CN106799543B - 激光模切夹持装置及电池极片激光模切方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种激光模切夹持装置包括具有一内腔的支撑台，所述支撑台包括一顶板用于放置待切割的电池极片，所述顶板上定义一模切线路，所述顶板沿模切线路开设至少一个贯穿顶板并与内腔连通的孔使激光沿模切线路切割电池极片时产生的粉尘经所述孔进入支撑台内腔，所述顶板由所述模切线路界定为极片支撑区和极片固定区，所述极片支撑区和极片固定区之间筋条连接，所述筋条往支撑台内腔方向凹陷。本发明还提供一种电池极片激光模切方法，本发明涉及的激光模切夹持装置以及电池极片激光模切方法具有能够保持电池极片清洁，大幅提高由该电池极片制成的电芯的良品率的优点。

Description

激光模切夹持装置及电池极片激光模切方法

【技术领域】

本发明涉及一种锂电池制造领域，特别涉及一种激光模切夹持装置及一种电池极片激光模切方法。

【背景技术】

激光切割加工以其切割精度高，切割速度快，不会对工件表面造成划伤，切口没有机械应力，无剪切毛刺等优点在锂电池制造领域电池极片的切割方面有着广泛的应用。但是激光切割电池极片时会产生大量的粉尘会粘附在电池极片上不容易去除从而造成由该电池极片制造的电芯自放电高、短路、安全性差等缺陷，极大影响产品的良品率。

【发明内容】

为克服上述传统的激光切割电池极片时产生大量粉尘影响切割效果和产品良品率的问题。本发明提供了一种激光模切夹持装置，并且提供了一种电池极片激光模切方法。

解决技术问题的方案是提供一种激光模切夹持装置，所述激光模切夹持装置包括具有一内腔的支撑台，所述支撑台包括一顶板用于放置待切割的电池极片，所述顶板上定义一模切线路，所述顶板沿模切线路开设至少一个贯穿顶板并与内腔连通的吸粉孔使激光沿模切线路切割电池极片时产生的粉尘经所述吸粉孔进入支撑台内腔，所述顶板由所述模切线路界定为极片支撑区和极片固定区，所述极片支撑区和极片固定区之间筋条连接，所述筋条往支撑台内腔方向凹陷。

优选的，所述顶板沿模切线路开设多个贯穿顶板并与内腔连通的孔，该多个孔被所述筋条所区隔。

优选的，所述支撑台进一步包括和顶板相对的底板以及连接顶板和底板的立板，所述顶板，底板和立板围设定义所述内腔，所述立板和/或底板上开设有贯穿所在板的抽气口，所述抽气口和支撑台的内腔连通，所述激光模切夹持装置进一步包括一负压装置，所述负压装置经过所述抽气口和所述内腔连通以对进入支撑台内腔的粉尘抽吸清除。

优选的，所述抽气口为多个并分别设置于支撑台相对的两个立板。

优选的，所述激光模切夹持装置进一步包括夹持框，所述夹持框围设一通孔用以供激光通过，所述夹持框配合所述支撑台对电池极片形成夹持固定，夹持框和支撑台配合时，夹持框和支撑台接触的部分位于所述支撑台的极片固定区。

优选的，所述激光模切夹持装置进一步包括一负压装置，所述夹持框的壁面上开设有贯穿壁面的抽吸口，所述负压装置经所述抽吸口和所述通孔连通以清除激光切割电池极片在通孔处产生的粉尘。

解决技术问题的另一种方案是提供一种电池极片激光模切方法，所述电池极片激光模切方法包括以下步骤：提供一顶板，所述顶板上定义有模切线路，所述顶板由所述模切线路界定为极片支撑区和极片固定区，所述极片支撑区和极片固定区之间筋条连接，所述筋条往支撑台内腔方向凹陷，顶板沿所述模切线路开设至少一贯穿顶板的吸粉孔，待切割的电池极片放置于顶板上；激光沿模切线路对放置于顶板上的电池极片进行切割，切割时产生的粉尘经过所述顶板的孔远离电池极片。

