一種激光切割裝置的制作方法

本實用新型涉及電池制造設備技術領域，尤其涉及一種激光切割裝置。

背景技術：

激光切割是將從激光器發射出的激光，經光路系統，聚焦成高功率密度的激光束，激光束照射到工件表面，使工件達到熔點或沸點，同時與光束同軸的高壓氣體將熔化或氣化金屬吹走，隨著光束與工件相對位置的移動，最終使材料形成切縫，從而達到切割的目的。激光切割加工是用不可見的光束代替了傳統的機械刀，具有高速度、高精度、高適應性等特點，同時還具有割縫隙、熱影響區小、切割面質量好、切割時無噪聲、切割過程容易實現自動化控制，不局限于切割圖案限制，加工成本低等特點。目前，激光切割已經廣泛應用于汽車、機車車輛制造、航空、化工、電器與電子、石油和冶金等工業部門中。

隨著國家大力推動能源汽車行業的發展，國內電池行業迎來了發展的新機遇，國內各大鋰電池企業也投入巨資進行新型鋰離子電池技術與制造工藝的的研發和改進，而激光切割加工極片也逐漸進入到鋰電池極片的切割領域。鋰電池的極片是由上下兩層各100-200微米的活性材料層與中間的集流體箔材層組成，激光切割機利用高強激光束的熱效應迅速切斷“三明治”結構極片，不與極片接觸加工，大大降低的設備耗材的成本，提高了加工效率。

然而，由于激光切割是利用其高能量瞬間燒穿極片，能量聚集度非常高，因此在加工過程中會產生眾多粉塵和金屬飛濺物。這些小顆粒會濺落在極片表面，對凝膠電解質造成破壞，因此無法應用于新型凝膠鋰離子電池極片的切割。

也就是說，現有技術中的激光切割裝置存在會產生小顆粒破壞凝膠電解質，導致無法應用于新型凝膠鋰離子電池極片的切割的技術問題。

技術實現要素：

本實用新型通過提供一種激光切割裝置，解決了現有技術中的激光切割裝置存在會產生小顆粒破壞凝膠電解質，導致無法應用于新型凝膠鋰離子電池極片的切割的技術問題。

為解決上述技術問題，本實用新型提供了如下技術方案：

一種激光切割裝置，包括：

底板；

激光發射器主機，所述主機活動的連接在所述底板上，并可相對所述底板作升降移動；所述主機與切割頭通過支撐臂連接；

極片夾具，所述極片夾具活動的連接在所述底座上，所述極片夾具與所述底板的角度能調節；其中，所述極片夾具的兩端均設置有排氣孔；

排氣管道，所述排氣管道設置在所述底板上，所述排氣管道與所述排氣孔連接，以提供對所述極片夾具上固定的物體進行抽氣或吹氣的氣道。

可選的，所述主機通過液壓升降臂活動的連接在所述底板上；所述液壓升降臂上設置有可升降的升降支架；所述主機固定在所述升降支架上。

可選的，所述液壓升降臂上設置有升降旋鈕，以控制所述主機的升降。

可選的，所述裝置還包括：擴束鏡，設置在所述主機和所述切割頭之間，以對所述主機產生的激光束進行擴束；振鏡，可旋轉的固定在所述切割頭上，以反射調整透過所述擴束鏡的激光束的角度；聚焦系統，所述聚焦系統固定在所述切割頭的端部，以對所述振鏡反射后的激光束進行匯聚，再將匯聚后的激光束發射出所述切割頭。

可選的，所述激光發射器主機為紫光激光器，以在所述物體為凝膠鋰電池極片時，降低激光切割對凝膠電解質的熱影響。

可選的，所述極片夾具通過旋轉螺絲活動的連接在所述底座上。

可選的，所述極片夾具為中空狀，以夾持所述物體的邊緣，進而使所述物 體的需切割區域處于懸空狀態。

可選的，所述排氣管道包括第一氣口和與所述第一氣口連通的兩個第二氣口；其中，所述兩個第二氣口分別與所述極片夾具兩端的排氣孔連接。

可選的，所述裝置還包括：惰性氣體源，所述惰性氣體源與所述第一氣口連通，以在切割所述物體時，依次通過所述第一氣口、所述兩個第二氣口和所述極片夾具兩端的排氣孔對所述物體表面進行吹惰性氣體。

