锂离子电池：卷绕电池与叠片电池对比
圆柱、方形、软包锂电池的超全详解
圆柱、方形、软包锂电池的超全详解目前主流的锂电池封装形式主要有三种：圆柱、方形和软包，不同的封装结构意味着不同的特性，它们各有优缺点，下面我们就来一起探讨一下这三种电池的特点吧！一、圆柱形锂电池圆柱形锂电池分为磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、钴锰混合、三元材料不同体系，外壳分为钢壳和聚合物两种，不同材料体系电池有不同的优点。
目前，圆柱主要以钢壳圆柱磷酸铁锂电池为主，这种电池的表现为容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流放电、电化学性能稳定、使用安全、工作温度范围宽、对环境友好。
广泛应用于太阳能灯具、草坪灯具、后备能源、电动工具、玩具模型上。
一个典型的圆柱形电池的结构包括：正极盖、安全阀、PTC元件、电流切断机构、垫圈、正极、负极、隔离膜、壳体。
最早的圆柱形锂电池是由日本SONY公司于1992年发明的18650锂电池，因为18650圆柱形锂电池的历史相当悠久，所以市场的普及率非常高，圆柱形锂电池采用相当成熟的卷绕工艺，自动化程度高，产品品质稳定，成本相对较低。
圆柱形锂电池有诸多型号，比如常见的有14650、17490、18650、21700、26650等。
圆柱型锂电池在日本、韩国锂电池企业中较为流行，中国国内也有相当规模的企业生产圆柱形锂电池。
二、方形锂电池方形锂电池通常是指铝壳或钢壳方形电池，方形电池的普及率在国内很高，随着近年汽车动力电池的兴起，汽车续航里程与电池容量之间的矛盾日渐突显，国内动力电池厂商多采用电池能量密度较高的铝壳方形电池为主，因为方形电池的结构较为简单，不像圆柱电池采用强度较高的不锈钢作为壳体及具有防爆安全阀的等附件，所以整体附件重量要轻，相对能量密度较高。
方型电池采用卷绕和叠片两种不同的工艺。
但由于方形锂电池可以根据产品的尺寸进行定制化生产，所以市场上有成千上万种型号，而正因为型号太多，工艺很难统一。
方形电池在普通的电子产品上使用没有问题，但对于需要多只串、并联的工业设备产品，最好使用标准化生产的圆柱形锂电池，这样生产工艺有保证，以后也更容易找到可替换的电池。
叠片电池长循环边部析锂
叠片电池长循环边部析锂
利用叠片电池电池长循环可以析锂是电池领域内一个至关重要的发展方向，一般来讲，叠片电池的循环性能优于传统的锂离子电池。
1.叠片电池的优势
（1）长寿命：叠片电池的外壳可以有效避开汽车大气的侵蚀，能够极大的延长电池的使用寿命。
（2）容量大：叠片电池比传统电池容量更大，可以确保电池放电能量更大。
（3）高效率：叠片电池将分散在电池板材中的能量放射到电池体中，能够达到更高的效率。
（4）体积小：叠片电池可以将一大块电池板材分割分散为一片片少，能够极大地减小电池尺寸大小。
2.叠片电池长循环边部析锂
（1）首先要控制放电过程中的充放电平衡参数，以确保内部的均衡性和电池的使用寿命。
（2）确保叠片电池的放电电压平衡，维持叠片电池的安全性。
（3）将叠片电池的放电曲线和充电曲线找准关系，以期在使用中提高电池的利用率。
（4）保障叠片电池析锂过程中的安全性，确保给析锂过程添加稳定性，并且维持叠片电池在稳定状态下使用。
（5）更新到最新的技术，寻找更新的析锂方式来加速叠片电池的发展，以让消费者用上更好的电池的安全性和可靠性。
综上所述，叠片电池可以极大的提高析锂电池的使用性能和安全性，
并且长循环边部析锂过程能够更好的提现出叠片电池优势。
因此，做
出高效且能够避开析锂状态下给电池带来的性能影响是来提高叠片电
池性能的有效道路。
叠片式电池和卷绕式电池
叠片式电池和卷绕式电池
电池作为一种储存和释放能量的设备，已经成为生活中不可或缺的一部分。
