隨著新能源汽車在全球的迅速發展，作為(wei) 核心零部件之一的動力電池——鋰電池的需求量也急劇增加，因此鋰電池生產(chan) 製造過程中所涉及到的精加工技術，也迎來新的任務和挑戰。

鋰電池的製備工藝分為(wei) 前段工序(極片製造)、中段工序(電芯合成)、後段工序(化成封裝)。其中，前段工序的目的是將原材料加工成為(wei) 極片，核心工序為(wei) 塗布；中段目的是將極片加工成為(wei) 未激活電芯；後段工序是檢測封裝，核心工序是化成、分容。

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激光清洗技術是鋰電池製備工藝中的重要精加工技術之一。本文將從(cong) 激光清洗工藝、應用、設備等角度，來分析它是如何推動新能源汽車產(chan) 業(ye) 發展的。

激光清洗工藝

激光清洗，被譽為(wei) “21世紀最具有發展潛力的綠色清洗技術”，主要有手持和自動兩(liang) 種方式。與(yu) 傳(chuan) 統的清洗方式相比，激光清洗適用範圍更廣，具備綠色環保、低成本、高效率、高精度和非接觸加工等顯著優(you) 勢。

近年來，在工業(ye) 生產(chan) 中得到了廣泛應用，如汽車製造、航空航天、精密電子、醫療設備、船舶等領域。

激光清洗VS化學清洗VS機械打磨

激光清洗應用

鋰電池的正負極片是通過在鋁箔和銅箔上塗覆電極材料而製成的。常見的正極集流體(ti) 是鋁箔，負極集流體(ti) 是銅箔。該工藝主要的核心工序為(wei) 塗布，為(wei) 了避免雜質、粉塵等介質引起電池內(nei) 部微短路，因此在塗覆之前需要對銅鋁箔片進行清洗，來保證後續集流體(ti) 在電池內(nei) 部的穩定，銅鋁箔片的純度要求應達到98%以上，高潔淨度和無氧化層的表麵。

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傳(chuan) 統濕式乙醇清洗會(hui) 對鋰電池其他部件造成損傷(shang) ，導致鋁箔的力學性能指標下降，出現“氫脆”現象。雖然超聲波清洗技術比傳(chuan) 統濕式乙醇清洗效果更好，但仍存在一些缺陷，例如：當金屬箔件在超聲波清洗的空化效應下時，容易腐蝕鋁箔並產(chan) 生縮孔。此外，鋰電池極片所用箔片一般為(wei) 單零箔，厚度為(wei) 10μm，隨著清洗時長和功率的影響，小孔也會(hui) 越來越大。

激光清洗作為(wei) 幹式無耗材清洗，在處理鋁箔表麵清潔度和親(qin) 疏水性等指標上能達到接近零瑕疵的效果。同時，它還可以提高清洗過程的效率、節約清洗資源。最關(guan) 鍵的是，它可以建立清洗過程數據實時監控和清洗結果量化判定，最大程度保證極片上漿塗布的效果，提高極片批產(chan) 生產(chan) 的一致性。

極耳是電池中將正負極引出的金屬帶，作為(wei) 充放電時的接觸點。在進行焊接前，需要對各焊接部位進行表麵處理，以去除焊縫接頭處的汙染物。表麵幹淨、均勻是實現焊接與(yu) 粘合的前提條件，否則可能導致焊接處熔接不良、裂紋和孔隙等問題的出現，從(cong) 而影響電氣連接的可靠性和耐久性。

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人工清洗的效率低且成本高，而等離子清洗需要使用工藝氣體(ti) 作為(wei) 耗材，同時氣體(ti) 電離會(hui) 導致電池的正負極易導通。因此，在應用時往往需要多次翻轉電芯以將正負極極耳分開進行清洗，效率也會(hui) 大大降低。

激光清洗可以有效去除電芯極柱端麵的汙物、粉塵等，而且無需使用任何耗材，如固液氣等。還可以大幅提高生產(chan) 節拍，降低製造成本。在焊接前采用脈衝(chong) 激光直接輻射去汙，通過使表麵溫度升高而發生熱膨脹，使汙染物或者基底振動，從(cong) 而使汙染物克服表麵吸附力脫離基底表麵，達到去除物體(ti) 表麵汙漬的目的。

為(wei) 防止鋰電池發生安全事故，通常需要對電芯進行外貼膠絕緣處理。在此之前，應對絕緣板和端板進行清洗，以清潔電芯表麵的髒汙，並粗化電芯表麵，從(cong) 而提高貼膠或塗膠的附著力，這樣可以有效避免短路、刮傷(shang) 等安全問題的發生。

人工清洗技術隻是進行簡單的包裹操作，效率低下、成本較高。在包膜前，沒有對電池殼進行有效全麵的清潔，也沒有對包膜後的效果進行精確的檢測。如果對未清潔徹底的電芯外包膜進行CCD檢測，外觀會(hui) 出現褶皺、氣泡、劃傷(shang) 等不良情況，常可檢出直徑≥0.3mm的氣泡，這會(hui) 導致漏電和水鏽腐蝕的概率增加，減少電池壽命的同時也存在安全隱患。

