高速激光微加工在新能源鋰電池上的應用研究

李峰西，索海生，邢振宏，高凱，陳中莉

（濟南森峰科技有限公司，山東 濟南 250101）

激光加工是激光產業的重要應用，截至目前，位置激光加工技術已經在激光產業中有較好的發展前景。需要注意的是，激光加工技術同傳統的常規機械加工有著較為明顯的區別，較常規機械加工作業而言，利用激光加工技術開展的加工項目更為精密、準確，速度也更為迅速，其次，激光加工過程中往往涉及多種加工工藝，且每個工藝之間有著較好的銜接，因而形成的激光加工工藝水平更高。在本文的介紹中，重點研究了高速激光微加工工藝在新能源鋰電池中的應用，高速激光微加工工藝是激光加工工藝中的一項重要加工工藝，將其應用到新能源鋰電池上，能夠取得更高的加工工藝水平。

1 高速激光微加工概述

隨著科技的快速發展，激光技術已經應用在了我國的各行各業中。激光技術不僅可以用于對物體進行切割，同時還可以對物體進行焊接。但與常規切割所不同的是，通過使用激光技術進行切割，不僅可以有效提升其切割過程中的準確性，同時更可以有效提升切割效率。但由于在切割部分物品時常規激光往往由于諸多因素而難以完成任務，因此，在面對特殊物品進行加工時我們常常使用高速激光進行加工。高速激光是指其頻率達到2×10kHz的激光，與常規激光相比，其不但具有更快的速度，同時還具有更強的穿透性。因此使用高速激光對物品進行微加工時，可以有效實現對物品的切割等任務。此外，高速激光微加工還具有以下幾個特點。（1）高速激光微加工具有范圍廣泛的特點。由于高速激光不但具有極強的穿透性，同時還具有加工效率高等特點，因此高速激光微加工可以適用于任何材料。（2）高速激光微加工還具有安全可靠的特點。由于使用高速激光對材料及相關物品進行微加工的過程中并不會對該材料或物品進行擠壓，因此，通過使用高速激光對材料或物品進行微加工可以有效避免對材料進行損壞等現象的出現，進而有效提升高速激光微加工的可靠性。同時，工作人員往往會通過遠程操作的方式實現高速激光微加工，因此通過使用高速激光微加工可以有效避免工作人員的生命健康安全受到威脅。因此，高速激光微加工不僅僅具有可靠性，同時還具有安全性。（3）高速激光微加工還具有精準性的特點。通過使用高速激光對材料及物品進行微加工處理時，其誤差往往可以達到0.01mm以下，因此，高速激光在對各類材料及物品進行微加工時均具有一定的精準性。（4）高速激光微加工還具有高速快捷以及成本低廉的特點。由于高速激光具有較強的穿透性，因此工作人員在使用高速激光對相關材料及物品進行微加工時可以同時實現對多個材料及物品進行微加工，從而在提升微加工效率的同時有效降低加工成本。（5）高速激光微加工還具有對材料及物品傷害小的特點。通過使用高速激光進行微加工的材料或物體表面往往僅有一個切割面極其光滑的圓洞，并且其切割縫隙也會在0.02～0.05mm。因此高速激光微加工對材料及物品的傷害極其微小，并不會出現由于穿透力較大而對材料損傷較為嚴重的現象。

2 高速激光微加工在新能源鋰電池上的應用

由于高速激光微加工具有加工效率高、精準性高以及成本低廉等特點，因此高速激光微加工通常被用于新能源鋰電池的加工方面。通過在新能源鋰電池方面應用高速激光微加工，不僅可以極大地提升新能源鋰電池的生產制造效率，同時也可以有效降低鋰電池的生產成本。下面，分別對高速激光微加工在新能源鋰電池上的應用進行簡要論述。

