2022年全球動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池的總出貨量達(dá)812GWh，同比增長(zhǎng)86%。2022年我國(guó)鋰離子電池產(chǎn)量達(dá)750GWh，同比增長(zhǎng)超過(guò)130%，行業(yè)總產(chǎn)值突破1.2萬(wàn)億元。在2022年全球動(dòng)力電池裝機(jī)TOP10陣營(yíng)中，中國(guó)企業(yè)依然穩(wěn)固占據(jù)六席，中國(guó)在全球電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池市場(chǎng)繼續(xù)保持領(lǐng)先水平。
目前在新能源電池領(lǐng)域的焊接加工主要包括刀片鋰電池焊接、圓柱鋰電池焊接、方殼鋰電池焊接、軟包鋰電池焊接和氫燃料電池焊接等。動(dòng)力電池內(nèi)部也是一整個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，從電芯、電池模組、電池包，歷經(jīng)一道道制造工序，最后組裝成一整個(gè)動(dòng)力電池系統(tǒng)。這其中，材料與材料、模組與模組、電池包結(jié)構(gòu)的連接就涉及到高要求的焊接工藝——激光焊接。盡管激光焊接技術(shù)在動(dòng)力電池中已得到了廣泛應(yīng)用，但仍然存在一些亟待攻克的挑戰(zhàn)，其中包括：銅焊接存在外觀不良、飛濺大、虛焊；鋁焊接存在炸孔、飛濺，以及電池制造產(chǎn)能不斷提升，現(xiàn)有工藝激光焊接速度需要提升等問(wèn)題。
當(dāng)前，全球新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入加速發(fā)展新階段，對(duì)動(dòng)力電池技術(shù)創(chuàng)新、質(zhì)量性能等提出更高的要求。接下來(lái)，動(dòng)力電池行業(yè)將邁入從“有沒(méi)有”到“好不好”的新階段。動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的前半程，已經(jīng)可以滿足市場(chǎng)的基礎(chǔ)需求。動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的后半程，是引領(lǐng)市場(chǎng)需求，從有到好，與產(chǎn)業(yè)一起邁向高質(zhì)量躍升發(fā)展的新階段。要在動(dòng)力電池的生產(chǎn)制造中實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)制造，無(wú)論是鋰電工藝本身還是激光應(yīng)用落地都存在著許多亟需解決的問(wèn)題：動(dòng)力電池的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求高，工藝多樣化，新工藝迭代快，電池產(chǎn)品多樣化等，都給電池生產(chǎn)帶來(lái)了諸多挑戰(zhàn)。在激光應(yīng)用落地過(guò)程中，一致性、穩(wěn)定性、效率、精度等要求高也是工藝難點(diǎn)。
以創(chuàng)鑫激光新能源部門(mén)接觸到的某電芯FTT焊接項(xiàng)目為例，由于工件結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，銅箔單層僅有6μ，而層數(shù)卻共計(jì)有93層，焊接中需要把每一層都疊在一起，再焊在電池蓋板上。因?yàn)槠鋸?fù)雜的結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的激光焊接容易產(chǎn)生大飛濺和炸點(diǎn)、尖銳物等異物，并很難做到表面效果一致。異物極易引發(fā)刺穿藍(lán)膜的異常，從而導(dǎo)致電池放電過(guò)程中高溫發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)可能引起電池爆炸，為此需要更先進(jìn)的激光焊接工藝來(lái)完成此高難度的焊接需求。
隨著激光技術(shù)在工業(yè)制造中的應(yīng)用越來(lái)越普及、重要程度越來(lái)越高，激光加工設(shè)備已不僅僅作為獨(dú)立運(yùn)行的工業(yè)機(jī)器，更是以集成整線、融合先進(jìn)智能制造、數(shù)字化技術(shù)作為整體解決方案。因此，隨著激光技術(shù)不斷發(fā)展，不斷吸收、融合先進(jìn)的智能制造技術(shù)，將有力助推工業(yè)制造業(yè)向數(shù)字化、智能化發(fā)展。在動(dòng)力電池激光焊接應(yīng)用中，創(chuàng)鑫激光新能源部門(mén)也在積極推動(dòng)其走向數(shù)字化、智能化。在接到新的項(xiàng)目需求后，會(huì)先制定好可行的激光方案，接著就是在配置內(nèi)完成可能成百上千次的測(cè)試。如在給某頭部能源企業(yè)做Busbar焊接時(shí)，需要完成不同材料厚度、走線方式及密度、速度、功率、保護(hù)氣、工作光斑大小、離焦量、間隙、熔深極限等測(cè)試；針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景（如動(dòng)力電池與儲(chǔ)能電池）選用何種激光器，都需要一一完成：提出想法、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的過(guò)程。
每一次給客戶DOE測(cè)試的過(guò)程，也是在豐富工藝數(shù)據(jù)庫(kù)，后續(xù)客戶在做相關(guān)的激光焊接應(yīng)用時(shí)，可從豐富的數(shù)據(jù)庫(kù)中快速匹配到合適方案。隨著動(dòng)力電池市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，以及行業(yè)對(duì)電池高質(zhì)量發(fā)展的要求，提升激光焊接的效率與工藝水平，推動(dòng)激光制造向數(shù)字化、智能化方向發(fā)展將是大勢(shì)所趨 ，激光技術(shù)作為現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)也將從傳統(tǒng)的“金屬硬質(zhì)刀具”向“激光數(shù)字刀具”轉(zhuǎn)型，并成為中國(guó)制造換道超車(chē)的關(guān)鍵“利器”！
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