Dalam proses pemotongan, isu -isu seperti memakai acuan cepat, masa perubahan acuan yang panjang, fleksibiliti yang lemah, dan kecekapan pengeluaran yang rendah sering membawa kepada proses yang tidak stabil, mengakibatkan kualiti pemotongan elektrod yang tidak konsisten dan mengurangkan prestasi bateri. Pemotongan laser, disebabkan kelebihannya tanpa sisihan getaran, ketepatan yang tinggi, kestabilan yang baik, dan tidak memerlukan penggantian acuan, secara beransur -ansur menjadi arus perdana dalam pembuatan bateri litium. Ia biasanya digunakan dalam proses seperti pemotongan tab, slit elektrod, dan pemisah pemisah.
Ciri -ciri pemotongan elektrod bateriMesin:
1. Jurang pemotongan yang berlebihan, tidak mencukupi, atau tidak sekata boleh menyebabkan burrs.
2. Tepi pemotongan yang membosankan atau rosak boleh menghasilkan burrs.
3.
4. Kenaikan suhu acuan semasa operasi boleh menyebabkan perubahan jurang, yang membawa kepada burrs pada lembaran elektrod potong.
Ciri -ciriElektrod bateriMesin pemotongan laser:
1. Jurang pemotongan sempit.
2. Zon yang terkena haba kecil berhampiran canggih.
3. Deformasi tempatan yang minimum.
4.
5. Integrasi mudah dengan peralatan automatik, memudahkan automasi proses.
6. Tiada sekatan terhadap kerja -kerja pemotongan; Rasuk laser mempunyai keupayaan profil.
7. Integrasi dengan komputer, penjimatan bahan.
Memandangkan bahaya keselamatan yang ketara yang ditimbulkan oleh burrs dari pemotongan mati mekanikal dalam bateri kuasa, pemotongan laser dijangka menjadi kaedah utama pada masa akan datang.
Rajah 1: pemotongan mati
Prinsip pemotongan laser:
Rasuk laser ketumpatan kuasa tinggi yang difokuskan menyinari lembaran elektrod bateri untuk dipotong, dengan cepat memanaskannya ke suhu yang tinggi, menyebabkan ia mencairkan, menguap, ablate, atau mencapai titik pencucuhan, membentuk lubang. Apabila rasuk bergerak melintasi lembaran, lubang -lubang ini membentuk potongan sempit yang berterusan, melengkapkan pemotongan lembaran elektrod.
Rajah 2: Gambarajah skematik prinsip pemotongan laser
Parameter Proses Utama Pemotongan Laser:
①Rasuk Mod:
Semakin rendah mod rasuk, semakin kecil saiz tempat yang difokuskan, semakin tinggi ketumpatan kuasa dan ketumpatan tenaga, semakin sempit, dan semakin tinggi kecekapan dan kualiti pemotongan.
②Polarisasi rasuk laser:
Seperti mana -mana jenis penghantaran gelombang elektromagnet, rasuk laser mempunyai komponen vektor elektrik dan magnet yang berserenjang antara satu sama lain dan ke arah penyebaran rasuk. Dalam optik, vektor elektrik dianggap sebagai arah polarisasi rasuk laser. Apabila arah pemotongan selari dengan arah polarisasi, depan pemotongan menyerap laser yang paling cekap, mengakibatkan pemotongan sempit, pemotongan rendah dan kekasaran, dan kelajuan pemotongan yang tinggi.
③laser kuasa:
Pemotongan laser memerlukan rasuk laser untuk difokuskan pada diameter tempat terkecil dengan ketumpatan kuasa tertinggi. Kuasa laser yang diperlukan untuk memotong terutamanya bergantung kepada jenis pemotongan dan sifat bahan yang dipotong. Pemotongan pengewapan memerlukan kuasa laser tertinggi, dengan pemotongan lebur, dan pemotongan lebur yang dibantu oksigen memerlukan sekurang-kurangnya.
Formula pengiraan kuasa purata:
Purata Kuasa=Single Pulse Energy × Repetition Frekuensi
Formula Pengiraan Kuasa Puncak:
Kuasa puncak=lebar tenaga / nadi nadi tunggal
④Fokus Kedudukan:
Pesawat fokus di atas bahan kerja adalah defocus positif, dan di bawah bahan kerja adalah defocus negatif. Menurut teori optik geometri, apabila pesawat defocus positif dan negatif adalah sama dari permukaan pemprosesan, ketumpatan kuasa pada pesawat yang sama adalah kira -kira sama.
