CN105406028A - 极片涂层的移除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种极片涂层的移除方法,极片包括集流体和涂覆在集流体的至少一个表面上的涂层,包括步骤:(一)将极片上的待移除区域从该待移除区域所处的集流体表面的相反的表面采用真空吸附方式固定;(二)从该待移除区域所处的集流体表面一侧激光束照射极片上的该待移除区域的涂层,以击溃极片上的该待移除区域的涂层,从而使极片上该待移除区域处的集流体露出;以及(三)清除在步骤(二)中产生的涂层残留物。首先将极片上的待移除区域采用真空吸附方式固定,然后采用激光束移除该待移除区域的涂层,由于极片被固定,所以可避免在激光移除的过程中涂层由于激光作用受热产生的应力以及涂层被移除后释放的残余应力导致的极片的变形。
Description
技术领域
本发明涉及储能器件领域,尤其涉及一种极片涂层的移除方法。
背景技术
锂离子电池因其具有能量密度高、环境友好等优点而受到广泛的关注,在手机、笔记本电脑等电子设备中得到了广泛应用,并且随着电动汽车技术的发展,锂离子电池在电动汽车领域的应用也越来越受到关注。
尽管市场对锂离子电池的需求越来越大,高能量密度的锂离子电池的制造速度却很难得到提高。这是因为:在制造锂离子电池的工序中,影响锂离子电池制造速度的一个重要工序就是在锂离子电池的极片上焊接极耳,如图1和图2所示,由于涂布时,极片1上是连续的涂层12,或者极耳的焊接需要在极片的中间部位焊接,为了实现极耳在极片1上的焊接,首先要移除极片1上待焊接极耳区域(或者称之为待移除区域R)上的涂层12。而且,在一些特殊的电池生产工艺中,还需要在电池的极片1的不同位置移除不同形状的涂层12。例如,如图3和4所示,有时还需要在极片1的两个表面上的对应位置移除待移除区域R上的涂层12。
目前常用的移除方法包括机械刮除移除法和化学移除法,但两种移除方法存在着很多问题:机械移除难以保证移除的洁净度,特别是在薄极片中还容易刮伤极片;化学移除则对环境造成了一定的伤害,存在着工作环境差和生产效率低等缺点。针对以上两种方法存在的不足,于2012年11月13日授权公告的美国专利号为US8309880B2的专利文献公开了一种采用激光移除极片上的涂层的方法,解决了上述两种移除方法存在的问题。
但是,该专利中的方法存在以下不足:
第一,激光移除的原理是:在激光的作用下,涂层吸收一定的能量,涂层颗粒发生气化、升华和振动等,从而被移除。由于激光器发出的激光束的能量分布一般都是高斯分布,这种分布的激光束中间能量高、边缘能量较低。而移除极片1上的涂层12需要一定范围内的能量,所以这种能量呈高斯分布的激光束中,能量较高的中间部分容易伤害到箔材(因为电池的极片1的集流体11一般为铜箔和铝箔,厚度为几微米到十几微米,这部分高能量很容易将铜箔或铝箔穿透),影响移除质量和极耳的焊接质量;而边缘的能量又低于移除需要的能量,这样就造成涂层的残留,也同样影响了移除的质量。同时这些高能量和低能量由于不能被有效的利用而使得能量的利用率很低。
第二,采用激光移除极片1的涂层12的过程中,在激光的作用下涂层12因受热,应力会发生变化,进而导致极片1变形,涂层12被去除后由于残余应力的释放极片1也会产生微量变形,进而影响后续极耳的焊接。
第三,该专利中通过喷出气流的方式将惰性气体吹向极片1的移除后的区域,以实现对极片1的清洁和冷却。但是,这种方法不能完全的清除移除后的区域上的颗粒,从而会使颗粒残留在移除后的区域的周围,影响电池的性能。
第四,在移除过程中激光在拐角处要不停的加速、减速,从而导致激光头移动进行移除的品质不稳定、移除的尺寸不精准,所以这种方法很难实现量产化。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种极片涂层的移除方法,其能避免极片变形。
