배터리 전극 레이저 절단이 점차 주류가되는 이유

절단에서 프로세스, 빠른 곰팡이 마모, 긴 금형 변경 시간, 가난한 문제 유연성과 생산 효율성이 낮은 경우가 종종 불안정한 프로세스로 이어져서 일관되지 않은 전극 절단 품질과 배터리 성능 감소. 레이저 절단, 진동 편차 없음, 높은 정밀도의 장점으로 인해, 좋은 안정성과 곰팡이 교체가 필요하지 않은 것은 점차적으로 리튬 배터리 제조의 주류. 일반적으로 프로세스에 사용됩니다 탭 절단, 전극 시트 슬릿 및 분리기 슬릿과 같은.

특성 배터리 전극 다이 절단 기계 :

1. 과도한, 불충분하거나 불안한 절단 간격으로 인해 버가 발생할 수 있습니다.

2. 둔하거나 손상 절단 가장자리는 버를 생성 할 수 있습니다.

3. 부적절합니다 공작물과 펀치 사이의 접촉이 좋지 않은 절단 조건 또는 트리밍 및 펀칭 중에 다이 또는 부적절한 포지셔닝 높이도 공작물 높이가 포지셔닝 높이보다 낮 으면 버를 유발합니다. 공작물 모양과 절단 가장자리 사이에 맞지 않는 결과.

4. 곰팡이 작동 중 온도 상승 절단 전극 시트.

특성 배터리 전극 레이저 절단 기계 :

1. 좁은 절단 갭.

2. 작은 최첨단 근처의 열 영향 구역.

3. 최소 지역 변형.

4. 비접촉 절단, 깨끗하고 안전하며 오염이 없습니다.

5. 쉬운 자동 장비와의 통합, 프로세스 자동화 촉진.

6. 제한이 없습니다 워크 피스 절단에; 레이저 빔에는 프로파일 링 기능이 있습니다.

7. 완성 컴퓨터를 사용하여 재료 절약.

주어진 기계식 다이 절단으로 인한 버에 의해 제기 된 상당한 안전 위험 배터리, 레이저 절단은 향후 주요 방법이 될 것으로 예상됩니다.

그림 1 : 다이 절단

원리 레이저 절단 :

집중 고전력 밀도 레이저 빔 절단 할 배터리 전극 시트를 조사하고, 빠르게 가열하여 고온으로 가열하여 녹고 기화, 절제 상태가됩니다. 또는 점화 지점에 도달하여 구멍을 형성합니다. 빔이 시트를 가로 질러 움직일 때 이 구멍은 연속 좁은 컷을 형성하여 전극 시트.

그림 2 : 레이저 절단 원리의 개략도

주요 과정 레이저 절단의 매개 변수 :

빔 모드 :

0 빔이 낮습니다 집중적 인 스팟 크기가 작을수록 전력 밀도가 높아지고 에너지 밀도, 컷이 더 좁고 절단 효율이 높아지고 품질.

 ¡의 분극 레이저 빔 :

어떤 유형도 마찬가지입니다 전자기파 변속기, 레이저 빔은 전기 및 자기가 있습니다. 서로 수직 인 벡터 구성 요소와 빔 전파. 광학에서 전기 벡터는 편광으로 간주됩니다 레이저 빔의 방향. 절단 방향이 평행 할 때 편광 방향, 절단 전면은 레이저를 가장 효율적으로 흡수합니다. 좁은 컷, 수직 성과 거칠기가 낮고 높습니다. 절단 속도.

레이저 파워 :

레이저 절단 레이저 빔은 가장 높은 전력 밀도. 절단에 필요한 레이저 전력은 주로 달려 있습니다 절단 유형과 절단되는 재료의 특성. 증발 절단에는 가장 높은 레이저 전력이 필요하고 녹는 절단 및 산소 보조 용융 절단은 가장 필요합니다.

평균 전력 계산 공식 :

평균 전력 = 단일 펄스 에너지 반복 주파수

피크 파워 계산 공식 :

피크 파워 = 단일 펄스 에너지 / 펄스 폭

£ 초점 위치 :

초점 평면 above the workpiece is positive defocus, and below the workpiece is negative defocus. According to geometric optics theory, when the positive and negative defocus planes are equidistant from the processing surface, the power density on the corresponding planes is approximately the same.

