探秘弗迪重庆工厂，比亚迪“刀片电池”是这样生产出来的

（观察者网 文/徐喆）就在三个月前，备受关注的比亚迪“刀片电池”正式问世并量产。而在那场面向全球直播的线上发布会上，比亚迪自导自演了一场颇为有趣的“煎鸡蛋秀”，更是让人印象深刻。结果是，一个炸飞了，一个烤焦了，一个还没熟，三只鸡蛋可谓命运大不同。

果然，鸡蛋实验的结果再度引燃了磷酸铁锂电池与三元锂电池的技术路线之争，也重新引发了人们对“电动汽车究竟需要怎样的动力电池”话题的思考。

在比亚迪看来，过去几年里，由于很多企业陷入了对“续航里程”的盲目攀比，天生热稳定性差，但相比磷酸铁锂电池能量密度更高的三元锂电池广受追捧，新能源乘用车的安全口碑则因此付出了极其惨重的代价。

由此，比亚迪推出了“刀片电池“，公布其续航里程达到了三元锂电池的同等水平，更顺利通过了令后者望而生畏的“针刺测试”。用比亚迪董事长王传福的话说就是，“要把‘自燃’这个词从新能源汽车的字典里彻底抹掉。”

那么，誓要重新定义电动车安全新标准的“刀片电池”是如何生产出来的呢？6月1日，观察者网汽车频道受邀来到弗迪电池重庆工厂，比亚迪“刀片电池”背后的超级工厂也得以揭开了神秘面纱。

关于针刺测试：重新定义安全标准

事实上，上述“三个鸡蛋”的试验就是业内所称的“针刺测试”，它是电池行业公认的最严苛的测试。

为电池单体做针刺测试的核心目的，是为了模拟电池受到异物贯穿，电池发生内短路的情景。当然实际用车过程中出现这个场景的概率并不高。但针刺测试可以从某种角度验证内短路后电池的安全性。

这种测试方法是将动力电池充满电，用直径为5-8mm的耐高温钢针，以25±5mm/s 的速度，从垂直于电池极板几何中心的方向贯穿电池。按照GB/T 31485-2015《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》，钢针停留在电池中，观察1小时，不起火、不爆炸才合格。

在此次的探秘之行中，笔者也有幸亲眼见证了被称为电池安全“珠穆朗玛峰”的“针刺测试”，场面相当震撼。

作为实验对象的对阵双方分别是6系三元锂电池，以及磷酸铁锂“刀片电池”。

6系三元锂电池

比亚迪刀片电池

从测试现场画面可以看到，三元锂电池被钢针刺穿后的几秒内，迅速爆炸起火并剧烈燃烧，表面温度高达500℃。即便笔者所在的观察室与实验室当中隔着一块防护玻璃，也能感受到因电池爆炸而带来的滚滚热浪和巨大的冲击力。

被钢针刺穿后的三元锂电池爆炸起火并剧烈燃烧

而另一边，当同等条件下的磷酸铁锂“刀片电池”被钢针刺穿后，不仅没有出现明火，甚至连烟都看不到一丝。

从监测数据上可以看出，刀片电池被刺穿后，表面温度逐渐上升，15分钟后温度基本趋于稳定，保持在30℃左右。

刀片电池被刺穿后，表面温度逐渐上升，随后趋于稳定并保持在30℃左右（图中黄线所示）

没有对比就没有伤害，刀片电池在针刺测试中的结果完美体现了其“超级安全”的特点。难怪有业内评论认为，跑偏多年的动力电池行业发展路线终于有机会重回正轨。

对比目前电动车常用的两种主流电池，磷酸铁锂材料本身具有放热启动温度高、放热慢、产热少、材料在分解过程中不释放氧气不易起火四大优势。而三元锂电池天性热稳定性差、安全性差是行业公认的事实。

对此，弗迪电池公司副总经理孙华军对观察者网汽车频道解释，“在500℃的温度下，磷酸铁锂材料结构都非常稳定，但三元锂材料在200℃左右就会发生分解，且化学反应较剧烈，会释放氧分子，更容易引发热失控。”

关于路线之争：过度追求能量密度

尽管从安全性上来讲，磷酸铁锂电池有着三元锂电池不可比拟的优势，但由于能量密度不及三元锂，过去几年很多乘用车企业陷入了对动力电池能量密度的非理性追求，磷酸铁锂电池在上一波与三元锂电池的路线之争中，还是败下阵来。