为了实现上述目的,本发明提供了一种极片涂层的移除方法,极片包括集流体和涂覆在集流体的至少一个表面上的涂层,包括步骤:(一)将极片上的待移除区域从该待移除区域所处的集流体表面的相反的表面采用真空吸附方式固定;(二)从该待移除区域所处的集流体表面一侧激光束照射极片上的该待移除区域的涂层,以击溃极片上的该待移除区域的涂层,从而使极片上该待移除区域处的集流体露出;以及(三)清除在步骤(二)中产生的涂层残留物。
本发明的有益效果如下:
首先将极片上的待移除区域采用真空吸附方式固定,然后采用激光束移除该待移除区域的涂层,由于极片被固定,所以可避免在激光移除的过程中涂层由于激光作用受热产生的应力以及涂层被移除后释放的残余应力导致的极片的变形。
附图说明
图1为根据本发明的极片涂层的移除方法中的极片的一实施例的俯视图;
图2为图1的正视图;
图3为根据本发明的极片涂层的移除方法中的极片的一实施例的俯视图;
图4为图3的正视图;
图5为根据本发明的极片涂层的移除方法中的极片的一实施例的俯视图;
图6为图5的正视图;
图7为根据本发明的极片涂层的移除方法中的极片的一实施例的俯视图;
图8为图7的正视图。
其中,附图标记说明如下:
1极片12涂层
11集流体R待移除区域
具体实施方式
下面参照附图来详细说明根据本发明的极片涂层的移除方法。
参照图1至图8,在根据本发明的极片涂层的移除方法中,极片1包括集流体11和涂覆在集流体11的至少一个表面上的涂层12,包括步骤:(一)将极片1上的待移除区域R从该待移除区域R所处的集流体11表面的相反的表面采用真空吸附方式固定;(二)从该待移除区域R所处的集流体11表面一侧激光束照射极片1上的该待移除区域R的涂层12,以击溃极片1上的该待移除区域R的涂层12,从而使极片1上该待移除区域R处的集流体11露出;以及(三)清除在步骤(二)中产生的涂层残留物。
在根据本发明的极片涂层的移除方法中,首先将极片1上的待移除区域R采用真空吸附方式固定,然后采用激光束移除该待移除区域R的涂层12,由于极片1被固定,所以可避免在激光移除的过程中涂层12由于激光作用受热产生的应力以及涂层12被移除后释放的残余应力导致的极片1的变形。
在根据本发明的极片涂层的移除方法中,真空吸附的真空度可为-20KPa~-100KPa。
在根据本发明的极片涂层的移除方法中,参照图1和图2,集流体11的一个表面可涂覆有涂层12。在图1和图2示出的例子中,极片1上的待移除区域R的涂层12示出为一处,但实际中,待移除区域R的涂层12在极片上的位置、形状、及数量不限于此,均可以根据需要改变。同时,对于不同位置、形状及数量的待移除区域R的涂层12,可以分步或同时进行步骤(一)~(三)。
在根据本发明的极片涂层的移除方法中,参照图3和图4、图5和图6、图7和图8,集流体11的两个表面可涂覆有涂层12。
在图3和图4示出的例子中,集流体11的两个表面涂覆有涂层12以集流体11为中心呈镜像对称。在图5和图6示出的例子中,集流体11的两个表面涂覆有涂层12不以集流体11为中心呈镜像对称。在图7和图8示出的例子中,集流体11的两个表面涂覆有涂层12不以集流体11为中心呈镜像对称。在图7和图8示出的例子中,集流体11的两个表面涂覆有涂层12部分以集流体11为中心呈镜像对称。在实际中,待移除区域R的涂层12分别在极片的集流体11的两个表面上的位置、形状、及数量均不限于此,均可以根据需要改变。同时,对于不同位置、形状及数量的待移除区域R的涂层12,可以分步或同时进行步骤(一)~(三)。
在根据本发明的极片涂层的移除方法中,极片1为正极极片或负极极片。
