激光切断方法技术

通过对厚度和熔点互不相同的一对板材照射激光来进行切断的激光切断方法，该方法具备以下步骤：板材配置步骤，以使上述一对板材中的熔点低的板材的激光照射面的相反面比熔点高的板材的激光照射面的相反面突出的方式，并排地配置一对板材；焦点调整步骤，使激光的焦点位置对准于上述一对板材中的熔点高的板材的激光照射面的相反的背面；以及板材切断步骤，照射激光，保持相对于上述一对板材的激光的焦点位置并通过一系列动作切断上述一对板材。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及利用激光切断被加工物的。
技术介绍
以往，已知一种对被加工物照射会聚的激光来熔化并切断被加工物的。在JP2001-176501A中公开了对一种对层叠型电池的电极进行激光切断的方法。在JP2001-176501A中，被加工物是在表面涂敷活性物质来构成电极的集电体。与通过冲压来进行切断的情况相比，在激光切断的情况下能够抑制由冲压型具的磨损等导致的产生毛刺。
技术实现思路
另外，一般地，在通过激光切断来切断厚度不同的一对板材的情况下，需要与板材的厚度相应地变更切断条件，以适应各板材的切断条件来进行激光切断。因此，为了连续地切断厚度不同的一对板材，有可能额外花费用于变更切断条件的时间。本专利技术是着眼于这样的问题而完成的，其目的在于提供一种能够抑制切断时的毛刺高度，并且能够缩短厚度不同的一对板材的加工时间的。为了达成上述目的，根据本专利技术的某个方式，通过对厚度和熔点各不相同的一对板材照射激光来进行切断的包括:以使一对板材中的熔点低的板材的激光照射面的相反面比熔点高的板材的激光照射面的相反面突出的方式，并排地配置一对板材，使激光的焦点位置对准于上述一对板材中的熔点高的板材的激光照射面的相反的背面，照射激光，并且在保持相对于一对板材的激光的焦点位置的同时通过一系列的动作进行切断。下面，参照所附附图对本专利技术的实施方式、本专利技术的优点进行详细地说明。附图说明图1是表示使用本专利技术的一个实施方式的的激光切断装置的结构图。图2是图1的激光切断装置中的加工头附近的放大图。图3A是对本专利技术的一个实施方式的的板材配置步骤进行说明的图。图3B是对本专利技术的一个实施方式的的焦点调整步骤进行说明的图。图3C是对本专利技术的一个实施方式的的板材切断步骤进行说明的图。图3D是对本专利技术的一个实施方式的的气体吹喷步骤进行说明的图。图4是表示激光焦点位置的变化对毛刺高度的影响的曲线图。图5A是表示激光焦点位置的变化对切口宽度的影响的曲线图。图5B是说明切口宽度的图。图6是表示辅助气体的气压的变化对最大毛刺高度的影响的曲线图。具体实施例方式首先，参照图1和图2对作为被加工物的具有正极电极片Ila和负极电极片12a的层叠型电池10进行说明。将正极电极11和负极电极12隔着作为多孔质膜的隔膜(省略图示)进行层叠，并与电解质一起收纳到层压包15的内部，由此形成层叠型电池10。层叠型电池10是锂离子二次电池等层压型的电池。正极电极11具备涂敷有正极活性物质(省略图示)的正极集电箔(省略图示)和与正极集电箔相接合的正极电极片11a。正极活性物质例如包括钴酸锂、锰酸锂等锂过渡金属氧化物。正极集电箔例如由铝等金属形成。如图2所示，正极电极片Ila是具有照射激光的激光照射面Ilb和激光照射面Ilb的相反面Ilc的板材。在此，正极电极片Ila由比正极集电箔厚0.4[mm]的招形成。负极电极12具备涂敷有负极活性物质(省略图示)的负极集电箔(省略图示)和与负极集电箔相接合的负极电极片12a。负极活性物质例如包括硬碳、石墨等碳材料。负极集电箔例如由铜等金属形成。如图2所示，负极电极片12a也同样是具有照射激光的激光照射面12b和激光照射面12b的相反面12c的板材。在此，负极电极片12a由比负极集电箔厚0.2[mm]的铜形成。正极电极片Ila和负极电极片12a的厚度和熔点互不相同。具体地说，负极电极片12a形成为比正极电极片Ila薄。另外，与由铝形成的正极电极片Ila相比，由铜等形成的负极电极片12a的熔点高。将正极电极片Ila和负极电极片12a平行地设置，使得激光照射面Ilb与激光照射面12b在同一水平面。换句话说，将正极电极片Ila和负极电极片12a平行地设置，使得与熔点相对高的负极电极片12a的相反面12c相比，熔点相对低的正极电极片Ila的相反面Ilc为向图中下方突出的状态。这些正极电极片Ila和负极电极片12a相当于一对板材。接着，参照图1和图2对使用本专利技术的实施方式所涉及的的激光切断装置100进行说明。激光切断装置100对正极电极片Ila和负极电极片12a照射会聚的激光而使它们熔化并进行切断。