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,也是全國最大“刀片電池”的生產基地。
弗迪電池是比亞迪集團立足新能源產業(yè),順應市場發(fā)展而“孕育”出的獨立主體,深耕電池領域20余載,在電池領域具備100%自主研發(fā)、設計和生產能力,產品覆蓋消費類3C電池、動力電池及儲能電池、梯次利用等領域;在新材料、新技術研究領域,已完成眾多項科研成果的研發(fā)及產業(yè)化,應用領域涉及IT、汽車、新能源、輕軌交通等。
進入工廠大門,弗迪電池相關工作人員首先為記者介紹了“弗迪”二字的由來:“弗迪二字取自于《詩經·大雅·桑柔》,寓意著遇此良人,踏實精進。”
“整個璧山園區(qū)目前占地1500畝,總投資180億元,分為一期和二期。整個一期有8條生產線,滿產能可以達到20個GWh,二期總共有6條生產線,滿產能可以達到15GWh。兩期項目滿產后,年產能達35GWh,年產值逾300億元。”弗迪電池工作人員向《中國電子報》記者介紹道。
那誕生于此的“刀片電池”究竟長什么樣子呢?記者也是第一次見到了它的真容。“刀片電池”全稱刀片形磷酸鐵鋰電池,形狀既長又薄,并且能夠像“刀片”一樣插入電池包里面,故而得名。當記者把長度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,感受到的是它的輕盈和冰涼。
工作人員還向記者介紹了當紅車型比亞迪漢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12萬公里或者滿充滿放300至500次過后,電池飽和度依然能夠達到90%以上。不管是從外部壓力還是內部結構來講,我們的刀片電池都非常穩(wěn)定和可靠。”
“在刀片電池的生產過程中,將近1米長的極片,能夠實現(xiàn)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,配料系統(tǒng)的精度在0.2%以內,1200mm超大幅寬的輥壓速度可達120m/min,厚度控制2μm以內,并且刀片電池絕大多數的生產設備都是我們自主研發(fā)的。”工作人員向記者補充道。
“刀片電池具有超級安全、超級強度、超級續(xù)航、超級功率、超級壽命等優(yōu)勢。”重慶弗迪鋰電池有限公司總經理田維浩在采訪中表示,“刀片電池”在制造過程中面臨的最大挑戰(zhàn)在于要求每個電芯都幾乎沒有差別,這樣才能保證生產出來的“刀片電池”在安全性和能量密度方面沒有問題。這種精度的控制,對工廠的生產環(huán)境以及自動化、智能化等方面來說都是全新的挑戰(zhàn)。
“我們有數以百計的機器人,遍布生產車間、工序、條線的高精度傳感器,還有符合標準的品控體系,這些實現(xiàn)了工廠的自動化、信息化和智能化,也讓‘刀片電池’的生產更高效、更穩(wěn)定。”田維浩補充道。
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,被譽為“電池大王”。推出全球第一款量產插電式混合動力車F3DM后,從此踏上引領和推動新能源變革的征程。
但因為當時比亞迪規(guī)模小,電動車也不被看好,產業(yè)缺乏配套,沒有人敢一起“冒險”。零部件供應商要么不合作,要么報天價,找尋合作伙伴的過程中,試錯的成本極高。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,新能源汽車的產業(yè)鏈、供應鏈才逐步完善并逐漸精細,為比亞迪提供了開放的市場條件,也為“刀片電池”的誕生奠定了基礎。
記者了解到,刀片電池的誕生其實是源于一個空間利用率的難題。由于汽車內部的空間非常有限,所以設計師會盡可能為消費者創(chuàng)造更多車內空間,來提升舒適度。但同時,這也壓縮了動力電池的空間。為了在有限的空間內布置更多的電池,提高車輛的能量密度和續(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,又作為承重結構件,通過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“針刺穿透測試”的完整視頻也首次對外公布。重慶弗迪電池工廠在一年時間內從一片空地變身為一座擁有精細化、自動化、信息化制造管理系統(tǒng)的超級工廠。
比亞迪品牌及公關處總經理助理羅昊對《中國電子報》記者表示:“‘針刺穿透測試’是行業(yè)內公認的對電池電芯安全性最為嚴苛的檢測手段,在動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情況下的整車安全。”
“刀片電池”最大的亮點,是在測試中表現(xiàn)出的高安全性。在田維浩看來,“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計,包括無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)熱時進行排煙和降溫,同時在低溫狀態(tài)下也能夠幫助電池升溫。
在生產方面,為了更好地支持無模組化設計,重慶弗迪電池還采用了新的疊片工藝,加上熱壓壓實,進一步提升了電池包的空間利用率,直接提高了“刀片電池”的結構強度。
“刀片電池”的發(fā)展,得益于重慶政府的大力扶持。近年來,重慶璧山聚焦新經濟、新業(yè)態(tài),堅持以產聚人、以人興城,“產城人”融合發(fā)展。實施“千億集群、百億鏈主、億元規(guī)上、萬家創(chuàng)新”四大產業(yè)培育工程,加快打造千億級智能網聯(lián)新能源汽車產業(yè)集群,助推璧山制造業(yè)實現(xiàn)高質量發(fā)展。
“璧山政府推動實體經濟發(fā)展,以科技產業(yè)化為導向,通過加大領軍企業(yè)培育力度,助力我司成長為‘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’等政策營造了良好的科技創(chuàng)新氛圍。”田維浩說道。
而重慶弗迪電池工廠,也為新能源汽車產業(yè)鏈的發(fā)展和創(chuàng)新注入了強大動力。重慶市經信委相關負責人表示:“重慶布局新能源產業(yè)多年,一直積極完善全產業(yè)鏈。重慶弗迪電池工廠的落戶投用,填補了動力電池領域的空白。”
田維浩表示,未來重慶弗迪電池工廠將繼續(xù)發(fā)揮領先技術優(yōu)勢,承擔更多社會責任,為中國新能源汽車產業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展添磚加瓦。
原標題: 弗迪電池:“刀片電池”破解空間利用率難題