【技术】解析iPhone15叠片电池是什么，叠片电池与现有卷绕电池有什么差异?
近日有爆料者称新款iPhone将采用叠片电池技术，能够提高电池能量密度从而延长电池续航力和降低手机电池过热、发烫等问题，下面格瑞普电池就带大家来具体了解下什么是叠片电池，及iPhone15为什么采用叠片电池，叠片电池与现有卷绕电池有什么差异?
图 1
一、什么是叠片电池?
图 2
叠片电池又称堆叠电池，叠片电池指的是应用叠片工艺的生产的锂电池，叠片电池一般分为方壳、软包两种形态，多采用卷绕和叠片两种工艺，存在各自不同的优劣势，叠片电池与传统电动汽车用的锂离子电池的工作原理一致，内部由正极、负极、隔膜、电解液构成，利用锂离子的移动产生电。
叠片电池的结构通常由多个正负极片单元组成，它们可以在同一方向或反向叠片，以便电流可以依次流经各个极片单元。在叠片过程中，电池单元之间需要使用隔膜进行绝缘和连接，以确保它们可以协调工作，并稳定地提供电能。
二、什么是卷绕电池?
图 3
卷绕电池是正极、隔膜、负极以卷绕方式组合成形的储能单体，称为卷绕电池。单个卷绕电池也称为电芯，电池业内人士称为卷芯。
三、叠片电池与卷绕电池有什么不同?
图 4
1.电池内阻不同
叠片式工艺生产的电芯具有较低内阻，而卷绕式内阻较高。因为卷绕式的电芯通常是单一极耳，而叠片式的电芯可以看成是多极耳式的，大大降低了其内阻。内阻不同使得成品电池在充放电循环中产热的不同以及电池容量衰减快慢不同，很明显叠片式的电池容量衰减更慢。
2.电池寿命不同
随着充放电循环的持续进行，电池内部会产生热量继而影响电池的温度。对于叠片式电池来说，其内部的温度分布较为均匀，而卷绕式电池由于极片与隔膜之间只有单方向的热传递方式，就导致温度梯度分布现象比较严重，出现内部高温、外部低温的现象。温度分布不均匀导致电池在充放电过程中，高温位置活物质率先失活，不能进行脱嵌锂离子的功能，进而影响到其它位置的快速衰减，影响电池的性能。
3.电芯内部所受应力不同
两种制作方式导致电芯具有不同的力学特征。叠片式制电芯极片隔膜之间受力面积一致，无明显应力集中点，电池在使用过程中也不会出现某个部位急剧破坏。卷绕式电芯的边缘处是应力集中所在，根据以往的电池拆解分析经验来看，极片弯折处更易出现微短路、电击穿以及析锂的现象。应力集中点是电池失活的首要位置，这也导致卷绕式电池的循环寿命降低。
4.电池倍率性能不同
叠片式工艺相当于多极片并联起来，更容易在短时间内完成大电流的放电，有利于电池的倍率性能。而卷绕式工艺则正好相反，单一极耳导致倍率性能略差。
5.电池容量密度不同
叠片式电池容量密度更高，这是因为其内部空间利用的较为充分。反观卷绕式电池，电芯两边为圆形且卷绕最后两层隔膜占据了一定厚度，故容量密度较低。
6.安全性不同
两者的安全性也有区别，主要还是从其内阻、应力、温度分布等方面来进行分析，温度不均匀、内阻高的卷绕式电池安全性更低。
7.极片制作复杂程度不同
卷绕式工艺更简单已操作，容易实现产业自动化。叠片工艺虽然非常繁琐，但随着生产设备和技术工艺的不断改进，也被很多企业采用，目前市场上电池企业电芯生产主要采用的是卷绕工艺和叠片工艺。
8.电芯制作复杂程度不同
卷绕式电芯操作比较简便，无论是半自动或全自动都可以快速完成。叠片式工艺复杂程度较高，人工操作费时费力，但随着自动化技术的不断发展，叠片式电芯也已经实现完全自动化生产。
除此以外，在电芯的质量控制方面，卷绕式更容易控制，而叠片式虽然工艺步骤繁琐，现在也能达到很好的一致性。
四、iPhone15为什么采用叠片电池，叠片电池与现有卷绕电池有什么差异?
