公大绿激光,正在改变动力电池制造方式

  公大激光

9月17-18日,第四届宁德国际新能源动力电池产业峰会举行,来自动力电池、汽车及相关产业链的企业代表与技术专家齐聚宁德,围绕电池制造技术升级、产业协同与未来应用展开深入交流。


在这场汇聚产业核心力量的技术交流中,公大激光黄国溪博士带来了《锂电池制造升级之绿光革命》主题演讲,重点分享绿光激光在铜、铝等高反材料加工中的技术优势,以及在锂电池极耳、箔材切割和精密焊接等场景中的实践成果。

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锂电池制造升级之绿光革命


对于动力电池制造而言,铜、铝等高反材料广泛存在于极耳、箔材、连接件等关键结构中。


黄博士在演讲中指出,绿光激光相比红外激光,在铜等高反材料上的吸收率具有明显优势。以常温铜材为例,红外激光吸收率不足5%,绿光可达到约40%。更高的吸收率意味着激光能量能够更加有效地进入材料,为高速、高质量加工创造更好的条件。


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在铜箔(6μm)切割应用实验对比中,500W红外激光加工速度约为3000-4000mm/s,热影响约100-150μm,切缝和粉尘颗粒较大;而200W绿光激光加工速度可达到10000mm/s以上;铜箔热影响区可以控制在50μm以下,铜箔几乎无毛刺,同时切割良率可提升至99.9%以上。


这些变化背后,是绿光波段与高反材料之间更高效的能量耦合,更是公大激光在高功率绿光激光器领域长期技术积累的直观印证。
经过多年技术积累,公大激光已形成覆盖连续/脉冲、单模/多模的绿光产品体系,连续绿光功率覆盖1000—4000W,并持续向更高功率和更高光束质量发展。


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从极耳切割到精密焊接,绿光正在深入电池制造


在动力电池制造中,极耳和箔材切割是绿光较早实现产业应用的环节。


以4680电池为例,单颗电池需进行大约1100次极耳切割,高品质的极耳加工过程,对切割速度、边缘质量和良率都有较高要求。实际大批量生产应用中,绿光天生具有的、达到红外激光3倍以上的切割焦深,可将铜箔切割良率提升至99.9%以上,同时降低热影响和毛刺,为后续焊接提供更加稳定的加工基础。


针对不同电池极片材料,公大激光也进行了工艺验证和应用。目前,三元锂、磷酸铁锂等正极涂层、氧化铝陶瓷层以及负极铜箔石墨涂层等材料均已有相关验证。针对陶瓷层容易膨胀、热影响较大的问题,对于某些较薄的极片材料,可通过采用绿光精密加工方式,对切割毛刺、热影响及金属颗粒控制等方面的优化,有望把切割毛刺控制在7μm以下。


在紫铜及多层极耳焊接等环节,绿光也展现出更大的应用空间。

在绿光紫铜焊接中,1000W绿光激光熔深约为1mm,2000W连续绿光的极限熔深约2.8mm,而4000W近单模连续绿光最高可达到约5mm。在紫铜片和多层铜极耳的焊接应用中,一般底层基材为30-50层6μm左右的铜箔结构,绿光更稳定的吸收特性有助于提升焊接一致性;在相关测试中,单模1000W绿光在约50%功率下,即可实现0.2mm紫铜片和30层铜极耳的稳定焊接。

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从极耳切割到紫铜焊接,绿光正在覆盖动力电池制造中的多个关键加工环节,为电池制造向更高效率、更高良率和更精细化方向升级提供新的技术支撑。


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面向产业需求,持续探索绿光应用边界


公大激光深耕激光器领域近20年,2019年启动绿光业务,持续投入绿光光源特性研发与产业化。目前已形成覆盖连续、脉冲,单模、多模的产品体系,连续绿光功率最高达到4000W级。其中,2000W单模绿光激光器光束质量M²<1.1,达到全球领先水平。


在脉冲绿光领域,120-300W级产品已经完成1万小时以上寿命老化验证,并批量应用于圆柱、叠片和方壳等形态的锂电池的极片切割。


从百瓦级脉冲绿光,到千瓦级、4000W级连续绿光,功率持续提升的背后,是公大激光对绿光核心技术和产业化能力的长期投入。


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产业交流,让技术更贴近实际需求


峰会期间,公大激光还参与了“电池开发以及配套应用中的难点和技术前景”圆桌讨论,与来自亿纬锂能、江铃汽车、中国一汽研发总院等企业和研发机构的嘉宾,就电池开发、制造配套及加工技术中的实际问题展开交流。


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从电池企业的制造需求,到整车企业对产品性能与可靠性的要求,再到装备与核心零部件技术的持续升级,动力电池产业的技术进步正在从单点突破走向产业链协同。


公大激光也将持续关注实际制造需求,推动绿光激光器与电池制造、精密加工等应用场景深入结合,让光源技术更好地服务产业升级。

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公大绿激光走进更多先进制造场景


一束激光的波长变化,正在改变高反材料的加工方式。


对于动力电池制造而言,绿光为铜、铝等材料提供了更加匹配的光源选择,在速度、质量与稳定性之间打开了进一步优化的空间。


从动力电池的精密加工,到新能源汽车、电子制造、半导体、光伏以及高反金属增材制造,绿光正在进入更多对材料加工效率、精度和稳定性有更高要求的应用场景。


未来,公大激光将继续围绕高功率绿光激光器及产业应用深入探索,把更多技术成果带到实际制造场景中。从核心光源到加工工艺,从产品性能到应用验证,持续积累经验、打磨技术,让绿光激光在新能源制造中发挥更大的价值。


申明
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