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一颗18650三元锂电池的电芯制造成本
您好，一颗18650三元锂电池的电芯制造成本大概在1元/Wh左右，毕竟技术在发展，劳动生产率在提高，价格也在降
知识扩展：据锂离子电池厂家统计，锂离子电池组成本中70%为材料成本，其中正极占30%-40%，隔膜占15%-30%，电解液占20%-30%，负极5%-15%，正极材料为占比最大的部分。电池成本与多种材料及不同的制备工艺技术相关，成本下降要各个环节进行配合。磷酸铁锂离子电池与三元锂离子电池组在成本构成中，因正极材料不同，导致成本有了一定的差距。其它如负极材料、隔膜、电解液、铜箔、BMS、PACK、人工、设备等成本差别不是很明显。
电池制造工艺流程
工作原理内部由正极、负极、电解液、隔膜构成，利用锂离子的移动产生电。
制造这样的电池最首要的就是正负极片的生产。
正极是将活性物质比如镍钴锰三元材料粉末、导电剂与粘结剂混合涂布在铝箔上，再经干燥压制而成；负极则是将石墨粉与粘结剂混合涂布在铜箔上，再经干燥压制而成。
刚生产出来的正负极片就是这样一大卷连续的长条，由聚乙烯、聚丙烯等高分子材料制成的隔膜也是如此
圆柱形电池靠的是“卷”。把原材料按负极、隔膜、正极、隔膜的顺序叠在一起，通过卷绕法直接卷成圆柱形，再放到金属外壳中。
软包形电池靠的是“叠”。比如这种 Z 字形叠片法就是先把正负极原料裁切成同样大小的矩形极片，再分别叠到隔膜上，隔膜以 Z 字形穿行其间，隔开两极，最后包上铝塑包装。
穿越「无人之境」，别克微蓝的三元锂电池炼成记
雷锋网按，毫无疑问，动力电池系统是新能源 汽车 电气化技术最关键的部分。同时，随着电动 汽车 市场大门进一步打开，近年频发的电动 汽车 自燃事件也无不在挑动公众的神经。
「如何让电池变得更安全」，成为了各大厂商致力去回答的难题。
8月 20 日，雷锋网有幸前往上汽通用 汽车 动力电池发展中心参观。作为别克品牌“电动化、网联化、智能化、共享化”战略布局的重要落子，别克微蓝 7 和微蓝 6 PHEV 车型的电池组，以及电池组生产线的神秘面纱也由此揭开。
事实上，在 2019 年 4 月，别克就已经正式推出了微蓝 6 纯电动车型，这是别克在中国的首款纯电动产品。不过，当时这款车搭载的电池容量为 35kwh，NEDC 续航里程仅为 301km。
在刚刚过去的 7 月，别克推出微蓝 6 PHEV，搭载别克全新的 eMotin 智能电驱系统。同时期，纯电动 SUV 微蓝 7 问世，基于通用第二代纯电动平台，搭载 55.6kwh 电池组，NEDC 续航里程达到 500km。
不同于大多数车企单纯的向电池供应商购买电池进行组装，上汽通用 汽车 更偏向于深度参与电芯开发的方式，与电池供应商长期合作开发电池。
比如，上文所提到的别克微蓝7和微蓝6 PHEV选用的三元锂电芯，均在LG化学的技术基础上进一步优化了配方与设计，从而使电池的能量密度更高，寿命更长。
微蓝7（左）和微蓝6 PHEV（右）搭载新一代模块化高性能三元锂离子电池组
从某种程度上来说，温度异常是电池安全事故的最大的诱因之一。
对此，别克微蓝7和微蓝6 PHEV动力电池系统采用了通用 汽车 专属的电芯级智能温度管理系统，并根据两款车各自的结构、造型、性能和其他需求进行了度身定制。
