动力电池叠片工艺和卷绕工艺的区别

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？对于锂电池中段电芯的装配工序，也有两种技术：叠片工艺和卷绕工艺。下面分别从电芯的空间利用率、电芯的寿命、电芯制造效率和制造投资规模的大小等方面给大家做个对比。

一、叠片工艺和卷绕工艺的区别

1、叠片工艺

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。

2、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。

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。

二、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。

1、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。

2、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。

3、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。叠片电池则由于受力均匀，形变小，电芯的安全性更高。

4、更长的循环寿命

循环寿命是电池的关键性能之一。

叠片电池的极耳数量较多，电子传输距离越短，电阻越小，故叠片电池的内阻能够降低，电池产热小。而卷绕则容易发生变形、膨胀等问题，影响电池衰减性能。

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