锂离子电池：卷绕电池与叠片电池对比
圆柱、方形、软包锂电池的超全详解
圆柱、方形、软包锂电池的超全详解目前主流的锂电池封装形式主要有三种：圆柱、方形和软包，不同的封装结构意味着不同的特性，它们各有优缺点，下面我们就来一起探讨一下这三种电池的特点吧！一、圆柱形锂电池圆柱形锂电池分为磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、钴锰混合、三元材料不同体系，外壳分为钢壳和聚合物两种，不同材料体系电池有不同的优点。
目前，圆柱主要以钢壳圆柱磷酸铁锂电池为主，这种电池的表现为容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流放电、电化学性能稳定、使用安全、工作温度范围宽、对环境友好。
广泛应用于太阳能灯具、草坪灯具、后备能源、电动工具、玩具模型上。
一个典型的圆柱形电池的结构包括：正极盖、安全阀、PTC元件、电流切断机构、垫圈、正极、负极、隔离膜、壳体。
最早的圆柱形锂电池是由日本SONY公司于1992年发明的18650锂电池，因为18650圆柱形锂电池的历史相当悠久，所以市场的普及率非常高，圆柱形锂电池采用相当成熟的卷绕工艺，自动化程度高，产品品质稳定，成本相对较低。
圆柱形锂电池有诸多型号，比如常见的有14650、17490、18650、21700、26650等。
圆柱型锂电池在日本、韩国锂电池企业中较为流行，中国国内也有相当规模的企业生产圆柱形锂电池。
二、方形锂电池方形锂电池通常是指铝壳或钢壳方形电池，方形电池的普及率在国内很高，随着近年汽车动力电池的兴起，汽车续航里程与电池容量之间的矛盾日渐突显，国内动力电池厂商多采用电池能量密度较高的铝壳方形电池为主，因为方形电池的结构较为简单，不像圆柱电池采用强度较高的不锈钢作为壳体及具有防爆安全阀的等附件，所以整体附件重量要轻，相对能量密度较高。
方型电池采用卷绕和叠片两种不同的工艺。
但由于方形锂电池可以根据产品的尺寸进行定制化生产，所以市场上有成千上万种型号，而正因为型号太多，工艺很难统一。
方形电池在普通的电子产品上使用没有问题，但对于需要多只串、并联的工业设备产品，最好使用标准化生产的圆柱形锂电池，这样生产工艺有保证，以后也更容易找到可替换的电池。
叠片电池长循环边部析锂
叠片电池长循环边部析锂
利用叠片电池电池长循环可以析锂是电池领域内一个至关重要的发展方向，一般来讲，叠片电池的循环性能优于传统的锂离子电池。
1.叠片电池的优势
（1）长寿命：叠片电池的外壳可以有效避开汽车大气的侵蚀，能够极大的延长电池的使用寿命。
（2）容量大：叠片电池比传统电池容量更大，可以确保电池放电能量更大。
（3）高效率：叠片电池将分散在电池板材中的能量放射到电池体中，能够达到更高的效率。
（4）体积小：叠片电池可以将一大块电池板材分割分散为一片片少，能够极大地减小电池尺寸大小。
2.叠片电池长循环边部析锂
（1）首先要控制放电过程中的充放电平衡参数，以确保内部的均衡性和电池的使用寿命。
（2）确保叠片电池的放电电压平衡，维持叠片电池的安全性。
（3）将叠片电池的放电曲线和充电曲线找准关系，以期在使用中提高电池的利用率。
（4）保障叠片电池析锂过程中的安全性，确保给析锂过程添加稳定性，并且维持叠片电池在稳定状态下使用。
（5）更新到最新的技术，寻找更新的析锂方式来加速叠片电池的发展，以让消费者用上更好的电池的安全性和可靠性。
综上所述，叠片电池可以极大的提高析锂电池的使用性能和安全性，
并且长循环边部析锂过程能够更好的提现出叠片电池优势。
因此，做
出高效且能够避开析锂状态下给电池带来的性能影响是来提高叠片电
池性能的有效道路。
叠片式电池和卷绕式电池
叠片式电池和卷绕式电池
电池作为一种储存和释放能量的设备，已经成为生活中不可或缺的一部分。
随着科技的不断进步，电池的种类和性能也在不断地改善和提高。
目前，市场上最常见的两种电池是“叠片式电池”和“卷绕式电池”。
那么它们之间有什么区别呢？下面就一步步来介绍。
首先，从原理上来讲，叠片式电池通过将多个薄片层叠组装而成，其中每个薄片都是电极和隔膜的复合物质，通过叠层相结合的方式来形成电学结构。
而卷绕式电池则是将正负极片、隔膜和电解液依次卷起来，通过这种方式来形成电学结构。
其次，从结构上来讲，叠片式电池与卷绕式电池之间的最大区别在于电极和隔膜的形式。
在叠片式电池中，电极和隔膜是分别堆叠在一起的，因此叠片式电池的主要结构就是由多个电极和隔膜的叠层组成。
而卷绕式电池则是将电极和隔膜成卷后直接放置在容器中，因此卷绕式电池的主要结构就是由电极和隔膜的交织编织组成。
第三，从工艺流程方面来讲，叠片式电池的生产工艺比卷绕式电池更为繁琐。
在叠片式电池生产过程中，需要借助多台设备完成对电极和隔膜的裁剪、组装和压缩等多个工序，因此制造过程往往比较复杂。
而卷绕式电池的制造流程比较简单，只需要将正负极片、隔膜和电解液依次卷起来即可，所以制造成本相对较低。
