一种在电芯极片上的激光切割方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种在电芯极片上的激光切割方法和装置，其中激光切割方法包括：选定被切割极片并设置被切割极片与外光路传导系统的相对位置；中央控制系统控制激光发生器发出激光；激光发生器发出的激光通过外光路传导系统进入振镜组；激光通过振镜组高速摆动使激光在被切割极片上工作并形成单个切割点；中央控制系统继续控制激光发生器发出激光，使具有能量的激光通过外光路传导系统进入振镜组，激光通过振镜组高速摆动在并在被切割极片上形成一条切割线。所述激光切割装置包括中央控制系统、激光发生器、外光路传导系统、震镜组和切割平台。该种在电芯极片上的激光切割方法和装置具有工作效率高、加工质量好、环保节能等现有技术所不具备的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电性极片的切割加工领域，特别是一种在电芯极片上的激光切割方法和装置。
技术介绍
电芯极片作为一种电池必备的材料，早已被广泛地应用在汽车、飞机、电子、新能源等各行各业。传统的电芯极片的加工方法普遍为采用刀切、模切对极片进行切割。传统的加工方法具有加工速度慢、加工效率低、加工精度差、产品质量差、对环境污染大等缺点，严重限制了本领域进一步发展的推广应用。有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种新的技术方案以解决现存的技术问题。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种在电芯极片上的激光切割方法和装置，解决了现有技术存在的切割效率低、精度差、加工质量差、不环保等技术缺陷。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种在电芯极片上的激光切割方法，包括以下步骤，选定被切割极片并设置被切割极片与外光路传导系统的相对位置；通过中央控制系统控制激光发生器发出激光；激光发生器发出的激光通过外光路传导系统进入振镜组；激光通过振镜组高速摆动使激光在被切割极片上工作并形成单个切割点；中央控制系统继续控制激光发生器发出激光，使具有能量的激光通过外光路传导系统进入振镜组，激光通过振镜组高速摆动在并在被切割极片上形成一条切割线。作为上述技术方案的进一步改进，所述被切割极片被激光切割过程中在其一侧设置吸嘴装置将切割产生的粉尘吸走。作为上述技术方案的进一步改进，所述被切割电芯极片为用于新能源汽车的动力电池或用于电子设备的锂电池或用于汽车用途的蓄电池或用于无人机的聚合物锂电池的极片。作为上述技术方案的进一步改进，所述被切割电芯极片为包含涂覆、芯层和衬底的三层结构材料，且阴极极片有三种层次结构不同的区域，阳极极片有两种层次结构不同的区域。作为上述技术方案的进一步改进，所述被切割电芯极片在不同材质部位有不同的切割速度，其中阴极三种区域对应的切割速度范围分别为500-1000mm/s、2000-4000mm/s、800-2000mm/s，阳极的两种区域对应的切割速度范围分别为500-2000mm/s、2000-4000mm/s。作为上述技术方案的进一步改进，所述外光路传导系统包括激光反射镜、激光扩束镜和光学聚焦镜，由激光发生器射出的激光通过激光反射镜传导进激光扩束镜，被扩束后的激光通过振镜组的传导到光学聚焦镜，通过光学聚焦镜的聚焦，激光被聚焦在被切割电芯极片上，形成单个切割点。作为上述技术方案的进一步改进，所述激光发生器的激光切割光斑直径在10μm到100μm之间，所述实现激光切割光斑直径在10μm到100μm之间变化的方法可以是：按照激光照射到被切割电芯极片的方向，调节承载电芯极片样品的升降工作台偏离焦点位置，偏离焦点位置的距离应该在+20mm之间。一种在电芯极片上的激光切割装置，包括中央控制系统、激光发生器、外光路传导系统、震镜组和切割平台。作为上述技术方案的改进，所述所述激光发生器为发出激光波长在193nm到1120nm之间的全固体脉冲激光发生器。作为上述技术方案的进一步改进，所述激光发生器发出的激光脉冲重复频率在20kHz到500kHz之间。作为上述技术方案的进一步改进，所述激光发生器发出的激光脉冲单脉冲能量在0.2mJ到2mJ之间。作为上述技术方案的进一步改进，所述激光发生器的激光切割光斑直径在10μm到100μm之间。作为上述技术方案的进一步改进，所述激光发生器发出的激光的切割速度小于切割光斑直径乘于脉冲重复频率。作为上述技术方案的进一步改进，所述外光路传导系统包括激光反射镜、激光扩束镜和光学聚焦镜。作为上述技术方案的进一步改进，所述激光反射镜是镀有对加工激光波长大于98%反射率的膜层，且反射角度在10度到45度之间。作为上述技术方案的进一步改进，所述激光扩束镜的放大倍率在2倍到8倍之间。作为上述技术方案的进一步改进，所述光学聚焦镜为远心镜头，光学聚焦镜的焦距在60mm到650mm之间。作为上述技术方案的进一步改进，还包括用于吹吸极片被激光切割过程中的粉尘的吹吸嘴装置。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种在电芯极片上的激光切割方法和装置，所述方法和装置通过中央控制系统控制激光发生器产生激光经过外光路传导系统的传导最终对电芯极片进行激光切割，该种在电芯极片上的切割方法和装置在切割电芯极片过程中具有加工效率高、加工质量好、环保、节能优点。该种在电芯极片上的激光切割方法和装置解决了现有技术存在的切割效率低、精度差、加工质量差、不环保等技术缺陷。