隨著全球能源消費結構的轉變和新能源技術的不斷發展,中國正進入一個全新的且富有絕對想象空間的新能源(光儲能源)大時代,源網荷儲一體化與新能源系統的協同發展,有助于減少對化石能源的依賴,降低碳排放,推動中國走向碳中和的星辰大海。
激光加工技術在新能源制造領域具有廣泛的應用前景,在鋰電、光伏、氫能、電驅等新能源領域生產工藝上具有巨大的潛力。借助激光的高精度、高效率、低能耗等特點,新能源企業可以改進生產工藝,降低生產成本,提高產品性能。
激光布局—技術立業,持續引領
利元亨早在2015年開始布局激光應用,成立全資子公司廣東舜元激光科技有限公司(下面簡稱:舜元激光),公司擁有一支超過 200 人的研發技術團隊,其中博士研究生超過 20 人,匯聚了國內外知名科研院校的專家。
舜元激光設有激光研究院和激光工程中心,致力于研發激光工藝技術,為客戶提供定制化激光產品,專注于為新能源、半導體等行業提供一站式激光應用整體解決方案。目前,公司自主研發的高效制程激光工藝已獲得多家頭部客戶的認可!
在鋰電領域,利元亨的激光設備早已實現方殼、圓柱、軟包三種不同電池激光工藝的全覆蓋。其中,鋰電池激光焊接的關鍵技術多次被評定為“國際先進水平”。利元亨不斷創新,針對鋰電池制造迭代推出了固態電池激光切割解決方案、振鏡飛行焊接技術、激光在線跟蹤檢測技術等一系列創新激光應用解決方案。其中,振鏡飛行焊接技術在方殼、46系大圓柱電池等生產工藝上大幅提高焊接效率,降低設備投入成本。目前,此技術已應用于頭部企業量產。
在光伏領域,利元亨依托舜元科技研究院自主研發,形成了較為完整的、具有自主知識產權的光伏激光加工設備。工藝涵蓋:PERC、TOPCon、HJT、鈣鈦礦電池所需的激光消融、激光磷摻雜、激光硼摻雜、高速激光無損劃片、激光開槽、激光薄膜劃線、激光清邊等設備。其中,激光摻雜系統具有更高的功率、更均勻的能量和更高的穩定性,可以在電極和發射極之間形成更良好的歐姆接觸,降低金屬電極與襯底的接觸電阻,實現低損傷、摻雜能力強等技術特點,進一步提升電池轉換效率。
在氫能與新能源汽車領域,利元亨也已有所布局。在新能源汽車電控、電機方面,利元亨使用高功率6000W集成環形激光技術解決了Hair-pin焊接的飛濺問題,實現了一種幾乎無飛濺的焊接工藝。在氫燃料電池激光應用上,利元亨推出了金屬雙極板焊接解決方案,可實現高功率焊接、低熱量、功率響應速度快,避免材料擊穿泄露,實現平整焊接表面的效果,提高金屬雙極板的導電性能。
核心專機—不斷突破 創造更多可能
激光飛行焊接技術
減少激光移動定位時間,最大化提升激光焊接生產效率,效率提升30%
飛行焊接速度可達80-100mm/s,重復定位精度±0.05mm
測試熔深0.3mm-1.5mm,拉力測試強度≥1000N
超高速圓柱電池集流盤焊接
利元亨在圓柱電池集流盤焊接環節采用轉塔飛行焊接技術
焊接速度>300mm/s,焊接拉力>100N,焊接殘留>80%
創新性多工位分段式激光加工可實現單機產能≥300PPM
具備焊接質量在線檢測、集流盤與極組壓力在線監控功能
極片激光干燥技術
激光結合運動控制系統,可選擇熱輸入和定向能量沉積
激光輻射可以被集中而精確地聚焦,效率提升30%
測試熔深0.3mm-1.5mm,拉力測試強度≥10方形光斑邊長20mm-200mm可調
功率4000W半導體激光器,滿足高速干燥需求
在線跟蹤及檢測系統
含激光能量衰減、離焦量變化、保護氣衰減、焊接速度衰減、間隙、工件污染、工件變形、焊縫偏離、未熔透、虛焊、炸點、爆孔等檢測內容。
固態電池—負極鋰金屬切割技術
固態鋰金屬電池可以直接縮小電池體積,并且在短時間內快速充電,生命周期內可循環超過1萬次,并且可持續使用二十年。其中金屬鋰獨特的理化特性極大地提升了其工業制造難度。利元亨激光切割金屬鋰片技術可以實現無接觸,高效高精度切割,避免鋰片切割造成變形問題,利用高效脈沖激光器切割,可以有效減小熱影響區和切口毛刺,為固態鋰金屬電池工業化提供助力。
刀片電池周邊焊
對激光焊接鋁合金的焊接拐角缺陷產生進行機理分析,并綜合考慮機構剛性、結構重心、高速動態穩定性及精度等因素,采用PSO(位置同步輸出)激光能量控制技術,可在焊接速度變化處、直線焊接段和弧角焊接段,實現激光能量均勻作用在待焊接物體上的自適應控制,完成高速穩定的激光焊接,使整體焊縫均勻一致,解決焊接過程中因拐角速度不均勻造成焊接質量不穩定的行業難題。
利元亨PSO激光控制技術,將行業穩定運行的鋰電池頂蓋封口焊接速度從200mm/s提升到300mm/s以上,效率提升50%,產品良率達到99.5%以上,可提供臥式側焊、立式側焊、頂蓋旋轉焊接、頂蓋雙邊同時焊接等多種焊接結構,滿足客戶定制化需求。另外,利元亨PSO激光控制技術搭配環形光斑激光器和雙波長激光器方案已成功進入鋰電池生產頭部企業。
TOPCon硼摻雜
利元亨硼摻雜中試線設備指標參數:應用于TOPCon電池高速激光硼摻雜技術及設備,采用高功率高速激光方案進行topcon電池硼元素重摻雜,設備產能達到8500片/小時,光電轉化率大于0.2%,滿足幅面220mm*220mm,可兼容230mm*230mm。
未來布局—探索光的極限,助力新能源產業極限智造
利元亨始終堅持以客戶需求為導向,以技術創新為驅動,不斷突破自我,創造更多可能。利元亨以激光光源為核心,結合精密光學設計、在線視覺跟蹤監測、運動控制、光-材料作用機理等關鍵技術,打造出一系列具有競爭力的核心專機。未來,利元亨將繼續探索光的極限,研發出更多適用于新能源產業的激光技術及設備,為客戶提供高品質、高效率、高可靠性的解決方案,助力新能源產業極限智造,為全球客戶提供更優質的產品和服務。
(利元亨智能裝備)