CN102148361B - 一种激光切割头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于动力锂离子电池极片切割的激光切割头，包括安装壳体，所述安装壳体内部为空腔；聚焦镜座，所述聚焦镜座内部装设有聚焦镜片；切割嘴，所述切割嘴上部与聚焦镜座连接；焦距微调装置，所述焦距微调装置固定在安装壳体内部，所述聚焦镜座与焦距微调装置连接固定；激光输入头，所述激光输入头通过激光输入头安装座与安装壳体连接固定；所述激光输入头、安装壳体、聚焦镜座、切割嘴内部形成光通路。本发明可以取代传统的机械切割头来切割具有高反特征的铜箔、铝箔及其涂覆区域，满足动力锂离子电池极片切割的生产需要。

Description

一种激光切割头

技术领域

本发明涉及一种激光切割头。

背景技术

对于锂电池的生产，较小型的电池极片一般采用卷绕的方式生产。对于体积较大的动力锂电池，则主要采用叠片的方式生产。叠片之前需要把卷料切割成锂电池极片需要的形状和尺寸，然后才能一片一片的叠装起来。目前采用的极片切割方式一般为机械方式切割，主要是冲切和滚压。机械切割存在的一个问题是会导致切割后在极片断开处产生毛刺，而极片的毛刺是影响锂电池安全性的一个最重要的因素，因为毛刺可能扎破正负极片之间的隔膜而导致电池正负极短路，严重时会发生电池爆炸。而且机械切割的作用力对电池极片性能也会造成不利影响。如果采用激光切割机来切割电池极片，由于作为电池极片的铜箔、铝箔及其涂覆区域具有高反特征，对激光有很高的反射率，直接采用现有的激光切割头不能有效地对极片进行精确切割，切割效果不理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服以上缺陷，提出一种激光切割头，能对锂离子电池极片进行精确切割，克服机械切割方式的存在毛刺且影响极片性能的缺陷。

本发明提供的技术方案如下。

这种激光切割头包括：安装壳体，所述安装壳体内部为空腔；聚焦镜座，所述聚焦镜座内部装设有聚焦镜片；切割嘴，所述切割嘴上部与聚焦镜座连接固定；焦距微调装置，所述焦距微调装置固定在安装壳体内部，所述聚焦镜座与焦距微调装置连接固定；激光输入头，所述激光输入头通过激光输入头安装座与安装壳体连接固定；所述激光输入头、安装壳体、聚焦镜座、切割嘴内部形成光通路。

上述激光切割头中，所述焦距微调装置包括安装在安装壳体上的调节螺杆、与调节螺杆螺纹配合的螺杆连接板，所述螺杆连接板与所述聚焦镜座连接固定。

所述焦距微调装置还包括固定在安装壳体内部的导轨、安装在导轨上并与导轨滑动配合的滑块、与滑块连接的滑块连接板，所述滑块连接板与聚焦镜座连接固定。

还包括中空的吹气筒，所述吹气筒上端与聚焦镜座连接固定，下端与切割嘴上部连接固定；所述吹气筒内部装设有保护镜片。

所述吹气筒侧壁还装设有气嘴，所述气嘴与吹气筒内部位于保护镜片下方的空间连通。

所述切割嘴安装在切割嘴固定块上，所述切割嘴固定块固定在吹气筒的下端。

所述安装壳体内部还设有保护套筒。

所述安装壳体外部装设有切割头安装板，所述切割头安装板用于连接切割机。

还包括传感器安装架，所述传感器安装架固定在聚焦镜座下端，用于安装传感器。

所述光通路中还设有扩束镜或合束镜。

与现有技术对比，本发明的有益效果是：将准平行激光束聚焦成极细的光斑，从而使得激光切割头可以取代传统的机械切割头来切割具有高反特征的铜箔、铝箔及其涂覆区域，保证切割的效果能够满足动力锂离子电池的生产需要。

附图说明

图1是具体实施方式的结构图；

图2是图1的I-I向剖视图。

图中标号：

1——激光输入头；        3——后盖板；

4——吹气筒；            5——切割嘴固定块；

8——螺杆连接板；        9——导轨；

10——滑块；             11——上盖板；

12——前盖板；           13——侧板；

15——调节螺杆；         16——调节杆套；

17——切割头安装板；     18——螺杆固定座；

19——聚焦镜片；         20——保护镜片；

21——聚焦镜座；         22——滑板连接块；

23——切割嘴；           24——下盖板；

25——保护套筒；         26——输出头安装座；

27——传感器安装架；     28——气嘴。

具体实施方式

如图1和图2所示的一种激光切割头，用于切割动力锂离子电池的极板。上盖板11、下盖板24、前盖板12、后盖板3和左右两块侧板13组成安装壳体。安装壳体内部为空腔。上盖板11和下盖板24开设有通孔，作为光通路。激光输入头安装座26安装在安装壳体的上端，固定在上盖板11上的通孔处。激光输入头1安装在安装座26上，将激光引入切割头内部。

