據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年1到5月份新能源汽車總產(chǎn)量47萬輛，比去年同期增長48.7%，持續(xù)增長的新能源汽車消費(fèi)市場(chǎng)也對(duì)動(dòng)力電池產(chǎn)生了巨大的需求，目前市面上常見的動(dòng)力電池類型主要有三類：1）方形電池；2）小容量圓柱形電池；3）軟包電池，其中大容量的方形電池憑借著更高的空間利用效率，以及更高的成組效率，已經(jīng)成為目前主流的動(dòng)力電池類型，在新能源乘用車和新能源客車領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

目前方形鋰離子電池的生產(chǎn)工藝仍然脫胎于上個(gè)世紀(jì)90年代開發(fā)的卷繞工藝，這種工藝的好處是工藝相對(duì)比較簡(jiǎn)單，同時(shí)生產(chǎn)效率較高，因此在方形電池研發(fā)的初期得到了較多的應(yīng)用，但是這種卷繞結(jié)構(gòu)的方形鋰離子電池存在一系列的問題。

1.電芯易變形

由于卷繞式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，電芯兩側(cè)邊緣位置的電極存在較大的曲率，因此在充放電的過程中由于正極、負(fù)極產(chǎn)生的體積變化會(huì)導(dǎo)致在電芯邊緣處產(chǎn)生應(yīng)力集中，進(jìn)而導(dǎo)致電芯發(fā)生變形和扭曲【1】，引起鋰離子電池性能下降，甚至產(chǎn)生安全問題。

2.電流分布不均、極化大

電芯邊緣處較大的曲率不僅會(huì)造成宏觀上正負(fù)極極片受到應(yīng)力產(chǎn)生形變，還會(huì)在微觀層面對(duì)活性物質(zhì)的嵌鋰產(chǎn)生影響，研究表明在電芯邊緣彎曲處的內(nèi)側(cè)，越靠近電極曲率較大的位置，電極中可供Li+嵌入的邊界越小，因此也就導(dǎo)致此處電極中的Li濃度越低，而在電芯彎曲處的電極外側(cè)由于受到拉應(yīng)力，因此可供Li+嵌入的面積因此相對(duì)較大，因此彎曲處電極外側(cè)Li濃度相對(duì)較高【2】。

由于卷繞電芯這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，會(huì)導(dǎo)致電芯在放電的過程中電流分布不均、電壓極化較大，導(dǎo)致放電電壓平臺(tái)低【3】，因此即便是采用相同材料體系和相同容量設(shè)計(jì)卷繞式方形鋰離子電池在能量密度和倍率性能上也要低于疊片結(jié)構(gòu)的方形電池。

3.空間利用效率較低

卷繞式方形電芯的邊緣彎曲處呈現(xiàn)的為半圓形狀，當(dāng)裝入到方形電池殼中時(shí)，會(huì)在電池殼的四個(gè)角的位置留下無法填充的剩余空間，這就造成了卷繞式方形電芯的空間利用率較低，影響電池能量密度的提升。

卷繞式方形電池存在的這些問題主要是由于工藝與產(chǎn)品不匹配造成的，在方形結(jié)構(gòu)電池上強(qiáng)行采用圓柱電池的卷繞工藝，因此產(chǎn)生了大量的難以克服的問題。

動(dòng)力電池即將進(jìn)入疊時(shí)代

疊片工藝是一種針對(duì)方形電池開發(fā)的工藝，該工藝首先將極片沖切成一定形狀，然后采用疊片的形式組合成為方形鋰離子電池，因此徹底解決了卷繞結(jié)構(gòu)電芯存在的一系列問題。

首先，疊片結(jié)構(gòu)解決了邊緣彎曲導(dǎo)致的電芯在充放電過程會(huì)發(fā)生變形的問題，從而提升了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性。

其次，由于疊片結(jié)構(gòu)不存在邊緣彎曲的問題，因此在充放電過程中應(yīng)力在電極內(nèi)部的分布是均勻的，因此疊片式結(jié)構(gòu)的電芯內(nèi)電流的分布也更加均勻，有利于提升電芯的倍率性能，減小極化，提升電芯的能量密度。

最后，由于疊片式電芯的特點(diǎn)，因此其形狀和結(jié)構(gòu)更加靈活，不但能夠解決卷繞式結(jié)構(gòu)中殼體邊角空間浪費(fèi)的問題，提升電池的能量密度，還能夠用于生產(chǎn)形狀復(fù)雜的特殊化產(chǎn)品，具有非常好的適應(yīng)性。

相關(guān)研究顯示疊片工藝可以使鋰離子電池的能量密度提升5%，循環(huán)壽命提升10%，成本降低5%，鑒于疊片電池相比于卷繞式電池的優(yōu)勢(shì)，目前主流的動(dòng)力電池廠家，例如三星、CATL等廠家等都計(jì)劃將現(xiàn)有的卷繞式方形電池生產(chǎn)工藝，逐步轉(zhuǎn)換為疊片式生產(chǎn)工藝。但是相比于成熟的卷繞工藝，目前疊片工藝還面臨諸多掣肘因素，首當(dāng)其沖的就是生產(chǎn)效率問題，目前主流的疊片機(jī)疊片效率僅為1-1.2秒/片，對(duì)于動(dòng)輒包含上百片正負(fù)極的大容量方形電池而言，現(xiàn)有的疊片工藝效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的卷繞式工藝，對(duì)于時(shí)間就是生命的動(dòng)力電池企業(yè)而言，這是一道難以逾越的鴻溝，其次是疊片式生產(chǎn)工藝的設(shè)備自動(dòng)化水平仍然相對(duì)較低，不利于生產(chǎn)效率和產(chǎn)品一致性的提高。