Waarom lasersnijden van de batterijelektrode geleidelijk mainstream worden

In het snijden proces, problemen zoals snelle schimmelslijtage, lange schimmelveranderingstijden, slecht flexibiliteit en lage productie -efficiëntie leiden vaak tot onstabiele processen, resulterend in inconsistente elektrode snijwaliteit en verminderde batterijprestaties. Lasersnijden, vanwege de voordelen van geen trillingsafwijking, hoge precisie, Goede stabiliteit, en geen behoefte aan schimmelvervanging, is geleidelijk geworden Mainstream in de productie van lithiumbatterijen. Het wordt vaak gebruikt in processen zoals het snijden van het tabblad, het snijden van de elektrode en de scheidingsgeslagen.

kenmerken van batterij -elektrode die snijden machine :

1. Excessief, onvoldoende, of ongelijke snijhonden kunnen bramen veroorzaken.

2. Saai of beschadigd Snijdranden kunnen bramen produceren.

3. Onjuist Snijd omstandigheden, zoals slecht contact tussen het werkstuk en de klap of Die, of onjuiste positioneringshoogte tijdens het bijsnijden en ponsen, kan ook Braam veroorzaken als de werkstukhoogte lager is dan de positioneringshoogte, resulterend in een slechte pasvorm tussen de vorm van het werkstuk en de snijkant.

4. Gietvorm Temperatuurstijging tijdens het bedrijf kan gapveranderingen veroorzaken, wat leidt tot bramen op de gesneden elektrodebladen.

kenmerken van batterij -elektrode lasersnijmachine:

1. Smal snijden hiaten.

2. Klein door warmte getroffen zone nabij de snijkant.

3. Minimaal lokaal vervorming.

4. Zonder contact Snijden, schoon, veilig en vervuiling vrij.

5. Eenvoudig Integratie met geautomatiseerde apparatuur, faciliterende procesautomatisering.

6. Geen beperkingen over het snijden van werkstukken; Laserstraaltjes hebben profileermogelijkheden.

7. Integratie met computers, besparende materialen.

Gezien de Aanzienlijke veiligheidsrisico's van Burrs van mechanische dobbelsteen snijwonden in vermogen Batterijen, lasersnijden zal naar verwachting de primaire methode in de toekomst zijn.

Afbeelding 1: Die snijden

principe van Lasersnijden:

een gefocust High-Power Density Laser Beam bestraling van het te snijden batterij-elektrodeplaat, snel verwarmen tot een hoge temperatuur, waardoor het smelt, verdampt, ablateert, Of bereik het ontstekingspunt, die gaten vormt. Terwijl de straal over het vel beweegt, Deze gaten vormen een continue smalle snede, waardoor het snijden van de elektrode blad.

Figuur 2: Schematisch diagram van het lasersnijprincipe

Hoofdproces Parameters van lasersnijden:

 BEAM -modus:

Hoe lager de balk modus, hoe kleiner de gerichte plekgrootte, hoe hoger de vermogensdichtheid en energiedichtheid, hoe smaller de snit, en hoe hoger de snijefficiëntie en kwaliteit.

¡Polarisatie van De laserstraal:

Zoals elk type Elektromagnetische golftransmissie, een laserstraal heeft elektrisch en magnetisch vectorcomponenten die loodrecht op elkaar en op de richting van zijn Balk Voortplanting. Bij optiek wordt de elektrische vector beschouwd als de polarisatie richting van de laserstraal. Wanneer de snijrichting evenwijdig is aan de Polarisatierichting, het snijdende voorkant absorbeert de laser het meest efficiënt, resulterend in een smalle snede, lage gesneden loodrechtheid en ruwheid, en hoog snijsnelheid.

â ¢ Laser Power:

Lasersnijden vereist dat de laserstraal wordt gericht op de kleinste spotdiameter met de Hoogste vermogensdichtheid. Het laservermogen dat nodig is om te snijden, hangt voornamelijk af het snijtype en de eigenschappen van het materiaal dat wordt gesneden. Verdamping Snijden vereist het hoogste laservermogen, gevolgd door smelten snijden, en Zuurstofondersteund smelten snijden vereist het minst.

Gemiddeld vermogen Berekeningsformule:

Gemiddelde vermogen = Repetitiefrequentie van enkele puls energie

piekvermogen Berekeningsformule:

piekvermogen = Enkele pulsenergie / pulsbreedte

£ Focuspositie: het focale vlak Boven het werkstuk is een positieve defocus, en onder het werkstuk is negatief Defocus. Volgens de geometrische optiektheorie, wanneer het positieve en negatieve Defocusvliegtuigen zijn op gelijke afstand van het verwerkingsoppervlak, de vermogensdichtheid Op de overeenkomstige vlakken is ongeveer hetzelfde.

 ¤laser focal Diepte:

De focale diepte van Het focussysteem beïnvloedt aanzienlijk de kwaliteit van het lasersnijversnijding. Als het focal Diepte van de gerichte straal is kort, de focushoek is groot en de plek Grootte verandert aanzienlijk in de buurt van de focus, de laserdichtheid op het materiaal oppervlak zal sterk variëren met verschillende focusposities, waardoor de snijden. Voor lasersnijden moet de focuspositie zijn of iets hieronder zijn het werkstukoppervlak om de maximale snij diepte en de kleinste te bereiken Snijdbreedte.

Sinds lithium-ion Batterij-elektrodebladen hebben een dubbelzijdige coating + middelste metaalstroom Collector -laagstructuur en de eigenschappen van de coating en metaalfolie Verschillen enorm, hun antwoorden op laseractie verschillen ook. Wanneer de laser werkt op de negatieve grafietlaag of positieve actieve materiaallaag, vanwege hun hoge laserabsorptiesnelheid en lage thermische geleidbaarheid, de coating Vereist relatief lage laserergie voor smelten en verdamping. Daarentegen, De metaalstroomcollector reflecteert de laser en heeft een snelle thermische geleiding, Dus de laserergie die nodig is voor het smelten en verdamping van de metalen laag is hoger.

Figuur 3: Kopersamenstelling en temperatuurverdeling in de Dikte richting van een enkele zijdige gecoate negatieve elektrode onder laser Actie

<1 198Figuur 3 toont de Kopersamenstelling en temperatuurverdeling in de dikterichting van een enkelzijdige gecoate negatieve elektrode onder laseractie. Wanneer de laser handelt Op de grafietlaag verdampt het grafiet voornamelijk vanwege de materiaaleigenschappen. Wanneer de laser de koperen folie binnendringt, begint de folie te smelten en vormt gesmolten pool. Als de procesparameters ongepast zijn, kunnen er problemen optreden: (1) Coating pellen aan de gesneden rand, het blootleggen van de metalen folie, zoals weergegeven in de Linksafbeelding van figuur 4; (2) Een grote hoeveelheid snijafval rond de snede rand. Deze problemen kunnen leiden tot verminderde batterijprestaties en veiligheidskwaliteit Problemen, zoals getoond in de rechterafbeelding van figuur 4. Daarom bij het gebruik van laser snijden, het is noodzakelijk om de procesparameters te optimaliseren op basis van de eigenschappen van het actieve materiaal en metaalfolie om te zorgen voor een volledig snijden van De elektrodeplaat en de goede gesneden kwaliteit zonder metalen afval achter te laten.