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近年來，新(xin)能(neng)源(yuan)汽車如雨后(hou)春(chun)筍般涌現。與傳統燃料汽車相比，新(xin)能(neng)源(yuan)汽車使用(yong)鋰(li)電池(chi)作為動(dong)力源(yuan)。

鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)是一種二(er)次(可(ke)充電(dian))電(dian)池(chi)，依靠鋰(li)離(li)子(zi)在正極和負極之(zhi)間移動(dong)(dong)。鋰(li)電(dian)池(chi)作為(wei)一種新(xin)(xin)型(xing)清潔能源，不(bu)僅可(ke)以為(wei)新(xin)(xin)能源汽車(che)提供(gong)動(dong)(dong)力(li)，還可(ke)以為(wei)電(dian)動(dong)(dong)火車(che)、電(dian)動(dong)(dong)自行車(che)、高爾夫(fu)球車(che)等產品提供(gong)動(dong)(dong)力(li)。

鋰(li)離(li)子電(dian)(dian)池的生產與制造(zao)是緊密相(xiang)連的。一般來說，鋰(li)電(dian)(dian)池的生產包括三個部分:電(dian)(dian)極的制造(zao)、電(dian)(dian)池的制造(zao)和電(dian)(dian)池的組(zu)裝。激光切割是這三個工序(xu)中的關鍵工序(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，激光加工具有(you)無(wu)刀磨損、切削形狀靈活、刃口(kou)質量(liang)控制、精(jing)度(du)高(gao)、運行成(cheng)本(ben)低等(deng)優(you)點，有(you)利(li)于降(jiang)低制造成(cheng)本(ben)，提(ti)高(gao)生產效(xiao)率，大大縮短新產品的模切周(zhou)期(qi)。

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)材料焊接工藝(yi)、全密(mi)封(feng)包裝、本(ben)地(di)化加工、高(gao)精度(du)、質量一致性(xing)、高(gao)生(sheng)產率(lv)是實現高(gao)效(xiao)電池制(zhi)造(zao)的(de)(de)關鍵因素。先進的(de)(de)激(ji)光系(xi)統結(jie)合創新(xin)的(de)(de)加工技術，為(wei)大(da)量生(sheng)產鋰電池的(de)(de)許多應用提供(gong)經濟有效(xiao)的(de)(de)解(jie)決(jue)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)極的(de)(de)生產和(he)電(dian)(dian)池單元和(he)模塊的(de)(de)組(zu)裝中，需要進行許多切(qie)割、焊接(jie)和(he)密封(feng)操作。潛(qian)在的(de)(de)激(ji)光應用包(bao)括(kuo)電(dian)(dian)極切(qie)割、內(nei)部元件(jian)與(yu)電(dian)(dian)極和(he)極端電(dian)(dian)的(de)(de)焊接(jie)，以及(ji)電(dian)(dian)池外(wai)殼的(de)(de)密封(feng)。大多數金屬部件(jian)是由銅(tong)或鋁制成的(de)(de)，因為它們具有極好的(de)(de)導電(dian)(dian)性。這些高反射性的(de)(de)材(cai)料(liao)曾經(jing)給激(ji)光加工帶(dai)來了挑戰，但現在先進的(de)(de)高亮(liang)度(du)激(ji)光技術已經(jing)成功地解決了這個問題，使(shi)焊接(jie)相同和(he)不同的(de)(de)材(cai)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(shu)鋰(li)電池電極(ji)(ji)由兩側涂有(you)(you)活性材料的(de)鋁和(he)(he)銅片組(zu)成(cheng)，作(zuo)為集電極(ji)(ji)液。金屬板(ban)的(de)厚度(du)從0.01mm(無涂層)到0.2mm(有(you)(you)涂層)不(bu)(bu)等，這取決于(yu)(yu)單元的(de)設計(ji)(圓筒或(huo)平板(ban))和(he)(he)電極(ji)(ji)的(de)類型(陰極(ji)(ji)或(huo)陽極(ji)(ji))。模切(qie)用于(yu)(yu)加工平面電極(ji)(ji)，旋(xuan)轉刀(dao)切(qie)割用于(yu)(yu)切(qie)割圓柱形單元的(de)電極(ji)(ji)板(ban)條。這兩種方法(fa)都需(xu)要(yao)相對昂貴的(de)切(qie)削(xue)刀(dao)具，過度(du)的(de)磨損(sun)會導致(zhi)過程不(bu)(bu)穩定和(he)(he)切(qie)削(xue)質量(liang)差。特別是(shi)，刀(dao)片和(he)(he)微米(mi)級材料的(de)任何輕(qing)微彎曲都可能導致(zhi)整個(ge)系統短路和(he)(he)災難性故障。因(yin)此，這種方法(fa)需(xu)要(yao)經常維護和(he)(he)更換(huan)工具。

