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近年來，新能(neng)源汽車如(ru)雨后春(chun)筍般涌現(xian)。與傳(chuan)統燃料汽車相比(bi)，新能(neng)源汽車使用鋰電池作(zuo)為動力源。

鋰(li)離子(zi)電(dian)(dian)池是一種二次(可充電(dian)(dian))電(dian)(dian)池，依靠鋰(li)離子(zi)在正極(ji)和(he)負極(ji)之間移動(dong)。鋰(li)電(dian)(dian)池作為(wei)(wei)一種新(xin)型清潔(jie)能源，不僅可以為(wei)(wei)新(xin)能源汽車(che)提(ti)供(gong)動(dong)力，還可以為(wei)(wei)電(dian)(dian)動(dong)火車(che)、電(dian)(dian)動(dong)自行車(che)、高爾夫球車(che)等(deng)產品(pin)提(ti)供(gong)動(dong)力。

鋰離(li)子電(dian)池的(de)(de)生產與制造(zao)是緊(jin)密(mi)相連(lian)的(de)(de)。一般來說，鋰電(dian)池的(de)(de)生產包括三(san)個(ge)部分(fen):電(dian)極的(de)(de)制造(zao)、電(dian)池的(de)(de)制造(zao)和電(dian)池的(de)(de)組裝。激光切(qie)割是這(zhe)三(san)個(ge)工(gong)序(xu)中的(de)(de)關鍵工(gong)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)無刀磨損、切削形狀靈活、刃口質量控制(zhi)、精度高、運(yun)行成本低等優點，有(you)利(li)于降低制(zhi)造成本，提(ti)高生產效率，大大縮短(duan)新產品(pin)的模(mo)切周(zhou)期。

激光焊接為大規模生產鋰電池提供了解決方案

不同的材料焊接工藝、全密封包裝(zhuang)、本地化加工、高(gao)精度、質(zhi)量一(yi)致性、高(gao)生(sheng)產率是實現高(gao)效電(dian)池制造的關鍵(jian)因素。先進的激光系統結合(he)創新的加工技術，為(wei)大量生(sheng)產鋰電(dian)池的許(xu)多應用(yong)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

在電極(ji)的(de)(de)生產和(he)(he)電池(chi)單元和(he)(he)模(mo)塊的(de)(de)組裝中，需要進行許多切(qie)(qie)割(ge)、焊(han)(han)接(jie)和(he)(he)密封(feng)操作(zuo)。潛在的(de)(de)激(ji)光應用包括電極(ji)切(qie)(qie)割(ge)、內部元件與(yu)電極(ji)和(he)(he)極(ji)端電的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)，以及電池(chi)外殼的(de)(de)密封(feng)。大多數金屬部件是由銅或(huo)鋁(lv)制成(cheng)(cheng)的(de)(de)，因(yin)為它們具有極(ji)好(hao)的(de)(de)導電性。這些高反射性的(de)(de)材(cai)料曾經給激(ji)光加工(gong)帶來(lai)了挑戰，但現在先進的(de)(de)高亮度激(ji)光技術已經成(cheng)(cheng)功地解(jie)決了這個問(wen)題，使焊(han)(han)接(jie)相(xiang)同和(he)(he)不同的(de)(de)材(cai)料成(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(li)電(dian)(dian)池電(dian)(dian)極(ji)由兩側涂(tu)有活性(xing)材料的(de)(de)鋁和(he)銅片組成，作為集電(dian)(dian)極(ji)液。金(jin)屬板(ban)的(de)(de)厚度從0.01mm(無涂(tu)層)到0.2mm(有涂(tu)層)不等，這取決于單元的(de)(de)設計(ji)(圓筒(tong)或平板(ban))和(he)電(dian)(dian)極(ji)的(de)(de)類(lei)型(陰極(ji)或陽極(ji))。模切(qie)用于加工(gong)平面電(dian)(dian)極(ji)，旋轉(zhuan)刀(dao)切(qie)割用于切(qie)割圓柱形單元的(de)(de)電(dian)(dian)極(ji)板(ban)條(tiao)。這兩種(zhong)方法都需要相(xiang)對昂貴的(de)(de)切(qie)削(xue)刀(dao)具，過度的(de)(de)磨損(sun)會導(dao)致(zhi)過程不穩定(ding)和(he)切(qie)削(xue)質量(liang)差。特別是(shi)，刀(dao)片和(he)微米級(ji)材料的(de)(de)任(ren)何輕(qing)微彎曲(qu)都可能導(dao)致(zhi)整個系統短路和(he)災難(nan)性(xing)故障。因此，這種(zhong)方法需要經(jing)常維(wei)護和(he)更(geng)換(huan)工(gong)具。

