根據SNE Research預測，到2023年，全球新能源車的動力電池需求預計將達到406GWh，供應預計為335GWh，缺口約為18%。預計到2025年，動力電池供應缺口將進一步達到40%左右，新的一輪擴產潮即將來臨！
取代傳統工藝，MOPA激光器成最優方案
作為新能源汽車的動力引擎，鋰電池質量優劣直接影響到續航里程、行駛安全等核心指標。由于鋰電池的生產工序多而復雜，鋰電池產品容易在電池材料、電芯及PACK封裝等各個環節產生劃痕、露箔、氣泡、褶皺、暗斑、亮斑、掉料等各種缺陷，這些缺陷將嚴重影響鋰電池產品的性能和品質。因此，鋰電池加工過程對生產設備的精確性、可控性和質量提出了較高的要求。電極切割為鋰離子電池生產中的重要步驟之一，傳統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力，這將產生毛刺、掉粉、露白等一系列問題，導致電池存在過熱、短路、爆炸等安全隱患。另一方面，傳統工藝刀模易磨損，需定期打磨或更換，影響連續性生產。
激光加工方式具有生產效率高、工藝穩定性好、加工圖形靈活多樣、易實現設備自動化及免維護等特點，因此，憑借著多重性能優勢，激光加工技術被廣泛應用在鋰電池的生產過程中，目前涵蓋鋰電池生產線的前端制片、中段焊接以及后段模組pack 封裝等工序環節，涉及到的激光工藝包括切割、焊接、清洗、打標等。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，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，需要結合特定工藝選擇最優的激光器方案。以鋰電池極片切割為例，正極材料為鋁箔，負極材料為銅箔，加工過程中產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量的首要因素，脈寬越窄，重復頻率越高，切割的極片質量越好，具有窄脈寬、高重復頻率的皮秒激光器是切割鋁箔和銅箔最理想的激光器。但是在實際工業應用中，皮秒激光技術尚未成熟，其價格相對較高，無法應用于大規模生產過程。355nm和532nm固體激光器由于光束模式不是很穩定，切割質量無法保障，實際工業應用價值不大。1064nm的MOPA激光器具有相對“窄”脈寬、高重復頻率特性，可以兼顧切割質量和切割速度，且成本更具競爭力，是鋰電池極片切割的最優方案。
加速技術創新，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。但由于國內在高功率激光器領域的缺失，動力電池核心工藝設備的激光器長期被國外品牌壟斷。
作為國內商用MOPA脈沖光纖激光器的開創者，杰普特自2007年便開始正式立項研發MOPA激光器，經過多年的潛心研發和設計方案的不斷升級，，杰普特在國內率先實現了MOPA脈沖光纖激光器的批量生產和銷售，目前杰普特MOPA激光器銷量全球領先，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用需求，杰普特根據其在MOPA激光器領域多年的積累經驗，并對鋰電池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，針對性開發出了極片切割專用MOPA脈沖光纖激光器（FC系列，100W-500W）產品。
■MOPA激光系列-極片切割專用光纖激光器
該系列產品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/分鐘的產線速度。變頻變功率響應時間快（＜10μs），加工效果更優。
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新，率先實現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，極大地提高了鋰電池極片切割加工質量，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。
■極片陶瓷層切割樣品
從應用市場來看，近幾年間國內光纖激光器廠商發展非常迅速，在技術和產品方面都對國外廠商發起了沖擊，國產替代浪潮正從低功率向高功率市場蔓延。在鋰電池加工領域，基于進一步降低成本、滿足產能快速提升的需求，國產激光器產品愈發受到青睞。以杰普特為代表的國內廠商，正在不斷加速國產MOPA激光器產品創新，以滿足下游客戶差異化需求。
打入龍頭廠商，加速國產化替代進程
相對于其他應用，鋰電池加工自動化程度更高，對激光器及設備的穩定性及自動化水平要求更加嚴苛，這也是國內廠商過去無法切入的重要原因。隨著國內激光產業鏈整體水平的不斷提升，鋰電池加工正成為國內激光企業爭奪的重要市場。
在激光加工設備方面，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，呈現快速增長趨勢，且在2019年，海目星成功打入特斯拉供應鏈。而對于國內激光設備龍頭廠商—大族激光而言，動力電池業務營收在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，大族激光中標寧德時代及其控股子公司累計11.94億元。為進一步擴充產能，大族激光今年投資15億元用于建設四川省宜賓市大族激光新能源智能裝備生產基地項目。
杰普特秉承“激光光源+”產業定位，在上游激光光源技術方面不斷深耕，通過配套主流激光裝備制造商，已經成功進入多家動力電池頭部企業供應鏈，并實現了在動力電池制造量產產線中長時間穩定地應用。此次推出的極片切割專用MOPA脈沖光纖激光器產品，在國內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，可替代國外同類型產品。
除此之外，杰普特產品已經覆蓋脈沖光纖激光器、連續光纖激光器、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品，可為終端客戶提供完整的解決方案，從核心光源技術環節，加速國產化替代！
總結：
隨著傳統汽車廠商的大舉跟進，各大動力電池廠商紛紛開始“拼產能”，搶奪市場份額，有望帶動激光應用需求的大幅度增長。以杰普特為代表的國內激光器廠商，期待在國產化替代的趨勢下將迎來新一輪黃金期！
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