微蓝7的每两片电芯间会布置一块导热片，导热片直接与电池组底部的水冷结构相连，可根据电池工况实现主动冷却或加热。电池组底部的水冷结构进出水管采用双流道蛇行设计，更利于电池模组的温度管理。而且，别克微蓝7的电池组还在电芯间使用泡棉隔绝散热，缓解电芯后期充电时膨胀，从而引发安全隐患。
微蓝6 PHEV电池组则采用了通用 汽车 专利的片层液冷技术，每两个电芯之间都夹有带毛细液冷管道的导热片，厚度仅为0.2毫米，冷却液在毛细管道里流动可加快热量的传导。
微蓝 6 PHEV 电池组冷却片
据介绍，这两款电池组的温度适应范围均在 -35℃~55℃。
在用材方面，微蓝7和微蓝6 PHEV的动力电池应用轻量化复合材料，因此电池包的造型比较紧凑轻薄，IP67级密封设计则可保证防尘，以及车辆在涉水时的电池组安全运转。
微蓝 7 电池包底部还采用带加强筋的钢制托盘设计，减小碰撞给电池组带来的伤害。整体车身方面，微蓝7采用高性能BFI一体化车身结构，高强度钢材应用比例高达78%，这也在很大程度上保护了电池包的安全。
通用 汽车 中国前瞻技术科研中心-电池实验室
在全天的参观中，雷锋网一共实地走访了两个地点——通用 汽车 中国前瞻技术科研中心-电池实验室和上汽通用 汽车 动力电池系统发展中心-微蓝7和微蓝6 PHEV电池组生产线。
首先来说说电池实验室。通用 汽车 在美国和中国都有独立的电池实验室，当中设立了自己的电池试制生产线，用于电池原型开发和各类型的试验认证。在每一款电池投放市场前，通用 汽车 会在电池实验室里进行 3-5 年的电芯验证与测试。
据工作人员介绍，通用 汽车 在 10 年前就已开始对电池实验室进行投入。如今，微蓝7和微蓝6 PHEV的电池可在此通过挤压、碰撞、浸泡、火烧、过充、过放、短路、盐雾等10余类极限试验。此外，电池组还会经历涵盖机械、热力学、电气、寿命、性能等各个方面百余项系统与整车测试。
上汽通用 汽车 动力电池系统发展中心则于 2015 年在上海浦东金桥成立，是通用 汽车 全球第二家及北美之外第一家电池装配中心。
上汽通用 汽车 动力电池系统发展中心
别克微蓝7和微蓝6 PHEV搭载的新一代模块化高性能三元锂离子电池组，正是在这里完成组装生产。
电芯堆垛和电池模组装配过程中，电芯和模组的上料、装配、运输和电池模组测试的全线工艺操作全部由机器人或机械手智能完成，自动化率达到100% ；而且，机器人每一次的上料/下料/搬运过程中精度在0.1mm以内。
据工程师表示，整条生产线下来人工检验员的数量并不多，而且，他们只负责对机器的误操作进行纠正。不过，这两条生产线现阶段并不忙碌，在雷锋网探访的当天下午甚至是「停工」状态。
通过数字化技术的应用，微蓝7和微蓝6 PHEV的关键零部件，不仅在装配过程中实现了数据实时采集、监控和预警，还通过完备的产品信息追溯系统，拥有各自的“身份证”。
比如，经过了全线无误的操作的电芯外包装上会打印一个二维码，只有这些带有二维码的电芯产品才能下线，而且，通过扫描二维码还能对该电芯进行精准溯源，追溯产品在何时何地经过何人之手。
另一个技术亮点是超声波焊接。工程师向我们解释道，使用超声波技术来焊接电芯极耳无熔焊缺陷，而且不会对铝、铜等半导体等材料引起高温污染及损伤，减弱了极耳撕裂风险。
超声波极耳焊接
具体来说，该项技术由工业机器人在视觉系统引导下准确定位，自动操纵超声波焊接头，完成电芯正负极极耳的焊接，使电池模组形成通路。此外，针对不同的材料，可以采用不同的超声波焊接技术。
除电芯之外，模组和电池组的安全测试的评估也不容忽视。为了确保别克微蓝 6 PHEV 的片层液冷导热片和微蓝7的液冷回路系统中没有漏点，模组装配线会采用质量流量法进行泄露测试，提高测试精度、缩短测试时间。
