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第４３卷第６期激光技术Ｖｏｌ．４３，Ｎｏ．６
２０１９年１１月ＬＡＳＥＲＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＮｏｖｅｍｂｅｒ，２０１９
文章编号：１００１３８０６（２０１９）０６０７７３０６
激光切割锂电池负极极片复合材料的数值模拟
１，２３１，２３１，２
晏一，阳如坤，李建相，吴学科，张屹
（１．湖南大学深圳研究院，深圳５１８０５７；２．湖南大学智能激光制造湖南省重点实验室，长沙４１００８２；３．深圳吉阳智能科
技有限公司，深圳５１８１０１）
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４７ｍ、切割速率变化至
μ
６００ｍｍ／ｓ左右时，效果最为明显，切割深度在该参量下达到６０ｍ，且突破这一阈值后增长速率得到明显提升直至极片完
μ
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。
关键词：激光技术；激光切割；温度模拟；电极极片
中图分类号：ＴＧ４８５文献标志码：Ａｄｏｉ：１０７５１０／ｊｇｊｓｉｓｓｎ１００１３８０６２０１９０６００８
Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｌａｓｅｒｃｕｔｔｉｎｇｃｏｍｐｏｓｉｔｅａｎｏｄｅｓｆｏｒｌｉｔｈｉｕｍｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ
１，２３１，２３１，２
ＹＡＮＹｉｇｕｏ，ＹＡＮＧＲｕｋｕｎ，ＬＩＪｉａｎｘｉａｎｇ，ＷＵＸｕｅｋｅ，ＺＨＡＮＧＹｉ
（１．ＳｈｅｎｚｈｅｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ５１８０５７，Ｃｈｉｎａ；２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＬａｓｅｒＭａｎｕｆａｃ
ｔｕｒｉｎｇｉｎＨｕｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ，ＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８２，Ｃｈｉｎａ；３．ＳｈｅｎｚｈｅｎＧｅｅｓｕｎＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．Ｌｔｄ．，
Ｓｈｅｎｚｈｅｎ５１８１０１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｃｕｔｔｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｎｅｇａｔｉｖｅｐｌａｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｏｆｎｅｇａｔｉｖｅｐｌａｔｅ
ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｏｆｔｈｅｌｉｔｈｉｕｍｉｏｎｂａｔｔｅｒｙｂｙｌａｓｅｒｃｕｔｔｉｎｇｗａｓｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙｓｉｍｕｌａｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅｓｉｚｅｏｆ
ｔｈｅｗｉｄｔｈａｎｄｄｅｐｔｈｏｆｔｈｅｎｅｇａｔｉｖｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓｌｉｔｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｌａｓｅｒｐｏｗｅｒ，
ｃｕｔｔｉｎｇｓｐｅｅｄａｎｄｓｐｏｔｒａｄｉｕｓｏｎｔｈｅｓｌｉｔｗｉｄｔｈａ
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