激光加工在鋰電池生產(chǎn)中的應(yīng)用和特點(diǎn)。鋰電池的生產(chǎn)步驟是典型的“roll-to-roll”過(guò)程，需經(jīng)歷兩道加工步驟——薄膜到單個(gè)電池、以及單個(gè)鋰電池組裝成電池系統(tǒng)。對(duì)精確性、可控性和加工機(jī)器的質(zhì)量要求較高。本文存能電氣小編就來(lái)談?wù)劶す饧庸ぴ阡囯姵厣a(chǎn)中的應(yīng)用。

激光加工在鋰電池生產(chǎn)中的應(yīng)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(dòng)化水平將會(huì)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(yīng)用于鋰電制造設(shè)備之中。

①金屬箔分切

金屬箔分切環(huán)節(jié)是指根據(jù)鋰電池的設(shè)計(jì)，將一卷金屬箔沿長(zhǎng)邊切成細(xì)長(zhǎng)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(duì)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。

②金屬箔切割

金屬箔切割環(huán)節(jié)是指參照鋰電池的設(shè)計(jì)，將細(xì)長(zhǎng)條狀的陽(yáng)極膜和陰極膜切割成需要的形狀。根據(jù)鋰電池設(shè)計(jì)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。

③標(biāo)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(biāo)簽。該步驟的關(guān)鍵在于移除鍍膜材料的同時(shí)不損害其下方的金屬箔。脈沖紅外激光最適合該環(huán)節(jié)。

④隔離膜切割

與鋁箔切割類似，覆蓋膜也要參照鋰電池設(shè)計(jì)切割成需要的形狀。因?yàn)楦綦x膜由有機(jī)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(guò)程對(duì)精確性、可控性和加工機(jī)器的質(zhì)量要求較高。而模切刀在使用過(guò)程中，會(huì)不可避免地出現(xiàn)磨損，進(jìn)而掉落粉塵、產(chǎn)生毛刺，可能引起電池過(guò)熱、短路、爆炸等危險(xiǎn)問(wèn)題。為了避免危險(xiǎn)，使用激光進(jìn)行加工更適合。相比傳統(tǒng)機(jī)械加工，激光優(yōu)勢(shì)在于加工擁有無(wú)工具磨損、切割形狀靈活、邊緣質(zhì)量控制、精確性更高和運(yùn)營(yíng)成本較低等。

相對(duì)于傳統(tǒng)的模切方式，高功率、在線式激光切割無(wú)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(guò)程中的尺寸可自由掌控。同時(shí)，無(wú)污染、無(wú)耗材、速度更快的激光清洗也開始替代傳統(tǒng)化學(xué)方法，應(yīng)用在鋰電池的生產(chǎn)中，這將成為鋰電池行業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向。

激光加工鋰電池的特點(diǎn)

1、速度快、深度大、變形小。

2、能在室溫或特殊條件下進(jìn)行焊接，焊接設(shè)備裝置簡(jiǎn)單。例如，激光通過(guò)電磁場(chǎng)，光束不會(huì)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(guò)玻璃或?qū)馐该鞯牟牧线M(jìn)行焊接。

3、可焊接難熔材料如鈦、石英等，并能對(duì)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(shí)，深寬比可達(dá)5：1，高可達(dá)10：1。

5、可進(jìn)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(yīng)用于大批量自動(dòng)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(yīng)用于手機(jī)、移動(dòng)電源與電動(dòng)汽車領(lǐng)域，并在前兩大領(lǐng)域應(yīng)用成熟，而因?yàn)殇囯姵厝萘颗c體積成正比，目前的鋰電池技術(shù)無(wú)法完美解決電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航與電池大小的問(wèn)題，因此電動(dòng)汽車與動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)一直未得到消費(fèi)者的認(rèn)可，這讓許多動(dòng)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(jìn)展，加上政府對(duì)動(dòng)力鋰電池的推廣與補(bǔ)貼，未來(lái)該產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)發(fā)展良機(jī)。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院提供《中國(guó)鋰電池行業(yè)市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》指出，未來(lái)鋰電池需求量將大大提高，預(yù)計(jì)到2018年，鋰電池產(chǎn)值將達(dá)860億美元。新一代鋰電池組裝加工技術(shù)將促進(jìn)鋰電池市場(chǎng)快速發(fā)展，并為鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈廠商提供發(fā)展良機(jī)。

鋰電池加工生產(chǎn)現(xiàn)在有強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)生產(chǎn)工藝和測(cè)試的要求是很高的，如果加工和儲(chǔ)存過(guò)程中處理不當(dāng)，很容易發(fā)生爆炸燃燒等問(wèn)題，還可能造成人員傷亡。