在(zai)高(gao)速(su)加(jia)工中，電極材料的(de)激光(guang)切(qie)(qie)割已被證明在(zai)質(zhi)量(liang)和(he)成(cheng)本上(shang)優于(yu)機械切(qie)(qie)割。圓盤和(he)光(guang)纖(xian)(xian)激光(guang)器(qi)(qi)提供(gong)高(gao)光(guang)束質(zhi)量(liang)為(wei)更小的(de)光(guang)斑尺寸和(he)更高(gao)的(de)功(gong)率密(mi)度切(qie)(qie)割高(gao)反射銅和(he)鋁板。采用單模光(guang)纖(xian)(xian)激光(guang)器(qi)(qi)可優化工藝，獲得良好的(de)切(qie)(qie)割質(zhi)量(liang)。在(zai)50W - 200W相對較低的(de)功(gong)率范圍內，需要實(shi)現(xian)大于(yu)10 m/min的(de)切(qie)(qie)削(xue)速(su)度。部分(fen)研究結果(guo)表(biao)明，非接(jie)觸(chu)式(shi)激光(guang)切(qie)(qie)割技術有(you)潛(qian)力成(cheng)為(wei)傳(chuan)統切(qie)(qie)割技術的(de)有(you)力競爭(zheng)對手。前(qian)者具(ju)有(you)刀具(ju)無磨損、靈活(huo)性高(gao)、切(qie)(qie)削(xue)質(zhi)量(liang)一(yi)致等優點。

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(gao)(gao)反射銅材(cai)料的(de)激(ji)光(guang)焊接是激(ji)光(guang)和(he)工(gong)(gong)(gong)藝設計(ji)的(de)難點，因(yin)為高(gao)(gao)非(fei)線性的(de)激(ji)光(guang)束(shu)與材(cai)料相互作用(yong)，使(shi)得加工(gong)(gong)(gong)過(guo)程非(fei)常嚴格，限制了(le)(le)(le)(le)加工(gong)(gong)(gong)的(de)重(zhong)復性。目(mu)前(qian)，在銅表(biao)面鍍鎳或添加一(yi)層鎳是為了(le)(le)(le)(le)提(ti)高(gao)(gao)釬焊過(guo)程的(de)能量(liang)吸收和(he)工(gong)(gong)(gong)藝穩定性。該研(yan)究中心研(yan)究了(le)(le)(le)(le)Nd:YAG、光(guang)盤和(he)光(guang)纖激(ji)光(guang)器用(yong)于各種電池組件的(de)連(lian)續和(he)脈(mo)沖(chong)激(ji)光(guang)焊接工(gong)(gong)(gong)藝，功率范圍從500瓦(wa)到幾千(qian)瓦(wa)。這些激(ji)光(guang)器提(ti)供了(le)(le)(le)(le)建立熔(rong)接工(gong)(gong)(gong)藝所需的(de)功率密度，并實現了(le)(le)(le)(le)高(gao)(gao)速焊接和(he)低成本大(da)批量(liang)生(sheng)產所需的(de)短周期時(shi)間(jian)。

鋰電池(chi)作為新能源(yuan)汽車的核心部(bu)件，直接決(jue)定著汽車的壽命。伴隨著新能源(yuan)汽車市場的逐日興起，激(ji)光(guang)切割(ge)機在未來具有巨大的市場潛力。