利用激光的正极切割装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201480002615.6

申请日:

2014.10.31

公开号:

CN104755219A

公开日:

2015.07.01

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):B23K 26/38申请日:20141031|||公开

IPC分类号:

B23K26/38(2014.01)I; B23K26/06(2014.01)I; B23K26/04(2014.01)I; H01S3/10

主分类号:

B23K26/38

申请人:

LG化学株式会社

发明人:

金台洙; 成耆殷; 李尚益; 李镇洙; 潘镇浩; 徐大韩; 辛富建; 闵基泓; 陆荣珉; 安昶范

地址:

韩国首尔

优先权:

10-2013-0132063 2013.11.01 KR

专利代理机构:

北京鸿元知识产权代理有限公司11327

代理人:

姜虎; 陈英俊

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内容摘要

本发明涉及能够利用激光连续切割正极片的正极切割装置,本发明的优选实施例涉及的利用激光的正极切割装置可具备:激光振荡器,用以发射激光束;以及聚焦透镜,聚焦从所述激光振荡器发射的所述激光束以照射到正极片上,从而切割所述正极片;其中,照射到所述正极片表面的激光束的焦斑尺寸可以是10μm~50μm,所述焦斑的能量密度可以是25J/cm2以上。

权利要求书

1.  一种利用激光的正极切割装置,其特征在于,具备:
激光振荡器,用以发射激光束;以及
聚焦透镜,对从所述激光振荡器发射的所述激光束进行聚焦并照射到正极片上,从而切割所述正极片;
其中,照射到所述正极片表面的激光束的焦斑尺寸是10μm~50μm,所述焦斑的能量密度是25J/cm2以上。

2.
  根据权利要求1所述的利用激光的正极切割装置,其特征在于,
所述激光束的频率是35kHz~300kHz。

3.
  根据权利要求1所述的利用激光的正极切割装置,其特征在于,
所述激光振荡器的输出功率是20W~500W。

4.
  根据权利要求1所述的利用激光的正极切割装置,其特征在于,
所述激光的表示激光品质的变量即光束模式参数值(M2)是1~2.0。

5.
  根据权利要求1所述的利用激光的正极切割装置,其特征在于,
所述聚焦透镜的焦距是100mm~300mm。

6.
  根据权利要求1所述的利用激光的正极切割装置,其特征在于,进一步具备:
开卷器,用以放卷所述正极片;以及
收卷器,自所述开卷器隔开配置,用以收卷从所述开卷器放卷的所述正极片;
其中,所述聚焦透镜向所述正极片的横悬区间照射所述激光束,所述横悬区间为所述正极片的横跨在所述开卷器与所述收卷器之间的区间。

7.
  根据权利要求6所述的利用激光的正极切割装置,其特征在于,进一步包括:
正极片引导部,支承所述横悬区间的至少一部分区间,以防止所述正极片的横悬区间中的被聚焦激光所照射的区域下垂。

8.
  根据权利要求7所述的利用激光的正极切割装置,其特征在于,
所述正极片引导部包括:
第一引导部,用于支承所述正极片的横悬区间的两面中下垂方向一侧的 面即第一面;以及
第二引导部,以与所述横悬区间的第二面隔开的方式配置在所述第二面侧,用以抑制所述正极片的横悬区间向所述正极片的横悬区间的两面中下垂方向的反方向摇动。

9.
  根据权利要求8所述的利用激光的正极切割装置,其特征在于,
所述第一引导部与所述第二引导部之间的间隔是0.5mm~2mm。

10.
  根据权利要求6所述的利用激光的正极切割装置,其特征在于,进一步具备:
第一反射镜和第二反射镜,配置在连接所述激光振荡器和所述聚焦透镜之间的光路上,能够分别围绕构成正交坐标系的第一轴及第二轴进行旋转,以使通过所述聚焦透镜聚焦的激光束的焦斑能够移动到所述正极片表面上的所需位置。

