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          杰普特進入多家動力電池龍頭企業

          2022-02-26
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          根據SNE Research預測,到2023年,全球新能源車的動力電池需求預計將達到406GWh,供應預計為335GWh,缺口約為18%。預計到2025年,動力電池供應缺口將進一步達到40%左右,新的一輪擴產潮即將來臨!




          取代傳統工藝,MOPA激光器成最優方案


           
          作為新能源汽車的動力引擎,鋰電池質量優劣直接影響到續航里程、行駛安全等核心指標。由于鋰電池的生產工序多而復雜,鋰電池產品容易在電池材料、電芯及PACK封裝等各個環節產生劃痕、露箔、氣泡、褶皺、暗斑、亮斑、掉料等各種缺陷,這些缺陷將嚴重影響鋰電池產品的性能和品質。因此,鋰電池加工過程對生產設備的精確性、可控性和質量提出了較高的要求。電極切割為鋰離子電池生產中的重要步驟之一,傳統方式主要采用模切工藝,一方面,刀模沖壓過程會對極片引入機械應力,這將產生毛刺、掉粉、露白等一系列問題,導致電池存在過熱、短路、爆炸等安全隱患。另一方面,傳統工藝刀模易磨損,需定期打磨或更換,影響連續性生產。
           
          激光加工方式具有生產效率高、工藝穩定性好、加工圖形靈活多樣、易實現設備自動化及免維護等特點,因此,憑借著多重性能優勢,激光加工技術被廣泛應用在鋰電池的生產過程中,目前涵蓋鋰電池生產線的前端制片、中段焊接以及后段模組pack 封裝等工序環節,涉及到的激光工藝包括切割、焊接、清洗、打標等。激光工藝為鋰電池加工開辟了新的途徑,加速提升了鋰電池的性能和品質,越來越受到下游廠商的青睞。
           
          目前市場上激光器種類眾多,在鋰電池不同工藝中加工效果不盡相同,需要結合特定工藝選擇最優的激光器方案。以鋰電池極片切割為例,正極材料為鋁箔,負極材料為銅箔,加工過程中產生的毛刺和粉塵將影響電池的自放電和安全性能,加工效率則影響電池制造成本,因此在進行激光器的選擇時需要綜合考慮多種因素。
           
          從不同激光器在鋰電池極片切割中的加工效果來看,激光器脈寬是影響切片質量的首要因素,脈寬越窄,重復頻率越高,切割的極片質量越好,具有窄脈寬、高重復頻率的皮秒激光器是切割鋁箔和銅箔最理想的激光器。但是在實際工業應用中,皮秒激光技術尚未成熟,其價格相對較高,無法應用于大規模生產過程。355nm和532nm固體激光器由于光束模式不是很穩定,切割質量無法保障,實際工業應用價值不大。1064nm的MOPA激光器具有相對“窄”脈寬、高重復頻率特性,可以兼顧切割質量和切割速度,且成本更具競爭力,是鋰電池極片切割的最優方案。


          加速技術創新,攻克鋰電池加工毛刺難題



          自2011年以來,我國新能源汽車市場開始呈現快速增長趨勢,帶動了鋰電池需求的進一步增長。但由于國內在高功率激光器領域的缺失,動力電池核心工藝設備的激光器長期被國外品牌壟斷。
           
          作為國內商用MOPA脈沖光纖激光器的開創者,杰普特自2007年便開始正式立項研發MOPA激光器,經過多年的潛心研發和設計方案的不斷升級,杰普特在國內率先實現了MOPA脈沖光纖激光器的批量生產和銷售,目前杰普特MOPA激光器銷量全球領先,一舉打破了國外廠商的市場壟斷。針對日益增長的鋰電池極片切割應用需求,杰普特根據其在MOPA激光器領域多年的積累經驗,并對鋰電池正負極涂層材料及銅箔、鋁箔的激光加工質量、加工效率做了大量研究,針對性開發出了極片切割專用MOPA脈沖光纖激光器(FC系列,100-500W)產品。
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          MOPA激光系列-極片切割專用光纖激光器


           
          該系列產品脈沖寬度和頻率獨立可控,具有較高的能量轉換效率以及較高且穩定的光束質量輸出,加工效率更高,能夠匹配高達150米/分鐘的產線速度。變頻變功率響應時間快(<10μs),加工效果更優。
           
          以MOPA-FC-200W脈沖光纖激光器為例,其在電池極片切割最為核心的毛刺控制方面再次創新,率先實現了正極箔材切割無毛刺,且基本上做到了箔材加工表面無熱影響區,極大地提高了鋰電池極片切割加工質量,同時極片切割效率獲得了大幅度提升,這為客戶帶來了實際效益。
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          極片陶瓷層切割樣品


           
          從應用市場來看,近幾年間國內光纖激光器廠商發展非常迅速,在技術和產品方面都對國外廠商發起了沖擊,國產替代浪潮正從低功率向高功率市場蔓延。在鋰電池加工領域,基于進一步降低成本、滿足產能快速提升的需求,國產激光器產品愈發受到青睞。以杰普特為代表的國內廠商,正在不斷加速國產MOPA激光器產品創新,以滿足下游客戶差異化需求。


          打入龍頭廠商,加速國產化替代進程



          相對于其他應用,鋰電池加工自動化程度更高,對激光器及設備的穩定性及自動化水平要求更加嚴苛,這也是國內廠商過去無法切入的重要原因。隨著國內激光產業鏈整體水平的不斷提升,鋰電池加工正成為國內激光企業爭奪的重要市場。
           
          在激光加工設備方面,海目星高速激光制片機2017年-2019年的銷售收入分別為5280.01萬元、6403.99萬元、15940.61萬元,呈現快速增長趨勢,且在2019年,海目星成功打入特斯拉供應鏈。而對于國內激光設備龍頭廠商—大族激光而言,動力電池業務營收在2017年-2019年也獲得了一定幅度的增長,分別為5.47億元、6.41億元、11.09億元。且自2020年以來,大族激光中標寧德時代及其控股子公司累計11.94億元。為進一步擴充產能,大族激光今年投資15億元用于建設四川省宜賓市大族激光新能源智能裝備生產基地項目。 
           
          杰普特秉承“激光光源+”產業定位,在上游激光光源技術方面不斷深耕,通過配套主流激光裝備制造商,已經成功進入多家動力電池頭部企業供應鏈,并實現了在動力電池制造量產產線中長時間穩定地應用。此次推出的極片切割專用MOPA脈沖光纖激光器產品,在國內動力電池龍頭廠商寧德時代進行了實際驗證,其加工效果相比進口激光器更優,可替代國外同類型產品。
           
          除此之外,杰普特產品已經覆蓋脈沖光纖激光器、連續光纖激光器、固體激光器和超快激光器,擁有動力電池制造所需的全系激光器產品,可為終端客戶提供完整的解決方案,從核心光源技術環節,加速國產化替代!


          總結


          隨著傳統汽車廠商的大舉跟進,各大動力電池廠商紛紛開始“拼產能”,搶奪市場份額,有望帶動激光應用需求的大幅度增長。以杰普特為代表的國內激光器廠商,期待在國產化替代的趨勢下將迎來新一輪黃金期!

          *以上內容僅代表作者觀點

          文章轉載至:光纖激光


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