배터리 전극 레이저 절단이 점차 주류가되는 이유

커팅 프로세스에서 빠른 금형 마모, 긴 금형 변화 시간, 불량 성 및 생산 효율이 낮은 문제는 종종 불안정한 프로세스로 이어져서 일관되지 않은 전극 절단 품질과 배터리 성능을 줄입니다 레이저 절단은 진동 편차가없고, 정밀도, 안정성이 우수하며, 곰팡이 교체가 필요하지 않기 때문에 리튬 배터리 제조에서 점차적으로 제거되었습니다 탭 절단, 전극 시트 슬릿 및 분리기 슬릿으로 공정에서 일반적으로 사용됩니다

특성 배터리 전극 다이 절단 기계:

1 과도하거나 불충분하거나 불충분 한 절단 간격은 버를 유발할 수 있습니다

2 칙칙하거나 손상된 가장자리는 버를 생성 할 수 있습니다

3 공작물과 펀치 ordie 사이의 접촉이 열악하거나 트리밍 및 펀칭 중 부적절한 포지셔닝 높이와 같은 부적절한 조건은 공작물 높이가 포지셔닝 높이보다 낮 으면 공작물 모양과 절단 가장자리 사이에 적합하지 않은 경우 버를 알 수 있습니다

4 작동 중에 곰팡이 온도 상승은 갭 변화를 일으켜 절단 전극 시트에 버를 초래할 수 있습니다

특성배터리 전극 레이저 커팅 머신 :

1 좁은 커팅 갭

2 절단 가장자리 근처의 작은 하이츠 영향 구역

3 최소한의 국소 정보

4 비 연락, 깨끗하고 안전하며 오염이 없음

5 자동화 된 장비를 사용한 욕설, 프로세스 자동화를 용이하게합니다

6 제한이 없음 절단 워크 피스; 레이저 빔에는 프로파일 링 기능이 있습니다

7 컴퓨터와의 통합, 재료 절약

Powerbatteries의 기계식 다이 절단으로 인한 버에 의해 제기 된 유의 한 안전 위험을 감안할 때, 레이저 절단은 향후 주요 방법이 될 것으로 예상됩니다

그림 1 : 다이 절단

Laser 절단 원칙 :

집중력 밀도 밀도 레이저 빔은 절단 할 배터리 전극 시트를 조사하여 고온으로 빠르게 가열하여 녹거나 기화, 절제 또는 점화점에 도달하여 구멍을 형성합니다 빔이 시트를 가로 질러 움직일 때,이 구멍은 연속 좁은 절단을 형성하여 전극 시트의 절단을 완료합니다

그림 2 : 레이저 절단 원리의 개략도

레이저 절단의 주요 공정 파라미터 :

● 빔 모드 :

빔 모드가 낮을수록 집중적 인 스팟 크기가 작을수록 전력 밀도 및 에너지 밀도가 높을수록 절단이 더 좁고 절단 효율 및 품질이 높아집니다

● ¡ 레이저 빔의 편광 :

어떤 유형의 전자기 파 전송과 마찬가지로, 레이저 빔에는 서로 수직 인 전기 및 자기 벡터 구성 요소가 있으며 빔 전파 방향에 있습니다 광학에서 전기 벡터는 레이저 빔의 편광 방향으로 간주됩니다 절단 방향이 분극 방향에 평행 할 때, 절단 전면은 레이저를 가장 효율적으로 흡수하여 좁은 절단, 낮은 절단 수직 성 및 거칠기 및 고전 속도를 초래합니다

● ¢ 레이저 전원 :

레이저 Cuttingquires 레이저 빔은 가장 높은 전력 밀도로 가장 작은 지름에 초점을 맞출 수 있습니다 절단에 필요한 레이저 전력은 주로 절단 유형과 절단되는 재료의 특성에 따라 다릅니다 기화 컷팅은 가장 높은 레이저 전력을 필요로하며, 녹는 절단, 안독소 보조 용융 절단이 가장 적게 필요합니다

평균 파워 계산 공식 :

평균 전력 = 단일 펄스 에너지 반복 주파수

Peak PowerCalculation 공식 :

피크 전력 = 단일 펄스 에너지 / 펄스 폭

● £ 초점 위치 :

