PACK制造工艺系列：电池模组钢带制造工艺、选型与技术要求

01钢带的作用和技术要求

1.1模组常见成组方案

电池模组是动力电池包的基本组成单元，目前主流的模组成组方案主要包括

1）纯钢带方案（主流方案）一般采用抗拉强度极高的钢材，但是同时延伸性也较差，钢带的尺寸一般视为固定不变，因此对电芯的尺寸公差较为敏感。

2）双PET塑钢带方案PET塑钢带具有优异的耐候性，同时具有一定的轻量化作用。实际应用中，可以有效吸收电芯充放电过程中的微弱形变，但是塑钢带的强度比钢带低得多。

3）混合方案上方采用钢带，下方采用塑钢带。根据经验和推测，由于模组下方有结构胶和箱体的约束的，其膨胀往往没有上方大，因此上方采用抗拉强度更高的钢带。

4）CTP/CTB方案在电芯直接集成至电池包或底盘的结构中，钢带应用减少，但部分设计仍需钢带提供局部结构支撑。

当前，电池包模组打包带主要分为钢带与PET塑钢带两类。近年来，动力电池技术逐渐向CTP（Cell to Pack）、CTB（Cell to Body）等高度集成化方案快速迭代。然而，在储能电池包中，打包带成组方案仍然应用十分广泛。

钢带作用提供持续且恒定的预紧力，有效抵抗电芯在充放电循环中产生的膨胀应力，保证模组的刚度和结构完整性（防止吊装入箱时模组散架）。

塑钢打包带不建议使用，尤其在储能电芯呈现大容量化发展趋势的背景下，大尺寸电芯在循环过程中产生的膨胀力显著增大。

1.2 抗膨胀力要求

钢带在电池模组中的核心功能是抵抗电芯充放电过程中的膨胀力，维持模组结构稳定。方形铝壳电芯在循环充放电过程中，内部极片膨胀会导致电芯厚度增加，通常在3%-8%之间。

钢带需提供足够的预紧力与抗拉强度，抑制电芯间的过度膨胀，防止模组结构变形甚至"鼓包"失效。

钢带与端板的接触压力需均匀分布（圆角尽量做大，且端板圆角和钢带圆角应贴合良好），避免局部应力集中

1.3 焊接强度要求

钢带的焊接质量直接影响其整体承载能力，是确保模组安全的关键环节。

技术要求

焊接搭接处通过增加焊点，合理分布，确保焊接处的断裂拉力不低于母材

焊接接头需通过100%破坏性拉力测试，验证极限承载能力和极端振动或冲击工况下的连接完整性

焊接后钢带镀层需保持完好，避免腐蚀风险

1.4 外观尺寸要求

钢带的外观尺寸直接影响模组的装配精度和空间利用率。

技术要求

厚度范围0.5mm～5mm，常用规格为0.8mm～2.0mm，厚度公差一般控制在±0.05mm以内；

宽度范围10mm～40mm，优选规格为15mm～30mm；

尺寸公差长度方向为模组关键尺寸，公差一般控制在±0.1~1mm

外观要求端面毛刺≤0.2mm，其他部位毛刺控制在≤0.1mm

1.5 盐雾要求

钢带在电池模组中的盐雾腐蚀性能直接关系到模组的使用寿命，尤其是储能电池模组通常需在户外环境下工作10-20年。

技术要求

304不锈钢或更高耐腐蚀性材料，适用于高湿度或特殊化学环境

按照GB/T 10125-2012 标准进行中性盐雾试验，试验时长需≥96h，试验后绝缘皮需无破损，钢带表面需无明显腐蚀生锈，建议盐雾试验后，重新测试钢带的力学性能，避免极端工况耦合导致的失效。

焊接区域需特别关注防腐处理，避免晶间腐蚀

1.6 电气性能要求

钢带本身是导体，为防止其与电芯间短路，需与绝缘介质配合使用，如热缩套管、云母片或绝缘涂层。

技术要求

额定工作电压DC1500V

绝缘性能DC2500V，保持60s，绝缘电阻>1000MΩ

耐压性能3820V DC，升压10s，持续60s，耐压漏电流<1mA

1.7 阻燃和耐高温要求

钢带在电池模组中的阻燃和耐高温性能关系到电池系统的安全性和可靠性。

技术要求

绝缘层耐温等级≥125℃

绝缘层材料需具备阻燃性能，通常要求达到UL94 V-0

钢带在高温循环工况下需保持足够的强度，避免应力松弛导致失效

02 钢带的制造工艺

钢带的制造工艺是确保其性能和可靠性的关键，全自动生产线通过精确控制各工序参数，实现钢带的高效高质量生产。完整的钢带制造工艺流程包括

2.1开卷与整平

钢带卷材通过开卷机展开

整平机消除钢带卷曲应力，确保表面平整

2.2切割

根据模组尺寸要求，对钢带进行精确切割，要求切割端面需平整，边缘毛刺控制在≤0.1mm

切割端面需平整，边缘毛刺控制在≤0.1mm

2.3套热缩套管

将热缩套管套入钢带，需具备良好的绝缘性能和阻燃性

2.4折弯成型

伺服折弯机根据预设程序对钢带进行精确折弯

折弯后钢带轮廓需与模组端板精确匹配，避免装配干涉

2.5 焊接

采用电阻焊焊接钢带两端，焊点数量根据钢带所需强度确定

2.6 加热收缩热缩套管

确保热缩套管均匀收缩，贴合紧密

热缩套管收缩后长度需保证金属裸露区域不直接接触电芯

2.7检测与分拣

尺寸检测检测钢带长度、宽度、厚度等尺寸参数

焊接质量检测X射线或超声波检测焊缝内部质量

热缩套管检测目视或光学检测热缩套管收缩质量

03钢带的选型计算

3.1 设计输入参数

电芯膨胀力通过充放电循环测试得出，或直接向电芯供应商索取

钢带抗拉强度向钢带供应供应商索取钢材规格书，例如经过一定热处理的SUS201的抗拉强度可高达1200MPa。

常用的钢带材质和性能

参数仅供参考，具体数值需查询钢材规格书

模组几何尺寸包括电芯尺寸、模组堆叠方式和包络空间，决定了钢带的有效长度，受力角度和固定点等。

钢带数量为了模组受力稳定和平衡，一般采用双钢带对称布置。

3.2核心计算公式

注意计算结果保留1.2~1.5倍的安全余量，最终结果

3.3案例计算

注意此处的计算仅为理论粗略计算，为钢带设计选型提供初步方案，必须通过结构仿真进行校核。

另外，此处的计算并没有考虑端板、拉杆、结构胶等对模组的约束。实际上，这些结构对模组的膨胀也有一定的约束作用，可以缓冲钢带的受力。

280Ah储能电芯最大的膨胀力约为40kN，采用SUS201不锈钢，钢带规格为19mm×1mm。

计算钢带的承载能力

1）钢带横截面积19×1=19mm2

2）单根钢带最大承载力1200×19=22.8kN

3）双钢带最大承载力22.87×4=91.2kN

可见双钢带的最大承载力远远大于电芯最大的膨胀力，满足设计要求。

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