qū)。它被重慶規(guī)劃部門稱作未來工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的主戰(zhàn)場之一。璧山國家高新區(qū)，也是全國首批智能化試點(diǎn)示范工業(yè)園區(qū)。

2018年八月，一個(gè)大項(xiàng)目落在了這里——璧山區(qū)與比亞迪簽下了年產(chǎn)20GWh的動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目。項(xiàng)目總投資人民幣100億元，重要包括動(dòng)力鋰電池電芯、模組以及相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)等核心產(chǎn)品制造。

資料來源：弗迪電池

2019年二月二十二日，項(xiàng)目開工。一年之后，廠建成投產(chǎn)。2020年三月，比亞迪通過一場在線公布會(huì)，將這個(gè)廠的產(chǎn)品——刀片電池介紹給了全世界關(guān)注電動(dòng)汽車的人們。

刀片電池仍然是磷酸鐵鋰離子電池，但是其結(jié)構(gòu)、規(guī)格都和以往大不相同。因此，比亞迪也為它全新設(shè)計(jì)了生產(chǎn)線。

我們的參觀沿著電池生產(chǎn)流程走，基本工序并沒有變化。但是每一個(gè)工序的品質(zhì)控制能力、生產(chǎn)效率、高度自動(dòng)化、數(shù)字化，體現(xiàn)出世界最先進(jìn)動(dòng)力鋰電池廠的追求。

突出的特點(diǎn)和工藝有幾個(gè)：

（1）環(huán)境控制

在電池生產(chǎn)過程中，空氣潔凈度與電池品質(zhì)高度相關(guān)。空氣中包括粉塵、金屬顆粒和水分，都可以說是電池安全之?dāng)场Ｊ滓挠质欠蹓m控制，粉塵假如帶入電池，可能導(dǎo)致電池內(nèi)部短路，甚至隔膜的刺穿，以及自放電等問題。

比亞迪為此對(duì)車間整體做了無塵設(shè)計(jì)，整體是萬級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)鍵工序達(dá)到了百級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

所謂百級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，孫華軍介紹說，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29個(gè)，這達(dá)到了與液晶屏生產(chǎn)車間相同的標(biāo)準(zhǔn)。

（2）寬幅涂布和輥壓

刀片電池長96厘米，也就要大概這么長的極片，涂布和輥壓工藝，都必須支持這個(gè)寬度。

弗迪廠的涂布工藝，支持最大寬度達(dá)130厘米，同時(shí)還是雙面同時(shí)涂布，單位面積涂敷重量偏差小于1％。

弗迪廠寬幅涂布工藝

輥壓工藝中，可以支持120厘米超大寬幅，輥壓速度還能達(dá)到120m／min，厚度控制2μm以內(nèi)，確保寬尺寸極片厚度的一致性。

在120厘米的寬度下，極片中間部分受力不如兩側(cè)，可能厚度會(huì)比兩側(cè)高。為此，弗迪廠的輥壓機(jī)還采用了彎缸工藝，對(duì)軋輥進(jìn)行平行度校正，以確保輥壓后的極片厚度一致性。

（3）高速疊片

相關(guān)于卷繞電芯來說，疊片電芯的好處多多，但是就一條，工藝難。首先，極片分切精度和一致性要很高；其次，堆疊時(shí)對(duì)齊精度要很高；第三，基于前兩者，一般來說疊片效率要低于卷繞。

比亞迪此前的電池基本都是卷繞。但弗迪廠的刀片電池，采用的是疊片工藝，而且是比亞迪完全獨(dú)立自主開發(fā)的設(shè)備和裁切方法。設(shè)計(jì)的疊片速度在0．3s／pcs，廠的介紹說，這是業(yè)界最高水平。可惜參觀環(huán)節(jié)不包括疊片工序。

（4）加壓注液

刀片電池這樣一個(gè)狹長的大電芯，如何讓電解液充分注入并吸收，也是挑戰(zhàn)。比亞迪自主研發(fā)了太空艙加壓注液技術(shù)，先采用真空負(fù)壓將電池殼體內(nèi)的空氣排空，再用加壓方式將電解液充分注入。

總體而言，刀片電池廠是達(dá)到工業(yè)4．0級(jí)別的制造、管理系統(tǒng)，在品控體系上符合IATF16949＆VDA6．3標(biāo)準(zhǔn)。IATF16949國際汽車工作組的質(zhì)量管理體系，VDA則是德國汽車工業(yè)聯(lián)合會(huì)制定的德國汽車工業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。刀片電池廠雖然不說自己是車規(guī)級(jí)廠，但各項(xiàng)要求都是對(duì)標(biāo)汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的。