11.
  根据权利要求10所述的利用激光的正极切割装置,其特征在于,进一步具备:
光束宽度调节器,配置在所述光路上,且位于比所述第一反射镜和所述第二反射镜更接近所述激光振荡器的位置,用于调节从所述激光振荡器发射的激光束的光束宽度。

12.
  根据权利要求11所述的利用激光的正极切割装置,其特征在于,
所述光束宽度调节器具备:
第一透镜;以及
第二透镜,位于比所述第一透镜更远离所述激光振荡器的位置;
并且,形成有距离调整结构,用于调整所述第一透镜与所述第二透镜之间的距离,以调整通过所述聚焦透镜而聚焦的激光束的焦斑与所述正极片之间的距离。

13.
  根据权利要求1所述的利用激光的正极切割装置,其特征在于,
所述激光是可进行脉冲调制的二极管泵浦固体激光。

14.
  根据权利要求1所述的利用激光的正极切割装置,其特征在于,
所述激光是光纤激光。

说明书

利用激光的正极切割装置
技术领域
本发明涉及利用激光的正极(cathode)切割装置,更具体地涉及能够利用激光来连续切割正极片的正极切割装置。
背景技术
一般来说,随着对移动设备的技术开发和需求的增加,对二次电池的需求也正急剧增加,其中,能量密度和工作电压高且储存和寿命特性优异的锂(离子/聚合物)二次电池不但使用于各种移动设备上,还作为各种电子产品的能量源而广泛使用。
所述锂(离子/聚合物)二次电池构成为电极组装体收容在外封装壳内,该电极组装体具有正极(cathode)与负极(anode)交替层叠并且在正极与负极之间设置有隔离膜的结构。
另一方面,构成电极组装体的电极具有在平坦的电极板一端引出电极片的结构,而为了制造引出有电极片的电极板,现有技术中使用了模具切割器。具体来说,使用具有能在电极板材料中保留电极片的形状而切割其余部分的形状的模具切割器来制造引出有电极片的电极板。
这样,使用模具切割器来切割电极材料,虽然具有切割品质高的优点,但是制造精密形状的模具切割器所需要的时间非常长,而且模具切割器本身价格高,此外还存在只能按照既定的模具切割器的形状来切割电极材料的局限性。因此,如果要在切割电极材料的工厂的生产线上制造具有多种形状及尺寸的电极板,则需要多次重复进行停止生产线以替换模具切割器后再次启动的过程。
需要准备多种模具切割器并且将其替换,这不仅仅是提高模具切割器生产单价的问题,还导致明显降低单位时间所能生产的电极板合格率。
发明内容
技术问题
本发明为了解决上述的问题而提出,涉及电极中尤其是正极的内容,目的在于提供一种正极切割装置,即便在同一条生产线上制造不同形状的正极也无需停止生产线,因而合格率及开动率高。
本发明的另一目的在于提供一种正极切割装置,能够降低正极切割工艺的成本。
问题解决手段
为了达到如上所述的目的,本发明的优选实施例涉及的利用激光的正极切割装置可具备:激光振荡器,用以发射激光束;以及聚焦透镜,聚焦从所述激光振荡器发射的所述激光束以照射到正极片上,从而切割所述正极片;其中,照射到所述正极片表面的激光束的焦斑尺寸可以是10μm~50μm,所述焦斑的能量密度可以是25J/cm2以上。
此外,所述激光束的频率可以是35kHz~300kHz。
此外,所述激光振荡器的输出功率可以是20W~500W。
此外,所述激光的光束模式参数值M2可以是1~2.0,所述光束模式参数是表示激光品质的变量。
此外,所述聚焦透镜的焦距可以是100mm~300mm。
此外,所述利用激光的正极切割装置可进一步具备:开卷器,用以放卷所述正极片;以及收卷器,自所述开卷器隔开配置,用以收卷从所述开卷器放卷的所述正极片;其中,所述聚焦透镜可向所述正极片的横悬区间照射所述激光束,所述横悬区间为横跨在所述开卷器与所述收卷器之间的区间。
此外,所述利用激光的正极切割装置可进一步包括:正极片引导部,支承所述横悬区间的至少一部分区间,以防止所述正极片横悬区间中的被聚焦的激光所照射的区域下垂。