초점 평면도는 공작물이 양의 디포 쿠스이며, 공작물 아래는 부정적인 efivedefocus입니다 기하학적 광학 이론에 따르면, 양성 및 부정적인 에피소 쿠스 평면이 처리 표면에서 등거리가 될 때, 해당 평면의 전력 밀도는 거의 동일하다

● ¤laser focaldepth :

포커싱 시스템의 초점 깊이는 레이저 절단 품질에 크게 영향을 미칩니다 집중된 빔의 초점이 짧고 초점이 크고 스팟 크기가 초점 근처에서 크게 변하는 경우 재료 표면의 레이저 전력 밀도는 초점 위치에 따라 크게 달라 지므로 테이크팅에 크게 영향을 미칩니다 레이저 절단의 경우 초점 위치는 최대 절단 깊이와 작은 가장자리 너비를 달성하기 위해 공작물 표면에 또는 약간 아래에 있어야합니다

리튬-이온 배터리 전극 시트는 양면 코팅 + 중간 금속 전류 수집기 층 구조를 가지므로 코팅 및 금속 foildiffer의 특성이 크게 있기 때문에 레이저 동작에 대한 응답도 다릅니다 음성 흑연 층 또는 양성 활성 재료 층의 Laseracts가있는 경우, Totheir 높은 레이저 흡수 속도 및 낮은 열전도율로 인해 코팅은 용융 및 기화를위한 비교적 낮은 레이저 에너지를 조정합니다 대조적으로, 금속 전류 수집기는 레이저를 반사하고 빠른 열 전도를 갖기 때문에 금속 층의 용융 및 기화에 필요한 레이저 에너지

그림 3 : 리저트 하에서 단일 편이 코팅 된 음성 전극의 치기 방향으로의 구리 조성 및 온도 분포

그림 3은 레이저 작용 하에서 싱글 사이드 코팅 음성 전극의 두께 방향에서의 조성물 및 온도 분포를 보여줍니다 레이저가 흑연 층을 작용할 때, 흑연은 주로 재료 특성으로 인해 기화됩니다 레이저가 구리 호일에 침투하면 호일이 녹기 시작하여 amolten 풀이 형성됩니다 공정 매개 변수가 부적절한 경우, 문제가 발생할 수 있습니다 : (1)도 4의 Theleft 이미지에 표시된 것처럼 절단 가장자리에서 껍질을 벗기고 금속 호일을 노출시키는 것; (2) 컷지 지 주변의 많은 양의 절단 파편 이러한 문제는 그림 4의 올바른 이미지에서 볼 수 있듯이 배터리 성능 및 안전 품질 문제로 이어질 수 있습니다 따라서 Lasercutting을 사용할 때는 전극 시트를 완전히 절단하고 금속 대결을 떠나지 않고도 우수한 절단 에지 품질을 보장하기 위해 활성 재료 및 금속 포일의 분열을 기반으로 프로세스 매개 변수를 최적화해야합니다

그림 4 : 최첨단 문제 : 노출 된 금속 호일 및 절단 잔해물

레이저 절단에 대한 개선 방향 :

1 Cuttingefficiency : 60-90m/min의 현재 수준은 3 년 안에 예상 수준이 120-180m/분으로 계속 향상 될 것입니다

2 Cuttingquality : 현재, 레이저 절단은 삼구경 음성 영역에서 직접 사용할 수 없습니다 새로운 레이저 유형 및 레이저 프로세스의 미래 발전은 제 3의 캐소드 재료의 레이저 절단을 가능하게합니다 또한, 열 영향 구역, 버 및 용융 구슬과 같은 절단 성 문제는 기계적 안정성 및 레이저 공정 향상을 통해 방해 할 수 있습니다

3 EquipmentStability : 여기에는 운영 가용성을 높이고 로딩 및 언로드 타임 스토를 최적화하여 장비 자체의 안정성을 향상시키는 것이 포함됩니다 Timesto는 전반적인 장비 효과 (OEE)와 실패 사이의 평균 시간 (MTBF)을 향상시킵니다 또한 프로세스 기능 지수 (CPK)를 향상시켜 제품 품질 일관성을 향상시킵니다

4 지능 : 단일 기계 인텔리전스 및 풀 라인 지능 달성 온라인 탐지, PLC 제어 및 상부 컴퓨터 제어를 Forsingle-Machine Intelligence 통합 그런 다음 공장 정보 시스템에 연결하고 단일 기계 데이터 수집 최적화를 통해 전체 라인 지능을 달성합니다.