Por qué el corte láser de electrodos de la batería se está volviendo convencional gradualmente

En el proceso de corte, problemas como el desgaste rápido del moho, los tiempos de cambio de moho largos, la pobre flexibilidad y la baja eficiencia de producción a menudo conducen a procesos inestables, lo que resulta en una calidad de corte de electrodos inconsistente y un rendimiento reducido de la batería El corte con láser, debido a sus ventajas de no desviación de vibración, alta precisión, buena estabilidad y no necesidad de reemplazo de moho, se ha vuelto gradualmente permanente en la fabricación de baterías de litio Se usa comúnmente en processsuch como corte de pestañas, la reducción de la lámina de electrodos y la reducción del separador

Características de Corte de la batería del electrodo Máquina:

1 Los espacios de corte excesivos, insuficientes o desiguales pueden causar rebabas

2 Los bordes aburridos o dañados pueden producir rebabas

3 Las condiciones de improvisación, como el mal contacto entre la pieza de trabajo y el Punch Ordie, o la altura de posicionamiento inadecuado durante el recorte y el golpe, también pueden hacer rebabas si la altura de la pieza de trabajo es menor que la altura de posicionamiento, lo que resulta en un poco de ajuste entre la forma de la pieza de trabajo y el borde de corte

4 El aumento de la temperatura de la moldura durante la operación puede causar cambios en la brecha, lo que lleva a las rebabas en las láminas de electrodo de corte

Características deElectrodo de batería Máquina de corte láser:

1 Cuttinggaps estrechos

2 Zona afectada por el malecio pequeño cerca del filo

3 Deformación local mínima

4 No contactar, limpio, seguro y sin contaminación

5 Easy integración con equipos automatizados, facilitando la automatización del proceso

6 No hay restricciones en piezas de trabajo de corte; Las vigas láser tienen capacidades de perfil

7 Integración con computadoras, ahorrando materiales

Dados los riesgos de seguridad significativos planteados por las rebabas del corte de troqueles mecánicos en las powerbatteries, se espera que el corte con láser sea el método principal en el futuro

Figura 1: Corte de matriz

Principio de corte de desastre:

Un haz de láser de densidad de alta potencia enfocada irradia la lámina de electrodo de la batería que se calienta rápidamente a alta temperatura, lo que hace que se derrita, vaporice, ablata o alcance el punto de encendido, formando agujeros A medida que el haz se mueve a través de la hoja, estos agujeros forman un corte estrecho continuo, completando el corte de la hoja de selectrodo

Figura 2: Diagrama esquemático del principio de corte láser

Parametones de procesos principales del corte láser:

● Modo de haz:

Cuanto más bajo sea el modo de haz, más pequeño es el tamaño de la mancha enfocada, mayor es la densidad de potencia y la densidad de energía, más estrecho es el corte y mayor es la eficiencia de corte y la calidad

● ¡Polarización del haz láser:

Al igual que cualquier tipo de transmisión de onda electromagnética, un haz láser tiene componentes eléctricos y de vectores magnéticos que son perpendiculares entre sí y a la dirección de la propagación del haz En óptica, el vector eléctrico se considera la dirección de polarización del haz láser Cuando la dirección de corte es paralela a la dirección de pospolarización, el frente de corte absorbe el láser de manera más eficiente, lo que resulta en una perpendicularidad y rugosidad de corte bajo y rugosidad de corte bajo, y alta velocidad

● ¢ Potencia láser:

El corte láser solicita que el haz láser se centre en el diámetro de mancha más pequeño con la densidad de potencia más alta La potencia del láser requerida para cortar principalmente el tipo de corte y las propiedades del material que se corta El recorte de vaporización requiere la potencia láser más alta, seguida de corte de fusión, el corte de fusión asistido por andoxígeno requiere lo menos

Fórmula promedio de PowerCalculation:

Potencia promedio = frecuencia de repetición de energía de pulso único

Fórmula de calculación pico:

Potencia máxima = energía de pulso único / ancho de pulso

● Posición de enfoque £:

El planeablo focal de la pieza de trabajo es un desenfoque positivo, y debajo de la pieza de trabajo está negativa el consumo Según la teoría de la óptica geométrica, cuando los planos positivos y negativos de consumo son equidistantes de la superficie de procesamiento, la densidad de potencia en los planos correspondientes es aproximadamente los mismos

● ¤Laser FocalDepth:

La profundidad focal del sistema de enfoque afecta significativamente la calidad del corte por láser Si el focaldepth del haz enfocado es corto, el ángulo de enfoque es grande y el manchado cambia significativamente cerca del foco, la densidad de potencia del láser en la superficie de los materiales variará mucho con diferentes posiciones de enfoque, afectando en gran medida el momento Para el corte con láser, la posición de enfoque debe estar ligeramente debajo de la superficie de la pieza de trabajo para lograr la máxima profundidad de corte y el ancho más pequeño

Dado que las láminas de electrodos de ionbattery de litio tienen una estructura de capa de recolector de corriente de metal medio de recubrimiento de doble cara +, y las propiedades del recubrimiento y el fidelffer de metal en gran medida, sus respuestas a la acción del láser también difieren Cuando el Laseracts en la capa de grafito negativa o la capa de material activo positivo, debido a la alta tasa de absorción del láser y la baja conductividad térmica, el recubrimiento obtiene energía láser relativamente baja para la fusión y la vaporización En contraste, el colector de corriente de metal refleja el láser y tiene una conducción térmica rápida, por lo que la energía del láser requerida para la fusión y la vaporización de la capa metálica es más alta

Figura 3: Composición de cobre y distribución de temperatura en la dirección de un electrodo negativo recubierto de un solo lado bajo láseracción

La Figura 3 muestra la composición delcopper y la distribución de la temperatura en la dirección del espesor del electrodo negativo recubierto de lados asignados bajo la acción del láser Cuando el láser actúa la capa de grafito, el grafito se vaporiza principalmente debido a las propiedades de sus materiales Cuando el láser penetra en la lámina de cobre, la lámina comienza a derretirse, formando la piscina amolten Si los parámetros del proceso son inapropiados, pueden ocurrir problemas: (1) recubrimiento de la pelado en el borde de corte, exponiendo la lámina de metal, como se muestra en la imagen de la Figura 4; (2) Una gran cantidad de escombros de corte alrededor de la Cutedge Estos problemas pueden conducir a problemas reducidos de la calidad de la batería y la calidad de seguridad, como se muestra en la imagen correcta de la Figura 4 Por lo tanto, cuando se usa láser, es necesario optimizar los parámetros del proceso en función de las propiedades del material activo y la lámina de metal para garantizar el corte completo de la lámina de electrodo y la buena calidad de los borde de corte sin dejar los desbris de metal

Figura 4: Problemas de vanguardia: lámina de metal expuesto y escombros de corte

Direcciones de mejora para el corte láser:

1 Corte de eficiencia: el nivel actual de 60-90 m/min continuará mejorando, con un nivel anexpectado de 120-180 m/min en tres años

2 Corting Quality: Actualmente, el corte con láser no se puede usar directamente en áreas catodemateriales ternarias Avances futuros en nuevos tipos de láser y procesos láser que pueden cortar láser de materiales de cátodo ternario Además, los problemas de calidad de corte, como zonas afectadas por calor, rebabas y cuentas fundidas, pueden mejorarse a través de la estabilidad mecánica y las mejoras del proceso láser

3 Estabilidad del equipo: Esto incluye mejorar la estabilidad del equipo en sí mismo al aumentar la disponibilidad operativa y la optimización de la carga y la descarga de tiempo de tiempo mejoran la efectividad general del equipo (OEE) y el tiempo medio entre las fallas (MTBF) También implica mejorar la consistencia de la calidad del producto al mejorar el índice de capacidad de proceso (CPK)

4 Inteligencia: Lograr inteligencia de una sola máquina y luego inteligencia de línea completa Integrando la detección en línea, el control del PLC y el control superior de la computadora de inteligencia forzada Luego, conectándose a sistemas de información de fábrica y optimización de la recopilación de datos de una sola máquina, logrando una línea de línea completa.