随着科技的不断进步，电池的种类和性能也在不断地改善和提高。
目前，市场上最常见的两种电池是“叠片式电池”和“卷绕式电池”。
那么它们之间有什么区别呢？下面就一步步来介绍。
首先，从原理上来讲，叠片式电池通过将多个薄片层叠组装而成，其中每个薄片都是电极和隔膜的复合物质，通过叠层相结合的方式来形成电学结构。
而卷绕式电池则是将正负极片、隔膜和电解液依次卷起来，通过这种方式来形成电学结构。
其次，从结构上来讲，叠片式电池与卷绕式电池之间的最大区别在于电极和隔膜的形式。
在叠片式电池中，电极和隔膜是分别堆叠在一起的，因此叠片式电池的主要结构就是由多个电极和隔膜的叠层组成。
而卷绕式电池则是将电极和隔膜成卷后直接放置在容器中，因此卷绕式电池的主要结构就是由电极和隔膜的交织编织组成。
第三，从工艺流程方面来讲，叠片式电池的生产工艺比卷绕式电池更为繁琐。
在叠片式电池生产过程中，需要借助多台设备完成对电极和隔膜的裁剪、组装和压缩等多个工序，因此制造过程往往比较复杂。
而卷绕式电池的制造流程比较简单，只需要将正负极片、隔膜和电解液依次卷起来即可，所以制造成本相对较低。
最后，从性能方面来看，叠片式电池比卷绕式电池更加节能环保、安全性能更高，并且更加适合大容量、高电压应用，而卷绕式电池则更加灵活轻便、成本更低，并且更加适合小型移动设备的使用。
总之，叠片式电池与卷绕式电池各有优缺点，其应用领域也有所不同。
在使用时，应根据具体需求选择最适合自己的电池类型。
叠片式锂离子电池
叠片式锂离子电池叠片式锂离子电池（Stacked Lithium-Ion Battery）是一种新型的电池结构，其设计原理和传统的锂离子电池相似，但具有更高的能量密度和更强的充放电性能。
本文将从叠片式锂离子电池的结构、工作原理和应用领域等方面进行介绍。
一、结构叠片式锂离子电池由多个电池单元叠层而成，每个电池单元由正极、负极和隔膜组成。
正极和负极之间通过隔膜隔开，同时注入电解液。
叠片式锂离子电池的结构紧凑，有效利用了空间，提高了能量密度。
二、工作原理叠片式锂离子电池的工作原理与传统锂离子电池相似。
在充电过程中，正极材料释放出锂离子，负极材料则吸收锂离子。
锂离子在电解液中通过隔膜迁移，完成电荷的传递。
在放电过程中，正负极材料反应，释放出储存的能量。
叠片式锂离子电池采用叠层结构，每个电池单元之间通过电流收集器连接，以提高整体的电流输出能力。
同时，电池单元的叠层结构还可以提供更大的电极表面积，提高电池的能量密度和功率密度。
三、优势与应用1. 高能量密度：叠片式锂离子电池采用多层叠片结构，能够在有限的空间内容纳更多的电池单元，从而提高能量密度。
这使得叠片式锂离子电池在电动汽车、无人机等领域具有广阔的应用前景。
2. 高充放电性能：叠片式锂离子电池的叠层结构可以提供更大的电流输出能力，使得电池在短时间内能够输出更强的功率。
这对于一些需要高瞬时输出功率的应用场景非常重要，比如电动工具和电动自行车等。
3. 高安全性：叠片式锂离子电池采用多层叠片结构，使得电池内部的压力更均匀，降低了电池因过热而引起的安全风险。
同时，叠片式锂离子电池还可以根据需求进行模块化设计，一旦某个模块出现故障，可以快速更换，提高了电池的可靠性。
4. 应用领域：叠片式锂离子电池具有广泛的应用领域。
除了电动汽车和无人机之外，叠片式锂离子电池还可以应用于便携式电子设备、储能系统、航空航天等领域。
叠片式锂离子电池以其高能量密度、高充放电性能和高安全性等优势，成为了新一代电池技术的热点研究方向。
叠片与卷绕的差别
叠片
１．尺寸比较灵活，可以做成三角、圆形等。
２．往往需要人工操作，机械化不容易。
３．极片要冲切，金属断面较多，易刺穿隔离膜，易短路，易产生副反应
４．电池的张力不容易控制，不如卷绕方便控制张力。
５．极片可以进行检查或挑选，卷绕则要求整张无缺陷，工艺要求高。
