摘要
强调电芯高倍率性能的当下，极耳结构愈发受电池大厂的重视。
电池在极耳上“大做文章”已屡见不鲜。
如一度成为话题的特斯拉4680，相比4680大圆柱本身，其坚持的全极耳工艺率先面市应用，通过18/21系小圆柱电芯，在电动工具、无人机等高倍率应用场景占得一席之地。
全极耳设计外，电池大厂也各自在明星产品中，对极耳做独特设计。
中创新航2023年4月发布的“顶流”电池中，采用一体化装配技术，打造极耳直连顶部一体式集流盘，实现电流流经路径下降70%，ACR（交流内阻）下降27%，DCR（直流阻抗）下降40%，结构内阻下降50%，空间利用率提升3%。
瑞浦兰钧“问顶”电池的思路也是通过极耳结构创新、空间的优化利用，直接提升电芯的快充与续航性能。
强调电芯高倍率性能的当下，极耳结构愈发受电池大厂的重视。不仅是为上探电芯性能，更是因为在现有产线中，多层极耳焊接仍是掣肘效率、良率的痛难点。
多层极耳焊接是电池生产中良率最低的环节，这与该工序本身的焊接难度、目前的工艺方式都有关系。
随着箔材极薄化与极耳层数的攀升，极耳焊接环节本身难度越来越高，焊接强度过高箔材易撕裂，过小则会出现虚焊。
工艺方面，现有工艺主要通过超声波焊接、激光焊接结合完成，根据产线设置的区别，连同焊极柱需两步或三步。即便激光焊、与超声波焊工艺提升，多步良率的总成仍旧偏低，当其他工序良率普遍突破99%，不断向“1”逼近时，多层极耳焊接良率成为明显的短板。
为解决多层极耳焊接痛点，卡洛维德（常州）智能焊接装备有限公司，研发出可替代超声波焊接+激光焊接的“第三种焊接工艺”——压熔焊，提出了多层极耳焊接+极柱焊接的“一步到位”式焊接解法，可应用于主流铜、铝、镍、钢箔材，且无惧复合集流体焊接挑战。
2023年，压熔焊工艺作为新工艺得到了电池企业的密切关注，卡洛维德已经配合头部电池企业进行多轮验证，并在此过程中持续精进压熔焊。
不挑箔材
极耳+极柱“一步式”焊接
所谓“第三种工艺”压熔焊，其工艺基础类似于传统的电阻点焊，通过智能焊接控制器和智能焊接监控系统，成为完整的压熔焊焊接工艺。区别在于，点焊仅形成点状连接，卡洛维德压熔焊还能实现线形的、环形等不同方式、不同形状的原子级连接。
对于多层极耳焊接与极柱焊接，压熔焊是一种全新工艺。在具体应用中，上、下电极在焊接压力作用下，连同多层极耳和极柱盖板一起压紧，并利用电流通过焊件接头的接触面及邻近区域产生的电阻热，将被焊金属加热到局部熔化或达到高温塑性状态，形成牢固的焊接接头，实现“一步式”焊接。
高工锂电从卡洛维德了解到，2023全年，卡洛维德配合电池企业的需求持续改进工艺，压熔焊在多层极耳焊接中的应用愈发成熟。
最为直观的是压熔焊设备的焊接效率有了显著提升，整机设备已能满足主流30ppm产线节拍。
焊接效果方面，压熔焊的多层极耳焊接从过去铝箔120层、铜箔80层水平进一步提升，目前达到铜箔、铝箔200层内水平。同时，压熔焊工艺可满足复合集流体焊接要求。在各箔材应用的成熟度上，卡洛维德表示目前进展铜箔>铝箔，复合铜箔>复合铝箔。
因对多层极耳+极耳极柱焊接流程的化繁为简，整体上一次成本大幅降低。同时，压熔焊设备用电量少，其中生产性耗材修复后可重复使用。
抢抓刀片/大电芯机遇
压熔焊工艺产线导入加速中
高工锂电从卡洛维德了解到，自压熔焊工艺面向锂电行业推出，便吸引了头部电池企业的密切关注。压熔焊工艺方式、经济性与可制造性，都有显著提升和明显优势，也在过去与各企业密集的合作测试中得到验证。
在电芯适配上，该焊接工艺在动力、储能领域都具备广阔空间。
动力领域，快充趋势下，刀片电池加速装车PHEV、HEV、BEV各新能源车型。卡洛维德表示，刀片电池为压熔焊工艺的主要适配电池，使用压熔焊的焊后内阻得到了显著降低。
储能领域，在储能大电芯趋势下，极耳焊接层数要求相应提高。卡洛维德表示，理论上，目前的压熔焊在主流的铜箔、铝箔上的焊接效果已能满足储能大电芯极耳层数的要求，当压熔焊工艺的成熟度在动力市场中得以验证，相信储能领域的导入也将加速。
据悉，卡洛维德压熔焊工艺有望在下半年逐步导入头部电池企业产线，卡洛维德自身已为未来的批量出货做好产能准备。
同时，卡洛维德已对压熔焊工艺做专利布局，正在完善、丰富自身设备矩阵。
基于压熔焊的“一步式”焊接优势，公司将在2024上半年正式发布全新一代极耳极柱焊接工作站，并在下半年推出全新一代复合集流体焊接工作站。
基于压熔焊点状、线形、环形焊接的灵活性，卡洛维德还将推出方形壳体盖板封口机、大圆柱电池壳体和盖板封口机等。
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