此外,所述正极片引导部可包括:第一引导部,用于支承所述正极片的横悬区间的两面中下垂方向一侧的面即第一面;以及第二引导部,以与所述横悬区间的第二面隔开的方式配置在所述第二面侧,用以抑制所述正极片的横悬区间向所述正极片的横悬区间的两面中下垂方向的反方向摇动。
此外,所述第一引导部与所述第二引导部之间的间隔可以是0.5mm~2mm。
此外,所述利用激光的正极切割装置可进一步具备:第一反射镜和第二反射镜,配置在连接所述激光振荡器和所述聚焦透镜之间的光路上,能够分别围绕构成正交坐标系的第一轴及第二轴旋转,以使通过所述聚焦透镜聚焦的激光束的焦斑能够移动到所述正极片表面上的所需位置。
此外,所述利用激光的正极切割装置可进一步具备:光束宽度调节器,配置在所述光路上,且位于比所述第一反射镜和所述第二反射镜更接近所述激光振荡器的位置,用于调节从所述激光振荡器发射的激光束的光束宽度。
此外,所述光束宽度调节器可具备:第一透镜;以及第二透镜,位于比所述第一透镜更远离所述激光振荡器的位置;并且,可形成有距离调整结构,用于调整所述第一透镜与所述第二透镜之间的距离,以调整通过所述聚焦透镜而聚焦的激光束的焦斑与所述正极片之间的距离。
此外,所述激光可以是可进行脉冲调制的二极管泵浦固体(DPSS)激光。
此外,所述激光可以是光纤激光。
发明效果
根据本发明,可以提供即便是在同一条生产线上制造不同形状的正极也无需要停止生产线,因而合格率及开动率高的正极切割装置。
此外,可以提供能够降低正极切割工艺的成本的正极切割装置。
附图说明
本说明书中所附的以下附图用来例示本发明的优选实施例,并且与上述的本发明的详细说明一同进一步加深对本发明的技术思想的理解,因此本发明不应限定于这些附图中所示的事项。
图1是本发明涉及的利用激光的正极切割装置的局部立体图。
图2是通过了聚焦透镜的激光束的光路示意图。
图3是模式化地示出本发明涉及的利用激光的正极切割装置的主视图。
图4是沿着图3的IV-IV线的剖视图。
图5是根据光束宽度变化而聚焦的激光束的焦斑位置变化的示意图。
图6至图9是根据激光束的频率而变化的正极片剖面状态的照片。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明。然而本发明并不局限于或者限定于以下实施例。
本说明书及权利要求书中所使用的术语或者单词,其解释不应限定于一般的或者词典中的含义,而是应立足于发明人为了能够以最优选的方法说明其发明而适当地定义术语的概念的原则,将其解释为符合本发明技术思想的含义和概念。
附图中为了便于说明以及准确性,各组件或者构成其组件的特定部分的大小而被夸张或者省略或者概略示出。因此,各组件的大小并非完全反映实际大小。如果认为对于公知功能或者结构的具体说明有可能模糊本发明的要旨,则会省略对其的说明。
图1是本发明涉及的利用激光的正极切割装置的局部立体图。
参照图1,本发明的优选实施例涉及的利用激光的正极切割装置(以下称“正极切割装置”)具备:激光振荡器11,用以发射激光束;聚焦透镜15,聚焦从激光振荡器11发射的激光束以照射到正极片3上,从而切割正极片3。优选为,通过了聚焦透镜15的激光束的焦斑接触于正极片3的表面。其中,焦斑是指后述的焦深内的激光束。
本发明所使用的激光可以是在激光振荡形状上具有1μs以下脉冲(Pulse)宽度的脉冲调制方式的激光,且作为脉冲调制方式而使用的方法可以是Q开关(Q-switching)或者主振荡器脉冲放大(MOPA:Master Oscillator Pulse Amplification)方式,然而并非仅限定于这种方式,只要是具有10ps以上且1μs以下的脉冲宽度的脉冲调制(Pulse Modulation)方式,其调制方式就不受限制。
为了使激光振荡器11产生激光而使用的共振器可采用光学纤维,而将光学纤维作为共振器而发射的激光称为光纤激光,本发明可以使用光纤激光。此外,可以使用二极管泵浦固体激光(DPSS:Diode Pumped Solid State Laser)。
