刀片电池是怎样“炼”成的，探秘弗迪超级电池工厂

文/孔德蓉

就在前段时间，三元锂电池电芯的针刺测试视频着实火了一把。

如此易燃易爆的场面让人为之惊讶和疑惑，我们现在所买的新能源汽车到底安不安全？

在我看来，三元锂电池就像燃油车里的汽油或者柴油，作为能量储藏物质，它们都有易燃易爆的特性。如果我们在储存和使用的它过程中，能掌控好它，让它能服服帖帖的为我们所用，这就是好的能量源。所以，现在买了三元锂电池的新能源车的各位也不用太紧张。

不过，如果有一种电池和三元锂电池一样，不但能够为车辆提供充足的能量，保证车辆的长续航，并且在极端针刺测试的情况下，还不会发生易燃易爆现象，这样的电池，你会选择吗？

这个答案是很明显的。肯定选更安全的电池啊！

比亚迪在今年3月份推出的刀片电池就是这样的一个角色。

在堪比攀登珠穆朗玛峰的针刺测试里，刀片电池被刺穿时，并没有出现冒烟起火的现象，甚至，在温度和电压的监测仪器里面，它的曲线变化，也是很缓慢的。

刀片电池到底是怎样的？它的生产过程又是怎样？在6月6日，我们前往弗迪电池重庆工厂一探究竟。

位于重庆璧山区的弗迪电池工厂是目前刀片电池唯一的生产基地，工厂总投资100亿元，规划年产能达20GWH。

自2019年2月开工，到2020年3月刀片电池正式推出，仅1年时间就从一片空地变身为一个拥有精益化、自动化、信息化制造管理系统的世界级工厂。这里诞生了很多比亚迪独创的刀片电池产线和生产设备，更“隐藏”着多项高度保密的核心技术。

刀片电池是什么？

在之前，我们对刀片电池的了解知之甚少，只知道它采用的是磷酸铁锂材料。这种材料的特点是放热启动温度高、放热慢、产热少、材料在分解过程中不释放氧气不易起火。

所以当遇到针刺测试这种极端情形下，它不会冒烟起火。因为它的结构在在500℃温度以下，都是非常稳定的。

而目前主流的动力电池所采用的三元锂电池，在200℃左右就会发生分解，且化学反应较剧烈，会释放氧分子，更容易引发热失控。就这是三元锂电池在针刺测试里剧烈燃烧的原因。

刀片电池是怎样的呢？我们看到单体的刀片电池，整个外观形状呈长条状，尺寸为长96厘米、宽9厘米、高1.35厘米，它的电池容量为443kw。

这样的单体电池通过阵列的方式排布在一起，就像“刀片”一样插入到电池包里面，在成组时跳过模组和梁，减少了冗余零部件后，形成类似蜂窝铝板的结构。

刀片电池通过一系列的结构创新，不但实现了电池的超级强度，同时也大幅提升了电池包的安全性，同时它的体积利用率也提升了50%以上。

“因为刀片电池能够大大减少三元锂电池因电池安全和强度不够而增加的结构件，从而减少车辆的重量，所以我们的单体能量密度虽然没有比三元锂高，但是能够达到主流三元锂电池同等的续航能力。”弗迪电池公司副总经理孙华军这样告诉我们。

其实这就是一个简单的算术题。

据了解，首款搭载刀片电池的车型比亚迪汉EV，综合工况下的续航里程已经达到了605公里。

这个续航里程，比采用三元锂电池的特斯拉Modle3要多出很多了。刀片电池相对于三元锂电池的优势，已经不仅仅只是在安全性上，即便是面对采用了最新811电芯的三元锂电池车型，刀片电池在续航里程上，也毫不惧怕。

刀片电池有什么特点？

除了超级安全，刀片电池还有超级强度、超级续航、超级低温、超级寿命、超级功率的特点。

超级强度不用解释，抱团的筷子，怎么折也不会折断，更何况是抱团的刀片电池。

并且，刀片电池的热管理系统经受住了冬季牙克石-35度的低温，夏季吐鲁番55度的高温考虑。它的充电性能、放电性能和811的三元锂电池相差无几，甚至在低温下，它的性能还要好于811。