优选的，所述吸粉孔连通一内腔，通过对所述内腔抽吸形成负压从而使切割时产生的粉尘通过所述吸粉孔被抽吸远离电极极片。

相对于现有技术，提供的激光模切夹持装置具有以下有益效果：

1、提供的激光模切夹持装置包括具有一内腔的支撑台，支撑台包括一顶板用于放置待切割的电池极片，顶板上定义一模切线路，顶板沿模切线路开设至少一个贯穿顶板并与内腔连通的吸粉孔使激光沿模切线路切割电池极片时产生的粉尘经吸粉孔进入支撑台内腔。以该设计方式，激光沿模切线路切割电池极片时，电池极片贴合支撑台一面产生的粉尘经模切线路上的吸粉孔下落到支撑台的内腔，从而使得粉尘不会附着到电池极片的表面和边缘，使得电池极片保持清洁，从而大幅提高了由该电池极片制成的电芯的良品率。

2、顶板由模切线路界定为极片支撑区和极片固定区，极片支撑区和极片固定区之间筋条连接，筋条往支撑台内腔方向凹陷。该设计方式，筋条不会和电池极片接触，则激光切割电池极片时在筋条上产生的热量不会传递给电池极片，有利于电池极片的降温。

3、支撑台进一步包括和顶板相对的底板以及连接顶板和底板的立板，顶板，底板和立板围设定义所述内腔，立板和/或底板上开设有贯穿所在板的抽气口，抽气口和支撑台的内腔连通，激光模切夹持装置进一步包括一负压装置，负压装置经过抽气口和内腔连通以对进入支撑台内腔的粉尘抽吸清除。由于有负压装置的抽吸，支撑台在模切线路处形成吸力，则激光在切割电池极片时，电池极片靠近内腔的一面产生的粉尘尽可能多的被负压装置抽走，而不会附着在电池极片的边缘和表面，保证了电池极片的清洁。

4、抽气口为多个并分别设置于支撑台相对的两个立板。该设计方式使得支撑台在默契额线路处形成较好的吸附力，有利于激光切割电池极片时电池极片在模切线路处产生的粉尘的清除。

5、激光模切夹持装置进一步包括夹持框，夹持框围设一通孔用以供激光通过，夹持框配合支撑台对电池极片形成夹持固定，夹持框和支撑台配合时，夹持框和支撑台接触的部分位于所述支撑台的极片固定区。夹持框的壁面上开设有贯穿壁面的抽吸口，负压装置经所述抽吸口和通孔连通以清除激光切割电池极片在通孔处产生的粉尘。则激光切割电池极片时，电池极片在夹持框通孔内部产生的粉尘被负压装置经过抽吸口带离夹持框的通孔区域，保证了电池极片的清洁。

提供的电池极片激光模切方法具有以下有益效果：

提供的电池极片激光模切方法包括以下步骤：提供一顶板，所述顶板上设置有模切线路，顶板沿所述模切线路开设至少一贯穿顶板的孔，待切割的电池极片放置于顶板上；激光沿模切线路对放置于顶板上的电池极片进行切割，切割时产生的粉尘经过所述顶板的孔远离电池极片。电池极片切割时产生的粉尘经过顶板沿所述模切线路开设的贯穿顶板的孔远离电池极片，粉尘不会附着到电池极片的表面和边缘，使得电池极片保持清洁，从而可以大幅提高由该电池极片制成的电芯的良品率。

【附图说明】

图1是激光模切夹持装置的结构示意图。

图2是支撑台第一视角结构示意图。

图3是图2中Ⅰ－Ⅰ截面剖视图。

图4是图2中Ⅱ－Ⅱ截面剖视图。

图5是电池极片的切割示意图。

图6是夹持框第一视角结构示意图。

图7是图6中Ⅲ－Ⅲ截面剖视图。

图8是图6中Ⅳ－Ⅳ截面剖视图。

图9是图7中A处放大示意图。

图10是支撑台、夹持框以及电池极片配合示意图。

图11是激光模切夹持装置除尘方法流程图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明提供的一种激光模切夹持装置10，用于夹持待切割的电池极片14，所述激光模切夹持装置10包括支撑台11和夹持框12，支撑台11和夹持框12枢轴连接，具体的，可以经过合页13进行枢轴连接，连接后，夹持框12可相对于支撑台11围绕合页13关闭或者打开。待切割的电池极片14放置于支撑台11和夹持框12配合的面上，夹持框12和支撑台11关闭时，支撑台11和夹持框12配合对电池极片14形成夹持固定，保证电池极片14在激光切割时不会发生移动错位。可以理解，支撑台11和夹持框12不局限为枢轴连接，也可以是其他的连接方式，如卡扣连接，或者夹持框12也可以由机械手控制，只要夹持框12和支撑台11配合能够对电池极片14形成夹持固定即可。

