Warum der Batterie -Elektroden -Laserschnitt allmählich zum Mainstream wird

In der Schneidprozess führen Probleme wie schnelle Schimmelpilzverschlüsse, lange Schimmelpilzänderungen, schlechte Flexibilität und niedrige Produktionseffizienz häufig zu instabilen Prozessen, was sich in einer inkonsistenten Qualität der Elektrodenabschnitte und einer verringerten Batterieleistung ergibt Das Laserschnitt, aufgrund seiner Vorteile ohne Schwingungsabweichung, hoher Präzision, guter Stabilität und nicht erforderlichem Schimmelpackungspunkt, hat in der Herstellung von Lithiumbatterien allmählich zu einem Memainstream Es wird üblicherweise in Processessuch als Lab -Schneiden, Elektrodenblattschlitz und Trennscheibe verwendet

Eigenschaften von Batterie -Elektroden -Sterblichkeitsabschneiden Maschine:

1 Übermäßige, unzureichende oder ungleichmäßige Schneidlücken können Burrs verursachen

2 Stumpfe oder beschädigte Kanten können Burrs erzeugen

3. Insrofmercuting -Bedingungen wie schlechter Kontakt zwischen dem Werkstück und der Punchverordnung oder der unsachgemäßen Positionierung des Trimmens und Stanzens können zu den Burrs führen, wenn die Werkstückhöhe niedriger ist als die Positionierungshöhe, was zu einer schlechten Passform zwischen der Werkstückform und der Schneidkante führt

4 Die Anstieg des Formtemperaturs während des Betriebs kann zu Lückenveränderungen führen, was zu Grat auf den Schnittelektrodenblättern führt

Eigenschaften vonBatterieelektrode Laserschneidemaschine:

1 Schmale Schneiderungen

2 Smallheat-betroffene Zone in der Nähe der Schneide

3. Minimale Lokaldeformation

4 Nicht kontaktiert, sauber, sicher und umweltfreundlich

5 Easyintegration mit automatisierter Ausrüstung und Erleichterung der Prozessautomatisierung

6 Kein Einschränkungsson -Schnittwerkstück; Laserstrahlen haben Profilerstellungsfunktionen

7 Integration mit Computern, Speichern von Materialien

Angesichts der Signifikanzgefahr von Burrs aus mechanischen Sterbenden bei Powerbatterien wird erwartet, dass das Laserschnitt in Zukunft die Hauptmethode ist

Abbildung 1: Schneiden sterben

Prinzip Oflaser Schneiden:

Ein fokussierter Laserstrahldichte-Dichtestrahl bestrahlt den zugeschnittenen Batterieelektrodenblatt, wodurch er schnell auf eine hohe Temperatur erhitzt wird, wodurch er zum Schmelzen, Verdampfen, Ablieren oder Erreichen des Zündpunkts und bildete Löcher Wenn sich der Strahl über das Blatt bewegt, bilden diese Löcher einen kontinuierlichen schmalen Schnitt und vervollständigen das Schneiden der Elektrodenblech

Abbildung 2: Schematisches Diagramm des Laserschneidungsprinzips

Hauptprozessparameter des Laserschnitts:

● Strahlmodus:

Je niedriger der Strahlmodus, desto kleiner die fokussierte Fleckgröße, desto höher ist die Kraftdichte der Kraftdichte, desto schmaler der Schnitt und desto höher die Schnitteffizienz und -qualität

● Polarisation des Laserstrahls:

Wie bei jeder Art der elektromagnetischen Wellenübertragung weist ein Laserstrahl elektrische und magnetische Vektorkomponenten auf, die senkrecht zueinander und auf die Richtung der Beträge ausbreiten In der Optik wird der elektrische Vektor als Polarisationdirektion des Laserstrahls angesehen Wenn die Schnittrichtung parallel zur Polarisationsrichtung ist, absorbiert die Schneidfront den Laser am effizientesten, was zu einem schmalen Schnitt, einer niedrigen Schnitt -Senkrechte und Rauheit und einer hohen Geschwindigkeit führt

● ¢ Laserleistung:

Laserschneidfrau Der Laserstrahl, der sich auf den kleinsten Fleckdurchmesser mit der höhlen Leistungsdichte konzentrieren soll Die Laserleistung, die zum Schneiden erforderlich ist, hängt hauptsächlich von dem Schnitttyp und den Eigenschaften des zugeschnittenen Materials ab Die Verdampfungskopplung erfordert die höchste Laserleistung, gefolgt von Schmelzen, gefolgt von Schmelzen, und oxygenunterstütztes Schmelzenschneid benötigt das geringste

Durchschnittliche Leistungskalkulationsformel:

Durchschnittliche Leistung = einzelne Puls Energyã -Wiederholungsfrequenz

Peak PowerCalculationsformel:

Spitzenleistung = einzelne Impulsenergie / Impulsbreite

● Fokussposition:

Das fokale Planabove Das Werkstück ist ein positiver Defokus, und unter dem Werkstück befindet sich negativ Gemäß der geometrischen Optikentheorie sind die Leistungsdichte, die die entsprechenden Ebenen aus der Verarbeitungsoberfläche aus der Verarbeitungsoberfläche sind, ungefähr gleich

● ¤laser FocalDepth:

Die Schwerpunkttiefe des Fokussierungssystems wirkt sich erheblich auf die Qualität des Laserschnitts aus Wenn der Fokus des fokussierten Strahls kurz ist, ist der Fokussierungswinkel groß, und die Fleckenveränderungen in der Nähe des Fokus sind die Laser -Leistungsdichte auf dem Materialraum sehr unterschiedlich mit unterschiedlichen Fokuspositionen, was die Abhilfe stark beeinflusst Für das Laserschnitt sollte die Fokussposition auf oder leicht unter der Werkstückoberfläche liegen, um die maximale Schnitttiefe und die kleinste Breite zu erreichen

Da Lithium-Ionbattery-Elektrodenblätter eine doppelseitige Beschichtung + Mittelmetallstrom-Schichtstruktur aufweisen und die Eigenschaften der Beschichtung und der Metallfoildiffer stark unterscheiden, unterscheiden sich ihre Reaktionen auf die Laseraktion Wenn die Laserakte auf der negativen Graphitschicht oder der positiven aktiven Materialschicht, aufgrund der hohen Laserabsorptionsrate und der geringen thermischen Leitfähigkeit, die Coating -Tariftreue für Schmelzen und Verdampfungen relativ niedrig niedrig laser Energie Im Gegensatz dazu reflektiert der Metallstromkollektor den Laser und hat eine schnelle thermische Leitung, sodass die für das Schmelzen und Verdampfung der Metallschicht erforderliche Laserenergie isHigher erforderlich ist

Abbildung 3: Kupferzusammensetzung und Temperaturverteilung in der Richtungsrichtung einer einseitigen beschichteten negativen Elektrode unter Laseraktion

Abbildung 3 zeigt die Zusammensetzung und die Temperaturverteilung in der Dicke Richtung der Asingle-Side-beschichteten negativen Elektrode unter Laserwirkung Wenn der Laser auf der Graphitschicht handelt, verdampft der Graphit hauptsächlich aufgrund seiner Materialeigenschaften Wenn der Laser in die Kupferfolie eindringt, beginnt die Folie zu schmelzen und bildet Amolten Pool Wenn die Prozessparameter unangemessen sind, können Probleme auftreten: (1) Beschichtungsschälchen am Schnittkanten, die Metallfolie freilegen, wie im THELEFT -Bild von 4 gezeigt; (2) Eine große Menge Schnittabfälle rund um das Cutged Diese Probleme können zu einer verringerten Leistung der Batterie und der Sicherheitsqualität führen, wie im rechten Bild von Abbildung 4 gezeigt Bei der Verwendung von Lasercuting müssen daher die Prozessparameter basierend auf den Propertien des aktiven Materials und der Metallfolie optimiert werden, um ein vollständiges Schneiden der Elektrodenblech und die gute Schnittqualität zu gewährleisten, ohne Metalldreiber zu verlassen

Abbildung 4: Spitzenprobleme: freiliegende Metallfolie und Schneiden von Trümmern

VerbesserungDirektionen für Laserschnitte:

1 Schneidenseffizienz: Der aktuelle Niveau von 60 bis 90 m/min wird sich weiter verbessern, wobei innerhalb von drei Jahren ein Niveau von 120 bis 180 m/min angewartet wird

2 Schneidqualität: Derzeit kann das Laserschnitt nicht direkt in ternären Kathodematerialgebieten verwendet werden Zukünftige Fortschritte bei neuen Lasertypen und Laserprozessen Mayenable Laserschneidung von ternären Kathodenmaterialien Darüber hinaus können Schneidqualitätsprobleme wie Wärmezonen, Burrs und geschmolzene Perlen durch mechanische Stabilitäts- und Laserprozessverstärkungen befreit

3. EquipmentStability: Dies beinhaltet die Verbesserung der Stabilität der Geräte selbst, um die Betriebsverfügbarkeit zu verbessern und die Lade- und Entladen von Zeitsta -Verbesserung der Gesamtausrüstungseffektivität (OEE) und der mittleren Zeit zwischen Ausfällen (MTBF) zu verbessern Es beinhaltet auch die Verbesserung der Produktqualitätskonsistenz durch Verbesserung des Process Capability Index (CPK)

4 Intelligenz: Erreichung einer Intelligenz mit einer Maschine und dann in der Vollin intelligenz Integration der Online-Erkennung, der SPS-Steuerung und der oberen Computersteuerung Forsingle-Machine Intelligence Wenn Sie dann eine Verbindung zu Fabrikinformationssystemen herstellen und die Datenerfassung mit Einzelmaschine optimieren und vollständige Anleihe erreicht haben.