2017年全球锂离子动力电池销量的冠军；每天生产出的动力电池可以满足1500辆高端纯电动汽车的需求；汽车在110公里时速下，动力电池温度最高仅为3.62度；成功自主研发出全球第一台6微米涂布生产设备；电池历经590度高温火烧、浸水、喷淋、高空冲击的检验，每一项都是国际最高标准……
近期，在央视大型工业纪录片《大国重器》第二季的镜头下，中国最大的新能源电池生产基地宁德时代逐渐向世人揭开了“神秘面纱”，短短的五分钟时间，展示了从涂布、卷绕、装配到干燥等电芯核心生产工艺，让很多“科技小白”第一次了解到超级电芯的诞生是如此不易。
6微米铜箔领先世界水平
不久前，在辽宁沈阳的试车场，进行了一次宁德时代汽车动力电池的极限测试——电动汽车以每小时110公里的时速行驶着……在这样的极限挑战下，国际上性能最优质的动力电池可以将温差控制在5度以内。而这一次，温差最高仅为3.62度，此次测试，续航里程达到410公里，这同样是比肩全球最高技术水平。
“每辆汽车的电池包由几十到几百个电芯组成。电芯中的导电金属层影响安全性，而活性材料层则决定蓄电能力。”纪录片中，宁德时代产品工程部资深经理王维讲述道，要想让电池性能提升，宁德时代必须下大力改善活性材料性能，同时致力于空间利用率提升。
要想在电芯体积不变的情况下，增大活性材料镍钴锰的用量，使电芯的能量密度提升，加大续航里程，就必须尝试将电芯中的导电铜箔厚度从8微米减少到更薄。在长期钻研下，王维和他的团队终于在全球新能源电池竞争的核心领域，电芯铜箔上取得了突破性进展，他们成功研发了世界第一卷6微米铜箔，据此之前，国外的三大电池制造商都在8微米上徘徊不前。
成功背后是“层层炼狱”
王维介绍，从8微米到6微米，拦路虎就是涂布这道工序。为此，工程师们设计研发了全球第一台6微米涂布生产设备和200根大小不一的辊轴用来控制铜箔的张力和平行度。难度在于，所有的辊轴必须要保持绝对水平，任何一根有偏差，都会造成铜箔断裂。这些辊轴，圆度和圆柱度公差要求3微米，堪比火箭核心部件。
纪录片中，黑色的活性材料被均匀涂抹在铜箔上，一卷4000米长的铜箔，在涂布机上以每分钟80米的速度运行，任何褶皱、翻折都会导致整卷铜箔报废，这是王维和工程师用了三年时间设计出的装置。
接下来的难关，是要将涂满活性材料的6微米铜箔与绝缘膜卷绕在一起，组成电池中最核心的部分——电芯。这是确保电池安全性的关键一步，高速卷绕中，白色的绝缘膜上下两面要与铜箔制成的正负极片同时完成贴合，所有的参数和技术标准，加在一起有500多页。这一过程，靠的是全球动力电池产业第一台能够适应6微米铜箔的高速卷绕机，这一由2500个精密零部件组成的设备，同样完全自主制造。
为确保安全，电池还要历经590度高温火烧，浸水、喷淋、高空冲击的检验，每一项都是国际最高标准。甚至国际上认为太过严苛，不做硬性规定的，8毫米钢针刺穿3个电芯的人为短路模拟测试，在这里也毫不马虎。最终，测试，全部通过！
“所有的零部件都来自中国，在电芯能量密度的提高上，我们必须依靠自己的力量。”王维说。据悉，宁德时代第一批6微米铜箔动力电池将用于德国一家著名汽车生产商，他们的新能源电池，50%以上来自中国，而宁德时代恰是中国锂电池领导者。
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发表于 2018-6-30 20:40
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发表于 2018-6-30 22:15
