隨著汽車電動化和儲能市場的高速發展,電池行業的技術創新亦進入了新一輪高潮,尤其是電池技術的材料創新與工藝創新。其中,在電池長薄化的發展趨勢下,電池疊片工藝越來越受到行業青睞。
近期,36氪接觸到一家名為「盛雄激光」的公司,正是一名在電池技術創新賽道上的新銳玩家。
盛雄激光成立于2008年,是一家專注于激光微納加工先進裝備研發、生產與銷售的企業,核心產品包括高功率皮秒飛秒激光器和激光微加工系統,已經在顯示面板、消費類電子、線路板、脆性材料加工、半導體、新能源等行業得到廣泛應用。目前,公司在微細激光加工系統領域居前三強。
成立初期,盛雄激光主要研發超快激光器為主,應用于消費電子行業的藍寶石、玻璃、陶瓷、顯示屏等材料的切割、鉆孔和刻蝕。從2021年起,公司開始切入動力電池和光伏行業。
從動力電池行業角度看,電芯向長薄化方向發展,傳統的卷繞工藝的弊端逐步顯現,例如卷繞過程中極片和隔膜易不均勻產生褶皺,導致對齊度不良等。同時與卷繞電池相比,疊片電池的體積能量密度更大、安全性更高,動力電池行業向疊片電池發展是必然趨勢。
但現階段,疊片電池的生產效率和良率較低,投資設備和工藝難度也更大。其中,高速制片和高速疊片是制約疊片電池工藝發展的核心痛點。
為了解決這些問題,盛雄激光開發了300W大功率皮秒激光加工工藝,通過與疊片廠家合作,共同制造了全激光制片疊片一體機。此外,公司的皮秒激光器還包括200W綠光皮秒激光器、100W紫外皮秒激光器。
與當下主流的疊片電池制片工藝相比,盛雄激光的300W皮秒激光高速制片機可實現極耳切割、V角切割、料區裁斷三合一,擁有以下五大特點:
維護成本低,一次投入,可完全替代五金刀模;
皮秒激光加工不易產生毛刺熔珠,制片品質更高;
柔性生產,減少換型時間;
全激光三合一制片,節省設備工藝制程;
無耗材,無需帶極耳片中轉倉。
與此同時,工藝節拍還可根據設備結構做定制化設計,靈活對接Z字疊、多片疊、熱復合/多片疊等(0.125s/片),整套設備方案適用于方殼疊片電池、軟包疊片電池、固態電池,能更好地滿足未來新能源市場TWh級需求。
實際上,研發高固體皮秒或飛秒激光器的壁壘非常高,存在熱管理的問題,以及高峰值功率時鍍膜閾值損傷的問題。盛雄激光總經理陶雄兵告訴36氪,在技術研發過程中,團隊首先解決了高功率皮秒激光器問題,將激光器功率做到了300W,高功率的皮秒激光器能夠切割出更好的品質,滿足動力電池行業需要的快速節拍。
談及差異化競爭優勢,盛雄激光創始人陶雄兵提到,目前國內能把皮秒激光器功率做到200W以上的很少,“我們是在全球工業化量產中率先做到300W的公司。”他說,這讓盛雄激光在國內市場具有先發優勢,未來公司將進一步在全球市場與國外廠商進行競爭與推廣。此外,盛雄激光還自主研發了Supercontrol激光器控制系統,且激光器核心器件自主可控。
現階段,盛雄激光的目標客戶可分為兩類,一類以蜂巢能源、比亞迪、孚能科技等走純疊片電池路線的廠家為主,另一類以中創新航、億緯鋰能、國軒高科等同時走卷繞和疊片雙路線的廠家為主。
在陶雄兵看來,市場增長點在兩方面,一是當下主流工藝五金刀模的存量市場,逐步用皮秒激光器來替代;二是高速切疊的增量市場,將是純激光模切與疊片機的結合,預計未來兩三年的增量將達到1000GWh。
“至少在未來的2-3年內,光伏和動力電池行業都是高速增長狀態,我們會把主要精力和資源放在這兩個賽道。”陶雄兵提到,接下來盛雄激光將依托自研的高功率皮秒和飛秒激光器,進一步幫助整個行業實現降本增效。
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