
2022年全球動力電池和儲(chu) 能電池的總出貨量達812GWh,同比增長86%。2022年我國鋰離子電池產(chan) 量達750GWh,同比增長超過130%,行業(ye) 總產(chan) 值突破1.2萬(wan) 億(yi) 元。在2022年全球動力電池裝機TOP10陣營中,中國企業(ye) 依然穩固占據六席,中國在全球電動汽車動力電池市場繼續保持領先水平。

目前在新能源電池領域的焊接加工主要包括刀片鋰電池焊接、圓柱鋰電池焊接、方殼鋰電池焊接、軟包鋰電池焊接和氫燃料電池焊接等。
動力電池內(nei) 部也是一整個(ge) 複雜的係統,從(cong) 電芯、電池模組、電池包,曆經一道道製造工序,最後組裝成一整個(ge) 動力電池係統。這其中,材料與(yu) 材料、模組與(yu) 模組、電池包結構的連接就涉及到高要求的焊接工藝——激光焊接。
盡管激光焊接技術在動力電池中已得到了廣泛應用,但仍然存在一些亟待攻克的挑戰,其中包括:銅焊接存在外觀不良、飛濺大、虛焊;鋁焊接存在炸孔、飛濺,以及電池製造產(chan) 能不斷提升,現有工藝激光焊接速度需要提升等問題。


當前,全球新能源汽車產(chan) 業(ye) 已進入加速發展新階段,對動力電池技術創新、質量性能等提出更高的要求。接下來,動力電池行業(ye) 將邁入從(cong) “有沒有”到“好不好”的新階段。動力電池產(chan) 業(ye) 的前半程,已經可以滿足市場的基礎需求。動力電池產(chan) 業(ye) 的後半程,是引領市場需求,從(cong) 有到好,與(yu) 產(chan) 業(ye) 一起邁向高質量躍升發展的新階段。
要在動力電池的生產(chan) 製造中實現高標準製造,無論是鋰電工藝本身還是激光應用落地都存在著許多亟需解決(jue) 的問題:動力電池的質量標準要求高,工藝多樣化,新工藝迭代快,電池產(chan) 品多樣化等,都給電池生產(chan) 帶來了諸多挑戰。在激光應用落地過程中,一致性、穩定性、效率、精度等要求高也是工藝難點。

以創鑫激光新能源部門接觸到的某電芯FTT焊接項目為(wei) 例,由於(yu) 工件結構非常複雜,銅箔單層僅(jin) 有6μ,而層數卻共計有93層,焊接中需要把每一層都疊在一起,再焊在電池蓋板上。
因為(wei) 其複雜的結構,傳(chuan) 統的激光焊接容易產(chan) 生大飛濺和炸點、尖銳物等異物,並很難做到表麵效果一致。異物極易引發刺穿藍膜的異常,從(cong) 而導致電池放電過程中高溫發熱,嚴(yan) 重時可能引起電池爆炸,為(wei) 此需要更先進的激光焊接工藝來完成此高難度的焊接需求。


隨著激光技術在工業(ye) 製造中的應用越來越普及、重要程度越來越高,激光加工設備已不僅(jin) 僅(jin) 作為(wei) 獨立運行的工業(ye) 機器,更是以集成整線、融合先進智能製造、數字化技術作為(wei) 整體(ti) 解決(jue) 方案。因此,隨著激光技術不斷發展,不斷吸收、融合先進的智能製造技術,將有力助推工業(ye) 製造業(ye) 向數字化、智能化發展。
在動力電池激光焊接應用中,創鑫激光新能源部門也在積極推動其走向數字化、智能化。在接到新的項目需求後,會(hui) 先製定好可行的激光方案,接著就是在配置內(nei) 完成可能成百上千次的測試。如在給某頭部能源企業(ye) 做Busbar焊接時,需要完成不同材料厚度、走線方式及密度、速度、功率、保護氣、工作光斑大小、離焦量、間隙、熔深極限等測試;針對不同應用場景(如動力電池與(yu) 儲(chu) 能電池)選用何種激光器,都需要一一完成:提出想法、實驗驗證的過程。

每一次給客戶DOE測試的過程,也是在豐(feng) 富工藝數據庫,後續客戶在做相關(guan) 的激光焊接應用時,可從(cong) 豐(feng) 富的數據庫中快速匹配到合適方案。
隨著動力電池市場和產(chan) 業(ye) 規模的擴大,以及行業(ye) 對電池高質量發展的要求,提升激光焊接的效率與(yu) 工藝水平,推動激光製造向數字化、智能化方向發展將是大勢所趨 ,激光技術作為(wei) 現代先進製造技術也將從(cong) 傳(chuan) 統的“金屬硬質刀具”向“激光數字刀具”轉型,並成為(wei) 中國製造換道超車的關(guan) 鍵“利器”!
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