最后，从性能方面来看，叠片式电池比卷绕式电池更加节能环保、安全性能更高，并且更加适合大容量、高电压应用，而卷绕式电池则更加灵活轻便、成本更低，并且更加适合小型移动设备的使用。
总之，叠片式电池与卷绕式电池各有优缺点，其应用领域也有所不同。
在使用时，应根据具体需求选择最适合自己的电池类型。
叠片式锂离子电池
叠片式锂离子电池叠片式锂离子电池（Stacked Lithium-Ion Battery）是一种新型的电池结构，其设计原理和传统的锂离子电池相似，但具有更高的能量密度和更强的充放电性能。
本文将从叠片式锂离子电池的结构、工作原理和应用领域等方面进行介绍。
一、结构叠片式锂离子电池由多个电池单元叠层而成，每个电池单元由正极、负极和隔膜组成。
正极和负极之间通过隔膜隔开，同时注入电解液。
叠片式锂离子电池的结构紧凑，有效利用了空间，提高了能量密度。
二、工作原理叠片式锂离子电池的工作原理与传统锂离子电池相似。
在充电过程中，正极材料释放出锂离子，负极材料则吸收锂离子。
锂离子在电解液中通过隔膜迁移，完成电荷的传递。
在放电过程中，正负极材料反应，释放出储存的能量。
叠片式锂离子电池采用叠层结构，每个电池单元之间通过电流收集器连接，以提高整体的电流输出能力。
同时，电池单元的叠层结构还可以提供更大的电极表面积，提高电池的能量密度和功率密度。
三、优势与应用1. 高能量密度：叠片式锂离子电池采用多层叠片结构，能够在有限的空间内容纳更多的电池单元，从而提高能量密度。
这使得叠片式锂离子电池在电动汽车、无人机等领域具有广阔的应用前景。
2. 高充放电性能：叠片式锂离子电池的叠层结构可以提供更大的电流输出能力，使得电池在短时间内能够输出更强的功率。
这对于一些需要高瞬时输出功率的应用场景非常重要，比如电动工具和电动自行车等。
3. 高安全性：叠片式锂离子电池采用多层叠片结构，使得电池内部的压力更均匀，降低了电池因过热而引起的安全风险。
同时，叠片式锂离子电池还可以根据需求进行模块化设计，一旦某个模块出现故障，可以快速更换，提高了电池的可靠性。
4. 应用领域：叠片式锂离子电池具有广泛的应用领域。
除了电动汽车和无人机之外，叠片式锂离子电池还可以应用于便携式电子设备、储能系统、航空航天等领域。
叠片式锂离子电池以其高能量密度、高充放电性能和高安全性等优势，成为了新一代电池技术的热点研究方向。
叠片与卷绕的差别
叠片
１．尺寸比较灵活，可以做成三角、圆形等。
２．往往需要人工操作，机械化不容易。
３．极片要冲切，金属断面较多，易刺穿隔离膜，易短路，易产生副反应
４．电池的张力不容易控制，不如卷绕方便控制张力。
５．极片可以进行检查或挑选，卷绕则要求整张无缺陷，工艺要求高。
６．速度往往不快，均一性也难保证，必须加强操作工的培训。
７．工作场合往往容易往电池中带入较多极片粉尘，导致质量问题。
８．多层极片的焊接比卷绕的单层难焊接一点，易虚焊。
卷绕：
１．机械化容易，速度较快，均一性更有保证，有利于大规模生产。
２．存在正面与侧面的张力不一致，导致内部反应不均匀。
３．对极片的涂布要求高
４．要求极片层有一定的弹性，否则在弯折处易脱落或断裂。
５．由于电极从极片上一处引出，存在电场分布的问题。
要求电极层有较好的导电性。
６．对极箔的要求较高。
７．更容易控制整个电池的松紧度。
８．只适合中等尺寸的电池生产。
卷绕电池和叠片电池
卷绕电池和叠片电池卷绕电池和叠片电池是目前主流的锂电池类型之一。
它们都具有较高的能量密度和较长的寿命，因此被广泛应用于各种电子设备、汽车和能源储备等领域。
以下是卷绕电池和叠片电池的详细介绍和区别。
一、卷绕电池卷绕电池又称为软包电池或薄型电池，其特点是电池正负极分别采用铝塑膜和铜塑膜包裹，形成一个带状的电极片。
然后将电极片叠加在一起，通过卷绕成圆柱形电池体，最后在内部注入电解液和封口。
卷绕电池因其柔软性能好，在大容量和高电压方面具有较大优势，在3C 电池、新能源汽车等领域得到广泛应用。
卷绕电池的优点：1.大容量：卷绕电池的电极片可以多层叠加，可以实现大容量和高能量密度。
2.柔软性好：由于使用了铝塑膜和铜塑膜，电极片可以折叠、卷曲，从而实现了电池体积和形状的自由设计。
3.安全性高：由于采用铝塑膜和铜塑膜包裹电池正负极，可以有效防止电池漏液、短路等危险情况。
二、叠片电池叠片电池又称为硬壳电池或方形电池，其电极片由大量多层单体电芯直接叠加组成，外壳为钢壳或铝壳。
叠片电池具有体积小、结构紧凑等优点，被广泛应用于笔记本电脑、移动电源等领域。
叠片电池的优点：1.结构紧凑：由于采用多层单体电芯叠片，可以实现大功率、小体积、高能量密度的特点。
2.多种形状：叠片电池可以制成方形、矩形、圆柱形等多种形状，可以适应不同场景的需求。
3.成本低：叠片电池生产自动化程度高，可以实现大规模生产，成本相对较低。
卷绕电池与叠片电池的区别：1.结构不同：卷绕电池是由多个电极片卷绕在一起组成，而叠片电池则是多个单体电芯叠加而成。
