卷绕设备与叠片设备
锂离子电池根据封装方式和外形可分类为软包、方形和圆柱电池，从内部成型工艺角度看，软包和方形电池可以采用卷绕或叠片工艺，圆柱电池处处具有弧度，只能采用卷绕工艺。虽然卷绕工艺发展时间相对更长，工艺成熟、成本低、良率高，但随着新能源汽车的推广发展，叠片工艺以体积利用率高、结构稳定、内阻小、循环寿命长等优势特点成为了后起之秀。
一、大类介绍
二、卷绕相关设备
2.1、卷绕总概
2.2、手工卷绕机
手工卷绕机适合小批量、实验性生产，需要人工参与较多操作，生产效率较低，但设备成本相对较低。
2.3、半自动卷绕机
半自动卷绕机在一定程度上提高了生产效率，卷绕需要人工进行控制完成，仍需人工进行部分辅助工作，如上下料等。
2.4、自动卷绕机
自动卷绕机相比半自动程度上又提高了生产效率，核心卷绕可自动完成，但仍需人工进行部分辅助工作，如上下料等。
2.5、自动焊接卷绕一体机
全自动焊接卷绕一体机能实现从原材料输送经过自动换卷、自动贴胶、自动除尘、自动焊接极耳、自动贴胶、自动纠偏、自动裁切、等自动品卷绕的全过程自动化，生产效率高，产品质量稳定性好，可减少人工干预带来的误差，但设备价格较高，常用于大规模生产场景。
焊接卷绕一体机、示意图（多为3C机）
焊接卷绕电芯、示意图
焊接卷绕一体机流程图、示意图（多为3C机）
2.6、激光模切卷绕一体机
激光模切卷绕一体机先根据电芯生产工艺要求，使用激光技术对连续卷状的正、负极片进行极耳成形连续切割。然后，将切割好的极片与隔膜一起通过卷绕装置自动卷绕成电芯。在卷绕过程中，通过纠偏控制系统和张力控制系统对电芯对齐度和极片、隔膜的张力进行精确控制。
激光模切卷绕一体机流程图、示意图
激光模切卷绕电芯、示意图
三、叠片相关设备
3.1、叠片机总概
3.2、手动型叠片机
3.3、半自动型叠片机
3.4、Z型全自动叠片机
通过主叠片台拉动隔膜在叠片平台之间来回移动，呈 Z 字型折叠的同时，机械手将裁切好的正负极片放置在隔膜上，实现正极极片和负极极片的交叉堆叠。该类型叠片机生产效率相对较低，且隔膜容易变形，可能导致电芯内部及隔膜尾卷出现褶皱，影响电芯质量。
Z叠工艺、示意图
3.5、切叠一体机
本质上是 Z 型叠片技术的改良，它将极片模切（或激光切）、Z 字型叠片机、贴胶热压机三类机型进行整合。通过将多个环节集中到一台设备上，减少了电池在不同工序转运过程中发生损伤的可能性，提升了良率，同时也提高了叠片效率。
切叠流程、示意图
切叠工艺、示意图
3.6、热复合切叠一体机
工作时，正极卷料、负极卷料 、隔膜同时进料，正负极片先裁切成所需尺寸，然后与隔膜一起进入加热装置，经热辊压后隔膜切断，形成单个的叠片单元，再由机械装置将其堆叠在一起，最后进行热平压形成极芯。其优势在于能避免 Z 字型叠片的隔膜变形问题，生产的极芯界面平整，电芯质量更高，适合高能量密度大电芯，但技术难度也更高
一种尾部裁切后堆叠、示意图
一种尾部z叠后裁切、示意图
3.6、卷叠一体机
由于卷绕结构的卷绕速度极快，人们又想到了结合叠片和卷绕的优势，卷叠一体机横空出世。其工作原理是先切出小片的正极片和负极片，然后将其热复合在隔离膜上，由于卷绕过程中厚度逐渐增加，相邻极片之间的间距布置也应逐渐增加，最后采用卷绕工艺卷制成型，这是目前生产效率最高的“叠片”方案。
卷叠工艺、示意图
4、工艺介绍
4.1、卷绕
4.2、叠片
4.3、空间利用率
4.4、内阻
叠片结构具有多层极片，每层极片均引出一个极耳，然后通过Tab lead将其超声焊接在一起，相当于并联了若干小极片，内阻更小，而传统卷绕结构正负极片各只有一层，通常只有一个极耳，电子传输路径更长，内阻大、倍率差、温升高。为了降低卷绕结构的内阻，可以采用极耳中置或多极耳卷绕技术，但对设备能力和质量控制提出了更高的要求。
4.5、结构稳定性
卷绕结构充放电过程中，“C角”极片内外层应力不一致，不同位置膨胀收缩不同，极片存在变形风险和析锂风险，而叠片结构不存在“C角”，极片平整，每层极片膨胀力均匀，界面一致性好，循环性能更好。
五、常见故障
5.1、卷绕工艺的故障多由机械磨损和材料张力失控引发，直接影响电池安全性：
5.2、叠片工艺的故障集中于定位系统和极片传输环节，需多传感器协同监控：
六、 发展趋势
锂电制造工艺正朝向极限效率与零缺陷安全目标演进，卷绕与叠片技术呈现融合创新态势：
卷绕与叠片工艺的竞合发展，本质是动力电池对能量密度与安全性极致追求的体现。未来五年，叠片将主导高端方形和软包电池，卷绕则凭借效率优势固守圆柱电池领域.