Укладка или намотка — какая технология лучше для литий-ионных аккумуляторов?

В процессе сборки элементов литий-ионных аккумуляторов, в основном есть две техники: намотка и укладка. Создание этих двух технологий тесно связано со следующими ключевыми техническими моментами.: использование пространства, цикл жизни, эффективность производства, и инвестиции в производство аккумуляторных элементов.
Литий-ионные аккумуляторы можно разделить на мягкую упаковку, квадрат, и цилиндрические батареи в соответствии со способами их упаковки и формой.. С точки зрения процесса внутреннего формования, мягкие упаковки и квадратные батарейки можно сматывать или ламинировать. Однако, цилиндрические аккумуляторы можно только намотать из-за их кривизны везде.

Среди этих двух технологий, процесс намотки требует более длительного времени разработки и обладает преимуществами зрелой технологии, бюджетный, и высокая урожайность. Но с развитием технологий электромобилей, процесс штабелирования постепенно стал восходящей звездой благодаря высокому коэффициенту использования объема, стабильная структура, низкое внутреннее сопротивление, и длительный срок службы, и выделяется по сравнению с процессом намотки. Хотя в некоторых аспектах процесс ламинирования может потребовать более высоких первоначальных инвестиционных затрат., его долгосрочные преимущества в производительности и повышение эффективности делают его важным направлением развития будущих технологий производства аккумуляторов..

Что такое технология намотки?

Процесс намотки предполагает намотку отрезанного листа положительного электрода., сепаратор, и листу отрицательного электрода заданного размера и формы., похоже на желейный рулет из батарейки. В этом процессе используется специальная намоточная машина для последовательной намотки и уплотнения материала через намоточную иглу., формирование цилиндрических или квадратных аккумуляторных ячеек. Впоследствии, эти аккумуляторные элементы были помещены в соответствующие металлические корпуса для завершения первоначальной конструкции батареи..
Расчетная емкость аккумуляторной батареи определяет размер продольной катушки и параметры намоточной катушки..

Что такое технология многоярусных аккумуляторов?

Технология многослойных аккумуляторов — это процесс резки листов положительных и отрицательных электродов до определенных размеров в соответствии с проектными требованиями., а затем укладываем разрезанный лист положительного электрода стопкой, сепаратор, и лист отрицательного электрода последовательно, образуя многослойную структуру.. Эта структура впоследствии делится на несколько небольших аккумуляторных ячеек., которые в конечном итоге складываются и собираются в полные отдельные ячейки посредством процессов сварки и упаковки..
Этот метод может улучшить использование пространства аккумулятора и оптимизировать его общую производительность..

Сравнение процесса укладки батареи и намотки

В разных типах аккумуляторов используются разные производственные процессы.:
Мягкие аккумуляторные элементы: Обе технологии используются, в зависимости от производителя аккумуляторной батареи. Технология штабелирования часто используется, поскольку ее гибкая форма подходит для штабелируемых конструкций..
Блейд-ячейки: Разработано и изготовлено с использованием технологии штабелирования..
Квадратная ячейка: Доступны как процессы штабелирования, так и намотки.. В настоящий момент, на рынке в основном доминирует процесс намотки, и технология переходит в сторону штабелирования.
Цилиндрический аккумуляторный элемент: Как зрелый продукт, он всегда применял процесс намотки.
Эти выборы процессов отражают всесторонний анализ конструкции батареи., эффективность производства, и требования к производительности батареи.

Литий-ионные аккумуляторные элементы, использующие технологию штабелирования, имеют преимущества перед технологией намотки.

Стек ячеек имеет более высокую плотность энергии батареи

Литий-ионные батареи, изготовленные с помощью технологии штабелирования, имеют более высокую плотность энергии., более стабильная внутренняя структура, более высокая безопасность, и более длительный срок службы.

Процесс намотки имеет изогнутые края и углы., что приводит к более низкому использованию пространства по сравнению со стопочной батареей. Однако, сложенная литиевая батарея может полностью использовать угловое пространство батареи. Поэтому, когда расчетный объем ячейки одинаков, плотность энергии ячейки, образованной аккумуляторной батареей, выше.

По сравнению с намотанными батареями, Плотность энергии штабелируемых структур может быть увеличена примерно на 6%.

Более стабильная внутренняя структура

По сравнению с намотанными батареями, нет проблемы неравномерного внутреннего напряжения по углам стопочной батареи. При многократном использовании аккумулятора, силы расширения каждого слоя одинаковы. Таким образом, даже несмотря на то, что процесс штабелирования может расширяться во время использования батареи, общая сила расширения каждого слоя одинакова, поэтому внешняя часть аккумуляторной батареи может оставаться плоской, а стабильность внутри батареи также высока.

При использовании намотанных аккумуляторов, как ионы лития текут и внедряются, как положительные, так и отрицательные электроды расширятся. По углам процесса намотки, внутреннее напряжение внутреннего и внешнего слоев неравномерно. Это вызовет волнистую деформацию желейной батареи.. Эта деформация может привести к ухудшению характеристик интерфейса батареи., неравномерное распределение тока, и ускоренная нестабильность внутренней структуры аккумулятора.