2.形状不同：卷绕电池的形状通常为圆柱形或柔性矩形，而叠片电池的形状可以是方形、矩形、圆柱形等。
3.性能不同：卷绕电池在大容量和高电压的场景下优势明显，而叠片电池在大小体积、成本等方面具有优势。
总的来说，卷绕电池和叠片电池各有优劣，根据不同场景的需求，选用不同类型的电池可以更好地发挥储能和供电效果。
叠片电池和卷绕电池膨胀力
叠片电池和卷绕电池膨胀力说到电池，我们脑袋里最先浮现的可能就是手机里那颗充电宝。
可你知道吗，电池的种类可是多得很，拿叠片电池和卷绕电池这两种来说，它们可真有些“性格”上的差异。
别看它们都是为了给咱们的设备提供动力，但在膨胀力这一块儿，差别可大了。
别急，今天咱就来细聊聊这两种电池怎么“长大”的，哪种膨胀力更猛，哪种又更温顺。
你先想象一下，咱们生活中最常用的手机，背后那颗电池其实就是卷绕电池。
听名字就知道，电池里边是把很多个薄薄的电池片卷成一卷，就像饺子皮一样，卷得又紧又规整。
卷绕电池的好处就是它的体积能做得比较小，容量大，充电速度快。
可是，卷绕电池一旦开始膨胀，那就是没办法收拾的麻烦事了。
它的膨胀力真的是出乎意料地强，可能你一不小心就会看到手机背面鼓起一个“大包”。
要是没及时处理，可就要面临爆炸的风险，真是说不定啥时候就成了“火箭发射器”了。
大家是不是有点儿担心了？别急，话说回来，卷绕电池膨胀的原因其实很简单，就是电池里的气体过多。
大家可以想象一下，当电池充电过度或者过度放电，里面的化学反应就像是一个烤箱，把气体蒸发出来，然后这些气体在没有地方散发的情况下就开始“撑大肚子”。
膨胀的气体越多，电池就越难控制它的形状，最后它可能就像鼓起来的气球一样，变得松松垮垮的，根本没法再正常使用了。
所以，卷绕电池虽然轻便，但一旦出现膨胀，基本上它就得退役了。
再说说叠片电池，这种电池和卷绕电池有点不一样，它是将一片片的电池片叠加起来，像是一层层的馅饼，给电池一个更稳定的结构。
叠片电池的优点就是它的膨胀力相对较小一些。
为什么呢？其实是因为每一片电池的面积较大，电池片之间有空间进行微调，当出现气体时，它并不会像卷绕电池那样迅速鼓起，反而是渐渐地“散开”了，气体的压力没有那么集中，所以膨胀的速度就慢了很多。
就好比你吃饱了，一颗米粒不可能让肚皮立马鼓起来，但如果吃得过快，肚子就能立马膨胀得不成样子。
这并不是说叠片电池就能完全避免膨胀。
锂电池电芯叠片技术分析！
锂电池电芯叠片技术分析！电芯叠片是锂电池中段生产的核心环节。
锂电池制造可统一分为极片制作、电芯组装、电芯激活检测和模组/Pack 封装四大工序，其中，电芯组装属于中段生产环节，主要包括卷绕或叠片、电芯预封装、电芯注液等工序。
卷绕是指将制片工序或收卷式模切机制作的极片卷绕成电芯，叠片指的是将模切工序中制作的单体极片叠成电芯。
通常来说，卷绕用于方形和圆柱电池，叠片用于方形和软包电池。
根据 GGII 测算数据，在锂电设备中，中段设备价值量占比约为 35%，其中，卷绕/叠片机是中段设备的核心，价值量占比约 70%。
叠片与卷绕的工艺差别主要在模切和极组成型。
在模切工序，传统卷绕采用双边模切，模切极耳间距不等，冲切位置有Mark 孔进行定位；而叠片采用单边模切，极耳间距相同，会进行等间距切断。
在极组成型工序，卷绕正负极片连续，叠片是片状物料，在层数相同的情况下，相较于卷绕电池，叠片电池的极耳数量多一倍，同时隔膜张力几乎为零，孔隙率和原材料保持一致。
目前市场上主流叠片机设备路线主要有Z 字型叠片机、切叠一体机、热复合叠片机和卷绕一体机四种，其中Z 型叠片目前在国内应用最广泛，热复合叠片机技术难度更高，卷叠一体机涉及到日韩专利，国内应用较少。
叠片显著提升电池能量密度和安全性，劣势在于效率和工艺控制等方面。
和卷绕电池相比，叠片电池具有一定优势：1）更高的体积能量密度上限：在相同体积的电芯设计情况下，叠片电芯的能量密度高出约5%左右；2）更稳定的内部结构和更高的安全性：不存在拐角内应力不均匀问题，每层膨胀力接近，因此可以保持界面平整，内部结构更稳定，同时拐角处受力均匀，断裂风险降低；3）更长的循环寿命：极耳数量是卷绕电池的 2 倍，内阻相应降低 10%以上，循环寿命比卷绕高10%左右；4）更适合做高倍率、大尺寸和异型电池。
但叠片也存在生产效率较低、良率较低、设备投资大、工艺难度大等劣势，是此前制约大批量生产的主要因素。
方形卷绕式电芯与叠片式电池群裕度
方形卷绕式电芯与叠片式电池群裕度
一、概述
方形卷绕式电芯与叠片式电池群裕度是指两种电池群结构之间的裕度。
其中，方形卷绕式电芯由一系列的立方体状电芯组成，每个电芯包含一个或多个激励空气电极；叠片式电池群由一堆叠层的电池组成，每一层由电芯，激励空气电极，正极和负极组成。
二、裕度
方形卷绕式电芯与叠片式电池群之间的裕度取决于两种结构的设计差异。
方形卷绕式电芯由立方体状电芯组成，而叠片式电池群由一堆叠层的电池组成。
