【搜狐车子·E电园】（文：高超）2017年CATL宁德时期夺下了全世界锂离子能源电池销售数量榜的冠军。这声明了华夏锂电也已突破日韩包围，正好崛起为全世界锂离子能源电池产业的领导者。这家成立于2011年的年青新燃料公司为什么能够后来居上？为什么能维持着车用锂电池“零车祸”的产业纪录呢？

近日，在cctv2套播出的记录片《大国重器》愈加激发了咱对CATL宁德时期这家明星公司的兴趣。而今日就让咱们走入CATL宁德时期的制造车间，一同来瞧瞧这块被大众，宝马，奔驰争抢的电芯是怎样生产出去的。

电芯是一种电池体系的最小单元。若干电芯构成一种模组，再若干模组构成一种电池包，这便是车用能源电池的根本构造。电池就像一种库存电能的容器，能库存多少的容量，是靠正极片和负极片所覆载活性物质多少来打算的。正负电极极片的设置须要依据不同车型来量身定做的。正负极资料克容量，活性资料的配比、极片厚度、压实密度等对容量等的作用也至关要紧。

活性资料的制浆——搅拌工序

搅拌便是将活性资料经过真空搅拌机搅拌成浆状。这是电池制造的第一道工序，该道工序品质操控的好坏，将干脆作用电池的品质和成品及格率。况且该道工序工艺过程繁杂，对原料配比，混料环节，搅拌时间等等都有较高的请求。

这边搅拌的是电池的活性资料

宁德时期的搅拌车间对粉尘严刻管制

另外，在搅拌的这一进程中须要严刻操控粉尘，以防止粉尘对电池绝对性发生作用，在宁德时期的制造车间对粉尘的管制水准差不多于医药等级。

将搅拌没有问题浆料涂在铜箔上——涂布工序

这道工序便是将上一道工序后曾经搅拌没有问题浆料以每分钟80米的速度被匀称涂抹到4000米长的铜箔上下方。而涂布前的铜箔唯有6微米厚，可行用“薄如蚕翼”来形容。

涂布工序最要紧的是厚度和重量的绝对性

涂布至关要紧，须要确保极片厚度和重量绝对，不然会作用电池的绝对性。涂布还必需保证无颗粒、杂物、粉尘等混入极片。不然会导致电池放电过快，甚而会显露平安祸患。

将铜箔上负极资料压紧再切分——冷压与预分切

在碾压车间里，经过辊将附着有正负极资料的极片发展碾压，一方面让涂覆的资料更紧密，提高能量密度，确保厚度的绝对性，另一方面也会进一步管制粉尘和湿度。

冷压便是将铝箔上的正负极资料压紧压实，这对提高能量密度也很要紧

将冷压后的极片依据须要制造电池的大小发展分切，并充分管制毛刺（这边的毛刺只能在显微镜下看明白了）的发生，这样做的目的是幸免毛刺扎穿隔膜，发生惨重的平安祸患。

切出电池上正负极的小耳朵——极耳模切与分条

极耳切模工序便是用模切机造成电芯用的导电极耳。咱们晓得电池是分正负极的，极耳便是从电芯中将正负极引出去的金属导电体，通俗的说电池正负两极的耳朵，是在发展充放电时的接近点。

而然后的分条工序便是经过切刀对电池极片发展分切。

极耳模切容易说便是做出正负两极的小耳朵

达成电芯的雏形——卷绕工序

在这边，电池的正极片、负极片、隔离膜以卷绕的形式组合成裸电芯。领先进步的CCD视线检验设施可实现自动检验及自动纠偏，保证电芯极片可以位。

卷绕工序后电芯的雏形根本造成

有了CCD视线检验设施的协助，CATL宁德时期的电池制造车间在世界上隶属自动化水平最高的电池制造车间之一。

去除水分和注入电解液——烘焙与注液

水分是电池体系的大敌，电池烘烤工序便是为了使电池里面水份达标，保证电池在全个生命周期内具备良没有问题功能。

为了去除水分，电芯须要发展烘烤

而注液，便是往电芯内注入电解液。电解液就像电芯身体里流动的血液，能量的交换便是带电离子的交换。这点带电离子从电解液中运输往日，到达另一电极，达成充放电进程。电解液的注入量是要害中的要害，假如电解液注入量过大，会导致电池发热甚而干脆失效，假如注入量过小，则又作用电池的重复性。

