近期,一則來自激光設備制造(zao)商的財(cai)務預測,揭示了消費(fei)電子(zi)供應鏈的重大轉向。
據聯贏激光透露(lu),僅2025年上(shang)半年,其(qi)應(ying)用(yong)于(yu)消費電子的小鋼殼電池(chi)焊接設(she)備訂單(dan)已達4至5億元人民幣,預(yu)計下半年訂單(dan)將(jiang)持續(xu)增長(chang),全年確認(ren)收入或將(jiang)達到(dao)6至8億元。
該公司高管直接判斷:“后續(xu)發布的(de)新手(shou)機,基本上會采用小鋼殼電池,我們的(de)設備是有參與的(de)。”
這一判(pan)斷的背(bei)后,是蘋(pin)果公司在產品策略上的關(guan)鍵(jian)變革。繼蘋(pin)果于iPhone 16 Pro首次導入鋼殼電池后,市場消息顯示,2025年發(fa)布的iPhone 17系(xi)列有(you)望全系(xi)四款機型均(jun)采用(yong)該技術。
這標志著手機電池封裝在沿著“軟包卷繞→軟包疊片(pian)→鋼殼疊片(pian)”的路徑(jing)演進。
消費電池領(ling)域(yu),鋼殼(ke)的浪潮已經蔓延開(kai)來。三(san)星正積極開(kai)發其“SUS CAN”不銹鋼殼(ke)體(ti)方案,計劃從2026年開(kai)始應用于旗艦智能手(shou)機。
與(yu)此同時,市場消息稱,豪鵬科技已獲得(de)Meta新一代AI眼鏡的電(dian)池供應份(fen)額,預計(ji)2025年(nian)三、四季度出(chu)貨量占比(bi)將達到30%至40%,并隨(sui)著產能與(yu)良(liang)率爬坡,2026年(nian)其(qi)份(fen)額有望提升(sheng)至50%、成為主要供應商。
豪(hao)鵬科技目前已(yi)在其潼湖(hu)工(gong)業園建(jian)成(cheng)方形鋼殼(ke)疊(die)片專線,以匹配(pei)AI終端設備的(de)量產(chan)需(xu)求(qiu)。
其他電(dian)池(chi)(chi)企業也已迅速(su)做(zuo)出反應。珠海(hai)冠宇公告(gao)稱,擬投(tou)資約20億元人(ren)民幣,利用現有(you)廠房建設(she)新型鋼殼電(dian)池(chi)(chi)量(liang)產線。
該公司在(zai)其半年報中解(jie)釋了這(zhe)一戰略布局的(de)動機:“相比(bi)傳統的(de)聚合物軟包電(dian)池(chi),鋼殼電(dian)池(chi)在(zai)形態設(she)計上(shang)展現出更高的(de)靈活性,能夠更好(hao)地適(shi)應(ying)和優化利(li)用(yong)設(she)備(bei)內部的(de)空間,有助于提(ti)升電(dian)池(chi)的(de)帶電(dian)量(liang)。”
可以看到,一場由需求和技術共同驅動(dong)的電(dian)池結構性變革正在加速,其影響范圍已(yi)遠超消(xiao)費電(dian)子,延(yan)伸至對(dui)成本與安全要求嚴苛的動(dong)力電(dian)池領域。
鋼殼如何(he)破解iPhone的“瘦身”難題
對于智能(neng)手機等消費電子產品而言,鋼殼電池的(de)(de)核心價值在于其卓越的(de)(de)物理特性(xing),它解決了在極(ji)致(zhi)輕薄的(de)(de)機身內實(shi)現更(geng)高性(xing)能(neng)和更(geng)高安(an)全(quan)的(de)(de)兼得。
首先是結構強(qiang)度(du)帶來的設計自(zi)由。供應鏈(lian)消(xiao)息(xi)指出,iPhone 17系列(lie)超薄機(ji)型的電(dian)池(chi)厚(hou)度(du)可(ke)能(neng)僅為2.5毫米。而鋼殼作為一個(ge)(ge)堅固的獨立(li)單元(yuan),其高(gao)強(qiang)度(du)可(ke)以直接增強(qiang)整個(ge)(ge)機(ji)身的抗彎(wan)曲能(neng)力。
