Perché il taglio laser dell'elettrodo a batteria sta gradualmente diventando mainstream

Nel taglio processo, problemi come usura rapida della muffa, tempi di cambio di muffa lunghi, poveri Flessibilità e bassa efficienza di produzione spesso portano a processi instabili, risultante In una qualità incoerente di taglio degli elettrodi e ridotte prestazioni della batteria. Taglio laser, a causa dei suoi vantaggi di deviazione di nessuna vibrazione, alta precisione, Una buona stabilità, e nessuna necessità di sostituzione dello stampo, è diventata gradualmente Mainstream nella produzione di batterie al litio. È comunemente usato nei processi come taglio delle linguette, fogli di elettrodo e taglio separatore.

Caratteristiche di macchina stampo per elettrodi a batteria macchina :

1. Eccessivo, Le lacune di taglio insufficienti o irregolari possono causare bara.

2. Noioso o danneggiato I bordi di taglio possono produrre bara.

<333. Improprio Condizioni di taglio, come uno scarso contatto tra il pezzo e il pugno o morire, o altezza di posizionamento improprio durante il taglio e la punzonatura, può anche causare bara se l'altezza del pezzo è inferiore all'altezza di posizionamento, risultante in una cattiva vestibilità tra la forma del pezzo e il tagliente.

4. Muffa L'aumento della temperatura durante il funzionamento può causare variazioni di gap, portando a BURRS i fogli di elettrodo tagliato. <88

caratteristiche di elettrodo a batteria macchina da taglio laser:

1. Taglio stretto GAPS.

2. Piccolo Zona colpita dal calore vicino all'avanguardia.

3. Locale minimo Deformazione.

4. Non contatto taglio, pulito, sicuro e privo di inquinamento.

5. Facile Integrazione con attrezzature automatizzate, facilitando l'automazione dei processi.

6. Nessuna restrizione su taglio dei pezzi; Le travi laser hanno funzionalità di profilazione.

7. Integrazione con computer, salvare i materiali.

dato che Significativi pericoli per la sicurezza posti da BURRS dalla fustellatura meccanica in potenza Le batterie, il taglio laser dovrebbero essere il metodo principale in futuro.

Figura 1: taglio del fustellamento

Principio di Tagliare laser:

Un focalizzato Il raggio laser ad alta densità di potenza irradia il foglio dell'elettrodo della batteria da tagliare, riscaldandolo rapidamente ad alta temperatura, facendolo sciogliere, vaporizzare, abias, o raggiungere il punto di accensione, formando buchi. Mentre il raggio si muove attraverso il foglio, Questi fori formano un taglio stretto continuo, completando il taglio del Foglio di elettrodi.

Figura 2: diagramma schematico del principio di taglio laser

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Processo principale Parametri del taglio laser:

â Modalità raggio:

Più basso è il raggio Modalità, minore è la dimensione del punto focalizzato, maggiore è la densità di potenza e densità di energia, più stretto il taglio e maggiore è l'efficienza di taglio e Qualità.

â Â ¡Polarizzazione di Il raggio laser:

come qualsiasi tipo di tipo Trasmissione delle onde elettromagnetiche, un raggio laser ha elettrico e magnetico componenti vettoriali che sono perpendicolari l'uno all'altro e alla direzione di propagazione del raggio. In ottica, il vettore elettrico è considerato la polarizzazione direzione del raggio laser. Quando la direzione di taglio è parallela al Direzione di polarizzazione, la parte anteriore del taglio assorbe il laser in modo più efficiente, con conseguente taglio stretto, perpendicolarità e rugosità e alta Velocità di taglio.

â ¢ Potenza laser:

taglio laser richiede che il raggio laser sia focalizzato sul diametro del punto più piccolo con il La più alta densità di potenza. La potenza laser richiesta per il taglio dipende principalmente da il tipo di taglio e le proprietà del materiale da tagliare. Vaporizzazione Il taglio richiede la massima potenza laser, seguita dallo scioglimento del taglio e Il taglio dello scioglimento assistito da ossigeno richiede il minimo.

Potenza media Formula di calcolo:

Potenza media = Frequenza di ripetizione dell'energia a impulso singolo

Potenza di picco Formula di calcolo:

Potenza di picco = Energia a impulso singolo / larghezza del impulso

£ POSIZIONE FOCUS:

Il piano focale Sopra il pezzo c'è un defocus positivo e sotto il pezzo è negativo defocus. Secondo la teoria dell'ottica geometrica, quando positivo e negativo I piani di defocus sono equidistanti dalla superficie di elaborazione, la densità di potenza Sui piani corrispondenti è approssimativamente lo stesso.

