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近年來，新能(neng)源汽車如(ru)雨后春筍(sun)般涌現。與傳統燃(ran)料汽車相比，新能(neng)源汽車使用鋰電池作為動力源。

鋰(li)離子(zi)電池(chi)(chi)是一種(zhong)二次(ci)(可充電)電池(chi)(chi)，依(yi)靠鋰(li)離子(zi)在(zai)正極和負極之(zhi)間(jian)移動(dong)。鋰(li)電池(chi)(chi)作為一種(zhong)新型清潔(jie)能源，不僅(jin)可以為新能源汽車(che)提供(gong)動(dong)力，還可以為電動(dong)火(huo)車(che)、電動(dong)自(zi)行車(che)、高爾夫球(qiu)車(che)等產(chan)品(pin)提供(gong)動(dong)力。

鋰離子(zi)電池(chi)(chi)的(de)(de)生產(chan)與制造(zao)是(shi)緊密相連的(de)(de)。一般來說，鋰電池(chi)(chi)的(de)(de)生產(chan)包括三個部分:電極的(de)(de)制造(zao)、電池(chi)(chi)的(de)(de)制造(zao)和電池(chi)(chi)的(de)(de)組裝(zhuang)。激光切割是(shi)這三個工(gong)序中的(de)(de)關鍵工(gong)序。

激光加工應用于新能源汽車鋰電池行業

在激光技術出現之前，電池工業應用傳統機械進行加工。與傳統加工相比，激光加工具有無刀磨損、切(qie)削形狀(zhuang)靈活、刃口質量控制(zhi)、精度高、運行成(cheng)本(ben)低等(deng)優點，有利于(yu)降低制(zhi)造成(cheng)本(ben)，提高生產(chan)效率，大大縮短新產(chan)品的(de)模切(qie)周(zhou)期。

激光焊接為大規模生產鋰電池提供了解決方案

不同的材料(liao)焊(han)接工(gong)藝、全(quan)密封(feng)包裝(zhuang)、本地化(hua)加(jia)工(gong)、高精度、質量一(yi)致性(xing)、高生(sheng)產率是實現高效(xiao)電池制造的關鍵(jian)因素。先(xian)進的激光系(xi)統結合創新的加(jia)工(gong)技術(shu)，為大量生(sheng)產鋰電池的許(xu)多應用(yong)提供經濟有效(xiao)的解決方案。

高亮度激光技術可以實現激光加工高抗材料的可能性

在電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)生產和(he)(he)電(dian)(dian)池單(dan)元和(he)(he)模塊的(de)(de)組裝中，需要(yao)進行(xing)許多切(qie)割(ge)、焊(han)(han)(han)接(jie)和(he)(he)密(mi)封操作。潛在的(de)(de)激光應用包括電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)切(qie)割(ge)、內部元件與電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)(he)極(ji)(ji)(ji)(ji)端電(dian)(dian)的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)，以及電(dian)(dian)池外殼的(de)(de)密(mi)封。大多數(shu)金屬部件是由銅或鋁制成(cheng)(cheng)的(de)(de)，因為它們具有(you)極(ji)(ji)(ji)(ji)好的(de)(de)導電(dian)(dian)性。這些高反射(she)性的(de)(de)材料(liao)曾經(jing)給激光加工帶來了挑戰，但(dan)現在先(xian)進的(de)(de)高亮度(du)激光技術已經(jing)成(cheng)(cheng)功(gong)地解(jie)決(jue)了這個(ge)問題，使焊(han)(han)(han)接(jie)相同(tong)和(he)(he)不(bu)同(tong)的(de)(de)材料(liao)成(cheng)(cheng)為可能。

