Taglio laser di elettrodi LFP per la fabbricazione di batterie: caratterizzazione del processo mediante high speed camera

La crescente diffusione delle batterie agli ioni di litio ha reso necessario lo sviluppo di processi produttivi sempre più controllati e affidabili per la lavorazione dei materiali attivi. In tale contesto, il taglio laser degli elettrodi LFP rappresenta una fase critica, in cui la qualità dei bordi di taglio e l’assenza di difetti influenzano in maniera significativa le prestazioni elettrochimiche e l’affidabilità del componente finale. La presente tesi si concentra sull’analisi dei difetti generati durante il processo di taglio laser di elettrodi LFP, mediante un approccio sperimentale basato sull’osservazione ad alta velocità del fenomeno. L’obiettivo del lavoro è quello di comprendere i meccanismi di formazione dei difetti e la loro dipendenza dai principali parametri di processo, al fine di contribuire all’ottimizzazione della qualità del taglio. Le prove sperimentali sono state condotte variando in modo controllato i parametri di taglio laser quali potenza di taglio, velocità di avanzamento del laser e condizioni operative, mantenendo costanti le caratteristiche del materiale. Il processo è stato monitorato tramite una telecamera ad alta velocità, che ha permesso di acquisire riprese video e immagini dettagliate dell’interazione laser–materiale e del comportamento del materiale espulso. L’analisi qualitativa e quantitativa del materiale video acquisito ha consentito di identificare e classificare i principali difetti di taglio, quali la formazione di drops solidificate di materiale e il rilascio di scorie dette spatter, evidenziando come le loro caratteristiche siano fortemente influenzate dalla combinazione dei parametri di processo. I risultati mostrano una correlazione significativa tra le condizioni operative e la qualità del processo, mettendo in luce i regimi di taglio maggiormente critici dal punto di vista della qualità finale.