激光分切的优点与缺点

为满足新能源汽车应用及新技术发展需求，锂离子电池的更高安全性对分切质量提出更高要求。目前广泛采用的机械分切方法，在分切过程中极片的活性物质涂层严重磨损刀具，造成刀具变钝和分切质量显著下降。为保证分切质量需要经常磨刀或更换刀具，严重影响生产效率。激光分切具有非接触式加工、无磨损，加工过程灵活、适应不同形状加工的优点。随着激光技术的发展，激光分切逐渐应用于极片分切。

激光分切的分类

(1)汽化分切

利用高能量密度的激光束加热工件，在短时间内汽化，形成蒸气，在材料上形成切口。材料的汽化热一般很大，所以激光汽化分切时需要大的功率和功率密度。激光汽化分切多用于极薄金属材料和非金属材料(如纸、布、木材、塑料和橡皮等)的分切。极片的分切可采用汽化分切。

(2)熔化分切

激光熔化分切时，用激光加热使金属材料熔化，喷嘴喷出非氧化性气体(Ar、He、N2等)，依靠气体的强大压力使液态金属排出，形成切口。所需能量只有汽化分切的1/10。激光熔化分切主要用于一些不易氧化的材料或活性金属的分切，如不锈钢、钛、铝及其合金等。

(3)氧气分切

它是用激光作为预热热源，用氧气等活性气体作为分切气体。喷吹出的气体一方面与分切金属作用，发生氧化反应，放出大量的氧化热;另一方面把熔融的氧化物和熔化物从反应区吹出。其分切速度远远大于激光汽化分切和化分切。激光氧气分切主要用于碳钢、钛钢以及热处理钢等易化的金属材料。

(4)划片与控制断裂

激光划片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面进行扫描，使材料受热蒸发出一条小槽，然后施加一定的压力，脆性材料就会沿小槽处裂开。激光划片用的激光器一般为Q开关激光器和CO2激光器。

激光分切特点

激光分切优点

1.分切质量好。激光分切切口细窄，切缝两边平行并且与表面垂直，分切极片的尺寸精度可达土0.05mm。分切表面光洁美观，表面粗糙度只有几十微米。甚至激光分切可以作为最后一道工序，无需机械加工，零部件可直接使用。料经过激光分切后，热影响区宽度很小，切缝附近材料的性能也几乎不受影响，并且工件变形小，分切精度高，切缝的几何形状好，切缝横截面形状呈现较为规则的长方形。

2.分切效率高。由于激光的传输特性，激光分切机上一般配有多台数控工作台，整个分切过程可以全部实现数控。操作时，只需改变数控程序，就可适用不同形状零件的分切，既可进行二维分切，又可实现三维分切。

3.分切速度快。用功率为1200W的激光分切2mm厚的低碳钢板，分切速度可达600cm/min;分切5mm厚的聚丙烯树脂板，分切速度可达1200cm/min。材料在激光分切时不需要装夹固定。

4.非接触式分切。激光分切时割炬与工件无接触，不存在工具的损。加工不同形状的零件，不需要更换“刀具”，只需改变激光器的输出参数。激光分切过程噪声低，振动小，无污染。

5.分切材料的种类多。与氧乙炔分切和等离子分切比较，可激光分切材料的种类多、包括金属、非金属、金属基和非金属基复合材料、皮革、木材及纤维等。但是对于不同的材料，由于自身的热物理性能及对激光的吸收率不同，表现出不同的激光分切适应性。

激光分切的缺点

由于受激光器功率和设备体积的限制，激光分切只能分切厚度较小的板材和管材。随工件厚度的增加，分切速度明显下降。激光分切设备费用高，一次性投资大。