电芯激活的进程——化成

化成是对注液后的电芯发展激活的进程，经过充放电使电芯里面产生化学反映造成SEI膜（SEI膜：是锂电池初次重复时源于电解液和负极资料在固液相间层次上产生反映，是以会造成一层钝化膜，就像给电芯镀了一层次膜。），确保延续电芯在充放电重复进程中的平安、可靠和长重复生命。将电芯的功能激活，还要通过X-ray监测、绝缘监测、焊合监测，容量测试等一系列“体检进程”。

化成工序中间还包括，对电芯“激活”后第两次灌注电解液、称重、注液口焊合、气密性检验；自放电测试高温老化及静置确保了产物功能。

全部生产好后的每一种电芯单体都具备一种单独的二维码，纪录着出生日期，生产环境，功能参数等等。强盛的追溯体系可行将全部消息纪录在案。假如显露反常，可行随时调取制造消息；同一时间，这点大数据可行针对性地对延续优化设置做出数据扶持。

单个的电芯是不行运用的，唯有将许多电芯组合在一同，再加上庇护电路和庇护壳，才能干脆运用。这便是所谓的电池模组。

电池模组（module）是由许多电芯构成的。须要经过严刻筛选，将绝对性没有问题电芯依照精密设置装配成为模块化的电池模组，并加装单体电池监控与治理装置。CATL的模组全自动化制造产线，全程由十几个精密机械手协作达成。此外，每一种模组都有本人固定的辩别码，显露难题可行实现全进程的追溯。

从容易的一颗电芯到电池包的制造进程也是差不多繁杂，须要多道工序，一丝不比电芯的生产进程容易。

上料

将电芯传送到制订位子，机械手自动抓取送入模装配配线。

在宁德时期的车间内从自动搬运资料到为设施喂料100%实现了自动化

给电芯洗个澡——等离子清洗工序

对每个电芯外表发展清洗（CATL宁德时期采纳的是等离子料理技艺确保清洁度）。这边采纳离子清洁，确保在进程中的污染物不附着在电芯底部。

为何要采纳等离子清洗技艺？原因在于，等离子清洗技艺是清洗方法中最为彻底的剥离式清洗形式，其第一大优势在于清洗后没有废液，第一大特色是对金属、半导体、氧化物和许多数高分子资料等全能很好地料理，可实现全体和局部以及繁杂构造的清洗。

等离子清洗进程

将电芯组合起来——电芯涂胶

电芯装配前，须要外表涂胶。涂胶的效用除了固定效用之外，还能起到绝缘和散热的目的。CATL宁德时期采纳世界上最领先进步的高精度的涂胶设施以及机械手协作，可行以设定轨迹涂胶，同一时间实时监控涂胶品质，保证涂胶素质，进一步提高了每组不同电池模组的绝对性。

电芯的涂胶进程

给电芯建个家——端版与侧板的焊合

电池模组多采纳铝制端板和侧板焊合而成，经过机器人发展层压和端板、侧板焊合料理。

线束隔离板组装

焊合监测体系明确定位焊合位子后，绑定线束隔离板物料条码至MES制造调整治理体系，生成单独的编码以便追溯。打码后经过机械手将线束隔离板自动装入模组。

线束隔离板的安装进程

达成电池的串并联——激光焊合

经过自动激光焊合，达成极柱与接连片的接连，实现电池串并联。

下线前的要紧一关——下线测试

下线前对模组全功能审查，包括模组电压/电阻、电池单体电压、耐压测试、绝缘电阻测试。准则化的模组设置原理可行定制化配合不同车型，每个模块还能够安装在汽车内部最好符合体积和预定位子。

每个电池包包涵了多个电池单元，与接连器、操控器和冷却体系集成到一同，外覆铝壳包装。经过螺栓自动固紧，由电气接连器相连，即便产生故障，仅需更换单独的模组即可，不必更换全个电池组，修理事业量和危险性大大下降，更换模组仅需把冷却体系拆解，其实不涉及其它构件。

