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近年來，新能源(yuan)汽(qi)車(che)如雨后春筍般涌現。與傳統燃(ran)料汽(qi)車(che)相比，新能源(yuan)汽(qi)車(che)使用(yong)鋰電池作(zuo)為動力(li)源(yuan)。

鋰離(li)子電池是一(yi)種二次(可充電)電池，依靠鋰離(li)子在正(zheng)極(ji)和負極(ji)之間移動。鋰電池作為一(yi)種新(xin)型清潔能源，不僅可以(yi)為新(xin)能源汽車(che)提供(gong)動力，還可以(yi)為電動火車(che)、電動自行車(che)、高爾夫球車(che)等產品提供(gong)動力。

鋰離子電池的(de)(de)生(sheng)產與制(zhi)造(zao)是(shi)緊密(mi)相連的(de)(de)。一般來說(shuo)，鋰電池的(de)(de)生(sheng)產包括三(san)個部分(fen):電極的(de)(de)制(zhi)造(zao)、電池的(de)(de)制(zhi)造(zao)和電池的(de)(de)組裝。激(ji)光切割是(shi)這三(san)個工序(xu)中(zhong)的(de)(de)關鍵工序(xu)。

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(ju)有無刀磨損、切削(xue)形狀靈活、刃口(kou)質量控制、精度高、運行成本低等優點，有利于降低制造成本，提高生產(chan)效率，大大縮短新產(chan)品的(de)模切周期。

激光焊接為大規模生產鋰電池提供了解決方案

不同的材料焊接工(gong)藝(yi)、全(quan)密(mi)封包裝、本地化(hua)加(jia)工(gong)、高(gao)精度、質(zhi)量一(yi)致性、高(gao)生產率是實現高(gao)效電池制造的關鍵因素。先進的激光(guang)系(xi)統結合創新(xin)的加(jia)工(gong)技術，為大量生產鋰(li)電池的許多應用提供經濟有效的解決方案。

高亮度激光技術可以實現激光加工高抗材料的可能性

在(zai)電(dian)(dian)極(ji)的(de)(de)(de)生產和(he)(he)電(dian)(dian)池單元和(he)(he)模(mo)塊的(de)(de)(de)組裝中(zhong)，需要進行許(xu)多切(qie)割(ge)、焊(han)接和(he)(he)密(mi)封(feng)操作。潛在(zai)的(de)(de)(de)激光應(ying)用包(bao)括電(dian)(dian)極(ji)切(qie)割(ge)、內部元件(jian)與電(dian)(dian)極(ji)和(he)(he)極(ji)端(duan)電(dian)(dian)的(de)(de)(de)焊(han)接，以(yi)及電(dian)(dian)池外殼的(de)(de)(de)密(mi)封(feng)。大多數金(jin)屬部件(jian)是由銅(tong)或鋁制成(cheng)的(de)(de)(de)，因為它們具(ju)有(you)極(ji)好(hao)的(de)(de)(de)導電(dian)(dian)性。這些高(gao)反射性的(de)(de)(de)材(cai)料曾經給激光加工帶(dai)來了挑(tiao)戰，但現在(zai)先進的(de)(de)(de)高(gao)亮(liang)度激光技(ji)術已經成(cheng)功地解決了這個問題，使焊(han)接相同和(he)(he)不同的(de)(de)(de)材(cai)料成(cheng)為可能。

