一、叠片原理
是将极片与隔膜交替堆叠在一起，最终完成多层叠片极芯的一种生产工艺。
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，经过渡辊，垂直张力机构引入主叠片台。主叠片台带动隔膜前后往复运动，呈Z字形折叠并放置极片。正负机械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，停止叠片，完成尾卷、贴胶后，自动下料到后工序。其设备流程图和主要性能指标表如下：
②复合叠片机：用于实现高速全自动叠片工艺，主要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。其设备流程图和主要性能指标表如下：
二、叠片系统及其特点
叠片显著提升电池能量密度和安全性，劣势在于效率和工艺控制等方面。和卷绕电池相比，叠片电池具有一定优势：
1）更高的体积能量密度上限：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；
2）更稳定的内部结构和更高的安全性：不存在拐角内应力不均匀问题，每层膨胀力接近，因此可以保持界面平整，内部结构更稳定，同时拐角处受力均匀，断裂风险降低；
3）更长的循环寿命：极耳数量是卷绕电池的2 倍，内阻相应降低 10%以上，循环寿命比卷绕高 10%左右；
4）更适合做高倍率、大尺寸和异型电池。但叠片也存在生产效率较低、良率较低、设备投资大、工艺难度大等劣势，是此前制约大批量生产的主要因素。
叠片的劣势
设备效率慢：目前国内叠片机效率多在0.8s/片的速率，进口叠片机0.17s/片的效率差距较大。
三、对电池的影响
内阻:内阻低，相当于多极片并联
倍率性能:多极片并联更容易短时间内完成大电流放电
放电平台:内阻低极化小，放电平台高于卷绕
容量密度:内部空间利用充分使体力比容较高
能量密度:高于卷绕
变形情况:内部结构相对统一不易变形
极片弹性:极片可以没有弹性
电池形状:尺寸灵活
涂布环节:正负极分成诸多小片，可降低涂布要求
分切环节:分切繁琐，合格率低
生产控制较为繁琐
四、叠片过程关键控制点
关键输入参数KPIV:
- 隔膜张力
- 叠片速度
关键输出参数KPOV
- Overhang
- 尺寸
- 外观
五、叠片常见问题
负极片冲切V角和裁断使用的都是五金刀模。在工作过程中最常见的现象就是毛刺、掉粉、翘边
原因分析
1、模具上下运动过程中振动产生位移，上下刀具咬合异常，间隙异常。
2、刀具容易磨损，无法达到涉及寿命。
3、刀具变形，长期使用过程中材料形变。
4、上下刀间隙无法适应当前产品，间隙与极片不匹配。
六、叠片发展趋势
- 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，同时产品的一致性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。
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