電池技術(shù)+制造工藝進(jìn)步下判斷激光應(yīng)用量持續(xù)提升

1、激光焊接：工藝壁壘較高，大圓柱等新電池技術(shù)拉動焊接量上行激光技術(shù)具有高效精密、靈活、可靠穩(wěn)定、焊材損耗小、自動化和安全程度高等特點被充分應(yīng)用于鋰電池切割、清洗、焊接、打碼等工序中。根據(jù)激光制造網(wǎng)官方微信公眾號信息，在國家政策的大力支持及新能源汽車推廣應(yīng)用進(jìn)程加快的帶動下，中國車用動力電池需求大幅增長。新能源汽車電池、電機(jī)、電控三大核心零部件中，核心部件動力鋰電池在整車成本中所占比例高，也直接決定整車?yán)m(xù)航里程。鋰電池的生產(chǎn)制造是由一道道工序連接而成，其生產(chǎn)過程主要分為極片制造、電芯制作以及電池組裝三部分。鋰電池質(zhì)量直接決定新能源汽車的性能，因此對其制造工序有著極高的精度要求。激光技術(shù)作為先進(jìn)的“

2、光”制造工具，以其高效精密、靈活、可靠穩(wěn)定、焊材損耗小、自動化和安全程度高等特點，被應(yīng)用于動力鋰電池部件加工的切割、清洗、焊接和打碼等工序中。圖1 激光技術(shù)在動力電池中的主要應(yīng)用資料來源：激光制造網(wǎng)，海通國際表 1 激光焊接較傳統(tǒng)焊接的優(yōu)勢技術(shù)類型優(yōu)勢及環(huán)節(jié)激光焊接是利用激光束對物體進(jìn)行熔化并實現(xiàn)焊接的工藝，在動力電池生產(chǎn)中主要用于中段電芯、后段模組 PACK 環(huán)節(jié)。相比傳統(tǒng)的氬激光焊接激光切割激光清洗激光打標(biāo)弧焊、電阻焊等方式，激光焊接具有熱影響區(qū)小、非接觸加工、加工效率高等顯著優(yōu)勢，不同材料均能實現(xiàn)優(yōu)異的焊接效果，是動力電池生產(chǎn)中不可或缺的標(biāo)準(zhǔn)工藝。鋰電池的加工對精度質(zhì)量要求比較高，在激光

3、技術(shù)出現(xiàn)前，鋰電池產(chǎn)業(yè)通常使用傳統(tǒng)機(jī)械進(jìn)行加工和切割，但傳統(tǒng)模切刀設(shè)備在使用過程中，會不可避免地出現(xiàn)磨損，粉塵掉落并產(chǎn)生毛刺，進(jìn)而引起電池過熱、短路、甚至爆炸等各類危險問題。為了避免鋰電池加工品質(zhì)不佳造成的危險，使用激光進(jìn)行切割更適合。與傳統(tǒng)的機(jī)械切割相比，激光切割擁有無物理磨損、切割形狀靈活、邊緣質(zhì)量控 制、精確性更高和運營成本較低等優(yōu)勢，有利于降低制造成本、提高生產(chǎn)效率、大幅縮短新產(chǎn)品模切周期。在鋰電池制造工藝中，在焊接極耳之前，需要先清洗掉待焊極耳區(qū)域的涂層。去除涂層的方法主要有機(jī)械刮除、貼發(fā)泡膠和激光清 洗。其中機(jī)械刮除法容易損傷極片，并且難以保證涂層清除干凈；貼發(fā)泡膠法工序較多，生產(chǎn)

4、成本高，且不適用于陽極水性漿料。而激光清洗具有綠色、高效、清洗效果好、對銅箔損傷小等優(yōu)點，被公認(rèn)為是用于去除鋰電池陽極極片正反面的涂膜，使銅箔裸露直接進(jìn)行極耳焊接的優(yōu)選方法。為更好的把控產(chǎn)品品質(zhì)，追溯鋰電池的全程生產(chǎn)信息，包括原料信息、生產(chǎn)過程和工藝、產(chǎn)品批次、生產(chǎn)廠家及日期等，需要將關(guān)鍵信息存儲在二維碼內(nèi)并在電池上進(jìn)行標(biāo)識。傳統(tǒng)的油墨噴打碼技術(shù)存在易摩擦，長時間容易缺失信息等問題，而激光打標(biāo)具有永久性強(qiáng)、防偽性高、精度高、耐磨性強(qiáng)、安全可靠等特點，可以為產(chǎn)品品質(zhì)追蹤提供最佳的解決方案。資料來源：激光制造網(wǎng)，海通國際激光焊接：工藝壁壘較高，大圓柱等新電池技術(shù)拉動焊接量上行原理：保障電池安全性，

5、焊接質(zhì)量取決于激光器能量控制與過程工藝參數(shù)激光焊接具有熔深深、速度快、變形小等諸多優(yōu)點，可大幅提升動力電池的安全性。根據(jù)聯(lián)贏激光招股說明書，激光焊接作為一種現(xiàn)代焊接技術(shù)，具有熔深深、速度快、變形小、對焊接環(huán)境要求不高、功率密度大、不受磁場的影響、不局限于焊接方法材料深寬比功率密度（W/cm2）熱形變焊接質(zhì)量激光焊接金屬、非金屬1010K-100M很小質(zhì)量高;單面焊降低重量，焊接強(qiáng)度高導(dǎo)電材料、不需要真空的工作條件并且焊接過程中不產(chǎn)生 X 射線等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于高端精密制造領(lǐng)域，尤其是新能源汽車及動力電池行業(yè)。動力電池焊接部位多、難度大、精度要求高，動力電池廠商對電池生產(chǎn)設(shè)備的自動化、安全性、

6、精密性、加工效率的要求也高。激光焊接技術(shù)獨特的優(yōu)勢可大幅提升電池的安全性、可靠性、一致性，降低成本，延長使用壽命，成為了動力電池廠商最優(yōu)的選擇。性、可靠性、一致性，降低成本，延長使用壽命，成為了動力電池廠商最優(yōu)的選擇。表 2 激光焊接較傳統(tǒng)焊接的優(yōu)勢電阻焊接金屬2100-1M顯著雙面焊增加重量,焊接強(qiáng)度低電弧焊金屬21K-100K顯著焊接點/縫大，增加重量，焊接強(qiáng)度低電子束焊接金屬、非金屬301M-100M很小質(zhì)量高；但是過程復(fù)雜，需要真空和消磁資料來源：聯(lián)贏激光招股說明書，海通證券研究所決定激光焊接質(zhì)量的主要核心要素為激光器能量控制及焊接工藝技術(shù)。激光器能量控制：根據(jù)聯(lián)贏激光招股說明書，由于

7、被焊接的材料對不同波長激光的吸收率不同（可以從 5%到 50%不等），激光器選擇不同，焊接效果完全不同。為了對焊件輸出統(tǒng)一、穩(wěn)定的焊接激光束，就需要激光輸出功率具有良好的一致性或者能夠精確控制激光輸出功率，功率過低會導(dǎo)致焊接熔融不足而影響焊接質(zhì)量，功率過高或上下波動會導(dǎo)致飛濺、氣孔等不良效果。因此，激光器能量的控制就成為激光焊接最為關(guān)鍵的技術(shù)之一。圖2 不同波長對應(yīng)不同金屬吸收率不同資料來源：AMReference，海通國際焊接工藝技術(shù)：根據(jù)聯(lián)贏激光招股說明書，激光與物質(zhì)的作用過程較為復(fù)雜，激光焊接效果與激光波長、功率密度大小、焊接時間、焊接頭角度、焦點距離、焊件對激光的吸收率及清潔程度、焊件

