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

En el corte proceso, problemas como el desgaste rápido de moho, tiempos de cambio de moho largos, pobres La flexibilidad y la baja eficiencia de producción a menudo conducen a procesos inestables, resultando en una calidad de corte de electrodo inconsistente y un rendimiento reducido de la batería. Corte láser, debido a sus ventajas de no desviación de vibración, alta precisión, La buena estabilidad, y la necesidad de reemplazo de moho, se ha convertido gradualmente Mainstream en fabricación de baterías de litio. Se usa comúnmente en procesos tales como corte de pestañas, fragmentación de la lámina de electrodo y división del separador.

Características de Battery Electrodo Die Corte máquina :

1. Excesivo, Los huecos de corte insuficientes o desiguales pueden causar rebabas.

2. Aburrido o dañado Los bordes de corte pueden producir rebabas.

<333. Impropiado condiciones de corte, como el mal contacto entre la pieza de trabajo y el golpe o morir, o altura de posicionamiento inadecuado durante el recorte y los golpes, también puede causar rebabas si la altura de la pieza de trabajo es menor que la altura de posicionamiento, dando como resultado un ajuste deficiente entre la forma de la pieza de trabajo y el borde de corte.

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

<32 <33 <34 Características de la máquina de corte con láser <35 Battery <36: <37 <38 <39 <40 1. Corte estrecho brechas. <41 <42 <43 <44 2. Pequeño Zona afectada por el calor cerca del filo. <45 <46 <47 <48 3. Local mínimo deformación. <49 <50 <51 <52 4. No contactar corte, limpio, seguro y sin contaminación. <53 <54 <55 <56 5. Fácil Integración con equipos automatizados, facilitando la automatización de procesos. <57 <58 <59 <60 6. Sin restricciones sobre cortar piezas de trabajo; Las vigas láser tienen capacidades de perfil. <61 <62 <63 <64 7. Integración con computadoras, materiales de ahorro. <65 <66 <67 <68 <69 <70 <71Dado que Peligros de seguridad significativos planteados por las rebabas del corte mecánico de troqueles en potencia baterías, se espera que el corte con láser sea el método principal en el futuro. <72 <73 <74 <75 <76 <77 <78 Figura 1: Corte de dado <79 <80 <81 <82 <83 <84 <85 Principio de Corte láser: <86 <87 <88 <89 un enfocado La viga láser de alta potencia irradia la lámina de electrodo de la batería que se cortará, calentándolo rápidamente a alta temperatura, haciendo que se derrita, vaporice, ablata, o alcanzar el punto de encendido, formando agujeros. A medida que el haz se mueve por la hoja, Estos agujeros forman un corte estrecho continuo, completando el corte del Hoja de electrodo. <90 <91 <92 <93 <94 <95 <96 Figura 2: Diagrama esquemático del principio de corte láser <97 <98 <99 <100 <101 <102 <103 Proceso principal Parámetros de corte láser: <104 <105 <106 <107 Modo de haz: <108 <109 <110 <111 Cuanto más bajo es el haz modo, cuanto más pequeño sea el tamaño de punto enfocado, mayor será la densidad de potencia y densidad de energía, cuanto más estrecho es el corte y cuanto mayor sea la eficiencia de corte y Calidad. <112 <113 <114 <115 <116 <117<118 â ¡polarización de El rayo láser: <119 <120 <121 <122 Como cualquier tipo de transmisión de onda electromagnética, un haz láser tiene electricidad y magnética componentes vectoriales que son perpendiculares entre sí y a la dirección de propagación del haz. En óptica, el vector eléctrico se considera la polarización Dirección del haz láser. Cuando la dirección de corte es paralela a la Dirección de polarización, el frente de corte absorbe el láser de manera más eficiente, dando como resultado un corte estrecho, perpendicularidad y rugosidad de corte bajo, y alto velocidad de corte. <123 <124 <125 <126 <127 <128 <129 â ¢ Potencia láser:

<133 Corte láser requiere que el haz láser se centre en el diámetro de mancha más pequeño con el La mayor densidad de potencia. La potencia del láser requerida para cortar principalmente El tipo de corte y las propiedades del material que se corta. Vaporización El corte requiere la potencia láser más alta, seguida de corte de fusión y El corte de fusión asistido por oxígeno requiere lo menos.

