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對于不同的電極，對工藝參數(shù)的敏感性是否一樣，是否存在適配性，有必要進行分析和討論，本次討論LFP、LNM、C電極差別，為選取最佳工藝參數(shù)做參考指導(dǎo)。

1最小平均切割功率

對比LNMC和LFP的數(shù)值可以看出，LNMC所需切割功率比LFP低，并且激光脈沖通量高，頻率低。當頻率為20 kHz，激光脈沖通量約為110 J/cm2時，LNMC切割效率最高；當頻率為100 kHz，激光脈沖通量約為35-40 J/cm2時，LFP切割效率最高。對于 LNMC和LFP電極而言，所用的集流體相同，切割效率最高對應(yīng)的參數(shù)不同原因可能是LNMC燒蝕產(chǎn)物在很高頻率時具有更強的屏蔽作用，LFP燒蝕產(chǎn)物在很高通量時具有更強的屏蔽作用。使用組3的參數(shù)時（重復(fù)頻率為20 kHz，激光脈沖通量約為150 J/cm2），負極平均切割功率最低，這是由于銅導(dǎo)體膜的燒蝕閾值高，需要高通量。

可以看出，在測試范圍內(nèi)，頻率和激光脈沖通量對最小平均切割功率的影響大于脈寬。由于短脈沖熱傳導(dǎo)損失的減少，較短的脈沖可提高燒蝕效率，但顯然，激光脈沖通量和重疊在優(yōu)化材料噴射范圍和降低燒蝕產(chǎn)物的屏蔽效應(yīng)方面具有更重要的意義。

這些結(jié)果的意義從效率和經(jīng)濟的角度來看都是重要的，因為正確選擇激光參數(shù)可以使平均激光功率減少一半以上。組1的LNMC電極最小平均切割功率是組3的兩倍以上。很明顯，理想的參數(shù)范圍很大程度上依賴于電極成分，因此相同的切割參數(shù)并不一定適用于所有電極類型。

2SEM分析

LNMC電極、LFP電極和石墨電極激光切割后SEM圖像分別如上所示。所有切割邊都顯示出可見的間隙寬度，其中上層涂層被燒灼寬度大于集流體。這一特點可能是由于金屬層的熱積累和傳導(dǎo)效應(yīng)導(dǎo)致隨后加熱和去除暴露區(qū)域以外的活性層。

對比兩種正極材料，LFP對工藝參數(shù)的靈敏度高于LNMC。當為組1時，LFP的切割邊緣出現(xiàn)活性層熔化和再凝固的跡象，形成直徑約為25μm的球形缺陷。對于第3組，可以看到較小的球形缺陷，涂層有一些開裂，而第2組沒有這種形成或開裂。第1組和第2組的燒灼寬度相似，為20-25 μm，第3組的燒灼寬度略大。宏觀切割質(zhì)量和最小平均切割功率之間存在聯(lián)系，切割質(zhì)量最好的為第二組，這與平均切割功率最小的參數(shù)相同。因此，在切削效率較低的情況下，有效涂層的燒灼是熱積累的結(jié)果。

LNMC沿切割邊緣沒有可見的球形缺陷；然而，燒灼寬度大于LFP，在30-50 μm范圍內(nèi)。在組1中，平均切割功率最大，可見切割質(zhì)量最高。雖然在宏觀切割質(zhì)量方面，該電極對激光參數(shù)的靈敏度似乎比LFP低，盡管在圖3中觀察到的切割效率較低，但低通量脈沖具有更清晰的切割邊緣。為了確定在這些條件下熱積累的影響，有必要研究高和低激光脈沖通量下化學(xué)和微觀結(jié)構(gòu)的變化。負極切割邊緣表現(xiàn)出與LNMC相似的特性，宏觀缺陷極小。與LFP一樣，最高的可見質(zhì)量獲得的參數(shù)，平均切割功率最小。負極使用組3使平均切削功率和燒灼寬度最小。因此，靠近切削邊緣的活性涂層的去除是熱積累的結(jié)果。

從上分析可以看出，對于不同的電極，最佳工藝參數(shù)存在明顯差別，應(yīng)根據(jù)不同的材料特性優(yōu)化參數(shù)。

參考文獻

[1] Lutey A , Fortunato A , Carmignato S , et al. Quality and Productivity Considerations for Laser Cutting of LiFePO4 and LiNiMnCoO2 Battery Electrodes[J]. Procedia Cirp, 2016, 42:433-438.