कटिंग प्रक्रिया में, रैपिड मोल्ड वियर, लॉन्ग मोल्ड चेंज टाइम्स, खराब लचीलापन और कम उत्पादन दक्षता जैसे मुद्दों से अक्सर अस्थिर प्रक्रियाएं होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप असंगत इलेक्ट्रोड कटिंग गुणवत्ता और कम बैटरी प्रदर्शन होता है। लेजर कटिंग, बिना किसी कंपन विचलन, उच्च परिशुद्धता, अच्छी स्थिरता, और मोल्ड प्रतिस्थापन की कोई आवश्यकता नहीं के अपने फायदों के कारण, धीरे -धीरे लिथियम बैटरी निर्माण में मुख्यधारा बन गई है। यह आमतौर पर टैब काटने, इलेक्ट्रोड शीट स्लिटिंग और विभाजक स्लिटिंग जैसी प्रक्रियाओं में उपयोग किया जाता है।
बैटरी इलेक्ट्रोड की विशेषताएं कटिंगमशीन:
1। अत्यधिक, अपर्याप्त, या असमान कटिंग अंतराल का कारण बन सकता है।
2। सुस्त या क्षतिग्रस्त कटिंग किनारों से बूर का उत्पादन हो सकता है।
3। अनुचित कटिंग की स्थिति, जैसे कि वर्कपीस और पंच या मरने के बीच खराब संपर्क, या ट्रिमिंग और पंचिंग के दौरान अनुचित स्थिति की ऊंचाई, भी बर्स का कारण बन सकती है यदि वर्कपीस की ऊंचाई स्थिति की ऊंचाई से कम है, जिसके परिणामस्वरूप वर्कपीस आकार और कटिंग एज के बीच खराब फिट होता है।
4। ऑपरेशन के दौरान मोल्ड तापमान में वृद्धि से अंतर परिवर्तन हो सकता है, जिससे कट इलेक्ट्रोड शीट पर बूर हो जाता है।
की विशेषताएँबैटरी इलेक्ट्रोडलेजर कटिंग मशीन:
1। संकीर्ण कटिंग अंतराल।
2। काटने के किनारे के पास छोटे गर्मी प्रभावित क्षेत्र।
3। न्यूनतम स्थानीय विरूपण।
4। गैर-संपर्क काटने, स्वच्छ, सुरक्षित और प्रदूषण-मुक्त।
5। स्वचालित उपकरणों के साथ आसान एकीकरण, प्रक्रिया स्वचालन की सुविधा।
6। वर्कपीस को काटने पर कोई प्रतिबंध नहीं; लेजर बीम में प्रोफाइलिंग क्षमताएं होती हैं।
7। कंप्यूटर के साथ एकीकरण, सामग्री की बचत।
पावर बैटरी में मैकेनिकल डाई कटिंग से बर्स द्वारा उत्पन्न महत्वपूर्ण सुरक्षा खतरों को देखते हुए, लेजर कटिंग भविष्य में प्राथमिक विधि होने की उम्मीद है।
चित्रा 1: डाई कटिंग
लेजर कटिंग का सिद्धांत:
एक केंद्रित उच्च-शक्ति घनत्व लेजर बीम बैटरी इलेक्ट्रोड शीट को काटने के लिए विकिरणित करता है, तेजी से इसे एक उच्च तापमान तक गर्म करता है, जिससे यह पिघल जाता है, वाष्पीकरण, वाष्पीकरण, एब्लेट या इग्निशन पॉइंट तक पहुंचता है, छेद बनाता है। जैसे -जैसे बीम चादर के पार जाता है, ये छेद एक निरंतर संकीर्ण कट बनाते हैं, जो इलेक्ट्रोड शीट को काटते हैं।
चित्र 2: लेजर कटिंग सिद्धांत का योजनाबद्ध आरेख
लेजर कटिंग की मुख्य प्रक्रिया पैरामीटर:
①beam मोड:
बीम मोड जितना कम, केंद्रित स्पॉट आकार, उच्च शक्ति घनत्व और ऊर्जा घनत्व, संकरा कटौती, और उच्च कटिंग दक्षता और गुणवत्ता अधिक।
लेजर बीम का ②polarization:
