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深度：安全和性能同时兼顾，深度解密比亚迪刀片电池
2020年3月29日，比亚迪正式推出刀片电池，公布其续航里程达到了三元锂电池的同等水平，更顺利通过了令后者望而生畏的“针刺测试”——在动力电池界，通过这一安全测试的难度堪比登顶珠穆朗玛峰，笔者一直认为的观点便是新能源 汽车 的发展安全永远是第一位的。新能源情报发分析网有幸受邀参加深度解密比亚迪刀片电池的活动，参观这座比亚迪制造“6S”级别刀片电池的新工厂。
在弗迪锂电池有限公司，比亚迪官方现场进行了三元锂电芯和刀片电池对比“针刺测试”测试。其结果毫无悬念，三元锂电芯被钢针刺穿后顺势放热、起火并燃烧。刀片电池被相同直径的钢针刺穿后，没有出现形体变化、放热、起火和燃烧等现象。
重庆弗迪锂电池有限公司是一家从事锂离子电池及配套材料的研发、生产和销售于一体的公司，公司为璧山项目锂离子电池及配套材料生产项目总投资100亿。其前身是比亚迪锂电池有限公司，早在1998年就已成立。该公司在电池领域具备100%自主研发、设计和生产能力，产品应用领域涉及IT、 汽车 、新能源、轻轨交通等。
重新定义安全和性能新标准
比亚迪刀片电池为什么能够通过安全测试最难的针刺实验，并且同时能够兼顾安全与性能？这都源于刀片电池“6S超级性能”。
“超级安全”： 在电芯安全上，刀片电池可以通过针刺、挤压和炉温。测试结果表明，刀片电池仅冒烟，但是不起火、不爆炸；比亚迪针对电池使用的7重安全维度，从5大方面进行安全评价验证，从4个层级构建全方位的动力电池安全体系。基于复杂工况，全生命周期的安全测试验证，比亚迪刀片电池测试体系覆盖面远高于现行国标的要求。
“超级强度”： 刀片电池能够满足四种状态下的强度变化，分别是“刀片电池”的振动、模拟碰撞的强度、挤压的强度和抗压的强度，其中刀片电池的抗压强度其最大承受力为445kN,相当于45吨卡车。
“超级续航”： 刀片电池为了提升电池包的体积利用率，因此取消了电池包的模组和量，但这不利于电池包整体的稳固支撑。为了保证纯电续航和电池包的安全性，比亚迪想到了直接把电池拉长，将电池固定在边框上，让电池同时也变成结构件，直接成为支撑电池包的梁。这样，既解决了固定的问题，也解决了强度的问题，比亚迪对电池包结构、模组进行了优化和升级，将刀片电池体积利用率提升了50%以上，续航里程达到了三元电池同等水平；目前，汉实现了600公里的续航，未来通过材料的创新升级，续航可达到700到800公里。
“超级低温”： 无论是牙克石的零下35度，还是吐鲁番的55度高温，比亚迪都有做安全测试，事实证明，保温棉、保温材料和热管理，比亚迪的刀片电池都是安全性能极高，时刻保持最佳状态，刀片电池低温放电能力可以维持在常温的90%，低温下的放电功率刀片电池依然优于三元电池。
“超级寿命”： 刀片电池的存储寿命和循环寿命均优于三元电池，可以保证长达8年甚至更长时间的使用，50万公里甚至100万公里更长里程的使用。因为刀片电池的材料结构和稳定性更好，循环寿命折算里程数远远大于整车使用年限要求。
“超级功率”： 铁电池由于电池特性，在充放电功率上面都有着不错的表现，目前刀片电池用33分钟就可以将电量从10%充到80%，基本上满足绝大部分快充的需求。放电功率上，刀片电池支持汉3.9秒的百公里加速，瞬间最大功率可达363kW，约500马力。
比亚迪刀片电池依托6S超级性能的强势，笔者认为，跑偏多年的动力电池行业发展路线终于有机会重回正轨。
刀片电池背后的工业4.0超级工厂
