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日程公布 | 新能源汽车激光技术前沿论坛,探索激光技术的巨大市场

新能源汽车市场的火爆发展,为激光技术的应用开拓巨大商机。

尽管现在很多人还对电动汽车的续航能力、安全等方面存有一定的担忧,但发展新能源汽车是中国成为汽车强国的必然选择,是解决气候问题、倡导绿色发展理念的战略举措。有了政策层面的坚定推进,当下电动汽车存在的一些问题终将被攻克,新能源车取代燃油车,只是时间问题。

新能源汽车已然是一股不可阻挡的市场新势力。2023年初工信部的数据显示,2022年我国新能源汽车持续爆发式增长,连续8年保持全球第一,市场渗透率再创历史新高。

来自中国汽车工业协会的数据显示,截至2023年5月,中国新能源汽车产销分别为71.3万辆和71.7万辆,环比分别增长11.4%和12.6%,同比分别增长53%和60.2%,市场占有率达到30.1%。

累计来看,2023年1-5月,中国新能源汽车产销累计分别完成300.5万辆和294万辆,累计比分别增长45.1%和46.8%,市场占有率达到27.7%。

近日,中国生产的第2000万辆新能源车已在广州下线!中国有望成为全球首个跨入新能源汽车年销量达千万辆时代的国家。

产销量的持续增长,让国内电动汽车制造市场热度空前。而从锂电池制造到整车车身和零部件制造的众多环节,都离不开激光技术的加持。持续快速增长的增量市场,带来是巨大商机不言而喻。在诱人的商机下,众厂商们一股脑涌向新能源汽车市场也就不足为奇了。

激光在动力电池制造中的应用

动力电池是电动汽车的动力源,目前以锂电池为主。我国动力电池产业继续领跑全球,70%的动力电池都是中国制造。

锂电池的生产过程主要可分为极片制造、电芯制造、电池组装三个部分。在锂电池和电池组的制造过程中,需要大量的激光切割、焊接、去除/清洗等工艺。

(1)激光切割

激光切割技术可应用于锂电池制造过程中的极耳切割成型、极片分切以及隔膜分切等前道工序。

比如,极耳切割要求光滑无毛刺、无卷边,不能存在损伤电池隔膜的风险;另外,随着锂电池比能量越来越高,要求电池内电阻越来越小,锂电池极耳正由单极耳到多极耳、由多极耳到全极耳方向发展。严苛的工艺要求让超快激光器脱颖而出,它们能切割多种材料、不同厚度的极耳,冷加工实现了高质量切割效果。

针对这些金属箔片切割,可以使用红外脉冲激光,若对切割质量要求更高,也可以选用绿光和紫外产品。从脉宽方面来看,目前行业中应用的主要有纳秒、皮秒激光器,其中皮秒产品逐渐占据主流;而飞秒激光器虽然也有应用,但是在稳定性方面要适应连续作业的工业生产线,还需要进一步努力。

锂电池中的隔膜,主要以聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)为主的具有优异的力学性能、化学稳定性和相对廉价的聚烯烃类隔膜为主。切割这类物质,紫外激光最为适宜。

