弗迪電池：“刀片電池”破解空間利用率難題

談到“山城”重慶，你腦海中會(huì)浮現(xiàn)出什么？是洪崖洞、是火鍋，還是會(huì)漂移的重慶出租車(chē)？若你與記者同行此次重慶調(diào)研，或許從此便多了一份重慶記憶——“刀片電池”。坐落于璧山區(qū)的重慶弗迪電池工廠，是比亞迪“刀片電池”的首發(fā)地，也是全國(guó)最大“刀片電池”的生產(chǎn)基地。

探秘“刀片電池”真容

弗迪電池是比亞迪集團(tuán)立足新能源產(chǎn)業(yè)，順應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展而“孕育”出的獨(dú)立主體，深耕電池領(lǐng)域20余載，在電池領(lǐng)域具備100%自主研發(fā)、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)能力，產(chǎn)品覆蓋消費(fèi)類3C電池、動(dòng)力電池及儲(chǔ)能電池、梯次利用等領(lǐng)域；在新材料、新技術(shù)研究領(lǐng)域，已完成眾多項(xiàng)科研成果的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，應(yīng)用領(lǐng)域涉及IT、汽車(chē)、新能源、輕軌交通等。

刀片電池生產(chǎn)車(chē)間進(jìn)入工廠大門(mén)，弗迪電池相關(guān)工作人員首先為記者介紹了“弗迪”二字的由來(lái)：“弗迪二字取自于《詩(shī)經(jīng)·大雅·桑柔》，寓意著遇此良人，踏實(shí)精進(jìn)?！?/p>

“整個(gè)璧山園區(qū)目前占地1500畝，總投資180億元，分為一期和二期。整個(gè)一期有8條生產(chǎn)線，滿產(chǎn)能可以達(dá)到20個(gè)GWh，二期總共有6條生產(chǎn)線，滿產(chǎn)能可以達(dá)到15GWh。兩期項(xiàng)目滿產(chǎn)后，年產(chǎn)能達(dá)35GWh，年產(chǎn)值逾300億元。”弗迪電池工作人員向《中國(guó)電子報(bào)》記者介紹道。

那誕生于此的“刀片電池”究竟長(zhǎng)什么樣子呢？記者也是第一次見(jiàn)到了它的真容?！暗镀姵亍比Q刀片形磷酸鐵鋰電池，形狀既長(zhǎng)又薄，并且能夠像“刀片”一樣插入電池包里面，故而得名。當(dāng)記者把長(zhǎng)度960mm、厚度13.5mm、注液后重2.6kg的p96刀片電池電芯樣品拿在手里時(shí)，感受到的是它的輕盈和冰涼。

工作人員還向記者介紹了當(dāng)紅車(chē)型比亞迪漢EV的電池包：“它總共由178片刀片電池組成，底部第一層150片，第二層28片，續(xù)滿電池包只需要78.4度電，并且在行駛12萬(wàn)公里或者滿充滿放300至500次過(guò)后，電池飽和度依然能夠達(dá)到90%以上。不管是從外部壓力還是內(nèi)部結(jié)構(gòu)來(lái)講，我們的刀片電池都非常穩(wěn)定和可靠?！薄霸诘镀姵氐纳a(chǎn)過(guò)程中，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，配料系統(tǒng)的精度在0.2%以內(nèi)，1200mm超大幅寬的輥壓速度可達(dá)120m/min，厚度控制2μm以內(nèi)，并且刀片電池絕大多數(shù)的生產(chǎn)設(shè)備都是我們自主研發(fā)的?！惫ぷ魅藛T向記者補(bǔ)充道?！暗镀姵鼐哂谐?jí)安全、超級(jí)強(qiáng)度、超級(jí)續(xù)航、超級(jí)功率、超級(jí)壽命等優(yōu)勢(shì)?！?/p>

重慶弗迪鋰電池有限公司總經(jīng)理田維浩在采訪中表示，“刀片電池”在制造過(guò)程中面臨的最大挑戰(zhàn)在于要求每個(gè)電芯都幾乎沒(méi)有差別，這樣才能保證生產(chǎn)出來(lái)的“刀片電池”在安全性和能量密度方面沒(méi)有問(wèn)題。這種精度的控制，對(duì)工廠的生產(chǎn)環(huán)境以及自動(dòng)化、智能化等方面來(lái)說(shuō)都是全新的挑戰(zhàn)?！拔覀冇袛?shù)以百計(jì)的機(jī)器人，遍布生產(chǎn)車(chē)間、工序、條線的高精度傳感器，還有符合標(biāo)準(zhǔn)的品控體系，這些實(shí)現(xiàn)了工廠的自動(dòng)化、信息化和智能化，也讓‘刀片電池’的生產(chǎn)更高效、更穩(wěn)定?！碧锞S浩補(bǔ)充道。

破解“空間利用率”難題

1994年比亞迪白手起家，2008年成為全球最大的充電電池制造商，被譽(yù)為“電池大王”。推出全球第一款量產(chǎn)插電式混合動(dòng)力車(chē)F3DM后，從此踏上引領(lǐng)和推動(dòng)新能源變革的征程。

