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淺談鋰電池疊片工藝

2023-07-01 2260
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電池的主要材料有:正負極、電解液、隔膜、鋁塑膜等,其生產工藝最常見的為卷繞工藝和疊片工藝。本文簡單的介紹一下疊片工藝,電池疊片工藝是將電池隔離膜、正極片、負極片層疊而成。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。

 

疊片工藝與卷繞工藝

二、鋰電池疊片的優缺點

疊片工藝電池的優點

1、應用領域廣泛:無論是制成薄片電池還是超厚電池,各種尺寸高度都不是問題。疊片工藝都可以勝任。

2、尺寸結構容易控制且不會變形:鋰電芯內部結構一致,電池各位置厚度也相同,因此很容易控制它的厚度。值得一提的是內部結構均勻,化學反應速率比較一致。即便是尺寸較厚的鋰電芯也不容易變形。

 

弧形電池

3、疊片制造工藝靈活,可以定制各種規格尺寸:規格型號靈活,適用于聚合物電芯、異形電池、動力電池等,可根據電池規格型號設計制造各極片規格型號, 因此電池可以制作成多種形狀,像弧形電池,U形或半圓形等非常規尺寸都可以采用疊片工藝來完成。

4、低內阻:相當于將幾個小極片并聯起來,降低了內阻

5、疊片工藝的聚合物電池放電容量大:多極片并聯,更容易在短時間內進行大電流放電。因此高倍率放電的產品采用疊片工藝是完美的解決方案。像無人機電池、汽車啟動電源,還有一些軍工產品等。

 

無人機電池

6、容量相對密度高:電池倉內空間設計利用充分,因此與繞線工藝相比,體積比容量更高。如果電池倉空間有限,追求高密度,疊片工藝的鋰電池也是首選。

7、能量密度高:放電服務平臺和大小比容量都高于卷繞工藝電池

疊片工藝的鋰電池有如此多的優點,那是不是沒有缺點呢?回答是有的,下面我們看下疊片工藝電池的缺點。

 

卷繞工藝VS疊片工藝

疊片工藝電池的缺點

1、容易短路:鋰電池采用疊片工藝結構內部短路風險大,加工時只需兩個切邊,不像卷繞工藝,容易控制毛刺和對齊。早期發生起火的產品,其使用的電池很多就是采用的疊片工藝,究其原因就是產品有毛刺,導致電池內部短路,從而引發產品的質量事故?,F在疊片工藝相對會成熟很多。

2、疊片合格率低:折疊結構需要四個切邊,不易控制,合格率相對較低。因此疊片電池的報廢率有點高。

 

疊片電池工藝

3、成本高:疊片工藝需要高精度的半自動或全自動設備來控制切邊,因此設備成本和輸出成本較高。而且即使機器來折疊和卷繞,高速卷繞也比高速折疊更容易以低成本實現。

4、工藝復雜,效率低:疊片工藝機械強度差,密封工藝困難,組結構復雜(PACK能量密度難以提高)。與液態電解質電池電池相比,該工藝更適合未來的固態電池。

 

固態電池VS傳統鋰電池

相比卷繞工藝,疊片工藝也有自己的優勢,可以更好地發揮大型鋰電芯優勢,在安全性、能量密度、工藝控制均比卷繞占據優勢,因此關于動力鋰離子電池領域而言,疊片工藝是軟包電池長期發展的應用趨勢毋庸置疑。

同樣,對于電池的其他工藝,每個成熟的工藝都有自己的優缺點,因此需要大量的資金不斷投入研究和改進,不斷找到變化的完美平衡。就像目前在研究的固態鋰電池,還有已經上市或即將上市的產品,像BYD推出的刀片電池、還有寧德時代推出的麒麟電池等。

 

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