从1865到4680,圆柱电池的每一次尺寸升级,都在倒逼锂电设备工艺换代。4680路线的关键拐点集中在两处:前段涂布从连续涂布转向间歇涂布,中段结构件焊接从分步焊接转向防爆阀盖帽一体化焊接。 特斯拉在2020年电池日公布了4680设计,其对设备端提出的更高要求,主要落在涂布与激光焊接两个环节。

涂布:从连续到间歇

传统涂布机采用连续涂布方式,涂布时不会留下空白区域。4680则要求在涂布时留下一定空白区域,更关键的是这一区域并不固定,这种模式被称为间歇涂布。空白区域位置不固定,对涂布机的一致性提出了更高要求,也成为前段设备的核心门槛。

涂布机前段产品国内企业相对较弱,目前走在前面的是璞泰来旗下的嘉拓智能,其公开回复为仍处于验证阶段。璞泰来春节后位于成都的三大锂电基地均已开工,其中嘉拓智能所在基地主要生产高速挤压涂布机、隔膜涂布机及基膜拉升线等设备。

焊接:从分步到一体化

4680做成大圆柱后,电子需要传播更远的路径,电阻的存在会加剧功率损耗。特斯拉给出的解决方法是Tabless,其中重要一步是在电池箔内部进行“激光图案化”,创造出“棚状螺旋”图案,使电子运动路径缩短了50毫米——而4680电池现有长度仅为250毫米。完成这一工作需要对激光机器升级,以提高速度和精度。

焊接环节的变化同样关键。传统结构件焊接分步进行:先灭焊,再做汇流盘,再盖盖板和防爆阀,最后把这些都焊在外壳上。新工艺减少了流程,例如把防爆阀盖帽合在一起做,从而降低二次回流焊和虚焊概率。

设备供应方面,PACK层面的激光切割机已确定由海目星供应;激光焊接这一核心设备的合作厂商尚未确定,大族、联赢、逸飞等均有参与机会。

常见问题

4680对涂布机的核心要求是什么?

核心是间歇涂布。传统涂布机连续涂布、不留空白区域,而4680要求留出空白区域,且该区域不固定,因此对涂布机一致性要求更高。

一体化焊接减少了哪些流程?

传统流程为先灭焊、再做汇流盘、再盖盖板和防爆阀、最后焊在外壳上。新工艺将防爆阀盖帽合并处理,减少流程后可降低二次回流焊和虚焊概率。

目前哪些设备环节仍待验证或定标?

涂布机方面,嘉拓智能的公开回复为仍在验证阶段;激光焊接核心设备的合作厂商尚未确定,大族、联赢、逸飞等都有机会。