Por que o corte a laser do eletrodo da bateria está gradualmente se tornando mainstream

No corte processo, questões como desgaste rápido de molde, tempo de mudança de molde longo, pobre flexibilidade e baixa eficiência de produç、o geralmente levam a processos instáveis, resultantes em qualidade inconsistente de corte de eletrodos e desempenho reduzido da bateria. Corte a laser, devido às suas vantagens de desvio de vibraç、o, alta precis、o, Boa estabilidade, e sem necessidade de substituiç、o de moldes, tornou -se gradualmente Mainstream na fabricaç、o de bateria de lítio. É comumente usado em processos como corte de guias, corte de folha de eletrodos e corte de separador.

Características de Máquina de matriz de eletrodos da bateria Máquina :

1. Excessivo, As lacunas de corte insuficientes ou irregulares podem causar rebarbas

2. Sem graça ou danificado As bordas de corte podem produzir rebarbas.

<333. Improvante Condições de corte, como fraco contato entre a peça de trabalho e o soco ou morrer, ou altura inadequada de posicionamento durante o corte e perfuraç、o, também pode causar rebars se a altura da peça de trabalho for menor que a altura do posicionamento, resultando em mau ajuste entre a forma da peça de trabalho e a vanguarda.

4. Mofo O aumento da temperatura durante a operaç、o pode causar mudanças de lacunas, levando a rebarbas em as folhas de eletrodo de corte. <88

Características de Eletrodo da bateria <66 Máquina de corte a laser:

1. Corte estreito lacunas.

2. Pequeno zona afetada pelo calor perto da vanguarda.

3. Mínimo local Deformaç、o.

4. N、o contato Corte, limpo, seguro e sem poluiç、o.

5. Fácil Integraç、o com equipamentos automatizados, facilitando a automaç、o de processos.

6. Sem restrições sobre cortar as peças de trabalho; As vigas a laser têm recursos de perfil.

7. Integraç、o com computadores, salvando materiais.

Considerando a riscos de segurança significativos representados por rebarbas do corte mecânico de matrizes em energia Baterias, o corte a laser deve ser o principal método no futuro.

Figura 1: corte de matriz

Princípio de Corte a laser:

um foco O feixe de laser de alta potência irradia a folha de eletrodo da bateria a ser cortada, aquecendo -o rapidamente a uma alta temperatura, fazendo com que derreta, vaporizar, ablatar, ou alcançar o ponto de igniç、o, formando orifícios. À medida que o feixe se move através da folha, Esses orifícios formam um corte estreito contínuo, completando o corte do Folha de eletrodo.

Figura 2: Diagrama esquemático do princípio de corte a laser

Processo principal Parâmetros do corte a laser:

Modo de feixe:

quanto menor o feixe modo, quanto menor o tamanho do ponto focado, maior a densidade de potência e densidade de energia, quanto mais estreito o corte e maior a eficiência de corte e Qualidade.

Polarizaç、o de O feixe a laser:

como qualquer tipo de Transmiss、o de ondas eletromagnéticas, um feixe de laser possui energia elétrica e magnética componentes vetoriais que s、o perpendiculares um ao outro e à direç、o de propagaç、o do feixe. Na óptica, o vetor elétrico é considerado a polarizaç、o direç、o do feixe de laser. Quando a direç、o de corte é paralela ao direç、o de polarizaç、o, a frente de corte absorve o laser com mais eficiência, resultando em um corte estreito, baixa perpendicularidade e rugosidade e alta Velocidade de corte.

¢ Power a laser:

Corte a laser requer que o feixe de laser seja focado no menor diâmetro do ponto com o maior densidade de potência. A potência do laser necessária para o corte depende principalmente de o tipo de corte e as propriedades do material que está sendo cortado. Vaporizaç、o O corte requer a maior potência do laser, seguida de corte de derretimento e O corte de fus、o assistido por oxigênio requer o mínimo.

