【搜狐車子·E電園】（文：高超）2017年CATL寧德時(shí)期奪下了全世界鋰離子能源電池銷售數(shù)量榜的冠軍。這聲明了華夏鋰電也已突破日韓包圍，正好崛起為全世界鋰離子能源電池產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。這家成立于2011年的年青新燃料公司為什么能夠后來居上？為什么能維持著車用鋰電池“零車禍”的產(chǎn)業(yè)紀(jì)錄呢？

近日，在cctv2套播出的記錄片《大國(guó)重器》愈加激發(fā)了咱對(duì)CATL寧德時(shí)期這家明星公司的興趣。而今日就讓咱們走入CATL寧德時(shí)期的制造車間，一同來瞧瞧這塊被大眾，寶馬，奔馳爭(zhēng)搶的電芯是怎樣生產(chǎn)出去的。

電芯是一種電池體系的最小單元。若干電芯構(gòu)成一種模組，再若干模組構(gòu)成一種電池包，這便是車用能源電池的根本構(gòu)造。電池就像一種庫存電能的容器，能庫存多少的容量，是靠正極片和負(fù)極片所覆載活性物質(zhì)多少來打算的。正負(fù)電極極片的設(shè)置須要依據(jù)不同車型來量身定做的。正負(fù)極資料克容量，活性資料的配比、極片厚度、壓實(shí)密度等對(duì)容量等的作用也至關(guān)要緊。

活性資料的制漿——攪拌工序

攪拌便是將活性資料經(jīng)過真空攪拌機(jī)攪拌成漿狀。這是電池制造的第一道工序，該道工序品質(zhì)操控的好壞，將干脆作用電池的品質(zhì)和成品及格率。況且該道工序工藝過程繁雜，對(duì)原料配比，混料環(huán)節(jié)，攪拌時(shí)間等等都有較高的請(qǐng)求。

這邊攪拌的是電池的活性資料

寧德時(shí)期的攪拌車間對(duì)粉塵嚴(yán)刻管制

另外，在攪拌的這一進(jìn)程中須要嚴(yán)刻操控粉塵，以防止粉塵對(duì)電池絕對(duì)性發(fā)生作用，在寧德時(shí)期的制造車間對(duì)粉塵的管制水準(zhǔn)差不多于醫(yī)藥等級(jí)。

將攪拌沒有問題漿料涂在銅箔上——涂布工序

這道工序便是將上一道工序后曾經(jīng)攪拌沒有問題漿料以每分鐘80米的速度被勻稱涂抹到4000米長(zhǎng)的銅箔上下方。而涂布前的銅箔唯有6微米厚，可行用“薄如蠶翼”來形容。

涂布工序最要緊的是厚度和重量的絕對(duì)性

涂布至關(guān)要緊，須要確保極片厚度和重量絕對(duì)，不然會(huì)作用電池的絕對(duì)性。涂布還必需保證無顆粒、雜物、粉塵等混入極片。不然會(huì)導(dǎo)致電池放電過快，甚而會(huì)顯露平安禍患。

將銅箔上負(fù)極資料壓緊再切分——冷壓與預(yù)分切

在碾壓車間里，經(jīng)過輥將附著有正負(fù)極資料的極片發(fā)展碾壓，一方面讓涂覆的資料更緊密，提高能量密度，確保厚度的絕對(duì)性，另一方面也會(huì)進(jìn)一步管制粉塵和濕度。

冷壓便是將鋁箔上的正負(fù)極資料壓緊壓實(shí)，這對(duì)提高能量密度也很要緊

將冷壓后的極片依據(jù)須要制造電池的大小發(fā)展分切，并充分管制毛刺（這邊的毛刺只能在顯微鏡下看明白了）的發(fā)生，這樣做的目的是幸免毛刺扎穿隔膜，發(fā)生慘重的平安禍患。

切出電池上正負(fù)極的小耳朵——極耳模切與分條

極耳切模工序便是用模切機(jī)造成電芯用的導(dǎo)電極耳。咱們曉得電池是分正負(fù)極的，極耳便是從電芯中將正負(fù)極引出去的金屬導(dǎo)電體，通俗的說電池正負(fù)兩極的耳朵，是在發(fā)展充放電時(shí)的接近點(diǎn)。

而然后的分條工序便是經(jīng)過切刀對(duì)電池極片發(fā)展分切。

極耳模切容易說便是做出正負(fù)兩極的小耳朵

達(dá)成電芯的雛形——卷繞工序

在這邊，電池的正極片、負(fù)極片、隔離膜以卷繞的形式組合成裸電芯。領(lǐng)先進(jìn)步的CCD視線檢驗(yàn)設(shè)施可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢驗(yàn)及自動(dòng)糾偏，保證電芯極片可以位。