６．速度往往不快，均一性也难保证，必须加强操作工的培训。
７．工作场合往往容易往电池中带入较多极片粉尘，导致质量问题。
８．多层极片的焊接比卷绕的单层难焊接一点，易虚焊。
卷绕：
１．机械化容易，速度较快，均一性更有保证，有利于大规模生产。
２．存在正面与侧面的张力不一致，导致内部反应不均匀。
３．对极片的涂布要求高
４．要求极片层有一定的弹性，否则在弯折处易脱落或断裂。
５．由于电极从极片上一处引出，存在电场分布的问题。
要求电极层有较好的导电性。
６．对极箔的要求较高。
７．更容易控制整个电池的松紧度。
８．只适合中等尺寸的电池生产。
卷绕电池和叠片电池
卷绕电池和叠片电池卷绕电池和叠片电池是目前主流的锂电池类型之一。
它们都具有较高的能量密度和较长的寿命，因此被广泛应用于各种电子设备、汽车和能源储备等领域。
以下是卷绕电池和叠片电池的详细介绍和区别。
一、卷绕电池卷绕电池又称为软包电池或薄型电池，其特点是电池正负极分别采用铝塑膜和铜塑膜包裹，形成一个带状的电极片。
然后将电极片叠加在一起，通过卷绕成圆柱形电池体，最后在内部注入电解液和封口。
卷绕电池因其柔软性能好，在大容量和高电压方面具有较大优势，在3C 电池、新能源汽车等领域得到广泛应用。
卷绕电池的优点：1.大容量：卷绕电池的电极片可以多层叠加，可以实现大容量和高能量密度。
2.柔软性好：由于使用了铝塑膜和铜塑膜，电极片可以折叠、卷曲，从而实现了电池体积和形状的自由设计。
3.安全性高：由于采用铝塑膜和铜塑膜包裹电池正负极，可以有效防止电池漏液、短路等危险情况。
二、叠片电池叠片电池又称为硬壳电池或方形电池，其电极片由大量多层单体电芯直接叠加组成，外壳为钢壳或铝壳。
叠片电池具有体积小、结构紧凑等优点，被广泛应用于笔记本电脑、移动电源等领域。
叠片电池的优点：1.结构紧凑：由于采用多层单体电芯叠片，可以实现大功率、小体积、高能量密度的特点。
2.多种形状：叠片电池可以制成方形、矩形、圆柱形等多种形状，可以适应不同场景的需求。
3.成本低：叠片电池生产自动化程度高，可以实现大规模生产，成本相对较低。
卷绕电池与叠片电池的区别：1.结构不同：卷绕电池是由多个电极片卷绕在一起组成，而叠片电池则是多个单体电芯叠加而成。
2.形状不同：卷绕电池的形状通常为圆柱形或柔性矩形，而叠片电池的形状可以是方形、矩形、圆柱形等。
3.性能不同：卷绕电池在大容量和高电压的场景下优势明显，而叠片电池在大小体积、成本等方面具有优势。
总的来说，卷绕电池和叠片电池各有优劣，根据不同场景的需求，选用不同类型的电池可以更好地发挥储能和供电效果。
叠片电池和卷绕电池膨胀力
叠片电池和卷绕电池膨胀力说到电池，我们脑袋里最先浮现的可能就是手机里那颗充电宝。
可你知道吗，电池的种类可是多得很，拿叠片电池和卷绕电池这两种来说，它们可真有些“性格”上的差异。
别看它们都是为了给咱们的设备提供动力，但在膨胀力这一块儿，差别可大了。
别急，今天咱就来细聊聊这两种电池怎么“长大”的，哪种膨胀力更猛，哪种又更温顺。
你先想象一下，咱们生活中最常用的手机，背后那颗电池其实就是卷绕电池。
听名字就知道，电池里边是把很多个薄薄的电池片卷成一卷，就像饺子皮一样，卷得又紧又规整。
卷绕电池的好处就是它的体积能做得比较小，容量大，充电速度快。
可是，卷绕电池一旦开始膨胀，那就是没办法收拾的麻烦事了。
它的膨胀力真的是出乎意料地强，可能你一不小心就会看到手机背面鼓起一个“大包”。
要是没及时处理，可就要面临爆炸的风险，真是说不定啥时候就成了“火箭发射器”了。
大家是不是有点儿担心了？别急，话说回来，卷绕电池膨胀的原因其实很简单，就是电池里的气体过多。
大家可以想象一下，当电池充电过度或者过度放电，里面的化学反应就像是一个烤箱，把气体蒸发出来，然后这些气体在没有地方散发的情况下就开始“撑大肚子”。