刀片電池生產(chǎn)車(chē)間但因?yàn)楫?dāng)時(shí)比亞迪規(guī)模小，電動(dòng)車(chē)也不被看好，產(chǎn)業(yè)缺乏配套，沒(méi)有人敢一起“冒險(xiǎn)”。零部件供應(yīng)商要么不合作，要么報(bào)天價(jià)，找尋合作伙伴的過(guò)程中，試錯(cuò)的成本極高。

比亞迪只能自力更生，垂直整合，除了輪胎和玻璃，所有的零部件都只能自己做。后來(lái)，新能源汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈才逐步完善并逐漸精細(xì)，為比亞迪提供了開(kāi)放的市場(chǎng)條件，也為“刀片電池”的誕生奠定了基礎(chǔ)。記者了解到，刀片電池的誕生其實(shí)是源于一個(gè)空間利用率的難題。由于汽車(chē)內(nèi)部的空間非常有限，所以設(shè)計(jì)師會(huì)盡可能為消費(fèi)者創(chuàng)造更多車(chē)內(nèi)空間，來(lái)提升舒適度。但同時(shí)，這也壓縮了動(dòng)力電池的空間。

為了在有限的空間內(nèi)布置更多的電池，提高車(chē)輛的能量密度和續(xù)航里程，工程師們沿著“去掉模組和梁，革新空間利用率”的思路，將電芯本身既作為發(fā)電能量體，又作為承重結(jié)構(gòu)件，通過(guò)一系列努力最終制作出了刀片形狀的電芯。

2020年3月29日，“刀片電池”正式“出鞘”，其順利通過(guò)“針刺穿透測(cè)試”的完整視頻也首次對(duì)外公布。重慶弗迪電池工廠在一年時(shí)間內(nèi)從一片空地變身為一座擁有精細(xì)化、自動(dòng)化、信息化制造管理系統(tǒng)的超級(jí)工廠。比亞迪品牌及公關(guān)處總經(jīng)理助理羅昊對(duì)《中國(guó)電子報(bào)》記者表示：“‘針刺穿透測(cè)試’是行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的對(duì)電池電芯安全性最為嚴(yán)苛的檢測(cè)手段，在動(dòng)力電池界難度堪比登頂珠穆朗瑪峰，可以模擬電池貫穿極度危險(xiǎn)情況下的整車(chē)安全。”“刀片電池”最大的亮點(diǎn)，是在測(cè)試中表現(xiàn)出的高安全性。在田維浩看來(lái)，“刀片電池”作為磷酸鐵鋰電池的一種，本身安全性就比較高。

此外，“刀片電池”中還加入了一些特殊的設(shè)計(jì)，包括無(wú)模組化以及電流切斷裝置等，電池包里還有液冷系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)等，在電池發(fā)熱時(shí)進(jìn)行排煙和降溫，同時(shí)在低溫狀態(tài)下也能夠幫助電池升溫。在生產(chǎn)方面，為了更好地支持無(wú)模組化設(shè)計(jì)，重慶弗迪電池還采用了新的疊片工藝，加上熱壓壓實(shí)，進(jìn)一步提升了電池包的空間利用率，直接提高了“刀片電池”的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

填補(bǔ)“動(dòng)力電池”空白“

刀片電池”的發(fā)展，得益于重慶政府的大力扶持。近年來(lái)，重慶璧山聚焦新經(jīng)濟(jì)、新業(yè)態(tài)，堅(jiān)持以產(chǎn)聚人、以人興城，“產(chǎn)城人”融合發(fā)展。實(shí)施“千億集群、百億鏈主、億元規(guī)上、萬(wàn)家創(chuàng)新”四大產(chǎn)業(yè)培育工程，加快打造千億級(jí)智能網(wǎng)聯(lián)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)集群，助推璧山制造業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

刀片電池生產(chǎn)車(chē)間“璧山政府推動(dòng)實(shí)體經(jīng)濟(jì)發(fā)展，以科技產(chǎn)業(yè)化為導(dǎo)向，通過(guò)加大領(lǐng)軍企業(yè)培育力度，助力我司成長(zhǎng)為‘百億鏈主’企業(yè)。加快創(chuàng)新人才集聚，‘科技創(chuàng)新25條’‘人才政策十條’等政策營(yíng)造了良好的科技創(chuàng)新氛圍?！碧锞S浩說(shuō)道。而重慶弗迪電池工廠，也為新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展和創(chuàng)新注入了強(qiáng)大動(dòng)力。重慶市經(jīng)信委相關(guān)負(fù)責(zé)人表示：“重慶布局新能源產(chǎn)業(yè)多年，一直積極完善全產(chǎn)業(yè)鏈。重慶弗迪電池工廠的落戶投用，填補(bǔ)了動(dòng)力電池領(lǐng)域的空白。”田維浩表示，未來(lái)重慶弗迪電池工廠將繼續(xù)發(fā)揮領(lǐng)先技術(shù)優(yōu)勢(shì)，承擔(dān)更多社會(huì)責(zé)任，為中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展添磚加瓦。

作者丨彭東浩? 編輯丨邱江勇

美編丨馬利亞? 監(jiān)制丨連曉東