Leikkausprosessissa ongelmat, kuten nopea muotin kuluminen, pitkän muotinmuutosajat, huono joustavuus ja alhainen tuotantotehokkuus johtavat usein epävakaisiin prosesseihin, mikä johtaa epäjohdonmukaiseen elektrodin leikkuulaatuun ja akun suorituskykyyn. Laserleikkaus johtuen siitä, että se ei ole värähtelyn poikkeamaa, suurta tarkkuutta, hyvää stabiilisuutta ja muotin vaihtamista tarvetta, on vähitellen muuttunut litiumparistojen valmistuksessa. Sitä käytetään yleisesti prosesseissa, kuten välilehtien leikkaus, elektrodilevyjen leikkaaminen ja erotinleikkaus.
Akku elektrodin ominaisuudet leikkausKone:
1. Liiallinen, riittämätön tai epätasainen leikkausväli voi aiheuttaa uroja.
2. Tylsät tai vaurioituneet leikkuureunat voivat tuottaa uria.
3. Muoto ja leikkuureuna.
4. Muotin lämpötilan nousu käytön aikana voi aiheuttaa rakojen muutoksia, mikä johtaa leikkauselektrodilevyjen urista.
OminaispiirteetAkku elektrodiLaserleikkauskone:
1. Kapeat leikkauserot.
2. Pieni lämpövaikutteinen vyöhyke lähellä leikkuureunaa.
3. Minimaalinen paikallinen muodonmuutos.
4.
5. Helppo integraatio automatisoituihin laitteisiin helpottaen prosessiautomaatiota.
6. Työkappaleiden leikkaamiseen ei rajoituksia; Lasersäteillä on profilointikyvyt.
7. Integrointi tietokoneisiin, säästää materiaaleja.
Kun otetaan huomioon merkittäviä turvallisuusriskejä, jotka Burrs on aiheuttanut mekaanisen suulakkeiden leikkualeikkauksia, laserleikkauksen odotetaan olevan ensisijainen menetelmä tulevaisuudessa.
Kuva 1: Muotinleikkaus
Laserleikkauksen periaate:
Kohdennettu suuritiheys lasersäte säteilee leikataan akkuelektrodilevyn, lämmittäen sen nopeasti korkeaan lämpötilaan aiheuttaen sen sulamisen, höyrystymisen, tyhjennyksen tai saavuttamisen sytytyspisteeseen muodostaen reikiä. Kun säde liikkuu arkin poikki, nämä reikät muodostavat jatkuvan kapean leikkauksen, joka täyttää elektrodilevyn leikkauksen.
Kuva 2: Kaavio laserleikkausperiaatteesta
Laserleikkauksen pääprosessiparametrit:
①Beam -tila:
Mitä alhaisempi sädetila, sitä pienempi kohdennettu pistekoko, sitä korkeampi tehotiheys ja energiatiheys, sitä kapeampi leikkaus ja sitä korkeampi leikkaustehokkuus ja laatu.
Lasersäteen polarisaatio:
Kuten minkä tahansa tyyppinen sähkömagneettinen aallonsiirto, myös lasersäteessä on sähköisiä ja magneettisia vektorikomponentteja, jotka ovat kohtisuorassa toisiinsa nähden ja säteen etenemiseen. Optiikassa sähkövektoria pidetään lasersäteen polarisaatiosuunnassa. Kun leikkaussuunta on yhdensuuntainen polarisaatiosuunnan kanssa, leikkuu etu absorboi laserin tehokkaimmin, mikä johtaa kapeaan leikkaukseen, alhaiseen leikkaukseen kohtisuorisuuteen ja karheuteen ja suureen leikkausnopeuteen.
③Laser Power:
Laserleikkaus vaatii lasersäteen keskittymistä pienimpaan pisteen halkaisijaan, jolla on suurin tehotiheys. Leikkaamiseen tarvittava laservoima riippuu pääasiassa leikkaustyypistä ja leikkauksen materiaalin ominaisuuksista. Höyrystysleikkaus vaatii korkeimman laservoiman sulattamalla leikkaamalla ja happea avusteinen sulamisleikkaus vaatii vähiten.
Keskimääräinen tehonlaskentakaava:
Keskimääräinen teho=yksi pulssienergia × toistotaajuus
Peakin tehonlaskentakaava:
Peak Power=yksi pulssienergia / pulssin leveys
④Focus -sijainti:
Työkappaleen yläpuolella oleva keskitaso on positiivinen defocus, ja työkappaleen alapuolella on negatiivinen defocus. Geometrisen optiikan teorian mukaan, kun positiiviset ja negatiiviset defocus -tasot ovat tasa -arvoisia prosessointipinnalta, vastaavien tasojen tehotiheys on suunnilleen sama.
