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近(jin)年(nian)來，新能(neng)源(yuan)汽車(che)如雨后春筍般涌現。與傳統燃料汽車(che)相(xiang)比(bi)，新能(neng)源(yuan)汽車(che)使用鋰電池作(zuo)為動力源(yuan)。

鋰(li)離(li)子(zi)電池(chi)是(shi)一種二次(ci)(可(ke)充電)電池(chi)，依靠鋰(li)離(li)子(zi)在(zai)正極和負(fu)極之間移動(dong)(dong)。鋰(li)電池(chi)作為一種新(xin)型清潔能源(yuan)，不僅可(ke)以為新(xin)能源(yuan)汽(qi)車提供動(dong)(dong)力(li)，還(huan)可(ke)以為電動(dong)(dong)火車、電動(dong)(dong)自行車、高(gao)爾(er)夫球車等產品提供動(dong)(dong)力(li)。

鋰離子(zi)電池(chi)的(de)生(sheng)產(chan)與制(zhi)造是(shi)緊密相連的(de)。一般來說(shuo)，鋰電池(chi)的(de)生(sheng)產(chan)包括三(san)個部分:電極(ji)的(de)制(zhi)造、電池(chi)的(de)制(zhi)造和電池(chi)的(de)組裝(zhuang)。激(ji)光切(qie)割是(shi)這三(san)個工序中的(de)關鍵工序。

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(you)無刀磨損、切(qie)削(xue)形狀靈(ling)活(huo)、刃口質量控制、精度高、運行成本低(di)等優點(dian)，有(you)利于降(jiang)低(di)制造成本，提高生(sheng)產效率，大大縮短新產品的模切(qie)周期。

激光焊接為大規模生產鋰電池提供了解決方案

不同的(de)(de)材料焊(han)接工(gong)藝、全密封(feng)包裝(zhuang)、本地化加工(gong)、高(gao)精度、質(zhi)量(liang)一致性、高(gao)生產(chan)率是實現高(gao)效電池制造(zao)的(de)(de)關鍵(jian)因素。先進的(de)(de)激(ji)光系統結(jie)合創(chuang)新(xin)的(de)(de)加工(gong)技術，為大量(liang)生產(chan)鋰電池的(de)(de)許多應(ying)用提供經濟有(you)效的(de)(de)解(jie)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)極(ji)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)產和(he)(he)電(dian)池單元(yuan)和(he)(he)模塊(kuai)的(de)(de)(de)(de)組裝中，需要進(jin)行許(xu)多(duo)切(qie)割、焊接和(he)(he)密封操(cao)作。潛在的(de)(de)(de)(de)激(ji)光(guang)應用包括電(dian)極(ji)切(qie)割、內部(bu)元(yuan)件與(yu)電(dian)極(ji)和(he)(he)極(ji)端(duan)電(dian)的(de)(de)(de)(de)焊接，以(yi)及電(dian)池外殼的(de)(de)(de)(de)密封。大多(duo)數(shu)金屬部(bu)件是由銅或鋁制(zhi)成的(de)(de)(de)(de)，因為它們具有極(ji)好的(de)(de)(de)(de)導(dao)電(dian)性(xing)。這些高(gao)反射(she)性(xing)的(de)(de)(de)(de)材料(liao)曾(ceng)經(jing)給激(ji)光(guang)加(jia)工帶來了(le)挑(tiao)戰，但現在先進(jin)的(de)(de)(de)(de)高(gao)亮度激(ji)光(guang)技術已經(jing)成功(gong)地解決了(le)這個問題(ti)，使焊接相同和(he)(he)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)材料(liao)成為可能。

