Damage-Free Freeform Cutting of Flexible Battery Using Ultra-Short Pulse Laser

지석영; 김재구; 조성학; 임형준; 장원석

doi:10.7736/JKSPE.020.099

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자료유형: 학술저널

저자정보: 지석영 (한국과학기술연합대학원대학교) 김재구 (한국과학기술연합대학원대학교) 조성학 (한국과학기술연합대학원대학교) 임형준 (한국과학기술연합대학원대학교) 장원석 (한국과학기술연합대학원대학교)

저널정보: Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Vol.38 No.3

발행연도: 2021.3

수록면: 195 - 202 (8page)

DOI: 10.7736/JKSPE.020.099

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With the progress of flexible devices, numerous researchers aim to manufacture the flexible battery with freefrom at various scales. Laser cutting is considered as one of the essential processes to achieve on-demand manufacturing but continuous wave or long-pulse laser beam may cause large heat affect zone (HAZ) in cutting edge and may even result in failure of battery function. Herein, it was demonstrated that the sophisticated cutting process using ultra-short pulse laser is applicable for tailoring of flexible battery with multilayered structure. Based on the comparison of cutting results using nanosecond laser and femtosecond laser, we confirmed that laser cutting by femtosecond laser induces much less thermal damage on thin foil electrodes, separator, and electrolyte. Furthermore, we investigated the interaction of femtosecond laser with the materials composed of a flexible battery and implemented a process for cutting each material without causing any critical damage. To prevent a short circuit between the anode and cathode, which usually occurs during laser cutting of the actual battery, the double-side cutting process was done by adjusting the focal points of the laser beam. We assume that the proposed approach can be applied in a roll-to-roll based cutting process for the mass-production of flexible devices.

#Femtosecond laser (팸토초 레이저) #Freefrom cutting (프리폼 커팅) #Flexible battery (유연 배터리) #Hybrid foil (이종소재 기판)

참고문헌 (21)

참고문헌 신청

Sandström, A., Dam, H. F., Krebs, F. C., and Edman, L., “Ambient Fabrication of Flexible and Large-Area Organic Light-Emitting Devices Using Slot-Die Coating,” Nature Communications, Vol. 3, No. 1, pp. 1-5, 2012.

Wang, D., Li, D., Zhao, M., Xu, Y., and Wei, Q., “Multifunctional Wearable Smart Device based on Conductive Reduced Graphene Oxide/Polyester Fabric,” Applied Surface Science, Vol. 454, pp. 218-226, 2018.

Ghorbani, M., Golobostanfard, M. R., and Abdizadeh, H., “Flexible Freestanding Sandwich Type ZnO/rGO/ZnO Electrode for Wearable Supercapacitor,” Applied Surface Science, Vol. 419, pp. 277-285, 2017.

Hong, S. H., Jung, D. H., Kim, J. H., Lee, Y. H., Cho, S. J., et al., “Electrical Conductivity Gradient based on Heterofibrous Scaffolds for Stable Lithium‐Metal Batteries,” Advanced Functional Materials, Vol. 30, No. 14, Paper No. 1908868, 2020.

Lee, S. Y., “Scalable and Safer Printed Zn//MnO2 Planar Micro-Batteries for Smart Electronics,” National Science Review, Vol. 7, No. 1, pp. 5-6, 2020.

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