鋰電池生產加工的激光切割技術優勢
來源：存能電氣 日期：2019-06-17 10:19 瀏覽量：次
鋰電池生產加工的激光切割技術優勢。我們都知道，鋰電池作為新能源汽車的動力引擎，決定著新能源汽車的續航能力和馳騁里程，其工藝優劣直接影響著新能源汽車市場表現。為此，企業也在嘗試使用更加先進的加工工藝，如激光切割技術，用于改善鋰電池性能。
激光切割技術具有加工可控、高效率、高質量的特點，在工業加工上有著非常廣闊的應用，如汽車工業、紡織機械、鈑金加工等。激光切割可分為激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧氣切割和激光劃片與控制斷裂四類。由于我國的激光技術起步較晚，切割核心技術依賴于進口，這導致了國內在高端激光切割上的緩慢發展。
激光切割機
激光切割機是體現激光切割技術最直接的設備，它是將從激光器發射出的激光，經光路系統，聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面，使工件達到熔點或沸點，同時與光束同軸的高壓氣體將熔化或氣化金屬吹走。隨著光束與工件相對位置的移動，最終使材料形成切縫，從而達到切割的目的。
激光切割機作為一種新興的板材加工設備，經過不斷的技術更新和工藝發展，激光切割工藝及激光切割機設備，正被廣大板材加工企業所熟悉和接受，并以其加工效率高、加工精度高、切割斷面質量好、可進行三維切割加工等諸多優勢逐步取代等離子切割、水切割、火焰切割、數控沖床等傳統板材加工手段。根據激光發生器的不同，目前市面上激光切割機大致可分為三種：CO2激光切割機、固體(YAG)激光切割機、光纖激光切割機。
激光切割機的特點
YAG固體激光切割機
YAG固體激光切割機具有價格低、穩定性好的特點，但能量效率低一般<3%，目前產品的輸出功率大多在800W以下，由于輸出能量小，主要用于打孔及薄板的切割。它的綠色激光束可在脈沖或連續波的情況下應用，具有波長短、聚光性好適于精密加工特別是在脈沖下進行孔加工最為有效，也可用于切削、焊接和光刻等。YAG固體激光切割機激光器的波長不易被非金屬吸收，故不能切割非金屬材料，且YAG固體激光切割機需要解決的是提高鋰電池的穩定性和壽命，即要研制大容量、長壽命的光泵激勵光源，如采用半導體光泵可使能量效率大幅度地增長。
主要優點：能切割其他激光切割機都無法切割的鋁板，銅板以及大多數有色金屬材料，機器采購價格便宜，使用成本低，維護簡單，大部分關鍵技術已被國內企業所掌握，配件價格及維護成本低，且機器操作維護簡單，對工人人員素質要求不高。
光纖激光切割機
光纖激光切割機由于它可以通過光纖傳輸，柔性化程度空前提高，故障點少，維護方便，速度快，所以在切割4mm以內薄板時光纖切割機有著很大的優勢，但是受固體激光波長的影響它在切割厚板時質量較差。光纖激光切割機的波長為1.06um，不易被非金屬吸收，故不能切割非金屬材料。光纖激光的光電轉化率高達25%以上，在電費消耗、配套冷卻系統等方面光纖激光的優勢相當明顯。根據國際安全標準，激光危害等級分4級，光纖激光由于波長短對人體由于是眼睛的傷害大，屬于危害最大的一級，出于安全考慮，光纖激光加工需要全封閉的環境。
主要優點：光電轉換率高，電力消耗少，能切割12MM以內的不銹鋼板，碳鋼板，是這三種機器中切割薄板速度最快的激光切割機，割縫細小，光斑質量好，可用于精細切割。
CO2激光切割機
CO2激光切割機，可以穩定切割20mm以內的碳鋼，10mm以內的不銹鋼，8mm以下的鋁合金。CO2激光器的波長為10.6um，比較容易被非金屬吸收，可以高質量地切割木材、亞克力、PP、有機玻璃等非金屬材料，但是CO2激光的光電轉化率只有10%左右。CO2激光切割機在光束出口處裝有噴吹氧氣、壓縮空氣或惰性氣體N2的噴嘴，用以提高切割速度和切口的平整光潔。為了提高電源的穩定性和壽命，對于CO2氣體激光要解決大功率激光器的放電穩定性。根據國際安全標準，激光危害等級分4級，CO2激光屬于危害最小的一級。
主要優點：功率大，一般功率都在2000-4000W之間，能切割25毫米以內的全尺寸不銹鋼，碳鋼等常規材料，以及4mm以內鋁板和60MM以內的亞克力板，木質材料板，PVC板，且在切割薄板時速度很快。另外，由于CO2激光器輸出的是連續激光，其在切割時，是這三種激光切割機中切割斷面效果最光滑最好的。
鋰電池生產加工的激光切割技術優勢
鋰電加工過程對精確性、可控性和加工機器的質量要求較高。而模切刀在使用過程中，會不可避免地出現磨損，進而掉落粉塵、產生毛刺，可能引起電池過熱、短路、爆炸等危險問題。為了避免危險，使用激光進行加工更適合。相比傳統機械加工，激光優勢在于加工擁有無工具磨損、切割形狀靈活、邊緣質量控制、精確性更高和運營成本較低等。
在激光技術出現前，電池產業使用傳統機械進行加工。與傳統的機械加工相比，激光加工擁有無工具磨損、切割形狀靈活、邊緣質量控制、精確性更高和運營成本較低等優勢，有利于降低制造成本、提高生產效率、大幅縮短新產品模切周期。作為一個新興行業，激光切割在鋰離子電池生產過程中有許多特殊性，其中很多應用目前仍然面臨各種各樣待解決和完善問題，如激光工藝的改進，切割效率的提高，切割效果的穩定性等等。
近幾年，隨著國家的重視以及企業對核心技術的投入等，國內在尖端激光切割技術上也取得了一些成績，如激光切割頭技術，這些進步離不開企業自身的努力。相信在不久的將來，該類設備將全面取代傳統機械模具制片設備，為鋰電池的安全性和低成本帶來革命性的進步。