随着波长越来越短、脉宽越来越短的绿光、紫外光源在功率、稳定性等方面的性能持续提升,激光将实现锂电池中这些薄膜产品的更高效、更高质量的切割。

(2)激光焊接

焊接是锂电池和电池组生产中,用量最多的重要工艺。

在锂电池的电芯、模组和pack的制造过程中,有20多道工序需要通过焊接来实现导电连接或密封功能。其中绝大部分都需要激光焊接来实现。

方壳电池中,外壳、密封钉、盖板组件以及封口都需要用到激光焊接;而在圆柱电池及模组中,需要用到激光焊接的部分有极耳、盖帽、汇流排等。

这类焊接,面向的材料以较薄的铝材和铜材为主,针对这类高反材料焊接,使用红外光焊接容易出现飞溅等众多缺陷,相比之下绿光和蓝光的吸收效率更高,焊接质量也更好。

铜对蓝光波段的高吸收率,使人们更倾向于使用蓝光激光器焊接。功率和光束质量不断提升的蓝光激光器,将是锂电池焊接应用的一把利器。

最近国内外不少厂商都在不断深耕蓝光激光器领域,已经有了100W、800W、1kW、4kW等多种功率可用。

焊接过程相对复杂,为了更好地监控焊接质量,也有众多厂商开发出了激光焊接实时监控方案,根据获得的焊缝质量反馈信息,可以及时地将焊接参数调整到最佳状态。

(3)激光去除/清洗

激光极片清洗

在锂电池的制造过程中,在焊接极耳之前,需要清洁极耳待焊接区域的涂层。要去除的涂层为石墨和锂金属氧化物,以露出铜或铝箔标签。

这一步操作的关键是,只去除涂层材料,同时又不能损坏其下的金属箔。相比于机械刮除等去除方法,激光清洗去除方案对铜箔的损伤极小,并具有清洗效果好、高效、绿色的优势,是业界首选的去除涂层的理想方案。这步工艺,多选用脉冲红外激光器。

此外,半导体激光器也在直接应用于锂电池的电极干燥工序中。

激光在整车及零部件制造中的应用

激光技术在整车及零部件制造中的应用,可以说几乎是无处不在,并且已经有了几十年的应用历史,相对来说并不算是新应用。不过,市场的大量需求,以及对更高制造质量的不懈追求,让这个市场继续不断探索前行。

整车及零部件制造中,用到激光焊接的地方非常多,包括:变速器齿轮、滤油器、液压挺杆、安全气囊点火器、喷油嘴、ABS电池阀、座椅、车灯、传感器等零部件;以及车身方面的车顶、车门、发动机顶盖、车尾箱等车体部位,都活跃着激光焊接的身影。

激光焊接的车身,强度可以提高30%以上,汽车的安全性更高;使用激光焊接的汽车零部件,可以减小体积,满足部件小型化、整车轻量化的发展趋势。

以当前比较主流的扁线驱动电机为例,其涉及的激光工艺包括电机硅钢片焊接、发卡(hairpin)扁线的去漆和焊接,以及电机汇流排的焊接。

蓝光是焊接铜的优选工具,1kW、4kW的高功率蓝光激光器已经出现;还有厂商提出了将蓝光激光器与红外激光器搭配使用的方案,焊接不同厚度的铜材,以实现更好的焊接质量,提升效率。

除了焊接应用外,激光技术还可用于车身高强度钢的切割、安全气囊材料的切割、汽车内饰材料的切割,对发动机、轮胎等零部件进行可追溯性打标,扁铜线去漆等等众多环节。据了解,在欧美等发达工业国家,有60%~80%的汽车零部件是用激光加工来完成的。随着中国新能源车市场的持续发展,激光技术将迎来巨大的潜在应用市场;伴随着应用的推进,相信激光技术自身和应用效果,也将会不断向前演进。

7月11-12日慕尼黑上海光博会期间,慕尼黑展览(上海)有限公司将举办为期两天的《新能源汽车激光技术前沿论坛》专题研讨会,盛邀来自知名大学、行业机构、科研院所的业内专家,以及来自企业的特约嘉宾,与大家共同交流探讨激光技术在锂电池制造、以及新能源车整车与零部件制造中的广泛应用,将涉及动力电池精密焊接、智能制造系统、汽车轻量化等多方面的最新进展与创新。    

新能源汽车激光技术前沿论坛

时间:2023 年 7 月 11-12 日

地点:国家会展中心(上海)7.1 馆内 " 激光 +" 主题区 —新能源及新能源车

费用:免费

主办单位:

慕尼黑展览(上海)有限公司

支持单位

上海众安驰商务咨询有限公司

论坛日程:

* 注:会议议程以当天通告为准

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激光+Tour

穿插于新能源汽车激光技术前沿论坛中,作为论坛重磅环节之一,将由企业在设备展示区接力解说产品,以下企业已就位,欢迎您的到来! 

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