激光切割在電極切割中具有突出的優勢

所述鋰(li)電池電極(ji)(ji)由兩(liang)側涂有(you)活性材料(liao)的(de)(de)(de)(de)鋁和(he)銅片組成，作為集電極(ji)(ji)液。金屬板(ban)(ban)的(de)(de)(de)(de)厚(hou)度從(cong)0.01mm(無涂層(ceng))到0.2mm(有(you)涂層(ceng))不(bu)等(deng)，這(zhe)取決于(yu)單元(yuan)的(de)(de)(de)(de)設計(ji)(圓筒或平板(ban)(ban))和(he)電極(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)類型(陰(yin)極(ji)(ji)或陽(yang)極(ji)(ji))。模切用(yong)于(yu)加工平面(mian)電極(ji)(ji)，旋轉刀(dao)切割用(yong)于(yu)切割圓柱形(xing)單元(yuan)的(de)(de)(de)(de)電極(ji)(ji)板(ban)(ban)條。這(zhe)兩(liang)種(zhong)方(fang)法都需要(yao)(yao)相對昂貴的(de)(de)(de)(de)切削(xue)(xue)刀(dao)具，過(guo)度的(de)(de)(de)(de)磨損(sun)會(hui)導致過(guo)程不(bu)穩定和(he)切削(xue)(xue)質(zhi)量(liang)差。特別是，刀(dao)片和(he)微米(mi)級材料(liao)的(de)(de)(de)(de)任何(he)輕微彎曲都可能導致整(zheng)個(ge)系統(tong)短(duan)路和(he)災(zai)難(nan)性故障。因此，這(zhe)種(zhong)方(fang)法需要(yao)(yao)經(jing)常(chang)維護和(he)更換工具。

在(zai)高(gao)(gao)速(su)加工(gong)中，電極材料的(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)切(qie)割(ge)(ge)(ge)已被(bei)證明(ming)在(zai)質(zhi)(zhi)量(liang)和(he)成本上優(you)于(yu)機械切(qie)割(ge)(ge)(ge)。圓盤和(he)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器提供(gong)高(gao)(gao)光(guang)(guang)(guang)(guang)束質(zhi)(zhi)量(liang)為更(geng)小的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)斑尺寸和(he)更(geng)高(gao)(gao)的(de)功率(lv)密度切(qie)割(ge)(ge)(ge)高(gao)(gao)反射銅和(he)鋁板。采用單模光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器可優(you)化工(gong)藝，獲得良(liang)好的(de)切(qie)割(ge)(ge)(ge)質(zhi)(zhi)量(liang)。在(zai)50W - 200W相對較(jiao)低的(de)功率(lv)范(fan)圍內(nei)，需要實現(xian)大(da)于(yu)10 m/min的(de)切(qie)削速(su)度。部分(fen)研究結(jie)果(guo)表明(ming)，非接(jie)觸式激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)切(qie)割(ge)(ge)(ge)技術有潛力成為傳統切(qie)割(ge)(ge)(ge)技術的(de)有力競爭對手。前者具(ju)有刀具(ju)無磨損、靈(ling)活(huo)性(xing)高(gao)(gao)、切(qie)削質(zhi)(zhi)量(liang)一致等(deng)優(you)點。

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

高反射(she)銅(tong)(tong)材(cai)料的(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)焊接是激(ji)光(guang)(guang)(guang)和(he)工(gong)(gong)藝設計的(de)(de)(de)難(nan)點，因為(wei)(wei)高非線性(xing)的(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)束與材(cai)料相互作用，使(shi)得加工(gong)(gong)過程非常嚴格，限制了加工(gong)(gong)的(de)(de)(de)重復(fu)性(xing)。目前，在銅(tong)(tong)表面(mian)鍍(du)鎳或添加一(yi)層(ceng)鎳是為(wei)(wei)了提(ti)高釬焊過程的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)吸(xi)收(shou)和(he)工(gong)(gong)藝穩定性(xing)。該研究中(zhong)心研究了Nd:YAG、光(guang)(guang)(guang)盤和(he)光(guang)(guang)(guang)纖激(ji)光(guang)(guang)(guang)器用于各種電池(chi)組件的(de)(de)(de)連續和(he)脈沖激(ji)光(guang)(guang)(guang)焊接工(gong)(gong)藝，功率(lv)范(fan)圍從500瓦到幾千瓦。這些激(ji)光(guang)(guang)(guang)器提(ti)供了建立熔(rong)接工(gong)(gong)藝所需的(de)(de)(de)功率(lv)密度，并實現了高速焊接和(he)低成本大批量(liang)生產所需的(de)(de)(de)短周期時間。

鋰(li)電(dian)池作為新(xin)能源(yuan)汽(qi)車的(de)核心部件，直(zhi)接決定著汽(qi)車的(de)壽命。伴隨著新(xin)能源(yuan)汽(qi)車市場的(de)逐日興起，激光(guang)切割機在未來具有巨大(da)的(de)市場潛力(li)。