8、的厚度及導(dǎo)熱性能、保護(hù)氣體類型及流量等數(shù)十種因素有關(guān)。因此，激光焊接工藝技術(shù)也是影響焊接質(zhì)量關(guān)鍵的因素之一，需要激光焊接工藝技術(shù)人員不斷摸索總結(jié)，長時間實驗積累才能夠獲得良好的焊接效果。表 3 激光技術(shù)在動力電池中的優(yōu)勢及環(huán)節(jié)激光器類別區(qū)別與關(guān)聯(lián)性優(yōu)勢劣勢YAG 激光器固體激光器的一種，增益介質(zhì)為 YAG 晶體，波長為 1064nm1）易于分成多束光，可同時或分時多點焊接；2）峰值功率高，適合點焊；3）價格低，具有成本優(yōu)勢；1）光束質(zhì)量相較于光纖激光器差；2）光電轉(zhuǎn)換效率較光纖激光器低光纖激光器固體激光器的一種，增益介質(zhì)為摻稀土離子的纖芯，波長為 1070nm1）光束質(zhì)量好；2）光電轉(zhuǎn)換效率高

9、1）價格高；2）分光成本高半導(dǎo)體激光器固體激光器的一種，增益介質(zhì)為化合物半導(dǎo)體，波長為 808-976nm復(fù)合激光器由半導(dǎo)體激光器與光纖激光器合成的激光器，波長為 1070nm 和 808-976nm藍(lán)光激光器半導(dǎo)體激光器的一種，波長為 450nm 左右資料來源：聯(lián)贏激光招股說明書，海通國際1）光電轉(zhuǎn)換效率比光纖激光器高；2）成本低于光纖激光器可以對鋁材同時進(jìn)行預(yù)熱和焊接，有效防止飛濺、氣孔、裂紋等焊接不良發(fā)生，對激光難焊材料鋁材的焊接很有效銅及銅合金對藍(lán)光的吸收率比傳統(tǒng)波長激光提高 3 至 10 倍，對銅材焊接飛濺有很好的抑制能力，可大幅提升焊接強(qiáng)度、效率及美觀度,對激光難焊材料銅的焊接很有

10、效光束質(zhì)量比光纖激光器差激光器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作難度大藍(lán)光無法直接光纖合束，需要先進(jìn)行空間合束，因此制作難度大、工藝要求高按照工作原理焊接可分為五種類型，根據(jù)不同的應(yīng)用要求選取不同的焊接方式，以達(dá)到最佳效果。根據(jù)聯(lián)贏激光招股說明書，根據(jù)工作原理的不同，適配不同的加工場景，激光焊接可分為熱傳導(dǎo)焊、深熔焊、復(fù)合焊接、激光釬焊和激光傳導(dǎo)焊接五種。根據(jù)不同的客戶、不同的加工應(yīng)用場景，選取合適的焊接方式，以達(dá)到最佳的焊接效果。表 4 激光焊接的類別及選擇對比項目熱傳導(dǎo)焊接深熔焊復(fù)合焊接釬焊激光傳導(dǎo)焊接工作原理使用激光器激光束在表面熔化相配零件，熔融材料混合并凝固主要是固體激光器（連續(xù)和脈沖），半導(dǎo)體激光器鋼

11、、不銹鋼、還有高強(qiáng)度導(dǎo)致了延伸到材料深處的鎖眼的形成，產(chǎn)生又深又窄的焊縫主要是 CO2 激光器，連續(xù)的固體激光器激光焊接和 MAG 焊接， MIG 焊接，WIG 焊接或者等離子焊接的組合CO2 激光器，連續(xù)固體激光器激光束加熱相配零件，從而熔化焊料。熔融的焊料流入到接縫，連接相配零件連續(xù)固體激光器，半導(dǎo)體激光器激光束通過透射的相配零件，熔化另外一份吸收激光的零 件。當(dāng)焊接形成時相配零件是夾緊的半導(dǎo)體激光器，連續(xù)固體激光器塑料：熱塑性塑料、熱塑性彈焊接材料鈦、銅、銅合金、貴重金屬鋼、不銹鋼、鋁、鈦主要是鋼和鋁鋼和鋁性體重要工藝參數(shù)重要質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)激光功率、功率密度、焊接速度或者脈沖持續(xù)時間、工件上光

12、束直徑、保護(hù)氣體聚焦直徑0.3-1mm0.1-0.6mm0.3-0.6mm0.5-3mm1-2mm冶金性能、無缺 陷、可見邊緣上的光滑表面、一致性手動工作站、基于激光功率、功率密度、焊接速度、聚焦直徑、活躍氣體和保護(hù)氣體、填充劑（如需）冶金性能、無缺陷、所需的寬度和深度、低熱量輸入和畸變基于坐標(biāo)的激光設(shè)備、填充劑、激光功率、功率密度、焊接速度、活躍氣體和保護(hù)氣體、輔助裝置參數(shù)冶金性能、無缺陷、一致性基于坐標(biāo)的激光設(shè)備、釬焊材料、激光功率、進(jìn)給功率、工件上的光束直徑光滑和無孔的焊接表 面、強(qiáng)度、熔合、一致性材料性能：吸附度、傳輸率、散射；激光功率、光束形狀和直徑、進(jìn)給功率、沿著焊縫的熱量輸入強(qiáng)度

13、、一致性、不滲透性掃描光學(xué)系統(tǒng)、基于坐標(biāo)的激機(jī)械和系統(tǒng)坐標(biāo)的激光設(shè)備、機(jī)器人機(jī)器人、遠(yuǎn)程激光焊接單元機(jī)器人主要是機(jī)器人光設(shè)備、機(jī)器人資料來源：聯(lián)贏激光招股說明書，海通國際應(yīng)用現(xiàn)狀：電芯制造、PACK 焊接價值量約 1000-3000 萬/GWh在動力電池的生產(chǎn)中使用激光焊接的環(huán)節(jié)在電芯制造環(huán)節(jié)與電池 PACK 環(huán)節(jié)。根據(jù)聯(lián)贏激光官網(wǎng)信息，在動力電池的生產(chǎn)中，使用激光焊接的環(huán)節(jié)主要包括：中道工藝：極耳的焊接（包括預(yù)焊接）、極帶的點焊接、電芯入殼的預(yù)焊、外殼頂蓋密封焊接、注液口密封焊接等；后道工藝：包括電池 PACK 模組時的連接片焊接，以及模組后的蓋板上的防爆閥焊接等。圖3 目前動力電池需要焊接

14、的場景資料來源：聯(lián)贏激光官網(wǎng)，海通國際前激光焊價值量約為1000-3000 萬元/GWh。根據(jù)聯(lián)贏激光招股說明書，激光焊接設(shè)備在動力電池廠商投入中約占比 5-15%，根據(jù)高工鋰電官網(wǎng)信息，按照動力電池單 GWh 設(shè)備投資額約為 2 億元測算，目前動力電池激光焊接設(shè)備單 GWh 投入在1000 萬元至 3000 萬元。表 5 激光焊接主要場景及特點應(yīng)用場景采用技術(shù)能力細(xì)節(jié)激光焊接難點120 層,總厚度100 層一般動力鋰電池鋁殼厚度都要求達(dá)到 1.0 毫米以下，主流廠家目前依據(jù)電池容量不同殼體材料厚度以 0.6mm 和 0.8mm 兩種為主。焊接方式重要分為側(cè)焊和頂焊，其中側(cè)焊的重要好處是對電芯

15、內(nèi)部的影響較小，飛濺物不會輕易進(jìn)入殼蓋內(nèi)側(cè)。由于焊接后可能會導(dǎo)致凸起，這對后續(xù)工藝的裝配會有些微影響，因此側(cè)焊工藝對激光器的穩(wěn)定性、材料的潔凈度和頂蓋與動力鋰電池鋁殼的配合間隙有較高的要求。而頂焊工藝由于焊接在一個面上，可采用更高效的振鏡掃描焊接方式，但對前道工序入殼及定位要求很高，對設(shè)備的自動化要求高。目前動力鋰電池鋁殼占整個動力鋰電池的 90%以上。鋁材的激光焊接難度較大，會面對焊痕表面凸起問題、氣孔問題、炸火問題、內(nèi)部氣泡問題等。表面凸起、氣孔、內(nèi)部氣泡是激光焊接的致命傷，很多使用由于這些原由不得不停止或者想方法規(guī)避。重要是采用的光纖芯徑過小或者激光能量設(shè)置過高所致。引起炸火(也稱飛濺，