⑤Laser Focal Syvyys:
Keskittymisjärjestelmän fokussyvyys vaikuttaa merkittävästi laserleikkauksen laatuun. Jos keskittyneen säteen fokussyvyys on lyhyt, tarkennuskulma on suuri ja spot -koko muuttuu huomattavasti tarkennuksen lähellä, materiaalin pinnan laservoimatiheys vaihtelee suuresti erilaisten tarkennusasentojen kanssa, mikä vaikuttaa suuresti leikkaukseen. Laserleikkausta varten tarkennusasennon tulisi olla työkappaleen pinnan alapuolella tai hiukan sen alapuolella saavuttaakseen maksimaalisen leikkuusyvyyden ja pienimman leveyden leveyden.
Koska litium-ioni-akkuelektrodilevyillä on kaksipuolinen päällyste + keskimääräinen metallivirran keräilijäkerrosrakenne ja pinnoitteen ja metallikalvon ominaisuudet eroavat suuresti, niiden vasteet laservaikutukseen eroavat myös. Kun laser vaikuttaa negatiiviseen grafiittikerrokseen tai positiiviseen aktiiviseen materiaalikerrokseen johtuen niiden korkeasta laserin imeytymisnopeudesta ja alhaisesta lämmönjohtavuudesta, pinnoite vaatii suhteellisen alhaisen laserenergian sulamiseen ja höyrystymiseen. Sitä vastoin metallivirran keräilijä heijastaa laseria ja sillä on nopea lämmönjohtavuus, joten metallikerroksen sulamiseen ja höyrystymiseen tarvittava laserenergia on suurempi.
Kuva 3: Kuparikoostumus ja lämpötilan jakautuminen yksipuolisen päällystetyn negatiivisen elektrodin paksuussuunnassa laservaikutuksessa
Kuvio 3 esittää kuparikoostumusta ja lämpötilan jakautumista yksipuolisen päällystetyn negatiivisen elektrodin paksuussuunnassa laservaikutuksessa. Kun laser toimii grafiittikerrokseen, grafiitti höyrystyy pääasiassa materiaalin ominaisuuksiensa vuoksi. Kun laser tunkeutuu kuparikalvoon, folio alkaa sulaa muodostaen sulan uima -altaan. Jos prosessiparametrit eivät ole sopimattomia, voi esiintyä ongelmia: (1) Pinnoituskuorma leikkaus reunassa, paljastaen metallikalvon, kuten kuvan 4 vasemmassa kuvassa on esitetty; (2) suuri määrä leikkausjätteitä leikkausreunan ympärillä. Nämä ongelmat voivat johtaa akun suorituskyvyn ja turvallisuuden laatuongelmiin, kuten kuvan 4 oikeassa kuvassa esitetään. Siksi laserleikkausta käytettäessä on tarpeen optimoida prosessiparametrit aktiivisen materiaalin ja metallikalvon ominaisuuksien perusteella Varmista elektrodilevyn täydellinen leikkaus ja hyvä leikatun reunan laatu jättämättä metalliroskia.
Kuva 4: Huippuluokan ongelmat: Paljaat metallikalvot ja leikkausjätteet
Laserleikkauksen parannusohjeet:
1. Leikkaustehokkuus: 60-90 m/min nykyinen taso paranee edelleen, kun odotetaan 120-180 m/min kolmen vuoden kuluessa.
2. Laadun leikkaus: Tällä hetkellä laserleikkausta ei voida käyttää suoraan kolmikatodimateriaalialueilla. Tulevat edistykset uusissa lasertyypeissä ja laserprosesseissa voivat mahdollistaa kolmen katodimateriaalien laserleikkauksen. Lisäksi laatuongelmien, kuten lämpövaikutteisten vyöhykkeiden, haarojen ja sulan helmien, leikkaamista voidaan parantaa mekaanisella stabiilisuudella ja laserprosessien parannuksilla.
3. Laitteiden vakaus: Tähän sisältyy itse laitteiden vakauden parantaminen lisäämällä toiminnan saatavuutta ja optimoimalla lastaus- ja purkuaikoja laitteiden kokonaistehokkuuden (OEE) ja vikojen välisen keskiajan (MTBF) välillä. Siihen sisältyy myös tuotteiden laadun konsistenssin parantaminen parantamalla prosessikykyindeksiä (CPK).
4. Älykkyys: Yhden koneen älykkyyden saavuttaminen ja sitten täysimittainen älykkyys. Yhden koneen älykkyyden integrointi online-havaitsemisen, PLC-ohjauksen ja ylemmän tietokoneen hallinnan. Sitten yhdistämällä tehdastietojärjestelmiin ja optimoimalla yhden koneen tiedonkeruu saavuttaen täyslinjan älykkyyden.
