鋰電池研發(fā)制造廠(chǎng)家關(guān)于疊片和卷繞技術(shù)分析

隨著(zhù)手機、數碼產(chǎn)品、筆記本電腦、無(wú)人機、航模、電動(dòng)工具、軍工、新能源汽車(chē)、便攜式儲能、醫療設備等領(lǐng)域大量采用鋰電池作為電源，國內鋰電池產(chǎn)業(yè)獲得了迅猛發(fā)展。作為鋰電池制造的重要環(huán)節，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。

目前，我國鋰電池生產(chǎn)廠(chǎng)家主要集中在廣東省沿海區域。其中，格瑞普電池也是其中的佼佼者，今天我們來(lái)分享一下關(guān)于卷繞和疊片兩種工藝及其特點(diǎn)。

關(guān)于疊片與卷繞

卷繞工藝：如圓柱形電池，這種工藝是將原材料按負極、隔膜、正極、隔膜的順序疊在一起，通過(guò)卷繞法直接卷成圓柱形，再放在金屬外殼中；

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(kāi)兩極，最后包上鋁塑包裝；

卷繞工藝

1、內阻較高

通常情況下正負極都只有單一極耳。

2、高倍率放電容量少

單一極耳難以大電流充分完成放電。

3、放電平臺低

由于內阻高極化大，一部分電壓被消耗于電池內部極化，因而放電平臺略低。

4、容量密度低

由于極耳厚度、電芯兩邊為圓形、收尾的兩層隔膜要白白占據厚度等原因導致內部空間沒(méi)有被完全利用，體積比容量因此略低。

5、能量密度低

由于體積比容量較低以及放電平臺較低這兩個(gè)原因，致使能量密度也不及疊片工藝電池。

6、適用范圍較窄

對于超薄電池，極耳厚度占據空間比例過(guò)大進(jìn)而影響電池容量。

7、適用厚度窄，厚度難以控制

對于超薄電池，極耳厚度占據空間比例過(guò)大會(huì )進(jìn)而影響電池容量。對于超厚電池，不僅卷繞起來(lái)極片太長(cháng)難以控制，且電池兩側空間無(wú)法得到充分利用，也會(huì )降低電池容量。而且厚度難以控制，由于電芯內部結構不均一，極耳處、隔膜收尾處、電芯的兩邊都是容易超厚的位置。

8、電池形狀單一，容易變形、只能做成常規電池

由于內部結構不均一，充放電時(shí)電芯內部反應程度、速率不均；所以，對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(cháng)方體電池。

疊片工藝

1、內阻較低

相當于多個(gè)小極片并聯(lián)，降低了內阻。

2、高倍率放電容量多

多極片并聯(lián)更容易在短時(shí)間完成大電流放電。

3、放電平臺高

內阻較低極化較小，因而放電平臺會(huì )高于卷繞電池而更接近材料的自身放電平臺。

4、容量密度高

電池內部空間利用充分，因而與卷繞工藝相比，體積比容量更高。

5、能量密度高

放電平臺和體積比容量都高于卷繞工藝電池，所以能量密度也相應較高。

6、適用范圍較寬

不論是做成超薄電池還是超厚電池，疊片工藝都可以勝任。

7、厚度便于控制、不容易變形

電芯內部結構一致，電池各個(gè)部位厚度也相應的一致，因此容易控制其厚度。同時(shí)，內部結構統一，反應速率相對一致，即使厚電芯也不容易變形。

8、尺寸靈活、適用于高倍率電池、異形電池、動(dòng)力電池等

可以根據電池尺寸來(lái)設計每個(gè)極片尺寸，從而電池可以做成任意形狀。

疊片的好處

1、鋰離子工作一段時(shí)間后，正負極極片均會(huì )出現一定程度的膨脹，卷繞法的電池在拐角處，由于內外膨脹程度不同，會(huì )出現波浪狀變形，使得電池內部結構不穩定，嚴重時(shí)還可能發(fā)生斷裂，引發(fā)事故；

2、疊片的電池，每層只會(huì )上下膨脹，內部結構依然保持平整，相比之下也更安全，在震動(dòng)、擠壓、浸水、針刺等安全性測試中，電池均超過(guò)國標要求。此外，疊片法由于各個(gè)正負極片之間互相隔絕，所以每個(gè)極片都要安裝一個(gè)極耳，然后分別焊接在一起，形成最終的正負極；

3、但卷繞法為了減少工序，只會(huì )隔幾層才安裝一個(gè)極耳，總數通常只有前者的一半，然而，極耳充當著(zhù)電池的導線(xiàn)，疊片法因為有更多的極耳，其橫截面也就比卷繞法的大，電阻也跟著(zhù)降低，那么電池在工作時(shí)產(chǎn)生的熱量也會(huì )更少，更不容易膨脹。

4、由于目前電動(dòng)汽車(chē)使用的方形電池，但是方殼電池體積較大，卷繞法必然會(huì )在四個(gè)邊角形成弧度，在方殼內產(chǎn)生空隙，而疊片法則可以充分利用空間，盡量填滿(mǎn)方殼，能量密度相比前者會(huì )高出百分之5左右。

動(dòng)力電池電芯制作方式是疊片好還是卷繞更好呢？

對于消費類(lèi)電池而言，相比于電池容量、性能更注重效率的提升，因此客戶(hù)會(huì )有卷繞工藝的需求。但是對于動(dòng)力電池而言，考慮未來(lái)電芯做大做強，業(yè)內人士普遍認為，疊片工藝可以更好的發(fā)揮大型電芯優(yōu)勢，其在安全性、能量密度、工藝控制均比卷繞占據優(yōu)勢，因此對于動(dòng)力電池領(lǐng)域而言，疊片工藝是軟包電池長(cháng)期發(fā)展的應用趨勢毋庸置疑。同時(shí)疊片工藝可以更好控制電芯良率，最重要的是追求高能量密度，因此疊片工藝是未來(lái)最好的選擇。

格瑞普對鋰電池疊片卷繞關(guān)鍵技術(shù)的解碼，為中國鋰電池制造行業(yè)智見(jiàn)未來(lái)?；蛟S，選擇沒(méi)有對或錯，卷繞和疊片，還是由市場(chǎng)來(lái)決定。