有着“电池大王”之称的王传福最早以做电池起家，2003年宣布跨界生产汽车之前，就已经开始了汽车动力电池的研发。从首款动力电池上市到成为全球最大的新能源汽车品牌之一，比亚迪始终将“安全”放在首位。

刀片电池

基于此，即便是在前几年三元锂电池被广泛推崇的市场环境下，比亚迪也从未放弃对磷酸铁锂电池的再研发。

除了体积能量密度带来的续航提升，安全则是刀片电池另一大优势。最近引爆吃瓜圈的针刺测试也是基于此来的。

关于工厂：年产能20GWH

弗迪电池超级工厂位于重庆市璧山区，是比亚迪“刀片电池”的首发工厂和目前唯一的生产基地。

早在2018年8月，比亚迪就与璧山区人民政府就动力电池年产20GWh产业项目签订投资合作协议，项目总投资100亿元。2019年2月，该项目开工建设，直到今年3月份，弗迪电池工厂的第一条生产线正式投产。从动工到投产，比亚迪仅耗时13个月就将一片空地变身为一个拥有精益化、自动化、信息化制造管理系统的世界级工厂。

弗迪电池公司副总经理孙华军向观察者网汽车频道透露，这座超级工厂到今年年底的产能可达到13GWh。

据了解，弗迪电池工厂不仅诞生了很多比亚迪独创的刀片电池产线和生产设备，更“隐藏”着多项高度保密的核心技术。

“首先，刀片电池在生产环境上的要求就极为苛刻。”孙华军说，为了最大程度降低电池的短路率，他们提出了一个粉尘分级管控的概念，在一些关键工序上，能够做到一立方米空间内，5微米（头发丝1/20粗细）的颗粒不超过29个，这达到了与液晶屏生产车间相同的标准。

严苛的环境和条件，只是确保刀片电池高安全性的“基础”。据孙华军介绍，生产刀片电池最大的难点和亮点，主要集中在“八大工艺”。

“将近1米长的极片，能够实现公差控制在±0.3mm以内、单片叠片效率在0.3s/pcs的精度和速度，在国际上我们都属于首创。这种叠片采用的是比亚迪完全独立自主开发的设备和裁切方案，这是其他任何人想抄都抄不来的。”孙华军说。

除叠片之外，刀片电池生产过程中的配料、涂布、辊压、检测等其他工艺都达到了世界顶尖水平。例如，配料系统的精度在0.2%以内；双面同时涂布，涂布最大宽度达1300mm、单位面积涂敷重量偏差小于1%；1200mm超大幅宽的辊压速度可达120m/min，厚度控制2μm以内，确保宽尺寸极片厚度的一致性……

据悉，首款搭载刀片电池的车型比亚迪汉EV，综合工况下的续航里程已经达到了605公里。比亚迪汽车销售副总经理李云飞表示，刀片电池33分钟可将电量从10%充到80%、支持汉3.9秒百公里加速、循环充放电3000次以上可行驶120万公里，以及超出业内想象的低温性能等数据表现，也奠定了其全方位“碾压”三元锂电池的优势。

比亚迪汉EV将成为首款搭载刀片电池的车型

本文系观察者网独家稿件，未经授权，不得转载。

盘点自研电池整车厂现状！比亚迪、极氪…竟然都走了这条路！

在商言商，对于各家车企来说，追求利润率是无可厚非的事情，而有效提升利润率的方式，首选降低生产成本。在新能源车当中，动力电池是成本大头，在前两年全球动力电池供应紧张和原材料大幅涨价的那段日子里，甚至有车企表示，动力电池成本占到汽车总成本将近60%。虽然去年以来动力电池原材料价格已经明显回落，但动力电池所占成本比例依然较高，对车企来说，自研自产动力电池，理论上既可以进一步降低成本，又可以提升自己在产业链中的话语权，避免受制于人。那么，当初那些选择走自研自产电池路线的整车厂，如今都有哪些落地的成果呢？

面对车企自研电池

“宁王”亚历山大

成立于2011年的宁德时代，凭借过硬的研发实力和技术储备，逐渐成为具有全球影响力的国产动力电池供应商；而到了2019年，宁德时代的市值已突破万亿，几乎包揽了国内新能源汽车产业的电池供应份额，也牢牢把控着动力电池的定价权和分配权。

