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探索光的极限|利元亨激光突破边界,智造再迈进

2023年10月30日

随着全球能源消费结构的转变和新能源技术的不断发展,中国正进入一个全新的且富有绝对想象空间的新能源(光储能源)大时代,源网荷储一体化与新能源系统的协同发展,有助于减少对化石能源的依赖,降低碳排放,推动中国走向碳中和的星辰大海。

激光加工技术在新能源制造领域具有广泛的应用前景,在锂电、光伏、氢能、电驱等新能源领域生产工艺上具有巨大的潜力。借助激光的高精度、高效率、低能耗等特点,新能源企业可以改进生产工艺,降低生产成本,提高产品性能。


激光布局—技术立业,持续引领!

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利元亨早在2015年开始布局激光应用,成立全资子公司广东舜元激光科技有限公司(下面简称:舜元激光),公司拥有一支超过 200 人的研发技术团队,其中博士研究生超过 20 人,汇聚了国内外知名科研院校的专家。


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舜元激光设有激光研究院和激光工程中心,致力于研发激光工艺技术,为客户提供定制化激光产品,专注于为新能源、半导体等行业提供一站式激光应用整体解决方案。目前,公司自主研发的高效制程激光工艺已获得多家头部客户的认可!

在锂电领域,利元亨的激光设备早已实现方壳、圆柱、软包三种不同电池激光工艺的全覆盖。其中,锂电池激光焊接的关键技术多次被评定为“国际先进水平”。利元亨不断创新,针对锂电池制造迭代推出了固态电池激光切割解决方案、振镜飞行焊接技术、激光在线跟踪检测技术等一系列创新激光应用解决方案。其中,振镜飞行焊接技术在方壳、46系大圆柱电池等生产工艺上大幅提高焊接效率,降低设备投入成本。目前,此技术已应用于头部企业量产。

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在光伏领域,利元亨依托舜元科技研究院自主研发,形成了较为完整的、具有自主知识产权的光伏激光加工设备。工艺涵盖:PERC、TOPCon、HJT、钙钛矿电池所需的激光消融、激光磷掺杂、激光硼掺杂、高速激光无损划片、激光开槽、激光薄膜划线、激光清边等设备。其中,激光掺杂系统具有更高的功率、更均匀的能量和更高的稳定性,可以在电极和发射极之间形成更良好的欧姆接触,降低金属电极与衬底的接触电阻,实现低损伤、掺杂能力强等技术特点,进一步提升电池转换效率。

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在氢能与新能源汽车领域,利元亨也已有所布局。在新能源汽车电控、电机方面,利元亨使用高功率6000W集成环形激光技术解决了Hair-pin焊接的飞溅问题,实现了一种几乎无飞溅的焊接工艺。在氢燃料电池激光应用上,利元亨推出了金属双极板焊接解决方案,可实现高功率焊接、低热量、功率响应速度快,避免材料击穿泄露,实现平整焊接表面的效果,提高金属双极板的导电性能。

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核心专机—不断突破 创造更多可能

01 激光飞行焊接技术

减少激光移动定位时间,最大化提升激光焊接生产效率,效率提升30%

飞行焊接速度可达80-100mm/s,重复定位精度±0.05mm

测试熔深0.3mm-1.5mm,拉力测试强度≥1000N

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02 超高速圆柱电池集流盘焊接


利元亨在圆柱电池集流盘焊接环节采用转塔飞行焊接技术

焊接速度>300mm/s,焊接拉力>100N,焊接残留>80%

创新性多工位分段式激光加工可实现单机产能≥300PPM

具备焊接质量在线检测、集流盘与极组压力在线监控功能


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03 极片激光干燥技术

激光结合运动控制系统,可选择热输入和定向能量沉积

激光辐射可以被集中而精确地聚焦,效率提升30%

测试熔深0.3mm-1.5mm,拉力测试强度≥10方形光斑边长20mm-200mm可调

功率4000W半导体激光器,满足高速干燥需求

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04 在线跟踪及检测系统

含激光能量衰减、离焦量变化、保护气衰减、焊接速度衰减、间隙、工件污染、工件变形、焊缝偏离、未熔透、虚焊、炸点、爆孔等检测内容。

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05 固态电池—负极锂金属切割技术

固态锂金属电池可以直接缩小电池体积,并且在短时间内快速充电,生命周期内可循环超过1万次,并且可持续使用二十年。其中金属锂独特的理化特性极大地提升了其工业制造难度。利元亨激光切割金属锂片技术可以实现无接触,高效高精度切割,避免锂片切割造成变形问题,利用高效脉冲激光器切割,可以有效减小热影响区和切口毛刺,为固态锂金属电池工业化提供助力。

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06 刀片电池周边焊

对激光焊接铝合金的焊接拐角缺陷产生进行机理分析,并综合考虑机构刚性、结构重心、高速动态稳定性及精度等因素,采用PSO(位置同步输出)激光能量控制技术,可在焊接速度变化处、直线焊接段和弧角焊接段,实现激光能量均匀作用在待焊接物体上的自适应控制,完成高速稳定的激光焊接,使整体焊缝均匀一致,解决焊接过程中因拐角速度不均匀造成焊接质量不稳定的行业难题。

利元亨PSO激光控制技术,将行业稳定运行的锂电池顶盖封口焊接速度从200mm/s提升到300mm/s以上,效率提升50%,产品良率达到99.5%以上,可提供卧式侧焊、立式侧焊、顶盖旋转焊接、顶盖双边同时焊接等多种焊接结构,满足客户定制化需求。另外,利元亨PSO激光控制技术搭配环形光斑激光器和双波长激光器方案已成功进入锂电池生产头部企业。

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07 TOPCon硼掺杂

利元亨硼掺杂中试线设备指标参数:应用于TOPCon电池高速激光硼掺杂技术及设备,采用高功率高速激光方案进行topcon电池硼元素重掺杂,设备产能达到8500片/小时,光电转化率大于0.2%,满足幅面220mm*220mm,可兼容230mm*230mm。

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未来布局—探索光的极限,助力新能源产业极限智造

利元亨始终坚持以客户需求为导向,以技术创新为驱动,不断突破自我,创造更多可能。我们以激光光源为核心,结合精密光学设计、在线视觉跟踪监测、运动控制、光-材料作用机理等关键技术,打造出一系列具有竞争力的核心专机。未来,利元亨将继续探索光的极限,研发出更多适用于新能源产业的激光技术及设备,为客户提供高品质、高效率、高可靠性的解决方案,助力新能源产业极限智造,为全球客户提供更优质的产品和服务。

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