激光加热烘烤在电池行业的应用

在锂电池制造过程中，干燥与加热几乎贯穿极片生产的每一道关键工序：涂布之后的涂层干燥、辊压与分切之后的应力释放、卷绕与叠片之前的水分管控，其温度场均匀性、水分含量与应力状态，直接决定了电芯的一致性、循环性能与安全性能。

天弘激光以自研激光加热光学组件为技术底座，发展出“激光加热”与“激光烘烤”两条产品工艺，从极片涂布到电芯装配覆盖锂电池制造关键工序，以“能量直达、即开即用”的非接触加热方式，为电池行业带来效率、良率与能耗的革新。

一、技术革新：自研激光加热光学组件

天弘激光激光加热/烘烤技术的核心，是其自主研发的激光加热光学组件。该激光器由均匀矩阵分布的半导体激光器构成，面发光直接输出，不需要庞大的外部光学匀光系统，发光面积由面激光器尺寸直接决定，电光转换效率高。

在工程能力上，这套光学组件的核心能力见表1。

二、核心优势：效率、良率、空间与能耗的革新

激光加热是一种“能量直达”的加热方式：激光直接作用在工件、浆料表面并被直接吸收，无需加热空气介质、无需预热，即开即用。同时，激光开关时间短至μs级，支持脉冲加热与高频间歇加热/烘烤，可在快速升温的同时精准控制温度历程，防止表面龟裂。凭借这一机理，激光加热/烘烤在效率、良率、空间与能耗四个维度革新了传统工艺。

得益于紧凑的结构与微距辐照能力，激光加热/烘烤模组可轻松集成到涂布、辊压、分切、卷绕、叠片等设备中，实现在线加热或烘烤；设备占地仅为传统技术的20%以下，能耗可节约40%，为存量产线的嫁接改造与新建产线的紧凑布局同时创造了条件。

三、产品工艺体系：激光加热与激光烘烤双线布局

以自研激光加热光学组件为技术底座，天弘激光构建起“激光加热+激光烘烤”的产品工艺体系：激光加热聚焦“快速加热、固化定型、应力释放”，覆盖极片陶瓷边加热固化、极片辊压后激光加热、极片分切后激光加热三大应用场景；激光烘烤聚焦“快速干燥、水分去除、在线烘烤”，覆盖极片涂布烘烤、极片开卷激光烘烤、极片卷绕激光烘烤、叠片激光烘烤四大应用场景。

从极片涂布到电芯装配，激光加热/烘烤覆盖锂电池制造关键工序，替代传统热风烘道、油加热、水加热等加热/烘烤方式，实现高良率、效率高、空间布局更紧凑的干燥与加热工艺。全工艺链应用布局见表3。

四、激光加热：固化定型与应力释放的在线解决方案

激光加热工艺利用激光能量直达、响应迅速的特性，在涂布、辊压、分切三类工序中，解决固化不与应力残留两大共性问题。

（一）极片陶瓷边激光加热固化（涂布段）

工艺背景：锂电正极极片涂布后、进入烘箱前，极片尚未干燥，陶瓷边涂层与主浆料之间存在互溶，容易在交界处产生“虚边”问题，影响产品质量与产能。

解决方案：在涂布段以激光对陶瓷边区域进行辐照，使边缘浆料与陶瓷层（CIL）提前干燥，改善交界处的交融现象，从而改善虚边；在此基础上可提升涂布速度，在改善极片质量的同时实现设备提速增产。

工艺价值：一是秒级固化，激光能量直达陶瓷浆料并被直接吸收，表层快速固化定型，无需长时间升温与保温；二是精准温控，能量密度与辐照时间精准可调，μs级脉冲响应，固化同时避免集流体（铝箔）等极片基底过热损伤；三是节能紧凑，免加热空气介质与整卷极片，可嵌入涂布产线在线固化，占地仅为传统烘道的20%以下。

（二）极片辊压后激光加热（辊压后）

工作原理：极片经高压辊压后内部残留较大内应力，若直接分切或卷绕，应力缓慢释放会导致翘曲与尺寸波动。激光快速辐照使涂层与集流体温度协同升高，产生两大作用：一是去应力，内应力提前释放，翘曲与波浪边消除；二是反弹定形，厚度回弹在线迅速完成，极片尺寸快速稳定。