激光切断装置100具备载置层叠型电池10的载置台20、提供激光的激光提供装置30、照射激光的加工头40以及使加工头40在两个方向上移动的XY工作台50。载置台20具有用于载置层叠型电池10的上表面21。载置台20形成为如下的尺寸:当载置有层叠型电池10时仅保持层压包15，使正极电极片Ila和负极电极片12a暴露到外部。激光提供装置30具备产生激光振荡的激光振荡器31和传输激光的光纤32。激光振荡器31输出通过光纤自身振荡产生的光纤激光。由激光振荡器31振荡产生的激光是激光的能量分布为单模的高能量密度的单模光纤激光。单模光纤激光的光束质量高且聚光性优良，因此适于精细加工。光纤32将激光振荡器31与加工头40相连接。激光振荡器31振荡产生的激光从光纤32中通过并传输到加工头40。如图2所示，加工头40具备在主体41的内部同轴排列的准直透镜42和聚光透镜43。由光纤32传输来的激光当通过准直透镜42时成为平行光线，当通过聚光透镜43时向焦点会聚。在加工头40的前端形成喷嘴44，从喷嘴44向外部照射激光。如图1所示，加工头40被保持在XY工作台50上。XY工作台50具备X轴51和Y轴52，其中，该X轴51使加工头40沿着正极电极片Ila和负极电极片12a的宽度方向移动，该Y轴52使加工头40沿着正极电极片Ila和负极电极片12a的长度方向移动。由此，加工头40能够一边保持相对于正极电极片Ila和负极电极片12a的激光的焦点位置、一边进行平行移动。在此，在将加工头40设置为能够沿着高度方向移动的情况下，加工头40的高度方向的移动误差有可能对激光的焦点位置造成影响。因此，加工头40被固定为不能沿着高度方向移动。由此，加工头40为固定光学系统，能够防止由于加工头40在高度方向移动时的移动误差导致激光的焦点位置发生偏离。另外，可以不设置用于使加工头40在高度方向移动的机构，因此能够简化设备，从而实现成本降低。另外，激光切断装置100具备提供辅助气体的气体提供装置60，该辅助气体与激光同轴地喷向正极电极片Ua和负极电极片12a。气体提供装置60具备气罐61和配管62，该气罐61积存被压缩后的高压的气体，该配管62将气罐61与加工头40相连接。在气罐61中填充有用于辅助激光切断的辅助气体。气罐61经由配管62与加工头40相连接，来对加工头40提供辅助气体。在此，辅助气体是压缩空气。辅助气体被吹喷到要进行激光切断的部分，来吹散并去除熔化蒸发后的气体。由此，能够抑制熔化物附着到被加工部。根据要切断的材料的不同而选择性使用辅助气体。作为辅助气体，可以使用氧、氮或者氩等。接着，主要参照图3A至图3D来说明激光切断装置100的。首先，在载置台20的上表面21上载置层叠型电池10，以使正极电极片Ila的激光照射面Ilb与负极电极片12a的激光照射面12b在同一水平面的方式来平行地排列配置一对板材(板材配置步骤#101)。在此，层叠型电池10形成为使激光照射面Ilb与激光照射面12b在同一水平面上，因此仅通过载置在载置台20的上表面21就完成配置。接着，进行调整，以使从加工头40照射的激光的焦本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.19 JP 2010-2347221.一种激光切断方法，通过对厚度和熔点互不相同的一对板材(Ila、12a)照射激光来进行切断，该方法包括以下步骤: 板材配置步骤，以使上述一对板材(lla、12a)中的熔点低的板材(Ila)的激光照射面(Ilb)的相反面(He)比熔点高的板材(12a)的激光照射面(12b)的相反面(12c)突出的方式，并排地配置上述一对板材(lla、12a)； 焦点调整步骤(#102)，使激光的焦点位置对准于上述一对板材(lla、12a)中的熔点高的板材(12a)的激光照射面(12b)的相反面(12c);以及 板材切断步骤(#103)，照射激光，并且在保持相对于上述一对板材(lla、12a)的激光的焦点位置的同时通过一系列动作来切断上述一对板材(lla、12a)。2.根据权利要求1所述的激光切断方法，其特征在于， 与上述一对板材(11a、12a)中的熔点高的板材(12a)的焦点裕度相应地设定熔点低的板材(Ila)的板厚的最大值，熔点高的板材(12a)的焦点裕度的宽度越窄，熔点低的板材(Ila)的板厚的最大值越小。3.根据权利要求2所述的激光切断方法，其特征在于， 上述一对板材(lla、12a)中的熔点低的板材(Ila)是铝板，...

【专利技术属性】
技术研发人员：滨口祐司，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：
国别省市：