各大电池研究团队的实验室中都有领先市场上几代的动力电池产品，但不是所有的都能够面向市场。比亚迪刀片电池的量产离不开重庆璧山区的弗迪电池工厂，这座工业4.0的超级工厂总投资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。
而事实上，“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。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IATF16949VDA6.3控制标准的品控体系等等，使得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”。
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，助力全球电动 汽车 发展步入新时代。
总结：
作为全球唯一一家同时拥有动力电池和新能源 汽车 大规模生产的企业，比亚迪在动力电池适配新能源 汽车 方面已经积累了丰富经验。在行业内大量的经验积累，以及在电池品质上的严苛追求，使比亚迪动力电池工厂在智能互联、生产效率、品质管控等方面成为全球标杆。
这也是为什么丰田选择同为车企的比亚迪的动力电池的原因，既是对比亚迪电池品质的极大认可，亦表达出二者在发展理念的契合。对于比亚迪电池业务来讲，电池进入全球第一梯队主机厂，可谓迈出具备里程碑意义的步伐。笔者相信，比亚迪依托刀片电池出众的安全和性能的巨大优势，会在新能源 汽车 的发展道路上越来越亮眼。
文/新能源情报分析网粟超
比亚迪三元锂电池技术，三元锂电池优缺点介绍？
今天要给大家介绍的是比亚迪三元锂电池技术，三元锂电池的优缺点？关于汽车的知识，很多朋友都知道，我们电动车的核心就是我们的电动车电池。那么每个人都会想到很多品种。然后我们来了解一下三元锂电池的优缺点。下面的介绍可以帮助大家。三元锂电池的优缺点简介优点三元锂电池比普通钴酸锂具有更高的能量密度和更好的循环性能。目前，随着配方的不断完善和结构的完善，电池的标称电压已经达到3.7V，容量已经达到或超过锂钴氧化物电池的水平。三元锂电池的优缺点简介缺点:三组元动力锂电池主要包括镍钴铝酸锂电池、镍钴锰酸锂电池等。由于镍钴铝的高温结构不稳定，高温安全性差，高pH值容易引起单体胀气，造成危险。目前成本较高。以上就是介绍比亚迪三元锂电池技术，三元锂电池的优缺点。好了，今天的介绍到此结束。从上面的文章我们可以看出，介绍的三元锂电池的优缺点还是很清楚的。在这里，我们想告诉你要爱护电池。希望今天的介绍能对你有所帮助。
探秘比亚迪电池工厂:除了不自燃，刀片电池还有什么优势?
最近，国内两大动力电池制造商比亚迪与宁德时代在网络上关于电池安全性能的明争暗斗让吃瓜群众过足了瘾。比亚迪的刀片电池问世以来，就因出众的安全性能而备受关注，成功挑战“电池安全测试的珠穆朗玛峰”针刺试验之后，刀片电池名声大噪，这对市面上处于主流位置的三元锂电池无疑是个巨大的挑战。
那么，比亚迪的刀片电池是如何生产出来的呢？除了安全，它还有什么别的优势吗？这次比亚迪弗迪电池重庆工厂探秘活动，就为我们揭开了刀片电池的神秘面纱。
比亚迪刀片电池基本信息
在正式介绍刀片电池生产的各个工序之前，我们需要先了解一些关于刀片电池的基本信息。比亚迪的刀片电池本质上是磷酸铁锂电池，电池从结构上是由正极、负极、隔膜、电解液和壳体构成的，而我们通常所说的磷酸铁锂电池、三元锂电池都是以其正极材料命名的，因为正极材料对电池性能的影响是最大的，在电池成本中的占比也是最高的。
而刀片电池之所以被称为刀片电池，是因为它不同于常见的圆柱形或方形电池，它的单体电池的形状是长条形的，尺寸远比常见的单体电池大得多，其外形尺寸为：长96厘米、宽9厘米、高1.35厘米，就像长长的刀片。