工艺价值：厚度回弹在线快速完成，分切与卷绕尺寸一致性显著提升；应力及时释放，避免极片翘曲与波浪边，改善叠片对齐精度；同时替代长时间静置时效工序，缩短在制品周转，产线布局更紧凑。

（三）极片分切后激光加热（分切段）

工作原理：极片分切后，切边残留剪切应力且边缘应力集中，若直接卷绕或叠片，应力缓慢释放会引起边缘翘曲与尺寸波动。激光沿极片边缘快速辐照，同样实现去应力与反弹定形：分切边缘剪切应力提前释放，边缘厚度回弹在线迅速完成，极片平直、尺寸稳定。

工艺价值：极片平直度提升后，卷绕张力控制与叠片对齐精度同步改善；该工艺还可嫁接、改造于现有辊压、分切机设备内，所需空间小，改造门槛低。

五、激光烘烤：覆盖全工序链的快速干燥与水分管控

激光烘烤工艺以非接触式激光定向辐照实现快速干燥除水，将水分管控前移至涂布、开卷、卷绕、叠片各工位，从源头保障电芯水含量一致性。

（一）极片涂布激光烘烤（涂布烘干段）

极片涂布激光烘烤采用激光定向辐照加热方式，对电池极片进行非接触式快速干燥除水，精准去除极片涂层内部残留的NMP溶剂、水分及低分子挥发物。激光可实现分区控温、局部定点加热，升温速率快、热效率高、热影响区小，在快速脱除溶剂的同时，避免极片因传统热风烘烤出现涂层开裂、翘曲变形、氧化发黄等问题，保证极片平整度与涂层附着力，并将极片含水率稳定控制在工艺要求范围内，提升电芯一致性、循环性能与安全性能，适配高速极片产线的连续化、自动化干燥需求。

在工艺组合上，激光加热组件既可满足各阶段极片的全激光烘干工艺需求，构成“全激光烘烤”方案；也可与传统烘箱工艺组合，构成“传统工艺+激光烘烤”的组合烘干方案，为新建产线与存量产线改造提供灵活选择。

（二）极片开卷激光烘烤（辊压后·卷对卷）

激光锂电池极片烘烤机主要用于辊压后电池极卷的卷对卷激光烘烤，旨在去除极片中的游离水分和部分组合水。设备配置涵盖单轴放卷、激光加热与冷却系统、温度检测反馈控制系统、纠偏及张力控制、除尘除铁机构以及收卷模块；整机采用微距烘烤设计、结构紧凑，烘烤温度区间40~250°C，温度控制精度±1°C，设备稼动率≥95%，核心参数见表4。

（三）极片卷绕激光烘烤（卷绕工位）

极片卷绕激光烘烤机集成于卷绕机极片送料工位，对卷绕前的正、负极片进行在线激光烘烤，快速去除极片游离水分与部分组合水，防止水分随卷绕带入电芯内部，保障电芯水含量一致性，并可显著缩短注液前真空烘烤时间。

（四）叠片激光烘烤（叠片工位）

叠片激光烘烤机集成于叠片机极片输送工位，对裁切后的正、负极片进行单张快速激光辐照干燥，即烘即用，避免极片烘烤后长时间暴露回潮，提升叠片电芯的水分一致性与堆叠质量，助力大电芯高速叠片产线。

六、结语

从“加热空气”到“能量直达”，激光加热/烘烤正在重新定义锂电池制造的干燥与加热工序。以自研激光加热光学组件为技术底座，天弘激光的激光加热与激光烘烤工艺已覆盖涂布、辊压、分切、开卷、卷绕、叠片等关键工序：在涂布段实现秒级固化与快速干燥，在辊压、分切后实现在线去应力与反弹定形，在卷绕、叠片前完成水分管控前移——在提升烘烤速度、保障极片表面品质的同时，实现约40%的节能与占地仅为传统工艺20%以下的紧凑布局，为锂电产线的提速、降本与品质稳定提供了一条经过验证的技术路径。

七、深圳市银月光科技：高可靠性VCSEL光源方案提供商

作为专注于半导体光源封装与应用的技术企业，深圳市银月光科技有限公司致力于为工业加热、激光加工、传感检测等场景提供高可靠性的VCSEL光源方案。公司在VCSEL阵列的波长控制、热管理及批量一致性方面积累了成熟的工艺能力，产品覆盖从可见光到近红外的多个关键波段，能够满足不同材料和应用场景对光源性能的综合要求，为终端设备厂商提供从器件选型到定制化封装的技术支持。

来源：天弘激光