【新能源技术解析】在新能源汽车快速发展的背景下,动力电池作为其核心部件,其生产工艺的选择对性能、成本及市场接受度具有重要影响。卷绕与叠片作为动力电池生产的两种主流工艺,各有什么优劣势?
卷绕工艺
优势:
- 生产效率高:卷绕工艺自动化程度高,能够实现高效、快速的生产,有利于降低生产成本。
- 加工成本低:相比叠片工艺,卷绕工艺在设备投入、操作复杂度等方面具有成本优势。
劣势:
- 内阻较高:卷绕工艺制造的电池由于采用单极耳输出电流,内部电阻较高,影响电池的充放电效率和性能。据相关数据显示,卷绕工艺电池的内部电阻通常高于叠片工艺电池。
- 散热效果不佳:卷绕工艺制造的电池内部结构与机械表现出梯度性变化,散热方向不均匀,容易出现温度梯度分布的情况,导致电池在长期使用中容易出现容量衰减较快的现象,循环周期偏短。
- 电池厚度难以控制:由于卷绕工艺制造的电芯内部结构不均一,极耳处、隔膜收尾处以及电芯两侧的厚度容易不均,影响电池的一致性和安全性。
叠片工艺
优势:
- 能量密度高:叠片工艺能够更好地利用内部空间,使得电池在相同体积下具有更高的容量和能量密度。据行业报告,叠片工艺制造的电池相比卷绕工艺电池,能量密度可提升约5%。
- 散热性能好:叠片工艺制造的电池内部结构支持较均匀的分布热量,有利于改善电芯的发热情况,延长电池寿命。
- 倍率性能好:叠片工艺相当于将多个极片并联起来,增加了电流通道,使得电池在短时间内能更快地完成大电流放电。
劣势:
- 生产效率低:叠片工艺对设备的要求较高,且操作复杂,导致生产效率相对较低。目前,国内叠片机的效率通常为0.8秒/片,与进口设备的0.17秒/片相比存在较大差距。
- 容易虚焊:叠片工艺需要将多层正极或负极极耳焊接在一起,操作难度较大且容易虚焊,影响电池的安全性和性能。
动力电池卷绕与叠片工艺其实各有其优劣势。在选择时,需根据具体应用场景、成本预算及性能要求综合考虑。