在(zai)高速(su)加工中，電極材(cai)料的(de)激光(guang)(guang)切(qie)割(ge)已被證明在(zai)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)和(he)成本上(shang)優(you)于機械切(qie)割(ge)。圓盤和(he)光(guang)(guang)纖(xian)激光(guang)(guang)器(qi)提(ti)供高光(guang)(guang)束質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)為(wei)更(geng)小的(de)光(guang)(guang)斑尺寸和(he)更(geng)高的(de)功(gong)率密(mi)度(du)切(qie)割(ge)高反(fan)射(she)銅和(he)鋁板(ban)。采用單模光(guang)(guang)纖(xian)激光(guang)(guang)器(qi)可優(you)化工藝，獲(huo)得(de)良(liang)好的(de)切(qie)割(ge)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)。在(zai)50W - 200W相對較低的(de)功(gong)率范圍(wei)內，需要實現大于10 m/min的(de)切(qie)削(xue)速(su)度(du)。部分研究結(jie)果(guo)表(biao)明，非接觸式(shi)激光(guang)(guang)切(qie)割(ge)技術(shu)有潛力成為(wei)傳統切(qie)割(ge)技術(shu)的(de)有力競(jing)爭(zheng)對手。前者具有刀具無磨損(sun)、靈活性高、切(qie)削(xue)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)一(yi)致等優(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(gao)(gao)反射(she)銅材(cai)料的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)焊(han)接是(shi)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)和工(gong)(gong)藝設計(ji)的(de)(de)難點，因(yin)為高(gao)(gao)非線(xian)性的(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)束與材(cai)料相互作用，使得加(jia)工(gong)(gong)過(guo)程非常嚴(yan)格，限制了(le)加(jia)工(gong)(gong)的(de)(de)重復性。目前，在銅表面(mian)鍍鎳或添加(jia)一層(ceng)鎳是(shi)為了(le)提高(gao)(gao)釬焊(han)過(guo)程的(de)(de)能量(liang)吸(xi)收和工(gong)(gong)藝穩定性。該研(yan)究(jiu)中心研(yan)究(jiu)了(le)Nd:YAG、光(guang)(guang)(guang)盤和光(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器用于各種電池組(zu)件的(de)(de)連續和脈(mo)沖激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)焊(han)接工(gong)(gong)藝，功(gong)率范圍(wei)從500瓦到幾千(qian)瓦。這(zhe)些(xie)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器提供(gong)了(le)建立(li)熔接工(gong)(gong)藝所(suo)需(xu)的(de)(de)功(gong)率密度(du)，并實(shi)現了(le)高(gao)(gao)速(su)焊(han)接和低(di)成本大(da)批量(liang)生產所(suo)需(xu)的(de)(de)短(duan)周期時間。

鋰電池作為新能源汽(qi)車的(de)(de)核心部件，直接決定(ding)著汽(qi)車的(de)(de)壽命。伴(ban)隨著新能源汽(qi)車市場(chang)的(de)(de)逐日(ri)興起，激(ji)光切割機在未來具有巨大的(de)(de)市場(chang)潛力(li)。