在動(dòng)力電池制造工藝領(lǐng)域，
我們常會(huì)聽到“卷繞”與“疊片”等詞，這是電池的兩個(gè)生產(chǎn)工藝，二者之間有什么區(qū)別呢？
從工藝原理上講，疊片工藝是把正負(fù)極片裁剪成所需尺寸，然后將它們與隔膜疊合在一起，形成小型電芯單體，接著小電芯單體疊放并聯(lián)形成電池模組。
而卷繞工藝則是通過固定卷針將完成分條的正負(fù)極片、隔膜，按順序卷繞，擠壓成圓柱、橢圓柱或方形。
然后，將卷好的極片放在方形或圓柱形金屬外殼里。
極片尺寸和卷繞圈數(shù)由電池容量決定。
從電學(xué)性能差異上分析
其一，內(nèi)阻。疊片工藝制造的電池內(nèi)部電阻較低。疊片工藝采用多個(gè)極耳并聯(lián)焊接，減少了鋰離子的遷移路徑。降低電芯使用時(shí)的發(fā)熱情況。電芯初始能量密度衰減慢。而卷繞工藝制造的電池采用單極耳輸出電流。
內(nèi)阻較高，衰減較快。
其二，循環(huán)壽命。疊片工藝制造的電池有良好的散熱性能，散熱分布均勻。而卷繞工藝制造的電池由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)與機(jī)械呈梯度性變化，散熱方向不均勻。這導(dǎo)致電池在使用中容易出現(xiàn)容量衰減較快的現(xiàn)象。造成電池的循環(huán)周期偏短。
其三，電極片機(jī)械應(yīng)力。兩種工藝還存在機(jī)械應(yīng)力方面差異。疊片工藝制造的電極片之間受力區(qū)域相同。
無明顯應(yīng)力集中點(diǎn)，充放電過程極片材料層不易損壞。而卷繞工藝制造的電芯在彎折處產(chǎn)生應(yīng)力集中。容易在電信號(hào)的刺激下發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞、短路和鋰金屬析出等問題。從而影響電池循環(huán)的壽命。
其四，電池倍率性能。疊片工藝制造的電池相對(duì)于卷繞工藝具有更好的倍率性能。短時(shí)間內(nèi)能更快地完成大電流放電。這是因?yàn)榀B片工藝是多個(gè)極片并聯(lián)，增加了電流通道。
其五能量密度設(shè)計(jì)差異：疊片工藝能更好地利用封裝空間。增加有效材料的填充。因此疊片工藝制造的電池能量密度更高。而卷繞工藝由于電極片彎曲的圓形結(jié)構(gòu)、及雙隔膜結(jié)構(gòu)。空間利用率不高，能量密度較低。
工藝優(yōu)勢
疊片工藝優(yōu)勢：
容量密度高。疊片工藝能夠更好地利用內(nèi)部空間，同體積下比卷繞容量更高。能量密度高。
疊片工藝制造的電池具有更高的放電平臺(tái)和體積比容量，因此能量密度更高。
尺寸靈活。疊片工藝可以根據(jù)鋰電池的尺寸設(shè)計(jì)極片的尺寸，可以做成任意形狀。
卷繞工藝優(yōu)勢：
點(diǎn)焊容易。卷繞工藝只需要對(duì)每個(gè)鋰電池進(jìn)行兩處點(diǎn)焊，操作簡單。
生產(chǎn)控制簡單。卷繞工藝一個(gè)電池兩個(gè)極片，易于控制。
分切方便。每個(gè)電芯只需進(jìn)行一次正負(fù)極的分切，難度系數(shù)小、良品率高。
工藝劣勢
疊片工藝劣勢：
容易虛焊。由于需要將多層正負(fù)極極耳焊接在一起，操作難度較大且容易虛焊。
設(shè)備效率低。
目前國內(nèi)疊片機(jī)的效率通常為0.8秒每片。億鑫豐單雙工位疊片機(jī)目前可達(dá)到0.5秒每片。與進(jìn)口疊片機(jī)的0.17秒每片差距較大。
卷繞工藝劣勢：
內(nèi)阻較高且極化大。由于卷繞工藝正負(fù)極只有單一極耳。一部分電壓會(huì)被消耗在電池內(nèi)部極化過程中。
導(dǎo)致電池充放電倍率性能較差。
散熱效果不佳。卷繞工藝不易操作電芯間的熱隔離措施。處理不當(dāng)容易導(dǎo)致局部過熱，進(jìn)而引發(fā)熱失控。
電池厚度難以控制。由于卷繞工藝制造的電芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均一。極耳、隔膜收尾及電芯兩側(cè)的厚度容易不均。
以上就是疊片與卷繞工藝的區(qū)別。
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