锂电池厂商解读锂电池卷绕和叠片两种工艺技术

来源：存能电气  日期：2019-11-08 10:38  浏览量：次

　　锂电池厂商解读锂电池卷绕和叠片两种工艺技术。锂电池卷绕和叠片技术，如孪生兄弟争斗，市场决定生死。锂离子电芯核心制造工艺分为叠片工艺和卷绕工艺，主要是通过极片的装配方式来区别。本文存能电气锂电池厂商将从卷绕和叠片两种工艺的工艺、设备特点进行分析。

　　锂电池厂商解读锂电池卷绕和叠片两种工艺技术

　　随着手机、数码产品、笔记本电脑、无人机、航模、电动工具、军工、新能源汽车、便携式储能、医疗设备等领域大量采用锂电池作为电源，国内锂电池产业获得了迅猛发展。作为锂电池制造的重要环节，叠片与卷绕工艺备受学术界和商业界的广泛关注。

　　卷绕工艺：如圆柱形电池，这种工艺是将原材料按负极、隔膜、正极、隔膜的顺序叠在一起，通过卷绕法直接卷成圆柱形，再放在金属外壳中；由于内部结构不均一，充放电时电芯内部反应程度、速率不均；所以，对于较厚的卷绕电池而言，大倍率充放电后或者循环多次后，有变形的可能。而且，只能做成长方体电池。

　　锂电池卷绕设备包括正负极片、隔膜自动放卷，自动除粉尘，正负极片自动卷绕，粘贴终止胶带，成品自动下料，预压称重，贴二维码等模块。卷绕工艺中，极片隔膜制成电芯后，两侧边缘位置的电极存在较大曲率，在充放电的过程中，易变形和扭曲，会导致锂电池性能下降，甚至有安全隐患。此外电芯放电过程中，两侧电流分布不均，电压极化较大，放电电压不稳。

　　叠片工艺：例如软包形电池，靠的是“叠”，如“z”字形叠片，先把正负极原料裁切成同样大小的矩形极片，再分别叠到隔膜上，隔膜“Z”字形穿行其间，隔开两极，最后包上铝塑包装。

　　叠片工艺过程繁琐，主要是极片与隔膜裁切成片。但极片分切合格率低，质量（断面、毛刺等）很难保持高度一致性，且对齐精度不够。

　　动力锂电池从结构上可分为卷绕和叠片两种，从外壳材质来分可分为金属壳（钢、铝）和软包（铝塑膜）。国内小厂主要选择软包叠片工艺制备，估计主要出发点还是还是降低设备要求，降低资金投入。而现在国内主流大厂（BYD、力神、ATL等）都选用了金属壳卷绕的工艺，设备投资较大，但可以提高自动化程度，从而提高锂电池一致性。

　　业内人士普遍认为，叠片工艺可以更好的发挥大型锂电芯优势，其在安全性、能量密度、工艺控制均比卷绕占据优势，因此对于动力锂电池领域而言，叠片工艺是软包电池长期发展的应用趋势毋庸置疑。

　　软包动力电池企业选择从叠片工艺向卷绕工艺转向的原因

　　一是，凭借高能量密度优势，软包电池在动力市场的渗透率迅速攀升。数据显示，2018年第一季度，软包电池出货量约1.2GWh，出货占比14%，较同比去年大幅增涨。叠片效率无法很好满足电池企业需求。

　　二是，从选择转向卷绕工艺的原因来看，不论是半自动还是全自动卷绕，都可以较快速且高质量的完成，生产控制也相对简单。同时，后续的分切方便，极片合格率高。

　　三是，卷绕工艺相比于叠片工艺成本要低。

　　总的来说，锂电芯卷绕效率高，工艺简单，但电芯品质不如叠片。虽然叠片机可通过多工位提升效率，然总体上成本依旧高昂，电芯一致性差，在市场上的竞争力还是薄弱些，只能限定一小部分使用。