 ¤laser 초점 깊이 :

초점 깊이 포커싱 시스템은 레이저 절단 품질에 크게 영향을 미칩니다. 초점이라면 집중 빔의 깊이는 짧고 초점 각도가 크고 지점이 크기는 초점, 재료의 레이저 전력 밀도 근처에서 크게 변화합니다. 표면은 초점 위치에 따라 크게 다르며 절단. 레이저 절단의 경우 초점 위치는 아래에 있거나 약간 아래에 있어야합니다. 최대 절단 깊이와 가장 작은 것을 달성하기 위해 공작물 표면 절단 너비.

리튬 이온 이후 배터리 전극 시트에는 양면 코팅 + 중간 금속 전류가 있습니다. 수집기 층 구조 및 코팅 및 금속 포일의 특성 레이저 동작에 대한 응답도 다릅니다. 레이저시기 음의 흑연 층 또는 양성 활성 재료 층에 작용합니다. 높은 레이저 흡수 속도와 낮은 열전도율, 코팅 용융 및 기화를 위해 비교적 낮은 레이저 에너지가 필요합니다. 대조적으로, 금속 전류 수집기는 레이저를 반영하고 열전 전도가 빠릅니다. 따라서 금속 층의 용융 및 기화에 필요한 레이저 에너지는 다음과 같습니다. 더 높음.

그림 3 : 구리 조성 및 온도 분포 레이저 아래의 단면 코팅 음성 전극의 두께 방향 행동

<80 년그림 3은 두께 방향의 구리 조성 및 온도 분포 레이저 동작 하에서 단일 코팅 음성 전극. 레이저가 행동 할 때 흑연 층에서, 흑연은 주로 재료 특성으로 인해 기화된다. 레이저가 구리 호일을 관통하면 호일이 녹기 시작하여 녹은 수영장. 프로세스 매개 변수가 부적절한 경우 문제가 발생할 수 있습니다. (1) 절단 가장자리에서 껍질을 벗기고 금속 호일을 노출시키는 코팅, 도 4의 왼쪽 이미지; (2) 컷 주위의 많은 절단 파편 가장자리. 이러한 문제는 배터리 성능과 안전 품질을 줄일 수 있습니다. 그림 4의 올바른 이미지에 표시된대로 문제가 있습니다. 따라서 레이저를 사용할 때 절단, 프로세스 매개 변수를 기준으로 최적화해야합니다. 완전한 절단을 보장하기 위해 활성 재료 및 금속 호일의 특성 금속 잔해물을 남기지 않고 전극 시트와 좋은 절단 가장자리 품질.

그림 4 : 최첨단 문제 : 노출 된 금속 호일 및 절단 잔해

개선 레이저 절단 방향 :

1. 절단 효율성 : 60-90m/min의 현재 수준은 계속 향상 될 것입니다. 3 년 이내에 120-180m/분의 예상 수준.

2. 절단 품질 : 현재, 레이저 절단은 3 원 캐소드에서 직접 사용할 수 없습니다. 재료 영역. 새로운 레이저 유형 및 레이저 프로세스의 향후 발전은 3 차 캐소드 재료의 레이저 절단을 활성화합니다. 또한 절단 열 영향 구역, 버 및 용융 구슬과 같은 품질 문제는 기계적 안정성 및 레이저 공정 향상을 통해 개선.

3. 장비 안정성 : 여기에는 장비 자체의 안정성 향상이 포함됩니다. 운영 가용성을 높이고 로딩 및 하역 시간을 최적화합니다 전반적인 장비 효과 (OEE) 및 실패 사이의 평균 시간을 향상시키기 위해 (MTBF). 또한 향상시켜 제품 품질 일관성을 향상시키는 것도 포함 프로세스 기능 지수 (CPK).

4. 지능 : 단일 기계 지능 및 풀 라인 지능을 달성합니다. 온라인 탐지, PLC 제어 및 상부 컴퓨터 제어 통합 단일 기계 지능. 그런 다음 공장 정보 시스템에 연결하여 풀 라인 달성 단일 머신 데이터 수집 최적화 지능.