模组焊接质量检测方面，若设备焊接存在虚焊、漏焊等情况，则由人工补焊对该点位进行补焊。正如工程师此前所说的：
事实上，通用 汽车 在新能源上的投入远不止于此。
早在 1996 年，通用 汽车 就推出了纯电动车型 EV1，这款车让通用 汽车 成为了电动 汽车 领域真正意义上的先驱，但由于时机不宜，市场环境不成熟，在随后十余年里，通用 汽车 基本上「放弃」了电动 汽车 。
尽管近年来，通用 汽车 开始加大对纯电动 汽车 的研发投入，但仅仅只是从去年发布的别克微蓝 6 而言，NEDC 续航里程仅为 301km，4 个月后，通用 汽车 再次推出了微蓝 6 纯电动版的新增车型，搭载续航里程也增加至 410km——在电动 汽车 已经成为主流的今天，不少造车新势力已经突破了 600 公里续航，微蓝 6 在这一方面并不具备什么竞争力。
不过，通用 汽车 最近已经宣布推出 Ultium 电池系统和第三代全球电动车平台，别克微蓝 7 和微蓝 6 HEVP 也搭载了全新一代模块化三元锂电池组——通用 汽车 也算是迈出了好的一步。
磷酸铁锂生产工艺是什么？
磷酸铁锂生产工艺是：磷酸铁锂电池组装生产工艺流程分为三大工段，一是极片制作，二是电芯制作，三是电池组装。在磷酸铁锂电池组装生产工艺中，极片制作是基础、电芯制作是核心，电池组装关系到锂电池成品质量。选用合适的电芯，电芯类型，电压，内阻需要匹配，组装前请对电芯做好均衡。剪切电极并打孔。
磷酸铁锂电池主要材料
磷酸铁锂离子电池包原材料生产重要有四个，分别是正极材料、负极材料、电解液和隔膜。在正极材料当中，最常用的材料有钴酸锂，锰酸锂，磷酸铁锂和三元材料。正极材料占有较大，因为正极材料的性能直接影响着锂离子电池包的性能，其成本也直接决定电池成本高低。
在负极材料当中，目前负极材料重要以天然石墨和人造石墨为主。负极材料作为磷酸铁锂离子电池包四大组成材料之一，在提高电池的容量以及循环性能方面起到了重要用途，处于锂离子电池产业中游的核心环节。
市场化的隔膜材料重要是以聚乙烯、聚丙烯为主的聚烯烃类隔膜。锂离子电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响锂离子电池包的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的用途。
电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下、按一定比例配制而成的。电解液在锂离子电池正、负极之间起到传导离子的用途，是磷酸铁锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。
锂离子电池的制作工艺
锂电池的正极材料有钴酸锂LiCoO2 、三元材料Ni+Mn+Co、锰酸锂Li2MnO4加导电剂和粘合剂，涂在铝箔上形成正极，负极是层状石墨加导电剂及粘合剂涂在铜箔基带上，至今比较先进的负极层状石墨颗粒已采用纳米碳。
1、制浆：用专门的溶剂和粘结剂分别与粉末状的正负极活性物质混合，经搅拌均匀后，制成浆状的正负极物质。
2、涂膜：通过自动涂布机将正负极浆料分别均匀地涂覆在金属箔表面，经自动烘干后自动剪切制成正负极极片。
3、装配：按正极片—隔膜—负极片—隔膜自上而下的顺序经卷绕注入电解液、封口、正负极耳焊接等工艺过程，即完成电池的装配过程，制成成品电池。
4、化成：将成品电池放置测试柜进行充放电测试，筛选出合格的成品电池，待出厂。