本来，电动车子从开始的设置阶段就要经过各式方法，第一大水平确保平安性。然则，再完美的设置还得通过实践测试的考虑。在宁德时期，唯有成功经过这点磨练的电池产物，才能被放行运用。

590摄氏度火烧测试

590摄氏度火烧电池是甚么概念？咱们晓得金星的地面温度是464摄氏度，在这样的高温下，铅、锌等金属资料早已熔化。可是，电池组却要在这样的高温下发展“生存”挑战。

在平安功能方面国度的准则是外部燃烧130秒，电池不起火、不爆炸。然则，作为产业领军公司CATL宁德时期却有着更高的请求，不但做到了外部燃烧130秒后电池依旧可行寻常事业，的国度准则，更达到了在590摄氏度的概况下延续燃烧1小时后，电池依旧无爆炸危险。

延续21小时波动试验

在平常用车中间，免不了要经过少许颠簸路面，电池发生的波动可能会激发品质只是关的电池产物固定不良，零部件晃动，甚而外壳破裂最终激发平安失效的等概况。

是以咱们须要模拟机动车触动对电池包发生的作用。波动台用以模拟电池包在实质运用中会碰到的颠簸路面状况，环境箱用以提供不同的温度环境，充放电机则用来提供充放电的实质事业概况。这三部分构成了带温度带负载的波动测试体系，真正模拟了实车运用时的场景。

宁德时期的一座推力20吨的波动台，用以模拟电池包在实质运用中会碰到的颠簸路面状况，但其波动强烈水平更甚于实质路面状况。在试验中，电池包一秒钟要被波动200下，而电芯模组则要被波动2000下。愈加严苛的是电池包须要在-30℃至60℃的环境要求下，延续随机波动21小时，这样可等效模拟数十万千米的驾车疲劳概况。

提速度达到100G的撞击测试

与波动试验相似，冲撞测试用来测试电池包的机械构造稳固，其模拟机动车经过路障时，刹那颠簸对电池包构造的冲撞。另外，在更换电池的进程中有万分之一的概率碰到电池跌落的概况。所谓不怕一万就怕万一，CATL宁德时期将电池从1米高度发展自由落体测试，且确保各项功效依旧寻常。

在宁德时期的冲撞测试中，最高提速度可多达100G。要晓得通常人的心脏承担的第一大提速度为50G。而日前有纪录的，人体能承担的提速度极限约为40G。在如许强烈的提速度冲撞下，电池包依旧运转寻常。

最贴近真正车祸的挤压测试

挤压测试用于模拟电池在车祸时遭到挤压的概况，随着电池形状改变水平的增添，正负极集流体验起首被撕裂。在短路点发生十分大的电流，热量聚集解放，引起短路点的温度急剧上升，因而很简单激发热失控，继而引起起火或爆炸。

与现实事故车祸最为贴近的挤压测试

在挤压测试找那个电池包外壳显露了显著的形状改变，里面构造被破坏，电芯被里面零部件刺破，显露高压短路，形成热失控。关于挤压测试的经过准则通常是不起火、不爆炸。而宁德时期的电池产物，甚而可行再挤压形状改变的概况下，接着寻常事业。

在宁德时期的挤压试验中，施加给电池包的力是十吨。12米巴士重量为7吨，加上乘客和行李的重量挨近10吨，也便是说这至少可行模拟一台12米巴士撞击时的挤压。

写在最终：

自此通过数不清的繁杂加工工艺和检验测试过程，一块印有CATL LOGO的成品车用电池单元终归诞生了，可是关于品质的把控来讲这并未完毕，为了把控在平常运用时的品质和素质，全部的成品电池和电芯都有本人有一无二的编码，假如未来那块电池甚而那颗电芯显露故障，可行追溯到那条制造线甚而那大批原料。关于电池这类带有必定危险性的产物来讲，品质永远是最要紧的一环。

日前CATL曾经造成了从原料的开采到后期回收，一套改善的链条体制。而与宝马、奔驰等世界公司的合作关连，再一次声明了其产物的优势。产物的稳固性和好声望，是取胜的要害，但在新燃料产业中间逆水行舟不进则退，未来须要不停公布有市场竞争力的产物，才能始终挺立在业界最高峰。