第一集介绍了汽车动力电池有卷绕和叠片两种工艺:
卷绕式是将隔膜、负极片、隔膜、正极片卷成电芯,如下图所示。
图4 卷绕式电芯
叠片式是将隔膜、负极片、隔膜、正极片、隔膜按顺序叠成电芯,如下图所示。
图2 叠片式电芯
01
区分电芯工艺的方法
区分电芯工艺是卷绕还是叠片的方法:
卷绕工艺的电芯,电芯的两侧是圆滑,没有切边,如下图所示:
图3 卷绕电芯
叠片工艺的电芯,电芯两侧是一层一层叠放的。
02
电芯卷绕的优缺点
电芯卷绕工艺的优点:
1)质量容易控制:
卷绕工艺技术成熟,工艺相对简单,质量相对容易控制;
2)生产效率高:
卷绕工艺技术成熟,卷绕速度快,易于自动化生产;
3)生产成本低:
工艺和设备成熟,卷绕工艺的生产成本相对较低;
电芯卷绕工艺的缺点:
1)内应力不均匀:
由于卷绕两侧存在“C角”问题,导致电池内部应力分布不均,可能影响电池性能和寿命;
2)能量密度相对低:
相比叠片,卷绕工艺的空间利用率和能量密度相对低;
03
电芯叠片的优缺点
电芯叠片工艺的优点:
1)结构稳定:
电芯极片叠放均匀,结构更稳定,可以提高电池的循环寿命;
2)能量密度高:
叠片可以有效利用电池内部空间,提高能量密度,相比卷绕工艺提高约5%
3)安全性高:
叠片电池受力均匀,两端不存在弯曲问题,电池安全性更高 ;
电芯叠片工艺的缺点:
1)生产效率相对低:
叠片工艺的生产,先需切片,再对齐叠放,生产效率相对低;
2)质量控制相对难:
切片容易出现毛刺,叠放的对齐精度要求高等问题,质量控制相对难;
3)成本相对高:
叠片工艺的设备成本较高,
并且生产效率低,质量控制难度大,所以成本相对卷绕高一点 。
04
电芯工艺发展趋势
消费类电池容量相对小,主流采用成熟的卷绕工艺;
汽车动力电池的电量需求大,随着电芯技术不断迭代升级,电芯的容量有增大的趋势,目前主流是150Ah~210Ah左右,电芯容量大有利于电池包集成开发和提高生产效率;
由于卷绕工艺的两侧存在“C角”,会导致应力分布不均,所以大容量电芯的工艺发展趋势是叠片。
电芯生产采用卷绕还是叠片工艺,与企业的设备投入和技术储备等息息相关。
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