动储时代电芯焊接出现颠覆传统的新技术

众所周知，在锂电池或电池组的制造过程中，有20多个工序涉及焊接，以实现导电连接或密封。可以说，焊接对电池的安全性、质量、寿命及成本，都有着至关重要的作用。

其中，多层极耳焊接作为锂电制造焊接工艺中的“珠穆朗玛峰”，是最能体现锂电焊接设备技术实力的竞技场。

据了解，当前市场上能做到60片层数的极耳焊接，已是焊接技术金字塔头部的锂电设备。但这还不够，因为目前的电池厂商已提出超100层的下一代要求，毕竟极耳层数越多，电池的内阻就越小、倍率性能越高。

多层极耳焊接成为动力电池与储能电池大规模量产的一块短板。

这一背景下，专业从事动力电池和储能领域焊接的卡洛维德，经过多年的技术攻克，研发出一种颠覆传统的新焊接工艺——压熔焊！

多种焊接技术的对比

传统的焊接工艺多达10种以上，先看三种常用焊接方式。

1、激光焊接，现阶段运用最普遍。激光焊属于非接触式焊接、可实现远程焊接。激光焊焊缝致密性高、深宽比较大、热影响区窄、焊接变形小；能依据要求进调节完成精准管控。

激光焊接也有尚待解决的问题。首先是焊接设备价格较高；其次，焊接过程中容易形成飞溅或炸点，尤其对多界面材料焊接；再次，需要有配套的工装、夹具、吹气装置，以满足激光焊接的要求。

2、超声波焊接，是一种利用高频振动，在静压力的作用下，将弹性振动能转变为工件间的摩擦功和形变能，对焊接进行局部加热的一种压焊方法。该方法速度快、精度高、不会产生废气、废渣等污染物；适用于同种或异种金属焊接。

超声波焊也存在以下问题：需要高品质的界面，否则无法保证连接的质量；对于厚度差较大的工件难以焊接，无法用于较厚的金属部件；在焊接过程中可能产生噪音和振动。

3、电阻焊接，主要采用点焊，目前在锂电池制造过程中很少出现，只在汽车制造过程中应用极多。电阻焊具有劳动条件好，不需另加焊接材料，操作简便，易实现自动化等优点。

电池焊接需要解决的问题是，耗电较大，电极棒更换快，存在飞溅现象等。

图：维科网锂电整理

事实上，在实际的锂电池制造过程中，多种焊接工艺，需要互相配合。例如，激光焊是熔化焊，超声波焊是固态焊，这两种焊接方法，对非常薄的材料的焊接工序复杂，需要先进行超声波焊，将金属材料焊在一起（预焊）；再进行激光焊，以消除超声波焊接中的虚焊。

在锂电制造的多层极耳焊接与接续的极柱焊接流程中，一般分为三步或两步。三步为多层极耳预焊（超声波）、多层极耳终焊（激光）、极耳极柱焊接（激光）；两步则在多层极耳预焊环节加上极柱，再进行激光终焊。

据了解，C公司的“极限工厂”的多层极耳焊接，所应用的焊接工艺就分为三步，设备投资成本较高，且效率方面还有提升空间。

压熔焊颠覆传统

卡洛维德研发出一种集电阻焊、超声波焊、激光焊优点于一体的新工艺——压熔焊。这是全球首创的新工艺，能为锂电制造带来立竿见影的提质降本。

压熔焊基于电阻焊创新而来。事实上，卡洛维德的全资子公司上海梅达，就是电阻焊中的龙头企业，它的客户包括鼎鼎有名的特斯拉、大众汽车、通用汽车、江铃汽车等。

卡洛维德用技术消除了电阻焊中的飞溅现象，使得这种操作简便、易实现自动化的传统工艺，可以应用到锂电池制造当中。此外，卡洛维德发挥电阻焊原子间结合的优势，完全解决了焊点的导电性问题，还能实现线形、环形连接。

攻克了电阻焊应用于锂电制造中的最大难点，压熔焊还一次性地结合了超声波焊与激光焊，实现了从多层极耳到极耳极柱的一次焊接。

需要两次或以上的焊接，能够一次性完成，这是压熔焊最大的特点。

不止于此。据维科网锂电了解，在焊接效果上，卡洛维德压熔焊设备最多可实现铝箔120层、铜箔100层。以实际生产中的60-70层为例，卡洛维德压熔焊可达到垂直向400N拉力（通常电池厂要求50N以上），焊接良率高。

卡洛维德表示，目前公司对复合集流体的多层焊接难点在持续性攻关，已实现100层复合铜箔焊接，近期正在对80层复合铝箔焊接做攻克，未来还将在复合集流体的焊接层数上做更高挑战。

在成本方面，压熔焊设备成本与超声波焊接、激光焊接相当，但因工序的减少，整体上一次成本大幅降低，用电量少，耗材可修复后重复使用。由于采用了优化设计，压熔焊在节能、环保方面也取得了很大的突破。

在焊接效率上，按照0.3s一个焊点，一台压熔焊设备效率在100PPM-200PPM！

据悉，在业内率先提出“极简制造”概念并付诸实践的中创新航One-Stop技术，焊接方面应用的就是卡洛维德的压熔焊！

此外，包括亿纬锂能、蜂巢能源、瑞浦兰钧、欣旺达、天合光能等知名新能源企业，都在对接卡洛维德的压熔焊技术。

图：卡洛维德的压熔焊设备

关于卡洛维德

卡洛维德成立于2023年3月，是一家集研发、生产、销售、服务于一体的焊接设备企业，专业从事新能源动力电池及储能类焊接设备（极耳极柱焊接设备、圆柱电池焊接设备、方形电池封口焊接设备）。

卡洛维德于2023年7月全资收购上海梅达。

目前，卡洛维德压熔焊已应用于头部电池厂的负极多层极耳焊接中，应用于正极的设备，正在试生产环节。

除了多层极耳焊接，卡洛维德也已经布局电池壳体与盖板封口焊接、汇流排焊接等工序设备。

由电阻焊演变而来、结合超声波焊、激光焊的卡洛维德压熔焊，正在掀起一场电池焊接市场的颠覆性变局。

卡洛维德表示，在未来的市场竞争中，公司将继续发挥自身优势，为新能源产业的发展提供强大的技术支持和服务保障，为实现绿色、可持续的能源转型贡献力量！