摘要：電芯制造是汽車動力電池生產的核心環節，其工藝水平直接影響電池的能量密度、安全性和壽命。本文從卷繞/疊片工藝、化成技術、材料創新與結構升級等維度，解析電芯制造如何支撐新能源汽車產業的高質量發展。

一、卷繞與疊片：電芯結構的“精密織造”

電芯制造的核心在于將正極片、負極片與隔膜通過卷繞或疊片工藝形成三維結構。卷繞工藝通過高速旋轉將三層材料疊加成圓柱形或方形電芯，其關鍵在于張力控制：若張力過大，正極活性物質（如三元鋰或磷酸鐵鋰）易脫落；若張力過小，電芯內部間隙增大，鋰離子傳輸效率降低。例如，特斯拉4680電芯采用無極耳結構，通過激光模切技術將極耳寬度從傳統2毫米縮減至0.2毫米，使內阻降低一個數量級，但極耳模切速度需達到每分鐘3000次以上，對設備精度提出極高要求。

疊片工藝則通過“正-隔-負”交替堆疊形成方形電芯，其優勢在于空間利用率高、循環壽命長。比亞迪刀片電池采用疊片工藝，將單體電芯厚度壓縮至13.5毫米，能量密度提升至180Wh/kg，同時通過熱壓工藝將多層材料壓緊，減少內部間隙。然而，疊片工藝的對齊度偏差需控制在0.1毫米以內，否則易導致局部短路或鋰離子傳輸不均。

二、化成工藝：電芯性能的“激活儀式”

電芯制造完成后需通過化成工藝形成穩定的固體電解質界面膜（SEI膜）。預充階段以0.01-0.05C的小電流充電，使鋰離子從正極緩慢嵌入負極（如石墨層間），同時電解液分解形成SEI膜。該膜僅允許鋰離子通過，卻能阻擋電子和溶劑分子，防止電解液與極片進一步反應。若預充溫度過高（如超過40℃），SEI膜會過厚，導致鋰離子傳輸阻力增大；若溫度過低（如低于25℃），SEI膜不完整，電池易自放電。

分容測試通過0.5-1C電流充放電記錄電芯容量、內阻等參數，確保同一批次電池性能一致。例如，寧德時代采用多通道同步測試設備，可同時測量200節電池的10余項參數，并通過機器學習模型生成“健康評分卡”，淘汰評分低于60分的電芯。老化階段則將電芯在45℃高溫下靜置7-14天，篩選出電壓下降或鼓包的劣質電芯，合格品進入后續模組PACK工序。

三、材料創新與結構升級：電芯性能的“突破點”

材料創新是提升電芯性能的關鍵。正極材料方面，高鎳三元（NCM811/NCA）因鎳含量提升（超過80%），能量密度較磷酸鐵鋰提高20%，但需解決金屬離子混排問題。例如，寧德時代采用單晶高鎳材料，通過碳包覆技術抑制相變，將循環壽命從1500次提升至2500次。負極材料方面，硅基負極理論容量達4200mAh/g，是石墨的10倍，但充放電時體積膨脹率高達320%。貝特瑞通過硅碳復合技術，將硅顆粒分散在碳基體中，使體積膨脹率降至10%以內，并實現量產供貨。

結構創新方面，4680大圓柱電芯通過全極耳設計降低內阻，同時采用無模組（CTP）技術直接集成至電池包，空間利用率提升40%。比亞迪刀片電池則通過疊片工藝將電芯長度延伸至1米，形成“結構電池”，既作為能量載體又承擔車身結構功能，使整車重量減輕10%。