Bên trong dây chuyền sản xuất pin Blade, 1 mét khối sẽ không được có quá 1 hạt bụi bằng đường kính của sợi tóc, độ ẩm luôn được duy trì ở mức dưới 1% và nhiệt độ môi trường cố định ở mức 25oC – những quy định này phần nào nói lên sự nghiêm ngặt của nhà máy.
Với ô tô điện thì bộ phận quan trọng được chú ý chính là khối pin. Cũng bởi lý do này mà các nhà sản xuất chạy đua nghiên cứu, ứng dụng công nghệ nhằm phát triển các dòng pin có mật độ năng lượng cao, đồng thời phải an toàn và chi phí sản xuất hợp lý.
Trong cuộc cạnh tranh ấy, dường như phần thắng đang nghiêng về những công ty có lịch sử trong lĩnh vực công nghệ, thay vì các hãng xe truyền thống. Đặc biệt, BYD nhanh chóng vươn lên trở thành hãng xe năng lượng mới số 1 thế giới. Nhìn vào lịch sử hình thành và phát triển của BYD thì không khó để giải thích cho thành tích này.
Nhà máy 1 triệu m2, hạt bụi cũng được kiểm soát
Tọa lạc tại thành phố Trùng Khánh (Trung Quốc), nhà máy FinDreams Battery chính là công xưởng sản xuất pin Blade – loại pin an toàn hàng đầu thế giới của BYD. Với diện tích khoảng 1 triệu m2, nhà máy bao gồm 18 cơ sở sản xuất và 3 trung tâm R&D cùng tổng vốn đầu tư hơn 2,5 tỷ USD. Tại đây cũng có khoảng 17.000 nhân viên đang làm việc. Năng lực sản xuất của nhà máy đạt 200 GWH vào năm 2022 và theo kế hoạch phát triển mở rộng, FinDreams Battery dự kiến đạt khả năng sản xuất 550 GWH vào năm 2025, hướng đến con số 600-800 GWH trong tương lai.
Năng lực sản xuất của nhà máy FinDreams Battery đạt 200 GWH vào năm 2022
Thực tế, BYD đã có lịch sử 20 năm trong lĩnh vực nghiên cứu, phát triển và sản xuất pin độc lập, tự chủ 100%. Trước khi bùng nổ với ngành công nghiệp xe điện thì từ năm 1996 thương hiệu này đã đặt chân vào lĩnh vực pin lithium-ion và trở thành nhà cung cấp pin cho nhiều thương hiệu điện thoại di động nổi tiếng trong đó có Motorola, Nokia…
BYD là một trong số nhà sản xuất ô tô hiếm hoi làm chủ và tự chủ cả về công nghệ cũng như sản xuất pin. Để có kết quả ấy, hãng đã mạnh tay đầu tư phát triển công nghệ mà nòng cốt là Viện nghiên cứu FinDreams Battery, quy tụ hơn 400 tiến sĩ, hơn 7.000 nhân viên nghiên cứu và phát triển, và hơn 6.600 đơn xin cấp bằng sáng chế. Bộ dây chuyền sản xuất pin Blade tại nhà máy cũng tuân thủ nhiều quy chuẩn nghiêm ngặt. Chẳng hạn các hạt bụi mịn 5 micron không vượt quá 29 hạt/m3, nhiệt độ môi trường giữ ở mức không đổi 25oC, độ ẩm tổng thể bên trong khu vực sản xuất luôn được duy trì ở mức dưới 1% – so sánh với độ ẩm không khí ngoài môi trường sẽ dao động khoảng 40% đến 70% để dễ dàng thấy được tiêu chuẩn nghiêm ngặt của nhà máy.
Quy trình sản xuất pin BYD Blade tại FinDreams Battery
Quá trình sản xuất pin Blade được chia thành 8 công đoạn. Trước khi bước vào công đoạn đầu tiên, việc lựa chọn nguyên liệu đóng vai trò tiên quyết. Thay vì sử dụng cobalt hay nickel như các loại pin truyền thống, BYD dùng nguyên liệu đầu vào thân thiện với môi trường như sắt, phốt-pho.
Giai đoạn đầu tiên là trộn bùn anode. Vật liệu anode gồm graphite, nước siêu tinh khiết, chất kết dính dẫn điện và các chất kết dính khác được đưa vào máy trộn. Hỗn hợp sau đó được lọc và khử từ đầy đủ, lưu trữ trong bể.
