Z型切叠机提高组装效率的方法
电芯的装配方式主要有圆柱卷绕，方形卷绕，普通堆叠以及Z型叠片，如图1所示。卷绕方式生产效率比较高，而由于包含往复的极片抓取-放置动作，普通堆叠或Z型叠片工艺生产效率相对更低。相对而言，叠片工艺的电池内部空间利用更充分，在能量密度、安全性与充放电效率方面优于卷绕工艺。
图1 电芯装配方式：1-圆柱卷绕，2-方形卷绕，3-堆叠，4-Z型叠片
图2是Z型叠片的过程示意图。步骤一，隔膜在叠片台上由夹具和夹辊固定展平，机械手抓取正极片并放置在叠片台上；步骤二，隔膜左移折叠，再展平固定后，机械手抓取负极片并放置在叠片台。如此反复，最后完成电芯组装。
图2 Z型叠片的过程示意图
因此，电芯是由许多个负极—隔膜—正极单元（ESC）组成的，每个单元的组装时间可以分解为正极抓取-放置，隔膜移动折叠，负极抓取-放置三个部分，如图3所示。假设纯电动汽车电池容量为50Ah，由40片极片组成，目前工业上每次极片抓取-放置时间一般为0.5s，一个单体电池叠片共需要20s，则一分钟内能完成3个电池，即效率仅有3PPM。
图3 电芯的负极—隔膜—正极单元（ESC）的叠片时间组成
要提高叠片效率，第一个方法就是提高叠片的整体平均速度。如图4所示，例如增加极片抓取-放置动作的加速度，减速度，移动速度；隔膜左右移动速度等。但是，机械系统速度太快会损伤极片表面，极片放置精度也会降低。第二个方法是科学合理设计机械部件，减少机械手的运动距离，但是通过机械结构设计降低运动距离的能力有限。
图4 提高平均速度提高叠片效率
目前电池叠片技术也不断突飞猛进，一方面叠片效率不断提高，国内叠片机厂商不断提升叠片速度，如高速动力切叠一体机目前最优片速度 0.15s/pcs (三工位，即单工位为 0.45s/pcs)，也出现了整机0.125s/pcs 的超高速叠片工艺。
另一方面，切叠一体机作为Z型叠片技术的一种改良，逐渐成为发展趋势，其优点在于提升良率和叠片效率。①、提升良率：电池在不同工序转运过程中容易发生损伤，将多个环节集中到一台设备上，就能够在工艺流程上减少电池损伤的可能性。过去传统的生产方式为叠片机从料盒中取切片进行叠片。取片过程中可能会发生磕碰和极耳翻折，而切叠一体机将极片模切/激光切、Z 字型叠片机、贴胶热压机三类机型进行整合，解决了折弯和吸片的问题，通过减少上下料、转运工序，减少磕碰、提高良率。②、提升叠片效率：切叠一体机将正负极片和隔膜同时收放，在主叠片台或摆杆作用下，呈Z字型折叠，当叠放至设定片数后，隔膜裁切贴胶，再热压成电芯。
最后，以三一技术装备有限公司的Z型切叠一体机为例，详细说明这种技术的优点和发展趋势。
言
叠片/卷绕就是电芯制作工艺中妥妥的C位。两种工艺如同贝斯与吉他，二者在结构设定上相似，弦音高低却大不相同。
目前叠片机技术路线主要分为3类：Z型切叠一体机、热复合叠片机和卷叠一体机。Z型切叠一体机是国内应用较为广泛的机型；热复合叠片机最大的特点为实现正极、负极和隔膜一次性完全切片堆叠，有效提高了叠片及电芯的质量和生产速率，相对而言技术难度更高；卷叠一体机的设计涉及国外专利，例如LG化学使用的德国MANZ(曼兹)的卷叠一体机。
·切叠一体机·
三一技术装备打造的Z型切叠一体机通过将极片裁断成型，正负极片与连续隔膜交替堆叠形成电芯。
高效率、高性价比，将是切叠一体机成为未来发展主流的两大优势。
效率突破
三一技术装备打造的Z型切叠一体机已实现0.125s/pcs的高速叠片效率，设备具有高度协调性，叠片下料辅助时间可控制在6s以内。
高度集成
设备集激光切极耳、裁断、叠片于一体，对比业内传统工艺，可节省一台激光极耳成型机，设备占地面积大幅减少。
精度控制
制片段实现正负极极耳激光切割，飞切成型；极片裁断采用微调机构实现片长方向的调节，保证切片位置和精度。
除尘保障
配备高效过滤除尘系统，实时除去切角和裁断形成的粉尘，粉尘分区域控制在万级，避免污染极片和堵料。