两者在体积大小上有明显不同，叠片式电池群比方形卷绕式电芯更小，所以占用的空间要少得多。
另外，由于立方体电芯的组合特性，方形卷绕式电芯的电容量要比叠片式电池群大得多，所以裕度也要高得多。
三、优势
方形卷绕式电芯与叠片式电池群之间的裕度可以为电池群提供充足的储能材料，有效增加电池群的可靠性。
另外，由于电芯的体积较大，它可以提供更高的电容量，从而可以提供更好的电池性能。
此外，叠片式电池群的电容量更小，对于需要紧凑的发电结构，它可以满足需求。
四、缺点
由于两种电池结构之间的裕度较大，所以它们之间的热敏性也较低，当过载电流通过电池群时，它们之间的温差会比较大，这可
能会影响电池群的性能。
此外，由于方形卷绕式电芯的电容量比叠片式电池群大得多，在外部负载上，它们之间的电压改变也会比较大，这可能会影响电池群的可靠性。
锂电池生产工艺流程图
Mixing （搅拌）－－与叠片工艺基本相同
工序功能：将正极或者负极粉料以及其他配料混合均匀，并调制成浆。
活性物质
导电剂
粘接剂
搅拌罐 溶剂
Mixing示意图
浆料检测点: 1.Viscosity粘度 2.Particle size颗粒度 3.Solid content固含量
卷绕工艺的主要工艺流程 ---Coating
Cold Lam （冷压）
工序功能：将Coating后的极片压实，达到合适的密度和厚度
原理：通过调节压辊的间隙以调节压 力，从而调节极片被压实的厚度和密 度
叠片工艺的主要工艺流程 --- Stacking
Stacking（叠片）
工序功能：通过手工或夹具将正极极片、隔离膜、负极 极片规则地重叠在一起。
卷绕工艺的主要工艺流程 --- Inject
Inject（注液）---与叠片工艺基本相同
工序功能：将电解液加入到电芯中，并将电芯完全封住
环境要求：电芯注液前要进行除水，关注过程要求低湿度
原理：水作为电解液中一种痕量组分，对锂离子电池SEI膜的形成 和电池性能有非常大的影响，满充状态的负极与锂金属性质相近， 可以直接与水发生反应。因此，在锂离子电池的制作过程中必须严 格控制环境的湿度和正负极材料、电解液的含水量。
卷绕工艺的主要工艺流程 --- Inject
卷绕工艺的主要工艺流程 --- Formation
Formation(预化成）---与叠片工艺原理相同，流程不同
工序功能：通过充电方式将其内部正负极物质激活， 同时在负极表面形成良好的SEI膜。 预化流程：
Formation: 0.1C CC 200min to 3.95V
预化流程：
电池叠片技术
电池叠片技术在动力电池pack的技术路线讨论中，到底选用圆柱、软包还是方壳？争议一致在持续。
类似的技术路线争议，也出现在电芯的制造可行性层面，对于锂电池中段电芯的装配工序，也有两种技术在相互竞争：叠片工艺和卷绕工艺。
这两者比的是：电芯的空间利用率、电芯的寿命、电芯制造效率和制造投资规模的大小等等。
Part 1叠片工艺和卷绕工艺的区别两种工艺的不同：●卷绕工艺通过控制极片的速度、张力、尺寸、偏差等要素，将相匹配的极片、隔膜和胶带等分条后按尺寸卷成极芯。
●叠片将极片与隔膜交替堆叠在一起，最终完成多层叠片极芯的一种生产工艺。
如上图所示，从电池形态来看，软包和刀片电池都是围绕叠片工艺来设计、生产的；而方形电池，既可以使用叠片工艺，也能够采用卷绕工艺。
目前中国电池企业的主要技术方向，还是以围绕卷绕为主；圆柱电池作为一种成熟的产品形态，一直采用的是卷绕工艺。
但长期来看，随着叠片技术的进步，大量的电池企业开始从原有的卷绕工艺进入到叠片时代。
Part 2叠片技术的优势从最终的电池成品看，用叠片工艺制成的电池产品，相比卷绕工艺的成品，能量密度更高、内部结构更稳定、安全性更高、寿命更长。
●能量密度更高采用卷绕工艺的电芯，由于在卷绕拐角部有弧度，空间利用率低一些；而叠片工艺能够充分地利用电池空间。
因此，在相同体积的电芯设计下，能量密度也相应提高。
●结构更稳定电池在使用过程中，由于锂离子的嵌入，会使得正负极片均会有膨胀。
卷绕的电芯，因为在卷绕拐角处内外层的内应力不一致，电芯会发生波浪状变形，进而导致电池的界面变差，电流分布不均，电池内部结构会变得越来越不稳定，而且这个过程还会加速。
但叠片工艺的电池，在的循环往复使用中，虽然也会膨胀，但总体来说，每层膨胀力相近，因此可保持界面平整。
●安全性更高极片的膨胀和收缩、隔膜拉伸等都会导致电芯变形，确保电芯的形变最小，也是电池安全性的保证。
在卷绕工艺过程中，两端极片折弯，涂层材料会发生较大弯曲变形；同时，折弯处容易发生掉粉、毛刺等问题；极片和隔膜受到拉力，容易产生褶皱，出现不均匀的问题。
电芯卷绕和叠片
在电池制造过程中，电芯的卷绕和叠片都是关键步骤，它们对电池的性能和安全性有着重要影响。
一、电芯卷绕
电芯卷绕是一种将正负极材料、隔膜和电解液卷在一起，形成电芯的方法。
这个过程需要使用卷绕机，它是一种精密的机械装置，可以精确控制电芯的尺寸和形状。