這意(yi)味著(zhu)電池本身(shen)可以成為機身(shen)結構的(de)一(yi)部(bu)分,減少了(le)對內部(bu)中框或額外支撐(cheng)件的(de)依賴(lai),為實現更(geng)纖薄、更(geng)堅固(gu)的(de)設(she)計創(chuang)造了(le)條件。
其次是異形(xing)成(cheng)型帶來的空間利用(yong)率提(ti)升。手機(ji)內(nei)部空間寸土寸金、折疊屏(ping)和超薄機(ji)型為兩大最新(xin)迭代趨勢,L型或其它(ta)不規則形(xing)狀的電池成(cheng)為必然(ran)選擇。
鋼(gang)材能承受更復(fu)雜(za)的沖壓(ya)和(he)焊接,從而完(wan)美支撐異(yi)形電(dian)池設計。同時通過利用(yong)機身(shen)邊(bian)角區域,鋼(gang)殼(ke)疊片電(dian)池顯著提升了空間利用(yong)率。
測評(ping)數據顯(xian)示,蘋果的(de)鋼殼疊層電池技術將空間(jian)利(li)用率提升了(le)18%,應(ying)用鋼殼電池的(de)iPhone 16 Pro機(ji)型(xing)容量提升了(le)9%。
更優的散熱性能是另一大(da)關鍵優勢。鋼殼(ke)優于傳統軟包電池鋁(lv)塑(su)膜的導熱性,能更有效地(di)將(jiang)電芯產生的熱量(liang)傳導至設備中框。
這使得(de)電池能夠支持更(geng)高(gao)的(de)充放(fang)電倍(bei)率,減少(shao)熱量(liang)對壽(shou)命的(de)損耗(hao),并(bing)保(bao)障處(chu)理(li)器在高(gao)負載下穩定(ding)運行(xing)。
另值(zhi)得注意(yi)的(de)是,鋼殼電(dian)池實際上也是全球政策趨勢所需。歐盟(meng)等地區(qu)正(zheng)日益強調(diao)電(dian)子產品電(dian)池的(de)可拆卸性(xing)。
軟包電池在(zai)拆卸時極易被刺穿,存在(zai)安全(quan)隱患。而(er)剛性的鋼殼電池單元結構穩(wen)定,讓電池更(geng)(geng)換(huan)過(guo)程更(geng)(geng)安全(quan)、更(geng)(geng)簡便(bian),符合法(fa)規要求。
大圓柱等動(dong)力(li)電池的“剛性需求”:成本(ben)、安全與系(xi)統級優(you)化(hua)
在(zai)動力(li)電池領(ling)域,鋼殼的(de)應用(yong)邏輯與(yu)消費電子不盡(jin)相(xiang)同,其核心驅動力(li)是成(cheng)本(ben)、安(an)全以及與(yu)車輛結構的(de)深度集(ji)成(cheng)。
成本優勢是(shi)其最直接的吸引(yin)力。蒂森(sen)克虜伯(bo)的selectrify項目研究顯示,一個高強度鋼(gang)制成的電(dian)池外殼,在(zai)與(yu)鋁殼重量相當的情(qing)況下,能夠節省高達50%的成本。對于價格競(jing)爭(zheng)激烈的電(dian)動(dong)汽車市場(chang),這無(wu)疑是(shi)巨大(da)的優勢。
安全(quan)性是鋼材(cai)的另一項核(he)心長板。億緯鋰能的高管曾引用數據解釋了鋼殼的價值:電動汽車(che)因底盤磕碰引發(fa)電池故(gu)障的風險,導致(zhi)其保險出險率(lv)相(xiang)較燃油(you)車(che)更高。
對此(ci),該(gai)公(gong)司的(de)(de)大圓(yuan)柱電(dian)池采用的(de)(de)鋼殼強(qiang)度可(ke)達550MPa,而(er)方形(xing)鋁殼僅為(wei)95MPa,前者是(shi)后者的(de)(de)5.6倍。這(zhe)種結構強(qiang)度為(wei)底盤電(dian)池提(ti)供(gong)了更可(ke)靠的(de)(de)物理(li)防(fang)護(hu)。
