電芯激活的過(guò)程——化成

化成是對(duì)注液后的電芯進(jìn)行激活的過(guò)程，通過(guò)充放電使電芯內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成SEI膜(SEI膜：是鋰電池首次循環(huán)時(shí)由于電解液和負(fù)極材料在固液相間層面上發(fā)生反應(yīng)，所以會(huì)形成一層鈍化膜，就像給電芯鍍了一層面膜。)，保證后續(xù)電芯在充放電循環(huán)過(guò)程中的安全、可靠和長(zhǎng)循環(huán)壽命。將電芯的性能激活，還要經(jīng)過(guò)X-ray監(jiān)測(cè)、絕緣監(jiān)測(cè)、焊接監(jiān)測(cè)，容量測(cè)試等一系列“體檢過(guò)程”。

化成工序當(dāng)中還包括，對(duì)電芯“激活”后第二次灌注電解液、稱重、注液口焊接、氣密性檢測(cè);自放電測(cè)試高溫老化及靜置保證了產(chǎn)品性能。

所有制造好后的每一個(gè)電芯單體都具有一個(gè)單獨(dú)的二維碼，記錄著出生日期，制造環(huán)境，性能參數(shù)等等。強(qiáng)大的追溯系統(tǒng)可以將任何信息記錄在案。如果出現(xiàn)異常，可以隨時(shí)調(diào)取生產(chǎn)信息;同時(shí)，這些大數(shù)據(jù)可以針對(duì)性地對(duì)后續(xù)改良設(shè)計(jì)做出數(shù)據(jù)支持。

單個(gè)的電芯是不能使用的，只有將眾多電芯組合在一起，再加上保護(hù)電路和保護(hù)殼，才能直接使用。這就是所謂的電池模組。

電池模組(module)是由眾多電芯組成的。需要通過(guò)嚴(yán)格篩選，將一致性好的電芯按照精密設(shè)計(jì)組裝成為模塊化的電池模組，并加裝單體電池監(jiān)控與管理裝置。CATL的模組全自動(dòng)化生產(chǎn)產(chǎn)線，全程由十幾個(gè)精密機(jī)械手協(xié)作完成。另外，每一個(gè)模組都有自己固定的識(shí)別碼，出現(xiàn)問(wèn)題可以實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的追溯。

從簡(jiǎn)單的一顆電芯到電池包的生產(chǎn)過(guò)程也是相當(dāng)復(fù)雜，需要多道工序，一點(diǎn)不比電芯的制造過(guò)程簡(jiǎn)單。

上料

將電芯傳送到制定位置，機(jī)械手自動(dòng)抓取送入模組裝配線。

在寧德時(shí)代的車間內(nèi)從自動(dòng)搬運(yùn)材料到為設(shè)備喂料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)電芯表面進(jìn)行清洗(CATL寧德時(shí)代采用的是等離子處理技術(shù)保證清潔度)。這里采用離子清潔，保證在過(guò)程中的污染物不附著在電芯底部。

為什么要采用等離子清洗技術(shù)?原因在于，等離子清洗技術(shù)是清洗方法中最為徹底的剝離式清洗方式，其最大優(yōu)勢(shì)在于清洗后無(wú)廢液，最大特點(diǎn)是對(duì)金屬、半導(dǎo)體、氧化物和大多數(shù)高分子材料等都能很好地處理，可實(shí)現(xiàn)整體和局部以及復(fù)雜結(jié)構(gòu)的清洗。

等離子清洗過(guò)程

將電芯組合起來(lái)——電芯涂膠

電芯組裝前，需要表面涂膠。涂膠的作用除了固定作用之外，還能起到絕緣和散熱的目的。CATL寧德時(shí)代采用國(guó)際上最先進(jìn)的高精度的涂膠設(shè)備以及機(jī)械手協(xié)作，可以以設(shè)定軌跡涂膠，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控涂膠質(zhì)量，確保涂膠品質(zhì)，進(jìn)一步提升了每組不同電池模組的一致性。