然而最近几年，随着各大整车厂被电池成本压得喘不过气，以及对降本增效的坚定追求，有技术及资金实力的整车厂纷纷开启自研自产动力电池的布局，宁德时代的市场份额逐渐被蚕食。截至2023年，公开数据显示，在汽车动力电池产业中，宁德时代的市场份额为34%，其他电池品牌市场份额分别如下：比亚迪16%、LG 14%、松下8%、SK 5%、三星SDI 5%、其余厂商18%。

自研电池整车厂

绕不开比亚迪

以电池起家的比亚迪，其实早在1996年便开始布局自研动力电池的生涯路线。彼时的比亚迪，虽然看着像草莽英雄往未知的领域埋头奋进，但是从科技树的发展进程看，尽早布局，坚持下去，就能等到收获红利的那一天。

2003年，比亚迪电池的出货量已经攀升至全球第一，同年开始布局电动汽车市场，其首款插电式双模电动车比亚迪F3DM在2008年正式上市。直到2017年，比亚迪决定将电池业务拆分出去，独立为“弗迪”品牌，以便更好地推进市场化。而后续的剧情大家也都有所耳闻：比亚迪凭借革命性产品刀片电池，不仅一举扭转磷酸铁锂电池在行业内的局面，而且还带动了磷酸铁锂电池市占率的快速提升，打破三元锂电池的垄断。

“刀片电池”采用的是CTP（Cell to Pack）无模组结构设计，省去了中间模组环节，直接将电芯集成为电池包。如果将刀片电池拆解开来，我们可以得到一堆长度1米、宽度10厘米、厚度不到2厘米的电池单体，这些电池单体紧密排在一起，就像“刀片”一样插进电池包，所以才得名刀片电池。

刀片电池包内部几乎没有横梁或纵梁，薄如刀片的磷酸铁锂电池组合起来就能起到提升电池包整体结构强度的作用。于是，寸土寸金的电池包内部得以安装更多块电池单体，体积利用率得到极大提升，电池包总容量也就提上来了。在采用磷酸铁锂电芯的前提下，刀片电池结构将磷酸铁锂电池的容量和续航水平都拔高到了三元锂电池的同一水平线。

而在安全方面，磷酸铁锂材料本身具有放热启动温度高、放热慢、产热少、材料在分解过程中不释放氧气难以起火等四大优势，相比三元锂电池来说，安全性无疑更胜一筹。

如今，弗迪电池的产能已经达到263GWh，在国内动力电池装车量也达到了94.48GWh，占比27.81%；弗迪电池在100%自供比亚迪的同时，还成功开发了长安福特、一汽红旗、东风汽车等国内客户，以及特斯拉、丰田、PSA等海外客户。自研自产电池整车厂成功案例模板，非比亚迪莫属，大家都想抄它作业。

极氪007已搭载金砖电池

金砖电池是极氪正式发布的首款量产800V磷酸铁锂超快充电池，诞生于衢州极电工厂，其最显著的特征就是浑身金灿灿，形似“金砖”。这款电池主要有体积利用率高、充电速度快、安全防护水平高这三大特点。金砖电池已经率先搭载在极氪最新上市的纯电轿车极氪007上。

【极氪007率先搭载金砖电池】

为了能在电池包内放置更多电芯，极氪工程团队对电池包结构进行了彻底改造：在电池底部使用一体化液冷托盘替代传统水管结构，减少结构件对电芯空间的挤压；采用电芯、上盖、底板的“紧凑三明治结构”，释放电芯仓纵向空间；在电芯之间采用航空级超薄热阻隔材料，充分提升体积利用率。相较传统设计，金砖电池的采样线路总长度也缩短了157 米，核心零部件数量减少35%，电池质量能量密度也提升了10%以上；而最重要的成果，是使得金砖电池的体积利用率达到了83.7%，位居行业首位。

得益于极氪自研的全域800V架构，匹配800V极充技术，金砖电池最高充电功率可达500 kW，最大充电倍率达到4.5C；在10%~80%快充区间内，可以实现充电15分钟续航增加500 km以上。

而在安全防护层面，金砖电池金灿灿的外观，其实是专属的金色耐高压绝缘膜，可承受4000V直流高压，耐高压能力提升27%，相当于电芯的“金钟罩”。金砖电池还将电池包安全措施升级为8项，实现电池包全域安全的实时防护。

