激光加工在锂电池生产中有什么优势

来源：存能电气  日期：2019-03-21 08:57  浏览量：次

　　激光加工在锂电池生产中有什么优势?锂电池加工生产制造设备一般为前端设备、中端设备、后端设备三种，其设备精度和自动化水平将会直接影响产品的生产效率和一致性。而锂电池激光加工技术作为一种替代传统焊接技术已广泛应用于锂电制造设备之中。激光技术正成为锂电池加工最优方案。

　　激光加工在锂电池生产中有什么优势？

　　由于对精确性、可控性和加工机器的质量要求较高，金属箔分切，金属箔切割，标签清洗和隔离膜切割等环节更适合使用激光进行加工。与传统的机械加工相比，激光锂电池加工拥有无工具磨损、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。而锂电池因为其优异的性能，被广泛应用于电子品消费、机动车和能源市场，它的生产技术革新显得尤为重要。

　　锂电加工过程对精确性、可控性和加工机器的质量要求较高。而模切刀在使用过程中，会不可避免地出现磨损，进而掉落粉尘、产生毛刺，可能引起电池过热、短路、爆炸等危险问题。为了避免危险，使用激光进行加工更适合。

　　从锂电池电芯的制造到电池PACK成组，焊接都是一道很重要的制造工序，锂电池的导电性、强度、气密性、金属疲劳和耐腐蚀性，是典型的电池焊接质量评价标准。焊接方法和焊接工艺的选用，将直接影响电池的成本、质量、安全以及电池的一致性。激光焊接凭借焊接安全可靠、工艺精密、环保等优势，成为了很多焊接任务的首选方案。

　　金属箔分切：

　　金属箔分切环节是指根据锂电池的设计，将一卷金属箔沿长边切成细长条。适用于该环节的是红外脉冲激光，可以高速高质量地分切电极镀层。如果对分切宽度和质量有更精密的要求，也可以考虑脉冲绿光和紫外光。

　　金属箔切割：

　　金属箔切割环节是指参照锂电池的设计，将细长条状的阳极膜和阴极膜切割成需要的形状。根据电池设计不同以及金属箔卷是否完整镀膜，可以选择或调整光束使之切割镀层或仅切割金属箔。该环节适用的激光器与铝箔分切环节相同。

　　标签清洗：

　　特定情况下，需要移除石墨和锂金属氧化物以显露出裸铜或铝箔标签。该步骤的关键在于移除镀膜材料的同时不损害其下方的金属箔。脉冲红外激光最适合该环节。

　　隔离膜切割：

　　与铝箔切割类似，覆盖膜也要参照锂电池设计切割成需要的形状。因为隔离膜由有机化合物构成，脉冲紫外激光是最合适的选择。

　　激光加工锂电池的特点：

　　1、速度快、深度大、变形小。

　　2、能在室温或特殊条件下进行焊接，焊接设备装置简单。例如，激光通过电磁场，光束不会偏移；激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊，并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。

　　3、可焊接难熔材料如钛、石英等，并能对异性材料施焊，效果良好。

　　4、激光聚焦后，功率密度高，在高功率器件焊接时，深宽比可达5：1，高可达10：1。

　　5、可进行微型焊接。激光束经聚焦后可获得很小的光斑，且能定位，可应用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中。

　　6、锂电池激光加工过程中，激光束能量密度高，加工速度快，并且是局部加工，对非激光照射部位没有或影响极小，因此，其热影响区小，工件热变形小，后续加工量小。

　　7、可以对多种金属、非金属加工，特别是可以加工高硬度、高脆性及高熔点的材料。

　　当今社会对节能减排的追求，一直在驱动电池技术的革新，尤其是生产技术的革新。而锂电池因为其优异的性能，被广泛应用于电子品消费、机动车和能源市场，它的生产技术革新显得尤为重要。

　　什么是激光加工？

　　激光加工是利用光的能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度，靠光热效应来加工的。激光加工不需要工具、加工速度快、表面变形小，可加工各种材料。用激光束对材料进行各种加工，如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。

　　某些具有亚稳态能级的物质，在外来光子的激发下会吸收光能，使处于高能级原子的数目大于低能级原子的数目--粒子数反转，若有一束光照射，光子的能量等于这两个能相对应的差，这时就会产生受激辐射，输出大量的光能。从全球激光产品的应用领域来看，锂电池材料加工行业仍是其主要的应用市场，占比为35.2%;通信行业排名第二，其所占比重为30.6%;另外，数据存储行业占据第三位，其所占比重为12.6%。

　　与传统加工技术相比，激光加工技术具有材料浪费少、在规模化生产中成本效应明显、对加工对象具有很强的适应性等优势特点。

　　以上就是激光加工在锂电池生产中的优势。不同材料焊接技术、全密封的封装、本地化加工、高精度、一致的质量以及高生产率等都是实现电池高效率制造的关键因素。先进的激光系统结合创新的加工技术能为大批量锂电池生产中的许多应用提供具有成本效率的方案。