根据 Android 知名爆料者@RGcloudS透露，从产业消息得知，叠片电池技术将优先用在苹果iPhone 15系列手机，能够提高电池密度和延长电池寿命，随后三星才会替2024年款Galaxy S24+和Galaxy S24 Ultra搭载叠片式电池技术。
叠片式电池主要是采用层压制造技术，其中电池极片元件和隔板被折叠为锯齿状层次，中间采用隔膜，而传统电池内部是采用卷筒式设计，容易导致边缘有缝隙。
在叠片式电池封装单元空间浪费较少，能让材料放入更多、容量更高，包含更多活性物质，能够增加总电池容量，让叠片式电池比传统卷绕式电池有更高的密度。
图 5 左图传统卷绕电池、右图为格瑞普生产的叠片式电池
使用叠片电池在热量也能获得有效改善，分层结构能够让电池能做为多极电池运作，电池本身电阻更小，充电和放电产生热量会更少，同时能够让热量能够均匀分布到整个电池，而非像是卷绕
电池集中在一个区域面上，达到延长电池寿命。
目前电动汽车电池领域也都在使用叠片式电池技术，能够提供高功率输出和快速充电，以及更高能量密度电池，这项技术对于智能型手机相对算是较新。
如iPhone 15能用上新一代叠片电池技术，这意味iPhone在充电速度更快、续航更长，温升更小和散热更快。
另外消息来源也称，已经有看见40W有线和20W无线 MagSafe 新协议和电源芯片通过测试，不确定会用在iPhone 15或iPhone 16系列上，代表后续iPhone有线快速充电将会提高至40W 。
五、哪个电池生产厂家可以生产叠片电池?
叠片电池生产厂家有格瑞普，格瑞普作为国内较早接触软包叠片锂电池厂家，早在2007年便已成立锂电事业部，专于制造和研发叠片软包锂聚合物电池。发展至今，已经成为了国内外知名的叠片锂聚合物电池厂家，格瑞普生产的软包叠片电池具有以下优势。
图 6
1.内阻低
内阻在一定程度上是会影响电芯倍率性能和放电平台。所以说内阻越低对电池来说越好。而叠片电池相对卷绕电池来说内阻很低，相当于是多个小极片并联来降低内阻。
2.高倍率放电
高倍率电池，也可以称之为大电流放电电池。对于常规电池来说并不需要，但是对于动力电池来说，高倍率放电就是必要的一环。卷绕电池的单一极耳难以大电流充分放电。而叠片电池由于是多极片并联，所以就更容易在短时间内完成大电流放电。
3.放电平台
由于叠片电池的内阻较低，所以极化也较小，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。
4.容量密度
叠片电池由于采用了叠片工艺，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，这也使得容量密度相对较高。
5.能量密度
由于放电平台和体积比容量都高于卷绕电池，所以普遍的叠片电池的能量密度也相应较高。
6.厚度
电芯内部结构一致，电池各个部位厚度也一致，因此叠片工艺厚度便于控制。也由于电池内部结构统一反应速率相对一致，所以厚度即使大也不容易变形。
7.电池形状
叠片电池由于尺寸灵活的关系，可以根据实际应用的剩余空间，做成任意形状。
8适用领域
由于叠片工艺倍率性能更佳、外观形状的选择更为多样，固适用的范围也要广于卷绕电池。可以更多的适用于高倍率电池、异形电池、动力电池。
以上就是什么是叠片电池，及iPhone15为什么采用叠片电池，叠片电池与现有卷绕电池有什么差异的介绍，相信通过以上介绍大家都知道了叠片电池是一种能有效提高电池能量密度的新型电池技术。它将多个电池单体叠片，增大电极面积和电容量，从而实现更高的电流输出，而格瑞普作为海内外知名的叠片锂电池厂家，其生产的叠片锂电池被广泛应用于无人机、RC模型、农业植保、跑车、汽配、医疗、户外、海事、特种、工业、可穿戴设备、AR/VR和消费类电子等领域，相信随着科技发展的越来越快，叠片电池的技术将会越来越成熟，叠片电池在未来将会在更多的领域得到广泛的应用，为人们的生活带来更多便利和创新，让我们期待此项技术能为我们的能源消耗提供更高效、更可靠、更可持续的解决方案。
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