;      動力(li)(li)電池目前的主(zhu)流生產工(gong)(gong)藝，無論(lun)是(shi)以(yi)特斯(si)拉和(he)松下主(zhu)導(dao)的圓柱路線，還是(shi)以(yi)三星(xing)、CATL主(zhu)導(dao)的方形(xing)路線，仍還在沿(yan)用(yong)數碼(ma)鋰電時代的卷繞制造(zao)(zao)工(gong)(gong)藝。但在車規(gui)級動力(li)(li)電池對于(yu)大容量、大規(gui)模、標準化的要求(qiu)趨勢(shi)下，對制造(zao)(zao)一致性、制造(zao)(zao)質量、制造(zao)(zao)安全性的要求(qiu)也越來(lai)越高，卷繞工(gong)(gong)藝存在的問題逐步顯現出來(lai)。

       在此背景下，疊片工藝能夠很好的滿足鋰離子在電池內部均勻、平行移動的需求，且疊片工藝具備接觸界面均勻、內阻低、能量密度高、倍率特性好、極片膨脹變形均勻等綜合特點，已經成為未來電池結構發展的重要趨勢。

疊片設備(bei)的分類(lei)

Z型疊片

       可以分為單(dan)工(gong)位Z型(xing)疊(die)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)機(ji)(ji)、多工(gong)位Z型(xing)疊(die)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)機(ji)(ji)、搖擺式(shi)Z型(xing)疊(die)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)機(ji)(ji)和模切Z疊(die)一體(ti)機(ji)(ji)。從電芯結(jie)構工(gong)藝(yi)角度分析(xi)，由于Z型(xing)疊(die)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)的(de)(de)(de)機(ji)(ji)理(li)是隔(ge)膜(mo)材(cai)料的(de)(de)(de)往復(fu)高速(su)運動再(zai)配合疊(die)臺的(de)(de)(de)壓(ya)針(zhen)(zhen)動作，這個過程免不(bu)了會出(chu)現極(ji)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)定位不(bu)準（壓(ya)針(zhen)(zhen)撤離極(ji)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)移(yi)動，無法在線(xian)監(jian)測），不(bu)能在線(xian)數據閉環的(de)(de)(de)問題(ti)，同時出(chu)現隔(ge)膜(mo)拉伸變形不(bu)均勻(yun)，在高加速(su)運動中變形破(po)壞的(de)(de)(de)風險(xian)也會更高。

       從(cong)制(zhi)造角度分析，Z型疊(die)片(pian)(pian)需要(yao)下料和尾卷的(de)(de)(de)輔助時間，這在(zai)電(dian)芯(xin)制(zhi)造過(guo)程中會對效(xiao)率產生較大的(de)(de)(de)影響。Z型疊(die)片(pian)(pian)提(ti)升效(xiao)率的(de)(de)(de)方式除了單(dan)工位(wei)效(xiao)率提(ti)升外，一(yi)般采用多工位(wei)的(de)(de)(de)制(zhi)作方式來提(ti)升效(xiao)率。但是多工位(wei)Z型疊(die)片(pian)(pian)機(ji)存在(zai)較復雜(za)的(de)(de)(de)極片(pian)(pian)調度系統，整(zheng)機(ji)的(de)(de)(de)實際利用率較低。

復合疊片

       可以分為復合卷疊機、復合堆疊機和復合折疊機。復合疊片的基礎需要使用雙面涂膠隔膜，包括水系或油系隔膜。通過壓力和溫度將極片與隔膜粘附在一起形成復合單元，再使用不同的方式進行電芯成型。同時復合疊片技術較適合用于未來半固態或全固態電池的制作。復合疊片可以保證隔膜張力均勻，沒有拉伸突變，隔膜極片結合界面均勻，可以在線檢測正、負極片，隔膜的對齊度實現制造數據閉環，因而對疊片制造質量提升很有幫助。

疊片分類及(ji)優缺點

（工藝(yi)流程示意(yi)）

疊片設備的原理

① Z型疊片機：

       此設備完成動力電池的自動疊片、貼膠及自動下料功能。隔膜主動放卷，經過渡輥，垂直張力機構引入主疊片臺。主疊片臺帶動隔膜前后往復運動，呈Z字形折疊并放置極片。正負機械手分別從正負極片盒內取出極片，經次定位臺定位，精確疊放在主疊片臺上。在疊放至設定片數后，停止疊片，完成尾卷、貼膠后，自動下料到后工序。其設備流程圖和主要性能指標表如下：

Z型疊片機設備流程(cheng)圖

Z型疊片機主要性能指(zhi)標表

②復合疊片機：

       用于實現高速全自動疊片工藝，主要包含正負極片與隔膜放卷機構、極片裁切與除塵機構、極片隔膜熱復合機構、疊片平臺、電芯熱壓、貼膠、稱重、貼二維碼與掃碼機構等。其設備流程圖和主要性能指標表如下：

復合(he)疊片機設備流程圖(tu)

復合疊片機主要性能指標表

疊片設備(bei)的關鍵結構

①Z型疊片機

       主要部件構成包括：機架系統、正/負極片盒組件、隔膜放卷組件、負極片二次定位組件、疊片臺組件、機械手組件、隔膜切斷組件、電芯貼膠組件、電芯下料組件。

Z型疊片(pian)貼膠示意圖

②復合疊片機

       主要部件構成包括：機架系統、放卷系統、張力控制系統、極片來料缺陷檢測、麥拉膜收放卷系統、糾偏系統、極片裁切/送料系統、熱復合系統、疊片平臺、貼膠機構、Hi-pot測試機構、稱重機構、貼二維碼掃碼機構、下料機構、粉塵控制機構。

復合疊片貼膠示(shi)意(yi)圖

疊片設備的(de)發(fa)展趨勢

? 單機效率提升：由單機1GWh能力(li)逐(zhu)步(bu)往(wang)2GWh、4GWh、8GWh提升。

? 產品合格率提升：由現有(you)的99%逐步(bu)往99.5%、99.9%、99.99%發(fa)展(zhan)，同(tong)時產品的一(yi)致性CPK由1.33逐步(bu)提升(sheng)至2.0以上。

? 設備穩定性提升：MTBF逐(zhu)步發(fa)展到數千小時。

? 智能化一體化：模切疊片(pian)一體化(hua)(hua)、數(shu)據閉環智能化(hua)(hua)。

疊片機設備核心指標路線如下圖：

疊片機設(she)備核心指(zhi)標路(lu)線圖(tu)

       盡管疊片工藝對于動力電池性能的提升優勢明顯，但擺在產業鏈企業面前的現實問題是，疊片工藝在實際的產業化應用中面臨著毛刺、粉塵控制等難題，仍需在未來制造技術發展中不斷突破與創新。