为什么锂电领域激光模切逐渐成为主流
在模切过程中由于存在模具损耗快、换模时间长、灵活性差和生产效率低等问题，很容易引起工艺不稳定，导致极片裁切品质不一致，引起电池性能下降。而激光模切由于无振动偏差，精度高，稳定性好以及不需要更换模具等优点已经开始逐渐成为锂电池制造过程中的主流，常被用于极耳切割成型、极片分切以及隔膜分切等工序。
模切的特点：
冲裁间隙过大、过小或不均匀均会产生毛刺。 刃口磨损变钝或啃伤均会产生毛刺。 冲裁状态不当，如加工件与凸模或凹模接触不好，在定位相对高度不当的修边冲孔时，也会由于制件高度低于定位相对高度，在冲裁过程中制件形状与刃口形状不服帖而产生毛刺。 模具在工作过程中升温，间隙变化导致裁切极片产生毛刺。
激光切割特点：
切割缝隙比较狭窄； 邻近切边热影响区较小； 局部变形极小； 非接触式切割，清洁、安全、无污染； 与自动化设备结合方便，容易实现制成自动化； 不存在割工件的限制，激光束具有仿形能力； 与计算机结合，节省材料。
鉴于五金模切产生的毛刺对动力电池的安全性存在较大的隐患，未来主要采用激光模切方式。
图1 模切
激光模切原理：
利用聚焦后的高功率密度激光束照射被切割的电池极片，使极片很快被加热至很高的温度，迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点而形成孔洞，随着光束在极片上的移动，孔洞连续形成宽度很窄的切缝，完成对极片的切割。
图2 激光切割原理示意图
激光切割主要工艺参数：
①光束横模：
光束的模式越低，聚焦后的光斑尺寸越小，功率密度和能量密度越大，切口越窄，切割效率和切割质量越高。
②激光束的偏振性：
像任何类型电磁波传输一样，激光束也具有相互成90°并与光束运行方向垂直的电、磁分矢量，在光学领域把电矢量作为激光束的偏振方向。当切割方向与偏振方向平行时，切割前沿对激光的吸收最 高，所以切缝窄，切口垂直度和粗糙度低，切割速度快。
③激光功率：
激光切割时，要求激光器输出的光束经聚焦后的光斑直径最小，功率密度最 高。激光切割所需要的激光功率主要取决于切割类型以及被切割材料的性质。气化切割所需要的激光功率最 大，熔化切割次之，氧气助熔切割最小。
平均功率计算公式：
平均功率=单脉冲能量×重复频率
峰值功率计算公式：
峰值功率=单脉冲能量／脉宽
④焦点位置：
焦平面位于工件上方为正离焦，位于工件下方为负离焦。按几何光学理论，当正负离焦平面与加工面距离相等时，所对应的平面上功率密度近似相同。
⑤激光焦深：
当聚焦系统的焦深对激光切割质量有重要影响。如果聚焦光束的焦深短，聚焦角较大，光斑尺寸在焦点附近的变化比较大，不同的焦点位置将使用在材料表面的激光功率密度变化很大，对切割会产生很大的影响。进行激光切割时，焦点位置位于工件表面或略低于工件表面，可以获得最 大的切割深度和较小的切割宽度。
当焦深聚焦深度大，光斑直径增大，功率密度随之减小。聚焦深度Δ可按下式估算：