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术中在电芯极片上的激光切割方法和装置的原理示意图；图2是本专利技术中在电芯极片上的激光切割方法的激光光斑分布与重叠效果示意图；图3是本专利技术中在电芯极片上的激光切割方法的被切割极片的材料组成示意图；图4是本专利技术中在电芯极片上的激光切割方法的切割过程中焦点偏移效果示意图。具体实施方式以下将结合实施例和附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本专利技术的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本专利技术的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本专利技术保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本专利技术创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合，参照图1-4。一种在电芯极片上的激光切割方法，包括以下步骤，选定被切割极片16并设置被切割极片16与外光路传导系统的相对位置；通过中央控制系统10控制激光发生器11发出激光；激光发生器11发出的激光通过外光路传导系统进入振镜组14；激光通过振镜组14高速摆动使激光在被切割极片16上工作并形成单个切割点；中央控制系统10继续控制激光发生器11发出激光，使具有能量的激光通过外光路传导系统进入振镜组14，激光通过振镜组14高速摆动在并在被切割极片上16形成一条切割线17。优选地，所述被切割极片16被激光切割过程中在其一侧设置吸嘴装置20将切割产生的粉尘吸走。优选地，所述被切割电芯极片16为用于新能源汽车的动力电池或用于电子设备的锂电池或用于汽车用途的蓄电池或用于无人机的聚合物锂电池的极片。优选地，所述被切割电芯极片16为包含涂覆、芯层和衬底的三层结构材料，且阴极极片有三种层次结构不同的区域，阳极极片有两种层次结构不同的区域。优选地，所述被切割电芯极片16在不同材质部位有不同的切割速度，其中阴极三种区域对应的切割速度范围分别为500-1000mm/s、2000-4000mm/s、800-2000mm/s，阳极的两种区域对应的切割速度范围分别为500-2000mm/s、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在电芯极片上的激光切割方法，其特征在于：包括以下步骤，  选定被切割极片（16）并设置被切割极片（16）与外光路传导系统的相对位置；  通过中央控制系统（10）控制激光发生器（11）发出激光；  激光发生器（11）发出的激光通过外光路传导系统进入振镜组（14）；  激光通过振镜组（14）高速摆动使激光在被切割极片（16）上工作并形成单个切割点；  中央控制系统（10）继续控制激光发生器（11）发出激光，使具有能量的激光通过外光路传导系统进入振镜组（14），激光通过振镜组（14）高速摆动在并在被切割极片上（16）形成一条切割线（17）。

【技术特征摘要】
1.一种在电芯极片上的激光切割方法，其特征在于：包括以下步骤，
选定被切割极片（16）并设置被切割极片（16）与外光路传导系统的相对位置；
通过中央控制系统（10）控制激光发生器（11）发出激光；
激光发生器（11）发出的激光通过外光路传导系统进入振镜组（14）；
激光通过振镜组（14）高速摆动使激光在被切割极片（16）上工作并形成单个切割点；
中央控制系统（10）继续控制激光发生器（11）发出激光，使具有能量的激光通过外光路传导系统进入振镜组（14），激光通过振镜组（14）高速摆动在并在被切割极片上（16）形成一条切割线（17）。
2.根据权利要求1所述的一种在电芯极片上的激光切割方法，其特征在于：所述被切割极片（16）被激光切割过程中在其一侧设置吸嘴装置（20）将切割产生的粉尘吸走。
3.根据权利要求1所述的一种在电芯极片上的激光切割方法，其特征在于：所述被切割电芯极片（16）为用于新能源汽车的动力电池或用于电子设备的锂电池或用于汽车用途的蓄电池或用于无人机的聚合物锂电池的极片。
4.根据权利要求1所述的一种在电芯极片上的激光切割方法，其特征在于：所述被切割电芯极片（16）为包含涂覆、芯层和衬底的三层结构材料，且阴极极片有三种层次结构不同的区域，阳极极片有两种层次结构不同的区域。
5.根据权利要求4所述的一种在电芯极片上的激光切割方法，其特征在于：所述被切割电芯极片（16）在不同材质部位有不同的切割速度，其中阴极三种区域对应的切割速度范围分别为500-1000mm/s、2000-4000mm/s、800-2000mm/s，阳极的两种区域对应的切割速度范围分别为500-2000mm/s、2000-4000mm/s。
6.根据权利要求1所述的一种在电芯极片上的激光切割方法，其特征在于：所述外光路传导系统包括激光反射镜、激光扩束镜（13）和光学聚焦镜（15），由激光发生器（11）射出的激光通过激光反射镜传导进激光扩束镜（13），被扩束后的激光通过振镜组（14）的传导到光学聚焦镜（15），通过光学聚焦镜（15）的聚焦，激光被聚焦在被切割电芯极片（16）上，形成单个切割点。
7.根据权利要求1所述的一种在电芯极片上的激光切割方法，其特征在于：所述激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宇超，裴冠森，宋玉立，何颖波，李加林，
申请(专利权)人：深圳市海目星激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44