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加速动力电池长薄化趋势发展,“盛雄激光”开发300W皮秒激光高速制片机

激光制造网 来源:36氪2023-02-28 我要评论(0 )   

随着汽车电动化和储能市场的高速发展,电池行业的技术创新亦进入了新一轮高潮,尤其是电池技术的材料创新与工艺创新。其中,在电池长薄化的发展趋势下,电池叠片工艺越...

随着汽车电动化和储能市场的高速发展,电池行业的技术创新亦进入了新一轮高潮,尤其是电池技术的材料创新与工艺创新。其中,在电池长薄化的发展趋势下,电池叠片工艺越来越受到行业青睐。

盛雄激光正是一名在电池技术创新赛道上的新锐玩家。

盛雄激光成立于2008年,是一家专注于激光微纳加工先进装备研发、生产与销售的企业,核心产品包括高功率皮秒飞秒激光器和激光微加工系统,已经在显示面板、消费类电子、线路板、脆性材料加工、半导体、新能源等行业得到广泛应用。目前,公司在微细激光加工系统领域居前三强。

成立初期,盛雄激光主要研发超快激光器为主,应用于消费电子行业的蓝宝石、玻璃、陶瓷、显示屏等材料的切割、钻孔和刻蚀。从2021年起,公司开始切入动力电池和光伏行业。

从动力电池行业角度看,电芯向长薄化方向发展,传统的卷绕工艺的弊端逐步显现,例如卷绕过程中极片和隔膜易不均匀产生褶皱,导致对齐度不良等。同时与卷绕电池相比,叠片电池的体积能量密度更大、安全性更高,动力电池行业向叠片电池发展是必然趋势。

但现阶段,叠片电池的生产效率和良率较低,投资设备和工艺难度也更大。其中,高速制片和高速叠片是制约叠片电池工艺发展的核心痛点。

为了解决这些问题,盛雄激光开发了300W大功率皮秒激光加工工艺,通过与叠片厂家合作,共同制造了全激光制片叠片一体机。此外,公司的皮秒激光器还包括200W绿光皮秒激光器、100W紫外皮秒激光器。

与当下主流的叠片电池制片工艺相比,盛雄激光的300W皮秒激光高速制片机可实现极耳切割、V角切割、料区裁断三合一,拥有以下五大特点:

维护成本低,一次投入,可完全替代五金刀模;皮秒激光加工不易产生毛刺熔珠,制片品质更高;柔性生产,减少换型时间;全激光三合一制片,节省设备工艺制程;无耗材,无需带极耳片中转仓。

与此同时,工艺节拍还可根据设备结构做定制化设计,灵活对接Z字叠、多片叠、热复合/多片叠等(0.125s/片),整套设备方案适用于方壳叠片电池、软包叠片电池、固态电池,能更好地满足未来新能源市场TWh级需求。

实际上,研发高固体皮秒或飞秒激光器的壁垒非常高,存在热管理的问题,以及高峰值功率时镀膜阈值损伤的问题。盛雄激光总经理陶雄兵告诉36氪,在技术研发过程中,团队首先解决了高功率皮秒激光器问题,将激光器功率做到了300W,高功率的皮秒激光器能够切割出更好的品质,满足动力电池行业需要的快速节拍。

谈及差异化竞争优势,盛雄激光创始人陶雄兵提到,目前国内能把皮秒激光器功率做到200W以上的很少,“我们是在全球工业化量产中率先做到300W的公司。”他说,这让盛雄激光在国内市场具有先发优势,未来公司将进一步在全球市场与国外厂商进行竞争与推广。此外,盛雄激光还自主研发了Supercontrol激光器控制系统,且激光器核心器件自主可控。

现阶段,盛雄激光的目标客户可分为两类,一类以蜂巢能源、比亚迪、孚能科技等走纯叠片电池路线的厂家为主,另一类以中创新航、亿纬锂能、国轩高科等同时走卷绕和叠片双路线的厂家为主。

在陶雄兵看来,市场增长点在两方面,一是当下主流工艺五金刀模的存量市场,逐步用皮秒激光器来替代;二是高速切叠的增量市场,将是纯激光模切与叠片机的结合,预计未来两三年的增量将达到1000GWh。

“至少在未来的2-3年内,光伏和动力电池行业都是高速增长状态,我们会把主要精力和资源放在这两个赛道。”陶雄兵提到,接下来盛雄激光将依托自研的高功率皮秒和飞秒激光器,进一步帮助整个行业实现降本增效。


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