请参阅图2－3，所述支撑台11包括顶板111，底板以及和顶板111以及底板边缘连接的四面立板112。所述顶板111、四面立板112以及底板共同围设形成支撑台11的内腔113。在本实施例中，所述支撑台11固定于机架的板面(图未示)上，所以可以省略底板，而直接以机架的板面作为支撑台11的底板，也即顶板111、四面立板112以及机架的板面共同围设形成支撑台11的内腔113。所述顶板111上定义有模切线路114，所述模切线路114将顶板111划分为极片支撑区1111和极片固定区1112，所述极片支撑区1111和极片固定区1112共同支撑待切割的电极极片14。所述顶板111沿所述模切线路114开设至少一个贯穿顶板111并与内腔113连通的吸粉孔115。极片支撑区1111和极片固定区1112之间设置有筋条116使得极片支撑区1111和极片固定区1112形成连接。在一些实施例中，所述贯穿顶板111并和内腔113连通的吸粉孔115有多个，该多个吸粉孔115由所述筋条116形成区隔。

为使切割后的电池极片14能够快速降温，所述筋条116设置为往支撑台内腔方向凹陷，即筋条116不会和电池极片14接触，则激光切割电池极片14时在筋条116上产生的热量不会传递给电池极片14，有利于电池极片14的降温。

请参阅图4，所述支撑台11的和顶板111连接的立板112上开设有贯穿立板112并和内腔113连通的抽气口117。具体的，所述抽气口117可以设置为多个并分别设置于支撑台11相对的两个立板112或者多个立板112上。可以理解，所述抽气口117也可设置于支撑台11的底板上。所述立板112在所述抽气口117处连接有接头118。所述激光模切夹持装置10进一步包括一负压装置(图未示)，所述接头118和负压装置连接。具体的，所述负压装置可以为一空压机。激光在对电池极片14切割时，电池极片14靠近内腔113的一面产生的粉尘经所述吸粉孔115掉落到内腔113，所述负压装置经过接头118对掉落在内腔113的粉尘抽吸将其带离内腔113。由于有负压装置的抽吸，支撑台11在所述吸粉孔115处形成吸力，则激光沿着模切线路114切割电池极片14时，电池极片14靠近内腔113的一面在吸粉孔115处产生的粉尘尽可能多的被负压装置从抽气口117抽走，而不会附着在电池极片14的边缘和表面，保证了电池极片14切割的边缘以及表面的清洁。

可以理解，所述支撑台12不一定要和负压装置连接，激光切割电池极片14时产生的粉尘经重力作用在顶板111沿模切线路114处开设的吸粉孔115掉落到支撑台11的内腔113，操作人员可以在内腔113设置粉尘收集装置以定期对内腔113的粉尘进行清理也是可以的。

请参阅图5，示意了支撑台11和夹持框12对电池极片14的夹持固定。待切割的电池极片14放置在支撑台11的顶板111上，前述夹持框12在顶板111的极片固定区1112和支撑台11一起对电池极片14进行夹持，激光刀119沿所述模切线路114对电池极片14进行切割，切割成型的电池极片14保持在顶板111的极片支撑区1111上，切割产生的粉尘通过吸粉孔115进入支撑台11的内腔113从而减少粉尘粘留在电极极片14上，保证电池极片14的清洁。

请参阅图6，所述夹持框12包括由若干块板连接形成的一个环形型腔121。所述环形型腔121围绕形成一通孔122以供激光通过该通孔122对夹持在支撑台11和夹持框12之间的电极极片14进行模切。夹持框12和支撑台11配合对电池极片14夹持固定时，夹持框12和支撑台11接触的部分位于所述支撑台11的极片固定区1112。所述通孔122从夹持框12和支撑台11配合的面延伸至夹持框12远离支撑台11的面。夹持框12和支撑台11关闭时，所述通孔122正对着所述模切线路114，所述通孔122在支撑台11的顶板111的投影形成的面积大于模切线路114形成的面积，便于激光经过所述通孔122沿模切线路114对电池极片14进行切割。