可選的，所述裝置還包括：抽氣機，所述抽氣機與所述第一氣口連通，以在切割所述物體時，依次通過所述極片夾具兩端的排氣孔、所述兩個第二氣口和所述第一氣口對所述物體表面進行抽氣。

本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點：

1、本申請實施例提供的裝置，在極片夾具的兩端均設置有排氣孔，還設置與所述排氣孔連通的排氣管道，以提供對所述極片夾具上固定的物體進行抽氣或吹氣的氣道，能實現在切割物體時，可以及時將切割廢氣與金屬顆粒物抽除去，還可以對切割環境提供合適的提供氣體氛圍，防止有機凝膠電解質燃燒，提供了一種能應用于新型凝膠鋰離子電池極片的切割的激光切割裝置。

2、本申請實施例提供的裝置，設置激光發射器主機為紫光激光器，能將激光切割對凝膠電解質的熱影響降至最低，減少切割的失效率。

3、本申請實施例提供的裝置，設置極片夾具為中空狀，使極片能懸空切割，方便切割涂覆有凝膠電解質的極片，防止凝膠電解質受到擠壓，減少切割的失效率。

4、本申請實施例提供的裝置，設置擴束鏡對所述主機產生的激光束進行擴束，再通過振鏡以反射調整透過所述擴束鏡的激光束的角度來完成切割移動，最后通過聚焦系統，對所述振鏡反射后的激光束進行匯聚，以匯聚后的激光束作為切割激光，相比目前市場切割極片通常使用的傳統的激光刀模，能減少出現卷邊、切割面不平滑，有毛刺等產品缺陷，提高產品可靠性。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請實施例中激光切割裝置的正視圖；

圖2為本申請實施例中激光切割裝置的立體圖。

具體實施方式

本申請實施例通過提供一種激光切割裝置，解決了現有技術中的激光切割裝置存在會產生小顆粒破壞凝膠電解質，導致無法應用于新型凝膠鋰離子電池極片的切割的技術問題。提供了一種能應用于新型凝膠鋰離子電池極片的切割的激光切割裝置。

為解決上述技術問題，本申請實施例提供技術方案的總體思路如下：

本申請提供一種激光切割裝置，所述裝置包括：

底板；

激光發射器主機，所述主機活動的連接在所述底板上，并可相對所述底板作升降移動；所述主機與切割頭通過支撐臂連接；

極片夾具，所述極片夾具活動的連接在所述底座上，所述極片夾具與所述底板的角度能調節；其中，所述極片夾具的兩端均設置有排氣孔；

排氣管道，所述排氣管道設置在所述底板上，所述排氣管道與所述排氣孔連接，以提供對所述極片夾具上固定的物體進行抽氣或吹氣的氣道。

本申請實施例提供的裝置，在極片夾具的兩端均設置有排氣孔，還設置與所述排氣孔連通的排氣管道，以提供對所述極片夾具上固定的物體進行抽氣或吹氣的氣道，能實現在切割物體時，可以及時將切割廢氣與金屬顆粒物抽除去， 還可以對切割環境提供合適的提供氣體氛圍，防止有機凝膠電解質燃燒，提供了一種能應用于新型凝膠鋰離子電池極片的切割的激光切割裝置。

為了更好的理解上述技術方案，下面將結合具體的實施方式對上述技術方案進行詳細說明，應當理解本實用新型實施例以及實施例中的具體特征是對本申請技術方案的詳細的說明，而不是對本申請技術方案的限定，在不沖突的情況下，本申請實施例以及實施例中的技術特征可以相互組合。

