锂离子电池卷绕和叠片两种工艺技术介绍

随着手机、数码产品、笔记本电脑、无人机、航模、电动工具、特种、新能源汽车、便携式储能、医疗设备等领域大量采用锂离子电池作为电源，国内锂离子电池产业获得了迅猛发展。作为锂离子电池制造的重要环节，叠片与卷绕工艺备受学术界和商业界的广泛关注。

卷绕工艺：如圆柱形电池，这种工艺是将原材料按负极、隔膜、正极、隔膜的顺序叠在一起，通过卷绕法直接卷成圆柱形，再放在金属外壳中；由于内部结构不均一，充放电时电芯内部反应程度、速率不均；所以，关于较厚的卷绕电池而言，大倍率充放电后或者循环多次后，有变形的可能。而且，只能做成长方体电池。

锂离子电池卷绕设备包括正负极片、隔膜自动放卷，自动除粉尘，正负极片自动卷绕，粘贴终止胶带，成品自动下料，预压称重，贴二维码等模块。卷绕工艺中，极片隔膜制成电芯后，两侧边缘位置的电极存在较大曲率，在充放电的过程中，易变形和扭曲，会导致锂离子电池性能下降，甚至有安全隐患。此外电芯放电过程中，两侧电流分布不均，电压极化较大，放电电压不稳。

叠片工艺：例如软包形电池，靠的是叠，如z字形叠片，先把正负极原料裁切成同样大小的矩形极片，再分别叠到隔膜上，隔膜Z字形穿行其间，隔开两极，最后包上铝塑包装。

叠片工艺过程繁琐，重要是极片与隔膜裁切成片。但极片分切合格率低，质量（断面、毛刺等）很难保持高度一致性，且对齐精度不够。

动力锂离子电池从结构上可分为卷绕和叠片两种，从外壳材质来分可分为金属壳（钢、铝）和软包（铝塑膜）。国内小厂重要选择软包叠片工艺制备，估计重要出发点还是还是降低设备要求，降低资金投入。而现在国内主流大厂（BYD、力神、ATL等）都选用了金属壳卷绕的工艺，设备投资较大，但可以提高自动化程度，从而提高锂离子电池一致性。

业内人士普遍认为，叠片工艺可以更好的发挥大型锂电芯优势，其在安全性、能量密度、工艺控制均比卷绕占据优势，因此关于动力锂离子电池领域而言，叠片工艺是软包电池长期发展的应用趋势毋庸置疑。