隨著CTP、CTC電池逐步得到應(yīng)用，新能源汽車行業(yè)逐步向充電速度更快、動力電池更加輕量化、高壓化的方向發(fā)展。

結(jié)構(gòu)與材料上的不斷創(chuàng)新，衍生出更高的電池包裝和絕緣材料的需求。電池殼體噴涂工藝是其中一項(xiàng)重大創(chuàng)新。在噴涂之前，使用激光毛化進(jìn)行預(yù)處理，可以提升電池殼體的表面粗糙度，讓噴涂時漆液粘著的附著力更高，從而提升噴涂質(zhì)量。

近日，寶辰鑫新能源鋰電激光智能毛化方案在某頭部新能源電池制造廠商的鋰電池噴涂項(xiàng)目中成功落地，這是鋰電池生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新的又一項(xiàng)重要里程碑，代表著現(xiàn)有高精端激光加工設(shè)備核心技術(shù)國產(chǎn)化的持續(xù)落地，推動了激光加工設(shè)備在新能源行業(yè)的應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)升級。

01 工藝替代，藍(lán)膜→激光毛化+噴涂

在鋰電池加工過程中，現(xiàn)有工藝是使用藍(lán)膜來進(jìn)行電芯殼體的包覆。然而藍(lán)膜存在著包覆速度慢、極易產(chǎn)生包覆不良而導(dǎo)致返工、對復(fù)雜工件應(yīng)用局限、運(yùn)行過程中易出現(xiàn)損耗、模組結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足等問題。

解決以上問題的方法，一種全新的UV絕緣涂層技術(shù)方案成為替代藍(lán)膜包覆技術(shù)的可行性工藝。

（工藝示意）

毛化噴涂方案具備多項(xiàng)性能優(yōu)勢。

首先從安全性來說，傳統(tǒng)藍(lán)膜整體的粘接強(qiáng)度是4-5MPa，而使用噴涂工藝，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度能夠達(dá)到10MPa以上，可大大提升了電池組的整體強(qiáng)度，進(jìn)而提升了新能源汽車的安全性。

在使用環(huán)境上，使用噴涂工藝，不僅能夠保證高絕緣性能，在復(fù)雜使用環(huán)境下，還有極佳的耐老化性能，有效規(guī)避電池外殼出現(xiàn)銹蝕造成漏液或擊穿短路等風(fēng)險。

從成本而言，噴涂工藝的綜合成本相較過去傳統(tǒng)的藍(lán)膜工藝，也能夠有效降低達(dá)40%。并且，由于藍(lán)膜需要折邊，在節(jié)省了藍(lán)膜這一工序后，能夠?yàn)檎麄�PACK空間節(jié)約出5%的容量。

寶辰鑫與設(shè)備廠商深度技術(shù)合作，推出的動力電池毛化+噴涂解決方案，實(shí)現(xiàn)200PPM高效率，99.9%高良率，通過客戶嚴(yán)苛的性能測試，在終端的圓柱電芯加工產(chǎn)線上成功應(yīng)用。

方案成功解決了藍(lán)膜的高換新、高返工成本，以及模組結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足等問題，是國內(nèi)率先上線的藍(lán)膜工藝替代產(chǎn)線之一，代表了行業(yè)先進(jìn)的應(yīng)用方向，是激光在新能源鋰電池行業(yè)里的又一項(xiàng)標(biāo)桿應(yīng)用。

02 智能毛化解決方案

要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的噴涂，尤其是在質(zhì)量要求極其嚴(yán)苛的動力鋰電池上的噴涂應(yīng)用，其前序工段的殼體表面毛化十分重要。

激光毛化技術(shù)是將高能量密度的納秒脈沖激光束聚焦后照射到材料表面，材料吸收激光能量后溫度升高，并產(chǎn)生熔化、氣化形成光致等離子體等反應(yīng)。

（寶辰鑫激光毛化方案示意）

激光在加工時會在材料表面一個微小區(qū)域內(nèi)熔化，形成熔池。在表面張力或輔助氣體的作用下，熔池會發(fā)生變形。當(dāng)光束停止照射時，由于快速的熱傳導(dǎo)，熔池會很快凝固，這樣就會形成一個邊緣微凸的毛化坑。

（項(xiàng)目激光毛化示意圖）

寶辰鑫新能源鋰電激光智能毛化解決方案，包含一站式的激光光源、加工振鏡頭及系統(tǒng)軟件等。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)從光源選型、性能定制、配套振鏡選型、系統(tǒng)層開發(fā)等多方面，為客戶提供了最佳的電芯殼體激光毛化應(yīng)用方案。

其中，核心光源選用寶辰鑫高功率千瓦級MOPA脈沖光纖激光器，使用高峰值能量激光對電芯殼體表面進(jìn)行處理，結(jié)合整形光斑輸出，使電芯殼體表面形成毫米級均勻一致的整形光斑痕跡，增加產(chǎn)品表面附著力的同時確保每個單位的附著力一致；不僅如此，通過該方案還可清洗電芯殼體表面的污漬；整體效率高，污染小。