किसी भी प्रकार के इलेक्ट्रोमैग्नेटिक वेव ट्रांसमिशन की तरह, एक लेजर बीम में इलेक्ट्रिक और चुंबकीय वेक्टर घटक होते हैं जो एक दूसरे के लिए लंबवत होते हैं और बीम प्रसार की दिशा में होते हैं। ऑप्टिक्स में, इलेक्ट्रिक वेक्टर को लेजर बीम का ध्रुवीकरण दिशा माना जाता है। जब काटने की दिशा ध्रुवीकरण की दिशा के समानांतर होती है, तो कटिंग फ्रंट लेजर को सबसे कुशलता से अवशोषित करता है, जिसके परिणामस्वरूप एक संकीर्ण कट, कम कट लंबवतता और खुरदरापन, और उच्च काटने की गति होती है।
③laser पावर:
लेजर कटिंग के लिए लेजर बीम को उच्चतम बिजली घनत्व के साथ सबसे छोटे स्पॉट व्यास पर केंद्रित करने की आवश्यकता होती है। काटने के लिए आवश्यक लेजर शक्ति मुख्य रूप से कटिंग प्रकार और सामग्री के गुणों पर निर्भर करती है। वाष्पीकरण काटने के लिए उच्चतम लेजर शक्ति की आवश्यकता होती है, पिघलने से, और ऑक्सीजन-असिस्टेड पिघलने वाले पिघलने के लिए कम से कम की आवश्यकता होती है।
औसत शक्ति गणना सूत्र:
औसत शक्ति=सिंगल पल्स एनर्जी × रिपीटिशन फ़्रीक्वेंसी
पीक पावर गणना सूत्र:
पीक पावर=सिंगल पल्स एनर्जी / पल्स चौड़ाई
④focus स्थिति:
वर्कपीस के ऊपर फोकल प्लेन पॉजिटिव डिफोकस है, और वर्कपीस के नीचे नकारात्मक डिफोकस है। ज्यामितीय प्रकाशिकी सिद्धांत के अनुसार, जब सकारात्मक और नकारात्मक डिफोकस विमान प्रसंस्करण सतह से बराबर होते हैं, तो संबंधित विमानों पर बिजली घनत्व लगभग समान होता है।
⑤Laser फोकल गहराई:
फोकसिंग सिस्टम की फोकल गहराई लेजर कटिंग क्वालिटी को काफी प्रभावित करती है। यदि ध्यान केंद्रित बीम की फोकल गहराई कम है, तो फोकसिंग कोण बड़ा है, और स्पॉट का आकार फोकस के पास काफी बदल जाता है, सामग्री की सतह पर लेजर पावर घनत्व अलग -अलग फोकस पदों के साथ बहुत भिन्न होगा, जो काटने को प्रभावित करता है। लेजर कटिंग के लिए, अधिकतम काटने की गहराई और सबसे छोटी कटिंग चौड़ाई प्राप्त करने के लिए वर्कपीस की सतह के नीचे फोकस स्थिति पर या थोड़ा नीचे होना चाहिए।
चूंकि लिथियम-आयन बैटरी इलेक्ट्रोड शीट में एक डबल-साइड कोटिंग + मिडिल मेटल करंट कलेक्टर लेयर स्ट्रक्चर होता है, और कोटिंग और मेटल पन्नी के गुण बहुत भिन्न होते हैं, लेजर कार्रवाई के लिए उनकी प्रतिक्रियाएं भी भिन्न होती हैं। जब लेजर नकारात्मक ग्रेफाइट परत या सकारात्मक सक्रिय सामग्री परत पर काम करता है, तो उनकी उच्च लेजर अवशोषण दर और कम तापीय चालकता के कारण, कोटिंग को पिघलने और वाष्पीकरण के लिए अपेक्षाकृत कम लेजर ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इसके विपरीत, धातु वर्तमान कलेक्टर लेजर को दर्शाता है और इसमें तेजी से थर्मल चालन होता है, इसलिए धातु की परत के पिघलने और वाष्पीकरण के लिए आवश्यक लेजर ऊर्जा अधिक होती है।