激光切割在電極切割中具有突出的優勢

所(suo)述鋰電(dian)池電(dian)極(ji)(ji)(ji)由兩側涂(tu)有活性材料的(de)鋁和銅片組成，作(zuo)為集電(dian)極(ji)(ji)(ji)液(ye)。金屬板的(de)厚(hou)度從0.01mm(無(wu)涂(tu)層)到0.2mm(有涂(tu)層)不(bu)等(deng)，這(zhe)取決(jue)于(yu)單(dan)元(yuan)的(de)設計(ji)(圓筒或平板)和電(dian)極(ji)(ji)(ji)的(de)類型(陰極(ji)(ji)(ji)或陽(yang)極(ji)(ji)(ji))。模切(qie)(qie)(qie)用(yong)于(yu)加工(gong)平面(mian)電(dian)極(ji)(ji)(ji)，旋轉刀(dao)切(qie)(qie)(qie)割用(yong)于(yu)切(qie)(qie)(qie)割圓柱形單(dan)元(yuan)的(de)電(dian)極(ji)(ji)(ji)板條。這(zhe)兩種(zhong)(zhong)方(fang)法都需(xu)要相對昂貴的(de)切(qie)(qie)(qie)削刀(dao)具，過(guo)度的(de)磨損會導致過(guo)程不(bu)穩(wen)定和切(qie)(qie)(qie)削質量差。特別是，刀(dao)片和微米級材料的(de)任何輕微彎曲(qu)都可能導致整個系統短路和災難性故(gu)障(zhang)。因(yin)此，這(zhe)種(zhong)(zhong)方(fang)法需(xu)要經常維(wei)護和更換工(gong)具。

在高(gao)速加工(gong)中，電極材料的(de)激光(guang)(guang)切割(ge)已被證明在質量和(he)成本上(shang)優(you)(you)于機械(xie)切割(ge)。圓盤和(he)光(guang)(guang)纖激光(guang)(guang)器提供高(gao)光(guang)(guang)束質量為(wei)更小的(de)光(guang)(guang)斑尺寸和(he)更高(gao)的(de)功率(lv)密(mi)度切割(ge)高(gao)反射銅(tong)和(he)鋁板(ban)。采用(yong)單模光(guang)(guang)纖激光(guang)(guang)器可優(you)(you)化(hua)工(gong)藝，獲得良(liang)好的(de)切割(ge)質量。在50W - 200W相對較低的(de)功率(lv)范(fan)圍內，需要實現大于10 m/min的(de)切削速度。部(bu)分研(yan)究結果表明，非接觸(chu)式激光(guang)(guang)切割(ge)技(ji)術(shu)有潛力(li)成為(wei)傳統切割(ge)技(ji)術(shu)的(de)有力(li)競爭對手。前者具有刀具無磨損、靈活性高(gao)、切削質量一致等優(you)(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

高反射銅材料的(de)激(ji)光焊接(jie)是激(ji)光和(he)工(gong)(gong)藝設計的(de)難點，因為(wei)(wei)高非線性的(de)激(ji)光束與材料相互(hu)作用，使(shi)得加(jia)工(gong)(gong)過程非常(chang)嚴格(ge)，限制了加(jia)工(gong)(gong)的(de)重復性。目前(qian)，在(zai)銅表面鍍鎳或添加(jia)一層鎳是為(wei)(wei)了提高釬焊過程的(de)能量(liang)吸收(shou)和(he)工(gong)(gong)藝穩(wen)定性。該研(yan)究(jiu)中(zhong)心研(yan)究(jiu)了Nd:YAG、光盤和(he)光纖激(ji)光器用于(yu)各(ge)種電池(chi)組件(jian)的(de)連續和(he)脈(mo)沖激(ji)光焊接(jie)工(gong)(gong)藝，功(gong)率范圍從500瓦到幾(ji)千(qian)瓦。這些激(ji)光器提供了建立熔接(jie)工(gong)(gong)藝所(suo)需的(de)功(gong)率密度，并實現(xian)了高速焊接(jie)和(he)低成本(ben)大批量(liang)生(sheng)產所(suo)需的(de)短(duan)周(zhou)期時間。

鋰電池(chi)作為新(xin)能(neng)源汽(qi)(qi)車的(de)核心部件，直接決定著(zhu)汽(qi)(qi)車的(de)壽(shou)命。伴隨著(zhu)新(xin)能(neng)源汽(qi)(qi)車市場(chang)的(de)逐日興起，激光切(qie)割機在未來具有(you)巨(ju)大的(de)市場(chang)潛力。