激光技术将为新能源汽车打开广阔的空间

发布时间：2016-01-04 来源：中国自动化网类型：产业分析人浏览

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导读：

逸飞激光是目前国家唯一一家掌握并产业化的全自动全工序动力电池生产线的企业，其研发的全极耳技术解决了动力电池快充快放的物理限制，为解决电动汽车充电慢、提速慢两大难道提供了物理基础。业内人士表示，天弘激光此次重大资产重组，快速完成了对新能源汽车工业制造装备的切入。

进入秋冬以来，“雾霾君”再度来袭，以北京为首的各大城市纷纷沦陷。在造成雾霾的主要污染源中，汽车首当其冲，由汽车及其相关产业贡献的污染至少占到一半左右。大力发展新能源汽车不仅可以解决能源问题，还是改善大气环境最有效的途径之一。

受政府一系列优惠政策的刺激，新能源汽车近年迎来飞速增长。据统计，2014年中国新能源汽车销量暴增325%至7.5万辆；今年1-10月，新能源汽车累计销量逾171万辆，同比增长290%。新能源汽车的爆发式增长拉动了对新能源汽车三大核心部件——电池、电机及电控系统的需求。据预测，2016年中国锂电池市场规模有望达到596亿元，至2020年将达2000亿元，对电机驱动系统的需求也将达到500亿至1000亿元。

设备供应商积极布局新能源汽车装备领域

巨大的市场发展空间吸引了激光设备供应商的关注。为了抢占市场先机，一些卓有远见的供应商更是加快投资步伐，积极布局新能源汽车装备领域。今年11月底，资本市场的一则收购新闻引起了整个行业的关注——苏州天弘激光斥资2.3亿元收购深圳逸飞激光100%的股权，后者制造的激光设备主要应用于动力锂电池制作，掌握着新能源动力电池生产的核心工艺。

据了解，逸飞激光是目前国家唯一一家掌握并产业化的全自动全工序动力电池生产线的企业，其研发的全极耳技术解决了动力电池快充快放的物理限制，为解决电动汽车充电慢、提速慢两大难道提供了物理基础。业内人士表示，天弘激光此次重大资产重组，快速完成了对新能源汽车工业制造装备的切入。

另一激光加工设备全球领先制造商——大族激光也看到新能源汽车装备领域的巨大“蛋糕”，不久前公布了其在资本市场的定向增发计划，计划融资41亿元，投资研发高功率激光器、光纤激光器及工业机器人等新兴领域，积极布局先进工艺，为公司长期发展奠定基础。目前，该公司用于新能源汽车的激光器占国内50%以上的市场份额，今年用于新能源车用激光器达3亿元，较去年增加3倍以上。公司相信，未来新能源汽车将带来新的增长点。

新能源汽车核心零部件制造还看激光技术

在电动汽车的三大核心零部件中，动力电池所占整车成本最高，也直接决定了整车的性能，生产设备的精度和自动化水平将直接影响到电池的质量、效率和一致性。激光技术作为一种先进的加工技术，是高性能动力电池生产的最佳选择。总的来说，动力电池的制造就是将正负极材料、隔膜和电解液等材料和零件组合在一起的过程，这其中涉及到激光焊接和切割。

动力电池焊接部位多，工艺难度大，对焊接工艺要求非常高。激光焊接作为动力电池生产一项非常重要的工艺环节，直接决定着电池的一致性、稳定性和安全性。以电池电芯的焊接为例，其工艺要求高，传统焊接方式很难满足技术上的要求，比如在焊接后可能会出现凸起现象，对后续工艺的装配造成影响。采用激光焊接技术不仅可以满足技术要求，还具有非常高的效率。这主要得益于激光焊接的焊材损耗小、被焊接工件变形小、设备性能稳定易操作、焊接质量及自动化程度高，这些优势都是其他焊接方式无法比拟的。

此外，在动力电池的极片切割方面，激光技术也获得了越来越广泛的应用。在制备动力锂电池正负极极片单体时，极片切割的质量和尺寸的精确度和一致性都直接影响动力电池的使用寿命和电池质量。目前，国内大多电池生产企业基本采用传统的机械刀片来切割极片。刀具切割有着很多的问题，比如变形、脱落、刀具损耗的成本问题等。而采用激光切割工艺进行非接触式切割，不仅能够保证切割后极片的质量，极片尺寸精度以及一致性也能得到保证。因此，目前越来越多的锂电池生产企业开始采用激光技术进行极片的切割。

除了动力电池的制造，激光技术在新能源汽车的另一核心零部件——电机的制造中也可以发挥其特有的技术优势，创造经济及社会效益。在电机的制造中，焊接部件要求焊接强度高、热影响区小、焊接的精密度高，与传统的焊接方法相比，激光焊接优势明显，将获得越来越广泛的应用。比如电机转子轴与压环之前的环焊缝一般采用CO2气体保护焊或者钨极氩弧焊，焊接会产生较大的形变，而且焊接产生的热量会对电机机体内的磁钢产生影响。而采用激光焊接的方式，能量集中、密度高、加热效率高、速度快，因此焊接部件变形小，非熔化区金属受热影响小，相较其他焊接方式优势明显。

开拓商机，到慕尼黑上海光博会寻求解决方案

为了抓住新能源汽车发展的巨大商机，从设备制造商到汽车零部件供应商以及整车制造商都已经整装待发，积极布局。发展新能源汽车，制造装备起到非常关键的作用。作为激光行业的年度盛会，“慕尼黑上海光博会（LASER World of PHOTONICS CHINA）”为激光用户提供“一站式”的采购平台。在这个平台上，来自国内外的一流激光设备供应商将集中展示他们在激光技术方面的实力，为致力于开拓新能源汽车市场的企业提供最先进的激光加工解决方案。

比如展会参展代表企业——大族激光便可以提供整套的锂离子电池焊接系统方案。该公司研发的动力电池电芯顶焊自动化系统集成方案由多个模块及系统组成，自动化集成度高，可实现动力电池的全自动上下料、对盖、入壳、CCD检测、机构测距、预点焊、自动分拣NG产品、高速封口焊接的全道工序。

另一参展商，武汉楚源光电多年来致力于动力电池激光焊接设备的研发，研发生产了多种型号电池激光焊接机和自动化生产线，满足多种锂离子电池类型的不同焊接工艺需求。比如该公司的方形动力电池封口焊接机采用600W光纤脉冲焊接机或1500W连续激光焊接机，配合量身定制的自动化工装夹具，实现对动力电池壳体的密封焊接，所焊接电池密封性好，抗压性强，焊缝美观，效率高。

再比如武汉华工激光推出的该系列中小功率激光焊接机特别适合锂离子动力电池的制造，其焊接效率高、热影响区小、焊点美观牢固，能焊接难熔材料，可进行微小零部件的精密焊接、各种不同的点焊及模具补焊。该设备激光输出功率稳定，对焊接环境无要求，能在室温或特殊条件下焊接，可焊钛、石英等难熔材料，并能对异性材料施焊。

除了加工设备，激光器在激光加工中起到的作用是不容忽视的，常常被比作激光加工的“幕后英雄”。激光器有许多种类，其中光纤激光器在动力电池焊接当中应用非常多，比如电池基座封口焊接、电芯软连接焊接等。全球知名光纤激光器供应商如通快、IPG、相干、罗芬及理波等国际公司，以及国内激光器供应商武汉锐科、创鑫激光及天元激光等都将在慕尼黑光电展上同台竞技，展出适用于动力电池激光加工的先进激光器。