1 電芯選卷繞還是疊片

電芯選卷繞還是疊片卷繞和疊片，如孿生兄弟爭斗，市場決定生死。中國新能源汽車市場，據(jù)騰訊營銷預(yù)測，未來5年將保持40%的復(fù)合增長率，到2022年年銷量約300萬臺。增長原因是政策目標支持，車輛電池品質(zhì)提升，消費者接受程度增強，由此可推導(dǎo)出企業(yè)發(fā)展將由政策導(dǎo)向轉(zhuǎn)為市場產(chǎn)品驅(qū)動。市場產(chǎn)品驅(qū)動，意味著消費者能真正作為顧客，用性價比的眼光，來衡量新能源汽車值不值得買。經(jīng)實地調(diào)研，客戶選購新能源汽車主要顧慮是電池的續(xù)航里程、使用壽命、安全性，也包含充電樁分布的完善性、充電時長、二手轉(zhuǎn)賣保值率、流通渠道、售后服務(wù)等。直白說，電池對新能源汽車而言，如同心臟，其性能與成本直接決定銷量。電池中應(yīng)用最廣泛的鋰離子動力電池，其性能與工藝、制造設(shè)備密切相關(guān)。尤其是核心工序卷繞與疊片涉及到的，對量產(chǎn)成本有剛性約束。我們從卷繞和疊片兩種工藝的工藝、設(shè)備特點、整車開發(fā)平臺進行分析、評估。1卷繞與疊片工藝卷繞工藝中，極片隔膜制成電芯后，兩側(cè)邊緣位置的電極存在較大曲率，在充放電的過程中，易變形和扭曲，會導(dǎo)致電池性能下降，甚至有安全隱患。此外電芯放電過程中，兩側(cè)電流分布不均，電壓極化較大，放電電壓不穩(wěn)。測試卷繞工藝的主要工序流程圖卷繞工藝工序流程圖（主要工序）注液(Inject)(Mixing)涂布(Coating^化成CForm-atjon^焊接(測試卷繞工藝的主要工序流程圖卷繞工藝工序流程圖（主要工序）注液(Inject)(Mixing)涂布(Coating^化成CForm-atjon^焊接(Welding)裁片分條（Slitting〕成型冷壓(ColdSm】卷繞(Winding)頂封〔Topsealing)疊片工藝過程繁瑣，主要是極片與隔膜裁切成片。但極片分切合格率低，質(zhì)量(斷面、毛刺等)很難保持高度一致性，且對齊精度不夠。測試化成【Aging)疊片工藝的主要工序流程圖疊片工序流程圖(MEnprowss)注液CInject)頂封〔TopSealing)攪拌(測試化成【Aging)疊片工藝的主要工序流程圖疊片工序流程圖(MEnprowss)注液CInject)頂封〔TopSealing)攪拌(AAiscitig】涂布CCoatingJ樓切〔AAtiduleCutting)對眾(Pressing)焊接CWelding)輕片(Stacking)捕氣擁口Cdegassing)成型(Forming)成型CForming)預(yù)址(Formation)總的來說，卷繞效率高，工藝簡單，但電芯品質(zhì)不如疊片。雖然疊片機可通過多工位提升效率，然總體上成本依舊高昂，電芯一致性差，在市場上的競爭力還是薄弱些，只能限定一小部分使用。2卷繞設(shè)備卷繞設(shè)備包括正負極片、隔膜自動放卷，自動除粉塵，正負極片自動卷繞，粘貼終止膠帶，成品自動下料，預(yù)壓稱重，貼二維碼等模塊。對電池廠而言，采購設(shè)備最重要的性能指標是卷繞線速度、張力波動控制、對齊精度、整機合格率、時間稼動率、故障率等。就當下卷繞機的水平，可實現(xiàn)線速度3m/s，張力波動控制±5%,對齊精度為土2mm,整機合格率±99%，時間稼動率298%，故障率W1%。3疊片設(shè)備以熱復(fù)合式疊片機為例，其來料為已切割極耳的卷料。工序是正負極裁切、熱復(fù)合、疊片、熱壓與四周包膠。功能是極片隔膜自動放卷、自動糾偏、張力控制、極耳撫平和導(dǎo)向，除塵，極片裁斷和送料、熱復(fù)合、CCD定位和疊片，包膠，稱重貼碼等。具體流程是正負極和隔膜卷先由伺服電機自動放卷，然后經(jīng)張力控制和糾偏，被極片裁切裝置裁切為定長的單片。熱復(fù)合機構(gòu)將裁切好的正負單片與雙層隔膜送進烘箱內(nèi)預(yù)熱，再用麥拉膜保護極片和隔膜輸送。結(jié)束后，直接冷壓、裁斷成獨立疊片單元。獨立疊片單元被運送至CCD拍照位置，經(jīng)拍照定位后，位置信息會傳送至搬送機械手。搬送機械手接收指令，機械手上的吸盤吸附疊片單元堆疊至疊片臺。堆疊至電芯所需層數(shù)后，直接輸送至熱壓平臺，完成熱壓。熱壓后電芯進入包膠工位進行短路測試并四周包膠，隨后稱重并在表面貼碼信息綁定，最終NG自動剔除，合格品則保留。疊片機水平目前是電芯整體對齊精度土0.5mm,產(chǎn)品合格率299.5%,時間稼動率298%,故障率W1%,疊片效率（五工位）在4片/s。

A?i疊片工藝示意圖壺片過程演示A?i疊片工藝示意圖壺片過程演示4總結(jié)疊片機和卷繞機都能制備大容量方形電池。從整車開發(fā)平臺而言，未來方形電池的制造，會與車型底盤相匹配。眼下最受業(yè)內(nèi)關(guān)注的電動車平臺就是大眾MEB平臺，從這一趨勢來看，電池的模組和電芯尺寸都在變大。另外大眾發(fā)布的VDA尺寸電芯已到達卷針周長的極限，按MEB平臺的電芯尺寸，將來電芯長度還會增加。如果單從能量密度和續(xù)航里程看，大模組、大電芯的確是趨勢，疊片比卷繞更占優(yōu)勢?？墒袌霰绕吹?/p>