封装的核心工序:卷绕更贴合实际,叠片代表高性能的未来

不同的封装形式意味着核心制造工艺的差异化,形成卷绕和叠片两种技术。圆柱电池通常采 用卷绕工艺制作而成,软包电池则需应用叠片工艺,方形电池两种工艺皆可(当下主要为卷 绕)。1)卷绕是将制片工序或收卷式模切机制作的极片卷绕成电芯,原材料按照负极、隔膜、 正极、隔膜的顺序进行卷绕;2)叠片是将模切工序中制作的单体极片叠成电芯,例如典型的 “Z”字形叠片,正负极分别叠在隔膜两面,隔膜以“Z”字形穿行其间而隔开两极。

卷绕和叠片的工艺环节存在差异,使工艺更换将涉及产线的更新与再投资。电芯在卷绕或叠 片前都需要经历搅拌、涂布、辊压等环节,核心差异在于:1)卷绕工艺需要应用制片机和卷 绕机,制片是卷绕前一道工序,包括对分切后的极片焊接极耳、贴保护胶纸、极耳包胶等;2)叠片工艺主要需采用模切机与叠片机,叠片之前先进行模切,将分切后的涂布的极片冲切 成型。工序的差异带来设备的不同,工艺的更换意味着进行产线的更新和再投资。

工艺更换需要对工艺进行严格论证,当下卷绕更符合产业化需求。理论上,叠片工艺制得的 电芯产品在综合性能上优于卷绕工艺,包括能量密度、循环性能及安全性能等方面,主要系 卷绕电芯存在多处弯折区域和集流体焊接区域,内部空间利用率低,并且会有卷绕张力的不 均匀和形变等现象,而叠片电芯界面反应更均匀,活性物质容量能够得到充分发挥。但在实 际应用中,卷绕的生产效率更高,叠片则会面临虚焊、极片毛刺、粉尘等问题,控制和操作 难度更大,需要进一步开展相关设备改进、提升工艺效率。

品质升级的诉求之下,持续优化的叠片工艺逐渐导入。新能源汽车的发展逐渐从政策驱动切 换为消费驱动,对于产品的质量要求提升,体现在动力电池领域,对工艺品质提出了全面升 级的要求。传统的卷绕工艺切合规模量产要求,但叠片对于电芯性能的提升更为明显。随企 业对工艺的精进,叠片工艺开始逐渐导入。蜂巢能源已于 2019 年 4 月率先发布首款车规级 方形叠片电池,其一期工厂应用的高速叠片工艺效率已达到 0.6 秒/片(传统为 1 秒/片),二 期有望提升至 0.45 秒,三期将达到 0.25 秒以超越卷绕工艺效率。蜂巢能源之外,比亚迪的 刀片电池也采取叠片工艺,宁德时代、松下等优质电池企业也有在 2022 年之后导入叠片的 计划。我们认为,对电池品质的高要求将推动叠片技术继续精进。

工艺格局演化之思:先进技术与产业实践的契合是发展关键

全球范围内,不同封装形式电池均有一席之地,但市场竞争力已有差异。2020 年全球动力电 池装机 142.8GWh,同比增长 21%,CATL、LG 化学、松下分列装机前三。从封装类型看, 装机 TOP3 的主营类型不同,CATL 为方形、LG 化学为软包、松下是圆柱。从市场竞争力 看,TOP10 主要是软包和方形电池企业,其中韩系企业聚焦软包,中国企业主营方形居多。短期部分企业为满足下游整车要求,推出其他封装类型产品,如 LG 化学为特斯拉供应圆柱 形电池,并且取得较好的装机量;但长期看,为提升企业竞争力,向更好封装类型切换的动 力提升,如松下已开发出方形产品,避免单一的圆柱业务阻碍发展。

中国区域方形电池为主流,2020 年以来圆柱电池份额有所提升。2020 年中国动力电池出货 量约 80GWh,同比增长 12.7%,其中方形电池占比达到 81%,是主流的封装形式。另一方 面,受益特斯拉国产 Model 3 销量高增,因其搭载 LG 化学三元 811 圆柱电池,因此圆柱类 型出货量占比有所提升,我们预计未来特斯拉 4680 大圆柱带动下有望保持一定份额。分企 业看,中国 2020 年装机 TOP10 中,有 6 家企业主营方形电池,支撑方形装机。

