1、模切分类
目前模切工艺有胶板平刀模切工艺、五金模切工艺、激光标签切割+五金模切工艺三种。
1.1橡胶板平压平模切工艺特点:模具价格实惠、成本低、效率高; 其显着缺点是毛刺大、烟尘多。 需要减少后续的扫粉和去毛刺工序。
控制要点: 1、胶板模具材质
2、胶板模具使用次数
3、扫粉去除毛刺的频率和技巧
4、温度及环境控制
1.2五金模切工艺特点:磨具价格昂贵,效率比橡胶平刀模切工艺低。 成本高、效率低; 而且极片的毛刺特别小,提高了后续电池的质量,省去了后续的扫粉、去毛刺工序。
控制要点:1、控制五金磨具的使用频率
2、五金磨具模具修复质量控制
3、控制模切参数,避免断带
4、温度及环境控制
1.3激光极耳切割+五金模切工艺采用冷激光对极头进行模切,然后用五金分切。 特点是没有昂贵的硬件磨料,激光模切消除了模具损耗和模具修复时间。 废料和毛刺进一步减少; 效率与五金模切相当,但设备成本较高。
控制要点: 1、激光参数设置
2.模切速度设置
3、控制模切参数,避免断带
4、温度及环境控制
2、五金模切缺陷
一般来说,五金磨具产生毛刺的原因有以下几种:
① 冲孔间隙过大、过小或不均匀都会形成毛刺。
② 切削刃生锈、变钝或被啃咬时会形成毛刺。
③冲裁状态不当,如附加型腔与凸模或凹模接触不良,以及定位高度不当修边冲孔时,也可能因工件高度高于定位而在冲孔过程中损坏壳体高度。 形状与切削刃形状不相符,形成毛刺。
④模具在工作过程中发热,间隙变化导致切削极片上形成毛刺。
鉴于五金模切形成的毛刺对动力电池的安全性存在很大隐患,未来将主要采用激光模切。
3、激光切割分类
激光模切
3.1 激光器类型包括固体激光器、气体激光器、半导体激光器、光纤激光器、液体激光器、自由电子激光器等。按工作方式可分为连续激光器和脉冲激光器。 连续激光器可以长时间连续输出,工作稳定,热效应高。 脉冲激光器以脉冲方式输出,其主要特点是峰值功率高、热效应小。 根据脉冲时间宽度,脉冲激光又可分为微秒、微秒、纳秒、皮秒和皮秒。 一般来说,脉冲时间越长、越短,单脉冲能量越高,脉冲长度越窄,加工精度越高。
根据极片切割工艺的要求,激光模切目前采用光纤激光器,光束通过振镜和场镜按照设定的轨迹进行切割。
3.2 激光模切发展趋势
激光模切将围绕以下几点进行改进:
①切割效率:将从目前的60~90m/min的水平持续提高,预计3年内达到120~180m/min的水平。
②切割质量:目前三元负极材料的材料区域还不能直接使用激光切割。 未来,通过引入新的激光类型和激光工艺,可以实现三元阳极材料的激光切割。 此外二手激光刀模机,诸如热影响区、毛刺和熔珠等较差的切割质量可以通过机械稳定性和激光技术的改进得到改善。
③设备稳定性:一方面是设备本身的稳定性。 通过提高设备运行的利用率水平,优化装卸辅助时间二手激光刀模机,提高整机的OEE水平,同时提高设备的MTBF。 另一方面,产品质量的一致性提高了产品的CPK。
④智能化:实现单机智能化,进而实现全线智能化。 集在线监测、PLC控制、上位机控制于一体,实现单机智能化。 然后,通过连接鞋厂的信息系统,优化单机数据采集,实现整条线的智能化。
4. 总结
4.1. 激光等技术会从根本上动摇五金模切吗?
(1)与激光切割相比,传统模切是精度/质量和速度/手动化之间的权衡。
(2)模切工艺精度高,模切长度大,毛刺/掉粉/熔珠问题少,但速度慢,模具消耗成本高;
(3)激光工艺手工化程度高,切割速度高,单次成本低,但精度低,不能切割厚胶,初期投资成本高。
4.2. 在切割物体方面,可以使用激光来切割极耳。 隔膜和极片适合金属模切。
五金模切/激光切割对比
在制作电池芯之前,需要切割极片、极耳和隔膜。 极耳切割主要采用激光完成,具有更好的灵活性、放卷速度、张力和纠偏控制;
隔膜切割主要用硬件完成,隔膜低熔点带来的热影响限制了激光的应用; 极片切割仍以五金模切为主。
4.3 在电池技术方面,激光可用于细纱,而层压板目前只能模切。
细纱的单格只需要进行两次切断(启动和停止),且切断次数很少,因此切断质量对整体格的影响较弱,并且细纱生产速度越快,需要更快的切断过程。
叠片需要切割单个电芯的极片数量*4次(每个极片切割四个边)。 断面、掉粉、毛刺等质量问题和一致性要求较高。 很难满足激光标准工艺。 目前主要采用的是。 机械模切。
为此,我们觉得目前激光切割无法撼动五金模切的地位。 在层压切割/极片切割等要求较高的领域,电池厂正在采用越来越可靠的硬件模切工艺。 激光切割的低温冲击/精度控制等方面影响其应用拓展。
五家设备厂商模切升级方向及趋势。
(1)毛刺控制较短;
(2)售后服务较好。 除了定期维护磨具外,还帮助客户修复设备上精密模块、型材机械的疑难问题;
(3)产品稳定性好。 磨具每1/10寿命就需要维护一次。 维护期间,模切精度和毛刺宽度可以稳定控制。