चित्रा 3: लेजर एक्शन के तहत एकल-पक्षीय लेपित नकारात्मक इलेक्ट्रोड की मोटाई दिशा में तांबे की संरचना और तापमान वितरण
चित्रा 3 लेजर कार्रवाई के तहत एकल-पक्षीय लेपित नकारात्मक इलेक्ट्रोड की मोटाई दिशा में तांबे की संरचना और तापमान वितरण को दर्शाता है। जब लेजर ग्रेफाइट परत पर काम करता है, तो ग्रेफाइट मुख्य रूप से अपने भौतिक गुणों के कारण वाष्पशील हो जाता है। जब लेजर तांबे की पन्नी में प्रवेश करता है, तो पन्नी पिघला हुआ पूल बन जाता है। यदि प्रक्रिया पैरामीटर अनुचित हैं, तो समस्याएं हो सकती हैं: (1) कट एज पर कोटिंग छीलना, धातु की पन्नी को उजागर करना, जैसा कि चित्र 4 की बाईं छवि में दिखाया गया है; (२) कट किनारे के चारों ओर मलबे को काटने की एक बड़ी मात्रा। इन मुद्दों से बैटरी प्रदर्शन और सुरक्षा गुणवत्ता की समस्याओं को कम किया जा सकता है, जैसा कि चित्र 4 की सही छवि में दिखाया गया है। इसलिए, जब लेजर कटिंग का उपयोग करते हैं, तो इलेक्ट्रोड शीट और धातु के मलबे को छोड़ने के बिना अच्छी कटौती की गुणवत्ता को सुनिश्चित करने के लिए सक्रिय सामग्री और धातु पन्नी के गुणों के आधार पर प्रक्रिया मापदंडों को अनुकूलित करना आवश्यक है।
चित्रा 4: अत्याधुनिक मुद्दे: उजागर धातु पन्नी और कटिंग मलबे
लेजर कटिंग के लिए सुधार के निर्देश:
1। कटिंग दक्षता: 60-90 m/मिनट का वर्तमान स्तर सुधार करना जारी रखेगा, जिसमें 120-180 m/मिनट तीन साल के भीतर एक अपेक्षित स्तर के साथ।
2। कटिंग गुणवत्ता: वर्तमान में, लेजर कटिंग का उपयोग सीधे टर्नरी कैथोड सामग्री क्षेत्रों पर नहीं किया जा सकता है। नए लेजर प्रकारों और लेजर प्रक्रियाओं में भविष्य की प्रगति टर्नरी कैथोड सामग्री के लेजर कटिंग को सक्षम कर सकती है। इसके अतिरिक्त, गर्मी-प्रभावित क्षेत्रों, बूर और पिघले हुए मोतियों जैसे गुणवत्ता के मुद्दों को काटने से यांत्रिक स्थिरता और लेजर प्रक्रिया संवर्द्धन के माध्यम से सुधार किया जा सकता है।
3। उपकरण स्थिरता: इसमें परिचालन उपलब्धता बढ़ाने और समग्र उपकरण प्रभावशीलता (OEE) और विफलताओं के बीच औसत समय को बढ़ाने के लिए लोडिंग और अनलोडिंग समय को अनुकूलित करके उपकरणों की स्थिरता में सुधार करना शामिल है। इसमें प्रक्रिया क्षमता सूचकांक (CPK) को बढ़ाकर उत्पाद की गुणवत्ता की स्थिरता में सुधार भी शामिल है।
4। इंटेलिजेंस: सिंगल-मशीन इंटेलिजेंस और फिर फुल-लाइन इंटेलिजेंस को प्राप्त करना। एकल-मशीन इंटेलिजेंस के लिए ऑनलाइन डिटेक्शन, पीएलसी कंट्रोल और ऊपरी कंप्यूटर कंट्रोल को एकीकृत करना। फिर, फ़ैक्टरी सूचना प्रणाली से जुड़ने और एकल-मशीन डेटा संग्रह का अनुकूलन करके, पूर्ण-रेखा खुफिया जानकारी प्राप्त करें।
