分析鋰電池的重要工藝流程
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-11-17 22:12
點(diǎn)擊量：次
了解鋰電池廠家的鋰電池纏繞和疊層兩種工藝
隨著手機(jī)、數(shù)碼產(chǎn)品、筆記本電腦、無人機(jī)、模型飛機(jī)、電動(dòng)工具、軍工、新能源汽車、便攜式儲(chǔ)能、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域以鋰電池為動(dòng)力源，國(guó)內(nèi)鋰電池行業(yè)得到了快速發(fā)展。作為鋰電池制造的重要環(huán)節(jié)，疊片和纏繞工藝受到了學(xué)術(shù)界和企業(yè)界的廣泛關(guān)注。
纏繞工藝:如圓柱形電池，此工藝是將原料依次以負(fù)極、隔膜、正極、隔膜堆疊在一起，通過纏繞的方法直接卷成圓柱形，然后放入金屬外殼中;由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻，充、放電的核心內(nèi)部反應(yīng)程度、速度不均勻;因此，對(duì)于較厚的盤式電池，在高倍率充放電或多次循環(huán)后，存在變形的可能性。而且，只能做長(zhǎng)方體電池。
鋰電池繞線設(shè)備包括正負(fù)片、隔膜自動(dòng)退繞、自動(dòng)除塵、正負(fù)片自動(dòng)繞線、粘貼封端帶、成品自動(dòng)落料、預(yù)壓稱重、粘貼二維碼等模塊。在繞線過程中，電極隔膜制成芯后，兩側(cè)邊緣的電極都有較大的曲率。在充放電過程中，電極容易變形變形，導(dǎo)致鋰電池性能惡化，甚至存在安全隱患。另外，兩側(cè)電流分布不均勻，電壓極化較大，放電電壓不穩(wěn)定。
疊層工藝:如軟包電池依靠“疊層”，如“z”形疊層。首先將正極和負(fù)極原料切割成相同大小的矩形電極，然后分別折疊到隔膜上。隔膜“z”形通過空間將兩極分開。
疊層工藝繁瑣，主要是將桿子和隔膜切成片。但極片合格率低，質(zhì)量(切片、毛刺等)難以保持高的一致性，對(duì)中精度不夠。
動(dòng)力鋰電池從結(jié)構(gòu)上可分為纏繞型和層壓型兩種，從外殼材料上可分為金屬外殼(鋼、鋁)和軟封裝(鋁塑料薄膜)。國(guó)內(nèi)小廠家主要選擇軟包裝貼膜工藝進(jìn)行準(zhǔn)備，而主要出發(fā)點(diǎn)仍是降低設(shè)備要求和資金投入。目前國(guó)內(nèi)各大廠家(BYD、力神、ATL等)均采用了金屬外殼纏繞工藝，設(shè)備投入大，但可以提高自動(dòng)化程度，從而提高鋰電池的一致性。
業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，疊層技術(shù)可以更好地發(fā)揮大型鋰電池的優(yōu)勢(shì)，在安全性、能量密度和對(duì)繞組的過程控制方面具有優(yōu)勢(shì)。因此，對(duì)于動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域，疊層技術(shù)是軟包電池的長(zhǎng)期發(fā)展趨勢(shì)。
軟包動(dòng)力電池企業(yè)選擇由貼膜工藝向纏繞工藝轉(zhuǎn)變的原因
一是軟包電池具有能量密度高的優(yōu)勢(shì)，在電力市場(chǎng)的滲透率迅速上升。數(shù)據(jù)顯示，2018年第一季度，軟包電池發(fā)貨量約為1.2億千瓦時(shí)，占總發(fā)貨量的14%，較去年大幅增長(zhǎng)。貼膜效率已不能滿足電池企業(yè)的需要。
其次，從繞線工藝選擇的原因來看，無論是半自動(dòng)繞線還是全自動(dòng)繞線都可以快速、優(yōu)質(zhì)的完成，生產(chǎn)控制相對(duì)簡(jiǎn)單。同時(shí)，后續(xù)切割方便，極件合格率高。
三是纏繞工藝成本低于疊片工藝。
一般來說，鋰電池的纏繞效率高，工藝簡(jiǎn)單，但是電池的質(zhì)量不如貼膜好。雖然覆膜機(jī)可以通過多工位提高效率，但是整體成本還是比較高，電池的一致性比較差，在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力還比較弱，僅局限于一小部分的使用。
