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钢壳电池扩产潮起:iPhone17、AI眼镜、电动重卡多重带动

发布时间:2025-09-08

近期,一则来自激光设备制造商的财务预测,揭示了消费电子供应链的重大转向。

据联赢激光透露,仅2025年上半年,其应用于消费电子的小钢壳电池焊接设备订单已达4至5亿元人民币,预计下半年订单将持续增长,全年确认收入或将达到6至8亿元。

该公司高管直接判断:“后续发布的新手机,基本上会采用小钢壳电池,我们的设备是有参与的。”

这一判断的背后,是苹果公司在产品策略上的关键变革。继苹果于iPhone 16 Pro首次导入钢壳电池后,市场消息显示,2025年发布的iPhone 17系列有望全系四款机型均采用该技术。

这标志着手机电池封装在沿着“软包卷绕→软包叠片→钢壳叠片”的路径演进。

消费电池领域,钢壳的浪潮已经蔓延开来。三星正积极开发其“SUS CAN”不锈钢壳体方案,计划从2026年开始应用于旗舰智能手机。

与此同时,市场消息称,豪鹏科技已获得Meta新一代AI眼镜的电池供应份额,预计2025年三、四季度出货量占比将达到30%至40%,并随着产能与良率爬坡,2026年其份额有望提升至50%、成为主要供应商。

豪鹏科技目前已在其潼湖工业园建成方形钢壳叠片专线,以匹配AI终端设备的量产需求。

其他电池企业也已迅速做出反应。珠海冠宇公告称,拟投资约20亿元人民币,利用现有厂房建设新型钢壳电池量产线。

该公司在其半年报中解释了这一战略布局的动机:“相比传统的聚合物软包电池,钢壳电池在形态设计上展现出更高的灵活性,能够更好地适应和优化利用设备内部的空间,有助于提升电池的带电量。”

可以看到,一场由需求和技术共同驱动的电池结构性变革正在加速,其影响范围已远超消费电子,延伸至对成本与安全要求严苛的动力电池领域。

iPhone的“瘦身”难题,钢壳如何破解?

对于智能手机等消费电子产品而言,钢壳电池的核心价值在于其卓越的物理特性,它解决了在极致轻薄的机身内实现更高性能和更高安全的兼得。

首先是结构强度带来的设计自由。供应链消息指出,iPhone 17系列超薄机型的电池厚度可能仅为2.5毫米。而钢壳作为一个坚固的独立单元,其高强度可以直接增强整个机身的抗弯曲能力。

这意味着电池本身可以成为机身结构的一部分,减少了对内部中框或额外支撑件的依赖,为实现更纤薄、更坚固的设计创造了条件。

其次是异形成型带来的空间利用率提升。手机内部空间寸土寸金、折叠屏和超薄机型为两大最新迭代趋势,L型或其它不规则形状的电池成为必然选择。

钢材能承受更复杂的冲压和焊接,从而完美支撑异形电池设计。同时通过利用机身边角区域,钢壳叠片电池显著提升了空间利用率。

测评数据显示,苹果的钢壳叠层电池技术将空间利用率提升了18%,应用钢壳电池的iPhone 16 Pro机型容量提升了9%。

更优的散热性能是另一大关键优势。钢壳优于传统软包电池铝塑膜的导热性,能更有效地将电芯产生的热量传导至设备中框。

这使得电池能够支持更高的充放电倍率,减少热量对寿命的损耗,并保障处理器在高负载下稳定运行。

另值得注意的是,钢壳电池实际上也是全球政策趋势所需。欧盟等地区正日益强调电子产品电池的可拆卸性。

软包电池在拆卸时极易被刺穿,存在安全隐患。而刚性的钢壳电池单元结构稳定,让电池更换过程更安全、更简便,符合法规要求。

大圆柱等动力电池的“刚性需求”:成本、安全与系统级优化

在动力电池领域,钢壳的应用逻辑与消费电子不尽相同,其核心驱动力是成本、安全以及与车辆结构的深度集成。

成本优势是其最直接的吸引力。蒂森克虏伯的selectrify项目研究显示,一个高强度钢制成的电池外壳,在与铝壳重量相当的情况下,能够节省高达50%的成本。对于价格竞争激烈的电动汽车市场,这无疑是巨大的优势。

