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面对层层“叠置”，你是否还在绕弯？

面对层层“叠置”，你是否还在绕弯？

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作者：
来源：新车网
时间：2019-06-21

说到“叠”，有人会联想到备受欢迎的表演活动“叠罗汉”，有人会联想到热播军旅综艺《真正男子汉》中的“叠豆腐块”，还有人会联想到香酥可口的“葱油千层饼”。

不过，今天我们提到的“叠”，是一种电芯组装工艺。在电动车越来越普及的今天，能量密度的提高意味着续航里程的增长，在同等化学体系下的动力电池，如果想进一步提升能量密度与安全性，方法很简单——“叠”它就完事了。

逐层叠置形成电池

所谓“叠”，即将正极极片、隔膜、负极极片裁剪成规定尺寸后堆叠，类似吃货们常常惦记的三明治，正极极片与负极极片分别是上下方形的面包片儿，隔膜便是夹在其中的食材，若干个这样的小“三明治”堆叠到一起，再放进与其尺寸十分贴合的方形“外卖包”里，这样就做好了一个叠片电池。

可千万别小看这简单一“叠”，相比于多年没有更新、从手机笔记本电池延续放大而来的卷绕工艺，它拥有众多优势：可以充分利用方方正正的壳体空间，这种“你多大鞋我多大脚”的工艺特质使得方形电池壳体的空间占用率极高。

而压扁的“大大泡泡卷”式的卷绕工艺无论缠绕多么紧致，在方形包装壳里依然存在空间浪费。这也就导致相同外壳体积下，叠片式工艺能装下更多的活性物质，自然能量密度更大。

卷绕电芯横截面（CT扫描图）

除了能量密度更大，叠片式工艺中每个小“三明治”叠放平整，受力均匀，做到“雨露均沾”，自然能够长久“融洽相处”；而卷绕式工艺中两侧弯卷处却“草木萧疏”，应力集中，长时间充放电后容易出现极片断裂，所以从安全性上来讲，叠片式工艺也更胜一筹。

卷绕式工艺壳体四角空间利用率低，两侧弯卷处应力集中容易断裂

此外，得益于平铺叠放的组装工艺，叠片式电池在充放电过程中产生的热量分布也更加均匀。通俗一点来讲，同一块烙饼放入微波炉中加热，平摊放置肯定比卷裹放置受热更均匀。而“卷裹的烙饼”由于受热不均匀，会导致局部过热，引起电池快速衰减，所以相比于卷绕式工艺，采用叠片工艺的电池寿命会更长。

方形卷绕方形层叠

既然叠片式工艺具有诸多优势，那为什么现阶段采用卷绕工艺的电池依旧是市场主流？原因就在于叠片式工艺生产效率低，严重制约了叠片工艺在电池行业中的应用。其次，各芯厂电池产线投入巨大，换代升级意味着巨大的投资损失，而各大主流电池厂多由3C电池转化而来，这也是为什么松下、三星SDI、CATL等行业头部企业，都在2022年之后才计划导入叠片工艺的原因所在。

放眼望去，全球范围内目前只有长城控股旗下的蜂巢能源，经过多年研发，开发出了高速叠片设备，克服了叠片工艺组装效率低的顽疾，其位于江苏金坛的工厂二期产线可实现单机位0.45秒/片的叠片速度，正在研发的三期产线，单机叠片效率可达0.25秒/片，与卷绕的效率一致。