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卷绕和叠片工艺的区别 新闻来源:    发布时间:2023-12-12 9:24:01   

在动力电池制造工艺领域,

我们常会听到“卷绕”与“叠片”等词,这是电池的两个生产工艺二者之间有什么区别

工艺原理上讲,叠片工艺把正负极片裁剪成所需尺寸,然后将它们与隔膜叠合在一起,形成小型电芯单体,接着小电芯单体叠放并联形成电池模组。

卷绕工艺则是通过固定卷针将完成分条的正极片、隔膜顺序卷绕,挤压成圆柱、椭圆柱或方形。

然后,将卷好的极片放在方形或圆柱形金属外壳里。

极片尺寸和卷绕圈数由电池容量决定。

电学性能差异上分析

其一,内阻。叠片工艺制造的电池内部电阻较低叠片工艺采用多个极耳并联焊接,减少了锂离子的迁移路径降低电芯使用时的发热情况电芯初始能量密度衰减慢。卷绕工艺制造的电池采用单极耳输出电流

内阻较高衰减较快

其二,循环寿命。叠片工艺制造的电池有良好的散热性能,散热分布均匀而卷绕工艺制造的电池由于内部结构与机械梯度性变化,散热方向不均匀这导致电池在使用中容易出现容量衰减较快的现象造成电池的循环周期偏短。

其三,电极片机械应力。两种工艺还存在机械应力方面差异叠片工艺制造的电极片之间受力区域相同

无明显应力集中点,充放电过程极片材料层不易损坏。而卷绕工艺制造的电芯在弯折处产生应力集中容易在电信号的刺激下发生结构性破坏、短路和锂金属析出等问题从而影响电池循环寿命。

其四,电池倍率性能。叠片工艺制造的电池相对于卷绕工艺具有更好的倍率性能短时间内能更快地完成大电流放电。这是因为叠片工艺多个极片并联,增加了电流通道。

其五能量密度设计差异:叠片工艺能更好地利用封装空间增加有效材料的填充因此叠片工艺制造的电池能量密度更高而卷绕工艺由于电极片弯曲的圆形结构、双隔膜结构空间利用率不高,能量密度较低。

工艺优势

叠片工艺优势:

容量密度高叠片工艺能够更好地利用内部空间,同体积下比卷绕容量更高。能量密度高

叠片工艺制造的电池具有更高的放电平台和体积比容量,因此能量密度更高

尺寸灵活叠片工艺可以根据锂电池的尺寸设计极片的尺寸,可以做成任意形状。

卷绕工艺优势:

点焊容易卷绕工艺只需要对每个锂电池进行两处点焊,操作简单

生产控制简单卷绕工艺一个电池两个极片,易于控制

分切方便每个电芯只需进行一次正负极的分切,难度系数小、良品率高

工艺劣势

叠片工艺劣势

容易虚焊由于需要将多层正极极耳焊接在一起,操作难度较大且容易虚焊

设备效率低

目前国内叠片机的效率通常为0.8秒亿鑫丰单双工位叠片机目前可达到0.5秒每片。与进口叠片机的0.17秒片差距较大。

卷绕工艺劣势

内阻较高且极化大由于卷绕工艺正负极只有单一极耳一部分电压会被消耗在电池内部极化过程中

导致电池充放电倍率性能较差

散热效果不佳卷绕工艺不易操作电芯间的热隔离措施处理不当容易导致局部过热,进而引发热失控

电池厚度难以控制由于卷绕工艺制造的电芯内部结构不均一极耳、隔膜收尾及电芯两侧的厚度容易不均。

以上就是叠片与卷绕工艺的区别。


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