膨胀的气体越多，电池就越难控制它的形状，最后它可能就像鼓起来的气球一样，变得松松垮垮的，根本没法再正常使用了。
所以，卷绕电池虽然轻便，但一旦出现膨胀，基本上它就得退役了。
再说说叠片电池，这种电池和卷绕电池有点不一样，它是将一片片的电池片叠加起来，像是一层层的馅饼，给电池一个更稳定的结构。
叠片电池的优点就是它的膨胀力相对较小一些。
为什么呢？其实是因为每一片电池的面积较大，电池片之间有空间进行微调，当出现气体时，它并不会像卷绕电池那样迅速鼓起，反而是渐渐地“散开”了，气体的压力没有那么集中，所以膨胀的速度就慢了很多。
就好比你吃饱了，一颗米粒不可能让肚皮立马鼓起来，但如果吃得过快，肚子就能立马膨胀得不成样子。
这并不是说叠片电池就能完全避免膨胀。
锂电池电芯叠片技术分析！
锂电池电芯叠片技术分析！电芯叠片是锂电池中段生产的核心环节。
锂电池制造可统一分为极片制作、电芯组装、电芯激活检测和模组/Pack 封装四大工序，其中，电芯组装属于中段生产环节，主要包括卷绕或叠片、电芯预封装、电芯注液等工序。
卷绕是指将制片工序或收卷式模切机制作的极片卷绕成电芯，叠片指的是将模切工序中制作的单体极片叠成电芯。
通常来说，卷绕用于方形和圆柱电池，叠片用于方形和软包电池。
根据 GGII 测算数据，在锂电设备中，中段设备价值量占比约为 35%，其中，卷绕/叠片机是中段设备的核心，价值量占比约 70%。
叠片与卷绕的工艺差别主要在模切和极组成型。
在模切工序，传统卷绕采用双边模切，模切极耳间距不等，冲切位置有Mark 孔进行定位；而叠片采用单边模切，极耳间距相同，会进行等间距切断。
在极组成型工序，卷绕正负极片连续，叠片是片状物料，在层数相同的情况下，相较于卷绕电池，叠片电池的极耳数量多一倍，同时隔膜张力几乎为零，孔隙率和原材料保持一致。
目前市场上主流叠片机设备路线主要有Z 字型叠片机、切叠一体机、热复合叠片机和卷绕一体机四种，其中Z 型叠片目前在国内应用最广泛，热复合叠片机技术难度更高，卷叠一体机涉及到日韩专利，国内应用较少。
叠片显著提升电池能量密度和安全性，劣势在于效率和工艺控制等方面。
和卷绕电池相比，叠片电池具有一定优势：1）更高的体积能量密度上限：在相同体积的电芯设计情况下，叠片电芯的能量密度高出约5%左右；2）更稳定的内部结构和更高的安全性：不存在拐角内应力不均匀问题，每层膨胀力接近，因此可以保持界面平整，内部结构更稳定，同时拐角处受力均匀，断裂风险降低；3）更长的循环寿命：极耳数量是卷绕电池的 2 倍，内阻相应降低 10%以上，循环寿命比卷绕高10%左右；4）更适合做高倍率、大尺寸和异型电池。
但叠片也存在生产效率较低、良率较低、设备投资大、工艺难度大等劣势，是此前制约大批量生产的主要因素。
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适用范围较宽。不 论是做成超薄电池 还是超厚电池，叠 片工艺都可以胜任。
卷绕电池在超薄超厚电池方面 上毫无优势，但同时也要注意 超薄电池暂时而言应用并不多， 超厚电池可以通过两个较薄电 池叠放并联来实现（不过要以 降低一定容量为代价）。
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项目 卷绕工艺 叠片工艺 分析
厚度 控制
厚度难以控制。由 于电芯内部结构不 均一，极耳处、隔 膜收尾处、电芯的 两边都是容易超厚 的位置。
不容易变形。内部 结构统一，反应速 率相。对一致，即 使厚电芯 也不容易变形。
这也是卷绕电池不合适做到很 大的厚度的一个原因。
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项目 卷绕工艺 叠片工艺 分析
电池 形状
形状单一；只能做 成长方体电池。