根據(jù)噴涂工藝的需求和電池殼體的高標(biāo)準(zhǔn)要求特性，在光源方面，寶辰鑫團(tuán)隊(duì)研發(fā)改進(jìn)了該系列MOPA脈沖光纖激光器（BFPT 1000-2000）。該系列激光器為國內(nèi)采用單腔方式的最高功率MOPA脈沖光纖激光器產(chǎn)品，具備以下特點(diǎn)：1）高能量，亮度高，最大單脈沖能量100mJ；2）高峰值功率1.5MW，加工速度快，熱作用擴(kuò)散小；3） 脈寬可調(diào)、能量分布可選，光斑方形和圓形可選，使用不同能量分布和形狀可適應(yīng)豐富的應(yīng)用場景。

在外光路和控制系統(tǒng)方面，為了實(shí)現(xiàn)精確的光路控制，達(dá)到最佳的毛化效果，寶辰鑫還搭載了自制高速掃描振鏡和定制控制系統(tǒng)。

其中，高速掃描振鏡產(chǎn)品具有以下特點(diǎn)：1）超快的加工速度，可大大提升加工效率，節(jié)約加工成本；2）超高的加工精度（ ±10 μm），滿足新能源電池及光伏晶元加工需求；3）高精度控制，采用數(shù)字驅(qū)動，飛行加工，帶位置和狀態(tài)反饋；4）選用高損傷閾值鏡片，多種基材可選，適用多種工況光斑大小需求。

在工藝方面，利用寶辰鑫的行業(yè)工藝實(shí)驗(yàn)室、客戶設(shè)備調(diào)試產(chǎn)線及終端應(yīng)用測試產(chǎn)線，不斷優(yōu)化工藝參數(shù)，最終在使用功率、加工范圍、加工段數(shù)、表面能等多個工藝指標(biāo)上，達(dá)到客戶嚴(yán)格的驗(yàn)收要求。

（工藝驗(yàn)收指標(biāo)）

03 精益工藝，行業(yè)激光解決方案專家

寶辰鑫是創(chuàng)鑫激光子公司，正是依托于創(chuàng)鑫激光在激光研發(fā)生產(chǎn)里超20年的技術(shù)沉淀，和器件垂直整合的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，才能夠在核心光源激光器及配套外光路及操作系統(tǒng)有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。

加之寶辰鑫一直在細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域深入耕耘，積淀技術(shù)工藝，尤其在以新能源鋰電池為代表的新質(zhì)產(chǎn)業(yè)里，是國內(nèi)首屈一指的行業(yè)解決方案專家。僅以新能源鋰電池為例，寶辰鑫在全國范圍的裝機(jī)量已超6000+臺/套，覆蓋了鋰電池生產(chǎn)的全工序，在全國多家龍頭新能源廠商里都能找尋到寶辰鑫的方案應(yīng)用，其中某大型終端，更是在全國30+產(chǎn)線基地全線使用寶辰鑫激光方案。

精益工藝，是寶辰鑫作為行業(yè)激光解決方案專家貫穿于每個項(xiàng)目中的橋頭堡精神。

舉個例子，在本次的激光毛化項(xiàng)目中，選用方形光斑還是傳統(tǒng)圓形光斑，經(jīng)過了寶辰鑫數(shù)次的調(diào)研和測試，最終采用方形光斑來進(jìn)行毛化處理。相比傳統(tǒng)圓形光斑，方形光斑重疊率低，進(jìn)而激光能量利用率得到提升，也就能夠?qū)崿F(xiàn)更高的毛化效率。

（方形光斑VS傳統(tǒng)圓形光斑）

（方形光斑重疊率：10%；激光毛化后顯微鏡放大圖片）

在毛化后的效果測試中，粗糙度達(dá)到客戶要求，R角處毛化效果均勻一致，使用50達(dá)因筆劃線，可觀察到劃線效果均勻穩(wěn)定，表面能≥50N/m，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的噴涂，且噴涂一致性高。經(jīng)過毛化后再進(jìn)行噴涂作業(yè)，良率（包含返工段的良率）能夠達(dá)到99.9%。

（粗糙度達(dá)標(biāo)；50達(dá)因筆劃線效果穩(wěn)定）

而實(shí)現(xiàn)上述效果，僅必要的毛化參數(shù)設(shè)置就多達(dá)10項(xiàng)，每一項(xiàng)都經(jīng)過工程師們的驗(yàn)證測試。

（毛化參數(shù)，部分）

該應(yīng)用項(xiàng)目成功落地，具備極強(qiáng)的可復(fù)制推廣特性，通過激光進(jìn)行表面改性、加工等處理，可以實(shí)現(xiàn)許多高復(fù)雜度的制造工藝，對產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、新質(zhì)生產(chǎn)力提升有巨大推動作用。

作為創(chuàng)鑫激光子公司，寶辰鑫一直以來聚焦激光在細(xì)分行業(yè)的落地應(yīng)用，秉持著開放創(chuàng)新的態(tài)度，寶辰鑫未來還將積極探索毛化工藝在車身零部件、大型裝備等場景的落地，以及激光在更廣泛場景的應(yīng)用，進(jìn)而助力行業(yè)的降本增效和智能化升級。

轉(zhuǎn)自：寶辰鑫激光

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