Z 型叠片技术的问题在于隔膜容易变形且堆叠效率不高。①、隔膜容易变形:Z 型叠片技术隔膜会随可移动叠片台左右摆动,隔膜摆轴容易造成不对称,导致隔膜变形不一致;隔膜张力每次从零到最大,导致隔膜拉伸不一致、变形,同时隔膜的孔隙率、平均孔径、比表面积都会有较大的变化,影响电芯质量。②、堆叠效率不高:在叠片过程中,需要摆动隔膜来叠放极片、避让隔膜交替进行,增加了单次叠片所需要的时间,同时只能实现单片堆叠,叠片效率很难有大的提升,一般为 0.5s/pcs/工位,若电池极片层数为30 层,则完成一个电池的时间为 15 秒,则一分钟内能完成 4 个电池,即效率仅有 4PPM。
2、切叠一体技术
切叠一体技术本质上依旧为Z型叠片技术,作为Z型叠片技术的一种改良,逐渐成为发展趋势,其优点在于提升良率和叠片效率。①、提升良率:电池在不同工序转运过程中容易发生损伤,将多个环节集中到一台设备上,就能够在工艺流程上减少电池损伤的可能性。过去传统的生产方式为叠片机从料盒中取切片进行叠片。取片过程中可能会发生磕碰和极耳翻折,而切叠一体机将极片模切/激光切、Z 字型叠片机、贴胶热压机三类机型进行整合,解决了折弯和吸片的问题,通过减少上下料、转运工序,减少磕碰、提高良率。②、提升叠片效率:切叠一体机将正负极片和隔膜同时收放,在主叠片台或摆杆作用下,呈Z字型折叠,当叠放至设定片数后,隔膜裁切贴胶,再热压成电芯,如先导智能最高叠片效率达800PPM(0.075s/pcs),利元亨高速切叠一体机的叠片速度达 0.15s/pcs(三工位)。
3、热复合叠片技术
热复合叠片机的工作原理为正极卷料、负极卷料、隔膜同时进料,在进入加热装置前,正极片、负极片通过切刀裁切成所需尺寸的单个极片,正极片、负极片、隔膜的组合体在辊轮的作用下进入加热系统。加热后再进行热辊压、切刀,将隔膜切断,形成单个的叠片单元,然后通过机械装置将单个叠片单元堆叠在一起,之后再对叠片堆进行热平压,形成极芯。
热复合一体机的隔膜为涂胶隔膜,受热有粘性。烘烤后的正负极片与隔膜热复合,随后经辊压,裁切成复合单元。然后有机械手将其转移至叠片台进行叠片。叠完后热压,再进行贴胶。