【摘要】
随着新能源汽车对高能量密度电池需求的不断提升,复合集流体作为关键材料正加速向超薄化、大幅面方向发展。本文针对1800mm超宽幅PET/PP基复合集流体的量产需求,重点分析多头激光打孔工艺的技术要点与优化路径。不同于传统单头激光加工方案,多头并行打孔系统通过精密的空间排布与时间同步控制,可实现300m/min以上线速度下的高精度打孔,同时保证孔径一致性2μm,位置精度5μm。本文将系统阐述PET与PP材料的打孔特性差异、1800mm幅面下的张力控制策略、多头系统的热管理方案,以及工业化生产中的质量控制体系。
随着新能源汽车对高能量密度电池需求的不断提升,复合集流体作为关键材料正加速向超薄化、大幅面方向发展。本文针对1800mm超宽幅PET/PP基复合集流体的量产需求,重点分析多头激光打孔工艺的技术要点与优化路径。不同于传统单头激光加工方案,多头并行打孔系统通过精密的空间排布与时间同步控制,可实现300m/min以上线速度下的高精度打孔,同时保证孔径一致性≤±2μm,位置精度≤±5μm。本文将系统阐述PET与PP材料的打孔特性差异、1800mm幅面下的张力控制策略、多头系统的热管理方案,以及工业化生产中的质量控制体系。
PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)与PP(聚丙烯)作为复合集流体的主流高分子基材,其激光加工响应存在显著差异:
热力学特性:
激光吸收特性:
机械性能差异:
断裂伸长率:PET 120-150%,PP 300-600%
在实际打孔过程中,两种材料呈现明显不同的加工特性:
PET基材打孔特点:
PP基材打孔特点:
加工后收缩明显(0.3-0.5%),需预补偿设计
表1:PET与PP基材激光打孔参数对比
针对1800mm超宽幅加工需求,采用12头激光并行系统,每个加工头覆盖150mm有效宽度,通过精密拼接实现全幅面覆盖。系统主要配置:
空间布局方案:
运动同步控制:
1800mm幅面下的稳定传输是保证打孔精度的前提,系统采用七段式张力控制:
关键创新点:
多头激光加工带来的集中产热需要特殊处理:
分区温控方案:
微粒收集系统:
12头系统需确保全幅面能量一致性>98%,主要措施包括:
激光能量校准:
光学系统维护:
实现1800mm幅面下300m/min的线速度需要精细的时序设计:
加工头任务分配:
运动学优化:
换卷时间<60秒(自动接带装置)
表2:1800mm多头打孔系统性能指标
当前1800mm多头打孔系统已通过多家企业的量产验证,随着复合集流体在4680电池、固态电池中的加速应用,该技术将成为动力电池制造的核心工艺环节。预计到2026年,全球市场规模将达到35亿元,年复合增长率超过60%。
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