卷绕工艺：

叠片工艺：

将涂覆后的正、负极片分割成要求尺寸，随后依照顺序将正极片、隔膜、负极片、隔膜对叠成“三明治”结构，后将多个“三明治”结构叠合，形成可以封装的电芯。叠片工艺的连续性靠的是隔膜的“Z”字形弯折，把正负极连续固定到隔膜上，隔膜“Z”字形穿行其间，隔开正负两极，最后包上外壳。

叠片与卷绕为锂电池中段生产的核心环节—卷绕、叠片形成的单体我们称之为芯包（Jellyroll），芯包制造影响电池制造的效率、安全和制造成本。根据GGII测算的价值量数据表明，叠片与卷绕约占锂电池中段生产设备的70%，而在锂电设备中，中段设备价值比重约为35%。

各类锂电池的制造可统一分为极片制作、电芯组装、电芯激活检测和模组/Pack 封装四大工序。其中，电芯组装属于锂电池电芯生产的中段环节，主要包括卷绕或叠片、电芯预封装、电芯注液等工序。

芯包成型工序主要差异：

（1）极片状态：

• 卷绕的正负极片连续；
• 叠片的正负极片是片状物料。

（2）芯包完成判定：

• 卷绕检测到Mark 孔时进行裁断，完成芯包卷绕；
• 叠片按照正负极片的设定数量进行叠片，达到设定值时完成一个芯包的叠片。

（3）芯包形态：

• 在相同条件下，叠片电池的极耳数较卷绕电池多一倍。
  

（4）隔膜张力控制：

• 卷绕在高速卷绕过程中隔膜会产生一定的张力，孔隙率会发生微小的变化;
• 叠片在芯包成型时，极片的张力几乎为零，连续复合叠片隔膜孔隙率和原材料保持一致。但对于机械手抓放极片式叠片，隔膜的张力在零到最大之间变化，隔膜的孔隙率变化也很大。目前的单工位叠片，多工位切叠一体机都有这个问题。

叠片芯包的主要优势体现在：

（1）空间利用率较高：卷绕电池在卷绕拐角部有弧度，在空间利用率上要低于叠片电池，而叠片结构可以充分利用电池的边角空间，有利于提升电池的能量密度。根据《中国车规级动力高速叠片电池发展白皮书》数据，从卷绕到叠片，VDA容量提升约2.5%，在相同体积的电芯设计情况下，叠片电芯的能量密度高出约5%左右。

（5）更适合高倍率、大尺寸电池：叠片工艺相当于多极片并联，在较短时间内容易完成大电流的放电，因此有利于提升电池的倍率性能。

总的来说，与传统卷绕工艺相比，由于受到卷针结构的限制，在往大尺寸电池发展的路径上，其缺陷逐渐体现出来。而叠片工艺更适合生产大尺寸甚至异型电池，其优势包括：

• 在叠片工艺中，材料的剔废仅仅只需要剔除单片，而卷绕剔废会导致整片，甚至前后两片极片的浪费（纠偏的互相影响），因此叠片工艺的材料利用率高。极片瑕疵越多，卷绕的材料报废率会大幅度提升；
  

• 叠片电池极耳数量多、内阻低、发热少，循环寿命更长，有效满足大容量电芯特别是储能领域对安全性和长循环寿命的需求；

• 叠片电池极片隔膜之间的界面一致性好，并且均匀，没有GAP问题和头尾OVERHANG问题。在循环过程中也不存在拐角内应力不均匀问题，对大尺寸电芯来说不易发生变形；

• 叠片电池充分利用边角空间，提升能量密度，减少电池系统（例如某些大型储能系统）的占地面积和土建成本。

叠片工艺没有得到大规模应用的核心问题：

（1）生产效率低：

（2）毛刺和粉尘问题：

卷绕电池通常仅需对极片进行一次截断，而叠片电池需要按照规定的长度对极片进行数次截断，极片数量多，工艺难度大，在模切与叠片工序中，容易产生毛刺和粉尘问题，不仅会降低电池的能量密度，还可能击穿隔膜，导致电池自放电或电池内部短路问题，影响电池安全性，进而限制大批量生产。

设备效率高

• 单机效率高，轻松实现单叠片台500-600PPM，且有持续提升空间；

• 零辅助时间，相比其他叠片方式，每个电芯减少下料时间5-8s。
  

电芯界面平整，贴合性能好

• 隔膜张力稳定，不拉伸，不破坏隔膜的空隙率；

• 隔膜无褶皱与翻折风险；

• 正负极完全隔断，无交叉感染的安全风险；

• 极片隔膜界面好，接触均匀；

• 叠片对齐度稳定，电芯一致性好，对应抓片式Z型叠片，电芯容量一致性提升5-8%。

工序优异，适应未来

• 不需要CCD极片位置定位，减少CCD定位误判（一般CCD极片位置定位的误判率为1-3‰）；

• 可以实现极片切断宽度、叠片对齐度全数据闭环（抓片式叠片由于需要极片压针，压针撤出后隔膜覆盖极片不能进行实时在线拍摄，因而得不到准确的极片对齐度数据）；

• 极片隔膜界面平面接触，极片膨胀收缩仍然保持界面稳定，因而复合叠片更适合未来的半固体，固态电池的结构与制造。
  

现阶段，我国电池的制造痛点主要体现在：

• 整体合格率低：90%~94%；

• 材料利用率低：88%~90%；

• 制造安全性和效率都有待提升；

• 大规模制造方法待创立。

电池制造技术还需要大的突破。一方面在于它的生产效率，也就是实现大规模制造；另一方面是整个制造的质量需要大幅度的提升。并且质量提升的意义是非常明显的，在每生产1GWh的电芯条件下，提升1%的合格率可以获得的显性收益能达到800万左右，再加上安全方面的隐形改善，能达到1000万以上的价值提升。