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行業新聞

鋰電智造“換芯” 光纖激光器邁入國產時代

2021/11/29 9:01:54


 

中國動力電池產能規模大步向前的同時,擺脫核心部件“卡脖子”問題已經成為頭部電池和裝備企業的重點攻堅任務。

 

在動力電池核心工藝設備的激光器環節,高功率激光器長期都是IPG、相干、通快等進口品牌的天下,2021年以來,受到國際光纖激光器供應鏈波及,一定程度上開始掣肘動力電池產能釋放。

 

在此背景下,包括寧德時代、比亞迪、中航鋰電等頭部企業正在加快國產激光器的規模導入,打破激光器進口品牌的壟斷桎梏,確保其供應鏈安全,掃清動力電池產能釋放阻力。

 

杰普特戰略發展部王鹿鹿博士認為,國產激光器產品與技術的快速成熟,與國際品牌性能差距日益縮小,同時國產大功率激光器性價比持續提升,本土化服務優勢愈發凸顯,國產激光器在動力電池領域規模替代進口也迎來發展的窗口期。

 

這就給國內優質激光器品牌提供商提供了絕佳機會,提前搶占國產激光器規?;l的市場紅利。杰普特便是其中之一。

 

作為一家領先的激光器提供商,杰普特堅持“激光光源+”產業定位,深耕上游核心激光光源技術,重點解決關鍵激光材料和部件“卡脖子”問題,與標桿企業深度合作,致力于激光技術與產品的國產替代。

 

目前,杰普特產品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。

 

憑借差異化產品策略,杰普特激光迅速在動力電池領域站穩腳跟。其自主研發的MOPA脈沖光纖激光器在國內率先實現了批量生產和銷售,填補了國內該領域的技術空白。

 

通過配套主流激光裝備制造商,杰普特已經成功進入到動力電池頭部企業供應鏈。2021年其又拿下比亞迪大額訂單,產品同時在寧德時代、國軒高科、孚能科技等頭部電池企業驗證效果良好。

 

可以預見的是,接下來高端激光器產能的稀缺性將進一步凸顯,有實力并持續技術創新與突破的國產激光器將迎來更大的市場機會。目前,包括杰普特在內的國產激光器提供商已經在產品、產能、市場開拓、服務等多維度做足準備,備戰激光器需求規?;l期。

MOPA加持  激光切割質量/性能雙提升


激光加工憑借無耗材、無污染、無接觸應力、加工質量及精度高,易實現設備自動化等優勢,在動力電池前段制片、中段焊接以及后段模組pack封裝等核心工序環節迎來規模應用,涉及工藝環節包括切割、焊接、清洗及打碼等。

 

杰普特深耕光纖激光器十五年,MOPA光纖激光器產品已經做到全球領先。杰普特的激光器產品類別非常齊全,可以提供動力電池制造所需的全系激光器產品。

 

在極片裁切環節,激光極片加工的邊緣質量(毛刺、熱影響和平整度等)、加工精度和切割過程中帶來的極片污染對電池性能和品質都有嚴重的影響,因此采用激光對極片加工工藝要求極為嚴格。

 

杰普特從激光器入手,對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,開發出極片切割專用MOPA脈沖光纖激光器(FC系列,100-500W),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。


 

如其脈沖光纖激光器(MOPA-FC-200W)所加工的正極陶瓷材料的熱影響區控制在25μm以內,負極石墨涂層材料熱影響區控制在60μm以內,同時加工表面平整無毛刺,加工效果遠超客戶預期。

 

與此同時,箔材加工表面基本做到無熱影響區,且正極箔材切割率先實現無毛刺這一技術革新,極大的提高了極片切割的加工質量,進而提升了動力電池的產品性能。

 

此外,杰普特脈沖光纖激光器在動力電池領域中的極片清洗、密封釘清洗、打標追溯等方面也有極佳表現,其加工工藝加速提升了客戶產品性能,安全性進一步提升,其高性價比也降低了客戶設備成本。

激光焊接產品全覆蓋


激光器已經大規模用于動力電池極耳焊接、軟連接焊接、頂蓋預焊/頂蓋滿焊、密封釘焊接、防爆閥焊接、模組匯流排焊接、模組端板/側板焊接等多環節。

 

以自主技術創新為驅動,杰普特擁有滿足動力電池焊接各工序的激光器產品序列,并加快相應產品的產品迭代與技術創新。

 

極耳焊接環節,該環節焊接品質直接影響電池的整體性能、良品率及電池使用壽命。該環節的核心在于降低飛濺、保證箔材撕裂后焊接處的完整性,以及待焊部位清潔度與焊接速度的提升,進而降低氣孔和爆點數量。

 

