鉅大LARGE | 點擊量:9281次 | 2020年11月03日
鋰離子電池卷繞和疊片兩種工藝技術介紹
隨著手機、數碼產品、筆記本電腦、無人機、航模、電動工具、特種、新能源汽車、便攜式儲能、醫療設備等領域大量采用鋰離子電池作為電源,國內鋰離子電池產業獲得了迅猛發展。作為鋰離子電池制造的重要環節,疊片與卷繞工藝備受學術界和商業界的廣泛關注。
卷繞工藝:如圓柱形電池,這種工藝是將原材料按負極、隔膜、正極、隔膜的順序疊在一起,通過卷繞法直接卷成圓柱形,再放在金屬外殼中;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;所以,關于較厚的卷繞電池而言,大倍率充放電后或者循環多次后,有變形的可能。而且,只能做成長方體電池。
鋰離子電池卷繞設備包括正負極片、隔膜自動放卷,自動除粉塵,正負極片自動卷繞,粘貼終止膠帶,成品自動下料,預壓稱重,貼二維碼等模塊。卷繞工藝中,極片隔膜制成電芯后,兩側邊緣位置的電極存在較大曲率,在充放電的過程中,易變形和扭曲,會導致鋰離子電池性能下降,甚至有安全隱患。此外電芯放電過程中,兩側電流分布不均,電壓極化較大,放電電壓不穩。
疊片工藝: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。
疊片工藝過程繁瑣,重要是極片與隔膜裁切成片。但極片分切合格率低,質量(斷面、毛刺等)很難保持高度一致性,且對齊精度不夠。
動力鋰離子電池從結構上可分為卷繞和疊片兩種,從外殼材質來分可分為金屬殼(鋼、鋁)和軟包(鋁塑膜)。國內小廠重要選擇軟包疊片工藝制備,估計重要出發點還是還是降低設備要求,降低資金投入。而現在國內主流大廠(BYD、力神、ATL等)都選用了金屬殼卷繞的工藝,設備投資較大,但可以提高自動化程度,從而提高鋰離子電池一致性。
業內人士普遍認為,疊片工藝可以更好的發揮大型鋰電芯優勢,其在安全性、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。