激光切割锂电池负极极片复合材料的数值模拟

摘要

为了探究负极极片复合材料的切割性质,采用有限元模型,对激光切割锂离子电池负极极片复合材料温度场进行数值模拟计算.由温度场分布取得了负极切缝宽度与切缝深度的尺寸大小,从中研究激光功率、切割速率和光斑半径对负极表层材料切缝宽度与切缝深度的影响.结果表明,负极表层切缝宽度随激光功率和光斑半径的增加而增大,随切割速率增大而减小;切缝深度随激光功率增加而增大,随切割速率和光斑半径增大而减小.切割至中间铜箔后,切缝深度变化速率趋缓,负极材料的复合结构对切缝深度存在明显影响;在功率为170W、光斑半径为47μm、切割速率变化至600mm/s左右时,效果最为明显,切割深度在该参量下达到60μm,且突破这一阈值后增长速率得到明显提升直至极片完全切断.这一结果可为激光应用于锂离子电池极片复合材料切割提供参考.