图2是通过了聚焦透镜的激光束的光路示意图。
当光束宽度为BW,聚焦后的激光斑的最小半径为W0,聚焦透镜15的焦距为f时,将聚焦后的激光斑的半径为的两点之间的距离称为焦深(Depth of Focus)。只有当切割对象位于焦深内的激光束即焦斑之内时,才能以足够的能量进行切割,而如果脱离焦斑,则由于激光束的能量显著降低, 从而导致切割对象的切割不完整或者切割品质不良。
焦斑尺寸W0可用如下数学式①表示。
数学式1
W0=4λM2fπD]]>             ...①
上面的数学式①中,λ是激光的波长;M2是被称为光束模式参数(Beam Mode Parameter)的变量,用以表示激光的品质,其理论值为1,实际值则约为1.3。本发明使用的激光的M2值越接近1越好,然而有可能根据激光的输出及振荡方式而有所不同。但参照数学式①,当M2值为2以上时,为了减小焦斑尺寸,需要使焦深变大,因此优选M2的值为1~2.0。f是聚焦透镜15的焦距,D是射入聚焦透镜15的激光束的光束宽度。
焦深可用如下数学式②表示,在数学式②中,L表示焦深,而焦深也被称为瑞利长度(Rayleigh length)。
数学式2
L=8·f2·λπ·D2·M2]]>       ...②
通过上面的数学式①及②之间的关系,导出如下数学式③。
数学式3
L=W0·2fD]]>          ...③
当焦斑尺寸W0小时,激光束的能量集中在狭窄的区域内,因此容易对切割对象进行切割,当焦深长时,即便切割对象相对于激光束的位置出现变化或者切割对象的表面不均匀,也始终能够顺利切割,因此理想的方式为,同时实现焦斑尺寸W0小且焦深长。
然而,参照所述数学式③,焦深与激光斑的尺寸成正比。
因此,如果焦斑尺寸小,则虽然能够提高激光束的单位面积的能量密度,然而焦深也跟着变短,所以,当切割对象相对于激光束的位置出现变化或者 切割对象的表面不均匀时,切割对象无法顺利被切割。
相反地,如果焦深长,则对切割对象相对于激光束的位置出现变化或者切割对象的表面不均匀的情况的敏感程度轻微,因此设定切割对象或者焦点位置等的操作变得容易,然而,由于焦斑尺寸也随着焦深一同变大,导致激光束的单位面积的能量密度小于能够对切割对象进行切割的水平。
如此,由于无法同时实现焦深很长且焦斑尺寸很小,因此对于正极片3的切割来说,找出焦深与焦斑尺寸之间的平衡非常重要。此外,在利用激光来切割正极时,需要掌握哪些变量是重要的变量。
以下,首先对为此而进行的实验中所使用且能够实际应用于正极切割工艺中的正极切割装置进行说明,然后,对为了找出焦深与激光斑的尺寸之间的平衡并且掌握哪些变量是重要变量而进行的实验及其结果进行说明。
图3是模式化地示出本发明涉及的利用激光的正极切割装置的主视图,图4是沿着图3之IV-IV线的剖视图。
参照图1、图3及图4,本发明涉及的正极切割装置除了前述的激光振荡器11和聚焦透镜15之外,还具备:开卷器5,用以放卷正极片3;收卷器7,与开卷器5隔着间隔而配置,用以收卷由开卷器5放卷的正极片3。
聚焦透镜15用于向正极片3中横跨在开卷器5与收卷器7之间的区间即横悬区间S照射激光束。
开卷器5上卷绕有正极片3,以图3为基准向顺时针方向旋转以放卷正极片3。此外,收卷器7以图3为基准向顺时针方向旋转以卷绕由开卷器5放卷的正极片3。
将在开卷器5与收卷器7之间以放卷规定区间长度的状态横跨在开卷器5与收卷器7之间的区间称为横悬区间S,而为了避免对应于横悬区间S的正极片3在放卷以及收卷过程中发生隆起、折叠、起皱等现象,优选为正极片3在保持一定张力的状态下被放卷及收卷。
另一方面,在连接激光振荡器11与聚焦透镜15之间的光路上可配置第一反射镜13和第二反射镜14。