16、Splash)的因素也很多，如材料的清潔度、材料本身的純度、材料自身的特性等，而起決定性用途的則是激光器的穩(wěn)定性。在動力鋰電池焊接當(dāng)中，焊接工藝技術(shù)人員會依據(jù)客戶的電池材料、形狀、厚度、拉力要求等選擇適宜的激光器和焊接工藝參數(shù)，包括焊接速度、波形、峰值、焊頭傾斜角度等來設(shè)置合理的焊接工藝參數(shù)，以保證最終的焊接效果滿足動力鋰電池廠家的要求。極耳帶焊接超聲波焊接時,焊頭壓縮鋁箔時,容易導(dǎo)致鋁箔破損)實現(xiàn)密封，先點焊再全焊，對密頂蓋周邊焊接激光焊接封要求高，尤其密封釘焊接這及密封釘焊接邊，需要避免虛焊帶來的漏液問題極耳和端子/電阻焊接焊接厚度0.4mm 的鎳帶和鋼帶，焊接厚度1.5 倍極耳厚度連接板

17、焊接激光焊接可焊接多層材料對于任何材料,穿透焊接深度可達(dá) 1mm極耳和母線對于銅材料,單點熔深尺寸可達(dá)(BusBar)焊接Mirco-TIG3.8mm 可實現(xiàn)軌跡焊接電阻焊接同以上“極耳和端子焊接”更厚的材料可采用釬焊資料來源：超聲技術(shù)和應(yīng)用 Hightech 微信公眾號、鉅大鋰電，海通國際需求：全球“缺芯”下半導(dǎo)體廠擴(kuò)大資本開支，設(shè)備景氣度持續(xù)上行4680 大圓柱對激光工藝要求更高，且相比方形電池、小圓柱電池焊接量有望上行。1）4680 電池對激光工藝求要求更高，極耳形態(tài)不受控制是工藝難點。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院官網(wǎng)信息，4680 電池采用全極耳工藝，打破了傳統(tǒng)電池一正一負(fù)兩個極耳的模式，其工藝

18、難點在于極耳形態(tài)不受控，易發(fā)生短路，制造時兩段封閉，電解液滲入阻礙大，并且多極耳很難折疊整齊，對激光工藝要求更高。2）4680 大圓柱電池激光焊接相比方形電池、小圓柱電池分別在焊接工序、所需焊接設(shè)備上有所增加。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院官網(wǎng)信息，1）相比方形電池，大圓柱的全極耳所需的面焊，其激光焊接工序從 5 道增加至 7 道；2）從小圓柱電池看，單 GWh 相較于 18650 和 21700 電池產(chǎn)線增加 5 臺焊接設(shè)備。結(jié)合上述情況，我們認(rèn)為，4680 大圓柱的激光焊接需求相比方形電池、小圓柱電池有望增長。表 6 國內(nèi)外電池廠商大圓柱電池布局情況國家電池廠商大圓柱電池布局情況日本松下2021 年

19、10 月 26 日，松下首次展示了其為特斯拉打造新型 4680 電池試制品；計劃2022 年 3 月在日本的議價工廠試生產(chǎn)新型 4680 電池2021 年 3 月已開始為特斯拉 4680 電池建造一條試點生產(chǎn)線，最早有望在年內(nèi)開始LG 化學(xué)三星 SDI據(jù)韓國媒體 TheElec 報道，寶馬將于三星 SDI 合作開發(fā)新的圓柱電池，尺寸介于21700 和 46800 之間。中國億緯鋰能2021 年 11 月 6 日公告將投資 20GWh 乘用車用大圓柱電池生產(chǎn)線及輔助設(shè)施項目總額約為 32 億元，建成達(dá)產(chǎn)后預(yù)計可形成 20GWh/年的乘用車用大圓柱電池產(chǎn) 能；公司于 2021 年 4 月與 Str

20、oeDot 簽訂協(xié)議，雙方就電動汽車 4680 電池分三個階段進(jìn)行合作，有限期至 2024 年 12 月 31 日；目前億緯鋰能已布局了 46800 和46950 兩大型號江淮汽車2021 年 2 月，江淮汽車于 CBAK 能源科技簽署一項為期三年的聯(lián)合產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略協(xié)議，雙方將聯(lián)合開發(fā) 4680 鋰電池及電池組。比克國內(nèi)首發(fā) 4680 全極耳大圓珠電池的電池企業(yè)。比克電池于 2021 年 3 月透露，正于國內(nèi)外多個客戶合作進(jìn)行全極耳大圓柱電池的開發(fā)，4680 電芯樣品預(yù)計年內(nèi)實現(xiàn)批量下線蜂巢能源蜂巢能源董事長表示 2021 年蜂巢能源將切入大圓柱領(lǐng)域；蜂巢能源在山海車站創(chuàng)新日展示了 46800

21、 電芯研發(fā)成果，采用了于特斯拉相同的無極耳結(jié)構(gòu)韓國運營；正在考慮在美國和歐洲設(shè)立 4680 工廠，以便為特斯拉供貨。資料來源：華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，海通國際其他焊接環(huán)節(jié)技術(shù)：解決異種金屬焊接問題，比如電池 PACK 中匯流排焊接有望替代為激光焊接，我們判斷，隨著激光焊接工藝不斷上行，激光焊接滲透率有望上行。以方形電池后道模組/PACK 中匯流排焊接存在的 Al/Cu 異質(zhì)金屬焊接為例：Al、Cu 對光吸收率低，且容易產(chǎn)生高脆性金屬化合物是 Al/Cu 難點：根據(jù)汽車電池模組件 Al/Cu 異種金屬激光焊接技術(shù)新進(jìn)展，由于 Al 和 Cu 的材料物理性能迥異，Al/Cu 異種金屬激光焊接具有若干挑戰(zhàn)性

22、的限制。一個主要是在 1um 的激光波長下 Al 的吸收率低，而 Cu 的吸收率更低；另一個挑戰(zhàn)來自 Al-Cu 合金的冶金性能，即高脆性的金屬化合物可能導(dǎo)致裂紋的形成。可能形成Cu 含量為50%-80%的金屬間化合物相。表 7 Al 和 Cu 的材料物理性能物理指標(biāo)AlCu熱傳導(dǎo)性能/ W/(mK)226390比熱容/ (kg)946385熱脹系數(shù)/ (10/)2417密度/ (g/cm3)2.718.93熔點/6601083吸收率(%)63資料來源：汽車電池模組件 Al/Cu 異種金屬激光焊接技術(shù)新進(jìn)展，海通國際匯流排焊接目前激光焊接仍無法解決脆性化合物問題，但激光焊接為大概率方向。根據(jù)聯(lián)

23、贏激光官網(wǎng)，由于銅和鋁之間采用激光焊接后易形成脆性化合物，無法滿足使用要求，通常采用超聲波焊接外，銅和銅、鋁和鋁一般均采用激光焊接。同時，由于銅和鋁傳熱均很快，且對激光反射率高，連接片厚度相對較大，因此需要采用較高功率的激光器才能夠?qū)崿F(xiàn)焊接。通過九種不同參數(shù)及方法的調(diào)整實驗，其中 7 種有不同增益，我們認(rèn)為，隨著未來激光工藝的不斷進(jìn)步，匯流排 Al/Cu 激光焊接存在問題有望得到解決，激光焊接為大概率方向。圖4 匯流排多層異種金屬焊接資料來源：汽車電池模組件 Al/Cu 異種金屬激光焊接技術(shù)新進(jìn)展，海通國際表 8 PACK 段匯流排焊接解決方案梳理：激光焊接為大概率方向方法名稱具體方法效果及結(jié)

