激光加工在鋰電池生產(chǎn)中有什么優(yōu)勢(shì)

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(chǎn)中有什么優(yōu)勢(shì)?鋰電池加工生產(chǎn)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。而鋰電池激光加工技術(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。激光技術(shù)正成為鋰電池加工最優(yōu)方案。

　　激光加工在鋰電池生產(chǎn)中有什么優(yōu)勢(shì)？

　　由于對(duì)精確性、可控性和加工機(jī)器的質(zhì)量要求較高，金屬箔分切，金屬箔切割，標(biāo)簽清洗和隔離膜切割等環(huán)節(jié)更適合使用激光進(jìn)行加工。與傳統(tǒng)的機(jī)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(zhì)量控制、精確性更高和運(yùn)營(yíng)成本較低等優(yōu)勢(shì)。而鋰電池因?yàn)槠鋬?yōu)異的性能，被廣泛應(yīng)用于電子品消費(fèi)、機(jī)動(dòng)車和能源市場(chǎng)，它的生產(chǎn)技術(shù)革新顯得尤為重要。

　　鋰電加工過程對(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，可能引起電池過熱、短路、爆炸等危險(xiǎn)問題。為了避免危險(xiǎn)，使用激光進(jìn)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(dǎo)電性、強(qiáng)度、氣密性、金屬疲勞和耐腐蝕性，是典型的電池焊接質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。焊接方法和焊接工藝的選用，將直接影響電池的成本、質(zhì)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(huán)保等優(yōu)勢(shì)，成為了很多焊接任務(wù)的首選方案。

　　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。

　　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)條狀的陽極膜和陰極膜切割成需要的形狀。根據(jù)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。

　　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)。

　　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。

　　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(duì)非激光照射部位沒有或影響極小，因此，其熱影響區(qū)小，工件熱變形小，后續(xù)加工量小。

　　7、可以對(duì)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(diǎn)的材料。

　　當(dāng)今社會(huì)對(duì)節(jié)能減排的追求，一直在驅(qū)動(dòng)電池技術(shù)的革新，尤其是生產(chǎn)技術(shù)的革新。而鋰電池因?yàn)槠鋬?yōu)異的性能，被廣泛應(yīng)用于電子品消費(fèi)、機(jī)動(dòng)車和能源市場(chǎng)，它的生產(chǎn)技術(shù)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(jīng)過透鏡聚焦后在焦點(diǎn)上達(dá)到很高的能量密度，靠光熱效應(yīng)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(duì)材料進(jìn)行各種加工，如打孔、切割、劃片、焊接、熱處理等。

　　某些具有亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)的物質(zhì)，在外來光子的激發(fā)下會(huì)吸收光能，使處于高能級(jí)原子的數(shù)目大于低能級(jí)原子的數(shù)目--粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，若有一束光照射，光子的能量等于這兩個(gè)能相對(duì)應(yīng)的差，這時(shí)就會(huì)產(chǎn)生受激輻射，輸出大量的光能。從全球激光產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域來看，鋰電池材料加工行業(yè)仍是其主要的應(yīng)用市場(chǎng)，占比為35.2%;通信行業(yè)排名第二，其所占比重為30.6%;另外，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)行業(yè)占據(jù)第三位，其所占比重為12.6%。

　　與傳統(tǒng)加工技術(shù)相比，激光加工技術(shù)具有材料浪費(fèi)少、在規(guī)?；a(chǎn)中成本效應(yīng)明顯、對(duì)加工對(duì)象具有很強(qiáng)的適應(yīng)性等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。

　　以上就是激光加工在鋰電池生產(chǎn)中的優(yōu)勢(shì)。不同材料焊接技術(shù)、全密封的封裝、本地化加工、高精度、一致的質(zhì)量以及高生產(chǎn)率等都是實(shí)現(xiàn)電池高效率制造的關(guān)鍵因素。先進(jìn)的激光系統(tǒng)結(jié)合創(chuàng)新的加工技術(shù)能為大批量鋰電池生產(chǎn)中的許多應(yīng)用提供具有成本效率的方案。