电芯究竟如何选择？一文分析电芯绕卷机和叠片机的不同工序

卷绕和叠片，如孪生兄弟争斗，市场决定生死。

中国新能源汽车市场，据营销预测，未来5年将保持40%的复合增长率，到2022年年销量约300万台。增长原因是政策目标支持，车辆电池品质提升，消费者接受程度增强，由此可推导出企业发展将由政策导向转为市场产品驱动。

市场产品驱动，意味着消费者能真正作为顾客，用性价比的眼光，来衡量新能源汽车值不值得买。经实地调研，客户选购新能源汽车主要顾虑是电池的续航里程、使用寿命、安全性，也包含充电桩分布的完善性、充电时长、二手转卖保值率、流通渠道、售后服务等。

直白说，电池对新能源汽车而言，如同心脏，其性能与成本直接决定销量。

电池中应用最广泛的锂离子动力电池，其性能与工艺、制造设备密切相关。尤其是核心工序卷绕与叠片涉及到的，对量产成本有刚性约束。

本文将从卷绕和叠片两种工艺的工艺、设备特点、整车开发平台进行分析，评估。

01 卷绕与叠片工艺

卷绕工艺中，极片隔膜制成电芯后，两侧边缘位置的电极存在较大曲率，在充放电的过程中，易变形和扭曲，会导致电池性能下降，甚至有安全隐患。此外电芯放电过程中，两侧电流分布不均，电压极化较大，放电电压不稳。

叠片工艺过程繁琐，主要是极片与隔膜裁切成片。但极片分切合格率低，质量(断面、毛刺等)很难保持高度一致性，且对齐精度不够。

总的来说，卷绕效率高，工艺简单，但电芯品质不如叠片。虽然叠片机可通过多工位提升效率，然总体上成本依旧高昂，电芯一致性差，在市场上的竞争力还是薄弱些，只能限定一小部分使用。

02 卷绕设备

卷绕设备包括正负极片、隔膜自动放卷，自动除粉尘，正负极片自动卷绕，粘贴终止胶带，成品自动下料，预压称重，贴二维码等模块。

对电池厂而言，采购设备最重要的性能指标是卷绕线速度、张力波动控制、对齐精度、整机合格率、时间稼动率、故障率等。

就当下卷绕机的水平，可实现线速度3m/s，张力波动控制±5%，对齐精度为±2mm，整机合格率≥99%，时间稼动率≥98%，故障率≤1%。

03 叠片设备

以热复合式叠片机为例，其来料为已切割极耳的卷料。工序是正负极裁切、热复合、叠片、热压与四周包胶。

功能是极片隔膜自动放卷、自动纠偏、张力控制、极耳抚平和导向，除尘，极片裁断和送料、热复合、CCD定位和叠片，包胶，称重贴码等。

具体流程是正负极和隔膜卷先由伺服电机自动放卷，然后经张力控制和纠偏，被极片裁切装置裁切为定长的单片。热复合机构将裁切好的正负单片与双层隔膜送进烘箱内预热，再用麦拉膜保护极片和隔膜输送。结束后，直接冷压、裁断成独立叠片单元。

独立叠片单元被运送至CCD拍照位置，经拍照定位后，位置信息会传送至搬送机械手。搬送机械手接收指令，机械手上的吸盘吸附叠片单元堆叠至叠片台。堆叠至电芯所需层数后，直接输送至热压平台，完成热压。

热压后电芯进入包胶工位进行短路测试并四周包胶，随后称重并在表面贴码信息绑定，最终NG自动剔除，合格品则保留。

叠片机水平目前是电芯整体对齐精度±0.5mm，产品合格率≥99.5%，时间稼动率≥98%，故障率≤1%，叠片效率(五工位)在4片/s。

04 总结

叠片机和卷绕机都能制备大容量方形电池。从整车开发平台而言，未来方形电池的制造，会与车型底盘相匹配。

眼下最受业内关注的电动车平台就是大众MEB平台，从这一趋势来看，电池的模组和电芯尺寸都在变大。另外大众发布的VDA尺寸电芯已到达卷针周长的极限，按MEB平台的电芯尺寸，将来电芯长度还会增加。

如果单从能量密度和续航里程看，大模组、大电芯的确是趋势，叠片比卷绕更占优势。可市场比拼的本质是价格，如果叠片设备能大幅降成本，利润高过卷绕，取代也许就近在咫尺。

说一千，道一万，关键问题还是钱。自古巧妇难为无米之炊，叠片看似前途光明，若是成本一直居高不下，即便政策支持鼓励，迟早也会被消费者抛弃。

请不要抱怨市场无情，只讲利益，因为企业发展，最根本的还要靠盈利。