激光切割示意图
一、激光模切切割原理
其基本原理是利用高功率密度激光束照射被切割的电池极片,使极片很快被加热至很高的温度,迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点而形成孔洞,随着光束在极片上的移动,孔洞连续形成宽度很窄的切缝,完成对极片的切割。

激光极耳成型一般采用卷对卷连续切割,其主要工艺流程为:放卷→张力控制→纠偏控制→激光切割→二次除尘→质量检测→收卷。
二、激光模切特点
切割效率高:激光切割效率高出传统五金工艺的1-3倍,还在开发4-6倍的切割技术;切割效果好:热影响区小、毛刺小、断面平整一致性较好;使用寿命长:激光器使用寿命高达10万小时(约10年);适用范围广:可兼容卷绕和叠片工艺极片的极耳成型,且切割图形灵活多变;换型更方便:调用参数可实现一键换型;维护成本低:产品或者工艺换型只需要设置参数,节省了更换模具的成本。三、对电池的影响
极片裁切过程中,极片裁切边缘的质量对电池性能和品质具有重要的影响,具体包括:
毛刺和杂质,会造成电池内短路,引起自放电甚至热失控;尺寸精度差,无法保证负极完全包裹正极,或者隔膜完全隔离正负极极片,引起电池安全问题;材料热损伤、涂层脱落等,造成材料失去活性,无法发挥作用;切边不平整度,引起极片充放电过程的不均匀性。因此,极片裁切工艺需要避免这些问题出现,提高工艺品质。四、过程关键控制点
其中影响极耳成型质量和效率的主要因素有:放卷速度、张力和纠偏控制精度、切割工位设计、切割控制系统及切割工艺参数。
激光模切关键输入参数KPIV:
激光功率脉冲频率切割速度激光模切关键输出参数KPOV
极耳尺寸,间距膜宽,极片长度毛刺外观五、常见问题
工艺参数不合适时,可能出现问题:(1)切边涂层脱落,露出金属箔材
(2)切边周围出现大量切屑异物。这些都会导致电池出现性能下降、安全性品质问题,
切边问题:露金属箔和切屑异物
六、发展趋势
随着客户对锂电池质量和制造效率要求的不断提高,以及自动化、智能化制造技术的不断进步,锂电池制造装备越来越呈现出工艺集成化的发展趋势,之前由几台不同功能设备完成的工艺被整合到一台设备来完成。激光极耳成型机可以与分条、卷绕及叠片整合到一起分别形成切分一体机、切卷一体机、切叠一体机。并且极耳成型机也由单工位、双工位向更多工位发展。
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