目前业界主流的动力电池电芯按照制作工艺划分,可以分为卷绕工艺和叠片工艺。制作工艺的不同将直接影响到电池的核心指标从而影响纯电动汽车的部分性能特性。
两种看似相似的制造工艺,其制造难度和电芯特性等方面都有着巨大的差异。那么不同的制造工艺各自有哪些利害呢?

通过上面总结出来的表格不丢脸出,采取叠片工艺的电池电芯无论是充放电速率、安全性、能量密度等多个方面都处于绝对上风地位。此外,叠片工艺带来更高的放电平台,能够适应未来的高压平台架构,知足更高的充放电倍率哀求。而卷绕工艺电芯属于上个世纪90年代流传下来的技能,看起来彷佛不太适应当前纯电动汽车的发展哀求了。
但是以目前的技能水平,要想知足大批量生产,担保电池电芯的同等性和制造本钱,卷绕工艺依旧拥有较大上风。叠片工艺电芯受到多个技能难点的制约,比如叠片机生产速率较慢、产品同等性难以把控、生产过程繁琐等,当前并未被行业普遍采取。就算短期内叠片工艺发生了较大进步,但是现有电池厂商的卷绕工艺生产设备生命周期远没有结束,以是无法快速更新生产线,干系工艺的转向彷佛只能通过培植新的生产线来实现比较靠谱了。不过为了推出性价比更高、更安全的电池,各大电池制造工厂都在投入资金、人力研发新技能。根据近期的行业来看,一些企业已经在叠片工艺方面取得了一些打破,并且列出了发展韶光表。
在海内的动力电池企业中,电池巨子宁德时期和比亚迪也都具备叠片工艺的能力,限定二者的发展的紧张掣肘是高速率叠片机,由于和国外厂商比如LG的叠片机速率有一定差距,以是海内厂商叠片工艺电芯在本钱上并没有太强的上风。目前海内其它动力电池厂商,仍旧以高效可靠的卷绕工艺为主。
比亚迪近期发布的刀片电池由于采取了磷酸铁锂正极材料,并且采取更有利于本钱的去模组化设计,以是电池包本钱有明显低落,抵消了叠片效率带来的本钱劣势。叠片磷酸铁锂电芯更加适宜“刀片”形状的形状,并且有更高的能量密度。“刀片”单体内部为三个串联的叠片电芯,在串联的构造里面,一个电芯通过串联连接形成了3.2V3=9.6V的小模组,这种构造算是叠片工艺在海内较为成功的运用。
其余在叠片工艺制造领域,海内的动力电池企业蜂巢能源不得不提,它算是叠片工艺的“专科生”。蜂巢能源是从长城汽车剥离出来的一家独立的汽车动力电池制造商,其技能路线主攻叠片电芯的方形电池,产品紧张搭载在长城旗下的新能源车型上。由于其成立韶光较晚,产品线较新,以是在叠片工艺上具备一定的后发上风。
据蜂巢能源先容,目前叠片效率可达0.6s/pcs/单工位,现在已完成0.45s/pcs/单工位叠片速率验证与样机的开拓制作, 2023年估量可实现0.25s/pcs/单工位叠片设备开拓。不过这和入口叠片机0.17s/pcs/单工位的叠片速率仍有较大差距。
叠片工艺是一种较新的工艺,和许多新生事物一样,叠片工艺具备许多非常明显的优点,不过毛病便是劳动生产率较低、本钱不易掌握、产品同等性较难把控等一系列“闇练度”方面的问题。
[·写在末了·]无论是叠片工艺还是卷绕工艺,实在只是一种电芯的较为初始的工序,在对电池电芯体积、能量密度等方面并不能起到决定性浸染。在电芯生产工序当中,包括涂布、注液、预化、化成等诸多关键工序都能决定电芯的整体性能。以是也没办法说到底是哪种工艺更有上风,只能说叠片工艺但从构造上的上风会更多一些,详细到实际尤其是大规模量产仍需办理诸多难题。