同時,鋼(gang)的(de)熔(rong)點(約1410°C)遠高于鋁(約610°C),在熱失控等(deng)極端情(qing)況下,能(neng)為(wei)駕(jia)乘人員爭取到更(geng)長(chang)的(de)逃生時間。
此前,鋼材(cai)的(de)重量劣(lie)勢曾是其應(ying)用(yong)的(de)主(zhu)要(yao)障礙。不(bu)過,CTP、CTC等新型電池(chi)結構技術的(de)出現,則提供(gong)了(le)破局機會(hui)。
以特斯拉的(de)(de)4680結(jie)構化電(dian)池包方案為代表,其(qi)鋼(gang)殼電(dian)芯通過粘合劑(ji)固定,其(qi)整(zheng)體構成了車輛底板的(de)(de)一部分(fen)。鋼(gang)材卓(zhuo)越的(de)(de)強度(du)使其(qi)能(neng)夠(gou)承(cheng)擔車身(shen)結(jie)構件的(de)(de)功(gong)能(neng),替(ti)代了部分(fen)橫梁或加強件,實現了系統(tong)級(ji)的(de)(de)減(jian)(jian)重和(he)成本(ben)削(xue)減(jian)(jian)。
值得注意的(de)是(shi),鋼殼(ke)(ke)也是(shi)高能量密(mi)度化學(xue)體(ti)系的(de)剛需。硅基負極材料在(zai)充放電過程(cheng)中會(hui)發生(sheng)顯著的(de)體(ti)積膨脹。鋼殼(ke)(ke)強大(da)的(de)機(ji)械束縛力,可以有效(xiao)抑制這種膨脹,保證(zheng)電池(chi)結構的(de)穩定性和循環壽命。
珠海冠宇(yu)與真我realme最新聯合發布的100%全硅負(fu)極電(dian)池技(ji)術,就提及后續量產需要模組層面的鋼殼技(ji)術支撐。
讓鋼殼成為可能的(de)制(zhi)造升級
鋼殼(ke)電(dian)池得以規(gui)模化應(ying)用,離不開(kai)制造(zao)端(duan),特(te)別是焊接、沖壓(ya)工藝設(she)備和材料科學(xue)的同步(bu)突破。
激光(guang)焊(han)接是關鍵瓶頸之一。尤其是高(gao)速(su)轉動的工況下(xia),對焊(han)接精度(du)的要求更(geng)高(gao),激光(guang)焊(han)接很容(rong)易造(zao)成殼體的鍍鎳層掉落(luo),從而導致(zhi)殼體更(geng)易生銹。
聯(lian)贏激光其針對4680大圓柱電(dian)池開發的(de)“高(gao)速轉(zhuan)塔焊接(jie)技術”,搭載(zai)了自主研發的(de)轉(zhuan)塔機構和飛行焊接(jie)技術,有效解(jie)決了高(gao)速旋轉(zhuan)下的(de)焊接(jie)精度和自動化難題。
目前公司(si)已經完成大鋼(gang)殼(ke)與(yu)小鋼(gang)殼(ke)電池從結構件(jian)到(dao)電芯裝配的全工序(xu)激光工藝(yi)研發。
大族鋰電推出的鋼(gang)殼凸輪轉(zhuan)塔式4695圓柱電池組裝線(xian)產(chan)品,不(bu)僅具備高靈活性和(he)操(cao)作性,而且(qie)通(tong)過更換(huan)焊(han)接(jie)工位(wei)即可覆蓋多(duo)種焊(han)接(jie)工序,大幅(fu)提高了生產(chan)效率(lv)。
其中(zhong),鋼(gang)殼凸(tu)輪轉塔(ta)式4695圓柱電池組裝線運行(xing)效率(lv)為150ppm。
在沖壓成(cheng)型環節,尤其(qi)對于大圓柱電池,挑戰同樣巨大。
業(ye)內(nei)人士指出,將殼(ke)體高度從65mm拉伸至(zhi)135mm甚至(zhi)更高,是(shi)一個巨大的(de)技術跨越。由(you)于(yu)(yu)鋼材的(de)屈服強度、硬度遠高于(yu)(yu)鋁材,塑性更差,達(da)到同樣(yang)形變需要施加更大的(de)沖壓(ya)力。