24、論雙波段激光點焊新型高亮度激光低壓環(huán)境空間光束振蕩激光釬焊激光功率激光脈沖形狀激光脈沖間距利用可同時發(fā)射綠光波段和紅外光波段的調(diào)制脈沖激光源，調(diào)制的冶金脈沖形狀導(dǎo)致熔池在同一頻率下發(fā)生周期性運動，由此產(chǎn)生的熔體周期性振蕩和周期性凝固導(dǎo)致了環(huán)形定向凝固線。采用 400W 的最新一代工業(yè)光纖激光器實驗，形成 15um 左右的光斑，同時聚焦點附近的橫向噴嘴產(chǎn)生受控的 Ar 氣流（速率為 15L/min），從而盡可能避免焊縫上的氧化和內(nèi)部缺陷。脆性金屬間化合物形成取決于薄板的放置方式，當(dāng) Al 位于 Cu 上部時，熔化區(qū)形成 3 種化合物，而 Cu 位于 Al 上部僅形成一種化合物，極大降低了裂紋敏感

25、性。在 100mbar 低壓環(huán)境下使用 FOCUS LaVa95 激光真空室和最大激光功率為 2kW的 IPC YLS-2000-SM 激光器來焊接 2mm 厚度的 AlCu 金屬薄板，束流整形是通過一個具有二維束流振蕩的 IPC D50 焊接頭在真空室外實現(xiàn)的?？赏ㄟ^光束位置控制來控制 Al-Cu 熔合比率，進(jìn)而實現(xiàn)異種金屬無缺陷焊接。使用最大功率為 1kW 的 IPGYLR 1000-SM 單模光纖激光器（波長為 1064nm，最大功率為 1000W），將環(huán)形光束振蕩應(yīng)用于 AlCu 薄板的激光搭接焊接。擺動幅度能顯著影響焊縫寬度、熔深和深寬比，焊接速度為 156mms，擺動幅度為 0.5

26、mm 時，可獲得最優(yōu)焊縫，最大斷裂載荷可達(dá) 120kgf；雙焊縫的抗剪切力可提高 1020；熔合區(qū)內(nèi)的顯微硬度有所提高；通過優(yōu)化參數(shù)獲得較低的接觸電阻，雙焊縫是最佳選擇。使用單模 Trumpf TruFiber 400 光纖激光器， 結(jié)合Scanlab HS20 2D 掃描儀頭，實現(xiàn)了用于鋰離子電池模組件的低接觸電阻鋁銅異種金屬激光束釬焊技術(shù)。紅外波長為 1070nm，最大功率為 400W，焦點直徑為 31m，調(diào)制周期為 1 TM10kHz，掃描頻率均設(shè)為 500Hz，激光束聚焦在 Al 板表面下方 1mm 處，施加 9Lmin 的氬氣保護(hù)氣體，在Al-Cu 搭接位置中心焊接長度為 30mm

27、的單焊縫。采用最大功率為 4kW 的 HLD4002 接照射到鋁表面,離焦量為 0mm.結(jié)果表明，通過精確實現(xiàn)熱輸入控制，可控制Cu 的熔化量，獲得優(yōu)良的 Al/Cu 激光搭接接頭。采用 Trumpf HL204P 型 Nd：YAC 激光器，平均功率為 200W，功率峰值為 6kW，波長為 1064nm，聚焦光斑為 635m。設(shè)計使用的脈沖形狀有：標(biāo)準(zhǔn)方形脈沖、正步進(jìn)脈沖、正步進(jìn)臺階脈沖、負(fù)步進(jìn)脈沖、負(fù)步進(jìn)臺階脈沖、中央峰值脈沖。采用 Trumpf HL204P 型 Nd：YAG 激光器研究激光脈沖形狀的同時，也研究了脈沖距離對 AlCu 異種金屬薄板脈沖激光焊縫的影響。選擇的脈沖距離分別為：

28、0.1mm、0.32mm、0.55mm、 0.8mm 和 1.2mm。脈沖距離為 0.55mm與連接異種金屬的熱脈沖相比，具有調(diào)制激光功率的冶金脈沖形狀更為可取，因為所實現(xiàn)的 AlCu 合金元素均勻分布對于避免局部金屬間相的形成至關(guān)重要.綠光波段的激光可以提高耦合效率并穩(wěn)定焊接過程。與目前的電阻點焊，超聲焊接等連接技術(shù)相比，新型高亮度激光帶來更大的優(yōu)勢，包括更快的處理速度精確的、非接觸式的、小的受熱區(qū)域和較大的自動化能力，可優(yōu)化 AlCu 異種金屬薄板的高速焊接在焊縫厚度小于 80m 的情況下，激光焊縫的導(dǎo)電性能不會明顯減弱。由于高功率激光束的集中能量輸 入，從而縮短冶金反應(yīng)時間，避免不受控的

29、脆性金屬間化合物的形成。如果增加焊縫厚度，可能增加金屬間化合物相的厚度，則會對接觸質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。連續(xù)激光焊接異種金屬材料時，沿著焊縫方向產(chǎn)生的大裂紋是一個重大問題，使用單模光纖激光器和空間光束振蕩，可實現(xiàn)焊縫中兩種材料的均勻混合，改善異種金屬焊接頭質(zhì)量。激光釬焊焊縫熔合區(qū)與 Cu 側(cè)的界面處存在金屬間化合物 Al，Cu 相（EDS3）和極窄的 Al，Cu，相薄膜層（EDS2），其中富鋁 Al2Cu 相具有Al-Cu 金屬間化合物體系中最低的電阻率(8.0cm)。隨著激光功率的增加，更多的 Cu 擴(kuò)散到金屬熔合區(qū)中，導(dǎo)致熔合區(qū)中形成粗大的 Al2Cu 相以及更嚴(yán)重的 Cu 元素團(tuán)聚現(xiàn)象。所有

30、 Al-Cu 金屬間化合物區(qū)域的厚度均隨著激光功率的增加而增加。在恒定脈沖能量（E13J）和恒定脈沖距離（d 0.32mm）條件下，有預(yù)熱的脈沖形狀能獲得更好的焊縫幾何結(jié)構(gòu)與更高的拉伸載荷，因為最初的預(yù)熱階段提高了焊接熔池溫度，導(dǎo)致在有效焊接高峰值功率階段之前上層母材的吸收率更高。在脈沖距離為 0.1mm 時，焊接區(qū)域中存在較多 Al-Cu金屬間化合物，接頭延性低。延性隨著脈沖間隔距離的增加而增加，脈沖間隔達(dá)到 0.55mm 后，延性則隨時，可獲得最高延性，此時達(dá)到最大拉伸荷載激光脈沖采用波長為 1030 的 2kW 激光器研究激光振蕩和脈沖調(diào)制的聯(lián)合作用下整形0.4mm 厚度板材 Cu-Al

31、 異種金屬深熔深激光搭接焊接行為，離焦量為 0mm，焦點直徑為 89m，激光束振幅為 0.75mm，進(jìn)給速度為 30mms著脈沖間相互作用的減弱而再次降低。光束振蕩和脈沖調(diào)制的聯(lián)合作用提高了焊接頭的塑 性。與 D 型方形脈沖相比，A 型脈沖具有規(guī)定預(yù)熱階段、有效焊接加熱階段和冷卻階段，有利于提高剪切強(qiáng)度資料來源：汽車電池模組件 Al/Cu 異種金屬激光焊接技術(shù)新進(jìn)展，海通國際激光切割：極片激光切割替代加速，高倍率電池推動極耳/極片切割量提升優(yōu)勢：較模切具精確度更高、運營成本較低等優(yōu)勢，助力電池生產(chǎn)提效降本激光切割技術(shù)可應(yīng)用于鋰電池制造過程中的極耳切割成型、極片分切以及隔膜分切等工序，相比模切，

