激光加工在鋰電池生產中有什么優勢

來源：存能電氣  日期：2019-03-21 08:57  瀏覽量：次

　　激光加工在鋰電池生產中有什么優勢?鋰電池加工生產制造設備一般為前端設備、中端設備、后端設備三種，其設備精度和自動化水平將會直接影響產品的生產效率和一致性。而鋰電池激光加工技術作為一種替代傳統焊接技術已廣泛應用于鋰電制造設備之中。激光技術正成為鋰電池加工最優方案。

　　激光加工在鋰電池生產中有什么優勢？

　　由于對精確性、可控性和加工機器的質量要求較高，金屬箔分切，金屬箔切割，標簽清洗和隔離膜切割等環節更適合使用激光進行加工。與傳統的機械加工相比，激光鋰電池加工擁有無工具磨損、切割形狀靈活、邊緣質量控制、精確性更高和運營成本較低等優勢。而鋰電池因為其優異的性能，被廣泛應用于電子品消費、機動車和能源市場，它的生產技術革新顯得尤為重要。

　　鋰電加工過程對精確性、可控性和加工機器的質量要求較高。而模切刀在使用過程中，會不可避免地出現磨損，進而掉落粉塵、產生毛刺，可能引起電池過熱、短路、爆炸等危險問題。為了避免危險，使用激光進行加工更適合。

　　從鋰電池電芯的制造到電池PACK成組，焊接都是一道很重要的制造工序，鋰電池的導電性、強度、氣密性、金屬疲勞和耐腐蝕性，是典型的電池焊接質量評價標準。焊接方法和焊接工藝的選用，將直接影響電池的成本、質量、安全以及電池的一致性。激光焊接憑借焊接安全可靠、工藝精密、環保等優勢，成為了很多焊接任務的首選方案。

　　金屬箔分切：

　　金屬箔分切環節是指根據鋰電池的設計，將一卷金屬箔沿長邊切成細長條。適用于該環節的是紅外脈沖激光，可以高速高質量地分切電極鍍層。如果對分切寬度和質量有更精密的要求，也可以考慮脈沖綠光和紫外光。

　　金屬箔切割：

　　金屬箔切割環節是指參照鋰電池的設計，將細長條狀的陽極膜和陰極膜切割成需要的形狀。根據電池設計不同以及金屬箔卷是否完整鍍膜，可以選擇或調整光束使之切割鍍層或僅切割金屬箔。該環節適用的激光器與鋁箔分切環節相同。

　　標簽清洗：

　　特定情況下，需要移除石墨和鋰金屬氧化物以顯露出裸銅或鋁箔標簽。該步驟的關鍵在于移除鍍膜材料的同時不損害其下方的金屬箔。脈沖紅外激光最適合該環節。

　　隔離膜切割：

　　與鋁箔切割類似，覆蓋膜也要參照鋰電池設計切割成需要的形狀。因為隔離膜由有機化合物構成，脈沖紫外激光是最合適的選擇。

　　激光加工鋰電池的特點：

　　1、速度快、深度大、變形小。

　　2、能在室溫或特殊條件下進行焊接，焊接設備裝置簡單。例如，激光通過電磁場，光束不會偏移；激光在真空、空氣及某種氣體環境中均能施焊，并能通過玻璃或對光束透明的材料進行焊接。

　　3、可焊接難熔材料如鈦、石英等，并能對異性材料施焊，效果良好。

　　4、激光聚焦后，功率密度高，在高功率器件焊接時，深寬比可達5：1，高可達10：1。

　　5、可進行微型焊接。激光束經聚焦后可獲得很小的光斑，且能定位，可應用于大批量自動化生產的微、小型工件的組焊中。

　　6、鋰電池激光加工過程中，激光束能量密度高，加工速度快，并且是局部加工，對非激光照射部位沒有或影響極小，因此，其熱影響區小，工件熱變形小，后續加工量小。

　　7、可以對多種金屬、非金屬加工，特別是可以加工高硬度、高脆性及高熔點的材料。

　　當今社會對節能減排的追求，一直在驅動電池技術的革新，尤其是生產技術的革新。而鋰電池因為其優異的性能，被廣泛應用于電子品消費、機動車和能源市場，它的生產技術革新顯得尤為重要。

　　什么是激光加工？

　　激光加工是利用光的能量經過透鏡聚焦后在焦點上達到很高的能量密度，靠光熱效應來加工的。激光加工不需要工具、加工速度快、表面變形小，可加工各種材料。用激光束對材料進行各種加工，如打孔、切割、劃片、焊接、熱處理等。

　　某些具有亞穩態能級的物質，在外來光子的激發下會吸收光能，使處于高能級原子的數目大于低能級原子的數目--粒子數反轉，若有一束光照射，光子的能量等于這兩個能相對應的差，這時就會產生受激輻射，輸出大量的光能。從全球激光產品的應用領域來看，鋰電池材料加工行業仍是其主要的應用市場，占比為35.2%;通信行業排名第二，其所占比重為30.6%;另外，數據存儲行業占據第三位，其所占比重為12.6%。

　　與傳統加工技術相比，激光加工技術具有材料浪費少、在規模化生產中成本效應明顯、對加工對象具有很強的適應性等優勢特點。

　　以上就是激光加工在鋰電池生產中的優勢。不同材料焊接技術、全密封的封裝、本地化加工、高精度、一致的質量以及高生產率等都是實現電池高效率制造的關鍵因素。先進的激光系統結合創新的加工技術能為大批量鋰電池生產中的許多應用提供具有成本效率的方案。