[发明专利]一种在电芯极片上的激光切割方法和装置

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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，本发明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。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明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。

本发明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，

选定被切割电芯极片并设置被切割电芯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电芯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电芯极片上形成一条切割线。

作为上述技术方案的进一步改进，所述被切割电芯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、振镜组和升降工作台。

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，还包括用于吹吸电芯极片被激光切割过程中的粉尘的吹吸嘴装置。