32、激光切割具有精確度更高、運營成本較低等優(yōu)勢，有助于電池生產(chǎn)提效降本。根據(jù)維科網(wǎng)鋰電官方微信公眾號信息，傳統(tǒng)模切會不可避免地出現(xiàn)磨損，粉塵掉落并產(chǎn)生毛刺，進(jìn)而引起電池過熱、短路、甚至爆炸等各類危險問題。為了避免鋰電池加工品質(zhì)不佳造成的危險，使用激光進(jìn)行切割更適合。與傳統(tǒng)的機(jī)械切割相比，激光切割擁有無物理磨損、切割形狀靈活、邊緣質(zhì)量控制、精確性更高和運營成本較低等優(yōu)勢，有利于降低制造成本、提高生產(chǎn)效率、大幅縮短新產(chǎn)品模切周期。表 9 鋰電池領(lǐng)域激光切割領(lǐng)域、應(yīng)用場景、難點總結(jié)激光切割應(yīng)用領(lǐng)域及優(yōu)勢極耳切割成型極片分切隔膜分切切割對象切割工藝激光切割優(yōu)勢極耳是電池正負(fù)極引出的金屬導(dǎo)電體，充放電時會跟

33、外界接觸激光在極片上切割出正負(fù)極耳朵，極耳對齊度，尺寸、粉塵毛刺等將引起自放電或短路激光切割能實現(xiàn)無耗材，速度快，切割質(zhì)量穩(wěn)定，設(shè)計靈活性高，適用于不同類型的規(guī)格的電池鋰電子電池極片經(jīng)過漿料涂敷，干燥和輾壓之后，形成集體及兩面涂層的三層復(fù)合結(jié)構(gòu)利用激光束照射電池極片使極片迅速形成孔洞，光束移動使孔洞連續(xù)形成切縫激光切割具有生產(chǎn)效率高工藝穩(wěn)定性好的特點隔膜采用塑料膜制程，承擔(dān)放置短路以及過熱時阻隔電池中電流傳導(dǎo)的功能隔膜卷料經(jīng)分切工序分割成復(fù)合要求的規(guī)格尺寸和品質(zhì)要求的卷料隔離膜是有機(jī)化合物構(gòu)成采用激光切割效果好資料來源：超越激光官網(wǎng)，海通國際極耳切割：激光切割為主流技術(shù)，放卷速度與張力控制是競

34、爭要點激光極耳成型是目前主流技術(shù)，工藝參數(shù)、控制系統(tǒng)、切割工位設(shè)計決定切割的速度和質(zhì)量。根據(jù)利元亨官網(wǎng)信息，傳統(tǒng)上極耳成型主要使用機(jī)械模切工藝。機(jī)械模切工藝有模具損耗快、換模時間長、靈活性差和生產(chǎn)效率低等局限性，已經(jīng)越來越不能滿足鋰電池制造的發(fā)展要求。由于激光切割技術(shù)的諸多優(yōu)點，隨著高功率、高光束質(zhì)量納秒激光器、單模連續(xù)光纖技術(shù)的成熟，目前激光極耳切割逐漸成為極耳成型技術(shù)的主流。穩(wěn)定的放卷速度、張力及極片寬度方向位置控制，精確穩(wěn)定的放卷速度、張力和糾偏控制是實現(xiàn)高質(zhì)量高速度極耳成型的基礎(chǔ)。以海目星為例，根據(jù)維科號官網(wǎng)引用第二屆新能源汽車及動力電池國際交流會中海目星軟件專家苗健燁的演講內(nèi)容，海目

35、星擁有獨家集成化張力技術(shù)，是由驅(qū)動和反饋系統(tǒng)構(gòu)成，整個反饋系統(tǒng)結(jié)合了整體帶入實時的趨勢，采用理論算法和實際反饋閉環(huán)相結(jié)合的開發(fā)理念，將驅(qū)動性能和調(diào)解性能銜接為一體，張力波動可以控制在 2以內(nèi)，以及多樣切割兼容技術(shù)，可實現(xiàn)飛行切割一鍵換行，滿足了客戶定制化的需求。表 10 激光切割較傳統(tǒng)模切優(yōu)勢明顯切割方式優(yōu)勢劣勢/難點切割效率高，速度快，不受極耳數(shù)量的限制；維護(hù)成本低,無耗材；激光切割切割形狀、尺寸、間距靈活變換，毛刺少；針對不同極耳材料、厚度,靈活調(diào)節(jié)激光參數(shù)適配；一臺設(shè)備兼容多種極耳片。1）一次性投入成本高；2）廠商自動化能力要求高刀具損耗,需定期更換；2）模具更換傳統(tǒng)模切一次性投入成本低

36、資料來源：銳科激光官網(wǎng)，海通國際時間長；3）切割形狀比較限制,調(diào)節(jié)麻煩；4）切割極耳材料比較限制；5）速度較慢，最高速度 40-50 米/分鐘圖5 極耳激光成型質(zhì)量的主要影響因素資料來源：利元亨官網(wǎng)，海通國際極片切割：傳統(tǒng)模切效率成產(chǎn)線提效瓶頸，MOPA 技術(shù)兼具成本與性能優(yōu)勢圓盤分切和模切品質(zhì)量不穩(wěn)定；激光能量和切割移動速度是兩個主要的工藝參數(shù)。根據(jù)動力電池網(wǎng)信息，極片切割有圓盤分切和模切、激光切割三種方式，圓盤分切和模切都存在刀具磨損問題，這容易引起工藝不穩(wěn)定，導(dǎo)致極片裁切品質(zhì)差，引起電池性能下降；激光能量和切割移動速度是兩個主要的工藝參數(shù)，對切割質(zhì)量影響巨大。當(dāng)激光功率太低或者移動速度太

37、快時，極片不能完全切開，而當(dāng)功率太高或移動速度太低時，激光對材料作用區(qū)域變大，切縫尺寸更大。圖6 不同的激光切割工藝條件下單面涂層負(fù)極極片的切邊形貌資料來源：動力電池網(wǎng)，海通國際圖7 不同的激光切割工藝條件下單面涂層正極極片的切邊形貌資料來源：動力電池網(wǎng)，海通國際MOPA 是一種激光調(diào)制技術(shù)，兼具高峰值功率和高光束質(zhì)量的最優(yōu)方式，杰普特獲寧德時代定點。根據(jù)高工鋰電官網(wǎng)信息，目前杰普特特殊定制的極片切割脈沖光纖激光器，產(chǎn)線切割效率可達(dá) 120m/min，切割毛刺小于 7m，熱影響區(qū)小于50m，也是市場唯一一款真正做到無毛刺無熱影響的激光器，變頻、變功率響應(yīng)時間最快10s，可有效減少拐角銜接處參數(shù)

38、變化帶來的質(zhì)量問題。根據(jù)杰普特關(guān)于收到供應(yīng)商定點通知的公告，2022 年 3 月 22 日，杰普特公告收到寧德時代定點通知，提供 MOPA 脈沖光纖激光器，應(yīng)用于動力電池電芯制造的極片切割工序。根據(jù)英諾激光招股說明書，MOPA 技術(shù)是將具有高光束質(zhì)量的種子信號光和泵浦光，通過一定的方式耦合進(jìn)雙包層光纖進(jìn)行放大，從而實現(xiàn)對種子光源的高功率放大；激光器的 MOPA 結(jié)構(gòu)是解決超快激光兼具高峰值功率和高光束質(zhì)量的最優(yōu)方式。圖8 MOPA 納秒/亞納秒激光器工作原理圖資料來源：英諾激光招股說明書，海通國際皮秒是長期最優(yōu)選擇，MOPA 是目前最具性價比選擇。根據(jù)鋰離子動力電池極片的激光切割分析，除了脈寬

