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電池電池通常由五個(gè)部分組成：陽(yáng)極片、陰極片、電解質(zhì)、隔離膜和外殼。最常見(jiàn)的電池工藝包括卷繞工藝機(jī)構(gòu)和疊片工藝結(jié)構(gòu)。讓我們通過(guò)兩種不同的工藝結(jié)構(gòu)來(lái)了解鋰電池的特點(diǎn)。
一、卷繞結(jié)構(gòu)。
電池卷繞工藝是將電池的陰極片、隔膜、陽(yáng)極片、隔膜四層一起卷起。卷繞電池的缺陷主要存在于兩側(cè)的毛刺、對(duì)齊和繞組張力方面。卷繞電池通常有硬殼圓柱形卷繞和方形卷繞。如18650、21700、4680，主要代表為特斯拉的圓柱電池。而卷繞的方形電池則是大多數(shù)汽車公司通用的電池。
由于其自身的特點(diǎn)，卷繞結(jié)構(gòu)目前只能制成圓柱體或長(zhǎng)方體電池，而不能制成異形電池。圓柱體卷繞電池和方形卷繞電池則各有優(yōu)點(diǎn)。圓柱形卷繞電池由于長(zhǎng)期存在于消費(fèi)市場(chǎng)，其工藝最為成熟，批量成本較低，一致性也比較好，缺點(diǎn)則是單個(gè)電池小，組裝后必須有間隔來(lái)散熱，所以通常單位體積模塊重量比較大；而由于形狀和尺寸固定，方形卷繞電池就容易設(shè)計(jì)模塊和箱體，并且由于方形電池比較大，形狀可以方便散熱，所以模塊的能量密度也比圓柱形模塊高。但缺點(diǎn)是批量生產(chǎn)設(shè)備由幾家大供應(yīng)商提供，設(shè)備供不應(yīng)求，導(dǎo)致行業(yè)內(nèi)方形繞組電池尺寸固定，后期難以定制。如果你想定制，你必須重新打開模具，成本就會(huì)上升。
但總的來(lái)說(shuō)，卷繞結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是加工成本低，無(wú)論是人工、半自動(dòng)、全自動(dòng)卷繞，都容易達(dá)到高效、高質(zhì)量。
二、疊片結(jié)構(gòu)。
電池疊片工藝是將電池隔離膜、陽(yáng)極片、陰極片層疊而成。堆疊結(jié)構(gòu)電池的優(yōu)點(diǎn)：低于卷繞結(jié)構(gòu)電池的內(nèi)阻。由于極片膨脹，疊片的充放電功率更好。疊片利用率高，極片面積大，能量密度高。但缺點(diǎn)是折疊結(jié)構(gòu)內(nèi)部短路風(fēng)險(xiǎn)大，加工時(shí)只需兩個(gè)切邊，不像卷繞工藝，容易控制毛刺和對(duì)齊。折疊結(jié)構(gòu)需要四個(gè)切邊，不易控制，合格率相對(duì)較低。此外，需要高精度的半自動(dòng)或全自動(dòng)設(shè)備來(lái)控制切邊，因此設(shè)備成本和輸出成本較高。而且即使機(jī)器來(lái)折疊和卷繞，高速卷繞也比高速折疊更容易以低成本實(shí)現(xiàn)。方形折疊結(jié)構(gòu)的電池是軟包裝電池，外包裝采用鋁塑料薄膜，尺寸變化靈活，電池能量密度高，但機(jī)械強(qiáng)度差，密封工藝?yán)щy，組結(jié)構(gòu)復(fù)雜（PACK能量密度難以提高）。與液態(tài)電解質(zhì)電池電池相比，該工藝更適合未來(lái)的固態(tài)電池。
事實(shí)上，電池工藝沒(méi)有一定說(shuō)哪個(gè)好哪個(gè)壞，總體來(lái)說(shuō)工藝難度、成本、功率密度、能量密度、壽命、安全性之間的均衡性比較重要，實(shí)際選擇時(shí)，可以具體根據(jù)各自的應(yīng)用場(chǎng)景，放大某一項(xiàng)特性來(lái)進(jìn)行選擇。
例如，電池制造過(guò)程中的涂布和輥壓。如果你追求續(xù)航，則必須增加涂層厚度和壓實(shí)密度；如果要快速充放電，提高電池功率，就不能壓得太大，壓實(shí)密度要低，這樣才能為鋰離子提供更快的移動(dòng)通道。
再比如有些混合動(dòng)力車型要求電池功率大，綜合里程大，不要求純電池容量大，這就要考慮其他特征，而不僅僅是能量密度。
再者，如果汽車公司想追求安全，那么電池隔離膜越厚越好，可以防止電池內(nèi)部短路，提高安全性。但隔離膜越厚，就意味著能量密度下降，功率下降。選擇薄隔離膜來(lái)提高能量密度和功率，或者選擇更厚的隔離膜保證安全，這取決于汽車公司自己的選擇。
同樣，對(duì)于電池的其他工藝，每個(gè)成熟的工藝都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，因此需要大量的資金不斷投入研究和改進(jìn)，不斷找到變化的完美平衡。
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