锂电池封装技术：世界向左，中国向右

今天给大家介绍下锂电池封装技术。锂电池按照外形看，目前主流的有3种形式的封装：圆柱形，方形和软包型。按内部组织方式来目前主流的有2种：绕卷（果冻卷）和叠片。

从左到右分别是方形，圆柱和软包电池

圆柱电池内部只能采用绕卷式制作。方形目前是动力电池市场主流，它内部既可以是绕卷，又可以是叠片。软包的话绝大部分低端产品都是绕卷，但是用于动力电池的内部基本上采用了叠片式。接下来我介绍下绕卷和叠片式电池的详情。

绕卷式：

绕卷可以绕成圆形或方形

绕卷（果冻卷）的制作方式在镍铬/镍氢电池的时代就已经产生。所以这个技术已经非常成熟。它的原理很简单，用2片绝缘隔膜片把正极片和负极片分隔开，然后把他们叠在一起后卷起来。然后灌入有机电解胶体，让正负极片能通过电解胶体发生反应的同时，不会正负极接触而导致短路。可以卷成圆柱状，也可以卷成扁平状。所有的圆柱形锂电池都是采用的绕卷式。中低端的方形电池和软包电池基本也是用的绕卷式。但是高端的方形和软包电池基本都是用的叠片式。

单极耳中电和锂离子运动距离很长。全极耳解决了这个问题。

传统的绕卷式有一个问题，就是只有2个极耳（正负极）。在卷片短的时候没什么问题。但是如果要做成大电芯，那么必然卷片长度要加大，那么电和锂离子需要通过很长的一段路程才能到另一端级片的极耳。所有材料都是有电阻的，路程越长，被电阻消耗的电就越多。所以在制作大电芯的时候，如果还是只有2个极耳，会加大电池内阻。电池的放电/充电效率就会降低，更致命的是，这些被消耗的电会转化成热量，提升电池热失控的风险。

特斯拉设计了全极耳方式，解决了这个问题。但是目前几乎所有的绕卷电池制造设备都是为传统单极耳的封装方式而设计的。特斯拉自己可以做出全极耳的产品（截至目前已经量产，但是速度慢），但是如果要进一步改善全极耳电池的生产成本和生产速度，必须要拉来电池制造的上下游产业一起投入全极耳的方向中，大家一起往全极耳的方向研究和发展，才能更快地提升技术和规模，最终才能降低生产成本和提高生产速度。目前国外的LG，三星，松下等都在投入资源到全极耳电池研发中去。同时国外下游的电车厂商也在研究全极耳电车方案。预计国外的上游的电池制造设备商也会很快做出反应。

叠片式：

把正极片+隔膜+负极片叠成一个小单体

多个单体叠成一个电芯，然后把他们的极耳焊在一起

上图简单明了地说明了叠片电池的原理。这里介绍下叠片电池的优缺点。

优点：空间利用率高，（单位体积或重量下）电池容量比绕卷式大。极耳多，正负极之间的路程短，所以电池内阻比绕卷（单极耳）的要小，所以充/放电效率和安全性要好。由于没有弯曲，所以抗冲击（被撞）性要好于绕卷。

缺点：工艺复杂，导致生产成本上升，成品质量难以保证。即使出厂时通过质检，但是隐含的缺陷可能会在后期使用中造成电池的不一致性，导致电池安全和寿命问题。

目前实际情况：基本大量电池生产配套设备都是绕卷式，但是中国一些电池厂商希望全力把研发资源转到叠片上，所以这些厂商希望推动叠片式能成为市场的主流。目前比较成功的是比亚迪的刀片电池，这种造型的电池只能采用叠片式。中国电池厂商孚能，蜂巢等电池厂商在叠片式的技术上也有大量的技术投入。但是下游的厂商因为叠片电池良品率问题，还是更趋向于绕卷式（低端产品）。

电池目前叠片式和绕卷式可以说已经形成2条电池制造线路之争。最终的胜利者可以整合上下游的技术优势，获得极大的生产成本和技术优势。