電芯的涂膠過(guò)程

給電芯建個(gè)家——端版與側(cè)板的焊接

電池模組多采用鋁制端板和側(cè)板焊接而成，通過(guò)機(jī)器人進(jìn)行層壓和端板、側(cè)板焊接處理。

線束隔離板裝配

焊接監(jiān)測(cè)系統(tǒng)準(zhǔn)確定位焊接位置后，綁定線束隔離板物料條碼至MES生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)，生成單獨(dú)的編碼以便追溯。打碼后通過(guò)機(jī)械手將線束隔離板自動(dòng)裝入模組。

線束隔離板的安裝過(guò)程

完成電池的串并聯(lián)——激光焊接

通過(guò)自動(dòng)激光焊接，完成極柱與連接片的連接，實(shí)現(xiàn)電池串并聯(lián)。

下線前的重要一關(guān)——下線測(cè)試

下線前對(duì)模組全性能檢查，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。標(biāo)準(zhǔn)化的模組設(shè)計(jì)原理可以定制化匹配不同車型，每個(gè)模塊還能夠安裝在車內(nèi)最佳適合空間和預(yù)定位置。

每個(gè)電池包包含了若干電池單元，與連接器、控制器和冷卻系統(tǒng)集成到一起，外覆鋁殼包裝。通過(guò)螺栓自動(dòng)固緊，由電氣連接器相連，即使發(fā)生故障，僅需更換單獨(dú)的模組即可，不必更換整個(gè)電池組，維修工作量和危險(xiǎn)性大大降低，更換模組僅需把冷卻系統(tǒng)拆解，并不涉及其他構(gòu)件。

其實(shí)，電動(dòng)汽車從最初的設(shè)計(jì)階段就要通過(guò)各種方法，最大程度保證安全性。然而，再完美的設(shè)計(jì)還得經(jīng)過(guò)實(shí)踐測(cè)試的考量。在寧德時(shí)代，只有成功通過(guò)這些磨練的電池產(chǎn)品，才能被放行使用。

590攝氏度火燒測(cè)試

590攝氏度火燒電池是什么概念?我們知道金星的地面溫度是464攝氏度，在這樣的高溫下，鉛、鋅等金屬材料早已熔化。但是，電池組卻要在這樣的高溫下進(jìn)行“生存”挑戰(zhàn)。

在安全性能方面國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)是外部燃燒130秒，電池不起火、不爆炸。然而，作為行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)CATL寧德時(shí)代卻有著更高的要求，不僅做到了外部燃燒130秒后電池依然可以正常工作，的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，更達(dá)到了在590攝氏度的情況下連續(xù)燃燒1小時(shí)后，電池依然沒(méi)有爆炸危險(xiǎn)。

連續(xù)21小時(shí)振動(dòng)試驗(yàn)

在日常用車當(dāng)中，免不了要通過(guò)一些顛簸路面，電池產(chǎn)生的振動(dòng)可能會(huì)引發(fā)質(zhì)量不過(guò)關(guān)的電池產(chǎn)品固定不良，零部件松動(dòng)，甚至外殼破裂最后引發(fā)安全失效的等情況。

所以我們需要模擬車輛震動(dòng)對(duì)電池包產(chǎn)生的影響。振動(dòng)臺(tái)用來(lái)模擬電池包在實(shí)際使用中會(huì)遇到的顛簸路況，環(huán)境箱用來(lái)提供不同的溫度環(huán)境，充放電機(jī)則用以提供充放電的實(shí)際工作情況。這三部分組成了帶溫度帶負(fù)載的振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，真實(shí)模擬了實(shí)車使用時(shí)的情景。

