了解电池生产的最后一关 探秘比克电池化成无人车间

汽车的电气化方向已经毫无悬念，加上国家政策的导向，每年因积分政策新增的新能源车就达到了130万辆之多，这还不包括新晋的新能源车厂的产量。受此影响，汽车的动力电池的市场需求量也被瞬间放大。了解电池生产的人都知道，一颗18650电池从原料到最终成品需要匀浆、涂布、碾压、分切、卷绕、入壳、点焊、滚槽、滚槽检测、X-射线检测、注液、激光焊、热缩等繁复步骤。而今天，我们主要带您了解下动力电池的最后也是最关键的环节——化成，详细了解一下这电池生产的最后一关。

我们本次参观的是比克电池位于河南郑州工业园区的生产线，据负责人介绍，比克电池2016年在国内动力电池的市场份额为10%，三元锂电池的占比30%，2016年装车超过50000辆，在国产电池供应商中排名第一。

而此次我们参观的比克化成车间厂房南北长度150米，东西宽度100米，占地15000平方米，2018年3月投入使用。目前车间自动化水平达到100%，日处理量可达100万颗电芯，代表了国内领先水平。这一车间主要承载电芯的化成和检测环节，由一个全自动运输系统通过自动化传输带联通各个生产环节，共八道工序，约耗时19天，把好电芯出厂前的最后一道关。

电池制造中的“化成”是什么意思？

作为电芯生产的重要环节，化成是在电芯被消费者实际应用之前，通过化成环节做必要的激活、测试，安全性筛选和配组，并伴随多道严格的检测，以进一步确保电芯的品质和安全。可以说，化成环节要做到的是把好电芯出厂前的最后一道关。在郑州比克电池工厂，化成这一步骤是在先进的无人车间完成的。

化成工序的作用是什么？

化成的最大作用就是激活电池，对电芯进行小电流充电，将其内部正负极物质激活，在负极表面形成SEI膜（Solid Electrolyte Interface），SEI膜不溶于有机溶剂，可以防止电解液进一步侵蚀电极，使电池性能更加稳定。

锂离子电池正极材料的掺杂、合金化和碳包覆优化电池放电时，锤离子由负极中脱嵌，通过电解质和隔膜，重新嵌入到正极中，伴随着外电路电子从负极到正极的流动，即电流由正极到负极的流动，正极处于富锂态，而负极处于贫锂态。由于在正常充放电情况下，锂离子在层状结构的正负极材料的层问嵌入与脱出，一般只引起层面间距变化，不破坏晶体结构。所以在不断的充放电过程中，锂离子都处于相对固定的空间和位置，电池的可逆性很好，从而保证了电池的长循环寿命和工作的安全性。

第一道工序：微充，即给电池一个小的电量

这道工序目的是除掉水分和影响电池安全的杂质，保证安全和一致性。本单元设计系统采用无人化处理，通过智能识别扫码装置，将数据上传至中央服务器，机器人装置自动抓取托盘装载入针床区域工作，电脑智能化产生对应型号电池的生产工艺流程。充完电后，机械手装置自动将托盘电池流转自下一个工序。

第二步：高温老化1区

这一步，电池在一定的温度、时间静置存储，达到电解液充分浸润极片的目的。高温库位为智能自动化立体仓库，采用高层货架配以货箱或托盘储存货物，由电子计算机进行管理和控制，计算机控制大型堆垛机器人，形成网络化智能仓库，可以实现进出有序，数据清晰，自动收发作业。这一车间配有温控系统监控，将整个空间分成了上百个区域，每个区域均有智能温度探头，实时监测，确保地面和最高的温度相差不能超过1度，确保所有的电芯测试环境是一致的。

第三步：预充

在这一步，电芯要将经过第一次高温老化的充电，通过大数据进行实时监测。（整个预充环节粉尘控制在10万级，相当于制作极片的粉尘控制量）

第四步：整个环节进行四次OCV测试，即测试电芯的电压和内阻，将不良品筛选出来并自动把不合格的电芯取出。

第五步：高温老化2区：高温老化指通过仿照或者等效产品的使用状况，模拟使用场景，对电芯的潜在问题进行筛选和剔除。经过预充后的电芯要再次进入到高温房间进行陈化，高温情况下进行反复测试，确保安全。这一环节同样采用的是自动化立体仓库。

第六步：常温存储，高温老化后，会测试电芯OCV1，之后，电芯要进行一段时间的常温老化。常温老化后会再检测OCV2，也就是自放电结算，对比常温老化一段时间电压和电阻变化的趋势，将性能相近的电芯进行数据库标识，确保电芯的一致性。

第七步：分容，通过充放电对电池品类进行筛选。确保电池在整装时电芯的一致性。在这一阶段电池会从原来预充时的满电状态变成半电状态，这样运输和保存就更安全。相比过去，比克的自动化产线在分容效率上有大幅提高。相比传统产线，一部一天可以分容24万颗电芯，需要两个班次也就是8到10人，而无人车间一天可分容100万颗电芯，不需要人。分容之后要进行OCV3的检测，整个过程共对电池筛选四次，确保最终产品质量的一致性。

最后环节：分选，就是把电芯按等级区分。同一品质下，为了确保电池一致性，比克按照容量，电压和内阻的区别将其细分，把性能相近的电池进归为一档，实现了比克电池安全、可靠、一致性优的产品特点。