弗迪电池：“刀片电池”破解空间利用率难题

来源：中国电子报、电子信息产业网  编辑部

谈到“山城”重庆，你脑海中会浮现出什么？是洪崖洞、是火锅，还是会漂移的重庆出租车？若你与记者同行此次重庆调研，或许从此便多了一份重庆记忆——“刀片电池”。

坐落于璧山区的重庆弗迪电池工厂，是比亚迪“刀片电池”的首发地，也是全国最大“刀片电池”的生产基地。

探秘“刀片电池”真容

弗迪电池是比亚迪集团立足新能源产业，顺应市场发展而“孕育”出的独立主体，深耕电池领域20余载，在电池领域具备100%自主研发、设计和生产能力，产品覆盖消费类3C电池、动力电池及储能电池、梯次利用等领域；在新材料、新技术研究领域，已完成众多项科研成果的研发及产业化，应用领域涉及IT、汽车、新能源、轻轨交通等。

进入工厂大门，弗迪电池相关工作人员首先为记者介绍了“弗迪”二字的由来：“弗迪二字取自于《诗经·大雅·桑柔》，寓意着遇此良人，踏实精进。”

“整个璧山园区目前占地1500亩，总投资180亿元，分为一期和二期。整个一期有8条生产线，满产能可以达到20个GWh，二期总共有6条生产线，满产能可以达到15GWh。两期项目满产后，年产能达35GWh，年产值逾300亿元。”弗迪电池工作人员向《中国电子报》记者介绍道。

那诞生于此的“刀片电池”究竟长什么样子呢？记者也是第一次见到了它的真容。“刀片电池”全称刀片形磷酸铁锂电池，形状既长又薄，并且能够像“刀片”一样插入电池包里面，故而得名。当记者把长度960mm、厚度13.5mm、注液后重2.6kg的p96刀片电池电芯样品拿在手里时，感受到的是它的轻盈和冰凉。

工作人员还向记者介绍了当红车型比亚迪汉EV的电池包：“它总共由178片刀片电池组成，底部第一层150片，第二层28片，续满电池包只需要78.4度电，并且在行驶12万公里或者满充满放300至500次过后，电池饱和度依然能够达到90%以上。不管是从外部压力还是内部结构来讲，我们的刀片电池都非常稳定和可靠。”

“在刀片电池的生产过程中，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，配料系统的精度在0.2%以内，1200mm超大幅宽的辊压速度可达120m/min，厚度控制2μm以内，并且刀片电池绝大多数的生产设备都是我们自主研发的。”工作人员向记者补充道。

“刀片电池具有超级安全、超级强度、超级续航、超级功率、超级寿命等优势。”重庆弗迪锂电池有限公司总经理田维浩在采访中表示，“刀片电池”在制造过程中面临的最大挑战在于要求每个电芯都几乎没有差别，这样才能保证生产出来的“刀片电池”在安全性和能量密度方面没有问题。这种精度的控制，对工厂的生产环境以及自动化、智能化等方面来说都是全新的挑战。

“我们有数以百计的机器人，遍布生产车间、工序、条线的高精度传感器，还有符合标准的品控体系，这些实现了工厂的自动化、信息化和智能化，也让‘刀片电池’的生产更高效、更稳定。”田维浩补充道。

破解“空间利用率”难题

1994年比亚迪白手起家，2008年成为全球最大的充电电池制造商，被誉为“电池大王”。推出全球第一款量产插电式混合动力车F3DM后，从此踏上引领和推动新能源变革的征程。

但因为当时比亚迪规模小，电动车也不被看好，产业缺乏配套，没有人敢一起“冒险”。零部件供应商要么不合作，要么报天价，找寻合作伙伴的过程中，试错的成本极高。比亚迪只能自力更生，垂直整合，除了轮胎和玻璃，所有的零部件都只能自己做。

后来，新能源汽车的产业链、供应链才逐步完善并逐渐精细，为比亚迪提供了开放的市场条件，也为“刀片电池”的诞生奠定了基础。

记者了解到，刀片电池的诞生其实是源于一个空间利用率的难题。由于汽车内部的空间非常有限，所以设计师会尽可能为消费者创造更多车内空间，来提升舒适度。但同时，这也压缩了动力电池的空间。为了在有限的空间内布置更多的电池，提高车辆的能量密度和续航里程，工程师们沿着“去掉模组和梁，革新空间利用率”的思路，将电芯本身既作为发电能量体，又作为承重结构件，通过一系列努力最终制作出了刀片形状的电芯。

2020年3月29日，“刀片电池”正式“出鞘”，其顺利通过“针刺穿透测试”的完整视频也首次对外公布。重庆弗迪电池工厂在一年时间内从一片空地变身为一座拥有精细化、自动化、信息化制造管理系统的超级工厂。

比亚迪品牌及公关处总经理助理罗昊对《中国电子报》记者表示：“‘针刺穿透测试’是行业内公认的对电池电芯安全性最为严苛的检测手段，在动力电池界难度堪比登顶珠穆朗玛峰，可以模拟电池贯穿极度危险情况下的整车安全。”

“刀片电池”最大的亮点，是在测试中表现出的高安全性。在田维浩看来，“刀片电池”作为磷酸铁锂电池的一种，本身安全性就比较高。此外，“刀片电池”中还加入了一些特殊的设计，包括无模组化以及电流切断装置等，电池包里还有液冷系统和排烟系统等，在电池发热时进行排烟和降温，同时在低温状态下也能够帮助电池升温。

在生产方面，为了更好地支持无模组化设计，重庆弗迪电池还采用了新的叠片工艺，加上热压压实，进一步提升了电池包的空间利用率，直接提高了“刀片电池”的结构强度。

填补“动力电池”空白

“刀片电池”的发展，得益于重庆政府的大力扶持。近年来，重庆璧山聚焦新经济、新业态，坚持以产聚人、以人兴城，“产城人”融合发展。实施“千亿集群、百亿链主、亿元规上、万家创新”四大产业培育工程，加快打造千亿级智能网联新能源汽车产业集群，助推璧山制造业实现高质量发展。

“璧山政府推动实体经济发展，以科技产业化为导向，通过加大领军企业培育力度，助力我司成长为‘百亿链主’企业。加快创新人才集聚，‘科技创新25条’‘人才政策十条’等政策营造了良好的科技创新氛围。”田维浩说道。

而重庆弗迪电池工厂，也为新能源汽车产业链的发展和创新注入了强大动力。重庆市经信委相关负责人表示：“重庆布局新能源产业多年，一直积极完善全产业链。重庆弗迪电池工厂的落户投用，填补了动力电池领域的空白。”

田维浩表示，未来重庆弗迪电池工厂将继续发挥领先技术优势，承担更多社会责任，为中国新能源汽车产业的创新发展添砖加瓦。