當(dāng)前，鋰離子電池及配套廣泛用于電子產(chǎn)品、民生設(shè)施、電動(dòng)汽車和能源存儲(chǔ)等領(lǐng)域，并多年保持非常高的出貨，需求量高，從而也促使鋰離子電池制造廠商尋求開發(fā)成本更低、速度更快，且電池更加穩(wěn)定安全的生產(chǎn)解決方案。

鋰離子電池采用分層式結(jié)構(gòu)，由電池箔、隔離材料以及電解質(zhì)組成，電池箔由金屬基材和活性材料涂層組成（分切后為電極片），陽極的金屬基材通常為銅，陰極通常為鋁。鋰離子電池生產(chǎn)主要包括電極制作和電芯裝配兩個(gè)步驟，其中電極材料的切割是關(guān)鍵，切割速度的快慢關(guān)系到生產(chǎn)效率，切割邊緣的質(zhì)量則可影響電池的最終安全性和實(shí)用性。??

電極材料的切割又可包括極片分切和極耳切割成型等工序（現(xiàn)在鋰離子電池已經(jīng)開發(fā)出全極耳品類，對(duì)切割要求更高）。傳統(tǒng)的切割工藝主要為機(jī)械模切工藝，有模具損耗快、換模時(shí)間長、靈活性差和生產(chǎn)效率低等局限性，導(dǎo)致極片裁切品質(zhì)差，生產(chǎn)工藝不穩(wěn)定，甚至可能因?yàn)榉蹓m掉落、切口邊緣瑕疵，進(jìn)而電池性能下降，還可能引起電池過熱、短路、甚至爆炸等各類危險(xiǎn)問題。

采用激光切割工藝進(jìn)行高效、精度更高的電極切割被證實(shí)是行之有效的、解決廠商上述需求的方案。與傳統(tǒng)的機(jī)械切割相比，激光切割的無應(yīng)力加工、切割形狀靈活、邊緣質(zhì)量潔凈度高、精確度好、無需模具和其他耗材，有利于降低制造成本、提高整體生產(chǎn)效率、大幅縮短產(chǎn)品出廠周期。

然而，并非所有品類的激光器都適用于鋰離子電池生產(chǎn)的電極材料切割環(huán)節(jié)，目前關(guān)于長脈沖激光和連續(xù)激光切割電極材料的研究中，主要存在切縫邊緣的分層和熱影響區(qū)（HAZ）等問題。分層問題即電極邊緣涂層脫落導(dǎo)致金屬基材裸露（漏金屬區(qū)），降低了電極的有效面積，容易出現(xiàn)電池容量下降等情況，而熱影響區(qū)過大則是容易擊穿熔融基材產(chǎn)生重鑄層、卷邊，同時(shí)容易影響材料表面活性，增大涂層脫落的風(fēng)險(xiǎn)，因此同樣不利于電池的整體穩(wěn)定和性能。此外，脈沖激光器的波長、功率、脈寬、重復(fù)頻率等參數(shù)同樣影響電極片的切割成型質(zhì)量。

皮秒級(jí)超短脈沖激光的“冷”加工特性在微細(xì)精加工時(shí)能夠產(chǎn)生最低限度的熱作用和熱影響區(qū)，且不挑材料，已經(jīng)吸引了鋰離子電池制造業(yè)的關(guān)注，實(shí)驗(yàn)證明，更窄的脈寬、更高的重頻以及更高的功率的皮秒激光器可以滿足鋰離子電池切割電極片等高質(zhì)量需求，是切割電極片和極耳的理想可靠激光器。

納飛光電研發(fā)設(shè)計(jì)的1064nm工業(yè)級(jí)皮秒激光器，輸出功率超過30W，單脈沖能量超過300uj，光束質(zhì)量高（M2＜1.3），值得關(guān)注的是它的高穩(wěn)定性，功率穩(wěn)定性和脈沖穩(wěn)定性均小于1%RMS，為高精度切割鋰離子電池極片，提升電池安全性能保駕護(hù)航。

由于皮秒激光器具有超高的峰值功率密度，作用在材料上時(shí)可瞬間將材料溫度提至等離子態(tài)并快速脫離，從而實(shí)現(xiàn)鉆透、成縫乃至切斷，這種加工方式具有“冷加工”的效果，可以大大減少熱效應(yīng)的產(chǎn)生，10ps左右的脈寬熱影響區(qū)微乎其微，切割質(zhì)量有了質(zhì)的飛躍提升，恰切可對(duì)應(yīng)解決傳統(tǒng)模切技術(shù)存在的瓶頸問題，而且激光束經(jīng)過掃描振鏡后可以進(jìn)行大范圍的加工切割作業(yè)，靈活性高，借助物鏡則可以將激光聚焦成直徑非常小的光斑，切割的縫隙小，提升原材料的使用率。

更高的功率和更寬的重頻（100Khz-2Mhz），結(jié)合burst模式，靈活定制脈沖串參數(shù)，優(yōu)化切割工藝，高倍率電池推動(dòng)極耳/極片切割量提升。

如今，鋰離子電池是我國新能源行業(yè)極具競爭力的新型產(chǎn)業(yè)，屬于國家支持的先進(jìn)高新技術(shù)企業(yè)。激光加工技術(shù)作為高端制造的核心技術(shù)之一，已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)制造業(yè)技術(shù)的存量市場進(jìn)行替代和優(yōu)化升級(jí)，在鋰離子電池生產(chǎn)中業(yè)已成為實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量高速極耳切割成型主流方案，隨著皮秒激光與材料相互作用機(jī)制的進(jìn)一步探索探究，必將進(jìn)一步拓展七應(yīng)用范圍，從推動(dòng)鋰離子電池行業(yè)不斷發(fā)展的同時(shí)，帶動(dòng)我國從“機(jī)械加工”向“光加工”的精細(xì)化制造、智能制造的升級(jí)關(guān)鍵時(shí)期穩(wěn)步邁進(jìn)。