尺寸灵活。可以根 据电池尺寸来设计 每个极片尺寸，从 而电池可以做成任 意形状。
灵活的尺寸是叠片工艺的一个 明显优势，但就现在市场而言， 似乎对异型电池的需求量还不 是很大。
适合 领域
常规电池。
高倍率电池、异形 高倍率电池、异形 电池、动力电池。 电池、动力电池。 涂布要求低。由于 将正负极分成了诸 多小片，可以通过 叠片前将小片分档 来排除涂布膜密度 不良造成的影响。
由于叠片工艺倍率性能更佳、 由于叠片工艺倍率性能更佳、 外观形状的选择更为多样，故 外观形状的选择更为多样，故 适用的范围也要广于卷绕电池。 适用的范围也要广于卷绕电池。 由于现在工艺的改进，将卷绕 电池很长的极片膜密度控制在 一个误差不大的范围已经不难 了，而将叠片电池的每个小片 都称重分档又非常繁琐，所以 该点对二者的影响其实并不大。
放电 平台
放电平台略低。由 于内阻高极化大， 一部分电压被消耗 于电池内部极化， 因而放电平台略低。
放电平台高。内阻 较低极化较小，因 而放电平台会高于 卷绕电池而更接近 材料的自身放电平 台。
对于很多放电截止电压较高的 用电设备来说，放电平台较高 的叠片电池无疑是优先选择。
容量பைடு நூலகம்密度
容量密度略低。由 于极耳厚度、电芯 两边为圆形、收尾 的两层隔膜要白白 占据厚度等原因导 致内部空间没有被 完全利用，体积比 容量因此略低。
虽然可以通过分切后的筛选来 对叠片电池的小极片进行严格 把关，但是动辄几十万个的小 极片，谁会有时间去逐个检查 呢？
极片 弹性
极片需要有一定 弹性。以防止弯 常规电池。 折处断裂、掉料。 点焊容易。每个电池 只需要点焊两处，容 易控制
高倍率电池、异形 极片可以没有弹性 电池、动力电池。 容易虚焊。所有极 片都要点焊到一个 焊点，难以操作且 容易虚焊。
卷绕电池与叠片电池 对比
黄俊雷
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项目 卷绕工艺 叠片工艺 分析
内阻
内阻较高。因为通 常情况下正负极都 只有单一极耳。
内阻较低。相当于 多个小极片并联， 降低了内阻。
单纯的内阻略高对客户的影响基本 可以忽略，国外安全性较好的聚锂 电池（聚合物电解液）也并没有因 为其略高的内阻而显现出对比于国 内软包电池的劣势。但内阻会一定 程度上影响电芯倍率性能和放电平 台
厚度便于控制。电 芯内部结构一致， 电池各个部位厚度 也相应的一致，因 此容易控制其厚度。
由于卷绕电池厚度难以控制， 故设计的时候不得不在厚度方 面多留出一些余量，从而降低 了电池的设计容量
厚度 变形
容易变形。由于内 部结构不均一，充 放电时电芯内部反 应程度、速率不均。 故对于较厚的卷绕 电池而言，大倍率 充放电后或者循环 多次后，有变形的 可能。
入行 门槛
入行门槛低。人 工卷绕容易操作， 资金不足时完全 可以考虑人 工操作，省去了 购买大型自动设 备的资金，降低 了入门门槛。
锂电现在还是上升阶段，新 入行的企业依旧不少，故将 此列为比较的一项。
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• 总结：一句话“卷绕的优势在于制成容易， 叠片的优势在于电池各方面质量好”。不 过问题是，当叠片电池遇到如此多的实际 生产中的麻烦时，电池的最终质量就难以 得到保证。对于用户而言，我们当然希望 买到高质量的叠片电池，但对于厂家而言， 简单易行的卷绕工艺无疑更有吸引力。究 竟哪个好呢？一千个人眼里有一千个哈姆 雷特，我相信同时也会有一千个关于这个 问题的答案。
只要极片配料涂布没有明显出 由于叠片工艺倍率性能更佳、 问题的话，一般极片都是可以 外观形状的选择更为多样，故 买足这一条件的。 适用的范围也要广于卷绕电池。
