激光加工在鋰電池生產(chǎn)中的應用和特點

來源：存能電氣  日期：2019-01-22 14:15  瀏覽量：次

　　激光加工在鋰電池生產(chǎn)中的應用和特點。鋰電池的生產(chǎn)步驟是典型的“roll-to-roll”過程，需經(jīng)歷兩道加工步驟——薄膜到單個電池、以及單個鋰電池組裝成電池系統(tǒng)。對精確性、可控性和加工機器的質(zhì)量要求較高。本文存能電氣小編就來談談激光加工在鋰電池生產(chǎn)中的應用。

　　激光加工在鋰電池生產(chǎn)中的應用

　　鋰電池制造設(shè)備一般為前端設(shè)備、中端設(shè)備、后端設(shè)備三種，其設(shè)備精度和自動化水平將會直接影響產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和一致性。而激光加工技術(shù)作為一種替代傳統(tǒng)焊接技術(shù)已廣泛應用于鋰電制造設(shè)備之中。

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

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

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　　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(guān)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(huán)節(jié)。

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

　　激光技術(shù)正成為鋰電池加工最優(yōu)方案

　　鋰電加工過程對精確性、可控性和加工機器的質(zhì)量要求較高。而模切刀在使用過程中，會不可避免地出現(xiàn)磨損，進而掉落粉塵、產(chǎn)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。相比傳統(tǒng)機械加工，激光優(yōu)勢在于加工擁有無工具磨損、切割形狀靈活、邊緣質(zhì)量控制、精確性更高和運營成本較低等。

　　相對于傳統(tǒng)的模切方式，高功率、在線式激光切割無耗材，大大降低了成本；另外，加工速度更快，能大幅提升生產(chǎn)效率；三是靈活性高，生產(chǎn)過程中的尺寸可自由掌控。同時，無污染、無耗材、速度更快的激光清洗也開始替代傳統(tǒng)化學方法，應用在鋰電池的生產(chǎn)中，這將成為鋰電池行業(yè)未來的發(fā)展方向。

　　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(shè)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(huán)境中均能施焊，并能通過玻璃或?qū)馐该鞯牟牧线M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(jīng)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(chǎn)的微、小型工件的組焊中。

　　鋰電池組裝加工前景：

　　鋰電池目前普遍應用于手機、移動電源與電動汽車領(lǐng)域，并在前兩大領(lǐng)域應用成熟，而因為鋰電池容量與體積成正比，目前的鋰電池技術(shù)無法完美解決電動汽車續(xù)航與電池大小的問題，因此電動汽車與動力鋰電池產(chǎn)業(yè)一直未得到消費者的認可，這讓許多動力鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈(尤其是下游廠商)犯難。

　　隨著新一代鋰電池組裝加工技術(shù)取得的突破性進展，加上政府對動力鋰電池的推廣與補貼，未來該產(chǎn)業(yè)將迎來發(fā)展良機。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院提供《中國鋰電池行業(yè)市場需求預測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》指出，未來鋰電池需求量將大大提高，預計到2018年，鋰電池產(chǎn)值將達860億美元。新一代鋰電池組裝加工技術(shù)將促進鋰電池市場快速發(fā)展，并為鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈廠商提供發(fā)展良機。

　　鋰電池加工生產(chǎn)現(xiàn)在有強制性國家標準要求，對生產(chǎn)工藝和測試的要求是很高的，如果加工和儲存過程中處理不當，很容易發(fā)生爆炸燃燒等問題，還可能造成人員傷亡。所以大家在選擇鋰電池加工組裝廠的時候，一定要選擇大品牌，質(zhì)量可靠有保障的，比如存能電氣。