說到“疊”，有人會(huì)聯(lián)想到備受歡迎的表演活動(dòng)“疊羅漢”，有人會(huì)聯(lián)想到熱播軍旅綜藝《真正男子漢》中的“疊豆腐塊”， 還有人會(huì)聯(lián)想到香酥可口的“蔥油千層餅”。
不過，今天我們提到的“疊”，是一種電芯組裝工藝。在電動(dòng)車越來越普及的今天，能量密度的提高意味著續(xù)航里程的增長(zhǎng)，在同等化學(xué)體系下的動(dòng)力電池，如果想進(jìn)一步提升能量密度與安全性，方法很簡(jiǎn)單——“疊”它就完事了。
逐層疊置形成電池
所謂“疊”，即將正極極片、隔膜、負(fù)極極片裁剪成規(guī)定尺寸后堆疊，類似吃貨們常常惦記的三明治，正極極片與負(fù)極極片分別是上下方形的面包片兒，隔膜便是夾在其中的食材，若干個(gè)這樣的小“三明治”堆疊到一起，再放進(jìn)與其尺寸十分貼合的方形“外賣包”里，這樣就做好了一個(gè)疊片電池。
可千萬別小看這簡(jiǎn)單一“疊”，相比于多年沒有更新、從手機(jī)筆記本電池延續(xù)放大而來的卷繞工藝，它擁有眾多優(yōu)勢(shì)：可以充分利用方方正正的殼體空間，這種“你多大鞋我多大腳”的工藝特質(zhì)使得方形電池殼體的空間占用率極高。
而壓扁的“大大泡泡卷”式的卷繞工藝無論纏繞多么緊致，在方形包裝殼里依然存在空間浪費(fèi)。這也就導(dǎo)致相同外殼體積下，疊片式工藝能裝下更多的活性物質(zhì)，自然能量密度更大。
卷繞電芯橫截面（CT掃描圖）
除了能量密度更大，疊片式工藝中每個(gè)小“三明治”疊放平整，受力均勻，做到“雨露均沾”，自然能夠長(zhǎng)久“融洽相處”；而卷繞式工藝中兩側(cè)彎卷處卻“草木蕭疏”，應(yīng)力集中，長(zhǎng)時(shí)間充放電后容易出現(xiàn)極片斷裂，所以從安全性上來講，疊片式工藝也更勝一籌。
卷繞式工藝殼體四角空間利用率低，兩側(cè)彎卷處應(yīng)力集中容易斷裂
此外，得益于平鋪疊放的組裝工藝，疊片式電池在充放電過程中產(chǎn)生的熱量分布也更加均勻。通俗一點(diǎn)來講，同一塊烙餅放入微波爐中加熱，平攤放置肯定比卷裹放置受熱更均勻。而“卷裹的烙餅”由于受熱不均勻，會(huì)導(dǎo)致局部過熱，引起電池快速衰減，所以相比于卷繞式工藝，采用疊片工藝的電池壽命會(huì)更長(zhǎng)。
方形卷繞 方形層疊
既然疊片式工藝具有諸多優(yōu)勢(shì)，那為什么現(xiàn)階段采用卷繞工藝的電池依舊是市場(chǎng)主流？原因就在于疊片式工藝生產(chǎn)效率低，嚴(yán)重制約了疊片工藝在電池行業(yè)中的應(yīng)用。其次，各芯廠電池產(chǎn)線投入巨大，換代升級(jí)意味著巨大的投資損失，而各大主流電池廠多由3C電池轉(zhuǎn)化而來，這也是為什么松下、三星SDI、CATL等行業(yè)頭部企業(yè)，都在2022年之后才計(jì)劃導(dǎo)入疊片工藝的原因所在。
放眼望去，全球范圍內(nèi)目前只有長(zhǎng)城控股旗下的蜂巢能源，經(jīng)過多年研發(fā)，開發(fā)出了高速疊片設(shè)備，克服了疊片工藝組裝效率低的頑疾，其位于江蘇金壇的工廠二期產(chǎn)線可實(shí)現(xiàn)單機(jī)位0.45秒/片的疊片速度，正在研發(fā)的三期產(chǎn)線，單機(jī)疊片效率可達(dá)0.25秒/片，與卷繞的效率一致。
只有實(shí)現(xiàn)更快的疊片速度，才能更好地將疊片技術(shù)應(yīng)用于動(dòng)力電池上，可以說，由蜂巢能源開創(chuàng)的動(dòng)力電池“疊時(shí)代”即將撲面而來。估計(jì)很多人會(huì)關(guān)心——“疊時(shí)代”電池到底長(zhǎng)啥樣？別著急，7月9日，河北保定，蜂巢能源“疊時(shí)代”產(chǎn)品發(fā)布會(huì)將為你揭曉答案。
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