高速激光微加工在新能源锂电池上的应用研究

前言

激光加工技术在激光产业中有较好的发展前景。而且激光加工技术同传统的常规机械加工有着较为明显的区别，较常规机械加工作业而言，利用激光加工技术开展的加工项目更为精密、准确、高效，其次，激光加工过程中往往涉及多种加工工艺，且每个工艺之间有着较好的衔接，因而形成的激光加工工艺水平更高。在本文的介绍中，重点研究了高速激光微加工工艺在新能源锂电池中的应用，高速激光微加工工艺是激光加工工艺中的一项重要加工工艺，将其应用到新能源锂电池上，能够取得更高的加工工艺水平。

1. 高速激光微加工概述

随着科技的快速发展，激光技术已经被应用到各行各业。激光技术不仅可以用于对物体进行切割，同时还可以对物体进行焊接。但与常规切割所不同的是，通过使用激光技术进行切割，不仅可以有效提升其切割过程中的准确性，同时更可以有效提升切割效率。但由于在切割部分物品时常规激光往往由于诸多因素而难以完成任务。因此，在面对特殊物品进行加工时我们常常使用高速激光进行加工。

高速激光是指其频率达到2╳10KHZ的激光，与常规激光相比，其不但具有更快的速度，同时还具有更强的穿透性。因此使用高速激光对物品进行微加工时，可以有效实现对物品的切割等任务。此外，高速激光微加工还具有以下几个特点。

（1）高速激光微加工范围广泛。由于高速激光不但具有极强的穿透性，同时还具有加工效率高等特点，因此高速激光微加工可以适用于任何材料。

（2）高速激光微加工安全可靠。由于使用高速激光对材料及相关物品进行微加工的过程中并不会对该材料或物品进行挤压，因此，通过使用高速激光对材料或物品进行微加工可以有效避免对材料进行损坏等现象的出现，进而有效提升高速激光微加工的可靠性。同时，工作人员往往会通过远程操作的方式实现高速激光微加工，因此通过使用高速激光微加工可以有效避免工作人员的生命健康安全受到威胁。因此，高速激光微加工不仅仅具有可靠性，同时还具有安全性。

（3）高速激光微加工精准性高。通过使用高速激光对材料及物品进行微加工处理时，其误差往往可以达到 0.01mm 以下，因此，高速激光在对各类材料及物品进行微加工时均具有一定的精准性。

（4）高速激光微加工高速快捷以及成本低。由于高速激光具有较强的穿透性，因此工作人员在使用高速激光对相关材料及物品进行微加工时可以同时实现对多个材料及物品进行微加工，从而有效提高生产效率、降低加工成本。

（5）高速激光微加工对材料及物品伤害小。通过使用高速激光进行微加工的材料或物体表面往往仅有一个切割面极其光滑的圆洞，并且其切割缝隙也会在 0.02～0.05mm。因此高速激光微加工对材料及物品的伤害极其微小，并不会出现由于穿透力较大导致材料损伤。

2．高速激光微加工在新能源锂电池上的应用

由于高速激光微加工具有加工效率高、精准性高以及成本低廉等特点，因此高速激光微加工通常被用于新能源锂电池的加工方面。通过在新能源锂电池方面应用高速激光微加工，不仅可以极大地提升新能源锂电池的生产制造效率，同时也可以有效降低锂电池的生产成本。高速激光微加工在新能源锂电池上的应用如下。

2.1锂电池电极材料激光切割技术

首先，高速激光微加工正被广泛地应用在锂电池电极材料的激光切割方面。众所周知，新能源锂电池是一种通过锂离子在电池的正负极之间进行持续运动，进而实现供电的一款新能源电池。因此，在这类电池的生产与制造过程中，最重要的便是对其电芯及电极的生产制造。其中电极片的产品质量将会直接影响电池的放电效果及使用时长等。因此为了有效提升新能源锂电池的产品质量，需要提高锂电池电极的生产质量。而通过使用高速激光微加工不但可以提升电极片厚度及大小的精准度，同时，也可以保障电极片表面的光滑程度，从而更好地保障锂离子在电极之间的顺利运动，保证锂电池可以维持均匀放电，而不会导致其电流与电压出现严重波动。

其次，我国新能源锂电池目前在生产过程中往往均使用机械式的自动化生产线进行生产与制造，这不但会导致其电池制造成本出现上升，同时也会导致生产效率出现下降的问题。甚至，由于机械式切割时还会对电池的电极片造成损伤，因此通过自动化生产线对锂电池进行生产也会严重影响锂电池的产品质量。而通过利用高速激光微加工技术对锂电池进行生产则可以有效降低锂电池的生产成本，从而使厂商可以获取更大的利润。

此外，通过利用高速激光微加工技术对锂电池进行生产制造还可以有效避免对电池零部件的损伤，从而有效提升锂电池产品质量。

2.2锂电池极耳激光切割技术

高速激光微加工技术还被广泛地应用在锂电池极耳的激光切割技术中。当前我国在制造锂电池极耳的过程中往往使用的是机械式的切割技术，但这一技术不但具有加工效率低下的问题，同时还具有灵活性差等问题。导致对锂电池极耳进行生产时会出现锂电池极耳形状不一等现象。而这现象会严重影响锂电池的使用安全。因此，为了避免这一问题的发生，在锂电池极耳的制造过程中应用了高速激光微加工技术。通过将高速激光微加工技术在锂电池极耳的制造过程中进行应用不仅可以有效提升锂电池极耳的生产效率，也可以避免对锂电池极耳的损坏。此外，这一技术在锂电池极耳生产制造中的应用也可以有效提升锂电池使用过程中的安全性。同时，通过使用高速激光微加工技术也可以进一步降低锂电池极耳的生产成本，从而使锂电池生产厂商得以获取更加庞大的利润。

2.3三维锂电池电极的激光制备

现阶段，作为新能源的锂电池在我国电池市场上有着较好的口碑，也是发展最广泛的一类电池，有着较高的性价比，社会认可度也较高。但需要注意的是，锂电池存在着一些急需改进的缺陷，调查发现，导致这一缺陷的根本问题在于锂电池的电流方向。通常，锂电池的电流方向一般都是从阳极到阴极，在这个过程中很容易电流密度不均匀，进而引发引发锂电池膨胀。为了从根本上解决这一问题，提出了三维结构电极，利用这一技术能够增加锂电池的电极表面积，在高功率密度的基础上也可以实现能量的储蓄，当前三维结构电极激光装置已经在锂电池的性能改造领域获得了认可。

3．结语

综上，在本文的研究中，就当前我国所拥有的高速微激光技术展开了系统化的论述，为后续研究高速激光微加工技术在新能源锂电池上的应用做好了理论铺垫。锂电池作为一项新能源，该项能源产业的发展受到各界的重视，但在研究锂电池的制造项目时可以发现存在着一定的发展缺陷，较高的制造成本将在一定程度上制约该产业的发展，不利于后续相关施工工艺的开展。在将高速激光微加工技术引入锂电池后，可以看到锂电池产业的生产效率有了明显的提升，相信未来高速激光微加工技术将与新能源锂电池有着更好的技术融合。

文章来源：《中国设备工程》期刊