電芯采用疊片工藝的鋰電池優(yōu)缺點(diǎn)是什么？

鋰電池的生產(chǎn)制造過程中有很多個(gè)工藝環(huán)節(jié)都對(duì)產(chǎn)出的電芯性能有影響，其中在疊片工藝環(huán)節(jié)中，對(duì)產(chǎn)出的鋰電池成品性能質(zhì)量影響較大，下面就對(duì)該環(huán)節(jié)對(duì)電池的影響做簡(jiǎn)單的介紹吧。

疊片指的是將模切工序中制作的單體極片疊成電芯。通常來說，卷繞用于方形和圓柱電池，疊片用于方形和軟包電池。根據(jù) GGII 測(cè)算數(shù)據(jù)，在鋰電設(shè)備中，中段設(shè)備價(jià)值量占比約為 35%，其中，疊片機(jī)是中段設(shè)備的核心，價(jià)值量占比約 70%。

鋰電池生產(chǎn)制造采用疊片工藝可以顯著提升電池能量密度和安全性：

1）更高的體積能量密度上限：在相同體積的電芯設(shè)計(jì)情況下，疊片電芯的能量密度高出約 5%左右

2）更穩(wěn)定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和更高的安全性：不存在拐角內(nèi)應(yīng)力不均勻問題，每層膨脹力接近，因此可以保持界面平整，內(nèi)部結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，同時(shí)拐角處受力均勻，斷裂風(fēng)險(xiǎn)降低

3）更長(zhǎng)的循環(huán)壽命：極耳數(shù)量是卷繞電池的 2 倍，內(nèi)阻相應(yīng)降低 10%以上，循環(huán)壽命比卷繞高 10%左右

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

鋰電池采用疊片工藝的優(yōu)劣勢(shì)分析：

受限于效率和工藝問題，疊片工藝存在生產(chǎn)效率低、設(shè)備投資大、工藝難度大等缺點(diǎn)。

鋰電池采用疊片工藝與卷繞工藝的對(duì)比分析：

1、疊片空間利用率較高，有利于提升電池能量密度。卷繞電池在卷繞拐角部有弧度，在空間利用率上要低于疊片電池，而疊片結(jié)構(gòu)可以充分利用電池的邊角空間，根據(jù)《中國(guó)車規(guī)級(jí)動(dòng)力高速疊片電池發(fā)展白皮書》數(shù)據(jù)，從卷繞到疊片，VDA 容量提升約 2.5%，在相同體積的電芯設(shè)計(jì)情況下，疊片電芯的能量密度高出約 5%左右。

2、疊片電池不存在拐角內(nèi)應(yīng)力不均勻問題，內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。在電池循環(huán)過程中，伴隨鋰離子的嵌入，正負(fù)極片均有膨脹，卷繞電池由于拐角處內(nèi)外層內(nèi)應(yīng)力不一致，容易產(chǎn)生波浪狀變形，導(dǎo)致電池界面變差，電流分布不均勻，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。而疊片電池不存在拐角內(nèi)應(yīng)力不均勻問題，每層膨脹力接近，因此可以保持界面平整，內(nèi)部結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。

3、疊片電池安全性更高。在電池循環(huán)過程中，卷繞電池拐角處內(nèi)應(yīng)力無法充分釋放，可能導(dǎo)致拐角處斷裂，進(jìn)而產(chǎn)生脫粉、毛刺等問題，甚至引發(fā)電池內(nèi)短路，帶來熱失控風(fēng)險(xiǎn)。而疊片電池拐角處受力均勻，大大降低電池安全風(fēng)險(xiǎn)問題。