设为首页  加入收藏   
光纤
通信
元件器件 光纤光缆
系统设备 子 系 统
测试测量 运营服务
激光
红外
激光组件与材料
激光器 激光系统
红外器件与系统
精密
光学
光学材料 光学元件
测试测量 光学制造
光学软件 真空气体
LED 外延芯片 材料配件 封装器件
驱动电源 设备仪器 LED显示屏
LED/OLED照明 LED背光投影
CIOE
平台
网上光博会 高峰论坛
《光博快讯》 CIOE动态
首页      新闻      产品      访谈      视点      展会      市场分析      技术方案      下载      招聘      论坛      视频      杂志
Hot keyword:LED显示屏 光模块 FTTH 光纤激光器 LED散热 OLED 微投影 LED照明 
您当前位置:中国光电网 >> 资讯 >> 技术方案 >> 浏览新闻

 

超快光纤激光器切割锂离子电池极片工艺研究

2015/12/11 11:50:10来源:激光制造网 【字体:

导 读:锂电池分为液态锂离子电池(LIB)和聚合锂离子电池(PLB)二类。从结构上讲,锂离子电池由锂离子电芯、电解液、保护电路(PCM)及外壳部分组成。电芯则由正极、负极以及隔膜组成。正极的组成部分为正极材料(如磷酸铁锂)+导电剂+粘合剂(PVDF)+集流体(铝箔),负极的组成部分为石墨+导电剂+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+集流体(铜箔)。正极和负极在业界内一般称为电池极片,为了提高电池极片表面材料的密度及厚度的一致性,正负极片在涂布工序之后须进行轧制工艺而成。
关 键 词:光纤激光器切割 锂离子电池

  锂电池分为液态锂离子电池(LIB)和聚合锂离子电池(PLB)二类。从结构上讲,锂离子电池由锂离子电芯、电解液、保护电路(PCM)及外壳部分组成。电芯则由正极、负极以及隔膜组成。正极的组成部分为正极材料(如磷酸铁锂)+导电剂+粘合剂(PVDF)+集流体(铝箔),负极的组成部分为石墨+导电剂+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+集流体(铜箔)。正极和负极在业界内一般称为电池极片,为了提高电池极片表面材料的密度及厚度的一致性,正负极片在涂布工序之后须进行轧制工艺而成。

  目前工业市场广泛采用的锂离子电池极片的正极为铝箔,负极为铜箔。正极的铝箔厚度大多在20μm左右,负极的铜箔厚度在12μm左右,铝箔和铜箔两面各有100μm左右的涂覆层。锂离子电池极片的传统加工方式是使用模切机、分条机等常规加工设备,这种传统的加工方式在加工过程中对设备会有磨损,需要定期更换刀模,加工成本较高,同时,电池极片会出现卷边、切割面不平滑,有毛刺等产品缺陷。现在市场上出现了纳秒光纤激光器的极片切割机,解决了上述产品质量问题,由于激光加工是非接触加工,大大降低的设备耗材的成本,提高了加工效率。正在逐步被电池生产厂商认同。但由于极片是复合材料制成,通常我们称其为“三文治”材料,纳秒激光切割属热加工,用纳秒极片激光切割机切割的极片会出现涂覆层收缩的现象,切割部分中间的电极层会有裸露现象。随着动力电池容量越来越大,对电池极片要求也越来越高,这样的产品缺陷会给产品带来安全隐患,应客户要求,我们做了如下比对试验:

  加工工艺要求:

  1、按照客户要求的图形进行完整切割。

  2、要求切割边缘无毛刺、掉粉等问题(毛刺与粉尘容易刺穿隔膜,或者在充、放电时击穿隔膜,造成电池内部短路、发热产生高温甚至爆炸等问题)。

  3、切割边缘没有漏出电池极片的夹层金属,漏出金属会对电池造成短路。

  4、要求提供一个最大的切割效率,客户需要估算产能(150mm/s)。

  测试平台工艺输入条件

  1、激光器:PSHE300-015A激光器

  20W纳秒激光器

  2、加工速度:150mm/s

  纳秒光纤激光器与皮秒光纤激光器的加工对比试验

  1.1纳秒切割极片样件

  1.2皮秒切割极片样件

  在相同的加工参数下纳秒激光器与皮秒激光器加工同样的极片,从以上的对比图片中,我们可以明显的看出,纳秒激光器加工的边缘掉粉且漏出夹层金属容易造成电池短路,且切割边缘焦黑严重,极片断面会产生一定的毛刺以及飞溅现象。而皮秒激光器加工的极片没有掉粉没有漏出夹层的金属,且边缘干净、平滑无毛刺,这是皮秒激光器与纳秒激光器在加工极片这种材料上的不同,也是皮秒激光器能解决而纳秒激光器无法解决的一个加工案例。通过以上工艺试验对比可得出对于电池极片类似软体材料纳秒光纤激光器的加工热影响更大,激光光束在加工过程中容易对加工区域以及临近区域造成较大的破坏,而皮秒光纤激光器在加工过程中对临近区域造成的破坏较小;皮秒光纤激光器在锂离子电池极片加工中取代传统加工方式和纳秒激光器加工具备一定的可行性。且通过实际工业用户产线的客户反馈来看,此工艺研究的效果及效率都是值得肯定和推广的。同时,由于百皮秒光纤激光器成本相对较低,售价也低,替代纳秒光纤激光器不会大幅度增加设备成本。彻底解决了极片切割质量问题,比较容易被最终客户接受。因此,此实验结果具有工业实用性。


相关阅读:


 
网友评论:

 
      光通信
·光模块
·光子集成
·光纤光缆
·FTTH
·40G
·100G
·OTN
·PTN
·DWDM
·智能光网络
·ROADM
·通信IC
      LED
·LED外延片
·LED芯片
·LED封装器件
·LED驱动器/电源
·MOCVD
·LED显示屏
·LED照明
·LED背光
·LED投影
·OLED技术
·LED灯具
·LED测试
      精密光学
·光学材料
·光学元件
·光学仪器设备
·光学制造
·光学软件
·真空镀膜
·传感器
·生物光子
·机器视觉
      激光红外
·激光组件与材料
·激光器
·激光系统
·红外器件与系统
·半导体激光 器
·光纤激光器
·固体激光器
·激光打标机
·激光切割机
·激光焊接机
·红外热像仪
·红外摄像机
      内容
·新闻
·新品
·技术方案
·市场分析
·编辑视点
·访谈
·展览新闻
·下载
·视频
·杂志
·论坛
      CIOE平台
·网上光博会
·高峰论坛
·《光博快讯》
·CIOE动态
 
关于我们 - 许可协议 - 联系我们 - 帮助信息 - 新手导航 - 会员服务 - 征稿
版权所有 2010-2015 咨询热线:0755-86290859 邮箱:it@cioe.cn 中国国际光电博览会旗下网站
粤ICP备08006637号