请参阅图7－9，所述环形型腔121包括靠近所述通孔122的内壁130以及远离通孔的外壁131。所述内壁130的壁面上开设有若干个贯穿所述内壁130并连通所述环形型腔121的贯穿孔124。激光模切时产生的浮在所述通孔122中粉尘经过所述贯穿孔124进入到环形型腔121里面。所述环形型腔121的外壁131上开设有贯穿外壁131并连通所述环形型腔121的抽吸口125。所述夹持框12在所述抽吸口125处连接有抽吸管126，所述抽吸管126和前述负压装置连接。

激光经过所述通孔122对电池极片14进行切割时在通孔122处产生粉尘，负压装置启动经过抽吸管126对环形腔室121进行抽吸，环形型腔121在靠近通孔122的壁面的的贯穿孔124的所在处形成负压，从而通孔122处的粉尘随气流经过所述贯穿孔124进入环形腔室121内部，粉尘在环形腔室121内部进一步被负压装置带走。由于有环形型腔121对通孔122处产生的粉尘进行清除，使得粉尘不会在电池极片14的边缘或者表面附着，保证了电池极片14表面的清洁。进一步的，抽吸口125设置为两个，分别设置在夹持框12远离通孔122相对的两个外壁上，该设计方式使得夹持框12的整个环形型腔121形成较好的吸附力，有利于夹持框12内部空间粉尘的清除。可以理解，所述负压装置可以设置两个，分别连通抽气口117和抽吸口125以分别在支撑台的内腔113和夹持框的环形型腔121内部形成负压，抽吸激光模切时产生的粉尘。

可以理解，所述贯穿孔124可以是布满环形腔室121靠近通孔122的四周的内壁，负压装置工作时，环形腔室121靠近通孔122的四个面上开设的贯穿孔124同时对通孔122的粉尘进行抽吸，该设置方式可以最大限度地对通孔122的粉尘进行清除，不留任何死角，使得电池极片14切割过程中产生的粉尘不会粘附在电池极片14上，保证了电池极片14的清洁。

在其他一些实施例中，所述夹持框12不一定要设置有环形型腔121，可以是由四面侧板连接形成的两端开口的筒体，抽吸口125直接设置在夹持框12的测板上，负压装置经过抽吸口125对通孔122的粉尘进行清除。

需要说明的是，由于夹持框12和支撑台11设置成可以在激光切割电池极片14时对产生的粉尘进行清除，则激光切割电池极片14产生的粉尘不会遮挡到光源影响到切割效果。进一步的，电池极片14在激光切割时产生的粉尘不会附着在电池极片14的边缘和表面导致造成制造的电芯自放电高、短路、安全性能差等缺陷，使得产品的良品率较高。具体的，附着的粉尘在电池内部会造成微短路，造成电池容量损失；附着的粉尘可能穿透电池正极和负极之间的隔膜，导致电池存在爆炸的危险。更进一步的，相对于传统的以压缩空气吹扫的方式对电池极片上附着的粉尘进行清理，夹持框12和支撑台11的经过负压装置抽吸除尘方式不会造成装置周围粉尘严重污染。更进一步的，相对于传统的以毛刷清理的方式，夹持框12和支撑台11的除尘方式不会对电池极片14造成二次划伤。更进一步的，该激光模切夹持装置10是在激光对电池极片14进行切割的过程中就对产生的粉尘进行清除，最大限度的防止了粉尘粘附在电池极片14上的可能，最大限度地保证的电池极片14的清洁。可以理解的是，传统的在电池极片14切割后再进行粉尘清理的方式，此时部分粉尘已粘附在电池极片14上，不容易清除。更进一步的，该激光模切夹持装置将切割和除尘两套工艺整合在一套装置里面进行实现，有效简化了装置结构，减小其占地空间，降低成本。

所述通孔122在夹持框12和支撑台11配合处的直径大于通孔122在夹持框12远离支撑台11处的直径，即通孔122越靠近模切线路其形成的区域越大。该设计方式的目的在于，可以避免环形型腔121靠近通孔122的壁面对激光造成阻挡，激光器可以达到其最大的切割尺寸。优选的，配合模切线路114的形状，所述通孔122的沿激光切割方向的截面形状呈上小下大的梯形设置，也即越靠近支撑台，通孔122直径越大，越远离支撑台，通孔122直径越小，但是通孔122的最小直径在所述顶板111上的投影面积也大于支撑台顶板111上的设定的模切线路114所限定的面积。

请参阅图10，所述激光模切夹持装置10进一步包括一压板127，该压板127设置在所述夹持框12和支撑台11接触的面上。该压板127用于对放置在支撑台11的顶板111上的电池极片14进行压平固定住，防止电池极片14在切割的过程中发生移动错位。所述压板127的形状为环形，其环绕形成的区域大于所述模切线路114形成的区域。

