強(qiáng)調(diào)電芯高倍率性能的當(dāng)下，極耳結(jié)構(gòu)愈發(fā)受電池大廠的重視。

電池在極耳上“大做文章”已屢見不鮮。

（文章來(lái)源：高工鋰電，微信號(hào)：weixin-gg-lb）

如一度成為話題的特斯拉4680，相比4680大圓柱本身，其堅(jiān)持的全極耳工藝率先面市應(yīng)用，通過(guò)18/21系小圓柱電芯，在電動(dòng)工具、無(wú)人機(jī)等高倍率應(yīng)用場(chǎng)景占得一席之地。

全極耳設(shè)計(jì)外，電池大廠也各自在明星產(chǎn)品中，對(duì)極耳做獨(dú)特設(shè)計(jì)。

中創(chuàng)新航2023年4月發(fā)布的“頂流”電池中，采用一體化裝配技術(shù)，打造極耳直連頂部一體式集流盤，實(shí)現(xiàn)電流流經(jīng)路徑下降70%，ACR（交流內(nèi)阻）下降27%，DCR（直流阻抗）下降40%，結(jié)構(gòu)內(nèi)阻下降50%，空間利用率提升3%。

瑞浦蘭鈞“問(wèn)頂”電池的思路也是通過(guò)極耳結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、空間的優(yōu)化利用，直接提升電芯的快充與續(xù)航性能。

強(qiáng)調(diào)電芯高倍率性能的當(dāng)下，極耳結(jié)構(gòu)愈發(fā)受電池大廠的重視。不僅是為上探電芯性能，更是因?yàn)樵诂F(xiàn)有產(chǎn)線中，多層極耳焊接仍是掣肘效率、良率的痛難點(diǎn)。

多層極耳焊接是電池生產(chǎn)中良率最低的環(huán)節(jié)，這與該工序本身的焊接難度、目前的工藝方式都有關(guān)系。

隨著箔材極薄化與極耳層數(shù)的攀升，極耳焊接環(huán)節(jié)本身難度越來(lái)越高，焊接強(qiáng)度過(guò)高箔材易撕裂，過(guò)小則會(huì)出現(xiàn)虛焊。

工藝方面，現(xiàn)有工藝主要通過(guò)超聲波焊接、激光焊接結(jié)合完成，根據(jù)產(chǎn)線設(shè)置的區(qū)別，連同焊極柱需兩步或三步。即便激光焊、與超聲波焊工藝提升，多步良率的總成仍舊偏低，當(dāng)其他工序良率普遍突破99%，不斷向“1”逼近時(shí)，多層極耳焊接良率成為明顯的短板。

為解決多層極耳焊接痛點(diǎn)，卡洛維德（常州）智能焊接裝備有限公司，研發(fā)出可替代超聲波焊接+激光焊接的“第三種焊接工藝”——壓熔焊，提出了多層極耳焊接+極柱焊接的“一步到位”式焊接解法，可應(yīng)用于主流銅、鋁、鎳、鋼箔材，且無(wú)懼復(fù)合集流體焊接挑戰(zhàn)。

2023年，壓熔焊工藝作為新工藝得到了電池企業(yè)的密切關(guān)注，卡洛維德已經(jīng)配合頭部電池企業(yè)進(jìn)行多輪驗(yàn)證，并在此過(guò)程中持續(xù)精進(jìn)壓熔焊。

不挑箔材

極耳+極柱“一步式”焊接

所謂“第三種工藝”壓熔焊，其工藝基礎(chǔ)類似于傳統(tǒng)的電阻點(diǎn)焊，通過(guò)智能焊接控制器和智能焊接監(jiān)控系統(tǒng)，成為完整的壓熔焊焊接工藝。區(qū)別在于，點(diǎn)焊僅形成點(diǎn)狀連接，卡洛維德壓熔焊還能實(shí)現(xiàn)線形的、環(huán)形等不同方式、不同形狀的原子級(jí)連接。

