[汽車之家 新鮮技術(shù)解讀] 今天對于任何一家希望在中國市場有所作為的車企而言，布局新能源都是不爭的路線。與傳統(tǒng)燃油車不同，新能源車尤其是純電動車的特殊結(jié)構(gòu)，讓其儲能部分——電池組成為了兵家必爭之地，不僅需要掌握核心技術(shù)，能否自行制造都會輕則影響價(jià)格、產(chǎn)量，重則影響品牌定位，咱們這次去常州就是看看長城旗下的蜂巢能源推出的短刀電池制造過程。
● 所謂專業(yè)的人干專業(yè)的事兒，很長一段時(shí)間以來主機(jī)廠與供應(yīng)商之間都是存在相互羈絆關(guān)系的。換言之，整車制造從來都并非主機(jī)廠獨(dú)攬大局，供應(yīng)商協(xié)助技術(shù)支持以及零部件制造；
● 進(jìn)入純電動時(shí)代，動力電池組這個(gè)車上最大的零部件開始出現(xiàn)廠商自行研發(fā)、設(shè)計(jì)的趨勢，蜂巢能源就是長城孵化的新生力軍。
● 盡管出自長城，但蜂巢能源提供的產(chǎn)品卻并非僅供自家使用，這樣的關(guān)系有點(diǎn)像昔日的豐田與電裝；
● 短刀電池結(jié)構(gòu)特殊，因此制造環(huán)節(jié)有著不少差異；相比整車制造已略顯固化的環(huán)節(jié)，電池的生產(chǎn)過程目前變數(shù)明顯更多；
隨著這些年中國品牌不斷增大技術(shù)上的研發(fā)投入，我們的耳中與腦中開始被越來越多的具有“中國特色”的技術(shù)名詞占據(jù)。
在新能源，尤其是純電動技術(shù)路線快速推演的當(dāng)下，咱們聽到了越來越多關(guān)于電池的消息。其中就包含了蜂巢能源推出的短刀電池。
在很長一段時(shí)間里，電池組的提供都有賴于寧德時(shí)代、三星、LG、松下這樣的供應(yīng)商，對車企而言，尺寸規(guī)格與價(jià)格均受制于人的情況顯然令人寢食難安。
自研、自造電池組就成為了有實(shí)力的車企這些年的研發(fā)方向，它的重要性就像是若干年前車企們攻克發(fā)動機(jī)變速箱難關(guān)時(shí)一樣。
2019年上海車展上亮相的它在型號上分為L300、L400、L500、L600四種，均是字母L+數(shù)字組合的方式，其中L代表Long cell, 數(shù)字代表長度,比如今天參觀的L600代表長度600mm左右。
它們覆蓋從1.6-4C全域充電范圍，按照需求可以滿足乘用車到儲能、商用車、工程機(jī)械、非高速電車等全域使用場景，材料上包含無鈷、三元到磷酸鐵鋰全域化學(xué)體系應(yīng)用。
僅停留在實(shí)驗(yàn)室中的技術(shù)沒有資格被稱為優(yōu)秀產(chǎn)品，想落地走入市場需要制造環(huán)節(jié)的不懈努力。同時(shí)，新技術(shù)的應(yīng)用又在直接影響制造流程，短刀電池雖在最終電池包部分簡化了結(jié)構(gòu)，但由于電芯更長，對涂布準(zhǔn)確性、疊片效率提出了新課題。
有人嘲笑他們解決老問題，帶來新困惑，但我認(rèn)為人類歷史之所以繼續(xù)向前，不正是因?yàn)檫@樣的“庸人自擾”，在這樣看似徒勞的循環(huán)中慢慢前進(jìn)的。
就像人類社會生是由無數(shù)個(gè)體組成一樣，布置在底盤中間的電池組也是由若干模組構(gòu)成，其根據(jù)封裝方式不同，可以粗略分為軟包、方形以及以特斯拉為代表的圓柱型三種，蜂巢能源以及比亞迪主打的都是方形電池。
