激光专家谈苹果钢壳电池设备—产品种类、技术迭代及各厂商比较

1.苹果钢壳电池产线主要包含哪些设备类型？

钢壳电池生产线设备可分为五大类别：极片制造设备、电芯组装设备、激活检测设备、辅助设备以及激光核心设备。具体拆分来看，极片制造环节包括涂布机、辊压机和分切机。电芯组装环节涉及叠片机、整形入壳机、注液机、滚槽机和封口机。激活检测环节主要包括化成份容柜、用于密封性检测的氦检设备、用于内部质量检测的SZ设备以及EOL测试系统。辅助设备则涵盖用于壳体清洗的清洗设备、贴标机、用于水分控制的干燥设备以及用于物料搬运的AGV物流小车。激光核心设备主要包括用于密封焊的钢壳激光焊接设备和用于极片预处理的极片清洗设备。

2.在钢壳电池生产线中，哪些设备属于最核心的环节？

生产线中最核心的设备主要集中在激光应用和精密检测领域。具体而言，钢壳的激光焊接设备和极片清洗设备至关重要。在激活检测环节，氦检设备以及X射线检测设备也扮演着关键角色。相比之下，化成份容柜和EOL测试系统等设备在圆柱或方形大电池领域已是相对成熟的技术。

3.钢壳电池的整体生产流程是怎样的？

钢壳电池的生产流程可分为前、中、后三个主要阶段。前段工序主要包括：使用高速精密冲床进行冲切以实现钢壳成型；随后进行极片的激光模切和智芯，此环节还包含使用双面涂布机和辊压机等设备。中段工序的核心是电芯组装与焊接，首先通过全自动叠片机进行Z字形叠片，然后由电芯入壳机将电芯装入壳体；接着进入激光焊接系统，该系统负责盖板、防爆阀等部件的焊接，其中也可能涉及无法兰焊接工艺。后段工序则聚焦于检测与激活，包括焊接后的检漏设备、AOI视觉检测机、注液机，以及用于激活电芯的化成份容系统，最后通过自动化装配线完成其他结构件或物料的组装。

4.一条钢壳电池产线通常需要配置多少台各类设备？

一条标准的钢壳电池产线，其设备配置数量如下：在极片制造端，涂布机、辊压机和分切机各配置一台。在电芯组装环节，叠片机、整形入壳机、注液机、滚槽机和封口机也各配置一台。在激活检测环节，通常配置八台48通道的化成份容柜、两台氦检机和一台X射线检测机。

辅助设备方面，清洗设备、贴标机和干燥设备各一台，AGV物流小车配置两台。核心的激光设备中，钢壳密封焊接相关的激光焊接机需要六到八台，而用于极片预处理的极片清洗设备需要两台。

总结而言，一条产线的基础配置包含18台非激光设备，以及六到八台激光设备。这样的产线配置对应的产能为每分钟生产12至15件，折合月产能为60万台手机的电池量，年产能约为500万颗。

5.激光清洗设备在钢壳电池中的具体作用是什么？

在钢壳电池生产中，该工艺主要用于配合叠片和实现快充功能。具体来说，通过对负极进行激光清洗并在其表面划线，可以使锂离子在迁入迁出时更顺畅，从而显著降低电池内阻，实现更大倍率的充放电，并减少析锂现象。这一工艺与硅碳材料的添加直接相关，因为硅在充放电过程中容易膨胀，清洗划线后形成的缝隙可以为离子提供储存空间，引导其定向增长，避免刺破隔膜，从而提升电池在快充、过充和高电压下的性能和安全性。

6.产线配置的六到八台激光设备是否全部为激光焊接设备？数量不同的原因是什么？

这六到八台激光设备并非全部用于焊接，其中包含了用于极片清洗的设备。激光焊接机本身大约需要六台。数量存在区间（六到八台）主要是为了匹配不同的产线产能需求。如果一条产线的产能目标设定为每分钟12件（12PPM），配置六台激光焊接机即可满足需求；但若要将产能提升至每分钟15件（15PPM），则需要在整条产线中增配一到两台设备以实现产能匹配。

7.钢壳电池对应的设备需求情况如何？

根据我的了解，2025年搭载钢壳电池的手机出货量预计为9,000万台，2027年有望突破几亿台。基于此出货量和单条产线500万颗的年产能测算，预计从2025年到2027年，苹果公司需要新增约30至50条产线。

8.一条完整的钢壳电池生产线设备投资总额大约是多少？其中激光设备的价值占比如何？

一条完整的钢壳电池生产线设备投资总额大约在3,500万至4,200万元之间。在这其中，激光设备是价值量最高的组成部分，其价值占到整线设备总投资的40%至45%。

9.在电芯组装和激活检测工艺中，哪些设备环节的价值量较高？

在电芯组装环节，叠片机以及整形入壳设备的价值量占比较大。在激活检测的工艺制程中，X-Ray检测设备和Molding测试系统的单机价值量也相对较高。将上述设备与激光设备合并计算，其总价值量可占到整体的70%以上。

10.一台用于电池生产的激光焊设备价值量大约是多少？

以法兰和盖板焊接设备为例，单台价值量大约在150万至200万元。防爆阀焊接设备的单机价值量会相对低30万至50万元。综合来看，这几类设备的总价值在800万至1,000万元。