⑤laser kedalaman fokus:
Kedalaman fokus sistem fokus secara signifikan mempengaruhi kualiti pemotongan laser. Jika kedalaman fokus rasuk yang fokus adalah pendek, sudut fokus adalah besar, dan saiz tempat berubah dengan ketara berhampiran fokus, ketumpatan kuasa laser pada permukaan bahan akan sangat berbeza dengan kedudukan fokus yang berbeza, sangat mempengaruhi pemotongan. Untuk pemotongan laser, kedudukan fokus harus berada di atau sedikit di bawah permukaan bahan kerja untuk mencapai kedalaman pemotongan maksimum dan lebar pemotongan terkecil.
Oleh kerana lembaran elektrod bateri lithium-ion mempunyai salutan dua sisi + struktur lapisan pemungut semasa logam tengah, dan sifat-sifat salutan dan foil logam sangat berbeza, respons mereka terhadap tindakan laser juga berbeza. Apabila laser bertindak pada lapisan grafit negatif atau lapisan bahan aktif positif, disebabkan oleh kadar penyerapan laser yang tinggi dan kekonduksian terma yang rendah, salutan memerlukan tenaga laser yang agak rendah untuk mencair dan pengewapan. Sebaliknya, pengumpul semasa logam mencerminkan laser dan mempunyai pengaliran haba yang cepat, jadi tenaga laser yang diperlukan untuk mencair dan pengewapan lapisan logam lebih tinggi.
Rajah 3: Komposisi tembaga dan pengagihan suhu dalam arah ketebalan elektrod negatif bersalut satu sisi di bawah tindakan laser
Rajah 3 menunjukkan komposisi tembaga dan pengagihan suhu dalam arah ketebalan elektrod negatif bersalut tunggal di bawah tindakan laser. Apabila laser bertindak pada lapisan grafit, grafit terutamanya menguap kerana sifat bahannya. Apabila laser menembusi kerajang tembaga, kerajang mula mencairkan, membentuk kolam cair. Jika parameter proses tidak sesuai, masalah mungkin berlaku: (1) salutan mengupas di pinggir potong, mendedahkan kerajang logam, seperti yang ditunjukkan dalam imej kiri Rajah 4; (2) Sejumlah besar serpihan memotong di sekitar pinggir potong. Isu -isu ini boleh membawa kepada masalah prestasi bateri dan kualiti keselamatan yang dikurangkan, seperti yang ditunjukkan dalam imej yang betul Rajah 4. Oleh itu, apabila menggunakan pemotongan laser, adalah perlu untuk mengoptimumkan parameter proses berdasarkan sifat bahan aktif dan foil logam untuk memastikan pemotongan lengkap lembaran elektrod dan kualiti kelebihan yang baik tanpa meninggalkan serpihan logam.
Rajah 4: Isu Edge Cutting: Kerajang logam yang terdedah dan memotong serpihan
Arahan Penambahbaikan untuk Pemotongan Laser:
1. Kecekapan pemotongan: Tahap semasa 60-90 m/min akan terus bertambah, dengan tahap yang dijangkakan 120-180 m/min dalam tempoh tiga tahun.
2. Pemotongan Kualiti: Pada masa ini, pemotongan laser tidak boleh digunakan secara langsung di kawasan bahan katod ternary. Kemajuan masa depan dalam jenis laser baru dan proses laser boleh membolehkan pemotongan laser bahan katod ternary. Di samping itu, memotong isu-isu kualiti seperti zon yang terjejas haba, burrs, dan manik cair boleh ditingkatkan melalui kestabilan mekanikal dan peningkatan proses laser.
3. Kestabilan Peralatan: Ini termasuk meningkatkan kestabilan peralatan itu sendiri dengan meningkatkan ketersediaan operasi dan mengoptimumkan pemuatan dan pemunggahan masa untuk meningkatkan keberkesanan peralatan keseluruhan (OEE) dan masa min antara kegagalan (MTBF). Ia juga melibatkan peningkatan konsistensi kualiti produk dengan meningkatkan Indeks Keupayaan Proses (CPK).
4. Perisikan: Mencapai kecerdasan mesin tunggal dan kemudian kecerdasan garis penuh. Mengintegrasikan pengesanan dalam talian, kawalan PLC, dan kawalan komputer atas untuk kecerdasan mesin tunggal. Kemudian, dengan menghubungkan ke sistem maklumat kilang dan mengoptimumkan pengumpulan data mesin tunggal, mencapai kecerdasan garis penuh.