卷繞工序后電芯的雛形根本造成

有了CCD視線檢驗(yàn)設(shè)施的協(xié)助，CATL寧德時(shí)期的電池制造車間在世界上隸屬自動(dòng)化水平最高的電池制造車間之一。

去除水分和注入電解液——烘焙與注液

水分是電池體系的大敵，電池烘烤工序便是為了使電池里面水份達(dá)標(biāo)，保證電池在全個(gè)生命周期內(nèi)具備良沒有問題功能。

為了去除水分，電芯須要發(fā)展烘烤

而注液，便是往電芯內(nèi)注入電解液。電解液就像電芯身體里流動(dòng)的血液，能量的交換便是帶電離子的交換。這點(diǎn)帶電離子從電解液中運(yùn)輸往日，到達(dá)另一電極，達(dá)成充放電進(jìn)程。電解液的注入量是要害中的要害，假如電解液注入量過大，會(huì)導(dǎo)致電池發(fā)熱甚而干脆失效，假如注入量過小，則又作用電池的重復(fù)性。

電芯激活的進(jìn)程——化成

化成是對(duì)注液后的電芯發(fā)展激活的進(jìn)程，經(jīng)過充放電使電芯里面產(chǎn)生化學(xué)反映造成SEI膜（SEI膜：是鋰電池初次重復(fù)時(shí)源于電解液和負(fù)極資料在固液相間層次上產(chǎn)生反映，是以會(huì)造成一層鈍化膜，就像給電芯鍍了一層次膜。），確保延續(xù)電芯在充放電重復(fù)進(jìn)程中的平安、可靠和長(zhǎng)重復(fù)生命。將電芯的功能激活，還要通過X-ray監(jiān)測(cè)、絕緣監(jiān)測(cè)、焊合監(jiān)測(cè)，容量測(cè)試等一系列“體檢進(jìn)程”。

化成工序中間還包括，對(duì)電芯“激活”后第兩次灌注電解液、稱重、注液口焊合、氣密性檢驗(yàn)；自放電測(cè)試高溫老化及靜置確保了產(chǎn)物功能。

全部生產(chǎn)好后的每一種電芯單體都具備一種單獨(dú)的二維碼，紀(jì)錄著出生日期，生產(chǎn)環(huán)境，功能參數(shù)等等。強(qiáng)盛的追溯體系可行將全部消息紀(jì)錄在案。假如顯露反常，可行隨時(shí)調(diào)取制造消息；同一時(shí)間，這點(diǎn)大數(shù)據(jù)可行針對(duì)性地對(duì)延續(xù)優(yōu)化設(shè)置做出數(shù)據(jù)扶持。

單個(gè)的電芯是不行運(yùn)用的，唯有將許多電芯組合在一同，再加上庇護(hù)電路和庇護(hù)殼，才能干脆運(yùn)用。這便是所謂的電池模組。

電池模組（module）是由許多電芯構(gòu)成的。須要經(jīng)過嚴(yán)刻篩選，將絕對(duì)性沒有問題電芯依照精密設(shè)置裝配成為模塊化的電池模組，并加裝單體電池監(jiān)控與治理裝置。CATL的模組全自動(dòng)化制造產(chǎn)線，全程由十幾個(gè)精密機(jī)械手協(xié)作達(dá)成。此外，每一種模組都有本人固定的辯別碼，顯露難題可行實(shí)現(xiàn)全進(jìn)程的追溯。

從容易的一顆電芯到電池包的制造進(jìn)程也是差不多繁雜，須要多道工序，一絲不比電芯的生產(chǎn)進(jìn)程容易。

上料

將電芯傳送到制訂位子，機(jī)械手自動(dòng)抓取送入模裝配配線。

在寧德時(shí)期的車間內(nèi)從自動(dòng)搬運(yùn)資料到為設(shè)施喂料100%實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化

給電芯洗個(gè)澡——等離子清洗工序

對(duì)每個(gè)電芯外表發(fā)展清洗（CATL寧德時(shí)期采納的是等離子料理技藝確保清潔度）。這邊采納離子清潔，確保在進(jìn)程中的污染物不附著在電芯底部。