整個(gè)的制造過程流程繁多，技術(shù)把控細(xì)節(jié)眾多，本著讓您看下去的目的，我將其簡化為下面幾步，整個(gè)過程與制作一道叫肉龍的北方面食有著些許神似。
1 原料攪拌
就像是做帶餡兒的面食首先需要準(zhǔn)備餡料一樣，制造電池的首個(gè)環(huán)節(jié)也是攪拌未來會用與正極的原料，只不過材料從菜與肉變成了各類化學(xué)物質(zhì)。具體會根據(jù)電池是磷酸鐵鋰，還是三元鋰略有差異。
追本溯源的說，影響電池性能的正是其中材料的活性，若其中摻有雜質(zhì)，輕則影響性能，重則存在提前引發(fā)衰退或自燃的隱患。因此在這個(gè)環(huán)節(jié)中，減少雜質(zhì)就是工藝核心。
另一方面，近些年原材料價(jià)格的上漲困擾著供應(yīng)商與車企，提升的價(jià)格最終轉(zhuǎn)嫁到消費(fèi)者頭勢必會降低自身競爭力。提前布局是其中的重要解決辦法，這也是蜂巢能源的優(yōu)勢，另一方面，從研發(fā)端減少高價(jià)化學(xué)物品使用，以及尋找替代正極元素也是優(yōu)秀的解決方案。
2 涂布與輥壓
“餡料”攪拌均勻后，需要將它們涂抹到“面”上，只不過電芯中這個(gè)“面”是極片，一般正極極片是鋁制，負(fù)極多為銅或鉑。
另一方面 為了盡可能在有限空間內(nèi)提升能量密度，需要盡可能多，但且薄的涂抹正極材料，這聽起來有些矛盾的需求，您可以理解為盡可能的扯直面皮，然后均勻的抹好材料。
為了保證薄薄一層餡料與面皮緊密相連，會用一根筷子將它壓實(shí)，這個(gè)過程就是輥壓。
3 模切與疊片
完成上述的環(huán)節(jié)，準(zhǔn)備工作告一段落。已經(jīng)合二為一成為極片的它們?nèi)孕枭罴庸ぃ喲灾褪歉鶕?jù)所需寬度進(jìn)行尺寸剪裁。即便您和我一樣不會做飯，也不難想象到原材料經(jīng)過切割后一方面是尺寸難以控制，此外切斷處也會因此產(chǎn)生形變。
在電芯制造過程中，這類損耗也是需要控制的目標(biāo)。為了減少傳統(tǒng)五金切割造成的問題，蜂巢能源改為采用激光進(jìn)行切割，這一步便是膜切，新方法一方面減少了磨損，另一方面減少了毛刺產(chǎn)生。
在電芯中，極片的布置結(jié)構(gòu)是正極、隔片、負(fù)極。由于正負(fù)極分開生產(chǎn)，隔片是張連續(xù)不斷的長卷，所以把它們放到一起的過程明顯是影響整體效率的一環(huán)，這也是蜂巢能源提高生產(chǎn)效率的核心，它們自行開發(fā)的高速疊片系統(tǒng)，未來將會在0.125秒內(nèi)完成整個(gè)操作，您可以腦補(bǔ)下這樣的速度。
4 裝配與檢驗(yàn)
疊片結(jié)束后，電芯距離我們熟悉的樣子已經(jīng)近在眼前了，多組疊片放在一起后，會被一起封裝在鋁制外殼中，隨后還會包含注入電解液的過程。為了保證強(qiáng)度以及減少熱變形產(chǎn)生的公差，焊接中大量使用了激光焊接。
寫在后面的話：
與傳統(tǒng)勞動密集型的整車制造廠不同，電池制造工廠中的人工崗位與工人數(shù)量明顯更少。更多的自動化設(shè)備以及無塵化車間才是保證產(chǎn)品品質(zhì)的砝碼。如果說整車制造工廠的環(huán)節(jié)，各家車企已相差無幾，那么電池工廠的布局與運(yùn)行方式與整個(gè)產(chǎn)業(yè)一樣，都是新鮮而充滿變數(shù)的。屏幕前的您如果對哪家工廠感興趣，不妨在下面給我留言，咱們下次工廠中再會。（文/圖 汽車之家 唐朝）