動力電池安全性大于天 探秘汽車動力電池生產全過程
我們本次參觀的是比克電池位于河南鄭州工業園區的生產線,據負責人介紹,比克電池2016年在國內動力電池的市場份額為10%,三元鋰電池的占比30%,2016年裝車超過50000輛,在國產電池供應商中排名第一。鄭州生產線目前已經實現了高度自動化的“智造”水平。就在我們在參觀的同時,鄭州比克電池迎來了“日產百萬”的大日子。由于生產車間對于防塵和防泄密的級別極高,我們無法在現場拍攝,對于電芯的生產過程我們盡量用清晰簡潔的文字輔以我們能找到的資料圖片來為您最大程度的還原現場。
據鄭州比克電池總經理韓文東介紹,我們所參觀的生產車間采用了高度自動化的“智造”系統,從原材料到電池成品共需要大約10道工序,每一道工序都會盡量減少人為干預,以此來保證最終成品電芯的安全性和一致性。
第一道工序:正負極勻漿車間
這個車間的作用是將嚴格計算配比的正負極所用的材料在勻漿罐里充分攪拌均勻,在這一過程中需要嚴格控制粉塵,以防止粉塵對電池一致性產生影響,其粉塵管控水平相當于醫藥級別。
第二道工序:涂布車間
涂布車間會將攪拌好的漿料均勻附著在鋁箔上,然后在使用專用油加溫的烘箱內進行懸浮烘干,其目的是避免漿料流動,保證附著均勻。這也是保證電池成品性能一致性的重要環節。
在碾壓車間里,通過壓力為50噸左右的輥將附著有正負極材料的鋁箔進行碾壓,一方面讓涂覆的材料更緊密,提升能量密度,保證厚度的一致性,另一方面也會進一步管控粉塵和濕度。遺憾的是,由于目前國內材料在熱穩定性上還與國外的材料有一定的差距,為了保證安全和達到更好的性能,比克目前采用的均為進口原材料。
第四道工序:正負極分切
將碾壓后的鋁箔根據需要生產電池的尺寸進行分切,并充分管控毛刺(顯微鏡下可見)的產生,這樣做的目的是避免毛刺扎穿隔膜,產生嚴重的安全隱患。目前分切車間的分切速度為每分鐘60米。
分切完成后,需要進一步處理極片里的水分,水分過多會影響電池性能,水分過少會產生掉粉,同樣影響性能。所以,這個車間的作用就在于讓正極材料與基體間以最少的水分和諧相處。
第六道工序:卷繞機車間
一定長度的極片烘烤后被加上白色的隔膜后在這里纏繞成卷芯。由于負極需要包裹正極,中間還有隔膜,而正負極極片的差又要控制在零點幾毫米內(零點幾毫米內完成負極包裹正極與隔膜),因此,這里的自動化程度和精度進一步提高。目前的卷繞機速度為2秒/個。
第七道工序:裝配線
這里是我們參觀的生產車間內自動化程度最高的一個,已經完全可以做成關燈車間,完全不需要認為干預,其每分鐘的裝配量為130顆電池。據悉,這里是比克電池的第二代裝配車間,第一代車間的裝配量為每分鐘60顆,預計在年底投入使用的新車間是第三代裝配線,其裝配量為每分鐘220顆。
第八道工序:注液
這一車間也采用了無人操作的設計,主要是將電解液注入裝配好的電池內,通過全自動的注液、稱重來控制電解液注入量。如果電解液注入量過大,會導致電池發熱甚至直接失效,如果注入量過小,則又影響電池的循環性。
第九道工序:正極帽蓋焊接封口
將注液后的電池加上帽蓋后進行焊接封口,雖然程序叫封口,但其實每個電芯在帽蓋上都會設計一個安全閥,當電池發熱量過大時,電芯上的安全閥會打開泄壓,防止單顆電芯的故障影響電池模組甚至整個電池包和車輛的安全。至此,其實一顆電芯的生產就算完畢了,但由于動力電池的特殊性,這里還要增加一道工序。
第十道工序:噴碼裝盤
在這里,每顆電芯都會產生唯一身份證號碼。日后如果出現故障,只要通過掃碼就可以看到這顆電池的所有信息,誰家提供的原材料,在哪條生產線生產,生產過程中的一切環節都能做到有據可查,有可追溯性達到了100%。
至此,一顆電芯完成了其從原材料到成品的全過程,后面要做的就是篩選一致性,然后根據不同車企的需求來進行模組和Pack封裝,直至最后裝載于新能源車上為我們的出行提供更清潔更充沛的動力和更長的續航里程。在此次參觀即將結束時,鄭州比克電池總經理韓文東表示:“目前鄭州的電池生產線已經達到了國際一流的水平,但與頂尖企業還有差距,比克也會不斷提升其自動化“智造”程度,縮短這一差距,甚至完成超越。動力電池的安全性大于天,比克也會懷著一顆敬畏之心來對待每一顆電芯?!?br />