动力电池制造的“中国方案”:双激光+AI 实现精密加工新突破 浙江省激光智能装备技术创新中心 科研动态
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动力电池制造的“中国方案”:双激光+AI 实现精密加工新突破

发布时间 :

2025-6-26 16:48:08

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动力电池制造领域迎来革命性突破!一项名为“并行去除毛刺的超快激光精密切割方法”的中国技术,成功将极耳切割良品率从行业平均95%提升至99.5%,切割精度达±5μm,设备成本较进口机型直降40%。这项技术如何打破德日垄断?又将如何重塑千亿级锂电赛道?

一、行业痛点:极耳切割的“毛刺困局”

全球新能源汽车市场高速增长,动力电池年产能预计2025年突破2TWh。在动力电池制造中,极耳切割是决定电池安全与性能的“命门”。传统激光切割因热效应导致毛刺、熔珠,不仅良品率卡在95%瓶颈,更埋下电池短路隐患。而进口设备单台售价超300万元,维护成本高昂,成为国产电池企业“卡脖子”的难题。

破局关键:中国研发团队首创“双激光协同+AI智能调控”方案,一举攻克三大技术壁垒!

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二、技术颠覆:三大创新突破

1.双激光“组合拳”,成本与精度兼得

·纳秒激光预切割:高性价比的纳秒激光(10-200W)沿直线路径预切割厚涂层区域(如石墨、磷酸铁锂)

·超快激光精密修整:皮秒/飞秒级激光(10-30W),沿复杂轨迹完成剩余金属箔材切割,并同步清洗预切割路径的毛刺

·效果:毛刺高度从传统工艺的50μm降至10μm以下,设备成本降低40%!

2.AI实时补偿,切割精度提升至±5μm 通过CCD视觉+机器学习算法(MLP神经网络),动态修正振镜抖动,确保激光路径重合度达99.9%。良品率跃升至99.5%。

3.全场景适配的工艺矩阵,换型效率提升 支持从单极耳到多极耳、从常规形状到带定位孔极耳的灵活加工,兼容铜箔、铝箔等材料及静态/匀速输送工况。参数化编程快速适配不同产线需求,换型时间缩短70%。

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发明专利示意图

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发明专利实物建模图

三、研发纪实:从实验室到产线的技术长征

研发初期:因双激光路径同步精度不足屡遭挫败,联合温州大学实验室,攻克超快激光的冷加工参数窗口,为双激光协同奠定基础。原型机遭遇物料抖动导致50μm路径偏差的难题,团队6个月死磕AI算法,最终通过MLP神经网络实现实时补偿,将偏差压缩至5μm以内。

量产验证:与奔腾精密合作完成万片极耳测试,良品率稳定99.3%,单台设备年省废料成本超100万元!

四、未来展望:从极耳切割到全球智造标杆

随着4680大圆柱电池、固态电池等新技术落地,极耳结构将更趋复杂。本技术已预留多光束协同、数字孪生调控等升级接口,未来可扩展至燃料电池双极板、柔性电路板等精密加工领域。


来源:温州市知识产权保护中心


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