所述夹持框12上还设置有一把手128，所述把手128用于方便用户经过该把手128将夹持框12相对于支撑台11进行开合。

请参阅图11，一种激光模切方法S10，所述激光模切方法S10包括以下步骤：

S101：提供一顶板，所述顶板上定义有模切线路，顶板沿所述模切线路开设至少一贯穿顶板的吸粉孔，待切割的电池极片放置于顶板上；

S102，激光沿模切线路对放置于顶板上的电池极片进行切割，切割时产生的粉尘经过所述顶板的吸粉孔远离电池极片。

电池极片切割时产生的粉尘经过顶板沿所述模切线路开设的贯穿顶板的吸粉孔远离电池极片，粉尘不会附着到电池极片的表面和边缘，使得电池极片保持清洁，从而可以大幅提高由该电池极片制成的电芯的良品率。

进一步，所述吸粉孔连通一内腔，内腔腔壁上开设抽气口，通过所述抽气口连接负压装置，所述粉尘经过所述负压装置抽吸而远离电极极片。

进一步的，所述电极极片被夹持框夹持在顶板与夹持框之间，夹持框形成环形型腔，型腔内壁开设贯通孔，型腔外壁开设抽吸口，通过所述抽吸口连接负压装置，进而所述粉尘经过所述负压装置抽吸而远离所述电极极片。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种激光模切夹持装置，其特征在于：所述激光模切夹持装置包括具有一内腔的支撑台，所述支撑台包括一顶板用于放置待切割的电池极片，所述顶板上定义一模切线路，所述顶板沿模切线路开设至少一个贯穿顶板并与内腔连通的吸粉孔使激光沿模切线路切割电池极片时产生的粉尘经所述吸粉孔进入支撑台内腔，所述顶板由所述模切线路界定为极片支撑区和极片固定区，所述极片支撑区和极片固定区之间筋条连接，所述筋条往支撑台内腔方向凹陷。

2.如权利要求1所述的激光模切夹持装置，其特征在于：所述顶板沿模切线路开设多个贯穿顶板并与内腔连通的孔，该多个孔被所述筋条所区隔。

3.如权利要求2所述的激光模切夹持装置，其特征在于：所述支撑台进一步包括和顶板相对的底板以及连接顶板和底板的立板，所述顶板，底板和立板围设定义所述内腔，所述立板和/或底板上开设有贯穿所在板的抽气口，所述抽气口和支撑台的内腔连通，所述激光模切夹持装置进一步包括一负压装置，所述负压装置经过所述抽气口和所述内腔连通以对进入支撑台内腔的粉尘抽吸清除。

4.如权利要求3所述的激光模切夹持装置，其特征在于：所述抽气口为多个并分别设置于支撑台相对的两个立板。

5.如权利要求1或2所述的激光模切夹持装置，其特征在于：所述激光模切夹持装置进一步包括夹持框，所述夹持框围设一通孔用以供激光通过，所述夹持框配合所述支撑台对电池极片形成夹持固定，夹持框和支撑台配合时，夹持框和支撑台接触的部分位于所述支撑台的极片固定区。

6.如权利要求5所述的激光模切夹持装置，其特征在于：所述激光模切夹持装置进一步包括一负压装置，所述夹持框的壁面上开设有贯穿壁面的抽吸口，所述负压装置经所述抽吸口和所述通孔连通以清除激光切割电池极片在通孔处产生的粉尘。

7.一种电池极片激光模切方法，其特征在于，所述电池极片激光模切方法包括以下步骤：提供一顶板，所述顶板上定义有模切线路，所述顶板由所述模切线路界定为极片支撑区和极片固定区，所述极片支撑区和极片固定区之间筋条连接，所述筋条往支撑台内腔方向凹陷，顶板沿所述模切线路开设至少一贯穿顶板的吸粉孔，待切割的电池极片放置于顶板上；激光沿模切线路对放置于顶板上的电池极片进行切割，切割时产生的粉尘经过所述顶板的吸粉孔远离电池极片。

8.如权利要求7所述的电池极片激光模切方法，其特征在于，所述吸粉孔连通一内腔，通过对所述内腔抽吸形成负压从而使切割时产生的粉尘通过所述吸粉孔被抽吸远离电极极片。