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杰普特進入多家動力電池龍頭企業(yè)

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




取代傳統(tǒng)工藝,MOPA激光器成最優(yōu)方案


 
作為新能源汽車的動力引擎,鋰電池質(zhì)量優(yōu)劣直接影響到續(xù)航里程、行駛安全等核心指標(biāo)。由于鋰電池的生產(chǎn)工序多而復(fù)雜,鋰電池產(chǎn)品容易在電池材料、電芯及PACK封裝等各個環(huán)節(jié)產(chǎn)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(yán)重影響鋰電池產(chǎn)品的性能和品質(zhì)。因此,鋰電池加工過程對生產(chǎn)設(shè)備的精確性、可控性和質(zhì)量提出了較高的要求。電極切割為鋰離子電池生產(chǎn)中的重要步驟之一,傳統(tǒng)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(yīng)力,這將產(chǎn)生毛刺、掉粉、露白等一系列問題,導(dǎo)致電池存在過熱、短路、爆炸等安全隱患。另一方面,傳統(tǒng)工藝刀模易磨損,需定期打磨或更換,影響連續(xù)性生產(chǎn)。
 
激光加工方式具有生產(chǎn)效率高、工藝穩(wěn)定性好、加工圖形靈活多樣、易實現(xiàn)設(shè)備自動化及免維護等特點,因此,憑借著多重性能優(yōu)勢,激光加工技術(shù)被廣泛應(yīng)用在鋰電池的生產(chǎn)過程中,目前涵蓋鋰電池生產(chǎn)線的前端制片、中段焊接以及后段模組pack 封裝等工序環(huán)節(jié),涉及到的激光工藝包括切割、焊接、清洗、打標(biāo)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(zhì),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(jié)合特定工藝選擇最優(yōu)的激光器方案。以鋰電池極片切割為例,正極材料為鋁箔,負(fù)極材料為銅箔,加工過程中產(chǎn)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(zhì)量的首要因素,脈寬越窄,重復(fù)頻率越高,切割的極片質(zhì)量越好,具有窄脈寬、高重復(fù)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(yè)應(yīng)用中,皮秒激光技術(shù)尚未成熟,其價格相對較高,無法應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)過程。355nm和532nm固體激光器由于光束模式不是很穩(wěn)定,切割質(zhì)量無法保障,實際工業(yè)應(yīng)用價值不大。1064nm的MOPA激光器具有相對“窄”脈寬、高重復(fù)頻率特性,可以兼顧切割質(zhì)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(yōu)方案。


加速技術(shù)創(chuàng)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(xiàn)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(nèi)在高功率激光器領(lǐng)域的缺失,動力電池核心工藝設(shè)備的激光器長期被國外品牌壟斷。
 
作為國內(nèi)商用MOPA脈沖光纖激光器的開創(chuàng)者,杰普特自2007年便開始正式立項研發(fā)MOPA激光器,經(jīng)過多年的潛心研發(fā)和設(shè)計方案的不斷升級,杰普特在國內(nèi)率先實現(xiàn)了MOPA脈沖光纖激光器的批量生產(chǎn)和銷售,目前杰普特MOPA激光器銷量全球領(lǐng)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(yīng)用需求,杰普特根據(jù)其在MOPA激光器領(lǐng)域多年的積累經(jīng)驗,并對鋰電池正負(fù)極涂層材料及銅箔、鋁箔的激光加工質(zhì)量、加工效率做了大量研究,針對性開發(fā)出了極片切割專用MOPA脈沖光纖激光器(FC系列,100-500W)產(chǎn)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(chǎn)品脈沖寬度和頻率獨立可控,具有較高的能量轉(zhuǎn)換效率以及較高且穩(wěn)定的光束質(zhì)量輸出,加工效率更高,能夠匹配高達150米/分鐘的產(chǎn)線速度。變頻變功率響應(yīng)時間快(<10μs),加工效果更優(yōu)。
 
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(chuàng)新,率先實現(xiàn)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(qū),極大地提高了鋰電池極片切割加工質(zhì)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(yīng)用市場來看,近幾年間國內(nèi)光纖激光器廠商發(fā)展非常迅速,在技術(shù)和產(chǎn)品方面都對國外廠商發(fā)起了沖擊,國產(chǎn)替代浪潮正從低功率向高功率市場蔓延。在鋰電池加工領(lǐng)域,基于進一步降低成本、滿足產(chǎn)能快速提升的需求,國產(chǎn)激光器產(chǎn)品愈發(fā)受到青睞。以杰普特為代表的國內(nèi)廠商,正在不斷加速國產(chǎn)MOPA激光器產(chǎn)品創(chuàng)新,以滿足下游客戶差異化需求。


打入龍頭廠商,加速國產(chǎn)化替代進程



相對于其他應(yīng)用,鋰電池加工自動化程度更高,對激光器及設(shè)備的穩(wěn)定性及自動化水平要求更加嚴(yán)苛,這也是國內(nèi)廠商過去無法切入的重要原因。隨著國內(nèi)激光產(chǎn)業(yè)鏈整體水平的不斷提升,鋰電池加工正成為國內(nèi)激光企業(yè)爭奪的重要市場。
 
在激光加工設(shè)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(xiàn)快速增長趨勢,且在2019年,海目星成功打入特斯拉供應(yīng)鏈。而對于國內(nèi)激光設(shè)備龍頭廠商—大族激光而言,動力電池業(yè)務(wù)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(biāo)寧德時代及其控股子公司累計11.94億元。為進一步擴充產(chǎn)能,大族激光今年投資15億元用于建設(shè)四川省宜賓市大族激光新能源智能裝備生產(chǎn)基地項目。 
 
杰普特秉承“激光光源+”產(chǎn)業(yè)定位,在上游激光光源技術(shù)方面不斷深耕,通過配套主流激光裝備制造商,已經(jīng)成功進入多家動力電池頭部企業(yè)供應(yīng)鏈,并實現(xiàn)了在動力電池制造量產(chǎn)產(chǎn)線中長時間穩(wěn)定地應(yīng)用。此次推出的極片切割專用MOPA脈沖光纖激光器產(chǎn)品,在國內(nèi)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(yōu),可替代國外同類型產(chǎn)品。
 
除此之外,杰普特產(chǎn)品已經(jīng)覆蓋脈沖光纖激光器、連續(xù)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(chǎn)品,可為終端客戶提供完整的解決方案,從核心光源技術(shù)環(huán)節(jié),加速國產(chǎn)化替代!


總結(jié)


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

*以上內(nèi)容僅代表作者觀點

文章轉(zhuǎn)載至:光纖激光


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