11.钢壳电池的“有法兰”与“无法兰”设计在技术上有何区别？

无法兰设计的核心在于取消了钢壳顶部的凸起法兰结构，通过精密的密封焊接技术实现壳体与盖板的无缝连接。其主要目的是提升空间利用率，并能提升约9%的续航能力，以适配例如iPhone 17 Pro等机型对2.5毫米超薄电池的设计要求。 

12.无法兰焊接技术目前是否已进入正式应用阶段？

根据目前情况，无法兰技术已在部分样品或小批量生产中得到应用。

13.目前为苹果公司供应激光焊接设备的厂商主要有哪些？

主要供应商包括联赢激光、大族激光和海目星。 

14.在苹果供应链中，激光焊接设备是否仍由联赢激光独家供应？

是的，目前激光焊接设备主要由联赢激光供应。

15.无法兰技术在2026年能否实现应用？

无法兰技术预计在2026年能够实现应用。综合来看，2026年的核心供应商仍将是联赢激光，海目星也将获得一部分份额。

16.各厂商的焊接良率表现如何？

在焊接良率方面，各厂商表现如下：第一代有法兰技术：联赢激光的量产良率已达到99.5%；海目星在样品和调试线上的良率可达99.9%；大族激光在样品测试线上的良率在98%至99%之间。 

第二代无法兰技术：联赢激光正配合客户进行相关研发，目前我尚不掌握良率数据。海目星的送样样品良率达到了99.8%。大族激光处于预研和技术储备阶段。无法兰技术的量产良率目标是达到99.9%。

17.各主要供应商的核心技术路线是什么？

联赢激光的核心技术路线是“激光能量控制技术+行业定制化整机”，专注于高精度焊接工艺的联合开发。其关键技术壁垒在于：作为钢壳电池焊接领域的专家，拥有相关专利和排他性协议（该协议将于2025年到期）；激光能量控制精度高，量产良率达到99.5%；与苹果深度合作，开发了约数十种专用焊接机型，可实现15分钟快速换型。其在苹果业务中的优势领域为小钢壳电池焊接（独家供应）、电池极片清洗和折叠屏金属蚀刻。 

海目星的核心技术路线是“激光模切+自动化集成”，并融合了跨行业技术，如塑料焊接和2025年5、6月份实现的中红外飞秒激光技术（毫瓦级）。其关键技术壁垒包括：掌握中红外飞秒激光技术和自主研发的长波红外飞秒激光技术（瓦量级）；在自动化技术领域布局较早，具备强大的高端非标定制能力；通过收购瑞士LISA Laser获得了塑料焊接工艺能力，可满足苹果产品链中非金属部件的需求。 

大族激光：的核心技术路线是光源自主化、设备平台化、工艺标准化，并整合了激光微加工、3D打印和自动化检测技术。其在苹果业务中的优势领域包括VC均热板加工、折叠屏铰链3D打印、Micro LED巨量转移和蓝宝石切割。

18.海目星与联赢激光在激光焊接产品方面存在哪些具体差别？

海目星与联赢激光在激光焊接产品上的主要差异体现在以下几个方面：技术路线上，海目星的技术路线结合了自动化集成，并未像联赢激光那样完全专注于激光焊接本身的深度开发，例如复合波长技术（红外+红光+蓝光）。

设备类型上，联赢激光的核心产品是激光焊接单机和清洗设备，而海目星则提供包括打标、前端设备在内的全自动组装线。这在争取客户订单时，由于客户倾向于将30至50条产线的订单分散给不同供应商，单一供应商难以全拿，这对海目星的整线策略构成一定挑战。 

供应链地位上，联赢激光是第一代钢壳焊接设备的独家供应商，其排他性协议将于2025年解除。海目星目前为非独家供应商，其设备正从验证转向批量生产。

价格与毛利率方面，海目星的设备价格相比联赢激光低。

19.下一代钢壳电池设备相较于当前设备会有哪些技术演进？

下一代钢壳电池设备的技术演进路径主要是从当前的直角边焊接，发展到无法兰设计，再到异形壳体，最终将与固态电池技术相结合。这一系列迭代的核心驱动力在于持续提升空间利用率、续航能力以及安全性，以区别于第一代技术中使用的软包电池。

20.苹果钢壳电池后续的研发方向是怎么样的？

负极材料方面，将持续提高硅含量。目前市面上已有硅含量达到25%的产品发布，未来苹果也会朝更高硅含量的方向发展。理论上硅含量可以持续提升，关键在于解决随之而来的膨胀问题。

外壳方面，目标是实现更高的轻薄化，计划将钢壳厚度减薄至0.05毫米级别，这有望使电池重量减少30%。技术难点在于如何在减薄的同时保持足够的韧性并防止变形。

结构工艺方面，将发展无法兰技术，或将焊接精度提升至正负一个微米的级别，以最大限度地压缩焊缝，减少空间浪费。

兼容性方面，将致力于提升钢壳电池对不同设备的适配性，以扩大应用范围，进一步通过规模效应降低成本。

环保与回收方面，顺应全球电池法规（尤其是欧洲法规）的要求，未来的发展方向包括材料的无钴化和实现高比例回收，目标是达到100%可回收。未来电池将具备唯一的身份标识，以支持全生命周期的追踪与回收，这在国内动力电池领域已有实践，消费电池领域也将逐步跟进，最终可能与生产许可挂钩。