鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：2894次 | 2021年06月25日
卷繞鋰電池和疊片鋰電池相比哪個(gè)更好？
鋰離子電池因?yàn)榧庸し绞降牟煌?，分為卷繞鋰離子電池和疊片鋰離子電池，它們的原理不同，性能相同，那么這兩種方式生產(chǎn)的鋰離子電池有什么不同，卷繞鋰離子電池和疊片鋰離子電池相比哪個(gè)更好？
一）兩種工藝的詳解
1）卷繞鋰離子電池
以卷繞方式組合成形的電芯所組成的電池，稱為卷繞電池。卷繞電池也稱為電芯，電池業(yè)內(nèi)人士稱為卷芯。
2）疊片鋰離子電池
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
一般采用Z字的疊片方式加工生產(chǎn)（詳見(jiàn)下圖）
疊片電池與傳統(tǒng)電動(dòng)汽車(chē)用的鋰離子電池的工作原理一致，內(nèi)部由正極、負(fù)極、隔膜、電解液構(gòu)成，利用鋰離子的移動(dòng)出現(xiàn)電。
二）卷繞鋰離子電池和疊片鋰離子電池相比較
1、電池放電平臺(tái)的比較
卷繞鋰離子電池放電平臺(tái)略低。由于內(nèi)阻高極化大，一部分電壓被消耗于電池內(nèi)部極化，因而放電平臺(tái)略低。
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
疊片鋰離子電池放電平臺(tái)高。內(nèi)阻較低極化較小，因而放電平臺(tái)會(huì)高于卷繞電池而更接近材料的自身放電平臺(tái)。
關(guān)于很多放電截止電壓較高的用電設(shè)備來(lái)說(shuō)，放電平臺(tái)較高的疊片電池?zé)o疑是優(yōu)先選擇。
2、電池容量密度比較
卷繞鋰離子電池容量密度略低。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(jù)厚度等原因?qū)е聝?nèi)部空間沒(méi)有被完全利用，體積比容量因此略低。
疊片鋰離子電池容量密度較高。電池內(nèi)部空間利用充分，因而與卷繞工藝相比，體積比容量更高。
電池容量的差異在較厚（卷繞側(cè)邊空間利用不充分將會(huì)被放大）和較?。ň砝@極耳厚度白白占據(jù)厚度空間將會(huì)被放大）這兩類(lèi)電池上才有體現(xiàn)，而關(guān)于一般常規(guī)尺寸電池而言，差異存在，但不會(huì)特別明顯。
3、電池能量密度比較
卷繞鋰離子電池能量密度略低。由于體積比容量較低以及放電平臺(tái)較低這兩個(gè)原因，致使能量密度也不及疊片工藝電池。
疊片鋰離子電池能量密度高。放電平臺(tái)和體積比容量都高于卷繞工藝電池，所以能量密度也相應(yīng)較高。
具體情況請(qǐng)參照放大平臺(tái)和容量密度兩點(diǎn)，總的來(lái)說(shuō)疊片占優(yōu)。
4、電池的適用厚度比較
卷繞鋰離子電池適用范圍較窄。關(guān)于超薄電池，極耳厚度占據(jù)空間比例過(guò)大會(huì)進(jìn)而影響電池容量。關(guān)于超厚電池，不僅卷繞起來(lái)極片太長(zhǎng)難以控制，且電池兩側(cè)空間無(wú)法得到充分利用，也會(huì)降低電池容量。
疊片鋰離子電池適用范圍較寬。不論是做成超薄電池還是超厚電池，疊片工藝都可以勝任。
卷繞電池在超薄超厚電池方面上毫無(wú)優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也要注意超薄電池暫時(shí)而言應(yīng)用并不多，超厚電池可以通過(guò)兩個(gè)較薄電池疊放并聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)（不過(guò)要以降低一定容量為代價(jià)）。
5、電池厚度控制比較
卷繞鋰離子電池厚度難以控制。由于電芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)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。
