电池的主要材料有:正负极、电解液、隔膜、铝塑膜等,其生产工艺最常见的为卷绕工艺和叠片工艺。今天我们就先来了解一下卷绕工艺的相关知识。
电芯卷绕示意图
一、 卷绕工艺简介
通俗地讲,就是把做电池所用的材料全部卷在一起。具体材料就是,将负极片、隔膜、正极片、隔膜共计四层一起卷绕。从而达到我们想要的电池。卷绕前,首先要把正负极片制好,准备好对应尺寸的隔膜,在卷绕的过程中,最大的缺陷主要存在于两侧的毛刺、对齐和绕组张力方面。封装出来的形状,主要是方形或者是圆柱形,像市面上流通的18650,21700.26650等电池。方形主要是用在汽车上面的动力电池,像CATL的3.6V100AH、3.V120AH以及更大容量的。还有很多的数码类型号电池也是卷绕工艺的。
卷绕工艺
二、卷绕工艺优缺点
由于卷绕工艺的特点,此结构目前只能制成规则形状的圆柱体或长方体电池,而不能制成异形电池。圆柱体卷绕电池和方形卷绕电池则各有优点。
1、圆柱形卷绕电池由于长期存在于消费市场,其工艺最为成熟,批量成本较低,一致性也比较好,缺点则是单个电池小,组装后必须有间隔来散热,所以通常单位体积模块重量比较大;通常可见的18650以及小方形的数码类电池均是卷绕工艺。
2、而由于形状和尺寸固定,方形卷绕电池就容易设计模块和箱体,并且由于方形电池比较大,形状可以方便散热,所以模块的能量密度也比圆柱形模块高。小动力汽车电池目前偏向于这种方形电池。但缺点是批量生产设备由几家大供应商提供,设备供不应求,导致行业内方形绕组电池尺寸固定,后期难以定制。如果要定制新的尺寸,必须要重新开模具,成本会上升很多。
卷绕工艺小结:卷绕结构的优点是加工成本低,无论是人工、半自动、还是全自动卷绕,都容易达到高效、高质量的生产。缺点就是定制会比较麻烦,小电池需要重新开模具,大的尺寸固定。
电池卷绕机
国内的宁德时代,比亚迪、亿纬、比克等厂家生产这些圆柱形或方形的电池,绝大部分都是卷绕工艺。目前电池的卷绕工艺还是占主流,不管是消费类的数码电池,还是小动力的二三轮车、户外电源以及动力汽车电池均采用的是卷绕工艺。