安全性是钢材的另一项核心长板。亿纬锂能的高管曾引用数据解释了钢壳的价值:电动汽车因底盘磕碰引发电池故障的风险,导致其保险出险率相较燃油车更高。

对此,该公司的大圆柱电池采用的钢壳强度可达550MPa,而方形铝壳仅为95MPa,前者是后者的5.6倍。这种结构强度为底盘电池提供了更可靠的物理防护。

同时,钢的熔点(约1410°C)远高于铝(约610°C),在热失控等极端情况下,能为驾乘人员争取到更长的逃生时间。

此前,钢材的重量劣势曾是其应用的主要障碍。不过,CTP、CTC等新型电池结构技术的出现,则提供了破局机会。

以特斯拉的4680结构化电池包方案为代表,其钢壳电芯通过粘合剂固定,其整体构成了车辆底板的一部分。钢材卓越的强度使其能够承担车身结构件的功能,替代了部分横梁或加强件,实现了系统级的减重和成本削减。

值得注意的是,钢壳也是高能量密度化学体系的刚需。硅基负极材料在充放电过程中会发生显著的体积膨胀。钢壳强大的机械束缚力,可以有效抑制这种膨胀,保证电池结构的稳定性和循环寿命。

珠海冠宇与真我realme最新联合发布的100%全硅负极电池技术,就提及后续量产需要模组层面的钢壳技术支撑。

让钢壳成为可能的制造升级

钢壳电池得以规模化应用,离不开制造端,特别是焊接、冲压工艺设备和材料科学的同步突破。

激光焊接是关键瓶颈之一。尤其是高速转动的工况下,对焊接精度的要求更高,激光焊接很容易造成壳体的镀镍层掉落,从而导致壳体更易生锈。

联赢激光其针对4680大圆柱电池开发的“高速转塔焊接技术”,搭载了自主研发的转塔机构和飞行焊接技术,有效解决了高速旋转下的焊接精度和自动化难题。

目前公司已经完成大钢壳与小钢壳电池从结构件到电芯装配的全工序激光工艺研发。

大族锂电推出的钢壳凸轮转塔式4695圆柱电池组装线产品,不仅具备高灵活性和操作性,而且通过更换焊接工位即可覆盖多种焊接工序,大幅提高了生产效率。

其中,钢壳凸轮转塔式4695圆柱电池组装线运行效率为150ppm。

在冲压成型环节,尤其对于大圆柱电池,挑战同样巨大。

业内人士指出,将壳体高度从65mm拉伸至135mm甚至更高,是一个巨大的技术跨越。由于钢材的屈服强度、硬度远高于铝材,塑性更差,达到同样形变需要施加更大的冲压力。 

这种巨大的冲压力带来了两大风险:一是容易导致模具变形,影响加工精度;二是预镀镍层本身较为脆弱,工艺不当极易使其开裂,进而降低电池的抗腐蚀性。

因此,46系列等大圆柱电池必须采用大行程的精密冲压机,通过多工位逐级递进的方式完成深拉伸,这对设备本身的精度和稳定性是极大的考验。 

面对这些挑战,部分厂商凭借跨界经验找到了破局之道。例如,在易拉罐制造领域积累了深厚经验的苏州斯莱克精密设备,就将其关键的DWI(Draw and Wall Ironing,拉伸与壁减薄)工艺引入电池壳生产。

该工艺的特点是,工件在同一个工位上,连续通过内径依次减小的多个模具,从而实现多段冲压一次成型。这种高效的工艺,为解决大圆柱钢壳的良率和效率问题提供了重要的解决方案。

最后以高强预镀镍钢带为核心原材料的国产化突破,则为降本和供应链安全提供了保障。

预镀镍钢带是高端电池壳体的核心材料,过去长期依赖进口。技术层面,在极端的冲压拉伸下,如何让钢材既保持足够的强度,又具备足够的延展性而不开裂,则是困扰行业的核心难题。

以中国宝武集团为国内某头部新能源企业研发的40160型(高160mm)大圆柱深冲电池外壳用钢为例,其攻克的就是这一材料学的重大技术难关。

从140mm到160mm,高度仅增加20mm,但深冲比从3.5骤升至4,导致材料拉伸变形量激增超20%,极易因应力集中而开裂,此前行业成品率不足30%。

2025年5月,公司成功下线国内首卷大圆柱电池深冲外壳用钢,并对0.3毫米厚度的预镀镍钢卷进行了试冲,结果显示其冲压成型性、镀层附着力等关键指标均超出预期。

此外,江苏威金迈总投资10亿元的预镀镍电池壳钢项目也已于7月获批,预示着国产高性能电池用钢将进入放量阶段。

钢壳电池的产业化并非单一技术的胜利,而是需求侧的设计演进与供给侧材料、设备与制造工艺同步奏效的结果。

当前我们看到的是多点共振的早期信号:终端设计在变、材料在补短板、设备在落地——能否在未来两年内从“多点试点”跨越为“大规模商用”,将取决于上述三条链路的协同成熟程度。

来源:高工锂电

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