疊片鋰離子電池厚度便于控制。電芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)一致，電池各個(gè)部位厚度也相應(yīng)的一致，因此容易控制其厚度。
由于卷繞鋰離子電池厚度難以控制，故設(shè)計(jì)的時(shí)候不得不在厚度方面多留出一些余量，從而降低了電池的設(shè)計(jì)容量。
6、電池厚度變形比較
卷繞鋰離子電池容易變形。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。故關(guān)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。
疊片鋰離子電池不容易變形。內(nèi)部結(jié)構(gòu)統(tǒng)一，反應(yīng)速率相。對(duì)一致，即使厚電芯也不容易變形。
這也是卷繞電池不合適做到很大的厚度的一個(gè)原因。
7、電池形狀比較
卷繞鋰離子電池形狀單一；只能做成長(zhǎng)方體電池。疊片鋰離子電池尺寸靈活?？梢愿鶕?jù)電池尺寸來(lái)設(shè)計(jì)每個(gè)極片尺寸，從而電池可以做成任意形狀。
靈活的尺寸是疊片工藝的一個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)，但就現(xiàn)在市場(chǎng)而言，似乎對(duì)異型電池的需求量還不是很大。
8、電池適合領(lǐng)域比較
卷繞鋰離子電池只做常規(guī)電池。疊片鋰離子電池做高倍率電池、異形電池、動(dòng)力鋰電池。
由于疊片工藝倍率性能更佳、外觀形狀的選擇更為多樣，故適用的范圍也要廣于卷繞電池。
9、電池涂布比較
卷繞鋰離子電池涂布要求高。對(duì)每個(gè)極片而言，各個(gè)部位的涂布膜密度不能有明顯差別，需嚴(yán)格控制膜密度。
疊片鋰離子電池涂布要求低。由于將正負(fù)極分成了諸多小片，可以通過(guò)疊片前將小片分檔來(lái)排除涂布膜密度不良造成的影響。
由于現(xiàn)在工藝的改進(jìn)，將卷繞電池很長(zhǎng)的極片膜密度控制在一個(gè)誤差不大的范圍已經(jīng)不難了，而將疊片電池的每個(gè)小片都稱重分檔又非常繁瑣，所以該點(diǎn)對(duì)二者的影響其實(shí)并不大。
10、分切
卷繞鋰離子電池分切方便，合格率高。每個(gè)電芯只要進(jìn)行正負(fù)極各一次分切，難度小且出現(xiàn)不良品概率低。
疊片鋰離子電池分切繁瑣，合格率低。每個(gè)電池有幾十個(gè)小片，每個(gè)小片有四個(gè)切面，切片工藝又是易出現(xiàn)不良的沖切，因此對(duì)單個(gè)電池而言，出現(xiàn)極片斷面、毛刺的概率大大新增。
雖然可以通過(guò)分切后的篩選來(lái)對(duì)疊片電池的小極片進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，但是動(dòng)輒幾十萬(wàn)個(gè)的小極片，誰(shuí)會(huì)有時(shí)間去逐個(gè)檢查呢？
11、電池極片彈性
卷繞鋰離子電池極片要有一定彈性。以防止彎折處斷裂、掉料。|疊片鋰離子電池極片可以沒(méi)有彈性。
只要極片配料涂布沒(méi)有明顯出問(wèn)題的話，一般極片都是可以買(mǎi)足這一條件的。
12、電池點(diǎn)焊
卷繞鋰離子電池點(diǎn)焊容易。每個(gè)電池只要點(diǎn)焊兩處，容易控制。
疊片鋰離子電池容易虛焊。所有極片都要點(diǎn)焊到一個(gè)焊點(diǎn)，難以操作且容易虛焊。
小批量生產(chǎn)虛焊不難控制，但是大批量生產(chǎn)的話，虛焊則難以監(jiān)控和有效解決。
13、電池生產(chǎn)控制
卷繞鋰離子電池生產(chǎn)控制相對(duì)簡(jiǎn)單。一個(gè)電池兩個(gè)極片，便于控制。疊片鋰離子電池生產(chǎn)控制較繁瑣。每個(gè)電池有幾十個(gè)極片，檢測(cè)、轉(zhuǎn)運(yùn)、統(tǒng)計(jì)等都是難點(diǎn)。