寧德時(shí)代的一座推力20噸的振動(dòng)臺(tái)，用來(lái)模擬電池包在實(shí)際使用中會(huì)遇到的顛簸路況，但其振動(dòng)強(qiáng)烈程度更甚于實(shí)際路況。在試驗(yàn)中，電池包一秒鐘要被振動(dòng)200下，而電芯模組則要被振動(dòng)2000下。更加嚴(yán)苛的是電池包需要在-30℃至60℃的環(huán)境條件下，連續(xù)隨機(jī)振動(dòng)21小時(shí)，這樣可等效模擬數(shù)十萬(wàn)公里的行車疲勞情況。

加速度達(dá)到100G的撞擊測(cè)試

與振動(dòng)試驗(yàn)類似，沖擊測(cè)試用以測(cè)試電池包的機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，其模擬車輛通過(guò)路障時(shí)，瞬間顛簸對(duì)電池包結(jié)構(gòu)的沖擊。此外，在更換電池的過(guò)程中有萬(wàn)分之一的幾率遇到電池跌落的情況。所謂不怕一萬(wàn)就怕萬(wàn)一，CATL寧德時(shí)代將電池從1米高度進(jìn)行自由落體測(cè)試，且保證各項(xiàng)功能依然正常。

在寧德時(shí)代的沖擊測(cè)試中，最高加速度可高達(dá)100G。要知道一般人的心臟承受的最大加速度為50G。而目前有記錄的，人體能承受的加速度極限約為40G。在如此強(qiáng)烈的加速度沖擊下，電池包依然運(yùn)行正常。

最貼近真實(shí)事故的擠壓測(cè)試

擠壓測(cè)試用于模擬電池在交通事故時(shí)受到擠壓的情況，隨著電池變形程度的增加，正負(fù)極集流體會(huì)首先被撕裂。在短路點(diǎn)產(chǎn)生非常大的電流，熱量集中釋放，引起短路點(diǎn)的溫度急劇上升，因此很容易引發(fā)熱失控，進(jìn)而引起起火或爆炸。

與現(xiàn)實(shí)車禍?zhǔn)鹿首顬橘N近的擠壓測(cè)試

在擠壓測(cè)試找那個(gè)電池包外殼出現(xiàn)了明顯的變形，內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞，電芯被內(nèi)部零部件刺破，出現(xiàn)高壓短路，造成熱失控。對(duì)于擠壓測(cè)試的通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)一般是不起火、不爆炸。而寧德時(shí)代的電池產(chǎn)品，甚至可以再擠壓變形的情況下，繼續(xù)正常工作。

在寧德時(shí)代的擠壓試驗(yàn)中，施加給電池包的力是十噸。12米大巴車重量為7噸，加上乘客和行李的重量接近10噸，也就是說(shuō)這至少可以模擬一輛12米大巴車撞擊時(shí)的擠壓。

結(jié)束語(yǔ)：

自此經(jīng)過(guò)數(shù)不清的復(fù)雜加工工藝和檢測(cè)測(cè)試流程，一塊印有CATL LOGO的成品車用電池單元終于誕生了，但是對(duì)于質(zhì)量的把控來(lái)說(shuō)這并沒(méi)有結(jié)束，為了把控在日常使用時(shí)的質(zhì)量和品質(zhì)，所有的成品電池和電芯都有自己獨(dú)一無(wú)二的編碼，如果未來(lái)那塊電池甚至那顆電芯出現(xiàn)故障，可以追溯到那條生產(chǎn)線甚至那一批原料。對(duì)于電池這種帶有一定危險(xiǎn)性的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，質(zhì)量永遠(yuǎn)是最重要的一環(huán)。

目前CATL已經(jīng)形成了從原料的開(kāi)采到后期回收，一套完善的鏈條體系。而與寶馬、奔馳等國(guó)際企業(yè)的合作關(guān)系，再次證明了其產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)。產(chǎn)品的穩(wěn)定性和好口碑，是取勝的關(guān)鍵，但在新能源行業(yè)當(dāng)中逆水行舟不進(jìn)則退，未來(lái)需要不斷推出有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，才能始終挺立在業(yè)界最高峰。