Pourquoi la coupe laser de l'électrode de batterie devient progressivement grand public

dans la coupe processus, problèmes tels que l'usure rapide des moisissures, les longs temps de changement de moisissure, pauvres La flexibilité et une faible efficacité de production entraînent souvent des processus instables, dans la qualité de coupe des électrodes incohérentes et la réduction des performances de la batterie. Couper laser, en raison de ses avantages de non-déviation de vibration, haute précision, Une bonne stabilité, et pas besoin de remplacement des moisissures, est devenu progressivement grand public dans la fabrication de batteries au lithium. Il est couramment utilisé dans les processus tels que la coupe d'onglets, le tranchant des feuilles d'électrode et la tranche de séparateur.

Caractéristiques de Coupure de matrice d'électrode de batterie machine :

1. Excessif, Des lacunes de coupe insuffisantes ou inégales peuvent provoquer des terrifiants

2. Terne ou endommagé Les bords de coupe peuvent produire des bavures.

3. IACPORT conditions de coupe, comme un mauvais contact entre la pièce et le punch ou mourir ou une mauvaise hauteur de positionnement pendant la coupe et le coup de poing, peut également provoquer des bavures si la hauteur de la pièce est inférieure à la hauteur de positionnement, résultant en un mauvais ajustement entre la forme de la pièce et le tranchant.

4. Moule L'augmentation de la température pendant le fonctionnement peut provoquer des changements d'écart, conduisant à des bavures les feuilles d'électrode coupées.

Caractéristiques de Electrode de la batterie <6 36 Machine de coupe laser:

1. Coupure étroite lacunes.

2. Petit zone touchée par la chaleur près du bord de coupe.

3. Minimal local déformation.

4. Sans contact Couper, propre, sûr et sans pollution.

5. Facile Intégration avec l'équipement automatisé, facilitant l'automatisation des processus.

6. Aucune restriction sur la coupe des pièces; Les poutres laser ont des capacités de profilage.

7. Intégration avec des ordinateurs, des matériaux d'économie.

Compte tenu du Dangers de sécurité importants posés par les bavures de la coupe mécanique en puissance Les batteries, la coupe au laser devraient être la principale méthode à l'avenir.

Figure 1: Cutting Die

Principe de Coupe laser:

un concentré Le faisceau laser à densité haute puissance irradition de la feuille d'électrode de batterie à couper, Le chauffer rapidement à une température élevée, le faisant fondre, vaporiser, ablate, ou atteindre le point d'allumage, formant des trous. Lorsque le faisceau se déplace sur la feuille, Ces trous forment une coupe étroite continue, complétant la coupe de la feuille d'électrode.

Figure 2: Diagramme schématique du principe de coupe laser

Processus principal Paramètres de coupe laser:

Mode de faisceau:

Le faisceau bas Mode, plus la taille de la tache focalisée est petite, plus la densité de puissance est petite et densité d'énergie, plus la coupe est étroite, et plus l'efficacité de coupe est élevée et qualité.

¡Polarisation de Le faisceau laser:

comme tout type de Transmission électromagnétique des ondes, un faisceau laser a une composants vectoriels perpendiculaires les uns aux autres et à la direction de Propagation du faisceau. En optique, le vecteur électrique est considéré comme la polarisation direction du faisceau laser. Lorsque la direction de coupe est parallèle au direction de polarisation, le front de coupe absorbe le laser le plus efficacement, résultant en une perpendicularité et une rugosité à basse coupe étroite vitesse de coupe.

- Power laser:

Coupe laser nécessite que le faisceau laser soit concentré sur le plus petit diamètre de point avec le densité de puissance la plus élevée. La puissance laser requise pour la coupe dépend principalement de Le type de coupe et les propriétés du matériau en cours de coupe. Vaporisation La coupe nécessite la puissance laser la plus élevée, suivie d'une coupe de fusion, et La coupe de fusion assistée par l'oxygène nécessite le moins.

puissance moyenne Formule de calcul:

Puissance moyenne = Fréquence de répétition d'énergie à impulsions simples

puissance de pointe Formule de calcul:

PIET POWER = Énergie d'impulsion unique / Largeur d'impulsion

Position de mise au point:

le plan focal Au-dessus de la pièce se trouve un défocalisation positive, et en dessous de la pièce est négative Défocation. Selon la théorie de l'optique géométrique, lorsque le positif et le négatif Les plans de défocalisation sont équidistants de la surface de traitement, la densité de puissance sur les plans correspondants est approximativement le même.

