2024年我国新能源汽车产销分别达到1288.8万辆和1286.6万辆，同比增长34.4%和35.5%，随着全球电动汽车渗透率的提升，锂电池市场需求庞大。

在锂电池生产过程中，电极涂布工艺是关键环节之一，而其中的干燥过程占据了大量能量消耗（约占整个电极制造阶段能耗的50%-70%），因此，锂电池电极涂布干燥过程的能耗优化已成为产业链降本增效的关键环节。

锂电池制作流程

涂布工艺

基材经过放卷机构，模头将浆料均匀地涂在基材上，经过烘干处理后，高温将极片中的水分烘干，作为涂布工序中的关键节点，烘烤的效果直接影响锂电池的产品质量。

传统烘箱加热方案存在很多痛点

传统的电极干燥工艺采用的是烘箱加热，通过加热空气对流蒸发溶剂，然而这种对流烘干方式存在着很多痛点：

• 能量利用率低：传统热风干燥依赖对流换热，热量传递效率低，尤其在涂层厚度增加时，内部溶剂扩散速率受限，导致干燥时间延长；

• 生产效率低：涂层表面与内部的溶剂蒸发速率差异易导致表面开裂、粘结剂迁移或孔隙率不均，影响电池性能（如离子传导率、粘结强度），影响生产效率。

• 维护困难：NMP等有机溶剂需通过冷凝回收，回收设备能耗高且维护复杂。

• 设备占地空间大：传统烘箱体积庞大，热能分布不均，进一步加剧能耗问题。

激光加热烘干方案

采用直接半导体激光器+大幅面矩形光斑镜头来替代传统的对流烘干，能有效地解决这些问题！

直接半导体激光器+大幅面矩形光斑镜头方案

• 生产效率高：激光经过匀化整形后，直接照射在极片上，极短的时间内就能将浆料中的水分烘干；

• 能量利用率高：直接半导体激光器的电光转化效率高达55%以上，能量利用率高，更节能；

• 占地面积小：设备占地面积小，能有效地节省厂房空间；

• 操作及维护简单：激光器随用随开，能随时断电维护设备，开启时也不需要预热。

实际应用案例

在锂电烘干中，若用激光烘干直接替代烘箱对流烘干，效果好，但成本较高，在实际应用中，往往会采用激光烘干+烘箱对流烘干混合的方式， 在原有的生产设备上进行改造，达到降本增效的目的，以原有70m的烘箱对流烘干生产线为例：

混合激光干燥工艺

经过对原产线的改造：

• 混合激光干燥工艺可以将电池电极的干燥操作成本（人工维护等）降低近30%。

• 混合激光干燥工艺可以减少电池电极干燥的占地面积近50%（相同产量下）。

• 由于基于激光的干燥系统的低设备占用面积和高效的能源输入（能耗），可以实现节省约20%的资本支出。

• 通过集成大面积和均匀直接半导体激光器光斑，可以提高电极干燥的质量。

激光加热广阔的行业应用前景

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