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<140 potencia promedio Fórmula de cálculo:

<143 Potencia promedio = Frecuencia de repetición de energía de pulso único

<147

<149 <150 <151 Potencia máxima Fórmula de cálculo:

<153 <154 <155 Peak Power = Energía de pulso único / ancho de pulso <156 <157 <158 <159 <160 <161 <162 â £ Posición de enfoque: <163 <164 <165 <166 El plano focal por encima de la pieza de trabajo está positivo desenfoque, y debajo de la pieza de trabajo es negativa desenfoque. Según la teoría de la óptica geométrica, cuando lo positivo y lo negativo Los planos de desenfoque son equidistantes de la superficie de procesamiento, la densidad de potencia en los planos correspondientes es aproximadamente el mismo. <167 <168 <169

â ¤Laser Focal Profundidad:

La profundidad focal de El sistema de enfoque afecta significativamente la calidad de corte por láser. Si el focal La profundidad del haz enfocado es corta, el ángulo de enfoque es grande y la mancha El tamaño cambia significativamente cerca del foco, la densidad de potencia del láser en el material La superficie variará mucho con diferentes posiciones de enfoque, afectando en gran medida el corte. Para el corte láser, la posición de enfoque debe estar en o ligeramente por debajo la superficie de la pieza de trabajo para lograr la máxima profundidad de corte y la más pequeña ancho de corte. <178

<181

<183 <184Desde el iones de litio Las hojas de electrodo de la batería tienen un recubrimiento de doble cara + corriente de metal medio Estructura de la capa de colección y las propiedades del recubrimiento y la lámina de metal difieren mucho, sus respuestas a la acción del láser también difieren. Cuando el láser actúa sobre la capa de grafito negativa o la capa de material activo positivo, debido a su alta tasa de absorción de láser y baja conductividad térmica, el recubrimiento Requiere 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 tanto, la energía láser requerida para la fusión y la vaporización de la capa de metal es más alto. <185

<187 <188 <189 <190 <191 Figura 3: composición de cobre y distribución de temperatura en el Dirección de grosor de un electrodo negativo recubierto de un solo lado bajo láser Acción <192 <193 <194 <195 <196 <198La Figura 3 muestra el composición de cobre y distribución de temperatura en la dirección de espesor de un electrodo negativo recubierto de un solo lado bajo acción láser. Cuando actúa el láser En la capa de grafito, el grafito se vaporiza principalmente debido a las propiedades de sus materiales. Cuando el láser penetra la lámina de cobre, la lámina comienza a derretirse, formando un Piscina fundida. Si los parámetros del proceso son inapropiados, pueden ocurrir problemas: (1) recubrimiento de pelado en el borde de corte, exponiendo la lámina de metal, como se muestra en el Imagen izquierda de la Figura 4; (2) Una gran cantidad de escombros de corte alrededor del corte borde. Estos problemas pueden conducir a un rendimiento reducido de la batería y una calidad de seguridad problemas, como se muestra en la imagen correcta de la Figura 4. Por lo tanto, cuando se usa láser corte, es necesario optimizar los parámetros del proceso en función de propiedades del material activo y la lámina de metal para garantizar el corte completo de la lámina de electrodo y la buena calidad de borde de corte sin dejar los restos de metal. <2 200 <201 <202 <203 <204 <205 Figura 4: Problemas de vanguardia: lámina de metal expuesto y escombros de corte <206 <207 <208 <209 <210 <211 <212Mejora Instrucciones para el corte láser:

<214 <215 <216 1. Corte Eficiencia: el nivel actual de 60-90 m/min continuará mejorando, con un nivel esperado de 120-180 m/min en tres años.

2. Corte Calidad: Actualmente, el corte láser no se puede usar directamente en el cátodo ternario áreas materiales. Los avances futuros en nuevos tipos de láser y los procesos láser pueden Habilitar el corte láser de materiales de cátodo ternario. Además, corte Los problemas de calidad como las zonas afectadas por el calor, las rebabas y las cuentas fundidas pueden ser mejoró a través de la estabilidad mecánica y las mejoras del proceso láser.

3. Equipo Estabilidad: Esto incluye mejorar la estabilidad del equipo en sí por aumentar la disponibilidad operativa y optimizar los tiempos de carga y descarga Para mejorar la efectividad general del equipo (OEE) y el tiempo medio entre las fallas (MTBF). También implica mejorar la consistencia de la calidad del producto mejorando el Índice de capacidad de proceso (CPK).

4. Inteligencia: Lograr la inteligencia de una sola máquina y luego la inteligencia de línea completa. Integrar la detección en línea, el control del PLC y el control superior de la computadora para Inteligencia de una sola máquina. Luego, conectándose a los sistemas de información de fábrica y optimizar la recopilación de datos de una sola máquina, alcanzar la línea completa inteligencia.