第一反射镜13和第二反射镜14功能在于,使通过聚焦透镜15聚焦的激光束的焦斑移动到正极片3表面上的所需位置。第一反射镜13可以以第一轴为基准进行旋转,第二反射镜14可以以第二轴为基准进行旋转,其中,第一 轴和第二轴构成正交坐标系,并且通过调整第一反射镜13相对于第一轴的旋转角度、以及第二反射镜14相对于第二轴的旋转角度,能够将可聚焦的激光束的焦斑移动到正极片3表面上的无数点上。
此外,可以在光路上配置光束宽度调节器12,该光束宽度调节器12位于比第一反射镜13和第二反射镜14更接近激光振荡器11的位置,用于调节从激光振荡器11发射的激光束的光束宽度。
光束宽度调节器12具备:第一透镜12A;以及第二透镜12B,位于比该第一透镜12A更远离激光振荡器11的位置,优选为形成有距离调整结构(未图示),用来调整第一透镜12A与第二透镜12B之间的距离。
可以通过移动第一透镜12A与第二透镜12B中的至少一个来调整第一透镜12A与第二透镜12B之间的距离,由此不仅能够调节入射于第一反射镜13的光束宽度,还能调节通过聚焦透镜15而聚焦的激光束的焦斑与正极片3之间的距离,对此参照图5进一步详细说明。
图5是根据光束宽度变化而聚焦的激光束的焦斑位置变化的示意图,根据第一透镜12A与第二透镜12B之间的间隔,通过了光束宽度调节器12的激光束可以平行入射(以实线表示)、或以发散状态入射(以点划线表示),或者以汇聚状态入射(以虚线表示)于聚焦透镜15,而各激光束按照顺序聚焦于Z2、Z1、Z3位置。以上只对典型的三种示例进行了说明,然而可通过精细地调整激光束的发散程度或者汇聚程度,能够对聚焦的激光束的焦斑和正极片3之间的距离进行非常精细的调整。
为了能够按照需要切割正极片3,焦斑必须位于正极片3的表面上,因此必须准确地将焦斑对准正极片3的表面,而本发明为此采用了调整第一透镜12A与第二透镜12B之间间距的方式。
一般,为了调整激光束的焦斑高度而使用可上下进行调整的调节器,但是,当使用调节器机构时,就容易发生因外部冲击而导致设置位置出现细微变化或者扭曲的现象。因此,本发明采用了通过调节光学透镜自身的相互距离来调整焦斑高度的方式,而这种方式相对于调节器机构较少受到来自外部冲击的影响,而且还免受在校准调节器机构时出现的缝隙所导致的细微误差的影响。
另一方面,即便已通过光束宽度调节器12对焦斑进行精细的调整,但如 果对应于横悬区间S的正极片3无法保持一定的高度,则有可能无法顺利切割正极片3。
为了使这种正极片3切割不完整的可能性最小化,本发明涉及的正极切割装置可以进一步具备正极片引导部20。
参照图1、图3及图4对正极片引导部20进行详细说明。
正极片引导部20是为了防止正极片3横悬区间S中的、聚焦的激光所照射的区域下垂而设置的用于支承横悬区间S的至少一部分区间的结构,正极片引导部20具备第一引导部21,用于支承对应于横悬区间S的正极片3的两面中下垂方向侧的一面即第一面1,另外,可以进一步包括第二引导部22,以与横悬区间S的第二面2隔开的方式配置在第二面2侧,用以抑制正极片3的横悬区间S向与第一面1相反的方向摇动。
如图1及图4所示,具备第一引导部21和第二引导部22的正极片引导部20可以形成为U字形状,虽然附图中示出只引导正极片3宽度的约一半以下,然而与此不同地,可以设置成能够引导整个正极片3的宽度。
另一方面,如前所述,由于无法同时实现焦深很长且激光束的焦斑尺寸很小,因此对于正极片3的切割来说,找出焦深与焦斑尺寸之间的平衡非常重要,并且有必要掌握哪些变量是重要的变量。以下说明为此而进行的实验。
实验中使用了前述的激光振荡器11、第一反射镜13、第二反射镜14以及聚焦透镜15。正极片3的厚度为140μm,利用输出功率为20W的激光振荡器11来产生激光,所产生的激光是M2值约为1.3的单模光纤激光(Single Mode Fiber Laser),波长为1070nm。此外,入射于聚焦透镜15的激光束的直径为10mm。
<实验1>
首先,下面的[表1]显示:当聚焦透镜15的焦距为254mm,激光束的焦斑尺寸为45μm时,一边改变各实验条件,一边对正极进行切割的结果。
表1
[表1]

