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海目星鋰電池極耳高速高精度激光切割關鍵技術“躍遷”

來源:海目星激光2023-10-21 我要評論(0 )   

激光製片主要應用於(yu) 鋰電池生產(chan) 線中的極耳切割工序,實現在鋰電池正負極片單邊或雙邊金屬箔材上切割極耳,目的是為(wei) 了給電池引出金屬導電體(ti) 。隨著激光製片機的快速發展,...

激光製片主要應用於(yu) 鋰電池生產(chan) 線中的極耳切割工序,實現在鋰電池正負極片單邊或雙邊金屬箔材上切割極耳,目的是為(wei) 了給電池引出金屬導電體(ti) 。

隨著激光製片機的快速發展,分條一體(ti) 機、裁斷一體(ti) 機等集成設備相繼推出,效率、精度、智能化水平進一步提升,功能模組進一步完善。

以4680為(wei) 代表的46係圓柱電池被稱為(wei) 大圓柱電池,被認為(wei) 是下一代圓柱電池的發展方向。高效率高精度的製片工段是大圓柱生產(chan) 線的關(guan) 鍵環節,是大圓柱電池追求高性能、高安全的關(guan) 鍵“鑰匙”。

海目星前瞻性布局Tab-free工藝,工藝成熟度高,具備行業(ye) 規模化量產(chan) 經驗。以切割模塊、激光應用與(yu) 控製技術為(wei) 著落點,鍛造極耳高速高精度激光切割關(guan) 鍵技術,解決(jue) 高速條件下Tab-free工藝極耳對齊度不夠、切割尺寸偏差以及粉塵、熔珠等不良品質難題。

極片多段張力控製關(guan) 鍵技術,攻克高速切割穩定性難點

在高速運動狀態下,如何實現激光切割過程的高穩定性和高質量是行業(ye) 一直研究的重點方向。尤其是在Tab-free工藝路徑中,要對狹縫極耳寬度、狹縫區的高度漸變控製進行高響應、高穩定性的高速切割,必然對張力控製提出更嚴(yan) 苛的要求。

現階段,海目星攻克極片多段張力控製關(guan) 鍵技術問題,結合激光切割軌跡算法,構建仿真模型實現卷徑計算和錐度控製優(you) 化,實現多級速度匹配聯動,其技術運用到極片傳(chuan) 輸過程控製中,有效解決(jue) 了整體(ti) 帶路張力穩定性控製,降低切割波浪邊與(yu) 毛刺發生率,解決(jue) 極片斷帶、變形、褶皺等問題,同時提高了加工精度與(yu) CCD相機瑕疵檢測的精準度,從(cong) 而提高電池製片的一致性與(yu) 安全性,降低生產(chan) 成本。

該技術滿足90m/min以上,甚至更高速的電池極耳穩定切割需求。從(cong) 切割端麵看,實現了熱影響區小、毛刺小、一致性好的效果。

在線缺陷檢測、在線高速閉環控製技術

攻克高速篩選、剔廢、高速切割閉環控製難點

在激光切割領域,特別是電池極耳的激光切割,需要采用激光切割裝置對料帶進行極耳切割。然而,由於(yu) 料帶本身存在來料形狀缺陷和邊角測量誤差,且在傳(chuan) 送的過程中易產(chan) 生位置偏移,進而導致激光切割裝置最終切割的位置會(hui) 產(chan) 生較大偏差,產(chan) 品的誤差率較高,有可能導致產(chan) 品的質量不良、合格率偏低。

按極耳切割工藝要求,可忽略在給定極片長度L(通常為(wei) 10mm,但有時需要調整)範圍之內(nei) 的來料形狀缺陷,但來料形狀缺陷長度超過L值時,激光加工的軌跡必須跟隨邊緣的形狀。所以,通過基於(yu) 小波變換的視覺引導處理係統,實現來料邊緣檢測,同時也實現極耳切割的形狀跟隨功能和自動糾偏補償(chang) 功能。使其運用於(yu) 鋰電池極片生產(chan) 設備,有效解決(jue) 高速篩選、剔廢、高速切割閉環控製難題。

激光切割後極片清潔關(guan) 鍵技術,提高電池極片潔淨度和安全性能

為(wei) 確保極片的潔淨,海目星通過激光懸空切負壓除塵、正反麵風刀除塵、毛刷除塵、超聲波清潔、除鐵模組等五道或以上的清潔工藝,解決(jue) 極片在生產(chan) 過程中的積粉、激光工位切不斷、斷帶、產(chan) 品異物瑕疵等難易解決(jue) 的技術難題,為(wei) 潔淨高質量的穩定生產(chan) 奠定良好基礎。

其中,激光懸空切負壓除塵利用了氣體(ti) 流動帶走切割粉塵,海目星根據激光切割特性,開發全密封的激光懸空切結構,設計側(ce) 吸結構進行有效除塵,同時設計平皮帶、毛刷等結構,高效完成廢料的收集。

基於(yu) 對不同粒徑的粉塵除塵效果與(yu) 風速應用的深入研究,開發風刀除塵係統,搭建流體(ti) 仿真技術優(you) 化設計,吸塵口采用3D打印技術,內(nei) 部圓滑過渡,減小了粉塵的黏附,有效提升極片潔淨度。此外,除塵管道均可實現閉環監控,采用FFU空氣淨化加設備底部回風,切割粉塵的有效控製程度高,殘留粉塵顆粒≤10μm。

· 設備效率:90m/min

· 兼容幅寬:100-600mm(最小幅寬不含空箔區)

· 收放卷卷徑:≤Φ750mm

· 切割方式:一出二,兼容一出一

海目星激光製片方案已攻克自動收放卷、高速自動接帶、極片多段張力控製、極耳激光切割尺寸精度、卷對卷糾偏係統、激光切割後極片清潔、高速在線缺陷檢測、在線高速閉環控製等關(guan) 鍵技術問題,同時,導入PLC和MES製造執行係統,策動TWh時代鋰電池大規模製造轉向優(you) 質製造。未來,海目星還將更積極地尋找創新方案,主動應戰動儲(chu) 雙賽道的新挑戰、新要求。


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