在動力電池極耳加工環(huán)節(jié)，目前國內(nèi)采用的主要工藝為傳統(tǒng)的五金模切技術(shù)，作為上個世紀的技術(shù)產(chǎn)物，這種工藝存在的瓶頸正逐步凸顯。
一是投入大，模切設(shè)備需要的模具存在損耗快、需求量大、換模費用高、互通性差等問題;二是效率低，模切設(shè)備模具更換時間長，模具加工同樣比較耗時，影響整體生產(chǎn)效率;三是靈活性差，模切設(shè)備對于切割的尺寸、間距等有明顯的限制。
“在動力電池智能制造時代，傳統(tǒng)模切方式的變革已經(jīng)迫在眉睫，激光極耳切割能夠攻克和解決傳統(tǒng)模切的難題，成為動力電池企業(yè)降低極片生產(chǎn)成本、提升產(chǎn)品穩(wěn)定性的新路徑。”
深圳錦帛方激光科技有限公司(下稱“錦帛方”)創(chuàng)始人兼總經(jīng)理覃曉鳴向高工鋰電介紹，目前，激光極耳切割設(shè)備已經(jīng)在寧德時代、比亞迪、國軒高科及中天等龍頭企業(yè)逐步導(dǎo)入，隨著其成本的進一步降低和技術(shù)的完善，未來將大規(guī)模替代傳統(tǒng)模切設(shè)備。
自2012年成立起，錦帛方的定位就是立志于以工業(yè)激光應(yīng)用技術(shù)為核心，成為激光自動化整體解決方案供應(yīng)商，圍繞于這個定位，其迅速建立了一支涵蓋自動化技術(shù)、物流技術(shù)、機器人、激光技術(shù)、視覺技術(shù)及MES系統(tǒng)等領(lǐng)域的核心技術(shù)團隊。
截至目前，激光極耳切割設(shè)備已經(jīng)成為錦帛方對外的拳頭產(chǎn)品，該產(chǎn)品及激光系統(tǒng)已經(jīng)配套進入包括銀隆新能源、國軒高科、安馳科技、海四達及猛獅等國內(nèi)動力電池企業(yè)。
錦帛方激光極耳切割設(shè)備
在覃曉鳴看來，基于多年來和客戶配套過程中工藝數(shù)據(jù)和經(jīng)驗的積累，錦帛方激光極耳切割設(shè)備在制程工藝與技術(shù)已經(jīng)充分結(jié)合，具體到該產(chǎn)品，則涵蓋了其定向吸塵、激光變頻控制、冷光源切割、結(jié)構(gòu)調(diào)整數(shù)據(jù)化、總線控制以及設(shè)備一體化技術(shù)的整體思路。
高工鋰電獲悉，正是基于錦帛方所積累起來的客戶工藝數(shù)據(jù)，使得其激光極耳設(shè)備在多個核心性能上相比國內(nèi)同類產(chǎn)品體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。
粉塵是激光切割目前最大的“痛點”，為了解決這個難題，錦帛方進行了針對性技術(shù)升級和突破，通過對于粉塵飛濺規(guī)律、粉塵粒徑和激光參數(shù)規(guī)律的了解，建立高效的除塵系統(tǒng)，實現(xiàn)可調(diào)和快拆式吸塵結(jié)構(gòu)，超聲波振動掉塵及氣流定向吸塵控制，除塵精度達3um/cm2。
在毛刺控制上，采用PSO技術(shù)，能夠精準的控制單點能量大小并在指定位置輸出，激光變頻控制，避免過切或切不斷，切口毛刺小于7um。除此之外，錦帛方的極耳切割設(shè)備與傳統(tǒng)工藝相比，可以直接切割mark孔，無需通過4軸運動來進行沖孔。
同時，切割時熱影響區(qū)域的降低可以減少粉塵的飛濺，覃曉鳴透露，錦帛方開始在傳統(tǒng)紅光激光的基礎(chǔ)上進行升級，導(dǎo)入綠光皮秒激光器，其可以大幅降低熱影響區(qū)域。
據(jù)悉，紅光的熱影響區(qū)域在80-120μm左右，切割溫度在1000℃，而綠光的熱影響區(qū)域可降低至40-50μm，切割溫度降低至300~400℃，而如果采用皮秒激光，則可以實現(xiàn)對于原材料原子層的斷裂，最大程度降低粉塵。
在切割精度上，錦帛方通過激光標定傳感器定位極片，可以實現(xiàn)極片定位可視化和結(jié)構(gòu)位置調(diào)整數(shù)據(jù)化，同時，還采用全自動總線控制技術(shù)，提高了測量與控制的精確度，減少了傳送誤差。
在效率提升上，覃曉鳴表示，通過采用網(wǎng)絡(luò)或以上控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了軟件和硬件的深度契合，其穩(wěn)定運行速度可達30-60m/min，測試速度達到80-100m/min。
除了技術(shù)上的優(yōu)勢，更為明顯的是成本上明顯降低，覃曉鳴算了一筆賬，以總體投入1GWH產(chǎn)能為例，傳統(tǒng)模切設(shè)備投入及五年模具費用其投入高達3600萬元，而換成激光設(shè)備五年投入成本僅1100萬元，成本降低超3倍。
而正是憑借于激光極耳切割設(shè)備的綜合優(yōu)勢，錦帛方的這款拳頭產(chǎn)品開始在市場嶄露頭角，覃曉鳴介紹，龍頭企業(yè)的磷酸鐵鋰電池產(chǎn)線導(dǎo)入已經(jīng)開始加速，三元電池由于其特性和激光冷光源技術(shù)的應(yīng)用逐漸形成新的技術(shù)方向，隨著這些龍頭企業(yè)的帶動效應(yīng)，未來幾年，激光極耳切割設(shè)備將會全面取代傳統(tǒng)模切設(shè)備。
而在這輪替代潮中，錦帛方將憑借其多年來對于激光和電芯工藝的理解，加上軟件和機械硬件的匹配融合以及系統(tǒng)集成方案的整體解決能力，從現(xiàn)有客戶出發(fā)，以技術(shù)、性價比、后期服務(wù)等優(yōu)勢在該細分領(lǐng)域快速擴張，同時，隨著設(shè)備一體化，錦帛方將進一步將產(chǎn)品向前后段產(chǎn)品延伸，卡位國產(chǎn)動力鋰電設(shè)備的升級換代大潮。
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