1. 准备工作：在卷绕开始之前，需要准备好正负极材料、隔膜和电解液。
这些材料应该按照规定的尺寸和形状进行制备。
2. 卷绕过程：将正负极材料和隔膜放在卷绕机的滚筒上，然后通过卷绕机的转动将它们卷在一起。
在这个过程中，需要控制卷绕的力度和速度，以确保电芯的紧密性和一致性。
3. 结束工作：卷绕完成后，需要对电芯进行检查，确保没有缺陷或问题。
然后需要对电芯进行封装，以保护其在电池外壳中的安全性和稳定性。
二、电芯叠片
电芯叠片是一种将正负极材料和隔膜叠在一起，形成电芯的方法。
这个过程需要使用叠片机，它也是一种精密的机械装置，可以精确控制电芯的尺寸和形状。
1. 准备工作：在叠片开始之前，需要准备好正负极材料和隔膜。
这些材料应该按照规定的尺寸和形状进行制备。
2. 叠片过程：将正负极材料和隔膜放在叠片机的平板上，然后通过叠片机的运动将它们叠在一起。
在这个过程中，需要控制叠片的力度和速度，以确保电芯的紧密性和一致性。
3. 结束工作：叠片完成后，需要对电芯进行检查，确保没有缺陷或问题。
然后需要对电芯进行封装，以保护其在电池外壳中的安全性和稳定性。
总的来说，无论是卷绕还是叠片，都是为了制造出高性能、高安全性的电池。
这些工艺的优化和改进也一直是电池制造领域的重要研究方向。
卷绕式和叠片式电芯
卷绕式和叠片式电芯
卷绕式电芯和叠片式电芯是两种常见的锂电池电芯结构，它们
在构造和应用方面有一些区别。
1. 结构构造：
卷绕式电芯，卷绕式电芯由正负极材料片和隔膜层叠放置后，再进行卷绕而成。
正负极材料片之间通过金属箔片连接，形成电池
的电极。
叠片式电芯，叠片式电芯是将正负极材料片和隔膜层叠放置后，直接压制而成。
正负极材料片通过隔膜层分隔，形成电池的电极。
2. 优缺点比较：
卷绕式电芯：
优点，卷绕式电芯制造工艺相对简单，成本较低，适用于
大容量电池，具有较高的能量密度和较好的散热性能。
缺点，由于卷绕式电芯内部有较多的连接片，存在一定的内阻，导致电池的放电性能相对较差。
同时，卷绕式电芯的结构相对较松散，容易受到外部挤压而变形。
叠片式电芯：
优点，叠片式电芯内部连接片较少，内阻相对较低，电池的放电性能较好。
叠片式电芯的结构紧凑，抗挤压能力较强。
缺点，叠片式电芯制造工艺相对复杂，成本较高，适用于小容量电池。
叠片式电芯的散热性能相对较差。
3. 应用领域：
卷绕式电芯，由于其成本较低和较好的散热性能，卷绕式电芯常用于电动汽车、电动工具、储能系统等大容量需求的领域。
叠片式电芯，由于其较好的放电性能和抗挤压能力，叠片式电芯常用于移动设备、便携式电子产品、医疗器械等小容量需求的领域。
总结来说，卷绕式电芯适用于大容量需求，具有较高的能量密度和较好的散热性能；叠片式电芯适用于小容量需求，具有较好的放电性能和抗挤压能力。
选择哪种电芯结构需要根据具体应用场景和需求来决定。
电池极片叠卷相争，封装三足鼎立
电池极片叠卷相争，封装三足鼎立行业总览：圆柱、方形、软包三大封装方式，方形最为主流动力电池封装方式可分为圆柱、方形、软包方形、圆柱、软包是主流的动力电池三大封装方式。
圆柱电池：通常将正负极与隔膜被卷绕到负极柱上，以钢壳或铝壳进行封装，之后注入电解液，再封口；方形电池：通常使用卷绕或者叠片制造，是目前市场占比最高的产品结构；软包电池：通常采用铝塑膜包装，即在液态锂离子电池套上一层聚合物外壳。
常使用卷绕或者叠片制造。
目前圆柱卷绕应用的车型有 Tesla Model 3 等；方形卷绕应用的车型有大众 ID4 等；方形叠片应用的车型有比亚迪汉等；软包卷绕应用的车型有奔驰 EQC 等；软包叠片应用的车型有通用 VELITE 6 等。
不同形式各有优劣：圆柱应用易，方形综合佳，软包性能优三种封装形式的电池各有优劣。
圆柱单体能量密度较低，模组需要电芯较多，重量较高，突出特点是一致性好、生产效率高和成本低；方形电池是国内的主流封装形式，能量密度较高，突出特点是成组效率为三种形式中最高，但一致性低；软包电池的性能最好，但其在国内应用较少，主要因一致性低、铝塑膜依赖进口、成本高。
三类电池发展复盘：软包韩系主导，方形国产布局，圆柱日系为王软包时代：LG 化学为集大成者。
1999-2000 年：软包电池开始在汽车上试用；2007 年：AESC 将用于手机产品的软包电池做到了车规级标准；2009 年：LG 化学与现代共同推出首款现代 Avante 以及Forte 电动车；2010 年：搭载软包电池的纯电动车日产聆风畅销，通用推出雪佛兰Volt，配备LG 软包电池；2017 年：雪佛兰Volt 和Bolt 突破 5 万的装机量；2020 年：LG 软包电池配套的雷诺 Zoe、现代 Kona 等车型畅销；2021 年：雷诺集团发布全新车型 Limo，搭载孚能科技软包电池。
方形时代：三星SDI开启，国内宁德、比亚迪接棒发扬光大。
锂离子电池软包叠片、卷绕基本工艺流程介绍综述
Mixing示意图
3.搅拌时间
4.搅拌次序