Повышенная безопасность

Материал покрытия на обоих концах обмотки склонен к значительным изгибам и деформациям., и зона изгиба склонна к потере порошка, картавит, и другие явления. В тяжелых случаях, это может вызвать внутренние короткие замыкания в аккумуляторе., приводит к неконтролируемому выделению тепла.
Электродная пластина и диафрагма подвержены неравномерному напряжению., в результате появляются морщины. Расширение и сжатие электродной пластины, а также растяжение диафрагмы могут вызвать деформацию элемента аккумулятора.. Стекируемый аккумуляторный элемент испытывает равномерную нагрузку, и с обоих концов не возникает проблем с изгибом.. Таким образом, стековая батарея имеет более высокий уровень безопасности.

Более длительный срок службы

Как известно, когда напряжение и время постоянны, тем больше сопротивление, тем меньше тепла выделяется. Чем меньше сопротивление, тем меньше тепла выделяется.
Батарейные блоки имеют относительно большое количество однополюсных ушек., что в два раза больше, чем у намотанных аккумуляторов.
Чем больше там полярных ушей, чем короче расстояние электронной передачи и тем ниже сопротивление. Поэтому, выделение тепла блоком аккумуляторной батареи невелико. Однако, Намотанные аккумуляторы склонны к деформации, расширение, и другие вопросы, что может повлиять на работу аккумулятора.
Так по сравнению с намотанными аккумуляторами, Многоярусные литиевые батареи имеют относительно более длительный срок службы..

Недостатки стопочной батареи по сравнению с намотанной батареей

Высокая инвестиционная стоимость

Количество ламинаторов, необходимых для производственной линии, зависит от количества аккумуляторных элементов..
Рассчитано по цене 3-3.5 миллионов юаней за единицу для одной производственной линии, первоначальные инвестиционные затраты слишком высоки. И технология намотанных аккумуляторов отработана, и соответствующая цена также относительно низкая.

Низкая доходность

Технология резки намотанных аккумуляторов отработана., и каждый аккумуляторный элемент нужно разрезать только один раз для положительного и отрицательного полюсов, с относительно низкой сложностью. Таким образом, уровень квалификации продукта также соответственно высок..
Стековая батарея состоит из десятков мелких частей на ячейку., каждый с несколькими режущими поверхностями, затрудняет контроль качества продукции. Таким образом, процент выхода продукта низкий..

Трудно контролировать

Это еще вопрос технологии процесса. Намотанная батарея имеет только два полюсных наконечника., и для каждой батареи требуется только две точечные сварные швы, которым легко управлять.
Многоярусные батареи имеют большое количество сложенных друг на друга электродов., что легко может привести к виртуальной пайке. Поскольку для фиксации все полюсные наконечники необходимо приварить точечной сваркой к одной точке сварки., операция сложная.

Процесс намотки контролирует скорость, напряжение, и т. д.. кусочков электрода для намотки вырезанных положительных и отрицательных электродов, а также сепаратор и другие детали вместе. Эта характеристика делает процесс намотки пригодным только для производства литиевых батарей правильной формы..
Процесс укладки батареи заключается в поочередной укладке листа положительного электрода., отрицательный электродный лист, и сепаратор через машину для формирования сложенного аккумуляторного элемента. Этот процесс позволяет производить литиевые батареи правильной или неправильной формы., с большей гибкостью в проектировании и эксплуатации.

Как выбрать технический маршрут? Укладка или намотка?

С точки зрения эффективности производства и доходности, многоуровневый рост является самым быстрым. Благодаря развитию технологии многослойных аккумуляторов производителями аккумуляторных элементов и постоянным инновациям в технологиях производителями аккумуляторов., рынок движется в направлении создания суперкомплексных + решения для лезвийных аккумуляторов. Можно считать, что эта часть имеет наибольший потенциал..

С точки зрения направления технологического развития, принятого различными типами аккумуляторов, использование технологии штабелирования для аккумуляторов в мягкой упаковке становится тенденцией, и ее невозможно остановить..
Стандартизация процесса намотки требует повышения скорости производства одноэлементных батарей.. Квадратные элементы продолжат использовать технологию намотки, не увеличиваясь в размерах.. Но если это ламинированный квадратный корпус, следует использовать процесс укладки.

Для потребительских аккумуляторов, Помимо емкости аккумулятора и производительности, производители будут уделять больше внимания повышению эффективности использования. Поэтому, существует большой спрос на намоточную технику.
Для силовых аккумуляторов, трендом выбора станут большие модули и большие аккумуляторные элементы.. Процесс штабелирования может лучше использовать свои преимущества в эффективности., надежность, и другие аспекты.

Внутреннее сопротивление спиральных батарей относительно велико., и чтобы существенно его уменьшить, высокие требования к возможностям оборудования и контролю качества. Это также увеличит затраты.
Стековая батарея имеет плоскую структуру., низкое внутреннее сопротивление, и высокая эффективность использования пространства. Десять крупнейших компаний по производству литиевых аккумуляторов в мире, в лице БИД, все придерживаются маршрута укладки.

Если у вас есть дополнительные вопросы или вы хотите узнать, какой аккумулятор лучше выбрать, пожалуйста, свяжитесь с нами немедленно!
Контакт GycxSolar немедленно узнать больше о технологии литиевых батарей!