為何要采納等離子清洗技藝？原因在于，等離子清洗技藝是清洗方法中最為徹底的剝離式清洗形式，其第一大優(yōu)勢(shì)在于清洗后沒有廢液，第一大特色是對(duì)金屬、半導(dǎo)體、氧化物和許多數(shù)高分子資料等全能很好地料理，可實(shí)現(xiàn)全體和局部以及繁雜構(gòu)造的清洗。

等離子清洗進(jìn)程

將電芯組合起來——電芯涂膠

電芯裝配前，須要外表涂膠。涂膠的效用除了固定效用之外，還能起到絕緣和散熱的目的。CATL寧德時(shí)期采納世界上最領(lǐng)先進(jìn)步的高精度的涂膠設(shè)施以及機(jī)械手協(xié)作，可行以設(shè)定軌跡涂膠，同一時(shí)間實(shí)時(shí)監(jiān)控涂膠品質(zhì)，保證涂膠素質(zhì)，進(jìn)一步提高了每組不同電池模組的絕對(duì)性。

電芯的涂膠進(jìn)程

給電芯建個(gè)家——端版與側(cè)板的焊合

電池模組多采納鋁制端板和側(cè)板焊合而成，經(jīng)過機(jī)器人發(fā)展層壓和端板、側(cè)板焊合料理。

線束隔離板組裝

焊合監(jiān)測(cè)體系明確定位焊合位子后，綁定線束隔離板物料條碼至MES制造調(diào)整治理體系，生成單獨(dú)的編碼以便追溯。打碼后經(jīng)過機(jī)械手將線束隔離板自動(dòng)裝入模組。

線束隔離板的安裝進(jìn)程

達(dá)成電池的串并聯(lián)——激光焊合

經(jīng)過自動(dòng)激光焊合，達(dá)成極柱與接連片的接連，實(shí)現(xiàn)電池串并聯(lián)。

下線前的要緊一關(guān)——下線測(cè)試

下線前對(duì)模組全功能審查，包括模組電壓/電阻、電池單體電壓、耐壓測(cè)試、絕緣電阻測(cè)試。準(zhǔn)則化的模組設(shè)置原理可行定制化配合不同車型，每個(gè)模塊還能夠安裝在汽車內(nèi)部最好符合體積和預(yù)定位子。

每個(gè)電池包包涵了多個(gè)電池單元，與接連器、操控器和冷卻體系集成到一同，外覆鋁殼包裝。經(jīng)過螺栓自動(dòng)固緊，由電氣接連器相連，即便產(chǎn)生故障，僅需更換單獨(dú)的模組即可，不必更換全個(gè)電池組，修理事業(yè)量和危險(xiǎn)性大大下降，更換模組僅需把冷卻體系拆解，其實(shí)不涉及其它構(gòu)件。

本來，電動(dòng)車子從開始的設(shè)置階段就要經(jīng)過各式方法，第一大水平確保平安性。然則，再完美的設(shè)置還得通過實(shí)踐測(cè)試的考慮。在寧德時(shí)期，唯有成功經(jīng)過這點(diǎn)磨練的電池產(chǎn)物，才能被放行運(yùn)用。

590攝氏度火燒測(cè)試

590攝氏度火燒電池是甚么概念？咱們曉得金星的地面溫度是464攝氏度，在這樣的高溫下，鉛、鋅等金屬資料早已熔化。可是，電池組卻要在這樣的高溫下發(fā)展“生存”挑戰(zhàn)。

在平安功能方面國(guó)度的準(zhǔn)則是外部燃燒130秒，電池不起火、不爆炸。然則，作為產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍公司CATL寧德時(shí)期卻有著更高的請(qǐng)求，不但做到了外部燃燒130秒后電池依舊可行尋常事業(yè)，的國(guó)度準(zhǔn)則，更達(dá)到了在590攝氏度的概況下延續(xù)燃燒1小時(shí)后，電池依舊無爆炸危險(xiǎn)。

延續(xù)21小時(shí)波動(dòng)試驗(yàn)

在平常用車中間，免不了要經(jīng)過少許顛簸路面，電池發(fā)生的波動(dòng)可能會(huì)激發(fā)品質(zhì)只是關(guān)的電池產(chǎn)物固定不良，零部件晃動(dòng)，甚而外殼破裂最終激發(fā)平安失效的等概況。