這種巨大的(de)沖(chong)壓力帶來了(le)兩(liang)大風(feng)險:一(yi)是(shi)容易導致模具變形,影(ying)響加工精度;二(er)是(shi)預(yu)鍍鎳層本(ben)身較為脆弱(ruo),工藝不(bu)當(dang)極易使(shi)其開(kai)裂,進(jin)而降低(di)電池(chi)的(de)抗(kang)腐蝕性。
因此,46系列(lie)等(deng)大(da)圓柱電池必須采用大(da)行程的(de)(de)精密沖壓機,通(tong)過(guo)多工位逐級遞進的(de)(de)方式完成深拉伸,這對設備(bei)本身的(de)(de)精度(du)和穩定性是極大(da)的(de)(de)考(kao)驗。
面對這些挑(tiao)戰,部分廠(chang)商(shang)憑(ping)借跨界經驗(yan)找到(dao)了(le)破局之道。例(li)如,在易拉(la)罐制造領域(yu)積累了(le)深厚經驗(yan)的(de)蘇州斯萊克(ke)精密設備,就將其關(guan)鍵的(de)DWI(Draw and Wall Ironing,拉(la)伸(shen)與壁減薄)工藝引入電池(chi)殼生產。
該工藝的特點是,工件在同一個工位上,連續通過(guo)內徑依次減小的多(duo)(duo)個模(mo)具,從(cong)而實現多(duo)(duo)段沖壓(ya)一次成(cheng)型(xing)。這種高效的工藝,為解決大(da)圓柱鋼殼的良率(lv)和效率(lv)問題提(ti)供了重要的解決方案。
最后以高強預鍍(du)鎳鋼帶為核(he)心原材料的國產化突(tu)破(po),則為降本和(he)供(gong)(gong)應鏈安(an)全提供(gong)(gong)了(le)保障。
預鍍(du)鎳鋼(gang)帶是(shi)高端(duan)電池殼(ke)體的核(he)心材(cai)料,過去長期依賴進口。技術層面,在極端(duan)的沖壓拉伸(shen)下,如何(he)讓鋼(gang)材(cai)既保持足(zu)夠(gou)的強度(du),又具備(bei)足(zu)夠(gou)的延展性而不開裂,則是(shi)困擾(rao)行業(ye)的核(he)心難題。
以(yi)中國(guo)(guo)寶(bao)武集(ji)團為國(guo)(guo)內(nei)某頭(tou)部新能源企業研發的(de)40160型(高160mm)大圓柱深(shen)沖電(dian)池外殼用(yong)鋼為例,其攻克的(de)就是(shi)這一(yi)材料(liao)學的(de)重大技術難關(guan)。
從140mm到(dao)160mm,高度僅增加20mm,但深沖比(bi)從3.5驟升至4,導致材料(liao)拉(la)伸變(bian)形量(liang)激(ji)增超20%,極易因應力集中而開裂,此前行業成(cheng)品(pin)率不足(zu)30%。
2025年5月,公司成功下線國內首卷(juan)大圓柱電池(chi)深沖外殼用鋼,并(bing)對0.3毫米厚度(du)的預鍍(du)鎳鋼卷(juan)進行了試沖,結果顯示其沖壓成型(xing)性(xing)、鍍(du)層附著力等關鍵指標均超出預期。
此(ci)外,江蘇威(wei)金(jin)邁(mai)總投資10億元的(de)預鍍鎳電池殼鋼項(xiang)目(mu)也已(yi)于7月(yue)獲批,預示著國(guo)產高性能電池用(yong)鋼將進入放量階段。
鋼(gang)殼電池的產業化并(bing)非單一技術的勝(sheng)利(li),而是(shi)需求(qiu)側的設計演進與供給側材料、設備與制造工(gong)藝同步奏效的結(jie)果。
當前我們看到的是多點共振的早(zao)期信號:終端設計在變、材料在補(bu)短板、設備在落地——能否(fou)在未(wei)來兩年內從“多點試點”跨越(yue)為“大(da)規模商用”,將(jiang)取(qu)決(jue)于上述三(san)條(tiao)鏈路的協同成(cheng)熟程度(du)。