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激光在新能源锂电池制造中的4大应用

                           发表日期:2022-6-25

动力电池是新能源汽车核心部件,锂电池质量直接决定新能源汽车的性能,因此对其制造工序、生产设备有极高的精度要求。锂电池生产制造是由一道道工序连接而成,其生产过程主要分为极片制造、电芯制作以及电池组装三部分。

激光技术作为先进的“光”制造工具,以其高效精密、灵活、可靠稳定、焊材损耗小、自动化和安全程度高等特点,在动力电池产线的前、中、后段加工过程中发挥重要作用。

激光锂电设备:用于前中后段加工,动力电池产线标配。 

应用环节:涵盖锂电多个工序,激光切割/激光焊接/激光打标/激光清洗等,助力电池性能及生产效率提升。

激光焊接

激光焊接是利用激光束对物体进行融化并实现焊接的工艺,在新能源汽车的锂电池和电池组的制造过程中,有20多道工序需要通过焊接的方式实现导电连接或者密封。

具体来看,激光焊接应用工艺包括:

(一)极片制作工段-前段:激光切割工艺应用于极片及隔膜分切环节。

(二)电芯组装工段-中段:激光焊接工艺应用于壳体、顶盖、密封钉、极耳等焊接环节。

(三)后处理工段-后段:电池PACK模组时的连接片焊接。

激光切割

激光切割是利用高功率密度激光束来实现切割的工艺。激光切割具有无物理磨损、切割形状灵活、边缘质量控制、精确性更高和运营成本较低等优势,有利于降低制造成本、提高生产效率、大幅缩短新产品模切周期。

激光切割应用领域极耳切割成型极片分切隔膜分切
切割对象极耳是电池正负极引出的金属导电体,充分放电时会跟外界接触锂离子电池经过浆料涂敷,干燥和辊压之后,形成集流体及两面涂层的三层符合结构隔膜采用塑料膜制成,承担防止短路及过热时阻隔电池中电流传导的功能
切割工艺激光在极片上切割出正负极耳朵,极耳对齐度,尺寸,粉尘毛刺等将引起自放电或短路利用激光束照射电池极片,使极片迅速形成孔洞,光束移动使孔洞连续形成切缝隔膜卷料经分切工序分割成符合要求的规格尺寸和品质要求的卷料
激光切割优势激光切割能实现无耗材,速度快,切割质量稳定,设计灵活性高,适用于不同种类和规格的电池激光切割具有生产效率高,工艺稳定性好的特点隔离膜是有机化合物构成,采用激光切割效果良好

激光切割具体应用工艺:

在动力电池生产中主要应用于前段工序的电池极片制造环节。

包括正负极的激光极耳切割成型、激光极片切割、激光极片分条,以及隔膜的激光切割;其中,激光极耳成型是目前激光切割在锂电池制造领域最主要的应用。

激光打标

为更好地把控产品品质,追溯锂电池的全程生产信息,需要将关键信息(包括原料信息、生产过程和工艺、产品批次、生产厂家及日期等)存储在二维码内并在电池上进行标识。

传统的油墨喷打码技术存在易摩擦,长时间容易缺失信息等问题,而激光打标具有永久性强、防伪性高、精度高、耐磨性强、安全可靠等特点,可以为产品品质追踪提供最佳的解决方案。

激光清洗

在锂电池制造工艺中,在焊接极耳之前,需要先清洗掉待焊极耳区域的涂层。去除涂层的方法主要有机械刮除、贴发泡胶和激光清洗。

其中机械刮除法容易损伤极片,并且难以保证涂层清除干净;贴发泡胶法工序较多,生产成本高,且不适用于阳极水性浆料。

而激光清洗具有绿色、高效、清洗效果好、对铜箔损伤小等优点,被公认为是用于去除锂电池阳极极片正反面的涂膜,使铜箔裸露直接进行极耳焊接的优选方法。

作为一种高精密的生产工艺,激光技术的应用有效提高了动力电池安全性、可靠性和使用寿命。动力电池能量密度及安全性能、生产自动化要求逐步提升,对生产设备的精度、安全性以及一致性提出高要求。

国内新能源动力电池迎来产能扩张期,小蓝动力导轨应用于激光切割设备、激光焊接设备、锂电池自动叠片机、锂电池自动化封装设备等,迎合锂电扩产潮,以体积小、结构简单、高度自动化、高性价比优势,可全面替代丝杆模组,提升锂电设备精度、产能和生产效率。

Cr: 激光制造网

       
   
 

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