應用 | 激光加工在鋰電池生產(chǎn)中的應用
與傳統(tǒng)的機械加工相比，激光加工擁有無工具磨損、切割形狀靈活、邊緣質(zhì)量控制、精確性更高和運營成本較低等優(yōu)勢。
而鋰電池因為其優(yōu)異的性能，被廣泛應用于電子品消費、機動車和能源市場，它的生產(chǎn)技術革新顯得尤為重要。
鋰電池的生產(chǎn)步驟是典型的“roll-to-roll”過程，需經(jīng)歷兩道加工步驟——薄膜到單個電池、以及單個電池組裝成電池系統(tǒng)。典型的鋰電池有三層薄膜——陽極膜、隔離膜和陰極膜，如下圖所示。
電極鍍層厚度通常為100 μm，而隔離膜為50 μm。陽極膜是鍍石墨的銅膜，陰極膜是鍍鋰金屬氧化物的鋁膜，隔離膜則由聚丙烯和聚乙烯構成。鋰電池生產(chǎn)過程：
由于對精確性、可控性和加工機器的質(zhì)量要求較高，金屬箔分切（foil slitting），金屬箔切割（foil cutting），標簽清洗（tab cleaning）和隔離膜切割（separator foil cutting）等環(huán)節(jié)更適合使用激光進行加工。與傳統(tǒng)的機械加工相比，激光加工擁有無工具磨損、切割形狀靈活、邊緣質(zhì)量控制、精確性更高和運營成本較低等優(yōu)勢。
金屬箔分切（foil slitting）
金屬箔分切環(huán)節(jié)是指根據(jù)電池的設計，將一卷金屬箔沿長邊切成細長條。適用于該環(huán)節(jié)的是紅外脈沖激光，可以高速高質(zhì)量地分切電極鍍層。如果對分切寬度和質(zhì)量有更精密的要求，也可以考慮脈沖綠光和紫外光。
金屬箔切割（foil cutting）
金屬箔切割環(huán)節(jié)是指參照電池的設計，將細長條狀的陽極膜和陰極膜切割成需要的形狀。根據(jù)電池設計不同以及金屬箔卷是否完整鍍膜，可以選擇或調(diào)整光束使之切割鍍層或僅切割金屬箔。該環(huán)節(jié)適用的激光器與鋁箔分切環(huán)節(jié)相同。
標簽清洗（tab cleaning）
特定情況下，需要移除石墨和鋰金屬氧化物以顯露出裸銅或鋁箔標簽。該步驟的關鍵在于移除鍍膜材料的同時不損害其下方的金屬箔。脈沖紅外激光最適合該環(huán)節(jié)。
隔離膜切割（separator foil cutting）
與鋁箔切割類似，覆蓋膜也要參照電池設計切割成需要的形狀。因為隔離膜由有機化合物構成，脈沖紫外激光是最合適的選擇。
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