鋰電池廠商解讀鋰電池卷繞和疊片兩種工藝技術(shù)

來源：存能電氣  日期：2019-11-08 10:38  瀏覽量：次

　　鋰電池廠商解讀鋰電池卷繞和疊片兩種工藝技術(shù)。鋰電池卷繞和疊片技術(shù)，如孿生兄弟爭(zhēng)斗，市場(chǎng)決定生死。鋰離子電芯核心制造工藝分為疊片工藝和卷繞工藝，主要是通過極片的裝配方式來區(qū)別。本文存能電氣鋰電池廠商將從卷繞和疊片兩種工藝的工藝、設(shè)備特點(diǎn)進(jìn)行分析。

　　鋰電池廠商解讀鋰電池卷繞和疊片兩種工藝技術(shù)

　　隨著手機(jī)、數(shù)碼產(chǎn)品、筆記本電腦、無人機(jī)、航模、電動(dòng)工具、軍工、新能源汽車、便攜式儲(chǔ)能、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域大量采用鋰電池作為電源，國內(nèi)鋰電池產(chǎn)業(yè)獲得了迅猛發(fā)展。作為鋰電池制造的重要環(huán)節(jié)，疊片與卷繞工藝備受學(xué)術(shù)界和商業(yè)界的廣泛關(guān)注。

　　卷繞工藝：如圓柱形電池，這種工藝是將原材料按負(fù)極、隔膜、正極、隔膜的順序疊在一起，通過卷繞法直接卷成圓柱形，再放在金屬外殼中；由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均一，充放電時(shí)電芯內(nèi)部反應(yīng)程度、速率不均；所以，對(duì)于較厚的卷繞電池而言，大倍率充放電后或者循環(huán)多次后，有變形的可能。而且，只能做成長方體電池。

　　鋰電池卷繞設(shè)備包括正負(fù)極片、隔膜自動(dòng)放卷，自動(dòng)除粉塵，正負(fù)極片自動(dòng)卷繞，粘貼終止膠帶，成品自動(dòng)下料，預(yù)壓稱重，貼二維碼等模塊。卷繞工藝中，極片隔膜制成電芯后，兩側(cè)邊緣位置的電極存在較大曲率，在充放電的過程中，易變形和扭曲，會(huì)導(dǎo)致鋰電池性能下降，甚至有安全隱患。此外電芯放電過程中，兩側(cè)電流分布不均，電壓極化較大，放電電壓不穩(wěn)。

　　疊片工藝：例如軟包形電池，靠的是“疊”，如“z”字形疊片，先把正負(fù)極原料裁切成同樣大小的矩形極片，再分別疊到隔膜上，隔膜“Z”字形穿行其間，隔開兩極，最后包上鋁塑包裝。

　　疊片工藝過程繁瑣，主要是極片與隔膜裁切成片。但極片分切合格率低，質(zhì)量（斷面、毛刺等）很難保持高度一致性，且對(duì)齊精度不夠。

　　動(dòng)力鋰電池從結(jié)構(gòu)上可分為卷繞和疊片兩種，從外殼材質(zhì)來分可分為金屬殼（鋼、鋁）和軟包（鋁塑膜）。國內(nèi)小廠主要選擇軟包疊片工藝制備，估計(jì)主要出發(fā)點(diǎn)還是還是降低設(shè)備要求，降低資金投入。而現(xiàn)在國內(nèi)主流大廠（BYD、力神、ATL等）都選用了金屬殼卷繞的工藝，設(shè)備投資較大，但可以提高自動(dòng)化程度，從而提高鋰電池一致性。

　　業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，疊片工藝可以更好的發(fā)揮大型鋰電芯優(yōu)勢(shì)，其在安全性、能量密度、工藝控制均比卷繞占據(jù)優(yōu)勢(shì)，因此對(duì)于動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域而言，疊片工藝是軟包電池長期發(fā)展的應(yīng)用趨勢(shì)毋庸置疑。

　　軟包動(dòng)力電池企業(yè)選擇從疊片工藝向卷繞工藝轉(zhuǎn)向的原因

　　一是，憑借高能量密度優(yōu)勢(shì)，軟包電池在動(dòng)力市場(chǎng)的滲透率迅速攀升。數(shù)據(jù)顯示，2018年第一季度，軟包電池出貨量約1.2GWh，出貨占比14%，較同比去年大幅增漲。疊片效率無法很好滿足電池企業(yè)需求。

　　二是，從選擇轉(zhuǎn)向卷繞工藝的原因來看，不論是半自動(dòng)還是全自動(dòng)卷繞，都可以較快速且高質(zhì)量的完成，生產(chǎn)控制也相對(duì)簡(jiǎn)單。同時(shí)，后續(xù)的分切方便，極片合格率高。

　　三是，卷繞工藝相比于疊片工藝成本要低。

　　總的來說，鋰電芯卷繞效率高，工藝簡(jiǎn)單，但電芯品質(zhì)不如疊片。雖然疊片機(jī)可通過多工位提升效率，然總體上成本依舊高昂，電芯一致性差，在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力還是薄弱些，只能限定一小部分使用。