Poder média Fórmula de cálculo:

Potência média = Frequência de repetiç、o de Pulse Single Pulse

Pico de potência Fórmula de cálculo:

Pico de potência = Energia de pulso único / largura de pulso

£ Focus Posiç、o:

O plano focal Acima da peça de trabalho está positivo e abaixo da peça de trabalho é negativo desfocagem. De acordo com a teoria da óptica geométrica, quando o positivo e o negativo Os planos de desfocagem s、o equidistantes da superfície de processamento, a densidade de potência Nos aviões correspondentes, é aproximadamente o mesmo.

¤Laser Focal Profundidade:

A profundidade focal de O sistema de foco afeta significativamente a qualidade de corte a laser. Se o focal A profundidade do feixe focada é curto, o ângulo de foco é grande e o local O tamanho muda significativamente próximo ao foco, a densidade de potência do laser no material a superfície varia muito com diferentes posições de foco, afetando bastante o corte. Para corte a laser, a posiç、o de foco deve estar ligada ou ligeiramente abaixo a superfície da peça de trabalho para atingir a profundidade de corte máxima e a menor Largura de corte.

Desde o íon de lítio As folhas de eletrodo de bateria têm um revestimento duplo-lados + corrente de metal meio Estrutura da camada de coletor e as propriedades do revestimento e folha de metal diferem muito, suas respostas à aç、o a laser também diferem. Quando o laser atua na camada de grafite negativa ou na camada de material ativo positivo, devido a sua alta taxa de absorç、o a laser e baixa condutividade térmica, o revestimento requer energia laser relativamente baixa para fus、o e vaporizaç、o. Em contraste, O coletor de corrente de metal reflete o laser e possui uma conduç、o térmica rápida, Portanto, a energia do laser necessária para a fus、o e vaporizaç、o da camada de metal é superior.

Figura 3: Composiç、o de cobre e distribuiç、o de temperatura no Direç、o de espessura de um eletrodo negativo revestido de único lado sob o laser Aç、o

A Figura 3 mostra o composiç、o de cobre e distribuiç、o de temperatura na direç、o da espessura de um eletrodo negativo revestido de um lado sob aç、o do laser. Quando o laser age Na camada de grafite, a grafite vaporiza principalmente devido às suas propriedades do material. Quando o laser penetra na folha de cobre, a folha começa a derreter, formando um piscina derretida. Se os parâmetros do processo forem inadequados, poder、o ocorrer problemas: (1) revestimento descascando na borda cortada, expondo a folha de metal, como mostrado no Imagem esquerda da Figura 4; (2) uma grande quantidade de detritos de corte ao redor do corte borda. Esses problemas podem levar a um desempenho reduzido da bateria e qualidade de segurança problemas, como mostrado na imagem certa da Figura 4. Portanto, ao usar o laser Corte, é necessário otimizar os parâmetros do processo com base no propriedades do material ativo e folha de metal para garantir o corte completo de A folha de eletrodo e boa qualidade de borda cortada sem deixar detritos de metal.

Figura 4: Problemas de ponta: Folha de metal exposto e detritos de corte

Melhoria Instruções para corte a laser: 1. Corte Eficiência: o nível atual de 60-90 m/min continuará a melhorar, com um nível esperado de 120-180 m/min em três anos. 2. Corte Qualidade: Atualmente, o corte a laser n、o pode ser usado diretamente no cátodo ternário áreas materiais. Avanços futuros em novos tipos de laser e processos a laser podem Ativar corte a laser de materiais cátodo ternário. Além disso, corte questões de qualidade, como zonas afetadas pelo calor, rebarbas e contas derretidas melhorado através da estabilidade mecânica e aprimoramentos de processos a laser.

3. Equipamento Estabilidade: isso inclui melhorar a estabilidade do próprio equipamento por Aumentar a disponibilidade operacional e otimizar os tempos de carregamento e descarregamento Para aumentar a eficácia geral do equipamento (OEE) e o tempo médio entre as falhas (Mtbf). Também envolve melhorar a consistência da qualidade do produto, aprimorando o Índice de Capacidade de Processo (CPK).

4. Inteligência: Alcançar inteligência de máquina única e depois inteligência de linha completa. Integrar a detecç、o on -line, controle de PLC e controle superior do computador para Inteligência de máquina única. Ent、o, conectando -se a sistemas de informaç、o da fábrica e otimizando a coleta de dados de máquina única, alcançando a linha completa Inteligência.