采用杰普特單模CW-2000W、多模CW-6000W、輸出光束可調(AOB)連續光纖激光器系列產品可實現不同厚度的銅鋁極耳焊接,焊點/焊縫形態穩定、無氣孔、爆點等缺陷,凸起高度≤0.3mm、拉力≥300N、殘留≥80%、阻值≤0.3Ω。


          

轉接片焊接環節,轉接片與軟連接是電池蓋板與電芯交互的關鍵部件,該環節的焊接必須要考慮到電池的過流、強度、低飛濺等需求,焊接方式包括單層縫焊、單層疊焊、多層串焊,厚度多為0.1mm、0.15mm、0.2mm等。

 

杰普特QCW、CW-2000W、3000W單模光纖激光器,采用擺動焊接,有效控制焊縫寬度保證電流通過。且其焊接連接強度保證了電池的穩定性,焊接過程中實現無飛濺落在電芯上,避免造成電池短路,提升電池安全性能。


 

極柱蓋板/極柱引腳焊接環節,采用杰普特CW-2000W、3000W、QCW光纖激光器或光纖與半導體激光器復合焊接,焊接美觀、平滑、成型好,無炸點、爆孔、氣孔等缺陷。

 

 

防焊閥焊接環節,動力電池防爆閥又稱動力電池蓋帽,該環節的焊接工藝直接影響電池的安全,因此對焊接工藝要求極高。

 

杰普特CW-1000W單模、QCW光纖激光器焊防爆閥閥體可有效控制熱輸入,焊縫美觀、平滑、密封性好,良率高。

 

 

殼體密封焊接環節,動力電池殼體材料包含鋁合金和不銹鋼,要求焊接外觀平滑、無飛濺、熔池無氣孔、爆點等缺陷,而采用杰普特輸出光束可調(AOB)或多模CW-6000W光纖激光器焊接穩定性好、良率高。

 

 

Pack焊接環節,主要涉及匯流排、采樣端子、模組框架等多工藝,杰普特系列產品可高質量滿足相應的焊接需求。

 

其中匯流排焊接上,杰普特CW-3000W、CW-6000W連續光纖激光器焊接匯流排速度快、穩定、一次成型好。



采樣端子主要是鎳片或鍍鎳銅片,其焊接拉力根據電池類型要求50N、100N、150N不等。早期超聲波壓合進行焊接的效率不高,選用杰普特單模CW-1500W連續光纖激光器或高亮度MOPA-200W脈沖光纖激光器進行此類應用,速度快、強度高、外觀好、效果穩定。

 


模組框架焊接上,杰普特CW-4000W或CW-6000W連續光纖激光器,焊接速度快,一次成型好。


爭當國產替代排頭兵

 

作為光纖激光器國產替代排頭兵,杰普特堅持以自主技術創新為驅動,不斷加大研發投入加快技術更新、產品的持續迭代及產能等多維度布局,備戰動力電池光纖激光器規模國產化。

 

王鹿鹿博士表示,杰普特每年用于研發投入占銷售收入的比例達到10-15%。產品已獲得蘋果公司、英特爾、意法半導體、國巨股份、厚生電子,以及大族激光、丹納赫集團等全球領先的消費電子、半導體、光電元器件及激光設備商的認可。

 

在研發實力上,杰普特擁有一支由多位海歸博士及國內知名大學博士、碩士為核心組成的優秀團隊,擁有先進的生產設備、配套齊全的研發測試設備。

 

目前,杰普特核心激光器研發取得突破性進展,相繼成功研發高亮度MOPA脈沖激光器、6KW單模塊和40KW高功率連續光纖激光器并已量產,致力于提供高功率激光國產替代解決方案。

 

此外,杰普特在產品安全、規?;a能優勢、國際化服務優勢等諸多領域具有競爭力。其產品基于確信可靠性原理研發生產,安全性極高;并在全國乃至全球擁有售后服務網點,售后服務便利性極高;具備6000臺至7000臺的月生產能力,規?;a能優勢明顯,足以滿足動力電池規模擴產對激光器的需求。

 

動力電池規模擴產在即,對光纖激光器的需求量躍上新的增長,極巨大的需求驅動下,國產化勢在必行。

 

對電池及材料企業而言,無論出于成本管控亦是供應鏈安全考量,激光器國產替代趨勢確定,這對包括杰普特在內做好準備的國產激光器企業來說,即將迎來發展的黃金期。


12月21-23日,2021高工鋰電年會將在深圳前海華僑城JW萬豪酒店舉行。此次年會主題為“新周期 大時代”。

 

杰普特為本屆年會的贊助商,杰普特戰略發展部王鹿鹿博士將在【數智化高質量發展專場】與參會人員分享動力電池激光智造最新進展,敬請期待。

聲明:本文章屬高工鋰電原創(微信號:weixin-gg-lb),轉載請注明出處。商業轉載請聯系(微信號:zhaochong1213)獲得授權。


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