39、外，重復(fù)頻率、光束模式、激光波長也對切割質(zhì)量有影響。因此窄脈寬、高重復(fù)頻率的皮秒激光器是切割鋁箔和銅箔最理想的激光器。但由于皮秒技術(shù)未完全成熟，價格還很高，難以工業(yè)推廣。而脈寬相對“窄”的 MOPA 激光器價格低廉，切割的正極片也完全滿足工業(yè)要求，是切割正極片性價比最高的激光器，隨著其脈寬的減少和頻率的增加，其應(yīng)用前景會越來越好。表 11 各種激光器切割正負(fù)極片的質(zhì)量532nm 皮秒激光器T=10ps,毛刺:6 m HAZ:10m毛刺:無,HAZ:無熔融熱影響區(qū)最優(yōu)F=300 kHz,P=9.1 W切速:2 800mm/s切速:800mm/s1 064 nm MOPA 激光器r=20ns,毛刺

40、:10 m HAZ:20 m毛刺:很小HAZ:熔融區(qū) 60mF=760 kHz,P=100W切速:2 800mm/s 以上切速:800mm/s355nm 固體激光器T=20ns,毛刺:小 HAZ:10m毛刺:較小,HAZ:70m一般F=40 kHz,P=8W切速:600mm/s切速:400mm/s1064nm 調(diào) Q 光纖激光器T=100ns,毛刺:15 m,HAZ:60m毛刺:-,HAZ:200 m較差F=100kHz,P=100 W切速:1800mm/s切速:500mm/s激光器及相應(yīng)參數(shù)正極負(fù)極評價較優(yōu)532nm 固體激光器T=20ns,毛刺:小 HAZ:17m毛刺:-,HAZ:1002

41、00 m較差F=40kHz,P=16 W切速:1000mm/s切速:600 mm/s資料來源：鋰離子動力電池極片的激光切割分析，海通國際圖9 改變波長對切割質(zhì)量的影響不明顯（固體激光器）資料來源：鋰離子動力電池極片的激光切割分析，海通國際隔膜切割：隔膜激光切割仍在布局階段，熱影響控制是難點隔膜切割目前以刀具切割為主，目前已有兩項激光切割技術(shù)專利。根據(jù)專利之星檢索系統(tǒng)信息：專利一：根據(jù)一種隔膜激光切割機(jī)專利內(nèi)容，隔膜的切割通常以鋼材質(zhì)隔膜切刀進(jìn)行切割。采用隔膜切刀切割，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差，切刀需要定期更換，隔膜切口處的效果不好，容易起毛刺或卷翹，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便調(diào)試和維護(hù)。通過激光切割可解決以上問題；

42、專利二：根據(jù)鋰電池隔膜生產(chǎn)用激光切割設(shè)備專利內(nèi)容，通過激光切割組件切割由翻轉(zhuǎn)輥交替切換兩個隔膜卷曲組件卷繞的隔膜，實現(xiàn)了自動化均勻切割隔膜的功能，避免了切割過程中的脫粉、挑絲、碎膜以及切不斷的現(xiàn)象，便于在批量生產(chǎn)線中實用。圖10 專利一南京博能自動化科技有限公司專利資料來源：專利之星檢索系統(tǒng)官網(wǎng)，海通國際圖11 專利二江蘇安瑞達(dá)新材料有限公司專利資料來源：專利之星檢索系統(tǒng)官網(wǎng)，海通國際熱影響控制仍是難點，紫外激光存在替代傳統(tǒng)模切可能。根據(jù)存能電氣官網(wǎng)信息，鋰離子電池隔膜PP 膜與PE 膜兩者的熔點不同，PE 隔膜在 130左右，PP 隔膜在 160左右。根據(jù)英諾激光招股說明書，在薄膜非金屬材料

43、加工等領(lǐng)域，高能量的紫外光子直接破壞非金屬材料表面的分子鍵，使分子脫離物體，這種方式不會產(chǎn)生高熱量反應(yīng)，因此通常被稱為“冷加工”，紫外激光機(jī)在微加工領(lǐng)域具有不可替代的優(yōu)勢。我們判斷，在目前仍是模切為主的隔膜切割環(huán)節(jié)，由于隔膜較低的熔點導(dǎo)致激光切割熱影響控制仍是難點，紫外激光以“冷加工”的優(yōu)勢存在替代傳統(tǒng)模切可能。疊片工藝技術(shù)：有望帶來激光切割需求增加方形疊片工藝中激光極耳、極片切割需求有望增加。根據(jù)格普瑞電池官網(wǎng)信息，方形疊片法由于各個正負(fù)極片之間互相隔絕，所以每個極片都要安裝一個極耳，然后分別焊接在一起，形成最終的正負(fù)極，但卷繞法為了減少工序，只會隔幾層才安裝一個極耳，總數(shù)通常只有前者的一半

44、。基于以上情況，我們判斷，疊片工藝相比卷繞工藝，極耳數(shù)量增加一倍，疊片工藝下極耳切割需求量預(yù)計上行，同時疊片工藝需要多次裁切正負(fù)極片（熱復(fù)合技術(shù)工藝），極片切割需求也會有所增加。 圖12 4680 極耳數(shù)量顯著增加資料來源：逸飛激光官網(wǎng)，海通國際圖13 方形卷繞流程圖資料來源：睿特超聲官網(wǎng)，海通國際其他應(yīng)用：激光清洗、激光打標(biāo)激光清洗：避免清洗損傷等問題，提升電池制造工藝水平極片涂覆前激光清洗可以有效避免原濕式乙醇清洗造成的損傷；電池焊接前激光清洗采用脈沖激光使基底受熱震動膨脹令污染物克服表面吸附力脫離基底達(dá)到去污的作用；電池組裝過程中激光清洗可對絕緣板、端板進(jìn)行激光清洗，清潔電芯表面臟污，粗

45、化電芯表面，提高貼膠或涂膠的附著力。根據(jù) C114 通信網(wǎng)官網(wǎng)信息：極片涂覆前：鋰電池的正負(fù)極片是在金屬薄帶上涂覆鋰電池正負(fù)極材料而成，金屬薄帶在涂覆電極材料時，需要對金屬薄帶進(jìn)行清洗，金屬薄帶一般為鋁薄或銅薄，原來的濕式乙醇清洗，容易對鋰電池其他部件造成損傷。激光干式清洗機(jī)能夠有效解決以上問題。 圖14 激光清洗在動力電池上的應(yīng)用資料來源：水滴激光官網(wǎng)，海通國際圖15 激光清洗效果顯微鏡照片資料來源：高工鋰電，海通國際電池焊接前：根據(jù) C114 通信網(wǎng)官網(wǎng)信息，采用脈沖激光直接輻射去污，使其表面溫度升高而發(fā)生熱膨脹，熱膨脹使污染物或者基底振動，從而使污染物克服表面吸附力脫離基底表面從而達(dá)到去

46、除物體表面污漬的目的。這種方式可以有效地去除電芯極柱端面的污物、粉塵等，為電池焊接提前做準(zhǔn)備，以減少焊接的不良品。電池組裝過程中：根據(jù) C114 通信網(wǎng)官網(wǎng)信息，為了防止鋰電池發(fā)生安全事故，一般需要對鋰電池電芯進(jìn)行外貼膠處理，以起到絕緣的作用，防止短路的發(fā)生以及保護(hù)線路、防止刮傷。對絕緣板、端板進(jìn)行激光清洗，清潔電芯表面臟污，粗化電芯表面，提高貼膠或涂膠的附著力，且清洗后不會產(chǎn)生有害污染物，屬于環(huán)保的綠色清洗方法，這在全球高度關(guān)注環(huán)保的情況下越發(fā)顯出它的重要性。圖16 激光清洗原理示意圖資料來源：高工鋰電，海通國際激光激光打標(biāo)：為動力電池提供更高效安全的信息追蹤可能傳統(tǒng)打標(biāo)技術(shù)缺點明顯。根據(jù)奇

