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锂离子电池生产加工的激光切割技术优势是什么?
锂离子电池生产加工的激光切割技术优势是什么?
  • 发布时间:2021-02-05 17:18

锂离子电池生产加工的激光切割技术优势是什么?

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我们都了解,锂离子电池作为新能源汽车的动力引擎,决定着新能源汽车的续航能力和驰骋里程,其工艺优劣直接影响着新能源汽车市场表现。为此,公司也在尝试使用更加先进的加工工艺,如激光切割技术,用于改善锂离子电池性能。


激光切割技术具有加工可控、高效率、高质量的特点,在工业加工上有着非常广阔的应用,如汽车工业、纺织机械、钣金加工等。激光切割可分为激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧气切割和激光划片与控制断裂四类。由于我国的激光技术起步较晚,切割核心技术依赖于进口,这导致了国内在高端激光切割上的缓慢发展。


激光切割机


激光切割机是体现激光切割技术最直接的设备,它是将从激光器发射出的激光,经光路系统,聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面,使工件达到熔点或沸点,同时与光束同轴的高压气体将熔化或气化金属吹走。随着光束与工件相对位置的移动,最终使材料形成切缝,从而达到切割的目的。


激光切割机作为一种新兴的板材加工设备,经过不断的技术更新和工艺发展,激光切割工艺及激光切割机设备,正被广大板材加工公司所熟悉和接受,并以其加工效率高、加工精度高、切割断面质量好、可进行三维切割加工等诸多优势逐步取代等离子切割、水切割、火焰切割、数控冲床等传统板材加工手段。根据激光发生器的不同,目前市面上激光切割机大致可分为三种:CO2激光切割机、固体(YAG)激光切割机、光纤激光切割机。


激光切割机的特点


YAG固体激光切割机


YAG固体激光切割机具有价格低、稳定性好的特点,但能量效率低一般<3%,目前产品的输出功率大多在800W以下,由于输出能量小,重要用于打孔及薄板的切割。它的绿色激光束可在脉冲或持续波的情况下应用,具有波长短、聚光性好适于精密加工特别是在脉冲下进行孔加工最为有效,也可用于切削、焊接和光刻等。YAG固体激光切割机激光器的波长不易被非金属吸收,故不能切割非金属材料,且YAG固体激光切割机要解决的是提高锂离子电池的稳定性和寿命,即要研制大容量、长寿命的光泵激励光源,如采用半导体光泵可使能量效率大幅度地上升。


重要优点:能切割其他激光切割机都无法切割的铝板,铜板以及大多数有色金属材料,机器采购价格便宜,使用成本低,维护简单,大部分关键技术已被国内公司所掌握,配件价格及维护成本低,且机器操作维护简单,对工人人员素质要求不高。


光纤激光切割机


光纤激光切割机由于它可以通过光纤传输,柔性化程度空前提高,故障点少,维护方便,速度快,所以在切割4mm以内薄板时光纤切割机有着很大的优势,但是受固体激光波长的影响它在切割厚板时质量较差。光纤激光切割机的波长为1.06um,不易被非金属吸收,故不能切割非金属材料。光纤激光的光电转化率高达25%以上,在电费消耗、配套冷却系统等方面光纤激光的优势相当明显。根据国际安全标准,激光危害等级分4级,光纤激光由于波长短对人体由于是眼睛的伤害大,属于危害最大的一级,出于安全考虑,光纤激光加工要全封闭的环境。


重要优点:光电转换率高,电力消耗少,能切割12MM以内的不锈钢板,碳钢板,是这三种机器中切割薄板速度最快的激光切割机,割缝细小,光斑质量好,可用于精细切割。


CO2激光切割机


CO2激光切割机,可以稳定切割20mm以内的碳钢,10mm以内的不锈钢,8mm以下的铝合金。CO2激光器的波长为10.6um,比较容易被非金属吸收,可以高质量地切割木材、亚克力、PP、有机玻璃等非金属材料,但是CO2激光的光电转化率只有10%左右。CO2激光切割机在光束出口处装有喷吹氧气、压缩空气或惰性气体N2的喷嘴,用以提高切割速度和切口的平整光洁。为了提高电源的稳定性和寿命,关于CO2气体激光要解决大功率激光器的放电稳定性。根据国际安全标准,激光危害等级分4级,CO2激光属于危害最小的一级。


重要优点:功率大,一般功率都在2000-4000W之间,能切割25毫米以内的全尺寸不锈钢,碳钢等常规材料,以及4mm以内铝板和60MM以内的亚克力板,木质材料板,PVC板,且在切割薄板时速度很快。另外,由于CO2激光器输出的是持续激光,其在切割时,是这三种激光切割机中切割断面效果最光滑最好的。


锂离子电池生产加工的激光切割技术优势


锂电加工过程对精确性、可控性和加工机器的质量要求较高。而模切刀在使用过程中,会不可防止地出现磨损,进而掉落粉尘、出现毛刺,可能引起电池过热、短路、爆炸等危险问题。为了防止危险,使用激光进行加工更适合。相比传统机械加工,激光优势在于加工拥有无工具磨损、切割形状灵活、边缘质量控制、精确性更高和运营成本较低等。


在激光技术出现前,电池产业使用传统机械进行加工。与传统的机械加工相比,激光加工拥有无工具磨损、切割形状灵活、边缘质量控制、精确性更高和运营成本较低等优势,有利于降低制造成本、提高生产效率、大幅缩短新产品模切周期。


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