4680电池的极耳路径缩短设计从提出到量产,是锂电设备行业在涂布与激光两大工艺上经历系统性升级的过程。该设计的核心是特斯拉提出的Tabless(全极耳)方案,通过激光图案化在电池箔内部创造“棚状螺旋”图案,将电子运动路径缩短50毫米(对比4680电池本身约250毫米的长度),从而显著降低电阻带来的功率损耗。 这一从概念到量产的过程,推动锂电设备从连续涂布走向间歇涂布,并让激光设备从验证走向批量应用。

从设计到设备升级:前段涂布的拐点

4680大圆柱电池对前段涂布工艺提出了截然不同的要求。传统涂布机采用连续涂布,不会在箔材上留下空白区域;而4680要求间歇涂布——在涂布时留下空白区域,且该区域位置不固定。这一变化对涂布机的一致性提出了更高要求,也促使设备厂商升级控制系统与涂布精度。在涂布设备领域,国内企业相对较弱,走在前面的是璞泰来旗下的嘉拓智能,其相关设备目前仍处于验证阶段。涂布模头作为涂布机的核心部件,约占涂布机成本的10%–20%,使用寿命可达4–5年,寿命期内一般需修模一次。

激光设备的两个关键战场:图案化与焊接

Tabless方案的落地,核心依赖激光技术的升级。首先,要在电池箔内部进行“激光图案化”处理,形成棚状螺旋结构,这要求激光机器在速度与精度上同步提升。其次,激光在PACK层面的焊接工艺也发生变革——传统结构件焊接为分步进行(先灭焊、再做汇流盘、盖盖板与防爆阀,最后焊在外壳上),新工艺减少了流程步骤(如将防爆阀与盖帽合在一起),降低了二次回流焊和虚焊的概率。在设备供应格局上,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最终确定,大族、联赢、逸飞等均有机会参与竞争。

常见问题

Tabless方案为何需要激光图案化?

Tabless的关键在于让电子在电池内部走更短的路径。通过在电池箔内部进行激光图案化,创造出棚状螺旋结构,电子运动路径得以缩短50毫米,而4680电池本身的长度也仅为250毫米,这一缩短幅度对降低电阻损耗意义显著。

4680对涂布机的要求与普通电池有何不同?

4680要求采用间歇涂布,即在涂布时留下空白区域,且空白区域的位置不固定。这与传统连续涂布(不留空白)完全不同,对涂布机的一致性控制提出了更高要求,也带动了涂布机设备的升级迭代。

激光焊接工艺在4680时代发生了哪些变化?

传统焊接流程分步进行,工序较多;4680时代的新工艺减少了流程步骤,例如将防爆阀与盖帽合在一起处理。流程精简后,二次回流焊和虚焊的概率得以降低,对焊接设备也提出了新的精度要求。