在本實施例中，提供了一種激光切割裝置，請參考圖1和圖2，所述裝置包括：

底板1；

激光發射器主機2，所述主機2活動的連接在所述底板1上，并可相對所述底板1作升降移動；所述主機2與切割頭4通過支撐臂5連接；

極片夾具6，所述極片夾具6活動的連接在所述底座1上，所述極片夾具6與所述底板1的角度能調節；其中，所述極片夾具6的兩端均設置有排氣孔8；

排氣管道9，所述排氣管道9設置在所述底板1上，所述排氣管道9與所述排氣孔8連接，以提供對所述極片夾具6上固定的物體進行抽氣或吹氣的氣道。

在具體實施過程中，所述激光切割裝置可以用于切割涂覆有凝膠電解質層的極片，也可以用于其他電池極片，或其他物體的切割，在此不作限制。

下面結合圖1和圖2來詳細說明所述激光切割裝置的結構和使用方法：

首先，介紹所述激光切割裝置的結構。

在本申請實施例中，所述主機2是激光束的產生裝置，所述主機2可以相對所述底板1作升降移動。

在本申請實施例中，所述主機2通過液壓升降臂3活動的連接在所述底板1上；所述液壓升降臂3上設置有可升降的升降支架12；所述主機2固定在所述升降支架12上。

進一步，所述液壓升降臂3上設置有升降旋鈕13，以控制所述主機2的升降。

具體來講，旋轉所述升降按鈕13，可以調節所述液壓升降臂3的液壓，從而控制升降支架12的上升或下降，進而控制固定在所述升降支架12上的主機2的升降。

當然，在具體實施過程中，所述主機2還可以通過安裝有支架的柱體活動的連接在所述底板1上，支架上固定所述主機2，所述支架通過螺栓固定在所述柱體上，通過旋松所述螺栓可以實現所述支架沿所述柱體升降，通過旋緊所述螺栓可以將所述支架固定在需要的高度，在此不作限制。

在本申請實施例中，所述裝置，還包括：

擴束鏡14，設置在所述主機2和所述切割頭4之間，以對所述主機2產生的激光束進行擴束；

振鏡15，可旋轉的固定在所述切割頭4上，以反射調整透過所述擴束鏡14的激光束的角度；

聚焦系統16，所述聚焦系統16固定在所述切割頭4的端部，以對所述振鏡15反射后的激光束進行匯聚，再將匯聚后的激光束發射出所述切割頭4。

進一步，所述聚焦系統16可以為聚焦鏡。

具體來講，切割激光束的產生是先由激光發射器主機2產生激光，然后，擴束鏡14將激光發射器主機2產生的激光束進行擴束，再由所述振鏡15通過旋轉擺動來調整反射出的激光束的角度，將激光束反射入聚焦系統16中，聚焦系統16最后將激光束進行匯聚，并將可以用來切割物體的激光束發射出切割頭4。

