揭开神秘面纱 探访比亚迪刀片电池工厂

随着新能源补贴的下降，市场对于高能量密度的疯狂追捧终于有所克制，冷静下来的人们又想起了那个还在原点的问题，电动汽车究竟需要怎样的动力电池？从现有的纯电动路线来看，短期内电池和充电技术也难得到突破，而此前各家的续航里程“竞赛”还进一步恶化了纯电动车安全性问题。因此在“后补贴时代”，成本和安全正在逐渐取代能量密度，成为新一轮的关注重点。

比亚迪刀片电池在生产线上等待装配。

其实纯电动车发展至今，很多东西已经很难回头，由于固态电池等新型电池的研发尚需时日，行业在面对日趋棘手的成本、安全矛盾时，一些厂商把目光又放回了曾经被“打入冷宫”的磷酸铁锂电池。这其中比亚迪可谓是一个坚定的信徒，之前屡次“收割”关注的刀片电池便是一种磷酸铁锂的新产品，不过之前刀片电池也只是“只闻其名，不见其人”，这一次我们走进比亚迪位于重庆的刀片电池工厂，带大家探寻其中的“秘密”。

比亚迪刀片工厂的自动化、高精度生产车间。

重庆璧山的比亚迪刀片电池工厂其实名为弗迪锂电池有限公司，是由之前的比亚迪锂电池有限公司独立而来，目前已经正式投产。按照计划，这家总投资100亿，占地面积约1500亩的电池工厂，总共将建设8条锂离子电池生产线，建成后具备20Gwh生产能力，市场关注的刀片电池就在这里诞生。

刀片电池与普通的三元方壳电池在外观上有很明显的不同。

一般来讲，磷酸铁锂电池不含重金属与稀有金属，所以成本比三元锂电池更低。同时能量密度（此处主要指重量比能量）也比三元锂电池更低，就拿比亚迪自家的电池产品来讲，其三元锂电池系统能量密度能做到160Wh/kg级别，而磷酸铁锂电池只能做到140Wh/kg。因此在以能量密度作为补贴的重要参考标准之时，一些中高端车型为了拿到更多的补贴，纷纷抛弃磷酸铁锂电池转而使用三元锂电池。另外，磷酸铁锂电池虽然更耐高温，但是低温性能比三元锂电池更差，表现为低温下车辆续航缩短、动力输出变弱。

由于上述种种因素，磷酸铁锂电池此前被人们认为没有三元锂电池“高端”，因此在刀片电池曝光之初，被很多人质疑其配不上“高端技术”的名号，不过单从电池生产技术来看，这个问题并不能这样简单被定论。

图为等待下线的刀片电池。

刀片电池的生产困难性主要归因于其又长又薄的造型，这就要求在制造过程中保持极高的精度和速度。由于现有刀片电池很长，长度达到960mm，这就造成电池内部的极片也要做到这一尺寸，那么就对极片的涂布和辊压工艺带来巨大的考验。比亚迪通过宽幅技术，将最大涂布宽度做到1300mm，最大辊压宽度做到1200mm。采用高速叠片方案，将接近1米长的极片实现公差控制在±0.3mm以内，并且单片叠片效率在0.3s/pcs的精度和速度。比亚迪则称这一技术属于自家首创，也是其他动力电池制造厂很难做出刀片电池的一大原因。

宽幅技术是实现刀片电池生产的基础之一。

之所以要将电池做成如此“极端”的形状，其实就是为了克服磷酸铁锂电池在重量比能量方面的劣势。通过将电池刀片做长做薄，充分利用电池包内部空间，实现电池包系统能量密度的提升，比亚迪方面也称自家的这一技术是“结构创新”。不过这一方案带来的好处不止于此。

首先是磷酸铁锂材料带来的安全性提升。一般来说三元电池启动温度低于磷酸铁锂电池，容易发生材料分解，其在放热速率和总放热量高于磷酸铁锂电池，因此刀片电池在应对热失控方面更具优势。从刀片电池的针刺、挤压和炉温测试结果来看，刀片电池能够做到不起火、不爆炸，这一点比三元电池要优秀很多。

三元电池在钢针刺下后出现剧烈的爆炸，危险性极高。

磷酸铁锂材料的刀片电池尽管被刺穿，但依旧未出现热失控。

另外在电池包强度方面，刀片电池方案表现同样不错。强度主要分为两个部分，一是单体电芯的挤压强度，二是电池包的整体强度。刀片电池在抗压强度上其最大承受力为445kN，相当于45吨卡车，也就是说刀片电池单体受到外力挤压不会轻易出现热失控现象。比亚迪把刀片电池内部的所有电池比作一个个梁，当它们挨在一起的时候就变成一个整体，在受到碰撞的过程当中，不会轻易发生散架的情况，在模拟碰撞中，被测电池包能够通过60g碰撞加速度测试。

刀片电池的续航受到材料的影响其实有限。能量密度（其实主要是说重量比能量）不能作为动力电池技术发展的唯一指标，但它依然是车辆续航能力的重要参考。由于刀片电池的电池包去掉了模组和梁，因此提高空间利用率，将体积利用率提升了50%以上，使得磷酸铁锂电池续航里程达到了三元锂电池同等水平。

目前汉EV单车带电78kWh，能量密度为140Wh/kg，车辆NEDC续航达到600km级别，明年比亚迪有望将刀片电池包体能量密度做到160Wh/kg，极限可能会达到170-180Wh/kg，能将车辆续航做到700-800km级别。

编辑点评：对于比亚迪刀片电池的褒贬皆有，有赞扬者将其视作动力电池的未来，有贬损者称其为垂死挣扎的落后技术，甚至有人不惜为此在网络上“开战”。其实看完比亚迪刀片电池工厂大家应该会有一个更加公正的看法。首先这并不是一个毫无门槛、“人人都行”的技术，从设计到加工再到整车适配都需要一定的功底，也许这一“结构创新”此前很多厂商都想到过，但真正实现产品落地的目前也仅有比亚迪一家；其次这也不是一个能带领动力电池行业进入新未来的技术，因为刀片电池本质上就是强化磷酸铁锂的优势、减弱其劣势，不涉及电池材料根本性跨越，不能把它看做革命性的新技术。最后话说回来，如果未来搭载刀片电池的车型能做到同续航水平下售价比三元锂电池车型更低，那才是消费者的“真香”！