比亚迪的刀片电池使用CTP无模组技术，单体电池通过阵列的方式排布在一起，组装成为电池包，所以能够有效提高体积能量密度，也就是说同样体积的电池包，使用刀片电池能具有更大的容量。目前比亚迪汉搭载的刀片电池电池包总容量为138.5Ah，总电量为77kWh，电池包体积利用率约为60%，体积能量密度为237-275Wh/L，质量能量密度约为140Wh/kg。
刀片电池是如何生产的？
刀片电池的生产过程共有8大工艺：
一、配料：采用先进的全自动混料系统，将活性物质、纳米导电材料，溶剂、粘结剂、按照预设的比例自动进行混合以形成均匀稳定的电极浆料；
二、涂布：采用高精度全自动高速涂布设备，将浆料均匀地涂敷在集流体的表面，通过干燥系统使溶剂定量挥发，形成均匀的电极片；
三、辊压：采用高精度轧辊将电极片按照预设的厚度进行辊压，以得到预设的极片厚度及体积密度；
四、叠片：采用比亚迪完全独立自主开发的裁切方案，高速叠片方案，完美实现了刀片电池的长尺寸，高精度，高效率的叠片工艺；
五、装配：采用比亚迪自主研发制造的全自动装配设备，自动输送结构件并实现精准定位，经绝缘、焊接、入壳、密封等工序组装成电芯；
六、烘烤：采用接触式隧道烤箱对电池进行烘烤除水，保证电芯注液前的内部水含量达到要求，以保障后期电池的电性能的稳定；
七、注液：采用比亚迪自主研发的整体加压式注液系统，真空负压及罐体加压方式，将泵入杯体中的电解液充分注入电芯并快速完成吸收过程；
八、检测：根据不同生产工艺，自动将组盘后电池通过滚筒线、提升机或堆垛机送入不同库位或不同设备，自动完成化成，充放电，分容，自放电等后段的工艺操作。
从各个工艺的介绍中我们可以看到，弗迪电池重庆工厂使用了很多比亚迪自主研发制造的设备，这是因为刀片电池实在是太长了，根本没有现成的标准设备可以用，并且比亚迪母公司本身就有强大的设备研发制造团队，所以关键工序的设备都能自己开发。换句话说，别的动力电池厂家短期内想做刀片电池几乎是不可能的，不仅专利上很难绕过去，而且还得花时间去研发设备。
弗迪电池公司副总经理孙华军表示：“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。”
刀片电池生产过程的产生的难点主要也是因为它实在是太长了，其他电池极片长度最多也就500mm，而刀片电池的极片长度达到了1000mm，因此对涂布、切片时的精度和叠片时的垂直度要求很高，辊压时还需要解决极片两端与中间厚度不均的问题。为了解决这些问题，保证产品品质和生产效率，比亚迪的工程团队花费了大量的精力，通过使用大量的高精度传感器、工业机器人等设备保障生产精度，改善生产工艺，建立符合IATF 16949和VDA 6.3控制标准的品控体系等措施，使得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。
与此同时，弗迪电池重庆工厂对生产环境的要求也是非常严苛。厂房内常年保持25℃恒温，湿度控制在1%以下。为了最大程度降低电池的短路率，他们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，这达到了与液晶屏生产车间相同的标准。
除了安全，刀片电池还有什么优势？
这次活动比亚迪分别给我们演示了刀片电池和三元锂电池的针刺试验，从上面的视频我们可以看到，三元锂电池针刺瞬间起火爆燃，而刀片电池却没有明显的反应。安全性能孰优孰劣，一目了然。当然，这个试验只能用于单体电池间的安全性能对比，组合成电池包之后的安全性还受到能量管理系统和结构防护系统的影响，但是单体电池更安全，对提升电池包的安全性能肯定是只有好处没有坏处的。