特斯拉与松下的合作使圆柱封装盛极一时。1992 年日本索尼发明锂离子电池,随后选择稳妥 可行的 18650 圆柱电池技术满足消费电子需求。索尼之后,日本松下在 1994 年开始锂电研 发,2008 年收购三洋电机成为全球最大锂电供应商。当镍氢电池因涉及专利侵权而使得丰田 无法在纯电动车上使用该类型后,丰田及松下分别在 2010 年向特斯拉投资 5000 万及 3000 万美元,致力于锂电池系统在动力领域的应用。松下与特斯拉自 2008 年起合作逐渐深入, 并成功将圆柱电池推广到电动汽车:2008 年 Roaster 采用 18650 LCO 电芯,2012 年 Model S 及 2015 年 Model X使用 18650NCA 电芯,直至 2017 年 Model 3 搭载 21700 电芯。独家 供应特斯拉圆柱电芯,松下动力业务跟随特斯拉发展壮大。2017 年松下全球装机约 9.9GWh, 份额为 16.7%排名全球第一。圆柱电芯受到青睐,主要系工艺成熟、一致性强。但圆柱电芯 的劣势在于单体电芯容量小,因此在动力领域需要大量电芯组成电池包,增加管理的复杂程 度。特斯拉匹配圆柱电池包的电池管理系统技术世界领先,未来将推出 4680 大圆柱电芯。

中国新能源商用车的推广使方形成为主流,德系车企对方形的推崇则壮大三星 SDI。中国新 能源汽车的快速发展首先得益于新能源商用车的增长,主要系初期给予较多政策倾斜。商用 车尤其是客车对于动力电池容量要求高,需要数百 Ah,圆柱电池应用难度大,此外软包则在 内部胀气和外部穿刺时容易漏液,而方形封装形状规整、空间利用率高,与软包相比成组难 度小,因此成为首选。2014 年全球份额最大封装形式为方形,且中国动力装机排名前五均为 方形企业。在欧洲,德系车企偏爱方形,主要系车企注重安全,认为方形更符合车规级设计, 三星 SDI 通过与博世合资成立动力电池企业 SB Limotive,成功进入德系车企供应链。三星 SDI 与宝马的合作深度逐渐提升,2013 年成为宝马核心供应商。三星 SDI 在深厚的技术积 淀基础上(1999 年进入电池领域)成长为方形动力电池龙头。

LG 化学技术深厚,新能源车性能提升进入一定的瓶颈期,软包封装的高比能优势将凸显。LG 化学具备化学品和材料基础,在消费类软包电池领域已有多年积淀,研发出世界第一款 阶梯式和六角形软包电池。2009 年现代起亚混动汽车搭载 LG 化学软包电池,2010 年则应 用到通用雪佛兰 Volt,LG 化学合作的车企逐渐增加,至今仍是拥有最多全球优质客户的动力 电池企业,配套的车型数量多。另一边,销量快速增长的日产 Leaf 搭载 AESC 的软包电池, 2014 年 AESC 全球市占率达 16.2%。但此后因特斯拉崛起叠加中国新能源车市高景气,软 包份额开始下降。值得注意的是,应用软包的车企仍然较多,但还需等待相关车型的高景气 到来。随着电池材料体系性能瓶颈期的出现,软包封装的高比能优势开始凸显。工艺的精进 也在改善软包成组效率低、一致性差等问题,软包的导入逻辑持续强化。

来源:DT新材料

新材料智库

二哈拆了公安岗亭,盾牌上满是牙印,特警蜀黍不淡定了
养哈士奇,会被哈士奇拆家是人尽皆知的事情,因为哈士奇这种狗精力实在太旺盛了,特别是在城市楼房里养哈士奇的铲屎官,等哈士奇拆家期过后,家里的家具可能都得从新买,甚至得从新装修,因为会被哈士奇拆得体无完肤。

可能有不了解哈士奇的铲屎官会问,哈士奇的破坏力真的有这么强吗?能把家里所有家具都拆坏?

我要告诉您的是,只拆家具对哈士奇来说都是小儿科,哈士奇这种狗,狠起来连公安岗亭都拆,并且能把防暴盾牌咬坏,甚至能在盾牌上咬出牙印!

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哈士奇拆了公安岗亭

今年2月初,国内一家特警队在外设立了治安岗亭,一位特警小哥像往常一样推开了岗亭的门,可眼前一幕让他血只往头上涌!

只见平时整洁的岗亭内,床上用来休息的被褥被全部扔在了地上,并且被子里的棉絮等东西都被掏了出来。

一台警用对讲机也被扔在了地上,甚至2个防弹头盔,一个防爆头盔也被从架子上拽到了地上,其中一个头盔挡风板被摔碎了,更恐怖的是,一面防暴盾牌被拉扯在地上,盾牌上满是牙印,并且盾牌也碎了。

而在小哥周围,一只哈士奇开心地围着小哥乱窜!

