鋰電池研發(fā)制造廠家關于疊片和卷繞技術分析

隨著手機、數碼產品、筆記本電腦、無人機、航模、電動工具、軍工、新能源汽車、便攜式儲能、醫(yī)療設備等領域大量采用鋰電池作為電源，國內鋰電池產業(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術界和商業(yè)界的廣泛關注。

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

關于疊片與卷繞

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大進而影響電池容量。

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大會進而影響電池容量。對于超厚電池，不僅卷繞起來極片太長難以控制，且電池兩側空間無法得到充分利用，也會降低電池容量。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(guī)電池

由于內部結構不均一，充放電時電芯內部反應程度、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，只能做成長方體電池。

疊片工藝

1、內阻較低

相當于多個小極片并聯，降低了內阻。

2、高倍率放電容量多

多極片并聯更容易在短時間完成大電流放電。

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，電池各個部位厚度也相應的一致，因此容易控制其厚度。同時，內部結構統(tǒng)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、動力電池等

可以根據電池尺寸來設計每個極片尺寸，從而電池可以做成任意形狀。

疊片的好處

1、鋰離子工作一段時間后，正負極極片均會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，會出現波浪狀變形，使得電池內部結構不穩(wěn)定，嚴重時還可能發(fā)生斷裂，引發(fā)事故；

2、疊片的電池，每層只會上下膨脹，內部結構依然保持平整，相比之下也更安全，在震動、擠壓、浸水、針刺等安全性測試中，電池均超過國標要求。此外，疊片法由于各個正負極片之間互相隔絕，所以每個極片都要安裝一個極耳，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，只會隔幾層才安裝一個極耳，總數通常只有前者的一半，然而，極耳充當著電池的導線，疊片法因為有更多的極耳，其橫截面也就比卷繞法的大，電阻也跟著降低，那么電池在工作時產生的熱量也會更少，更不容易膨脹。

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

動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，因此客戶會有卷繞工藝的需求。但是對于動力電池而言，考慮未來電芯做大做強，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，因此對于動力電池領域而言，疊片工藝是軟包電池長期發(fā)展的應用趨勢毋庸置疑。同時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最好的選擇。

格瑞普對鋰電池疊片卷繞關鍵技術的解碼，為中國鋰電池制造行業(yè)智見未來。或許，選擇沒有對或錯，卷繞和疊片，還是由市場來決定。