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在不断发展的锂离子电池制造领域，内部组装方法已成为一个重要的区分因素，尤其是在为定制设备生产袋装电池时。作为定制异形电池制造商，我们亲眼目睹了如何在 "内部组装 "和 "外部组装 "之间做出选择。 堆垛工艺 和传统的 绕组过程 会导致性能、可靠性和可制造性方面的显著差异。
在本文中，我们将深入探讨 为什么叠层电池比卷绕电池更适用于袋装电池 应用，包括能量密度、内部结构稳定性、热管理、安全性，以及这些优势如何转化为定制电池的成功。
什么是袋式电池？
A 袋装电池 是一种使用柔性层压铝聚合物薄膜代替刚性金属罐的锂离子电池格式。它具有高封装效率（90-95 %）和灵活的外形尺寸。由于其重量轻、形状适应性强、性能高，Pouch 电池越来越多地应用于机器人、无人机、定制可穿戴设备和电动汽车平台。
什么是堆叠工艺？
"(《世界人权宣言》) 堆垛工艺 - 又称 层压 或 Z 型堆叠 - 是一个 电池组装方法 用于锂离子电池制造，特别是用于 袋细胞 和 棱柱细胞.
将电极片轧成螺旋状（与卷绕工艺相同），而不是堆叠在一起 剪裁和层次 将电极和分离器装入 扁平、多层结构.
什么是卷绕工艺？
"(《世界人权宣言》) 绕组过程 是组装锂离子电池芯最传统、最广泛使用的方法之一。在这一过程中，电池 电极片 - 长条 阴极, 分隔符和 负极 - 是 卷通常被称为 "果冻卷" 结构。这种技术通常用于 圆柱形细胞 (如 18650 或 21700），但它也适用于某些 棱柱形 和 袋细胞 需要大批量、低成本生产的地方。
堆叠工艺与卷绕工艺的特点
| 特点 | 堆叠工艺 | 卷绕工艺 |
|---|---|---|
| 结构类型 | 电极和隔膜的平面分层堆叠 | 螺旋辊式连续电极和分离器 |
| 形状兼容性 | 出色 - 支持平面、薄型、曲面或定制形状 | 有限 - 主要适用于圆柱形或矩形电池 |
| 能量密度 | 更高（没有空角，材料利用率更高） | 由于弧形边缘和缠绕间隙，高度略低 |
| 电极对准 | 各层精确排列；厚度均匀 | 内外应力不均，涂层有变形风险 |
| 热管理 | 卓越--热量在平整的层上均匀扩散 | 适度 - 内层可能会吸收更多热量 |
| 电阻 | 较低 - 多个并联片和短电流路径 | 更高 - 螺旋形电流路径更长 |
| 循环过程中的机械应力 | 均匀膨胀和收缩；循环寿命更长 | 不均匀的应力分布；变形的可能性 |
| 安全性和可靠性 | 高 - 减少毛刺、变形或短路的风险 | 中度 - 弯曲点会损坏分离器涂层 |
| 制造复杂性 | 较高 - 需要精确的切割和堆垛机 | 更低 - 大批量生产的流程更简单、更快捷 |
| 生产速度和成本 | 速度较慢，成本较高；是高性能电池的理想选择 | 速度更快，成本更低；是大批量生产的理想选择 |
| 定制灵活性 | 出色 - 非常适合不规则或薄型袋设计 | 有限 - 受滚动几何形状的限制 |
| 应用 | 高端邮袋或棱镜电池（无人机、机器人、可穿戴设备） | 圆柱形电池（18650、21700）、电动汽车、电动自行车、电动工具 |
为什么要为小袋电池采用叠层节拍绕线法？
能量密度更高，空间利用率更高
堆叠纸芯的扁平几何形状可以更有效地利用包装袋的内部空间。卷绕会在卷筒的四角留下弯曲的边缘和未使用的空间，从而降低容积容量。
增强内部结构的稳定性
在卷绕电池中，辊的内层和外层在充放电周期中会经历不同的膨胀和收缩。这种不均匀的应力会导致变形、界面退化和寿命缩短。相比之下，叠层电池的层几何形状更加均匀，因此厚度控制更好，隆起更少，循环寿命更长。
卓越的热性能和电气性能
堆叠式电池允许并联多个接片（连接），从而降低了内阻和发热量。此外，与具有弯曲几何形状的绕线磁芯相比，平叠式磁芯更易于热管理，热量分布更均匀，热点风险更低。
安全优势和长期可靠性
叠层电池中没有紧密的弯曲和包角，从而降低了涂层变形、分离器损坏、毛刺形成以及随后内部短路的风险。对于需要延长使用寿命（机器人、无人机、工业）和严格安全要求的应用，这些结构优势非常重要。
制造过程中的考虑因素和权衡取舍
虽然堆叠可带来许多性能优势，但这一过程也有其自身的挑战。
生产复杂性与产量
堆叠涉及精确切割、对齐、多层堆叠，通常比简单的卷绕需要更多的标签焊接。这些都增加了工艺的复杂性和成本，并可能降低成品率。相比之下，卷绕工艺成熟、高效，而且标准格式的成本较低。
生产效率和成本
由于堆垛机更为复杂，速度更慢，单位吞吐量可能更低，设备成本更高。这就意味着，在性能或外形要求合理的情况下，堆垛通常更受青睐。
适合定制或独特的外形设计
堆叠技术在电极形状和电池几何形状方面具有更大的灵活性，因此非常适合定制袋装电池设计--机器人、无人机或航空航天组件所需的薄型、弯曲或不规则形状。卷绕技术则更受卷筒几何形状的限制。
LanDazzle 为何选择堆叠式定制小袋单元解决方案
LanDazzle 擅长 定制袋电池 在医疗设备和可穿戴设备应用中，我们采用了堆叠技术（包括弧形袋、高能量密度和低温变体）。采用堆叠技术的决定符合我们对性能、灵活性和质量的承诺。
- 更高的体积能量密度:通过堆叠，我们最大限度地提高了定制包装袋的有效装载量，从而延长了紧凑型包装袋的运行时间。
- 设计灵活性:我们的堆叠工艺支持定制的形状和尺寸--无论是用于可穿戴设备的薄型弧形电池，还是用于农用无人机的紧凑型模块。
- 增强可靠性:扁平堆叠的磁芯意味着应力点更少，内部变形的机会更少，这对高循环、高可靠性的设备至关重要。
- 定制生产:虽然堆垛需要更复杂的设备和过程控制，但我们的设备完全可以满足这些要求，使我们成为定制解决方案的领导者。
结论
总之，在为定制的高性能应用设计袋装电池时，特别是在外形尺寸、运行时间、可靠性或热性能/结构性能方面，叠层工艺优于传统的卷绕方法。叠层袋式电池具有更高的能量密度、更好的内部一致性、更优越的热性能和电性能以及更大的形状灵活性，因此具有令人信服的优势。
在 LanDazzle，我们定制的基于堆叠技术的袋装电芯电池解决方案使工程师和产品设计师能够将苛刻的规格变为现实。如果您正在寻找值得信赖的锂离子电池合作伙伴，为您提供基于堆叠技术的定制袋装电芯解决方案，请立即与我们联系，了解我们如何帮助您的设备实现卓越性能。
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