宁德时代麒麟电池动力电池产能怎么提升?工艺和叠片工艺

文章最后更新时间:2023-10-17,由天天资讯负责审核发布,若内容或图片失效,请联系客服!

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那么您首先想到的是什么? 如何提高电池产能。

近年电池质量更好的秘密?工艺从“卷”到“叠”了

除了产能之外,您是否觉得现在的电池比以前充放电更好,质量更稳定,电池充放电次数更多,寿命更长?

近年电池质量更好的秘密?工艺从“卷”到“叠”了

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CATL 麒麟电池

动力电池技术正在快速迭代。 我们发现LFP磷酸铁锂电池的密度已达到200kW/kg,而NCM三元锂电池的密度已达到255kW/kg。

上述进步除了电池材料技术的贡献外,还与近年来的电池工艺革命有关。

近年电池质量更好的秘密?工艺从“卷”到“叠”了

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动力电池主要由正极板、隔膜、负极板等组成,以薄片状存在。 制造电池需要将这些片材封装在一起,目前采用两种制造工艺,即卷绕工艺和层压工艺。

该技术成熟,广泛应用于绕线工艺。 通过固定卷绕针的卷绕,将原材料按照负极、隔膜、正极、隔膜的顺序堆叠在一起,通过卷绕的方法直接卷制成圆柱形或椭圆圆柱形。 就像我们小时候吃的山楂卷一样。

最终卷在一起的电芯将被放置在圆柱形或方形的外壳中,成为我们常见的动力电池电芯。

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缠绕工艺的优点是制造工艺简单、成本低,而且机器可以快速卷绕,因此制造效率也很高。 但在应用中发现,采用卷绕工艺的动力电池已经逐渐跟不上发展。

最大的问题是,你把它卷成一个球,然后放进一个方形的金属盒里,这很浪费空间。 最终,电池密度无法提高。

还有其他问题。 卷在一起的电极和隔膜,外层和内层的应力不同,散热条件也会不同。 最终会影响电池的安全性、稳定性和寿命。

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那么秘诀就是这两年动力电池的能量密度提高了,而且更耐用了? 这不是“滚动”而是“折叠”。

这就是层压过程。

与“卷”在一起的卷绕工艺不同,电池制造中的叠层工艺是将正极合剂层、隔膜、负极合剂层按顺序叠层,形成“三明治”结构,然后再形成多个“三明治”结构各层平行堆叠。

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并联堆叠在一起后,再封装成方形电池盒,绝对是最节省空间的方式。 就像你把毛巾放在抽屉里一样,你叠在一起的毛巾肯定会比卷在一起的毛巾多。

而且现在电池越来越普及,长而薄的电池越来越受欢迎,而叠片工艺更容易生产大容量电芯。

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比亚迪刀片电池

例如,比亚迪的“刀片”电池是典型的长而薄的电池,因此它采用层压工艺来实现比卷绕工艺更高的能量密度。 叠片工艺也让磷酸铁锂刀片电池的能量密度接近主流三元锂电池。

而且,通过层压工艺制造的电池质量更好,更耐用。

但为什么不在一大早使用好东西呢? 因为层压工艺一直有一个缺点——那就是生产效率不如绕线工艺高。

这就像折叠一堆毛巾,但速度没有卷起来那么快。

层压过程中可能面临的技术问题包括隔膜褶皱、极片粉末损失和错位。 而且,如果工艺不达标,也会导致良率下降。 速度不如滚压快,生产难度较大,成本较高。

然而,随着新一代层压设备的出现,生产效率已经越来越接近传统的绕线工艺。

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例如,蜂巢能源2022年发布的第三代高速层压3.0技术——蜂巢能源称之为“飞叠”。 “飞叠”首先用两层隔膜覆盖负极片。 飞行堆叠技术是通过加热辊进行热复合和隔膜封边,然后切割成片,最后与正极片依次堆叠。

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飞行堆垛可实现0.125秒/件的堆垛速度,达到与卷绕工艺相同的效率。 此外,飞码设备集层压和热压功能于一体,可减少设备占地面积和成本。

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目前行业最先进的是长薄短剑电芯+叠片工艺,主流动力电池企业包括中创航空、国轩高科、亿纬锂能、远景动力、瑞普蓝骏等主流动力电池企业动力电池企业纷纷推出相应产品。

叠片工艺除了提高电池能量密度外,还具有内部结构更稳定、循环寿命更长、安全性更高的特点。

这两年动力电池质量、密度的提升,都与这场电池技术革命有关。

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