 ¤Laser focal Profondeur:

La profondeur focale de Le système de mise au point affecte considérablement la qualité de coupe laser. Si le focal La profondeur du faisceau focalisé est courte, l'angle de focalisation est grand et le spot La taille change considérablement près de l'objectif, la densité de puissance laser sur le matériau La surface variera considérablement avec différentes positions de mise au point, affectant considérablement le coupe. Pour la coupe laser, la position de mise au point doit être sur ou légèrement en dessous la surface de la pièce pour obtenir la profondeur de coupe maximale et le plus petit Largeur de coupe.

Depuis le lithium-ion Les feuilles d'électrode de batterie ont un revêtement double face + courant métallique moyen Structure de la couche de collection et propriétés du revêtement et du papier métallique Différent grandement, leurs réponses à l'action laser diffèrent également. Quand le laser agit sur la couche de graphite négative ou la couche de matériau actif positif, en raison de leur taux d'absorption laser élevé et leur faible conductivité thermique, le revêtement nécessite une énergie laser relativement faible pour la fusion et la vaporisation. En revanche, Le collectionneur de courant métallique reflète le laser et a une conduction thermique rapide, Ainsi, l'énergie laser requise pour la fusion et la vaporisation de la couche métallique est plus haut.

Figure 3: Composition en cuivre et distribution de température dans le Direction d'épaisseur d'une électrode négative à revêtement unique sous laser Action

La figure 3 montre le Composition en cuivre et distribution de température dans la direction d'épaisseur Électrode négative à revêtement unique sous action laser. Quand le laser agit Sur la couche de graphite, le graphite se vaporise principalement en raison de ses propriétés de matériau. Lorsque le laser pénètre dans le feuille de cuivre, la feuille commence à fondre, formant un piscine en fusion. Si les paramètres du processus sont inappropriés, des problèmes peuvent survenir: (1) revêtir le revêtement sur le bord de coupe, exposant le papier métallique, comme indiqué dans le image gauche de la figure 4; (2) une grande quantité de débris de coupe autour de la coupe bord. Ces problèmes peuvent entraîner une réduction des performances de la batterie et de la qualité de sécurité Problèmes, comme indiqué dans la bonne image de la figure 4. Par conséquent, lors de l'utilisation du laser coupure, il est nécessaire d'optimiser les paramètres de processus en fonction de la Propriétés du matériau actif et du papier d'aluminium pour assurer une coupe complète de La feuille d'électrode et la bonne qualité de bord de coupe sans quitter les débris métalliques

Figure 4: Problèmes de pointe: Foil métallique exposé et débris de coupe

Amélioration Directions pour la coupe laser:

1. Coupe Efficacité: le niveau actuel de 60 à 90 m / min continuera de s'améliorer, avec un Niveau attendu de 120-180 m / min en trois ans.

2. Coupe Qualité: Actuellement, la coupe laser ne peut pas être directement utilisée sur la cathode ternaire zones matérielles. Les avancées futures dans les nouveaux types laser et les processus laser peuvent Activer la coupe au laser des matériaux de cathode ternaire. De plus, la coupe Des problèmes de qualité tels que les zones touchées par la chaleur, les bavures et les billes fondues peuvent être Amélioré grâce à la stabilité mécanique et aux améliorations du processus laser.

3. Équipement Stabilité: cela comprend l'amélioration de la stabilité de l'équipement lui-même Augmentation de la disponibilité opérationnelle et optimisation des temps de chargement et de déchargement pour améliorer l'efficacité globale de l'équipement (OEE) et le temps moyen entre les échecs (Mtbf). Cela implique également d'améliorer la cohérence de la qualité des produits en améliorant le Index des capacités de processus (CPK).

4. Intelligence: Atteindre l'intelligence unique, puis l'intelligence pleine ligne. Intégrer la détection en ligne, le contrôle des PLC et le contrôle de l'ordinateur supérieur pour Intelligence unique. Ensuite, en se connectant aux systèmes d'information d'usine et optimisation de la collecte de données à machine unique, réalisant une ligne complète intelligence.