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激光清洗技術可在電芯表麵實現高潔淨度，達到Sa3級，除淨率超過99.9%。與(yu) 傳(chuan) 統清洗方法相比，激光清洗對電芯表麵無應力作用，能夠最大程度地保證電芯表麵的物理化學指標不發生變化，從(cong) 而延長電池的使用壽命。此外，激光清洗後不會(hui) 產(chan) 生有害汙染物，是一種環保的綠色清洗方法。

激光清洗應用領域拓展

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2021年鋰電激光設備市場規模為(wei) 101.3億(yi) 元，在新能源汽車需求帶動下，預計2025年鋰電激光設備需求有望達到220億(yi) 元。

據市場研究公司QYR預測：到2026年，全球激光清洗市場將近7450億(yi) 美元，複合年均增長率約為(wei) 4.3%。

根據公開資料顯示：美國已經將激光清洗技術成熟運用於(yu) F-16戰鬥機和C-130運輸機的表麵清洗；英國羅羅公司生產(chan) 的航空發動機中超幾十個(ge) 鈦合金零部件的表麵清洗技術都是采用激光清洗。

我國激光清洗技術也在持續發展，2016年，我國第一台激光清洗機問世；2018年，激光清洗機達到百瓦級別；2019年，光纖激光器技術突破1000W...不斷地推動激光產(chan) 業(ye) 鏈創新技術的高質量供給，除在新能源動力電池領域應用外，在輪胎和車身表麵噴漆、零部件大型油汙清洗等方麵也有所應用。

隨著新能源汽車的發展，對輪胎噪聲的控製提出了更嚴(yan) 格的要求。經過激光清洗處理，可以降低新能源汽車輪胎磨損和噪音，提升駕駛員的駕駛體(ti) 驗和舒適度。

與(yu) 傳(chuan) 統清洗方法相比，激光清洗具有清洗過程無需耗材，對輪胎無損傷(shang) ；清洗效率高，一致性好；可實現自動化清洗，使用成本僅(jin) 為(wei) 幹冰清洗的1/10。

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在靜音輪胎生產(chan) 製造過程中，利用聚焦的高能量激光束照射有機高分子材料表麵，使材料表麵發生物理、化學變化，從(cong) 而提高輪胎質量和生產(chan) 工藝，改善輪胎與(yu) 車身的匹配性，提升整車的綜合性能。激光清洗能夠有效去除輪胎內(nei) 壁上殘餘(yu) 的隔離劑，提高複合材料的塗覆和聚氨酯海綿的粘貼效果。

激光清洗機的構造，通常包括激光器係統、光束調整傳(chuan) 輸係統、移動平台係統、實時監測係統、自動控製操作係統等部分，各部分相互配合為(wei) 醫療衛生、工業(ye) 製造等領域提供高效、精準的清洗效果。

為(wei) 支持激光清洗技術的轉型升級，接下來介紹一下激光清洗行業(ye) 內(nei) 的優(you) 秀設備。

清洗流程簡化圖

大族激光科技產(chan) 業(ye) 集團股份有限公司，是中國工業(ye) 激光設備製造領域的領軍(jun) 企業(ye) ，專(zhuan) 注於(yu) 智能製造裝備及其關(guan) 鍵器件的研發、生產(chan) 和銷售。公司具備從(cong) 基礎器件、整機設備到工藝解決(jue) 方案的垂直一體(ti) 化能力，是全球領先的智能製造裝備整體(ti) 解決(jue) 方案服務商，也是世界上僅(jin) 有的幾家擁有紫外鐳射專(zhuan) 利的企業(ye) 之一。

大族激光研發的輪胎內(nei) 壁激光清洗自動化係統是一種高效、環保的輪胎清洗技術。該係統能夠有效清除附著在輪胎內(nei) 側(ce) 的離型劑等汙物，並能夠控製清洗後的處理時間。通過控製裝置使激光頭沿輪胎內(nei) 側(ce) 移動並照射激光光源，實現對輪胎內(nei) 側(ce) 的清洗。與(yu) 傳(chuan) 統的水洗方案相比，激光清洗具有顯著的優(you) 勢。

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成都邁銳捷激光技術有限公司，是一家智能型激光應用解決(jue) 方案的全球領軍(jun) 品牌，專(zhuan) 業(ye) 從(cong) 事激光清洗、激光打標、激光焊接、機器視覺及相關(guan) 應用控製係統的研發、生產(chan) 和銷售於(yu) 一體(ti) 的高新技術企業(ye) 。

其MRJ-FL-C係列激光清洗機是一款用於(yu) 表麵清潔處理的高科技設備，自主研發的激光光路控製係統，配置全球領先的一流激光器及振鏡等組件，能夠清除物件表麵的鏽蝕、油漆、樹脂、油汙、氧化層、特殊塗層、鍍層等雜質。應用範圍包括汽車配件、渦輪片、鋁合金等。

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