根據(jù)SNE Research預(yù)測(cè)，到2023年，全球新能源車的動(dòng)力電池需求預(yù)計(jì)將達(dá)到406GWh，供應(yīng)預(yù)計(jì)為335GWh，缺口約為18%。預(yù)計(jì)到2025年，動(dòng)力電池供應(yīng)缺口將進(jìn)一步達(dá)到40%左右，新的一輪擴(kuò)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(dòng)力引擎，鋰電池質(zhì)量?jī)?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(gè)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(duì)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(huì)對(duì)極片引入機(jī)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(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)化及免維護(hù)等特點(diǎn)，因此，憑借著多重性能優(yōu)勢(shì)，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(chǎng)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(jìn)行激光器的選擇時(shí)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(shí)際工業(yè)應(yīng)用中，皮秒激光技術(shù)尚未成熟，其價(jià)格相對(duì)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(shí)際工業(yè)應(yīng)用價(jià)值不大。1064nm的MOPA激光器具有相對(duì)“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(jìng)爭(zhēng)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(guó)新能源汽車市場(chǎng)開始呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，帶動(dòng)了鋰電池需求的進(jìn)一步增長(zhǎng)。但由于國(guó)內(nèi)在高功率激光器領(lǐng)域的缺失，動(dòng)力電池核心工藝設(shè)備的激光器長(zhǎng)期被國(guó)外品牌壟斷。

作為國(guó)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(xiàng)研發(fā)MOPA激光器，經(jīng)過多年的潛心研發(fā)和設(shè)計(jì)方案的不斷升級(jí)，，杰普特在國(guó)內(nèi)率先實(shí)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(guó)外廠商的市場(chǎng)壟斷。針對(duì)日益增長(zhǎng)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(yàn)，并對(duì)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(duì)性開發(fā)出了極片切割專用MOPA脈沖光纖激光器（FC系列，100W-500W）產(chǎn)品。

■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(dú)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(dá)150米/分鐘的產(chǎn)線速度。變頻變功率響應(yīng)時(shí)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(shí)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(shí)極片切割效率獲得了大幅度提升，這為客戶帶來了實(shí)際效益。

■極片陶瓷層切割樣品

從應(yīng)用市場(chǎng)來看，近幾年間國(guó)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(duì)國(guó)外廠商發(fā)起了沖擊，國(guó)產(chǎn)替代浪潮正從低功率向高功率市場(chǎng)蔓延。在鋰電池加工領(lǐng)域，基于進(jìn)一步降低成本、滿足產(chǎn)能快速提升的需求，國(guó)產(chǎn)激光器產(chǎn)品愈發(fā)受到青睞。以杰普特為代表的國(guó)內(nèi)廠商，正在不斷加速國(guó)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(guó)產(chǎn)化替代進(jìn)程

相對(duì)于其他應(yīng)用，鋰電池加工自動(dòng)化程度更高，對(duì)激光器及設(shè)備的穩(wěn)定性及自動(dòng)化水平要求更加嚴(yán)苛，這也是國(guó)內(nèi)廠商過去無法切入的重要原因。隨著國(guó)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(guó)內(nèi)激光企業(yè)爭(zhēng)奪的重要市場(chǎng)。

在激光加工設(shè)備方面，海目星高速激光制片機(jī)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(zhǎng)趨勢(shì)，且在2019年，海目星成功打入特斯拉供應(yīng)鏈。而對(duì)于國(guó)內(nèi)激光設(shè)備龍頭廠商—大族激光而言，動(dòng)力電池業(yè)務(wù)營(yíng)收在2017年-2019年也獲得了一定幅度的增長(zhǎng)，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(shí)代及其控股子公司累計(jì)11.94億元。為進(jìn)一步擴(kuò)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(xiàng)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(jìn)入多家動(dòng)力電池頭部企業(yè)供應(yīng)鏈，并實(shí)現(xiàn)了在動(dòng)力電池制造量產(chǎn)產(chǎn)線中長(zhǎng)時(shí)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(guó)內(nèi)動(dòng)力電池龍頭廠商寧德時(shí)代進(jìn)行了實(shí)際驗(yàn)證，其加工效果相比進(jìn)口激光器更優(yōu)，可替代國(guó)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(dòng)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(guó)產(chǎn)化替代！

總結(jié)：

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