對(duì)于多層極耳焊接與極柱焊接，壓熔焊是一種全新工藝。在具體應(yīng)用中，上、下電極在焊接壓力作用下，連同多層極耳和極柱蓋板一起壓緊，并利用電流通過(guò)焊件接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱，將被焊金屬加熱到局部熔化或達(dá)到高溫塑性狀態(tài)，形成牢固的焊接頭，實(shí)現(xiàn)“一步式”焊接。

高工鋰電從卡洛維德了解到，2023全年，卡洛維德配合電池企業(yè)的需求持續(xù)改進(jìn)工藝，壓熔焊在多層極耳焊接中的應(yīng)用愈發(fā)成熟。

最為直觀的是，壓熔焊設(shè)備的焊接效率有了顯著提升，整機(jī)設(shè)備已能滿足主流30ppm產(chǎn)線節(jié)拍。

焊接效果方面，壓熔焊的多層極耳焊接從過(guò)去鋁箔120層、銅箔80層水平進(jìn)一步提升，目前達(dá)到銅箔、鋁箔200層內(nèi)水平。同時(shí)，壓熔焊工藝可滿足復(fù)合集流體焊接要求。在各箔材應(yīng)用的成熟度上，卡洛維德表示目前進(jìn)展銅箔>鋁箔，復(fù)合銅箔>復(fù)合鋁箔。

因?qū)Χ鄬訕O耳+極耳極柱焊接流程的化繁為簡(jiǎn)，整體上一次成本大幅降低。同時(shí)，壓熔焊設(shè)備用電量少，其中生產(chǎn)性耗材修復(fù)后可重復(fù)使用。

搶抓刀片/大電芯機(jī)遇

壓熔焊工藝產(chǎn)線導(dǎo)入加速中

高工鋰電從卡洛維德了解到，自壓熔焊工藝面向鋰電行業(yè)推出，便吸引了頭部電池企業(yè)的密切關(guān)注。壓熔焊工藝方式、經(jīng)濟(jì)性與可制造性，都有顯著提升和明顯優(yōu)勢(shì)，也在過(guò)去與各企業(yè)密集的合作測(cè)試中得到驗(yàn)證。

在電芯適配上，該焊接工藝在動(dòng)力、儲(chǔ)能領(lǐng)域都具備廣闊空間。

動(dòng)力領(lǐng)域，快充趨勢(shì)下，刀片電池加速裝車PHEV、HEV、BEV各新能源車型。卡洛維德表示，刀片電池為壓熔焊工藝的主要適配電池，使用壓熔焊的焊后內(nèi)阻得到了顯著降低。

儲(chǔ)能領(lǐng)域，在儲(chǔ)能大電芯趨勢(shì)下，極耳焊接層數(shù)要求相應(yīng)提高?？寰S德表示，理論上，目前的壓熔焊在主流的銅箔、鋁箔上的焊接效果已能滿足儲(chǔ)能大電芯極耳層數(shù)的要求，當(dāng)壓熔焊工藝的成熟度在動(dòng)力市場(chǎng)中得以驗(yàn)證，相信儲(chǔ)能領(lǐng)域的導(dǎo)入也將加速。

據(jù)悉，卡洛維德壓熔焊工藝有望在下半年逐步導(dǎo)入頭部電池企業(yè)產(chǎn)線，卡洛維德自身已為未來(lái)的批量出貨做好產(chǎn)能準(zhǔn)備。

同時(shí)，卡洛維德已對(duì)壓熔焊工藝做專利布局，正在完善、豐富自身設(shè)備矩陣。

基于壓熔焊的“一步式”焊接優(yōu)勢(shì)，公司將在2024上半年正式發(fā)布全新一代極耳極柱焊接工作站，并在下半年推出全新一代復(fù)合集流體焊接工作站。

基于壓熔焊點(diǎn)狀、線形、環(huán)形焊接的靈活性，卡洛維德還將推出方形殼體蓋板封口機(jī)、大圓柱電池殼體和蓋板封口機(jī)等。