充電機充電蓄電池電芯制作選擇疊片和卷繞的方法解析
2017-8-17 8:53:38??????點擊：
將充電機充電蓄電池極片進行分條、烘干之后，下一步是制作充電機充電蓄電池電芯。充電機充電蓄電池電芯制作方式可以分為疊片式和卷繞式兩種。疊片式是將正負極極片、隔膜裁成規(guī)定尺寸的大小，隨后將正極極片、隔膜、負極極片疊合成小充電機充電蓄電池電芯單體，然后將小充電機充電蓄電池電芯單體疊放并聯(lián)起來組成一個大充電機充電蓄電池電芯，如圖1所示。
圖1.充電機充電蓄電池疊片工藝
卷繞式是將分條后的極片固定在卷針上隨著卷針轉(zhuǎn)動將正極極片、負極極片以及隔膜卷成充電機充電蓄電池電芯的工藝方式，如圖2。在這里極片的大小、卷繞的圈數(shù)等參數(shù)根據(jù)充電機充電蓄電池設計容量來進行確定。兩種方式各有其優(yōu)缺點，下面從充電機充電蓄電池電化學性能、安全性能 、加工工藝三個角度來進行比較。
圖2.充電機充電蓄電池卷繞式工藝
１.正極片送料機構(gòu)２.隔膜放卷機構(gòu)３.負極片送料機構(gòu)４.軋壓輥５.卷繞機構(gòu)６.封貼及切斷機構(gòu)
一、充電機充電蓄電池電化學性能
1.充電機充電蓄電池內(nèi)阻不同
疊片式工藝生產(chǎn)的充電機充電蓄電池電芯具有較低內(nèi)阻，而卷繞式內(nèi)阻較高。因為卷繞式的充電機充電蓄電池電芯通常是單一極耳，而疊片式的充電機充電蓄電池電芯可以看成是多極耳式的，大大降低了其內(nèi)阻。內(nèi)阻不同造成成品充電機充電蓄電池在充放電循環(huán)中產(chǎn)熱量的不同以及充電機充電蓄電池容量衰減快慢不同，很明顯疊片式的充電機充電蓄電池充電機充電蓄電池容量衰減更慢。
2.充電機充電蓄電池壽命不同
隨著充放電循環(huán)的持續(xù)進行，充電機充電蓄電池內(nèi)部會產(chǎn)生熱量繼而影響充電機充電蓄電池的溫度。對于疊片式充電機充電蓄電池來說，其內(nèi)部的溫度分布較為均勻，而卷繞式充電機充電蓄電池由于極片與隔膜之間只有單方向的熱傳遞方式，就導致溫度梯度分布現(xiàn)象比較嚴重，出現(xiàn)內(nèi)部高溫、外部低溫的現(xiàn)象。溫度分布不均勻?qū)е鲁潆姍C充電蓄電池在充放電過程中，高溫位置活物質(zhì)率先失活，不能進行脫嵌鋰離子的功能，進而影響到其它位置的快速衰減，影響充電機充電蓄電池的性能。
圖3.不同制作方式充電機充電蓄電池電芯內(nèi)部溫度分布
3.充電機充電蓄電池電芯內(nèi)部所受應力不同
兩種制作方式導致充電機充電蓄電池電芯具有不同的力學特征。疊片式制充電機充電蓄電池電芯極片隔膜之間受力面積一致，無明顯應力集中點，充電機充電蓄電池在使用過程中也不會出現(xiàn)某個部位急劇破壞。卷繞式充電機充電蓄電池電芯的邊緣處是應力集中所在，根據(jù)筆者以往的充電機充電蓄電池拆解分析經(jīng)驗來看，極片彎折處更易出現(xiàn)微短路、電擊穿以及析鋰的現(xiàn)象。應力集中點是充電機充電蓄電池失活的首要位置，這也導致卷繞式充電機充電蓄電池的循環(huán)壽命降低。
4.充電機充電蓄電池倍率性能不同
疊片式工藝相當于多極片并聯(lián)起來，更容易在短時間內(nèi)完成大電流的放電，有利于充電機充電蓄電池的倍率性能。而卷繞式工藝則正好相反，單一極耳導致倍率性能略差。
5.充電機充電蓄電池容量密度不同
疊片式充電機充電蓄電池容量密度更高，這是因為其內(nèi)部空間利用的較為充分。反觀卷繞式充電機充電蓄電池，充電機充電蓄電池電芯兩邊為圓形且卷繞最后兩層隔膜占據(jù)了一定厚度，故容量密度較低。
二、充電機充電蓄電池的安全性比較
兩者的安全性也有區(qū)別，主要還是從其內(nèi)阻、應力、溫度分布等方面來進行分析，溫度不均勻、內(nèi)阻高的卷繞式充電機充電蓄電池安全性更低。
三、加工工藝
1.極片制作復雜程度不同
卷繞式工藝更簡單已操作，容易實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)自動化。目前市場上大多企業(yè)采用的是卷繞的形式。而疊片工藝則非常繁瑣，且極片分切合格率很低。對于卷繞式充電機充電蓄電池電芯來說，只需要開頭和結(jié)尾兩刀，而疊片式每個極片都要四刀，極片的質(zhì)量（斷面、毛刺等）很難保持高度一致性，這樣會影響充電機充電蓄電池的最終性能。
2.充電機充電蓄電池電芯制作復雜程度不同
卷繞式充電機充電蓄電池電芯操作比較簡便，無論是半自動或全自動都可以快速完成。疊片式工藝復雜程度較高，人工操作費時費力，自動化則由于設備問題而難以產(chǎn)業(yè)化。
除此以外，在充電機充電蓄電池電芯的質(zhì)量控制方面，卷繞式更容易控制，而疊片式由于工藝步驟繁瑣，較難達到很好的一致性。
總之，還是需要根據(jù)自身的條件和充電機充電蓄電池要求來選擇合適的工藝，工藝變化之后極片分切和后面的焊接、組裝都需要進行很大的變動。
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