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動力鋰離子電池制造過程的卷繞工藝和疊片工藝相比哪種好

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2023年02月10日  

以卷繞方式組合成形的電芯所組成的電池,稱為卷繞電池;疊片電池即應用疊片工藝的車用鋰離子電池。


從電池放電平臺方面看,卷繞鋰離子電池由于內阻高極化大,一部分電壓被消耗于電池內部極化,因而放電平臺略低。疊片鋰離子電池內阻較低極化較小,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。


關于很多放電截止電壓較高的用電設備來說,放電平臺較高的疊片電池無疑是優(yōu)先選擇。


從電池容量方面看,卷繞鋰離子電池由于極耳厚度、電芯兩邊為圓形、收尾的兩層隔膜要白白占據(jù)厚度等原因導致內部空間沒有被完全利用,體積比容量因此略低。疊片鋰離子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。


電池容量的差異在較厚(卷繞側邊空間利用不充分將會被放大)和較?。ň砝@極耳厚度白白占據(jù)厚度空間將會被放大)這兩類電池上才有體現(xiàn),而關于一般常規(guī)尺寸電池而言,差異存在,但不會特別明顯。


從電池能量密度方面看,卷繞鋰離子電池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。疊片鋰離子電池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。


從電池適用厚度方面看,卷繞鋰離子電池適用范圍較窄。關于超薄電池,極耳厚度占據(jù)空間比例過大會進而影響電池容量。關于超厚電池,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。


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優(yōu)勢,但同時也要注意超薄電池暫時而言應用并不多,超厚電池可以通過兩個較薄電池疊放并聯(lián)來實現(xiàn)(不過要以降低一定容量為代價)。


從電池厚度控制方面看,卷繞鋰離子電池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。疊片鋰離子電池厚度便于控制。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。


由于卷繞鋰離子電池厚度難以控制,故設計的時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計容量。


從電池厚度變形方面看,卷繞鋰離子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。故關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。


從電池形狀方面看,卷繞鋰離子電池形狀單一;只能做成長方體電池。疊片鋰離子電池尺寸靈活??梢愿鶕?jù)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。


靈活的尺寸是疊片工藝的一個明顯優(yōu)勢,但就現(xiàn)在市場而言,似乎對異型電池的需求量還不是很大。這也是卷繞電池不合適做到很大的厚度的一個原因。


從分切角度看,卷繞鋰離子電池分切方便,合格率高。每個電芯只要進行正負極各一次分切,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。每個電池有幾十個小片,每個小片有四個切面,切片工藝又是易出現(xiàn)不良的沖切,因此對單個電池而言,出現(xiàn)極片斷面、毛刺的概率大大新增。


雖然可以通過分切后的篩選來對疊片電池的小極片進行嚴格把關,但是動輒幾十萬個的小極片,全面把關的話成本會非常高。


從電池電池生產控制方面看,卷繞鋰離子電池生產控制相對簡單。一個電池兩個極片,便于控制。疊片鋰離子電池生產控制較繁瑣。每個電池有幾十個極片,檢測、轉運、統(tǒng)計等都是難點。


關于稍具規(guī)模的廠子而言,每天幾萬的產量就意味著每天百萬個疊片極片!產量幾十萬的話甚至可能近千萬的小極片!生產過程中的周轉、監(jiān)控的難度可想而知。


從操作工要求看,卷繞鋰離子電池對操作工要求低。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位后即可入門。


疊片鋰離子電池對操作工要求高。疊片操作困難,且負極片對正極片的過長、過寬設計一般不會太大,所以要操作人員有一定的操作基礎。


從門檻看,卷繞鋰離子電池入行門檻低。人工卷繞容易操作,資金不足時完全可以考慮人工操作,省去了購買大型自動設備的資金,降低了入門門檻。


疊片鋰離子電池入行門檻高。自動化設備尚不成熟,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檻。


總的來說,疊片工藝還要技術繼續(xù)成熟才能大規(guī)模應用。卷繞工藝由于性價比較高的原因,目前仍在大規(guī)模應用。

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