â ito Focal Profondità:

La profondità focale di Il sistema di messa a fuoco influisce significativamente sulla qualità del taglio laser. Se il focale La profondità del raggio focalizzato è breve, l'angolo di messa a fuoco è grande e il punto La dimensione cambia in modo significativo vicino alla messa a fuoco, la densità di potenza laser sul materiale La superficie varierà notevolmente con diverse posizioni di messa a fuoco, influendo notevolmente taglio. Per il taglio laser, la posizione di messa a fuoco dovrebbe essere o leggermente sotto la superficie del pezzo per ottenere la massima profondità di taglio e la più piccola Larghezza di taglio.

Dall'ione di litio Le fogli di elettrodi a batteria hanno un rivestimento a doppia faccia + corrente di metallo Struttura dello strato del collettore e le proprietà del rivestimento e del foglio di metallo Differiscono molto, anche le loro risposte all'azione laser differiscono. Quando il laser agisce sullo strato di grafite negativo o sullo strato di materiale attivo positivo, a causa di il loro alto tasso di assorbimento laser e bassa conducibilità termica, il rivestimento Richiede energia laser relativamente bassa per lo scioglimento e la vaporizzazione. Al contrario, Il collettore di corrente di metallo riflette il laser e ha una rapida conduzione termica, Quindi l'energia laser richiesta per lo scioglimento e la vaporizzazione dello strato metallico è più alto.

Figura 3: composizione del rame e distribuzione della temperatura in Direzione di spessore di un elettrodo negativo rivestito a faccia singola sotto laser Azione

La Figura 3 mostra il Composizione del rame e distribuzione della temperatura nella direzione di spessore di a Elettrodo negativo rivestito a faccia singola in azione laser. Quando il laser agisce Sul livello di grafite, la grafite vaporizza principalmente a causa delle sue proprietà del materiale. Quando il laser penetra nel foglio di rame, il foglio inizia a sciogliersi, formando a Pool fuso. Se i parametri di processo sono inappropriati, possono verificarsi problemi: (1) peeling di rivestimento sul bordo tagliato, esponendo il foglio di metallo, come mostrato nel Immagine sinistra della Figura 4; (2) una grande quantità di detriti di taglio attorno al taglio bordo. Questi problemi possono portare a una riduzione delle prestazioni della batteria e della qualità della sicurezza Problemi, come mostrato nell'immagine giusta della Figura 4. Pertanto, quando si utilizza il laser taglio, è necessario ottimizzare i parametri di processo in base al Proprietà del materiale attivo e del foglio di metallo per garantire il taglio completo di il foglio degli elettrodi e la buona qualità del bordo tagliato senza lasciare detriti in metallo.

Figura 4: problemi all'avanguardia: foglio di metallo a vista e detriti di taglio

Miglioramento Indicazioni per il taglio laser:

1. Taglio Efficienza: l'attuale livello di 60-90 m/min continuerà a migliorare, con un Livello previsto di 120-180 m/min entro tre anni.

2. Taglio Qualità: attualmente, il taglio laser non può essere utilizzato direttamente sul catodo ternario aree materiali. I progressi futuri nei nuovi tipi laser e processi laser potrebbero Abilita il taglio laser dei materiali catodici ternari. Inoltre, taglio Possono essere problemi di qualità come zone colpite dal calore, bara e perle fuse Migliorato attraverso la stabilità meccanica e i miglioramenti del processo laser.

3. Attrezzatura Stabilità: questo include il miglioramento della stabilità dell'attrezzatura stessa Aumentare la disponibilità operativa e ottimizzazione dei tempi di caricamento e scarico Per migliorare l'efficacia generale delle attrezzature (OEE) e il tempo medio tra i guasti (MTBF). Implica anche il miglioramento della coerenza della qualità del prodotto migliorando il Indice di capacità del processo (CPK).

4. Intelligenza: Raggiungere l'intelligenza a macchina singola e quindi l'intelligenza a tutta linea. Integrazione di rilevamento online, controllo PLC e controllo del computer superiore per Intelligenza a macchina singola. Quindi, connettendosi ai sistemi di informazione di fabbrica e ottimizzazione della raccolta di dati a macchina singola, raggiungendo la linea intera intelligenza.