首部动力电池叠片工艺白皮书发布

来源: 作者: 发布时间:2019-07-15 430次浏览

  2019年,动力电池产业被提及最多的词汇就是“安全”,其次为“成本”。实际上,安全和成本之所以被广泛关注,正是因为当前新能源汽车正面临着这两方面的难题。电动汽车频频起火,引发社会广泛关注和讨论,一定程度上影响了消费者的购买信心和产业的健康发展;补贴大幅退坡,外资电池企业涌进,主机厂和电池企业都面临着降成本的压力。


  破解安全问题,技术要继续创新;化解成本压力,也需要技术创新。日前,由中国汽车工业协会(CAAM)、国际自动机工程师学会(SAE International)主办,蜂巢能源科技有限公司、长城汽车股份有限公司承办的首届“中国国际电动汽车安全技术创新大会”在河北保定召开。


  中国汽车工业协会常务副会长兼秘书长付炳锋在致辞时表示,于企业来说,保证新能源汽车安全既是企业产品的最基本要求,也是履行社会责任的最基本要求;对于产业来说,保证产品质量安全,也是保证产业健康发展的基本条件。他同时还指出,当前新能源汽车成本还远远高于燃油车的成本,产业链各环节还要通过技术进步和规模效应不断降低成本。


  作为电动汽车核芯部件的动力电池,不仅关系到主机厂电动汽车产品的竞争力,更与消费者的驾车出行安全息息相关。会上,中国工程院院士杨裕生强调:“要用成熟安全的电池,发展安全节能减排的电动汽车。”


  对于下一代车规级动力电池生产工艺趋势,清华大学安全与节能国家重点实验室主任卢兰光认为:“卷绕工艺优点是生产效率高,层间箍紧力可控,但是由于存在曲率半径,特别是卷芯的内部中心曲率半径小,导致N/P小,充放电受力不均匀,形变不一致,容易析锂等问题。而叠片工艺正相反,各个部分受力均匀,不易变形。叠片更加适合形变大的电极材料,有利于保证充放电循环中形变一致,避免析锂等问题。”


  


  图为《电动车用高速叠片动力电池白皮书》发布仪式


  会上,中国化学与物理电源行业协会秘书长刘彦龙、中关村新型电池技术创新联盟秘书长于清教、长城汽车副总裁兼蜂巢集团董事长唐海锋、蜂巢能源总经理杨红新、副总经理饶忠儒等共同发布了《电动车用高速叠片动力电池白皮书》。


  据了解,这是全球首部叠片电池应用白皮书,全面梳理了动力电池的发展历程和技术特征,为车规级动力电池指明了未来发展的安全之道,有助于推动新一轮动力电池工艺技术革新。


  会议现场,刘彦龙在接受电池中国网采访时表示,叠片方形电池在能量密度、稳定性、安全性和循环性能上有一定的优势,过去很长一段时间,叠片效率偏低影响了该工艺的大规模应用,《电动车用高速叠片动力电池白皮书》为叠片工艺创新应用提供了参考,为电动汽车各种工艺动力电池的选择提供了更多可选项。


  据悉,白皮书通过横向对比叠片工艺和卷绕工艺的差异,提出了车规级电池需要满足的安全、续航、寿命、尺寸、容量、价格等条件,从而为电池产业链上的各方制造工艺创新提供了明确的标准参考。


  《电动车用高速叠片动力电池白皮书》中,透露哪些干货?


  1、卷绕与叠片的工艺差异与品质控制


  方形叠片电池与卷绕电池最大的流程差异在分切工序、模切工序和极组成型三大工序,其他工序的加工方法均相同,最大的差异在于极组成型方式的不同。


  首先,卷绕工艺正负极片是连续的,叠片工艺正负极片是片状;其次,卷绕工艺在检测到极片上的mark孔时,在mark孔位置进行裁断,完成一个极组的卷绕,而叠片电芯是按照正负极片的设定数量进行叠片,数量达到设定值时完成一个电芯的叠片;最后,成型的极组在形态上存在差异,卷绕工艺的极组,在层数相同的情况下,极耳的数量比叠片电池多一倍。在品质控制方面,叠片电芯的毛刺及粉尘控制要求更高。


  2、叠时代工艺及设备的发展及性能优势


  白皮书中介绍了目前叠片设备有三种方向:①高速叠片设备路线;②切叠一体机;③热覆合高速叠片设备。第一种技术灵活性与可行性高,正处于开发阶段;第二种由于模切机与叠片机效率匹配上还存在差异,目前还未成熟应用;第三种因为热复合叠片工艺专利保护,限制了行业内的推广与应用。

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