在根据本发明的极片涂层的移除方法中,在一实施例中,极片1可为锂离子电池的极片。
在根据本发明的极片涂层的移除方法中,涂覆在集流体11的一个表面上的涂层12的厚度为30μm~200μm。
在根据本发明的极片涂层的移除方法中,在一实施例中,激光束可为平顶光束。
平顶光源激光束的能量分布呈平坦曲线状、分布均匀,可避免激光束能量不均匀导致的极片1上的待移除区域R移除不干净的情况的发生,同时可避免因激光束能量分布不均匀,导致的极片1因受热不均匀产生的变形。所述平顶光束的所有能量都以最佳方式被充分利用。平顶率(Flatness)越接近1越好。
在根据本发明的极片涂层的移除方法中,在一实施例中,激光的功率可为20W-500W。如果激光的功率过低,不能有效地将极片1上的待移除区域R的涂层12移除干净,而且功率过低的话需要多次移除才能去除涂层12,增加极片1的热变性,如果激光的功率过高,产生的热量过多会使极片1产生过大的热影响区域,同时也可能会伤害到集流体11。
在根据本发明的极片涂层的移除方法中,在一实施例中,激光束可通过振镜扫描的方式击溃极片1上待移除区域R的涂层12。振镜扫描可保证激光头不动,从而提高激光束进行移除的品质,移除稳定、移除尺寸精准,易实现量产化。
在根据本发明的极片涂层的移除方法中,在一实施例中,步骤(三)可采取的方式是负压吸除、气流吹扫中的至少一种。由此,能够完全地清除涂层移除区域上的颗粒。在一实施例中,负压吸除的负压可为-5Kpa~-50KPa。
在根据本发明的极片涂层的移除方法中,步骤(三)之后还包括步骤:通过粘尘方式清除涂层残留物,以起到辅助的进一步的清洁作用。
在根据本发明的极片涂层的移除方法中,涂层12移除区域露出的集流体11可用于焊接极耳。
Claims (10)
1.一种极片涂层的移除方法,极片(1)包括集流体(11)和涂覆在集流体(11)的至少一个表面上的涂层(12),其特征在于,包括步骤:
(一)将极片(1)上的待移除区域(R)从该待移除区域(R)所处的集流体(11)表面的相反的表面采用真空吸附方式固定;
(二)从该待移除区域(R)所处的集流体(11)表面一侧激光束照射极片(1)上的该待移除区域(R)的涂层(12),以击溃极片(1)上的该待移除区域(R)的涂层(12),从而使极片(1)上该待移除区域(R)处的集流体(11)露出;以及
(三)清除在步骤(二)中产生的涂层残留物。
2.根据权利要求1所述的极片涂层的移除方法,其特征在于,真空吸附的真空度为-20KPa~-100KPa。
3.根据权利要求1所述的极片涂层的移除方法,其特征在于,涂覆在集流体(11)的一个表面上的涂层(12)的厚度为30μm~200μm。
4.根据权利要求1所述的极片涂层的移除方法,其特征在于,激光束为平顶光束。
5.根据权利要求1所述的极片涂层的移除方法,其特征在于,激光的功率为20W-500W。
6.根据权利要求1所述的极片涂层的移除方法,其特征在于,激光束通过振镜扫描的方式击溃极片(1)上待移除区域(R)的涂层(12)。
7.根据权利要求1所述的极片涂层的移除方法,其特征在于,步骤(三)采取的方式是负压吸除、气流吹扫中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的极片涂层的移除方法,其特征在于,负压吸除的负压为-5Kpa~-50KPa。
9.根据权利要求1所述的极片涂层的移除方法,其特征在于,步骤(三)之后还包括步骤:
通过粘尘方式清除涂层残留物。
10.根据权利要求1所述的极片涂层的移除方法,其特征在于,涂层(12)移除区域露出的集流体(11)用于焊接极耳。
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