比刀片电池更值得关注的,是弗迪的世界级工厂

比亚迪在今年3月份发布的刀片电池,至今仍然是新能源汽车行业关注的焦点。关于这项技术的优劣,网上的争论很多。我觉得,要论刀片电池技术的优劣,归根结底,还是更加全面的去观察它。

刀片电池组

船长说:“刀片电池将会倒逼新能源汽车行业做出改变”。我觉得,这句话的潜台词很简单——刀片电池是当前乃至未来一段时间内,新能源汽车动力电池的最优解。那么,船长又因为什么,有这样的信心,做出这个论断?我认为有以下几点:

其一,刀片电池进一步突出了磷酸铁锂电池的优势。

磷酸铁锂电池和三元锂电池的优缺点很清晰,前者单位能量密度相对较低但是相对更安全,后者能量密度高,相对不安全。在热稳定性上,无论是分解启动温度还是放热量,三元锂电池都处于劣势。

NCM:三元锂电池 LFP:磷酸铁锂电池

在国家政策用补贴的方式,大力推进新能源汽车续航里程的阶段,高能量密度的三元锂电池,更能发挥优势。而至于安全性的锅,是由整个新能演产业所背负。

而当国家支持新能源汽车的发展,从补贴汽车产品转向新能源汽车基础设施时,成本以及安全问题,就变得更加突出了。三元锂电池的短板就被进一步放大。当然,要转向到磷酸铁锂电池,自然也要面临能量密度低的问题要解决。

而比亚迪的刀片电池,正是率先在磷酸铁锂电池的路线上,在动力电池整体能量密度上取得了突破,从而让磷酸铁锂电池路线,在新的阶段获得了更大优势。

先普及一个概念,电池单体的能量密度,和动力电池整体的能量密度,并不是一个概念。可以这么去理解:动力电池整体由一个个单体组成,但是中间并不是严丝合缝的,而是为了散热、安全,要留必要的空隙。所以,在同样体积下,动力电池里放的电池越多,即便单体的能量密度不高,整体能量密度也可能会更高。

电池单体在电池组中是间隔分布的

比亚迪的刀片电池,正是基于这样的思路,把电池做长做薄,并且让电池本身就作为承重结构,从而在单位体积内放入更多的单体电池,从而达到提高动力电池整体的能量密度。比亚迪官方的数据是,刀片电池的整体内部空间利用率,相比于以前提升了50%。

解决了续航问题,它的安全性又比三元锂电池更高,比亚迪的磷酸铁锂刀片电池自然就成为了香饽饽。

听起来,比亚迪的技术路线,似乎也并不是那么高级对不对?是不是其他厂商,也可以按照这个思路,来对自己的磷酸铁锂电池进行改造?可以是可以的,但有一个前提,除非比亚迪愿意把弗迪电池的生产设备,也卖一套给对手。

其二,比亚迪在动力电池制造上的丰富经验和工艺设计能力。

前几天,《予墨Auto》前往刀片电池的诞生地,弗迪电池重庆工厂参观了一下。对于刀片电池的诞生,有了更深度的理解。说起来,比亚迪的刀片电池技术创新原理看似很简单,但实际上,这背后最难的,也是最不起眼的,就是它在工艺上的量产化实现。正如最近大家网上讨论热烈的电脑芯片晶圆的制造,大批量的良品率和质量可靠、可控,才是最难的。

无人设备在刀片电池生产过程中广泛应用

所以我觉得,总投资达到100亿元的弗迪电池重庆工厂,才是刀片电池的核心关键所在。

关于这个工厂的具体工艺流程,我就不和大家细说了。网上一搜,相关报道不少。我只总结我观察到的、认为重要的几点:

一是电池工厂的生产环境、精度要求,比我想象中要高很多。比如对于空气粉尘的控制,这个工厂的重要工位达到了大于5微米的漂浮物数量不大于29个/立方米。我们平时说的空气质量,比如说PM2.5,只检测大于10微米颗粒物。对比刀片电池工厂降到5微米,难度可见一斑。

再比如,一米长的极片,精度要控制在±0.3毫米,并且在速度上,还能做到0.3秒每片,可以说又快又精准了。

还有,在涂布工艺(把正负极材料原浆涂覆到金属薄膜上)中,弗迪工厂能实现双面同时涂布,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......

可以说,刀片动力电池生产有8大工艺,每一步都不简单。

二是弗迪工厂的生产工艺也是比亚迪自主开发,不少设备还是自己定制的,这一点,更加难得。可以说,如果不是比亚迪这家企业从一开始就是做锂电池出身,不是进入汽车行业这十几年来都一直在研发动力电池,而且有自己研发生产设备的习惯,弗迪工厂就算是花更多钱,也不会那么快建立起来的。

基于以上,我觉得,船长所言并非是盲目自信,刀片电池的诞生,可以说是基于磷酸铁锂电池的创新,看似仅仅是结构设计上的变化,但这背后则是对比亚迪电池研发能力、工艺设计水平、制造能力的全方位考核。只有技术过硬,而且产能有充分保证,才能实现产品优异、可靠性佳、生产线巨额建设成本的分摊。从这个程度上来说,目前恐怕也只有比亚迪,才有机会做出磷酸铁锂刀片电池来。

而从市场的角度来看,具有更高续航能力又更加安全的刀片电池,没有理由没有光明的未来。

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