激光切割在電極切割中具有突出的優勢

所述鋰電(dian)池(chi)電(dian)極(ji)(ji)由兩側涂(tu)有(you)活性材料(liao)的(de)(de)(de)鋁和銅片(pian)組成，作(zuo)為集電(dian)極(ji)(ji)液。金(jin)屬板的(de)(de)(de)厚度從0.01mm(無涂(tu)層)到0.2mm(有(you)涂(tu)層)不等，這(zhe)取決(jue)于(yu)單元(yuan)的(de)(de)(de)設計(圓筒(tong)或平板)和電(dian)極(ji)(ji)的(de)(de)(de)類型(xing)(陰極(ji)(ji)或陽極(ji)(ji))。模切(qie)用于(yu)加工(gong)平面(mian)電(dian)極(ji)(ji)，旋轉刀切(qie)割用于(yu)切(qie)割圓柱形(xing)單元(yuan)的(de)(de)(de)電(dian)極(ji)(ji)板條。這(zhe)兩種方法都(dou)需要相對昂貴的(de)(de)(de)切(qie)削刀具(ju)，過(guo)度的(de)(de)(de)磨損會導致(zhi)過(guo)程不穩定和切(qie)削質量差。特別是(shi)，刀片(pian)和微(wei)米級(ji)材料(liao)的(de)(de)(de)任(ren)何輕微(wei)彎曲都(dou)可能導致(zhi)整個系統短路和災(zai)難性故障。因此(ci)，這(zhe)種方法需要經(jing)常維護(hu)和更(geng)換(huan)工(gong)具(ju)。

在高(gao)速加(jia)工(gong)中(zhong)，電極材料的(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)切(qie)(qie)割(ge)已被證(zheng)明在質量(liang)(liang)和(he)(he)(he)成本上優(you)于(yu)機械切(qie)(qie)割(ge)。圓盤和(he)(he)(he)光(guang)(guang)纖激(ji)光(guang)(guang)器提供高(gao)光(guang)(guang)束質量(liang)(liang)為(wei)更(geng)小的(de)(de)光(guang)(guang)斑尺寸和(he)(he)(he)更(geng)高(gao)的(de)(de)功率(lv)(lv)密度(du)切(qie)(qie)割(ge)高(gao)反(fan)射銅和(he)(he)(he)鋁板。采(cai)用單模光(guang)(guang)纖激(ji)光(guang)(guang)器可(ke)優(you)化工(gong)藝，獲得良好的(de)(de)切(qie)(qie)割(ge)質量(liang)(liang)。在50W - 200W相對較低的(de)(de)功率(lv)(lv)范圍內，需(xu)要實現大于(yu)10 m/min的(de)(de)切(qie)(qie)削速度(du)。部分研究(jiu)結果表(biao)明，非接觸式激(ji)光(guang)(guang)切(qie)(qie)割(ge)技術有潛(qian)力成為(wei)傳統切(qie)(qie)割(ge)技術的(de)(de)有力競(jing)爭對手。前者具有刀(dao)具無磨(mo)損(sun)、靈活(huo)性高(gao)、切(qie)(qie)削質量(liang)(liang)一致等優(you)點(dian)。

激光焊接實現了鋰電池裝配過程中的高速焊接和短周期焊接

高反(fan)射(she)銅材料(liao)的(de)(de)(de)(de)激(ji)光焊接是激(ji)光和工(gong)藝(yi)設計的(de)(de)(de)(de)難點，因為(wei)高非線性的(de)(de)(de)(de)激(ji)光束與(yu)材料(liao)相互作用，使得加工(gong)過(guo)程非常嚴格，限制了加工(gong)的(de)(de)(de)(de)重復性。目前，在銅表面鍍鎳或添(tian)加一(yi)層鎳是為(wei)了提(ti)(ti)高釬(han)焊過(guo)程的(de)(de)(de)(de)能(neng)量吸收和工(gong)藝(yi)穩定性。該研究中心研究了Nd:YAG、光盤和光纖(xian)激(ji)光器用于(yu)各種電池組件(jian)的(de)(de)(de)(de)連續(xu)和脈(mo)沖激(ji)光焊接工(gong)藝(yi)，功(gong)率范圍(wei)從500瓦(wa)到幾千瓦(wa)。這(zhe)些激(ji)光器提(ti)(ti)供了建立熔接工(gong)藝(yi)所需的(de)(de)(de)(de)功(gong)率密度(du)，并實現了高速焊接和低成本大批量生產所需的(de)(de)(de)(de)短周期時(shi)間。

鋰電池作為新能(neng)源汽(qi)車的(de)(de)核心(xin)部(bu)件，直接(jie)決定著汽(qi)車的(de)(de)壽命。伴隨著新能(neng)源汽(qi)車市場的(de)(de)逐日興起(qi)，激光切割機在(zai)未來具有巨大的(de)(de)市場潛力。