前文我們提到，典型的鋰離子電池制造流程通?？煞譃槿蠊ば?/span>：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(lái)說(shuō)，中段工序就是將前段工序制成的（正、負(fù)）極片，與隔膜、電解質(zhì)進(jìn)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(chǔ)能結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)致它們?cè)谥卸喂ば虻募夹g(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(guò)程與疊片過(guò)程。

 

卷繞

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

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

由于卷繞的工藝特點(diǎn)，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(guò)送片機(jī)構(gòu)將正負(fù)極片和隔離膜交錯(cuò)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(fù)極極片和隔膜按照正極—隔膜—負(fù)極順序，逐層疊合在一起形成疊片電芯的過(guò)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(wèn)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(shì)。

雖然卷繞工藝發(fā)展時(shí)間相對(duì)更長(zhǎng)，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(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)成為了后起之秀。

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

因此，后續(xù)的X射線檢測(cè)就顯得極為重要。

 

X射線檢測(cè)

對(duì)卷繞/疊片完成的電芯進(jìn)行復(fù)查，檢測(cè)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(duì)齊度，極耳內(nèi)部結(jié)構(gòu)和正負(fù)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(duì)X-Ray檢測(cè)環(huán)節(jié)，大成精密也推出了一系列X-Ray成像檢測(cè)設(shè)備：

 

X-Ray離線CT電池檢測(cè)機(jī)

3D成像，通過(guò)切片可直接檢測(cè)電芯長(zhǎng)度和寬度兩個(gè)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(cè)機(jī)

和上游輸送線對(duì)接，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)取電芯，放入設(shè)備進(jìn)行內(nèi)循環(huán)檢測(cè)，并對(duì)NG電芯進(jìn)行自動(dòng)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(cè)機(jī)

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(guò)自主開(kāi)發(fā)的軟件及算法對(duì)圖像進(jìn)行處理，并自動(dòng)測(cè)量和判斷，確定良品和不良品，并將不良品挑選出來(lái)，設(shè)備前后端可與產(chǎn)線對(duì)接。

 

X-Ray在線疊片電池檢測(cè)機(jī)

該設(shè)備和上游輸送線對(duì)接，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)取電芯，放入設(shè)備進(jìn)行內(nèi)環(huán)檢測(cè)，并對(duì)NG電芯進(jìn)行自動(dòng)分揀，OK電芯取出自動(dòng)放入輸送線，送入下游設(shè)備實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化檢測(cè)。

 

X-Ray在線數(shù)碼電池檢測(cè)機(jī)

該設(shè)備和上游輸送線對(duì)接，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)取電芯或人工手動(dòng)投料，放入設(shè)備進(jìn)行內(nèi)環(huán)檢測(cè)，并對(duì)NG電芯進(jìn)行自動(dòng)分揀，OK電芯取出自動(dòng)放入輸送線或裝盤，送入下游設(shè)備實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化檢測(cè)。

 

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(huì)在下一期為大家繼續(xù)介紹，敬請(qǐng)期待！