關(guān)于稍具規(guī)模的廠子而言，每天幾萬(wàn)的產(chǎn)量就意味著每天百萬(wàn)個(gè)疊片極片！產(chǎn)量幾十萬(wàn)的話甚至可能近千萬(wàn)的小極片！生產(chǎn)過(guò)程中的周轉(zhuǎn)、監(jiān)控的難度可想而知。
14、操作工要求
卷繞鋰離子電池對(duì)操作工要求低。想熟練完成卷繞難，但是想合格完成卷繞并不難。了解流程并控制好極片對(duì)位后即可入門(mén)。
疊片鋰離子電池對(duì)操作工要求高。疊片操作困難，且負(fù)極片對(duì)正極片的過(guò)長(zhǎng)、過(guò)寬設(shè)計(jì)一般不會(huì)太大，所以要操作人員有一定的操作基礎(chǔ)。
15、電池入行門(mén)檻
卷繞鋰離子電池入行門(mén)檻低。人工卷繞容易操作，資金不足時(shí)完全可以考慮人工操作，省去了購(gòu)買(mǎi)大型自動(dòng)設(shè)備的資金，降低了入門(mén)門(mén)檻。
疊片鋰離子電池入行門(mén)檻高。自動(dòng)化設(shè)備尚不成熟，人工操作疊片工藝繁瑣造成人工成本上升，因而提高了疊片工藝電池的入行門(mén)檻。
三）鋰電中段工藝流程：效率先行，卷繞走在疊片之前
鋰離子電池制造過(guò)程中，中段工藝重要是完成電池的成型，重要工藝流程包括制片、極片卷繞、模切、電芯卷繞成型和疊片成型等，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)設(shè)備廠商競(jìng)爭(zhēng)比較激烈的一個(gè)領(lǐng)域，占鋰離子電池生產(chǎn)線價(jià)值量約30%。
目前動(dòng)力鋰離子電池的電芯制造工藝重要有卷繞和疊片兩種，對(duì)應(yīng)的電池結(jié)構(gòu)形式重要為圓柱與方形、軟包三種，圓柱和方形電池重要采用卷繞工藝生產(chǎn)，軟包電池則重要采用疊片工藝。圓柱重要以18650和26650為代表（Tesla單獨(dú)開(kāi)發(fā)了21700電池、正在全行業(yè)推廣），方形與軟包的差別在于外殼分別采用硬鋁殼和鋁塑膜兩種，其中軟包重要以疊片工藝為主，鋁殼則以卷繞工藝為主。
據(jù)涂布在線了解，軟包結(jié)構(gòu)形式重要面向中高端數(shù)碼市場(chǎng)，單位產(chǎn)品的利潤(rùn)率較高，在同等產(chǎn)量條件下，相對(duì)利潤(rùn)高于鋁殼電池。由于鋁殼電池易形成規(guī)模效應(yīng)，產(chǎn)品合格率及成本易于控制，目前二者在各自市場(chǎng)領(lǐng)域均有可觀的利潤(rùn)，在可以預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，二者都很難被徹底取代。
由于卷繞工藝可以通過(guò)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)電芯的高速生產(chǎn)，而疊片技術(shù)所能提高的速度有限，因此目前國(guó)內(nèi)動(dòng)力鋰離子電池重要采用卷繞工藝為主，因此卷繞機(jī)的出貨量目前大于疊片機(jī)。
卷繞和疊片生產(chǎn)對(duì)應(yīng)的前道工序?yàn)闃O片的制片和模切。制片包括對(duì)分切后的極片/極耳焊接、極片除塵、貼保護(hù)膠紙、極耳包膠和收卷或定長(zhǎng)裁斷，其中收卷極片用于后續(xù)的全自動(dòng)卷繞，定長(zhǎng)裁斷極片用于后續(xù)的半自動(dòng)卷繞；沖切極片是將分切后的極片卷繞沖切成型，用于后續(xù)的疊片工藝。
在鋰電封裝焊接方面，聯(lián)贏、大族、光大的主流激光技術(shù)集成應(yīng)用廠家均有所涉及，能夠滿足需求、無(wú)需進(jìn)口。四）綜上所述卷繞鋰離子電池更適合快速批量生產(chǎn)，所以占有率較高，疊片鋰離子電池具有更高的放電性能和形狀的可塑性，在一些特殊的領(lǐng)域也是不可替代，所有兩種工藝的鋰離子電池的結(jié)合才可以更好滿足更多用戶的需求，而且卷繞鋰離子電池和疊片鋰離子電池都有個(gè)自擅長(zhǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域，我們并不用糾結(jié)到底哪種工藝更好，只有更適合的才是最穩(wěn)定最好用的。