据极氪官方介绍，投产金砖电池的衢州极电工厂，是全球最大的三电及储能系统智能制造综合基地，在工艺创新和智慧联动两大方面有突出的表现。

通过电芯成份优化、电池包结构优化、产线智能化，金砖电池的生产效率提升超过40%，对比同等性能的三元锂电池，每度电的综合成本降低14.8%。纯电汽车最昂贵的零部件之一——动力电池的成本，就这样被极氪给降下来了。

埃安实现动力电池自给自足

2022年8月，广汽埃安成立了因湃电池公司，专注于自主电池产业的发展，项目总投资达到109亿元人民币；2022年12月，因湃电池科技有限公司正式开始建设；2023年9月15日，因湃电池工厂的正极合浆产线顺利完成了首次投料；12月12日，因湃电池智能生态工厂正式竣工投产，也标志着广汽埃安正式掌握了电芯全栈自研自产的能力；而弹匣电池2.0系列的最新也是最重要的产品，P58微晶超能电池也在同一天正式下线。

以埃安弹匣电池2.0技术为核心的P58微晶超能电池，是在弹匣电池1.0的基础上，新增了超稳电极界面、阻热相变材料、电芯灭火系统等一系列原创安全技术，让其综合热失控管理能力提升了5倍，可抵抗多个电芯同时热失控带来的冲击力。

除了强悍的防护性能之外，P58微晶超能电池还拥有高能量密度，其中质量能量密度为195Wh/kg，体积能量密度为450 Wh/L，这个数据甚至比很多三元锂电池密度还高。此外，埃安通过方型叠片、顶盖/极耳直连焊接等优化设计，实现电池内部体积利用率超过90%，最终可使整车续航里程突破700km；同时，这款电池还具备3C快充能力，可实现充电10分钟，续航250km，进一步解决用户的续航焦虑。

P58微晶超能电芯实现量产之后，将优先供应给埃安与昊铂两大品牌车型装配使用，后续还会将供应范围扩大到广汽集团其他品牌车型，实现动力电池自给自足。

蜂巢能源“短刀+飞叠”技术路线

源自长城汽车的蜂巢能源，于2018年从长城汽车的动力电池事业部独立出来，其总部位于常州，拥有盐城、南京、成都、遂宁、上饶、湖州、马鞍山和德国萨尔州等多个生产基地。截至目前，蜂巢能源有效产能已经超过27GWh。

在刚刚过去的2023年，蜂巢能源正式确定了“短刀+飞叠”技术路线。所谓“短刀”，是相较于比亚迪那种1000mm长度的刀片电芯而言，使用400mm或600mm长度的电芯。相比传统的方型电池，短刀电池优势多多，既能大幅提升电池包空间利用率和能量密度，降低电池内部电阻，又能便于电池的保温和散热，最终实现大幅提升电动车续航里程、提高电池安全性能和使用寿命等目标。

至于“飞叠”，则是蜂巢能源在2022年发布的第三代电芯高速叠片技术，以0.125S/pcs的叠片速度，实现了与卷绕工艺的效率持平。

在明确技术路线的加持下，2023年蜂巢能源电池一共搭载了40款在售车型，涵盖长城、理想、吉利银河、岚图、五菱、哪吒、零跑汽车等主流品牌，总出货量达到13GWh；此外，蜂巢能源已经开始向最近获得生产资质的光束汽车生产的宝马MINI电动版批量供货。

而根据最新数据显示，2023年蜂巢能源凭借7.18GWh的动力电池装机量位居国内第七；而在2023年12月底，蜂巢能源泰国工厂首款电池包下线，将搭载在长城泰国罗勇工厂生产的欧拉好猫车上，预计在今年一季度批量供货，开启出海征途。

总结

对于宁德时代这种电池行业巨头来说，整车厂自研电池的局面，对“宁王”的行业地位造成了明显的冲击，也迫使其调整市场策略，主动降低姿态，以寻求与更多整车厂合作的机会；对于自研电池的整车厂来说，最大的好处，就是消除电池供应焦虑，摆脱产业链的制约，避免受制于人。

相比直接在市面上采购电池，车企若具备自研自产电芯的技术能力，便可结合电池进行整车一体化设计，通过研发、生产制造实力为产品赋能，一款电芯即可覆盖品牌内部所有车型，带来更极致的性能和更优的成本，最大限度提高产品平台化，形成规模效应，提高全产业效率；未来也可以根据开发车型的属性，推出更极致、高品质的电池赋能产品，为用户带来更好的产品体验。

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