在锂电池生产工艺中,卷绕一直占据主流,叠片处在次要位置。毕竟在电芯的空间利用率、电芯寿命、电芯制造效率和制造投资这方面卷绕还是占据优势,随着技术发展叠片的优势慢慢体现出来,即将进入“叠”时代!
卷绕工艺
将大卷分切成小片,通过卷绕机把正极板、负极板、隔离膜卷成电芯,最终形成串联式。
叠片工艺
将激光刀模、五金模把极片模切成小片,通过Z字型或其它方式叠片成型电芯,最终形成并联式。
卷绕形态:圆柱和方形
圆柱
圆柱
方形
叠片形态:Z字型、制袋、高速翻转、热复合型
Z字型
制袋
高速翻转
热复合型
电流传递差异
卷绕/叠片
卷绕/叠片
卷绕
生产效率高、自动化程度高
内阻大(类似串联型式),不易制作高倍率电池
边角有应力,易变形、贴合不佳
叠片
生产效率慢、对制程控制要求高
内阻小(并联)
贴合佳
空间利用率
卷绕R角部有弧度,空间利用率低
叠片充分利用电池空间
结构
电池使用过程中,锂离子的脱嵌使正负极板发生膨胀,卷绕R处内外应力不一致,产生形变,使电流分布不均,加速电池内部结构不稳定。R角处涂层材料发生较大弯曲变形时会发生掉粉、毛刺等问题,并产生不同的金属屑威胁产品安全。
形变
弯折区域掉料
金属屑物质
叠片工艺在电池脱嵌使用中,虽然也会膨胀,但总体来说,每层膨胀力相近,因此可保持界面平整。
随着叠片技术的成熟,效率上已经缩短和卷绕的差异,选择性更宽泛,综合效率和品控未来可期!