47、銘激光科技官網(wǎng)信息，傳統(tǒng)的打標(biāo)技術(shù)有幾種，分別是噴墨打標(biāo)、鋼針雕刻打標(biāo)、貼紙標(biāo)識等，但這些方式都有對應(yīng)的工藝缺陷，例如噴墨打標(biāo)需要耗材，噴后墨水沒干進(jìn)行其他工序會有掉色可能等；鋼針雕刻速度較慢加工效率低等，由此應(yīng)運而生的新型技術(shù)便是激光打標(biāo)技術(shù)。圖17 利元亨激光打標(biāo)機(jī)資料來源：利元亨官網(wǎng)，海通國際安全性上均有不同程度提升。根據(jù)楚天中谷聯(lián)創(chuàng)官網(wǎng)信息，為更好的把控產(chǎn)品品質(zhì)，追溯鋰電池的全程生產(chǎn)信息，包括原料信息、生產(chǎn)過程和工藝、產(chǎn)品批次、生產(chǎn)廠家及日期等，需要將關(guān)鍵信息存儲在二維碼內(nèi)并在電池上進(jìn)行標(biāo)識。傳統(tǒng)的油墨噴打碼技術(shù)存在易摩擦，長時間容易缺失信息等問題，而激光打標(biāo)具有永久性強(qiáng)、防偽性高、精

48、度高、耐磨性強(qiáng)、安全可靠等特點，可以為產(chǎn)品品質(zhì)追蹤提供最佳的解決方案。表 12 激光打標(biāo)的主要優(yōu)勢主要優(yōu)勢激光打標(biāo)可以大幅度降低生產(chǎn)成本，減少耗材，提高生產(chǎn)效率。永久性標(biāo)記，防偽效果明顯，激光噴碼技術(shù)可以有效的防止產(chǎn)品標(biāo)識假冒。 增加附加值，提高產(chǎn)品品質(zhì)及形象，提升品牌知名度。激光打標(biāo)設(shè)備可靠，性能穩(wěn)定，激光器 2 萬小時免維護(hù)，可 24 小時連續(xù)工作，省電節(jié)能。 激光打標(biāo)機(jī)不會產(chǎn)生任何對人體和環(huán)境有害的化學(xué)物質(zhì)，是環(huán)保安全的高科技產(chǎn)品。激光能以極細(xì)的光束標(biāo)刻在產(chǎn)品材料本身，打標(biāo)精度極高，控制準(zhǔn)確無誤，清晰完美詮釋 了標(biāo)記內(nèi)容，且環(huán)保安全，沒有任何腐蝕性，徹底隔絕了化學(xué)污染，對于操作人員也是一

49、 種貼心的保護(hù)，保證了生產(chǎn)現(xiàn)場的干凈整潔，減少了后期投入，減少了噪音污染。資料來源：創(chuàng)軒激光官網(wǎng)，海通國際優(yōu)質(zhì)標(biāo)的：先導(dǎo)智能、海目星、聯(lián)贏激光、贏合科技、利元亨、杰普特激光激光打標(biāo)：為動力電池提供更高效安全的信息追蹤可能先導(dǎo)智能是全道整線方案供應(yīng)商，具備海內(nèi)外客戶激光設(shè)備切入的先發(fā)優(yōu)勢。根據(jù)先導(dǎo)智能 2021 年年報信息，公司致力于成為全球領(lǐng)先的智能制造整體解決方案服務(wù)商，打造世界級創(chuàng)新型企業(yè)。提供涵蓋方殼電池、圓柱電池、軟包電池、固態(tài)電池等各類電池類型在內(nèi)的鋰電池智造整線解決方案。公司是國內(nèi)裝備企業(yè)中最早進(jìn)行國際化布局的公司之一，目前已在美國、德國、瑞典、日韓等地設(shè)立分/子公司。目前公司所產(chǎn)

50、設(shè)備已遠(yuǎn)銷歐洲、美國和日韓等地，將進(jìn)一步規(guī)劃全球化研發(fā)中心和生產(chǎn)制造基地，不斷加強(qiáng)海外市場的開拓工作。我們認(rèn)為，公司是全道整線方案供應(yīng)商，具備海內(nèi)外客戶激光設(shè)備切入的先發(fā)優(yōu)勢。公司在多行業(yè)擁有多種激光技術(shù)能力及鋰電激光設(shè)備儲備。根據(jù)先導(dǎo)智能 2021 年年報信息，激光精密加工裝備已應(yīng)用于消費電子、顯示面板、半導(dǎo)體、汽車、鋰電、光伏等行業(yè)，提供激光精細(xì)微加工、相關(guān)聯(lián)行業(yè)的測量和自動化智能車間解決方案。包括激光切割、激光焊接、激光打標(biāo)、激光蝕刻、激光開孔等智能裝備和整線服務(wù)。擁有激光極耳成型機(jī)及激光模切分切一體機(jī)設(shè)備儲備。圖18 先導(dǎo)智能激光極耳成型機(jī)資料來源：先導(dǎo)智能官網(wǎng)，海通國際圖19 先導(dǎo)智

51、能激光模切分切一體機(jī)（一分四）資料來源：先導(dǎo)智能官網(wǎng)，海通國際海目星：極耳切絕對龍頭，裝配焊接段、極片切割有望突破在技術(shù)儲備上，海目星致力于提高極耳切與裝配線效率，同時延伸至疊片技術(shù)，極片切割激光研究等，隨著產(chǎn)品性能增強(qiáng)與類型增多，未來有望獲取更多的訂單紅利?，F(xiàn)有產(chǎn)品：公司致力提升極耳激光切與動力電池裝配效率。根據(jù)公司 2020年年報內(nèi)容：公司動力電池集群式智能裝配關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)項目已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化實施階段，擬將整線產(chǎn)能從 20PPM 提升至 50PPM 以上；同時根據(jù)高工鋰電官方微信公眾號的報道，公司在方形鋁殼裝配線上已出貨最高產(chǎn)能設(shè)備為 56PPM，同時具高度集成性。公司超高速極耳激光切進(jìn)入產(chǎn)業(yè)

52、化實施階段，擬達(dá)到目標(biāo)為開發(fā)出超高速激光切割技術(shù)，激光切割速度達(dá)到 120m/min。產(chǎn)品拓展：公司向疊片、激光極片切割等工藝探索、拓展，有望獲取更多訂單紅利。根據(jù)公司 2020 年年報內(nèi)容：公司極片高速激光切裁疊關(guān)鍵技術(shù)研究項目的目標(biāo)是將激光切割、裁切、疊片以及熱復(fù)合技術(shù)進(jìn)行整合，目前已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化實施階段。同時，根據(jù)高工鋰電官方微信公眾號報道 2021 新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展金壇長蕩湖峰會（高工鋰電為主辦方之一）內(nèi)容，在產(chǎn)品及創(chuàng)新上海目星激光積極探索疊片制程需求（MEB 平臺）、切疊一體機(jī)（MEB 平臺）、4680 等新產(chǎn)品新技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用。如海目星切疊一體機(jī)的終極目標(biāo)速度為 500-600

53、片/分鐘，占地面積要接近現(xiàn)有的卷繞工藝，綜合成本優(yōu)于現(xiàn)有工藝；公司鋰電池電芯極片 200 米高速切割技術(shù)研發(fā)項目正在開發(fā)，可使激光制片速度達(dá)到 200m/min，制造成本降低約 30%，目前行業(yè)技術(shù)水平最高可達(dá) 120m/min。我們認(rèn)為，隨著公司產(chǎn)品系列的不斷拓展，未來在鋰電制造關(guān)鍵工藝中涉及的設(shè)備種類有望增加，獲取更多訂單紅利。表 13 海目星鋰電池領(lǐng)域研究項目情況項目名稱項目目標(biāo)同行業(yè)技術(shù)水平比較整線產(chǎn)能從 20PPM 提升到 50PPM 以上目前行業(yè)技術(shù)水平單臺機(jī)產(chǎn)能最高只能達(dá)到 20PPM，動力電池集群式智能裝配關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)鋰電池電芯極片激光裁切一設(shè)備成本降低 30%設(shè)備體積減小，設(shè)

