バッテリー電極レーザー切断が徐々に主流になっている理由

切断で プロセス、迅速なカビの摩耗、長いカビの変化時間、貧弱などの問題 柔軟性、および生産効率が低いことが多く、不安定なプロセスにつながり、結果として生じます 一貫性のない電極削減品質とバッテリー性能の低下。 レーザー切断、振動偏差、高精度の利点により、 良好な安定性、および金型置換の必要はありませんが、徐々に リチウムバッテリー製造の主流。一般的にプロセスで使用されます タブの切断、電極シートのスリット、セパレーターのスリットなど。

特性 バッテリー電極ダイカットマシン：

1。過度に、 不十分な、または不均一なギャップは、バリを引き起こす可能性があります。

2。鈍いまたは破損 切断エッジはバリを生成する可能性があります。

3。不適切 ワークピースとパンチの間の接触不良などの切断条件または トリミングやパンチ中のダイ、または不適切な位置決めの高さ、 ワークピースの高さが位置の高さよりも低い場合、バリを引き起こします、 ワークピースの形状と最先端の間に適合度が低い。

4。型 動作中の温度上昇はギャップの変化を引き起こし、バリにつながる可能性があります 切断された電極シート。

特性 バッテリー電極レーザー切断機：

1。狭い切断 ギャップ。

2。小さい 最先端の近くの熱の影響を受けたゾーン

3。最小限のローカル 変形。

4。非接触 切断、清潔、安全、汚染のない。

5。簡単 自動化された機器との統合、プロセスの自動化の促進。

6。制限はありません ワークピースの切断について;レーザービームにはプロファイリング機能があります。

7。統合 コンピューターを使用して、材料を保存します。

与えられた 機械的なダイカットからのバリによってもたらされる重大な安全上の危険 バッテリー、レーザー切断は将来の主要な方法になると予想されます。

図1：ダイカット

の原則 レーザー切断：

焦点 高電力密度レーザービームは、バッテリー電極シートを照射して切断し、 急速に高温に加熱し、溶け、蒸発し、アブレートし、 または、イグニッションポイントに到達し、穴を形成します。ビームがシートを横切って移動すると、 これらの穴は連続した狭いカットを形成し、の切断を完了します 電極シート。

図2：レーザー切断原理の概略図

メインプロセス レーザー切断のパラメーター：

Âビームモード：

ビームが低くなります モード、フォーカスされたスポットサイズが小さいほど、電力密度が高くなり、 エネルギー密度、カットが狭くなり、切断効率が高くなり、 品質。

¡の偏光 レーザービーム：

あらゆるタイプのように 電磁波伝達、レーザービームには電気と磁気があります 互いに垂直なベクトル成分との方向 ビーム伝播。光学系では、電気ベクトルは偏光と見なされます レーザービームの方向。切断方向が平行な場合 偏光の方向、切断前面はレーザーを最も効率的に吸収し、 狭いカット、ローカットの垂直性と粗さをもたらし、高くなり、 切断速度。

â¢レーザーパワー：

レーザー切断 レーザービームを、 最高の電力密度。切断に必要なレーザー出力は、主に依存します 切断されている材料の特性。気化 切断には最高のレーザー出力が必要であり、それに続いて融解します。 酸素支援の融解切断には、

平均電力 計算式：

平均電源= 単一パルスエナジー繰り返し頻度

ピーク電力 計算式：

ピーク電源= 単一パルスエネルギー /パルス幅

â£フォーカスポジション：

焦点面 ワークピースの上には肯定的なフォーカスがあり、ワークピースの下にはネガティブがあります フォーカス。幾何学的光学理論によれば、正と負の場合 フォーカス面は、処理面から等距離にあり、電力密度 対応する平面ではほぼ同じです。

¢raserフォーカル 深さ：

の焦点の深さ フォーカスシステムは、レーザー切断品質に大きく影響します。焦点の場合 フォーカスビームの深さは短く、焦点角は大きく、スポット サイズは焦点の近くで大幅に変化し、材料のレーザー出力密度 表面は焦点位置が異なると大きく異なり、 切断。レーザー切断の場合、フォーカスの位置はオンまたは少し下にある必要があります 最大切断深さと最小のワーク表面 幅を切る。

リチウムイオン以来 バッテリー電極シートには両面コーティング +中金属電流があります コレクター層の構造、およびコーティングと金属箔の特性 大きく異なり、レーザー作用に対する彼らの反応も異なります。レーザーのとき 負のグラファイト層または正の活性材料層に作用します。 それらの高いレーザー吸収率と低熱伝導率、コーティング 融解と蒸発には比較的低いレーザーエネルギーが必要です。対照的に、 金属電流コレクターはレーザーを反射し、熱伝導が高速で、 したがって、金属層の融解と気化に必要なレーザーエネルギーは より高い。

図3：銅の組成と温度分布 レーザー下の片面コーティングされた負の電極の厚さ方向 アクション

図3はを示しています の厚さ方向の銅組成と温度分布 レーザー作用下の片面コーティングされた負の電極。レーザーが作用するとき グラファイト層では、グラファイトは主にその材料特性のために蒸発します。 レーザーが銅ホイルに浸透すると、フォイルが溶け始め、 溶融プール。プロセスパラメーターが不適切である場合、問題が発生する可能性があります。 （1）に示すように、カットエッジで剥がれ、金属ホイルを露出させます。 図4の左画像。 （2）カットの周りの大量の切断破片 角。これらの問題は、バッテリーの性能と安全性の低下につながる可能性があります 図4の正しい画像に示されているように、レーザーを使用する場合の問題 切断、に基づいてプロセスパラメーターを最適化する必要があります 活性材料と金属箔の特性を確保するための完全な切断 電極シートと金属の破片を離れることなく、エッジの品質をカットします。

図4：最先端の問題：露出した金属箔と切断破片

改善 レーザー切断の方向：

1。切断 効率：60〜90 m/minの現在のレベルは改善され続け、 3年以内に120〜180 m/minの予想レベル。

2。切断 品質：現在、レーザー切断は三元カソードで直接使用することはできません 材料エリア。新しいレーザータイプとレーザープロセスの将来の進歩は 三元カソード材料のレーザー切断を有効にします。さらに、切断 熱の影響を受けたゾーン、バリ、溶融ビーズなどの品質の問題は 機械的安定性とレーザープロセスの強化により改善されました。

3。装置 安定性：これには、機器自体の安定性の改善が含まれます 運用上の可用性の向上と、荷重と荷降ろし時間の最適化 全体的な機器の有効性（OEE）と故障間の平均時間を強化する （MTBF）。また、製品の品質の一貫性を向上させることも含まれます プロセス機能インデックス（CPK）。

4。知性： シングルマシンインテリジェンスを達成し、その後フルラインインテリジェンスを実現します。 オンライン検出、PLCコントロール、および上位のコンピューターコントロールの統合 シングルマシンインテリジェンス。次に、工場情報システムに接続します シングルマシンのデータ収集を最適化し、フルラインを実現します インテリジェンス。