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摘要：电芯制造是汽车动力电池生产的核心环节，其工艺水平直接影响电池的能量密度、安全性和寿命。本文从卷绕/叠片工艺、化成技术、材料创新与结构升级等维度，解析电芯制造如何支撑新能源汽车产业的高质量发展。

一、卷绕与叠片：电芯结构的“精密织造”

电芯制造的核心在于将正极片、负极片与隔膜通过卷绕或叠片工艺形成三维结构。卷绕工艺通过高速旋转将三层材料叠加成圆柱形或方形电芯，其关键在于张力控制：若张力过大，正极活性物质（如三元锂或磷酸铁锂）易脱落；若张力过小，电芯内部间隙增大，锂离子传输效率降低。例如，特斯拉4680电芯采用无极耳结构，通过激光模切技术将极耳宽度从传统2毫米缩减至0.2毫米，使内阻降低一个数量级，但极耳模切速度需达到每分钟3000次以上，对设备精度提出极高要求。

叠片工艺则通过“正-隔-负”交替堆叠形成方形电芯，其优势在于空间利用率高、循环寿命长。比亚迪刀片电池采用叠片工艺，将单体电芯厚度压缩至13.5毫米，能量密度提升至180Wh/kg，同时通过热压工艺将多层材料压紧，减少内部间隙。然而，叠片工艺的对齐度偏差需控制在0.1毫米以内，否则易导致局部短路或锂离子传输不均。

二、化成工艺：电芯性能的“激活仪式”

电芯制造完成后需通过化成工艺形成稳定的固体电解质界面膜（SEI膜）。预充阶段以0.01-0.05C的小电流充电，使锂离子从正极缓慢嵌入负极（如石墨层间），同时电解液分解形成SEI膜。该膜仅允许锂离子通过，却能阻挡电子和溶剂分子，防止电解液与极片进一步反应。若预充温度过高（如超过40℃），SEI膜会过厚，导致锂离子传输阻力增大；若温度过低（如低于25℃），SEI膜不完整，电池易自放电。

分容测试通过0.5-1C电流充放电记录电芯容量、内阻等参数，确保同一批次电池性能一致。例如，宁德时代采用多通道同步测试设备，可同时测量200节电池的10余项参数，并通过机器学习模型生成“健康评分卡”，淘汰评分低于60分的电芯。老化阶段则将电芯在45℃高温下静置7-14天，筛选出电压下降或鼓包的劣质电芯，合格品进入后续模组PACK工序。

三、材料创新与结构升级：电芯性能的“突破点”

材料创新是提升电芯性能的关键。正极材料方面，高镍三元（NCM811/NCA）因镍含量提升（超过80%），能量密度较磷酸铁锂提高20%，但需解决金属离子混排问题。例如，宁德时代采用单晶高镍材料，通过碳包覆技术抑制相变，将循环寿命从1500次提升至2500次。负极材料方面，硅基负极理论容量达4200mAh/g，是石墨的10倍，但充放电时体积膨胀率高达320%。贝特瑞通过硅碳复合技术，将硅颗粒分散在碳基体中，使体积膨胀率降至10%以内，并实现量产供货。

结构创新方面，4680大圆柱电芯通过全极耳设计降低内阻，同时采用无模组（CTP）技术直接集成至电池包，空间利用率提升40%。比亚迪刀片电池则通过叠片工艺将电芯长度延伸至1米，形成“结构电池”，既作为能量载体又承担车身结构功能，使整车重量减轻10%。