Trộn bùn anode – công đoạn đầu tiên trong quy trình sản xuất pin Blade
Hỗn hợp trên sau khi được trộn sẽ chuyển sang công đoạn phủ. Điện cực được phủ cả ở mặt sau và nung qua 2 chu kỳ. Đặc biệt, lò nung của BYD là lò dài nhất châu Á với độ dài 70 m, được lắp ráp từ 14 phần. Mỗi phần có bộ điều khiển nhiệt độ độc lập và được chia thành hai lớp, có thể điều chỉnh và kiểm soát tốc độ hoạt động từ 60-80 m/ phút. Bùn được phủ đều lên bề mặt lá đồng thông qua 8 đầu phun chính xác, giúp phủ kín các khe hở. Quá trình này sử dụng camera CCD độ chính xác cao nhằm phát hiện độ dày của toàn bộ đường điện cực.
Nguyên liệu graphite sẽ nở ra sau hai chu kỳ nung nên cần phải trải qua quá trình cán mỏng hai lần để đạt được độ dày tiêu chuẩn 128 µm (micromet) tương đương 0,128 mm. Các điện cực đạt tiêu chuẩn sẽ được chuyển đến công đoạn tiếp theo – xếp chồng. Các cell pin được sắp xếp chồng lên nhau để tạo thành một bộ pin hoàn chỉnh. Đây là một trong những tinh hoa công nghệ và bí mật của BYD nhằm tạo ra các khối pin mỏng, có mật độ năng lượng rất cao trên một đơn vị thể tích.
Từng bộ pin Blade đều được kiểm tra kỹ càng sau khi sản xuất
Sau khi xếp chồng, cell pin sẽ được chuyển trên băng chuyền đến quy trình lắp ráp đầu tiên: lắp ráp tấm bên. Chồng điện cực bao gồm 39 lá đồng và 38 lá nhôm, tạo thành nguyên mẫu của cell pin. Chồng điện cực rất mềm nên cần lắp ráp các tấm bên và miếng đệm để bảo vệ cũng như cố định. Tiến trình tiếp theo là hàn, nhà máy sử dụng công nghệ hàn siêu âm với quy trình FTT. Sau đó chuyển qua bọc với màng cách điện PET. Bước tiếp theo, chồng điện cực sẽ được đẩy chậm rãi theo chiều ngang vào vỏ nhôm trong 8 lần, đây cũng là bước khó nhất trong quy trình lắp ráp. Các bộ phận tiếp tục được hàn và tiến hành kiểm tra độ kín của cell pin bằng khí Helium.
Sau khi lắp ráp, pin sẽ được nung trong 6-8 giờ ở nhiệt độ 100oC nhằm loại bỏ độ ẩm dư thừa bên trong tế bào pin. Cuối cùng, cell pin được bơm chất điện phân bởi bơm dạng ống, chuyển qua bịt kín bằng đinh cao su và gửi đến xưởng thử nghiệm để kiểm tra.
Pin Blade – độ an toàn được kiểm chứng bởi hơn 3 triệu xe bán ra trong năm 2023
Một trong những thử nghiệm nổi tiếng với dòng pin Blade là cho vật nhọn đâm xuyên và kết quả là không sinh nhiệt, xì khói hay phát nổ. Ngoài ra, dòng pin này cũng được kiểm chứng an toàn ngay cả khi đặt trong môi trường 300oC và bị sạc quá 250% công suất. Trong các thử nghiệm về tác động bên ngoài, pin Blade tỏ ra vượt trội khi duy trì nhiệt độ ổn định dưới 60oC và không có phản ứng gây ra khói hoặc lửa.
Pin Blade của BYD đã chứng minh là dòng pin ưu việt và an toàn hàng đầu thế giới. Do đó, pin Blade không chỉ được trang bị trên xe BYD mà còn được rất nhiều hãng xe khác sử dụng. Đây cũng là một trong những công nghệ cốt lõi đưa BYD cán mốc doanh số hơn 3 triệu xe năng lượng mới bán ra trong năm 2023.
Nhiều hãng xe điện khác hiện đang sử dụng pin Blade và mong muốn có được công nghệ sản xuất loại pin này
Điểm quan trọng cuối cùng, quy trình sản xuất pin Blade đặc biệt thân thiện với môi trường, từ khâu lựa chọn nguyên liệu cho đến các công đoạn và thành phẩm. Điều này góp phần thể hiện cam kết mạnh mẽ của BYD trong hành trình tiên phong tạo nên dấu chân xanh từ các giải pháp năng lượng sạch, góp phần giảm thải hiệu ứng nhà kính toàn cầu với mục tiêu “Chung tay làm mát Trái Đất thêm 1°C” (Cool the Earth by 1°C).