在具體實施過程中，在切割工件時割頭4不必移動，只需要通過調整振鏡15的角度就可以完成切割。

具體來講，振鏡15的角度是按照預設的要求進行調節的，具體可以由與所述振鏡15連接的計算機、單片機或電路板控制完成，在此不作限制。

進一步，所述激光發射器主機為紫光激光器，以在所述物體為凝膠鋰電池極片時，降低激光切割對凝膠電解質的熱影響。

在本申請實施例中，所述極片夾具6與底板1之間的角度可以調節。

進一步，所述極片夾具6通過旋轉螺絲7活動的連接在所述底座1上。

在本申請實施例中，所述極片夾具6為中空狀，以夾持所述物體的邊緣來固定所述物體，進而使所述物體的需切割區域處于懸空狀態。

舉例來說，所述極片夾具6可以為環形夾具，或僅兩端夾持物體的夾具，在此不作限制。

具體來講，使極片能懸空切割，能更方便切割涂覆有凝膠電解質的極片，防止凝膠電解質受到擠壓，減少切割的失效率。

在具體實施過程中，所述排氣管道9包括第一氣口10和與所述第一氣口10連通的兩個第二氣口11；其中，所述兩個第二氣口11分別與所述極片夾具6兩端的排氣孔8連接。

為了增強對需切割物體的吹氣或抽氣強度，也可以在所述極片夾具6上設置兩個以上的排氣孔8，對應在所述排氣管道9設置兩個以上的第二氣口11。

接下來，介紹所述激光切割裝置的使用方法。

在具體實施過程中，以所述物體為極片為例，

先通過極片夾具6放置待切割的極片，極片夾具6的底部設有與底板1接觸的旋轉螺絲，通過調整螺絲控制極片夾具6與底板1的角度；

切割固定規格極片時，通過程序預先計算好的參數自動調整液壓升降臂，從而調整固定在升降支架12上的主機2，再控制振鏡15按照固定程序旋轉，完成切割。

切割過程中的氣流控制，可以有至少以下兩種方法：

第一種，當所述裝置在空氣中工作時，惰性氣體從第一氣口10通入，分經所述兩個第二氣口11接入到極片夾具6的排氣孔8，以對所述極片表面吹氣。

即所述的裝置，還包括：

惰性氣體源，所述惰性氣體源與所述第一氣口10連通，以在切割所述物體時，依次通過所述第一氣口10、所述兩個第二氣口11和所述極片夾具6兩端的排氣孔8對所述極片表面進行吹惰性氣體。

具體來講，在激光切割時增加輔助惰性氣體，一方面可以提高及時去除切割產生的廢氣粉塵和金屬顆粒物，另一方面惰性氣體還可以起到冷卻工件的作用，防止有機凝膠電解質燃燒。

第二種，當所述裝置已處于手套箱等惰性氣體環境中，惰性氣體從極片的上下表面流入，從排氣孔8流出，經兩個第二氣口11合并入第一氣口10中，再被氣泵抽出。

即所述裝置還包括：

抽氣機，所述抽氣機與所述第一氣口10連通，以在切割所述極片時，依次通過所述極片夾具6兩端的排氣孔8、所述兩個第二氣口11和所述第一氣口10對所述極片表面進行抽氣。

需要說明的是，上述第一種方式應用環境廣泛，適用于對空氣氣氛環境不敏感的工件，而對凝膠電解質這類對水分，氧氣敏感的材質，最好采用上述第二種工作模式，不僅能夠及時抽出煙塵和金屬顆粒物，還能起到冷卻工件，防止水分和氧氣與凝膠電解質反應，并且阻止有機物質碳化。

進一步，所述惰性氣體為氮氣。

上述本申請實施例中的技術方案，至少具有如下的技術效果或優點：

1、本申請實施例提供的裝置，在極片夾具的兩端均設置有排氣孔，還設置與所述排氣孔連通的排氣管道，以提供對所述極片夾具上固定的物體進行抽氣或吹氣的氣道，能實現在切割物體時，可以及時將切割廢氣與金屬顆粒物抽除去，還可以對切割環境提供合適的提供氣體氛圍，防止有機凝膠電解質燃燒，提供了一種能應用于新型凝膠鋰離子電池極片的切割的激光切割裝置。

2、本申請實施例提供的裝置，設置激光發射器主機為紫光激光器，能將激光切割對凝膠電解質的熱影響降至最低，減少切割的失效率。

3、本申請實施例提供的裝置，設置極片夾具為中空狀，使極片能懸空切割，方便切割涂覆有凝膠電解質的極片，防止凝膠電解質受到擠壓，減少切割的失效率。

4、本申請實施例提供的裝置，設置擴束鏡對所述主機產生的激光束進行擴束，再通過振鏡以反射調整透過所述擴束鏡的激光束的角度來完成切割移動，最后通過聚焦系統，對所述振鏡反射后的激光束進行匯聚，以匯聚后的激光束作為切割激光，相比目前市場切割極片通常使用的傳統的激光刀模，能減少出現卷邊、切割面不平滑，有毛刺等產品缺陷，提高產品可靠性。

盡管已描述了本實用新型的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本實用新型范圍的所有變更和修改。

顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。