叠片工艺的主要工艺流程
---Mixing
叠片工艺的主要工艺流程
Coating （涂布）
---Coating
工序功能：将浆料连续、均匀地涂覆在传送集流体的表面，烘干，分别
制成正负极片。
原理：涂辊转动带动浆料，通过调整刮刀
间隙来调节浆料转移量，并利用背辊或涂辊的 转动将浆料转移到基材上，按工艺要求，控制 涂布层的厚度以达到重量要求，同时，通过干
叠片工艺的主要工艺流程 --- Top sealing
叠片工艺的主要工艺流程 --- Inject
Inject（注液）
工序功能：将电解液加入到电芯中，并将电芯完全封住
环境要求：电芯注液前要进行除水，关注过程要求低湿度
原理：水作为电解液中一种痕量组分，对锂离子电池SEI膜的形成和电池
性能有非常大的影响，满充状态的负极与锂金属性质相近，可以直接与水
工序，因为在Li+第一次充电时，Li+第一次插入到石墨中，会在电池内发生电化学反
应, 在电池首次充电过程中不可避免地要在碳负极与电解液的相界面上、形成覆盖在 碳电极表面的钝化薄层，人们称之为固体电解质相界面或称SEI膜(SOLID ELECTROLYTE INTERFACE）
预化流程：
0.02C CC 210min to 3.4V; 0.1C CC 420min to 3.95V
叠片工艺的主要工艺流程 --- Forming
Forming（成型）
工序功能：将电芯外型作最后加工
Baking
高温老化
Degassing
释放化成产生的气体
切边
切去气袋和多余的 侧边
锂电池生产工艺课件PPT(共 43张)
0.02C CC 210min to 3.4V; 0.1C CC 420min to 3.95V
叠片工艺的主要工艺流程 --- Forming
Forming（成型）
工序功能：将电芯外型作最后加工
Baking
高温老化
Degassing
释放化成产生的气体
切边
切去气袋和多余的 侧边
折边
将侧边折起，完成 电芯最终外形
叠片工艺的主要工艺流程 --- Inject
叠片工艺的主要工艺流程 --- Formation
预化
工序功能：通过充放电方式将其内部正负极物质激活，同时在负极表面形 成良好的SEI膜。
原理：锂电芯的化成是电池的初使化,使电芯的活性物质激活，即是一个能量转换的 过程。锂电芯的化成是一个非常复杂的过程，同时也是影响电池性能很重要的一道 工序，因为在Li+第一次充电时，Li+第一次插入到石墨中，会在电池内发生电化学反 应, 在电池首次充电过程中不可避免地要在碳负极与电解液的相界面上、形成覆盖在 碳电极表面的钝化薄层，人们称之为固体电解质相界面或称SEI膜(SOLID ELECTROLYTE INTERFACE）
冷压 （Cold Lam）
注液 （ Inject）
顶封 （ Top sealing）
卷绕 （Winding）
化成 （ Formation）
成型 （ Forming）
测试
裁片分条 （ Slitting
焊接 （ Welding
卷绕工艺的主要工艺流程
---物料形态流程图
卷绕工艺的主要工艺流程 ---Mixing
制造工艺分类
Li离子电芯核心制造工艺分为：
叠片工艺和卷绕工艺
叠片工艺的主要工艺流程介绍
叠片工艺的主要工艺流程 --- Top sealing
叠片工艺的主要工艺流程 --- Inject
Inject（注液）
工序功能：将电解液加入到电芯中，并将电芯完全封住
环境要求：电芯注液前要进行除水，关注过程要求低湿度
原理：水作为电解液中一种痕量组分，对锂离子电池SEI膜的形成和电池 性能有非常大的影响，满充状态的负极与锂金属性质相近，可以直接与水 发生反应。因此，在锂离子电池的制作过程中必须严格控制环境的湿度和 正负极材料、电解液的含水量。
卷绕工艺的主要工艺流程 ---Coating
卷绕工艺的主要工艺流程 ---Cold Lam
Cold Lam （冷压）
工序功能：将Coating后的极片压实，达到合适的密度和厚度
原理：通过调节压辊的间隙以调节压 力，从而调节极片被压实的厚度和密 度
卷绕工艺的主要工艺流程 ---Cold Lam
卷绕工艺的主要工艺流程 ---Cutting
卷绕工艺的主要工艺流程 ---Cold Lam
Cold Lam （冷压）
工序功能：将Coating后的极片压实，达到合适的密度和厚度
原理：通过调节压辊的间隙以调节压 力，从而调节极片被压实的厚度和密 度
叠片工艺的主要工艺流程 --- Stacking
Stacking（叠片）
工序功能：通过手工或夹具将正极极片、隔离膜、负极 极片规则地重叠在一起。
叠片工艺的主要工艺流程 --- Welding
切去多余的极耳
焊接
焊接后的裸电芯
叠片工艺的主要工艺流程 --- Top sealing
Top sealing（顶封）
工序功能：将裸电芯包上包装铝箔，对顶部和侧边进行热封装
