前文我們提到，典型的鋰離子電池制造流程通常可分為三大工序：前段工序（極片制造）、中段工序（電芯合成）、后段工序（化成封裝）。上回我們具體介紹了前段工序，本篇文章將著重介紹中段工序。

鋰電池制造的中段工序是裝配段，其生產(chǎn)目標(biāo)是完成電芯的制造。具體來說，中段工序就是將前段工序制成的（正、負）極片，與隔膜、電解質(zhì)進行有序裝配。

由于方形鋁殼、圓柱電池與軟包電池、刀片電池等不同類型的鋰電池的儲能結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)致它們在中段工序的技術(shù)路線也存在明顯差異。

方形鋁殼電池、圓柱電池的中段工序主要流程有：卷繞、注液、封裝；

軟包電池、刀片電池的中段工序主要流程有：疊片、注液、封裝等。

二者最主要的不同，就是卷繞過程與疊片過程。

 

卷繞

卷芯卷繞過程是將正極片、負極片和隔離膜，通過卷繞機的卷針機構(gòu)卷制在一起，相鄰的正負極片之間被隔離膜隔絕；在卷芯縱向方向，隔離膜超出負極膜片，負極膜片超出正極膜片，防止正、負極片之間接觸短路。卷繞完成后，通過收尾膠紙進行固定防止卷芯散開，然后流轉(zhuǎn)到下一工序。

在這一過程，最重要的就是確保正負極之間不發(fā)生物理接觸短路，并且負極片橫、縱兩個方向都能完全包覆住正極片。

由于卷繞的工藝特點，使其只能制備形狀規(guī)則的鋰電池。

 

疊片

相比之下，疊片工藝通過送片機構(gòu)將正負極片和隔離膜交錯堆疊，形成疊芯，可以制備規(guī)則形狀或異形鋰電池，靈活度更高。

疊片通常是以集流體作為引出極耳，將正負極極片和隔膜按照正極—隔膜—負極順序，逐層疊合在一起形成疊片電芯的過程。疊片方式既有將隔膜切斷的直接疊片的積層式，也有隔膜不切斷的Z字形疊片的折疊式。

疊片工藝同一張極片不存在彎折現(xiàn)象，不存在卷繞工藝的“C角”問題，可以充分利用內(nèi)殼的邊角空間，單位體積的容量更高。相比于卷繞工藝制作的鋰電池，疊片工藝制作的鋰電池在能量密度、安全性、放電性能等方面具有明顯優(yōu)勢。

雖然卷繞工藝發(fā)展時間相對更長，工藝成熟、成本低、良率高，但隨著新能源汽車的推廣發(fā)展，疊片工藝以體積利用率高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、內(nèi)阻小、循環(huán)壽命長等優(yōu)勢特點成為了后起之秀。

然而無論是卷繞還是疊片，二者均存在著明顯的優(yōu)缺點。疊片電池需要對極片進行數(shù)次切斷，形成的斷面尺寸比卷繞結(jié)構(gòu)長，毛刺風(fēng)險增加。卷繞電池邊角處會浪費空間、卷繞張力的不均勻和形變可能引發(fā)的一致性問題等。

因此，后續(xù)的X射線檢測就顯得極為重要。

 

X射線檢測

對卷繞/疊片完成的電芯進行復(fù)查，檢測內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否符合生產(chǎn)工藝，比如疊片或繞卷的對齊度，極耳內(nèi)部結(jié)構(gòu)和正負極片的包覆情況等，控制產(chǎn)品質(zhì)量，防止不合格電芯流入后工序；

針對X-Ray檢測環(huán)節(jié)，大成精密也推出了一系列X-Ray成像檢測設(shè)備：

 

X-Ray離線CT電池檢測機

3D成像，通過切片可直接檢測電芯長度和寬度兩個方向的包覆，不受極片倒角和彎曲的影響，不受極耳、正極片陶瓷邊、錐束光的影響。

 

X-Ray在線卷繞電池檢測機

和上游輸送線對接，實現(xiàn)自動取電芯，放入設(shè)備進行內(nèi)循環(huán)檢測，并對NG電芯進行自動分揀，滿足最大層數(shù)65層內(nèi)外圈全檢。

 

X-Ray在線圓柱電池檢測機

X射線穿透電池內(nèi)部，由成像系統(tǒng)接收X射線成像和拍照，通過自主開發(fā)的軟件及算法對圖像進行處理，并自動測量和判斷，確定良品和不良品，并將不良品挑選出來，設(shè)備前后端可與產(chǎn)線對接。

 

X-Ray在線疊片電池檢測機

該設(shè)備和上游輸送線對接，實現(xiàn)自動取電芯，放入設(shè)備進行內(nèi)環(huán)檢測，并對NG電芯進行自動分揀，OK電芯取出自動放入輸送線，送入下游設(shè)備實現(xiàn)全自動化檢測。

 

X-Ray在線數(shù)碼電池檢測機

該設(shè)備和上游輸送線對接，實現(xiàn)自動取電芯或人工手動投料，放入設(shè)備進行內(nèi)環(huán)檢測，并對NG電芯進行自動分揀，OK電芯取出自動放入輸送線或裝盤，送入下游設(shè)備實現(xiàn)全自動化檢測。

 

到這里，鋰電池制造的中段工序就結(jié)束了。

關(guān)于鋰電池制造的后段工序，我們將會在下一期為大家繼續(xù)介紹，敬請期待！