动力电池目前的主流生产工艺，无论因此特斯拉和松下主导的圆柱路线，还是以三星、CATL主导的方形路线，仍还在沿用数码锂电时期的卷绕制造工艺。但在车规级动力电池对付大容量、大规模、标准化的哀求趋势下，对制造同等性、制造质量、制造安全性的哀求也越来越高，卷绕工艺存在的问题逐步显现出来。
在此背景下，叠片工艺能够很好的知足锂离子在电池内部均匀、平行移动的需求，且叠片工艺具备打仗界面均匀、内阻低、能量密度高、倍率特性好、极片膨胀变形均匀等综合特点，已经成为未来电池构造发展的主要趋势。
叠片设备的分类
Z型叠片可以分为单工位Z型叠片机、多工位Z型叠片机、摇摆式Z型叠片机和模切Z叠一体机。从电芯构造工艺角度剖析，由于Z型叠片的机理是隔膜材料的往来来往高速运动再合营叠台的压针动作，这个过程免不了会涌现极片定位不准（压针撤离极片移动，无法在线监测），不能在线数据闭环的问题，同时涌现隔膜拉伸变形不屈均，在高加速运动中变形毁坏的风险也会更高。
从制造角度剖析，Z型叠片须要下料和尾卷的赞助韶光，这在电芯制造过程中会对效率产生较大的影响。Z型叠片提升效率的办法除了单工位效率提升外，一样平常采取多工位的制作办法来提升效率。但是多工位Z型叠片机存在较繁芜的极片调度系统，整机的实际利用率较低。
复合叠片可以分为复合卷叠机、复合堆叠机和复合折叠机。复合叠片的根本须要利用双面涂胶隔膜，包括水系或油系隔膜。通过压力和温度将极片与隔膜粘附在一起形成复合单元，再利用不同的办法进行电芯成型。同时复合叠片技能较适宜用于未来半固态或全固态电池的制作。复合叠片可以担保隔膜张力均匀，没有拉伸突变，隔膜极片结合界面均匀，可以在线检测正、负极片，隔膜的对齐度实现制造数据闭环，因而对叠片制造质量提升很有帮助。
叠片分类及优缺陷
叠片设备的事理
①Z型叠片机：此设备完成动力电池的自动叠片、贴胶及自动下料功能。隔膜主动放卷，经由渡辊，垂直张力机构引入主叠片台。主叠片台带动隔膜前后往来来往运动，呈Z字形折叠并放置极片。正负机器手分别从正负极片盒内取出极片，经次定位台定位，精确叠放在主叠片台上。在叠放至设定片数后，停滞叠片，完成尾卷、贴胶后，自动下料到后工序。其设备流程图和紧张性能指标表如下：
Z型叠片机设备流程图
Z型叠片机紧张性能指标表
②复合叠片机：用于实现高速全自动叠片工艺，紧张包含正负极片与隔膜放卷机构、极片裁切与除尘机构、极片隔膜热复合机构、叠片平台、电芯热压、贴胶、称重、贴二维码与扫码机构等。其设备流程图和紧张性能指标表如下：
复合叠片机设备流程图
复合叠片机紧张性能指标表
叠片设备的关键构造
①Z型叠片机，紧张部件构成包括：机架系统、正/负极片盒组件、隔膜放卷组件、负极片二次定位组件、叠片台组件、机器手组件、隔膜割断组件、电芯贴胶组件、电芯下料组件。
Z型叠片贴胶示意图
②复合叠片机，紧张部件构成包括：机架系统、放卷系统、张力掌握系统、极片来料毛病检测、麦拉膜收放卷系统、纠偏系统、极片裁切/送料系统、热复合系统、叠片平台、贴胶机构、Hi-pot测试机构、称重机构、贴二维码扫码机构、下料机构、粉尘掌握机构。
复合叠片贴胶示意图
叠片设备的发展趋势
♦ 单机效率提升：由单机1GWh能力逐步往2GWh、4GWh、8GWh提升。
♦ 产品合格率提升：由现有的99%逐步往99.5%、99.9%、99.99%发展，同时产品的同等性CPK由1.33逐步提升至2.0以上。
♦ 设备稳定性提升：MTBF逐步发展到数千小时。
♦ 智能化一体化：模切叠片一体化、数据闭环智能化。
叠片机设备核心指标路线如下图：
叠片机设备核心指标路线图
结语
只管叠片工艺对付动力电池性能的提升上风明显，但摆在家当链企业面前的现实问题是，叠片工艺在实际的家当化运用中面临着毛刺、粉尘掌握等难题，仍需在未来制造技能发展中不断打破与创新。