原理：包装铝箔分3层（尼龙层、铝层、PP层），封装时通过加热使PP溶化，同 时加压（封头压合）使两层包装铝箔粘合在一起，达到封装的目的
叠片与卷绕对比
项目卷绕工艺叠片工艺分析内阻内阻较高。
因为通常情况下正负极都只有单一輕。
内阻较低。
相当于多个小极片并联，降低了内阻。
单纯的内阻略高对客户的影响基本可以忽略，国外安全性较好的聚锂电池（聚合物电解液）也并没有因为其略高的内阻而显现出对比于国内软包电池的劣势。
但内阻会一定程度上影响电芯倍率性能和放电平台。
高倍率放电高倍率放电容量较少。
单一极耳难以大电流充分完成放电。
高倍率放电容量较多。
多极片并联更容易在短时间完成大电流放电。
对于常规锂离子电池（手机用、笔记本电脑用等），无需高倍率放电；而对于动力电池、备用电源等，则需要高倍率放电。
因而二者各有各自的适用范围。
放电平台放电平台略低。
由于内阻高极化大，一部分电压被消耗于电池内部极化，因而放电平台略低。
放电平台高。
内阻较低极化较小，因而放电平台会高于卷绕电池而更接近材料的自身放电平台。
对于很多放电截止电压较高的用电设备来说，放电平台较高的叠片电池无疑是优先选择。
容量密度容量密度略低。
山于极耳厚度、电芯两边为圆形、收尾的两层隔膜要白白占据厚度等原因导致内部空间没有被完全利用，体积比容量因此略低。
容量密度较高。
电池内部空间利用充分，因而与卷绕工艺相比，体积比容量更高。
容量的差异在较厚（卷绕侧边空间利用不充分将会被放大）和较薄（卷绕极耳厚度白口占据厚度空间将会被放大）这两类电池上才有体现，而对于一般常规尺寸电池而言，差异存在，但不会特别明显。
能量密度能量密度略低。
山于体积比容量较低以及放电平台较低这两个原因，致使能量密度也不及叠片工艺电池。
能量密度高。
放电平台和体积比容量都高于卷绕工艺电池，所以能量密度也相应较高。
具体情况请参照放大平台和容量密度两点，总的来说叠片占优。
适用厚度适用范围较窄。
对于超薄电池，极耳厚度占据空间比例过大会进而影响电池容量。
对于超厚电池，不仅卷绕起来极片太长难以控制，且电池两侧空间无法得到充分利用，也会降低电池容量。
适用范圉较宽。
不论是做成超薄电池还是超厚电池，叠片工艺都可以胜任。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
适用范围较宽。不 论是做成超薄电池 还是超厚电池，叠 片工艺都可以胜任。
卷绕电池在超薄超厚电池方面 上毫无优势，但同时也要注意 超薄电池暂时而言应用并不多， 超厚电池可以通过两个较薄电 池叠放并联来实现（不过要以 降低一定容量为代价）。
第四页
项目 卷绕工艺 叠片工艺 分析
厚度 控制
厚度难以控制。由 于电芯内部结构不 均一，极耳处、隔 膜收尾处、电芯的 两边都是容易超厚 的位置。
不容易变形。内部 结构统一，反应速 率相。对一致，即 使厚电芯 也不容易变形。
这也是卷绕电池不合适做到很 大的厚度的一个原因。
第五页
项目 卷绕工艺 叠片工艺 分析
电池 形状
形状单一；只能做 成长方体电池。
尺寸灵活。可以根 据电池尺寸来设计 每个极片尺寸，从 而电池可以做成任 意形状。
灵活的尺寸是叠片工艺的一个 明显优势，但就现在市场而言， 似乎对异型电池的需求量还不 是很大。
适合 领域
常规电池。
高倍率电池、异形 高倍率电池、异形 电池、动力电池。 电池、动力电池。 涂布要求低。由于 将正负极分成了诸 多小片，可以通过 叠片前将小片分档 来排除涂布膜密度 不良造成的影响。
由于叠片工艺倍率性能更佳、 由于叠片工艺倍率性能更佳、 外观形状的选择更为多样，故 外观形状的选择更为多样，故 适用的范围也要广于卷绕电池。 适用的范围也要广于卷绕电池。 由于现在工艺的改进，将卷绕 电池很长的极片膜密度控制在 一个误差不大的范围已经不难 了，而将叠片电池的每个小片 都称重分档又非常繁琐，所以 该点对二者的影响其实并不大。
放电 平台
放电平台略低。由 于内阻高极化大， 一部分电压被消耗 于电池内部极化， 因而放电平台略低。
放电平台高。内阻 较低极化较小，因 而放电平台会高于 卷绕电池而更接近 材料的自身放电平 台。
对于很多放电截止电压较高的 用电设备来说，放电平台较高 的叠片电池无疑是优先选择。
容量பைடு நூலகம்密度
容量密度略低。由 于极耳厚度、电芯 两边为圆形、收尾 的两层隔膜要白白 占据厚度等原因导 致内部空间没有被 完全利用，体积比 容量因此略低。
虽然可以通过分切后的筛选来 对叠片电池的小极片进行严格 把关，但是动辄几十万个的小 极片，谁会有时间去逐个检查 呢？
极片 弹性
极片需要有一定 弹性。以防止弯 常规电池。 折处断裂、掉料。 点焊容易。每个电池 只需要点焊两处，容 易控制
高倍率电池、异形 极片可以没有弹性 电池、动力电池。 容易虚焊。所有极 片都要点焊到一个 焊点，难以操作且 容易虚焊。
卷绕电池与叠片电池 对比
黄俊雷
第一页
项目 卷绕工艺 叠片工艺 分析
内阻
内阻较高。因为通 常情况下正负极都 只有单一极耳。