与此同时，比亚迪还对电池受到挤压、炉温、过充、热扩散时的安全性进行了验证，均能保证电池不起火、不爆炸。在电池包的强度方面，比亚迪也经过严密的验证，保证电池包受到振动、碰撞、挤压时的安全性能。不仅如此，因为电池包的强度足够、安全性能有保障，下一步比亚迪还将探讨用电池包充当车身安全结构件的设计，以进一步降低白车身的重量，弥补磷酸铁锂电池质量能量密度较低的劣势。
除了安全性能，比亚迪还为刀片电池总结了另外几大优势，分别是续航长、低温性能好、寿命长和放电功率大。
续航长自然不用多说，比亚迪汉已经将结果摆出来了，使用77kWh的电池包，这台车长达到4米98的纯电中型轿车的NEDC续航达到了605km。作为参考，车长4米69的特斯拉Model 3国产后驱长续航版使用75kWh的电池组，NEDC纯电续航是664km。
低温性能方面，根据比亚迪官方的数据，刀片电池除了在高SOC区间低温充电功率不如三元锂电池，其他方面的表现与三元锂电池没有太大的差距，甚至在低SOC区间低温放电功率还要优于三元锂电池。
电池寿命方面，磷酸铁锂电池本身就优于三元锂电池，刀片电池在25℃实验环境下的循环寿命可达5000次，远远超过整车的使用年限要求。充电功率方面，比亚迪称刀片电池从10%充至80%最快仅需33分钟，下一步还将宣传0-100%的充电时间，因为磷酸铁锂电池耐高温性能好，所以充电发热时电控系统对充电功率的抑制会更小。放电功率方面，刀片电池搭载到比亚迪汉上瞬间最大放电功率可达363kW，所以可以支撑起汉EV四驱高性能版3.9s破百的高性能。
QA
这次活动的QA环节，与会的媒体对于刀片电池的问题非常多，技术出身的弗迪电池公司副总经理孙华军也几乎是无问不答，由于篇幅原因，这里只能节选4个重点问题，如果你还有其他问题，欢迎在评论区提问。
Q：刀片电池安全是因为用的是磷酸铁锂材料吗？
A：不全是，磷酸铁锂电池本身安全性好，但是也过不了针刺试验，刀片电池在结构上进行了众多优化，使其安全性能更好。
Q：三元锂电池可以做成刀片电池吗？
A：可以，但是技术难度比用磷酸铁锂高，安全、力方面的设计要改变，要留更多的空间做防火墙，而且还要预留三元锂电池充电膨胀的空间等。
Q：刀片电池产能多少，会给哪些外部厂商供货？
A：目前重庆工厂只投产了一条生产线，今年产出能到2-3GWh，产能能到12GWh，重庆工厂规划产能为20GWh，明年能达到最大产能，但是要完全达到20GWh的产出需要到2022年。此外，明年还会有贵阳、长沙两个工厂投产，规划产能都是20GWh。比亚迪具备一年完成建厂、两年达到最大产能的能力，如果市场需求旺盛，会继续提升规划产能。
“今天，几乎你能想到的所有汽车品牌，都在和我们探讨基于刀片电池技术的合作方案。”明年将批量供货一家自主品牌厂家（猜测是长安），丰田与比亚迪合资的公司也将使用刀片电池。同时，目前还有一家国际知名商用车企在和比亚迪谈合作。
Q：刀片电池会用到DM车型上吗？会用到10万级别的车型上吗？
A：明年会有搭载刀片电池的DM车型。下一款搭载刀片电池的车型将是新款宋的纯电版，新款秦的纯电版可能也会用，后续车型是否用刀片电池要根据电池产能和市场需求而定。我理解的是刀片电池将会优先用在比较高端的车型，产能有富余才可能用到低端车型。
在活动的最后，有媒体谈到了近期比亚迪与宁德时代的安全性能之争，孙华军表示尊重竞争对手，也不惧怕竞争，有强大的竞争对手才能证明比亚迪的实力，竞争有利于大家做得更好。
的确，在新能源车日益普及的今天，公众对于电池安全性能的质疑声从未停止过，动力电池厂家之间关于电池安全性的公开竞争是很有必要的，对厂家积极提升电池安全性能和打消公众疑虑都有好处。身为一个电动车用户，我真心为比亚迪这波操作点赞，像刀片电池安全性能突出的电池，正是现在我们所需要的！
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