電芯采用疊片工藝的锂電池優缺點是什麽？

TIME: 2023-01-24 锂電池百科

锂電池的生産制造過程中有很多個工藝環節都對産出的電芯性能有影响，其中在叠片工艺环节中，对产出的锂電池成品性能质量影响较大，下面就对该环节对电池的影响做简单的介绍吧。

叠片指的是将模切工序中制作的单体极片叠成電芯。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，叠片机是中段设备的核心，价值量占比约 70%。

锂電池生产制造采用叠片工艺可以显著提升电池能量密度和安全性：

1）更高的体积能量密度上限：在相同体积的電芯设计情况下，叠片電芯的能量密度高出约 5%左右

2）更穩定的內部結構和更高的安全性：不存在拐角內應力不均勻問題，每層膨脹力接近，因此可以保持界面平整，內部結構更穩定，同時拐角處受力均勻，斷裂風險降低

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）更適合做高倍率、大尺寸和異型電池。但疊片也存在生産效率較低、良率較低、設備投資大、工藝難度大等劣勢，是此前制約大批量生産的主要因素。

锂電池采用叠片工艺的优劣势分析：

受限于效率和工藝問題，疊片工藝存在生産效率低、設備投資大、工藝難度大等缺點。

锂電池采用叠片工艺与卷绕工艺的对比分析：

1、叠片空间利用率较高，有利于提升电池能量密度。卷绕电池在卷绕拐角部有弧度，在空间利用率上要低于叠片电池，而叠片结构可以充分利用电池的边角空间，根据《中国车规级动力高速叠片电池发展白皮书》数据，从卷绕到叠片，VDA 容量提升约 2.5%，在相同体积的電芯设计情况下，叠片電芯的能量密度高出约 5%左右。

2、疊片電池不存在拐角內應力不均勻問題，內部結構更加穩定。在電池循環過程中，伴隨锂離子的嵌入，正負極片均有膨脹，卷繞電池由于拐角處內外層內應力不一致，容易産生波浪狀變形，導致電池界面變差，電流分布不均勻，內部結構不穩定。而疊片電池不存在拐角內應力不均勻問題，每層膨脹力接近，因此可以保持界面平整，內部結構更穩定。

3、疊片電池安全性更高。在電池循環過程中，卷繞電池拐角處內應力無法充分釋放，可能導致拐角處斷裂，進而産生脫粉、毛刺等問題，甚至引發電池內短路，帶來熱失控風險。而疊片電池拐角處受力均勻，大大降低電池安全風險問題。

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