内阻较低。相当于 多个小极片并联， 降低了内阻。
单纯的内阻略高对客户的影响基本 可以忽略，国外安全性较好的聚锂 电池（聚合物电解液）也并没有因 为其略高的内阻而显现出对比于国 内软包电池的劣势。但内阻会一定 程度上影响电芯倍率性能和放电平 台
厚度便于控制。电 芯内部结构一致， 电池各个部位厚度 也相应的一致，因 此容易控制其厚度。
由于卷绕电池厚度难以控制， 故设计的时候不得不在厚度方 面多留出一些余量，从而降低 了电池的设计容量
厚度 变形
容易变形。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。 故对于较厚的卷绕 电池而言，大倍率 充放电后或者循环 多次后，有变形的 可能。
入行 门槛
入行门槛低。人 工卷绕容易操作， 资金不足时完全 可以考虑人 工操作，省去了 购买大型自动设 备的资金，降低 了入门门槛。
锂电现在还是上升阶段，新 入行的企业依旧不少，故将 此列为比较的一项。
第八页
• 总结：一句话“卷绕的优势在于制成容易， 叠片的优势在于电池各方面质量好”。不 过问题是，当叠片电池遇到如此多的实际 生产中的麻烦时，电池的最终质量就难以 得到保证。对于用户而言，我们当然希望 买到高质量的叠片电池，但对于厂家而言， 简单易行的卷绕工艺无疑更有吸引力。究 竟哪个好呢？一千个人眼里有一千个哈姆 雷特，我相信同时也会有一千个关于这个 问题的答案。
只要极片配料涂布没有明显出 由于叠片工艺倍率性能更佳、 问题的话，一般极片都是可以 外观形状的选择更为多样，故 买足这一条件的。 适用的范围也要广于卷绕电池。
小批量生产虚焊不难控制，但 是大批量生产的话，虚焊则难 以监控和有效解决。
点焊
第七页
项目 卷绕工艺 叠片工艺 分析
卷绕
操作方便。不论是 人工卷绕还是半自 动全自动卷绕，都 可以较快速且高质 量的完成。
涂布
涂布要求高。对每个 极片而言，各个部位 的涂布膜密度不能有 明显差别，需严格控 制膜密度。
第六页
项目 卷绕工艺 叠片工艺
分切繁琐，合格率 低。每个电池有几十 个小片，每个小片有 四个切面，切片工艺 又是易产生不良的冲 切，因此对单个电池 而言，产生极片断面、 毛刺的概率大大增加。
分析
分切
分切方便，合格率 高。每个电芯只需 要进行正负极各一 次分切，难度小且 产生不良品概率低。
能量 密度
能量密度略低。由 于体积比容量较低 以及放电平台较低 这两个原因，致使 能量密度也不及叠 片工艺电池。。
能量密度高。放电 平台和体积比容量 都高于卷绕工艺电 池，所以能量密度 也相应较高。
具体情况请参照放大平台和容 量密度两点，总的来说叠片占 优。
适用 厚度
适用范围较窄。对于 超薄电池，极耳厚度 占据空间比例过大会 进而影响电池容量。 对于超厚电池，不仅 卷绕起来极片太长难 以控制，且电池两侧 空间无法得到充分利 用，也会降低电池容 量。
高倍率 放电
高倍率放电容量较 少。单一极耳难以 大电流充分完成放 电。
高倍率放电容量较 多。多极片并联更 容易在短时间完成 大电流放电。
对于常规锂离子电池（手机用、 笔记本电脑用等），无需高倍 率放电；而对于动力电池、备 用电源等，则需要高倍率放电。 因而二者各有 各自的适用范
第二页
项目 卷绕工艺 叠片工艺 分析
容量密度较高。电 池内部空间利用充 分，因而与卷绕工 艺相比，体积比容 量更高。
容量的差异在较厚（卷绕侧边 空间利用不充分将会被放大） 和较薄（卷绕极耳厚度白白占 据厚度空间将会被放大）这两 类电池上才有体现，而对于一 般常规尺寸电池而言，差异存 在，但不会特别明显。
第三页
项目 卷绕工艺 叠片工艺 分析
生产控制较繁琐。 每个电池有几十 个极片，检测、 转运、统计等都 是难点。
对于稍具规模的厂子而言， 每天几万的产量就意味着每 天百万个叠片极片！产量几 十万的话甚至可能近千万的 小极片！生产过程中的周转、 监控的难度可想而知。
第七页
项目 卷绕工艺 叠片工艺 分析
操作 工要 求
对操作工要求低。 想熟练完成卷绕难， 但是想合格完成卷 绕并不难。知道流 程并控制好极片对 位后即可 入门。
操作复杂。人工叠 片费时费力；半自 动或者全自动设备 由于机械制造难度 大门槛高又一时难 以普及。
人工卷绕的难度要明显低于人 工叠片。虽然随着机械制造能 力的加强，未来定会出现高品 质的全自动叠片机，但是依旧 难以在电池的制作效率上与卷 绕相提并论。
生产 控制
生产控制相对简 单。一个电池两 个极片，便于控 制。
对操作工要求高。 叠片操作困难，且 负极片对正极片的 过长、过宽设计一 般不会太大，所以 需要操作人员有一 定的操作基础。 入行门槛高。自动 化设备尚不成熟， 人工操作叠片工艺 繁琐造成人工成本 上升，因而提高了 叠片工艺电池的入 行门槛。
记得毕业设计跟师兄做叠片动 力电池，10Ah的，叠片第一个 用了两个小时，后来快些，半 个多小时就叠完一个了。