充电方面，刀片电池在33分钟可将电量从10%充到80%。这个充电时间，和现在市面上的三元锂电池快充时间相近。

而在放电这块儿，使用刀片电池的汉能进行3.9秒百公里加速，瞬时的最大功率输出可达363KW，这一数值，比特斯拉Model S的数值还要好，你说强不强？

同时，它的循环充放电达到了3000次以上，可行驶120万公里，对于年平均跑4万公里的家用的车型来讲，使用刀片电池的车型可以跑30年，远远大于超过了车辆的使用年限。

但从这几点来看，刀片电池的性能可以说是全方位“碾压”三元锂电池的“超级优势”。那么，三元锂电池和磷酸铁锂电池技术之争在刀片电池来临之际，也可以回归安全优先的正轨了。

我们需要的是一款安全性更高，续航时间更长的动力电池。

电池超级工厂

实话讲，这次在弗迪电池工厂参观，真的让我大开眼界！中国的制造水平所达到的水准，已然是世界级的了。

遗憾的是我们整个参观过程，都不能拍照，刀片电池的生产过程也就不能为大家分享图片了。但是有一点可以肯定的是，这个工厂肯定是精益化、自动化、信息化制造管理系统的世界级工厂。

刀片电池的生产过程，分为配料、涂布、辊压、叠片、装配、烘烤、注液、监测。整个生产过程运用了很多比亚迪独创的刀片电池产线和生产设备，更“隐藏”着多项高度保密的核心技术。

为了最大程度的降低电池短路率，电池超级工厂的工程师提出了粉尘分级管控概念，在一些关键工序上，能够做到一立方米空间内，5微米（头发丝1/20粗细）的颗粒不超过29个，这个标准达到了液晶屏生产车间的标准。

严苛的环境和条件，只是确保刀片电池高安全性的“基础”。据孙华军介绍，生产刀片电池最大的难点和亮点，主要集中在“八大工艺”。

“将近1米长的极片，能够实现公差控制在±0.3mm以内、单片叠片效率在0.3s/pcs的精度和速度，在国际上我们都属于首创。这种叠片采用的是比亚迪完全独立自主开发的设备和裁切方案，这是其他任何人想抄都抄不来的。”孙华军说。

除叠片之外，刀片电池生产过程中的配料、涂布、辊压、检测等其他工艺都达到了世界顶尖水平。例如，配料系统的精度在0.2%以内；双面同时涂布，涂布最大宽度达1300mm、单位面积涂敷重量偏差小于1%；1200mm超大幅宽的辊压速度可达120m/min，厚度控制2μm以内，确保宽尺寸极片厚度的一致性……

从这些介绍里，我看到了比亚迪工程师们对完美的不懈追求。“登峰造极”般的工艺

和程序，来源于刀片电池工厂工业4.0级别的制造、管理系统。

在参观过程中，我们所看见的是遍布生产车间、工序、条线的高精度传感器，数以百计的机器人，以及符合IATF16949&VDA6.3控制标准的品控体系等等。这些厂房设备硬件的自动化，设备与设备之间的信息化，控制层面的智能化成为刀片电池生产高效、品质稳定的最强“后盾”。

除此之外，孙华军还介绍到“实际上，我们每一个刀片电池产品还有一个专属的’身份证’，未来，产品在使用期间的各项数据也将为我们持续改进工艺、完善产品提供重要的参考。”

刀片电池会改变动力电池未来吗？

毫无疑问，刀片电池肯定会改变动力电池的未来。目前主流的三元锂电池因为原材料所具有的高活性，让它的安全性存在极大的隐患，现在屡见不鲜的电动车自燃很大程度也是因此。

现在刀片电池的出现，既能保证电池的安全性，又能保证长续航，这就给动力电池市场一个新的选择。哪个汽车生产厂家会拒绝这样的动力电池呢？

比亚迪现在也透露了，几乎所有汽车品牌都在和他们接触商讨基于刀片电池的合作方案，目前，已知的是比亚迪和丰田已经签订合约，共同开发轿车和低底盘SUV的纯电动车型，以及上述产品等所需的动力电池。车型使用丰田品牌，计划于2025年前投放中国市场。

相信在未来，市场上也将会出现搭载刀片电池的各个品牌的纯电动车型。

目前，弗迪电池重庆工厂只是刀片电池的全球首个工厂，随着产能的不断扩大，刀片电池将向整个新能源汽车行业开放共享，让行业和消费者受益。