小批量生产虚焊不难控制，但 是大批量生产的话，虚焊则难 以监控和有效解决。
点焊
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项目 卷绕工艺 叠片工艺 分析
卷绕
操作方便。不论是 人工卷绕还是半自 动全自动卷绕，都 可以较快速且高质 量的完成。
涂布
涂布要求高。对每个 极片而言，各个部位 的涂布膜密度不能有 明显差别，需严格控 制膜密度。
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项目 卷绕工艺 叠片工艺
分切繁琐，合格率 低。每个电池有几十 个小片，每个小片有 四个切面，切片工艺 又是易产生不良的冲 切，因此对单个电池 而言，产生极片断面、 毛刺的概率大大增加。
分析
分切
分切方便，合格率 高。每个电芯只需 要进行正负极各一 次分切，难度小且 产生不良品概率低。
能量 密度
能量密度略低。由 于体积比容量较低 以及放电平台较低 这两个原因，致使 能量密度也不及叠 片工艺电池。。
能量密度高。放电 平台和体积比容量 都高于卷绕工艺电 池，所以能量密度 也相应较高。
具体情况请参照放大平台和容 量密度两点，总的来说叠片占 优。
适用 厚度
适用范围较窄。对于 超薄电池，极耳厚度 占据空间比例过大会 进而影响电池容量。 对于超厚电池，不仅 卷绕起来极片太长难 以控制，且电池两侧 空间无法得到充分利 用，也会降低电池容 量。
高倍率 放电
高倍率放电容量较 少。单一极耳难以 大电流充分完成放 电。
高倍率放电容量较 多。多极片并联更 容易在短时间完成 大电流放电。
对于常规锂离子电池（手机用、 笔记本电脑用等），无需高倍 率放电；而对于动力电池、备 用电源等，则需要高倍率放电。 因而二者各有 各自的适用范
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项目 卷绕工艺 叠片工艺 分析
容量密度较高。电 池内部空间利用充 分，因而与卷绕工 艺相比，体积比容 量更高。
容量的差异在较厚（卷绕侧边 空间利用不充分将会被放大） 和较薄（卷绕极耳厚度白白占 据厚度空间将会被放大）这两 类电池上才有体现，而对于一 般常规尺寸电池而言，差异存 在，但不会特别明显。
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项目 卷绕工艺 叠片工艺 分析
生产控制较繁琐。 每个电池有几十 个极片，检测、 转运、统计等都 是难点。
对于稍具规模的厂子而言， 每天几万的产量就意味着每 天百万个叠片极片！产量几 十万的话甚至可能近千万的 小极片！生产过程中的周转、 监控的难度可想而知。
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项目 卷绕工艺 叠片工艺 分析
操作 工要 求
对操作工要求低。 想熟练完成卷绕难， 但是想合格完成卷 绕并不难。知道流 程并控制好极片对 位后即可 入门。
操作复杂。人工叠 片费时费力；半自 动或者全自动设备 由于机械制造难度 大门槛高又一时难 以普及。
人工卷绕的难度要明显低于人 工叠片。虽然随着机械制造能 力的加强，未来定会出现高品 质的全自动叠片机，但是依旧 难以在电池的制作效率上与卷 绕相提并论。
生产 控制
生产控制相对简 单。一个电池两 个极片，便于控 制。
对操作工要求高。 叠片操作困难，且 负极片对正极片的 过长、过宽设计一 般不会太大，所以 需要操作人员有一 定的操作基础。 入行门槛高。自动 化设备尚不成熟， 人工操作叠片工艺 繁琐造成人工成本 上升，因而提高了 叠片工艺电池的入 行门槛。
记得毕业设计跟师兄做叠片动 力电池，10Ah的，叠片第一个 用了两个小时，后来快些，半 个多小时就叠完一个了。