钜大LARGE | 点击量：903次 | 2021年08月08日
揭秘刀片电池厂，为什么要采取微米级防尘标准?
自从三月二十九日比亚迪正式推出刀片电池以来，有关“一根钢针可不可以决定电池安全”“动力锂离子电池发展路线会不会发生变化”等一系列原本只局限于行业内部的话题猛然变得广受关注，比亚迪与宁德时代之间的“口水战”也让许多一般消费者也开始对我国动力锂离子电池的将来发展出现了兴致。就在最近，比亚迪首次揭开了位于重庆璧山区的弗迪电池重庆厂的深奥面纱。
作为目前刀片电池唯一的加工基地，弗迪电池重庆厂总投资100亿元，2019年二月开工，2020年三月刀片电池成功量产，其中只用了短短的一年时间。按照规划，该厂共将建设8条动力锂离子电池加工线，购置相关设备958台套，采用领先的全自动化锂电加工工艺，加工动力锂离子电池电芯、模组等核心产品并发展相关配套产业，建成后将形成年产动力锂离子电池20GWh能力（2020年的计划产量为10GWh）。
所谓刀片电池，指的是将长96厘米、宽9厘米、高1.35厘米的单体电池，通过阵列的方式排布在一起，就像“刀片”相同插入到电池组里面，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等等——刀片电池通过一系列的结构创新，实现了电池的超级强度的同时，电池组的安全性能大幅提升，体积利用率也提升了50%以上。
除了安全性意外，刀片电池33分钟可将电量从10%充到80%、支持汉EV的3.9秒百公里加速、循环充放电3000次以上可行驶120万公里，以及超出业内想象的低温性能等数据表现，也奠定了其全方位“碾压”三元锂离子电池的优点所在。
要指出的是，刀片电池的先进性不仅体今朝工艺革新方面，在材料体系方面的升级也有目共睹。在材料方面，比亚迪刀片电池除了正极材料体系全面回归磷酸铁锂之外，其隔膜也将“尝鲜”采用干法三层共挤隔膜。其优点在于：
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
1）无需涂覆陶瓷等材料涂层，减轻了电池的重量及厚度；
2）具有强度更高、安全性更好的优势；
3）具有分明的电导率提升效果。
有业内人士指出，刀片电池采用三层共挤隔膜，不仅可以通过使用更薄的膜，能够提升能量密度；另一方面，随着电芯变大，MD、TD拉伸强度要求会更高，用三层共挤隔膜风险会更低，良品率也会有所提升。此外，在装配和制造过程中，电池性能也更加有保障。
不过，有分解指出，由于三层共挤隔膜有着很高的技术门槛，成本也较高，所以比亚迪也在寻求更优的性价比办法，包括新型干法涂膜办法等等。
正因为技术门槛高，刀片电池在加工环境上的要求十分苛刻，为了最大程度降低电池的短路率，弗迪电池重庆厂提出了一个粉尘分级管控的概念，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，这达到了与液晶屏加工车间相同的标准。
大概有朋友不清楚液晶屏车间的标准吧？以国内液晶屏自主品牌“头部”厂家——京东方（bOE）为例，其加工车间全部采用机械自动化，整个环境恒温恒湿，所有人员进入车间都非得穿戴防尘鞋帽和防尘服，并接受防尘程序（可以想象一下电影里的防化流程），其防尘标准已经达到了手术室的标准。
在确保了适宜的加工环境之后，弗迪电池重庆厂通过全自动化加工，一站式全流程设计了配料、涂布、辊压、分切、叠片、装配、注液、封口、化成、分容等一系列加工环节（即八大工艺），大大提升了产品的一致性和加工效率。
例如，在叠片工艺中，该厂能够将近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，这在国际上也属于首创；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。
另有分解指出，刀片电池为了实现超薄扁长形的电芯结构，在制造工艺上要进行很大的颠覆，这也是弗迪电池厂采用了许多自主设计的设备的原由。而随着搭载三层共挤隔膜技术的磷酸铁锂离子电池的汉EV等车型不断上市，也意味着新能源汽车厂商开始转向市场化导向，这对磷酸锂离子电池、新型干法涂膜等新技术的降本增效助益良多，有望推动新能源汽车产业的可继续发展。
业界普遍认为，随着补贴加速退坡和市场竞争加剧，磷酸铁锂离子电池凭借低成本和高安全优点在乘用车范畴逐渐回暖，获得了越来越多主机厂的关注，有助于提升磷酸铁锂离子电池在乘用车范畴的市场占比。
“比亚迪对市场的发展有自己的判断，除自身需求以外，随着电池零部件对外放开，有很多品牌找我们洽谈，刀片电池将来有很大的上升空间。”比亚迪汽车销售有限公司副总经理李云飞透露，将来几年比亚迪的大改款车型都有望搭载刀片电池，“我相信，在2021年下半年到2022年，大家会看到更多国际知名品牌的车型，逐渐选用比亚迪的刀片电池。”
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