2.1 鋰電池電極材料激光切割技術

首先，高速激光微加工正被廣泛地應用在鋰電池電極材料的激光切割方面。眾所周知，新能源鋰電池是一種通過鋰離子在電池的正負極之間進行持續運動，進而實現供電的一款新能原電池。因此，在這類電池的生產與制造過程中，最重要的便是對其電芯及電極的生產制造。其中電極片的產品質量將會直接影響電池的放電效果及使用時長等。因此為了有效提升新能源鋰電池的產品質量，我們需要提高鋰電池電極的生產質量。而通過使用高速激光微加工不但可以提升電極片厚度及大小的精準度，同時，也可以保障電極片表面的光滑程度，從而更好地保障鋰離子在電極之間的順利運動，以求鋰電池可以維持均勻放電，而不會導致其電流與電壓出現嚴重波動。其次，我國新能源鋰電池目前在生產過程中往往均使用機械式的自動化生產線進行生產與制造，這不但會導致其電池制造成本出現上升，同時也會導致生產效率出現下降的問題。甚至，由于機械式切割時還會對電池的電極片造成損傷，因此通過自動化生產線對鋰電池進行生產也會嚴重影響鋰電池的產品質量。而通過利用高速激光微加工技術對鋰電池進行生產則可以有效降低鋰電池的生產成本，從而使廠商可以獲取更大的利潤。此外，通過利用高速激光微加工技術對鋰電池進行生產制造還可以有效避免對電池零部件的損傷，從而有效提升鋰電池產品質量。并且，利用高速激光微加工技術也可以有效提升鋰電池的生產制造效率。

2.2 鋰電池極耳激光切割技術

高速激光微加工技術還被廣泛地應用在鋰電池極耳的激光切割技術中。當前我國在制造鋰電池極耳的過程中往往使用的是機械式的切割技術，但這一技術不但具有加工效率低下的問題，同時化具有靈活性差等問題。這將會使我們在對鋰電池極耳進行生產時會出現鋰電池極耳形狀不一等現象。而這一現象將會嚴重影響鋰電池的使用安全，甚至還有可能會威脅到使用者的生命健康安全。因此，為了避免這一問題的發生，我們在鋰電池極耳的制造過程中應用了高速激光微加工技術。通過將高速激光微加工技術在鋰電池極耳的制造過程中進行應用不僅可以有效提升對鋰電池極耳的生產效率，同時還可以極大地提升鋰電池極耳的生產效率，從而避免出現對鋰電池極耳的損壞。此外，這一技術在鋰電池極耳生產制造中的應用也可以有效提升鋰電池使用過程中的安全性。同時，通過使用高速激光微加工技術也可以進一步降低鋰電池極耳的生產成本，從而使鋰電池生產廠商得以獲取更加龐大的利潤。

2.3 鋰電池三維機構電極的激光制備

現階段，作為新能源的鋰電池在我國電池市場上有著較好的口碑，也是發展最廣泛的一類電池，有著較高的性比價，社會認可度也較高。但需要注意的是，鋰電池存在著一些急需改進的缺陷，調查發現，導致這一缺陷的根本問題在于鋰電池的電流方向。通常，鋰電池的電流方向一般都是從陽極到陰極，在這個過程中很容易形成電流密度不均勻，進而引發引發鋰電池膨脹。當前，為了從根本上解決這一問題，我們提出了三維機構電極，利用這一技術能夠增加鋰電池的電極表面面積，在位處高功率密度的基礎上也可以實現能量的儲蓄，當前三位機構電極激光裝置已經在鋰電池的性能改造領域獲得了認可。

3 結語

綜上，在本文的研究中，就當前我國所擁有的高速微激光技術展開了系統化的論述，為后續研究高速激光微加工技術在新能源鋰電池上的應用做好了理論鋪墊。鋰電池作為一項新能源，該項能源產業的發展尤為受到各界的重視，但在研究鋰電池的制造項目時可以發現存在著一定的發展缺陷，較高的制造成本將在一定程度上制約該產業的發展，不利于后續相關施工工藝的開展。為此，在將高速激光微加工技術引入鋰電池時，可以看到鋰電池產業的生產效率有了明顯的提升，激光技術的應用更是一種正確的引入，對鋰電池產業的發展有著深遠的意義。相信未來高速激光微加工技術將與新能源鋰電池有著更好的技術融合。