是以咱們須要模擬機(jī)動(dòng)車觸動(dòng)對(duì)電池包發(fā)生的作用。波動(dòng)臺(tái)用以模擬電池包在實(shí)質(zhì)運(yùn)用中會(huì)碰到的顛簸路面狀況，環(huán)境箱用以提供不同的溫度環(huán)境，充放電機(jī)則用來提供充放電的實(shí)質(zhì)事業(yè)概況。這三部分構(gòu)成了帶溫度帶負(fù)載的波動(dòng)測(cè)試體系，真正模擬了實(shí)車運(yùn)用時(shí)的場(chǎng)景。

寧德時(shí)期的一座推力20噸的波動(dòng)臺(tái)，用以模擬電池包在實(shí)質(zhì)運(yùn)用中會(huì)碰到的顛簸路面狀況，但其波動(dòng)強(qiáng)烈水平更甚于實(shí)質(zhì)路面狀況。在試驗(yàn)中，電池包一秒鐘要被波動(dòng)200下，而電芯模組則要被波動(dòng)2000下。愈加嚴(yán)苛的是電池包須要在-30℃至60℃的環(huán)境要求下，延續(xù)隨機(jī)波動(dòng)21小時(shí)，這樣可等效模擬數(shù)十萬千米的駕車疲勞概況。

提速度達(dá)到100G的撞擊測(cè)試

與波動(dòng)試驗(yàn)相似，沖撞測(cè)試用來測(cè)試電池包的機(jī)械構(gòu)造穩(wěn)固，其模擬機(jī)動(dòng)車經(jīng)過路障時(shí)，剎那顛簸對(duì)電池包構(gòu)造的沖撞。另外，在更換電池的進(jìn)程中有萬分之一的概率碰到電池跌落的概況。所謂不怕一萬就怕萬一，CATL寧德時(shí)期將電池從1米高度發(fā)展自由落體測(cè)試，且確保各項(xiàng)功效依舊尋常。

在寧德時(shí)期的沖撞測(cè)試中，最高提速度可多達(dá)100G。要曉得通常人的心臟承擔(dān)的第一大提速度為50G。而日前有紀(jì)錄的，人體能承擔(dān)的提速度極限約為40G。在如許強(qiáng)烈的提速度沖撞下，電池包依舊運(yùn)轉(zhuǎn)尋常。

最貼近真正車禍的擠壓測(cè)試

擠壓測(cè)試用于模擬電池在車禍時(shí)遭到擠壓的概況，隨著電池形狀改變水平的增添，正負(fù)極集流體驗(yàn)起首被撕裂。在短路點(diǎn)發(fā)生十分大的電流，熱量聚集解放，引起短路點(diǎn)的溫度急劇上升，因而很簡(jiǎn)單激發(fā)熱失控，繼而引起起火或爆炸。

與現(xiàn)實(shí)事故車禍最為貼近的擠壓測(cè)試

在擠壓測(cè)試找那個(gè)電池包外殼顯露了顯著的形狀改變，里面構(gòu)造被破壞，電芯被里面零部件刺破，顯露高壓短路，形成熱失控。關(guān)于擠壓測(cè)試的經(jīng)過準(zhǔn)則通常是不起火、不爆炸。而寧德時(shí)期的電池產(chǎn)物，甚而可行再擠壓形狀改變的概況下，接著尋常事業(yè)。

在寧德時(shí)期的擠壓試驗(yàn)中，施加給電池包的力是十噸。12米巴士重量為7噸，加上乘客和行李的重量挨近10噸，也便是說這至少可行模擬一臺(tái)12米巴士撞擊時(shí)的擠壓。

寫在最終：

自此通過數(shù)不清的繁雜加工工藝和檢驗(yàn)測(cè)試過程，一塊印有CATL LOGO的成品車用電池單元終歸誕生了，可是關(guān)于品質(zhì)的把控來講這并未完畢，為了把控在平常運(yùn)用時(shí)的品質(zhì)和素質(zhì)，全部的成品電池和電芯都有本人有一無二的編碼，假如未來那塊電池甚而那顆電芯顯露故障，可行追溯到那條制造線甚而那大批原料。關(guān)于電池這類帶有必定危險(xiǎn)性的產(chǎn)物來講，品質(zhì)永遠(yuǎn)是最要緊的一環(huán)。

日前CATL曾經(jīng)造成了從原料的開采到后期回收，一套改善的鏈條體制。而與寶馬、奔馳等世界公司的合作關(guān)連，再一次聲明了其產(chǎn)物的優(yōu)勢(shì)。產(chǎn)物的穩(wěn)固性和好聲望，是取勝的要害，但在新燃料產(chǎn)業(yè)中間逆水行舟不進(jìn)則退，未來須要不停公布有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)物，才能始終挺立在業(yè)界最高峰。