参照上面的[表1],在激光束的频率为35kHz,焦斑的能量密度为35.9J/cm2时,以及激光束的频率为50kHz,焦斑的能量密度为25.2J/cm2时,均能切割正极的未涂布活性物质的部位,而且,不仅正极的切割速度为100mm/s时,一直达到150mm/s时也能够切割未涂布活性物质的部位。
然而,当激光束的频率增加到75kHz时,焦斑的能量密度变为16.8J/cm2,此时正极的切割速度即便是较慢的100mm/s,也完全无法切割未涂布活性物质的部位。将这假设为频率问题或焦斑的能量密度问题,在焦斑的能量密度保持在16.8J/cm2的状态下,即便增减频率也无法切割未涂布活性物质的部位。相反地,在将频率保持在75kHz的状态下逐渐提高焦斑的能量密度使其达到25J/cm2时,未涂布活性物质的部位被切割了。
确认到如下结果:当照射到正极片3表面的激光束的焦斑的能量密度达到25J/cm2时,按照所需的形状切割用于制造构成二次电池中通常使用的电极 组装体的正极片3时毫无问题,与此相比,激光束的频率并没有对正极片3的切割产生其他影响。
<实验2>
下面的[表2]显示:当聚焦透镜15的焦距为163mm,激光束的尺寸为29μm时,一边改变各实验条件一边对正极进行切割的结果。
表2
[表2]