安装壳体的下部装设聚焦镜座21。聚焦镜座21内部中空，装设有聚焦镜片19。在安装壳体空腔内位于聚焦镜片19上方还设有保护套筒25，用于防止安装壳体或激光输入头安装座26处的异物进入聚焦镜座21内部。聚焦镜座21的下端安装有吹气通4。吹气筒4上端通过螺纹连接与聚焦镜座21下端连接。吹气筒4上下通孔，内部装有保护镜片20，保护镜片20可以防止异物从下方进入聚焦镜座21内部。吹气筒4的下端安装切割嘴23。切割嘴23固定安装在切割嘴固定块5上，而切割嘴固定块5又固定在吹气筒4的下端。从激光输入头1过来的激光经过保护套筒25、聚焦镜座21、吹气筒4内部空腔形成的光通路进入切割嘴23，激光束因聚焦镜片19的聚焦后成为极细的光斑从切割嘴23嘴下端射出，被切割的电池极片位于切割嘴下面激光束的焦点上，从而实现切割。

安装壳体上还设有焦距微调装置，用于对不同的聚焦镜片精确调整聚焦距离。聚焦镜座21与焦距微调装置连接，通过调整焦距微调装置可以调整聚焦镜座21的上下位置，从而也就调整了镜片的聚焦点位置。如图2所示，焦距微调装置包括安装在安装壳体的上、下盖板上的调节螺杆15、与调节螺杆15螺纹配合的螺杆连接板8。螺杆连接板8与聚焦镜座21连接固定。调节螺杆15的上端穿过上盖板11，安装有调节杆套16，下端与螺杆固定座18螺纹连接，螺杆连接座18固定在下盖板上。焦距微调装置还包括固定在安装壳体内部后盖板上的导轨9、安装在导轨9上并与导轨9滑动配合的滑块10、与滑块10连接的滑块连接板22。滑块连接板22与聚焦镜座21连接固定。这样通过旋转调节螺杆15顶部的调节杆套16就可以带动聚焦镜座21上下微调，聚焦镜座21的一侧由螺纹控制移动，另一侧由滑块10引导沿导轨9移动，实现微调焦距。

在吹气筒4的侧壁还装设有气嘴28，气嘴28与吹气筒4内部位于保护镜片20下方的空间连通。气嘴28用于接入氮气，切割时，氮气从切割嘴喷出，既满足切割工艺的需要，也可以防止粉尘从切割嘴进入切割头内部。

在吹气筒4的下端还固定有传感器安装架27，传感器安装架用于安装传感器，可以检测被切割的极片的位置，实现高精度的切割。

安装壳体的外部装设有切割头安装板17，切割头安装板17可以将整个切割头连接固定在切割机床上。整个激光切割头在机车的带动下，按照设定的轨迹运动，从而切割出不同形状的电池极片。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，比如在切割头的光通路中增加扩束镜、合束镜等光学部件等，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种激光切割头，包括：

安装壳体，所述安装壳体内部为空腔；

聚焦镜座（21），所述聚焦镜座（21）内部装设有聚焦镜片（19）；

切割嘴（23），所述切割嘴（23）切割嘴上部与聚焦镜座（21）连接；

焦距微调装置，所述焦距微调装置固定在安装壳体内部，所述聚焦镜座（21）与焦距微调装置连接固定；

激光输入头（1），所述激光输入头（1）通过激光输入头安装座（26）与安装壳体连接固定；

所述激光输入头、安装壳体、聚焦镜座、切割嘴内部形成光通路；

所述焦距微调装置包括固定在安装壳体内部的导轨（9）、安装在导轨（9）上并与导轨（9）滑动配合的滑块（10），所述滑块（10）与聚焦镜座（21）连接固定。

2.如权利要求1所述的激光切割头，其特征在于：所述焦距微调装置包括安装在安装壳体上的调节螺杆（15）、与调节螺杆（15）螺纹配合的螺杆连接板（8），所述螺杆连接板（8）与所述聚焦镜座（21）连接固定。

3.如权利要求2所述的激光切割头，其特征在于：还包括中空的吹气筒（4），所述吹气筒（4）上端与聚焦镜座（21）连接固定，下端与切割嘴上部连接固定；所述吹气筒（4）内部装设有保护镜片（20）。

4.如权利要求3所述的激光切割头，其特征在于：所述吹气筒（4）侧壁还装设有气嘴（28），所述气嘴（28）与吹气筒（4）内部位于保护镜片（20）下方的空间连通。

5.如权利要求4所述的激光切割头，其特征在于：所述切割嘴（23）安装在切割嘴固定块（5）上，所述切割嘴固定块（5）固定在吹气筒（4）的下端。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的激光切割头，其特征在于：所述安装壳体内部还设有用于防止异物进入所述聚焦镜座（21）内部的保护套筒（25），所述保护套筒（25）位于所述聚焦镜片（19）上方。

7.如权利要求6所述的激光切割头，其特征在于：所述安装壳体外部装设有切割头安装板（17），所述切割头安装板（17）用于连接切割机床。

8.如权利要求6所述的激光切割头，其特征在于，所述光通路中还设有扩束镜或合束镜。

9.如权利要求6所述的激光切割头，其特征在于：还包括传感器安装架（27），所述传感器安装架（27）固定在聚焦镜座（21）下方。

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