圓盤分切和模切都存在刀具磨損問題,這容易引起工藝不穩定,導致極片裁切品質差,引起電池性能下降。激光切割具有生產效率高,工藝穩定性好的特點,已經在工業上應用于鋰離子電池極片的裁切,其基本原理是利用高功率密度激光束照射被切割的電池極片,使極片很快被加熱至很高的溫度,迅速熔化、汽化、燒蝕或達到燃點而形成孔洞,隨著光束在極片上的移動,孔洞連續形成寬度很窄的切縫,完成對極片的切割。
其中,激光能量和切割移動速度是兩個主要的工藝參數,對切割質量影響巨大。當激光功率太低或者移動速度太快時,極片不能完全切開,而當功率太高或移動速度太低時,激光對材料作用區域變大,切縫尺寸更大。
由于鋰電池極片是雙面涂層 中間集流體金屬層的結構,而且涂層與金屬箔材之間性質差異大,對激光作用的響應也不相同。激光作用在負極石墨層或正極活物質層時,由于它們具有很高的激光吸收率,導熱系數也很低,因此,涂層需要相對較低的熔化和汽化激光能量,而金屬集流體對激光具有反射作用,并且熱傳導快,因此金屬層的熔化和汽化激光能量升高。