锂电池制造工艺：圆柱形电池与棱柱形电池生产工艺详解

从一卷电极箔到准备测试的成品电池——制造过程是电池化学与机械精度相遇的地方。

对于研发团队和中试生产线操作人员来说，了解圆柱形和扁平状容器之间的区别至关重要。 棱柱形细胞生产 在选择设备、设计工艺流程或验证新的电池形式时，这一点至关重要。

本指南将逐步分解两种制造路径，并重点介绍试点规模下最重要的技术参数。

两种主要流程

圆柱形电池和棱柱形电池都具有相同的上游步骤（混合、涂覆、压延、切割），但在电极片的组装和封装方式上有所不同。

| 阶段 | 圆柱形晶胞工艺 | 棱柱形晶胞工艺 |

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| 电极叠层 | 将阳极+隔膜+阴极卷绕成圆柱形芯材 | 将切割好的电极片以Z字形叠层，并穿插隔膜 |

| 外壳组件 | 芯体插入镀镍钢壳中 | 堆叠式芯体置于铝壳或铝聚合物袋中 |

| 焊接 | 集电极板激光焊接；负极片电阻焊接 | 多层片超声波焊接；端子柱激光焊接 |

| 密封 | 顶盖与外壳的激光密封焊接 | 铝壳激光焊接；软包电池热封 |

| 电解液填充 | 通过预设端口进行真空注入 | 80℃真空烘烤，然后加压浸泡 |

| 形成与老化 | 细胞活化伴随SEI形成，通常需要1.5-3周 | 相同工艺，多阶段电压控制，恒温25+/-2摄氏度 |

| 分级 | DCIR、OCV 和容量筛选 | 性能测试、外观检查、包装 |

来源：基于圆柱形和棱柱形电池生产线的设备规格，制定的中试规模锂电池生产的标准行业工艺参数。

卷绕与堆叠：关键决策点

电池组装中最根本的选择是如何排列电极。

#### 果冻卷绕（圆柱形）

在 圆柱形电池生产连续电极条和隔膜高速缠绕成紧密的螺旋状。主要参数：

• 绕线速度高速运转时转速为 30-60 转/分 绕线机
• 对齐精度误差在±0.2毫米以内
• 张力控制：对隔膜施加恒定张力，10-20 N
• 最新创新特斯拉 4680 的“无焊片”设计与传统的焊片焊接设计相比，可将电流路径电阻降低 5-6 倍。

卷绕本身速度快且高度可自动化。现代圆柱形卷绕线可以达到 200-300 ppm （每分钟件数），非常适合大批量生产标准化单元格式（18650、21700、4680）。

#### Z型堆叠（棱柱形）

在棱柱形电池的生产过程中，将单个电极片切割成精确的尺寸，并用隔膜片将电极片逐层堆叠起来。

• 堆叠速度每张纸耗时 0.3-0.5 秒
• 对齐精度：精度在±0.1毫米以内，由机器视觉引导
• 主要优势更好的空间利用率，更高的能量密度（包装级别）
• 最新创新比亚迪的“刀片电池”采用超长（0.96米）电极片，以最大限度地提高电池组的能量密度。

堆叠比缠绕慢，但可以实现灵活的外形尺寸和更高的体积效率——这对于汽车电池组来说至关重要，因为每一立方毫米都至关重要。

电解液注入和SEI形成

组装完成后，电池被注入电解液并进行形成过程——第一次充电会形成固体电解质界面（SEI）层，该层决定电池的寿命和安全性。

| 参数 | 圆柱形 | 棱柱形 |

|-----------|------------|-----------|

| 注射方法 | 真空注射（>-95 kPa） | 真空注射+加压浸泡 |

| 灌装精度 | 每格 +/-0.1 克 | 多端口均匀分布 |

| 预处理 | 室温静置 24-48 小时 | 80 摄氏度真空烘烤去除水分 |

| 形成电流 | 0.02-0.05 C 速率 | 0.02-0.05 C 速率 |

编队是任何先导航线中的关键瓶颈。王生 成型柜机 在整个温度范围内提供 +/-1 摄氏度的精度，并对圆柱形和棱柱形格式均具有可编程的多级电压控制。

两个流程的质量控制

无论外形尺寸如何，每个电池都必须通过严格的质量把关：

| 质量控制检查 | 方法 | 标准 |

|----------|--------|----------|

| 焊片焊接强度 | 拉力试验 | >100 N |

| 密封完整性 | 氦气泄漏检测 |

| 电极对准 | 机器视觉 | +/-0.1 毫米（堆叠），+/-0.2 毫米（绕线） |

| 电池阻抗 | 直流绝缘电阻测量 | 按客户规格定制 |

| 自放电 | 25±2℃下的开路电压监测 | 按客户规格定制 |

现代试验生产线将这些检测集成到生产线中，因此每个单元都会进行测试，而不会增加周期时间。

哪种工艺流程最适合您的试生产线？

如果符合以下条件，请选择圆柱形绕组：

• 您正在验证 18650、21700 或 4680 格式
• 生产吞吐量是您的首要关注点
• 您使用的是标准电极化学材料（LFP、NCM）。

如果满足以下条件，请选择棱柱堆叠：

• 汽车或储能系统应用需要灵活的外形尺寸。
• 提高电池组的能量密度至关重要
• 您的研发需要快速格式切换

王盛为这两种外形尺寸提供完整的试验生产线——从 电极涂覆机 从完整的装配和成型系统到最终产品，我们的核心工程团队拥有来自 ATL、CATL 和比亚迪数十年的实践经验，确保您的中试生产线达到量产标准。

如需了解更多电池制造方面的见解，请阅读我们的指南。 为什么电池导引线对商业成功至关重要 以及我们对……的深入探讨 电池形成优化。

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