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您没看错,岗亭内一片狼藉的景象并不是进小偷了,而是哈士奇拆家了。

小哥一边查看情况,一边大喊:“你又拆家了,我只出去了几分钟,拿了个文件而已,你这拆的我怎么赔得起?”。当小哥看到防暴盾牌跟头盔也被拆烂时,更是一脸沮丧。

小哥:”完了完了,这一个月工资都不够赔的“。

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最神奇的是,等小哥查看完情况,把哈士奇拉到跟前教育时,这只二哈居然有反抗的意图,大有想根小哥打一架的趋势。

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哈士奇为什么会拆岗亭?

您可能会疑惑,哈士奇为什么能拆了岗亭?首先要告诉您的是,这只哈士奇是警犬,有正规编制那种。

2020年年初,国内一家警犬训练队几名训导员,觉得自己训犬技术过硬,所以想挑战不可能,挑战内容为将哈士奇训练成警犬。

于2020年3月引进了一只叫”八万“的哈士奇,又于当年5月,引进了一只叫”不拆“的哈士奇,目前这2只哈士奇都有警犬编制,并且受过正规警犬训练。

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失败了

虽然两只哈士奇都受过警犬训练,但结果是失败的,哈士奇最终没能通过警犬考核,目前这2只哈士奇依然在警犬队受训,平时小哥们也会带着二哈到外面一起执勤。

今年2月初,小哥带着这只叫”不拆“的二哈到岗亭执勤,小哥平时离开岗亭时,为防止二哈拆家,会将二哈拴在岗亭里,当天小哥想着自己就回去拿个文件,几分钟就回来,可没想到二哈的战斗力这么强,短短一会时间,岗亭被它拆得体无完肤。

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我对于这2只警犬哈士奇的印象特别深刻,去年那只叫”八万“的哈士奇也拆过家,但八万拆的是办公室,当时只是撕咬了一些文件。而”不拆“这只哈士奇有出息,不出手则已,出手就惊天动地!

所以由此我们可以得出结论,没有不拆家的哈士奇,即使这只哈士奇是警犬,即使它受过专业警犬训练,该拆家的时候二哈可不跟你客气,人家连岗亭都敢拆,咬一咬你的家具还不是洒洒水的事情?

并且家具算什么?布和木头而已,能有多坚硬?要知道,哈士奇可是能将防暴盾牌拆坏的存在,甚至还能在防暴盾牌上留下牙印。

所以,养哈士奇前想好,真的没有不拆家的哈士奇。#公安岗亭#执勤岗亭#公安治安#

#你是何方神兽##奇书山海经你知道多少##历史云讲堂# 在中国古代浩如烟海的文化典籍中,《山海经》一直是令人痴迷的存在,它记述了上古时期中华大地上的山川、动物、植物、矿物、历史、风俗、神话传说等内容,为我们了解上古历史提供了丰富的资料,堪称一部“上古文化的百科全书”。在《山海经》中,有许多有趣的故事,被历代文人取材加工,成为流传甚广的神话传说,还有一些直接进入到现代影视剧中,为艺术创作提供源源不断的灵感。今天,就让我们一起来看看那些耳熟能详的故事,在《山海经》中是如何被记载的吧。

一、青丘之狐

又东三百里,曰青丘之山。其阳多玉,其阴多青䨼。有兽焉,其状如狐而九尾,其音如婴儿,能食人,食者不蛊。

译文:再向东三百里是青丘山,山的阳面有很多玉,山的阴面有很多可作青色颜料的矿物。山中有一种兽,它的形状像狐狸,有九条尾巴,叫声像婴儿啼哭,会吃人,人吃了它的肉后就不会受毒热恶气的侵袭。

——《山海经·南山经》

二、瑞鸟凤凰

又东五百里,曰丹穴之山,其上多金玉。丹水出焉,而南流注于渤海。有鸟焉,其状如鸡,五采而文,名曰凤凰,首文曰德,翼文曰义,背文曰礼,膺文曰仁,腹文曰信。是鸟也,饮食自然,自歌自舞,见则天下安宁。

译文:再向东五百里是丹穴山,山上有很多金和玉。丹水发源于丹穴山,向南流入南海。有一种鸟,它的形状像鸡,身上的羽毛色彩斑驳,花纹像文字的形状,它的名字叫凤凰,它头部的花纹像“德”字,翅膀上的花纹像“义”字,背部的花纹像“仁”字,腹部的花纹像“信”字。这种鸟,自如的进食,自由自在的歌唱、跳舞,当它出现时,天下就会安宁太平。

——《山海经·南山经》

三、精卫填海

又北二百里,曰发鸠之山,其上多柘木,有鸟焉,其状如乌,文首,白喙,赤足,名曰:“精卫”,其鸣自詨。是炎帝之少女,名曰女娃。女娃游于东海,溺而不返,故为精卫,常衔西山之木石,以堙音于东海。