参照上面的[表2],当激光束的频率为35kHz、50kHz、75kHz,焦斑的能量密度为86.5J/cm2、60.6J/cm2、40.4J/cm2时,不仅在正极切割速度为100mm/s时,而且一直到220mm/s时,均能切割正极片3的涂布活性物质的部位和未涂布活性物质的部位。虽然在正极切割速度为260mm/s时未涂布活性物质的部位未被切割,然而正极切割速度无须达到260mm/s也能充分实现用于市场销售的正极板的合格率。
可以得出如下结论:与实验1相比,实验2中焦斑的能量密度都大于25.2J/cm2,而在这种能量密度状态下能够顺利对正极片3进行切割。
此外,至于频率,在实验1和实验2中都将频率设定为35kHz、50kHz、75kHz,可以确认:当焦斑的能量密度大于25.2J/cm2时,激光束的频率并不对能否切割正极片3造成不良影响。
另一方面,在上面的实验1和实验2中,激光束的焦斑尺寸依次分别为45μm、29μm,而在顺利切割涂布活性物质的部位和未涂布活性物质的部位的频率、切割速度以及能量密度的情况下改变焦斑尺寸时,如果照射到正极片3表面的激光束的焦斑尺寸为10μm以下或50μm以上,则发生了正极切割速度明显降低或是切割不完整的现象。
结果,通过上面的实验1、实验2以及其他实验,导出了如下结论:当照射到正极片3表面的激光束的焦斑尺寸为10μm~50μm且焦斑的能量密度为25J/cm2以上时,能够以适于市场销售的合格率切割正极片3。
另一方面,优选为,构成正极片3的箔片(foil)和涂布在该箔片上的活性物质在正极片3被切割之后也形成为彼此独立的层,这是因为,如果激光束以过强的能量熔化箔片和活性物质使得箔片和活性物质之间的界面彼此混合而不清晰,则将导致正极的品质降低。
图6至图9是根据激光束的频率而变化的正极片剖面状态的照片,当激光束的频率为70kHz时,中间的箔片与涂布于其两面的活性物质之间的界面非常清晰,即便在频率为150kHz、300kHz时,虽然不如70kHz时清晰,但还是能够分清箔片与活性物质之间的界面。此外,当频率为35kHz、50kHz、75kHz(实验1及实验2中所使用的频率)时,与频率为70kHz时的状态相同,箔片与活性物质之间的界面非常清晰。
然而,当频率达到500kHz时,完全无法分清箔片与活性物质之间的界面,结果只有将频率调整到35~300kHz范围内,才能将正极片3制造成适于市场销售的正极板。
在实验1及实验2中以聚焦透镜15的焦距为254mm和163mm作为示例,但是只要聚焦透镜15的焦距处于包含该数值的100mm~300mm的区间范围内时,就能够将激光束的焦斑尺寸调整在10μm~50μm范围内。此外,实验中激光振荡器11的输出功率为20W,如果输出功率超过500W,则将无法分清构成正极片3的箔片与活性物质之间界面,导致正极片3的品质降低。
因此,优选为,激光振荡器11的输出功率满足20W~500W范围。
另一方面,即便均满足如上条件,如果正极片3在通过开卷器5和收卷器7而放卷和收卷的过程中以图1为基准上下摇动,则有可能降低正极片3的切割品质。
为了防止这种现象而设置第一引导部21和第二引导部22,可以确认,当第一引导部21和第二引导部22之间的间隔为0.5mm~2mm时能够稳定地切割正极。
根据在此说明的本发明涉及的正极切割装置,通过确定切割正极片3的最佳工艺条件,能够生产出适当地平衡了品质和合格率的正极,且由于使用激光而非使用模具切割器来切割正极片3,因此,即便在同一条生产线上制造不同形状的正极,也无需停止生产线,从而能够提高开动率。此外,由此能够降低正极涂布工艺的成本。
对如上所述的本发明的具体实施例进行了说明。然而在不脱离本发明的范畴内可以进行各种变形。本发明的技术思想不应局限于本发明的所记述的实施例,而是应当取决于权利要求范围及与该权利要求等同的内容。

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本发明涉及能够利用激光连续切割正极片的正极切割装置,本发明的优选实施例涉及的利用激光的正极切割装置可具备:激光振荡器,用以发射激光束;以及聚焦透镜,聚焦从所述激光振荡器发射的所述激光束以照射到正极片上,从而切割所述正极片;其中,照射到所述正极片表面的激光束的焦斑尺寸可以是10m50m,所述焦斑的能量密度可以是25J/cm2以上。 。

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