邓永丽，李 庆，黄学杰

(1.广州中国科学院工业技术研究院，广东 广州 511458；2.中国科学院 物理研究所，北京 100190)

1 引 言

激光加工技术已成为近20年来发展最快的高新技术，已成为改造传统制造业，发展工业4.0的关键技术之一。此外，在近年大力发展的新能源电池领域，激光也发挥越来越大的作用。

传统刀模冲压过程中会对极片引入机械应力，产生毛刺、掉粉和露白等一系列安全问题。同时，刀模易磨损，需定期打磨或更换，影响连续性生产。近几年来，各种激光技术迅猛发展，为锂离子电池极片切割开辟了新的途径，越来越多激光切割取代了传统刀模。激光切割具有切片效率高、切割图形灵活多样及免维护等优点[1-5]。本文主要研究了市场上几种主流激光器对锂电池正负极片的切割效果，包括调Q型光纤激光器、MOPA光纤激光器、皮秒激光器、绿光激光器及紫外激光器等，为锂电池极片切割的激光选型提供一定的理论指导。

2 锂离子动力电池极片的激光切割

2.1 激光与金属材料作用机理

金属内存在大量自由电子，当激光照射金属表面时，表层附近的电子受到光频电磁波的强迫振动而产生次波，这些次波形成强烈的反射波和较弱的透射波，即大部分能量被材料反射,小部分能量透射进材料被材料吸收。反射率A和吸收率R满足能量守恒定律，见公式(1)。透射进入材料内部的激光能量沉积在表层很浅的位置，随深度增加能量呈指数衰减，如公式(2) 所示。

A+R=1 , (1)

p(z)=APe-az, (2)

式中，p为激光总功率密度，a为吸收系数，多数金属的吸收系数为105～106cm-1。……