译文:再向北二百里是发鸠山,山上长着很多柘树。山中有一种鸟,形状像乌鸦,头上有花纹,白色的嘴,红色的脚爪,名字叫精卫,它的鸣叫声像在喊自己的名字。精卫本是炎帝的小女儿,名字叫女娃。女娃有一次去东海边游玩,不慎落入海中,再也没有回来,所以就化身为精卫,常常衔着西山上的树枝和石块,想要把东海填平。

——《山海经·北山经》

四、比翼鸟

比翼鸟在其东,其为鸟青、赤两鸟比翼。

译文:比翼鸟栖息的地方在南山的东边,这种鸟是一青一红两只鸟的翅膀并在一起。

——《山海经·海外南经》

五、夸父逐日

夸父与日逐走,入日。渴欲得饮,饮于河渭;河渭不足,北饮大泽。未至,道渴而死。弃其杖,化为邓林。

译文:夸父追着太阳跑,离太阳越来越近。这时,他口中干渴,想要喝水,便去喝黄河和渭河的水,把黄河和渭河的水都喝干了,他还是觉得渴,便想去喝北边的大泽中的水。但是还没赶到大泽,他便在路上渴死了。夸父临死前扔掉了手中的手杖,这根手杖变成了邓林。

——《山海经·海外北经》

六、扶桑树

下有汤谷,汤谷上有扶桑,十日所浴,在黑齿北。居水中,有大木,九日居下枝,一日居上枝。

译文:黑齿国的下面是汤谷,汤谷上有一颗扶桑树,那里是十个太阳洗浴的地方,位于黑齿国的北边。在水中有一棵大树,下面的树枝上住着九个太阳,上面的树枝上住着一个太阳。

——《山海经·海外东经》

七、开明兽

昆仑南渊深三百仞。开明兽身大类虎而九首,皆人面,东向立昆仑上。

译文:昆仑山南边的深渊深达三百仞。开明兽的大小与虎相似,有九个脑袋,每个脑袋上都长着人一样的脸,面向东站立在昆仑山上。

——《山海经·海内西经》

八、常羲浴月

有女子方浴月。帝俊妻常羲,生月十有二,此始浴之。

译文:有一位女子,正在给月亮洗澡。帝俊的妻子常羲生了十二个月亮,这是她刚开始给他们洗澡。

——《山海经·大荒西经》

九、黄帝战蚩尤

有系昆之山者,有共工之台,射者不敢北乡。有人衣青衣,名曰黄帝女魃。蚩尤作兵伐黄帝,黄帝乃令应龙攻之冀州之野。应龙畜水,蚩尤请风伯、雨师,纵大风雨。黄帝乃下天女曰魃,雨止,遂杀蚩尤。魃不得复上,所居不雨。叔均言之帝,后置之赤水之北。叔均乃为田祖。魃时亡之,所欲逐之者,令曰:“神北行!”先除水道,决通沟渎。

译文:有一座系昆山,有一个共工台,射箭的人不敢向共工台所处的北方而射。有一个人,穿着青色的衣服,名叫黄帝女魃。蚩尤制作出金属兵器后去攻打黄帝,黄帝命令应龙在冀州的原野上与蚩尤作战。应龙把水蓄起来,蚩尤请来风伯和雨师,刮起了大风,下起了大雨。黄帝于是把一名叫魃的天女从天上请了下来,魃从天上下来后,雨就停止了,于是杀了蚩尤。魃再也不能回到天上了,凡是她所居住的地方就不会下雨。叔均把这件事告诉了黄帝,黄帝让她居住在赤水的北边。叔均被任命为主管田地的官。魃常常跑到别的地方去,人们想要把她赶走,就要说“请魃往北走吧!”并要清理水道,疏浚沟渠。

——《山海经·大荒北经》

十、鲧禹治水

洪水滔天,鲧窃帝之息壤以堙洪水,不待帝命。帝令祝融杀鲧于羽郊。鲧复生禹,帝乃命禹卒布土,以定九州。

译文:大地上洪水滔天,鲧未经天帝同意,偷了天帝的息壤来堵塞洪水。天帝命令祝融把鲧杀死在羽山之郊。鲧死以后,从腹中诞生了禹。天帝于是命令禹治理洪水,禹最终区分规划了疆土,并划定了九州。

——《山海经·海内经》

纵观古今,没有任何一本书像《山海经》般全面的记录了上古时期的地理博物乃至风俗民情,既客观真实又充满瑰丽想象,没有一本书让历代学者穷其一生难以窥得真境,没有任何一本书拥有如此巨大的生命张力,历经千年,仍令读者神往不已。


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