54、計時間縮短，產(chǎn)品加工過程可視化，并減少現(xiàn)場安裝時間實現(xiàn)設(shè)備生產(chǎn)速度300PPM，同時兼容極片長度 100-不能滿足行業(yè)未來發(fā)展需求，且設(shè)備的智能化、兼容性、可維護(hù)性等與市場需求有差距，還有較大的提升空間體化關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)鋰電池電芯極片 200 米高速250mm（含極耳），寬度為 80-550mm 產(chǎn)品的加工能力行業(yè)內(nèi)僅有樣機(jī)速度達(dá)到 240PPM，尚未大批量生產(chǎn)制造成本降低 20%,設(shè)備維護(hù)成本降低 30%以上切割技術(shù)研發(fā)激光制片速度達(dá)到 200m/min，制造成本降低約 30%目前行業(yè)技術(shù)水平最高可達(dá) 120m/min鋰電池電芯極片一出四臥式激光切割技術(shù)研發(fā)產(chǎn)能達(dá)到現(xiàn)有一出二的激光制片設(shè)備的兩

55、倍，制造成本降低約 30%方形鋁殼裝配線中的合芯工藝、包膜工藝以及入殼工藝目前行業(yè)均為一出二的激光制片設(shè)備鋰電池電芯高速入殼預(yù)焊技的整合，合并為一體機(jī)行業(yè)內(nèi)除公司外，其他公司暫無此技術(shù)可用于產(chǎn)品批術(shù)研發(fā)減少電芯物流過程中的碰撞，產(chǎn)能提高 3 倍，成本降低40%設(shè)備占地面積降低 30%量生產(chǎn)資料來源：海目星2020 年年度報告、招股說明書，海通國際海目星積累大量優(yōu)質(zhì)客戶，極片激光切割設(shè)備成熟后有望快速切入。根據(jù)公司2021 年年度報告，在動力電池領(lǐng)域，公司作為國內(nèi)重要的動力電池設(shè)備供應(yīng)商，自成立以來就定位于服務(wù)下游各應(yīng)用場景的龍頭企業(yè)，專注于優(yōu)勢產(chǎn)品的推廣，并不斷鞏固產(chǎn)品領(lǐng)先性。經(jīng)過不懈努力，公

56、司客戶包括寧德時代、特斯拉、中創(chuàng)新航、蜂巢能源、力神、長城汽車、瑞浦能源、億緯鋰能、欣旺達(dá)等國內(nèi)、國際主流動力電池企業(yè)保持著良好的合作關(guān)系，在動力電池設(shè)備行業(yè)積累了豐富的經(jīng)驗。我們認(rèn)為，公司積累了大量國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)客戶，在極片激光切割設(shè)備成熟后有望快速切入。 圖20 海目星高速激光制片機(jī)（臥式）資料來源：海目星官網(wǎng)，海通國際圖21 海目星全自動方形鋁殼電池裝配線資料來源：海目星官網(wǎng)，海通國際聯(lián)贏激光：專注動力電池焊接領(lǐng)域，擁有強(qiáng)激光焊接技術(shù)壁壘聯(lián)贏激光專注動力電池焊接領(lǐng)域，行業(yè)龍頭客戶對其產(chǎn)品技術(shù)高度認(rèn)可。根據(jù)聯(lián)贏激光2021 年年度報告，公司是國內(nèi)領(lǐng)先的精密激光焊接設(shè)備及自動化解決方案供應(yīng)商，專

57、業(yè)從事精密激光焊接機(jī)及激光焊接自動化成套設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售。公司在對激光焊接質(zhì)量要求極高的動力電池領(lǐng)域的市場地位尤為突出，根據(jù)高工產(chǎn)研鋰電研究所（GGII） 統(tǒng)計的 2021 年動力電池裝機(jī)量前十名企業(yè)均采用過公司的產(chǎn)品與服務(wù)，體現(xiàn)了行業(yè)龍頭客戶對公司產(chǎn)品及技術(shù)的高度認(rèn)可。聯(lián)贏激光擁有強(qiáng)激光焊接領(lǐng)域研發(fā)及技術(shù)優(yōu)勢。根據(jù)聯(lián)贏激光2021 年年度報告優(yōu)勢主要體現(xiàn)在兩方面：技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢：公司副董事長、研發(fā)負(fù)責(zé)人牛增強(qiáng)博士長期從事各種激光電源及控制系統(tǒng)的研究工作，擁有深厚的學(xué)術(shù)背景及研發(fā)經(jīng)驗。公司先后與深圳大學(xué)、華南師范大學(xué)、香港理工大學(xué)、華南理工大學(xué)等、華中科技大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中科院半導(dǎo)體

58、研究所等高校及研究所合作進(jìn)行技術(shù)研發(fā)。在激光器、自動化控制、焊接工藝等領(lǐng)域研發(fā)成果頗豐，截至 2021 年 12月 31 日，公司已經(jīng)獲得專利 208 項，其中發(fā)明專利 20 項，另外還擁有軟件著作權(quán)193 項；解決問題能力：對于各種焊接材料如：鋼鐵、不銹鋼、銅、鋁、錫、金、銀、塑料等均有系統(tǒng)的工藝數(shù)據(jù)積累，且長期的客戶服務(wù)使公司對下游客戶所處行業(yè)有著較為深刻的理解，可以快速專業(yè)地為客戶提供定制化的行業(yè)解決方案。表 14 聯(lián)贏激光擁有 8 大領(lǐng)先激光設(shè)計及自動化技術(shù)核心技術(shù)簡介公司核心技術(shù)所處位置通過各種實時能量負(fù)反饋控制，保證激光輸出的能量長期具有良好的重復(fù)性，有效減激光能量控制技術(shù)多波長激

59、光同軸復(fù)合焊接技術(shù)藍(lán)光激光器焊接技術(shù)少焊接不良率，提高焊接質(zhì)量。通過能量負(fù)反饋控制技術(shù)也可以實現(xiàn)激光輸出功率的任意波形控制，進(jìn)行更加精準(zhǔn)的焊接過程控制。通過數(shù)字激光能量校準(zhǔn)技術(shù)，可以實現(xiàn)輸出激光能量與設(shè)定激光能量一致。國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)的激光同軸復(fù)合焊接技術(shù)。在國內(nèi)首先采用兩種不同波長的光纖激光器和半導(dǎo)體激光器組合的同軸復(fù)合激光焊接機(jī)，實現(xiàn)兩種激光器的優(yōu)勢疊加，滿足不同客戶的各種需求，有效減少銅鋁等難焊材料的焊接缺陷，增加良品率。由于銅合金對藍(lán)光的吸收率比傳統(tǒng)激光提高 3 至 10 倍，因此對焊接飛濺有很好的抑制能力，可以廣泛應(yīng)用于動力電池、消費電子、馬達(dá)和變壓器等的焊接，獲得優(yōu)質(zhì)的焊接效果。

60、國際領(lǐng)先國內(nèi)領(lǐng)先/國際先進(jìn)國內(nèi)領(lǐng)先/國際先進(jìn)實時圖像處理技術(shù)通過運用 3D 檢測技術(shù)，實現(xiàn)自動焊接跟蹤和焊前焊后檢測。國內(nèi)領(lǐng)先/國際先進(jìn)智能產(chǎn)線信息化管理和工業(yè)云平臺技術(shù)將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)產(chǎn)線設(shè)備，通過智能云服務(wù)，實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)智能化控制。國內(nèi)領(lǐng)先/國際先進(jìn)先后實驗設(shè)計優(yōu)化了 1300 多類部品的激光焊接工藝，積累了同種金屬、異種金屬、塑料、玻璃等多個材料領(lǐng)域的焊接經(jīng)驗，并形成了激光擺動（Wobble）焊接技術(shù)、高頻激光焊接加工工藝技術(shù)脈沖焊接技術(shù)（MOPA）、平頂光束（光束整形）焊接技術(shù)、激光多波長同軸復(fù)合焊接技術(shù)、激光送絲釬焊技術(shù)、激光飛行焊接技術(shù)、激光同步焊接技術(shù)、激光錫焊等多項國內(nèi)領(lǐng)