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鋰電智造“換芯” 光纖激光器邁入國產(chǎn)時代

星之球科技 來源:電動知未來2021-12-01 我要評論(0 )   

作為一家領先的激光器提供商,杰普特堅持“激光光源+”產(chǎn)業(yè)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(yè)深度合作,致力于激...

作為一家領先的激光器提供商,杰普特堅持“激光光源+”產(chǎn)業(yè)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(yè)深度合作,致力于激光技術與產(chǎn)品的國產(chǎn)替代。



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



在動力電池核心工藝設備的激光器環(huán)節(jié),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(chǎn)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(yè)正在加快國產(chǎn)激光器的規(guī)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(chǎn)能釋放阻力。



杰普特戰(zhàn)略發(fā)展部王鹿鹿博士認為,國產(chǎn)激光器產(chǎn)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(chǎn)大功率激光器性價比持續(xù)提升,本土化服務優(yōu)勢愈發(fā)凸顯,國產(chǎn)激光器在動力電池領域規(guī)模替代進口也迎來發(fā)展的窗口期。



這就給國內優(yōu)質激光器品牌提供商提供了絕佳機會,提前搶占國產(chǎn)激光器規(guī)?;l(fā)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(chǎn)業(yè)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(yè)深度合作,致力于激光技術與產(chǎn)品的國產(chǎn)替代。



目前,杰普特產(chǎn)品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。



憑借差異化產(chǎn)品策略,杰普特激光迅速在動力電池領域站穩(wěn)腳跟。其自主研發(fā)的MOPA脈沖光纖激光器在國內率先實現(xiàn)了批量生產(chǎn)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(jīng)成功進入到動力電池頭部企業(yè)供應鏈。2021年其又拿下比亞迪大額訂單,產(chǎn)品同時在寧德時代、國軒高科、孚能科技等頭部電池企業(yè)驗證效果良好。



可以預見的是,接下來高端激光器產(chǎn)能的稀缺性將進一步凸顯,有實力并持續(xù)技術創(chuàng)新與突破的國產(chǎn)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(chǎn)激光器提供商已經(jīng)在產(chǎn)品、產(chǎn)能、市場開拓、服務等多維度做足準備,備戰(zhàn)激光器需求規(guī)模化爆發(fā)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(xiàn)設備自動化等優(yōu)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(huán)節(jié)迎來規(guī)模應用,涉及工藝環(huán)節(jié)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(chǎn)品已經(jīng)做到全球領先。杰普特的激光器產(chǎn)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(chǎn)品。



在極片裁切環(huán)節(jié),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(fā)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(wěn)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(chǎn)線速度。變頻變功率響應時間快(<10μs),加工效果更優(yōu)。



極片陶瓷層切割樣品



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(qū)控制在25μm以內,負極石墨涂層材料熱影響區(qū)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(qū),且正極箔材切割率先實現(xiàn)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(chǎn)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(xiàn),其加工工藝加速提升了客戶產(chǎn)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(chǎn)品全覆蓋



激光器已經(jīng)大規(guī)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(huán)節(jié)。



以自主技術創(chuàng)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(chǎn)品序列,并加快相應產(chǎn)品的產(chǎn)品迭代與技術創(chuàng)新。



極耳焊接環(huán)節(jié),該環(huán)節(jié)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(huán)節(jié)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(shù)量。



采用杰普特單模CW-2000W、多模CW-6000W、輸出光束可調(AOB)連續(xù)光纖激光器系列產(chǎn)品可實現(xiàn)不同厚度的銅鋁極耳焊接,焊點/焊縫形態(tài)穩(wěn)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。



銅/鋁極耳焊接樣品



轉接片焊接環(huán)節(jié),轉接片與軟連接是電池蓋板與電芯交互的關鍵部件,該環(huán)節(jié)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(wěn)定性,焊接過程中實現(xiàn)無飛濺落在電芯上,避免造成電池短路,提升電池安全性能。



轉接片焊接樣品



極柱蓋板/極柱引腳焊接環(huán)節(jié),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。



極柱蓋板焊接樣品



防焊閥焊接環(huán)節(jié),動力電池防爆閥又稱動力電池蓋帽,該環(huán)節(jié)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。



防爆閥焊接樣品



殼體密封焊接環(huán)節(jié),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(wěn)定性好、良率高。



殼體密封焊接樣品



Pack焊接環(huán)節(jié),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(chǎn)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(xù)光纖激光器焊接匯流排速度快、穩(wěn)定、一次成型好。



匯流排焊接樣品



采樣端子主要是鎳片或鍍鎳銅片,其焊接拉力根據(jù)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(xù)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(wěn)定。



采樣端子焊接樣品



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



爭當國產(chǎn)替代排頭兵



作為光纖激光器國產(chǎn)替代排頭兵,杰普特堅持以自主技術創(chuàng)新為驅動,不斷加大研發(fā)投入加快技術更新、產(chǎn)品的持續(xù)迭代及產(chǎn)能等多維度布局,備戰(zhàn)動力電池光纖激光器規(guī)模國產(chǎn)化。



王鹿鹿博士表示,杰普特每年用于研發(fā)投入占銷售收入的比例達到10-15%。產(chǎn)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(fā)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(yōu)秀團隊,擁有先進的生產(chǎn)設備、配套齊全的研發(fā)測試設備。



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



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



動力電池規(guī)模擴產(chǎn)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(chǎn)化勢在必行。



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


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