CN110666446A - 一种锂电池极片激光制片方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锂电池极片激光制片方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一，将极片敷料涂布于金属卷料上，并经过对辊压实制得极片卷料A；极片卷料A上留有留白区，极片敷料不在留白区内；步骤二，将极片卷料A通过激光切割设备，启动激光切割设备，控制激光头沿指定切割轨迹走卷，以在极片卷料A上的留白区内切割出一块以上极耳，制得极片卷料B；步骤三，放卷步骤二制得的极片卷料B，使其通过极片裁切设备，极片裁切设备对极片卷料B进行裁切，以制得一块以上电池极片。本锂电池极片激光制片方法将激光切割与分条栽片组合，达到高精度、灵活性好、生产效率高的生产效果。

Description

一种锂电池极片激光制片方法
技术领域
本发明涉及一种锂电池生产领域，具体是一种锂电池极片激光制片方法。
背景技术
锂电池是性能优异的绿色电池，具有高容量、高电压、低自放电、无记忆效应、体积小、寿命长等突出的优点。近年来汽车厂商纷纷上马电动汽车项目，同时国家政策也大力支持电动汽车市场的发展，然而市场的反应一般。其中，锂电池的安全问题是影响其市场推广的关键之一；安全问题除了与锂电池本身所选用的材料有关联外，与极片的制程也有着重大的联系；比如，当锂电池极片毛刺及掉粉严重时，锂电池会表现出高自放电甚至短路的情况，存在极大的安全隐患。
目前锂电池生产中，极片的制片方式常见有以下几种：①分条与裁片相结合，该制片方式生产的速度和精度都很好，但是裁切出来的极片形状为单一的方形，仅适用于卷绕电池的生产；②五金模切，该制片方式可切割出形状灵活的极片，而且精度也很高，但是生产效率较低，材料的废弃率较高，五金模具的成本也较高；③ 激光切割，该制片方式精度、及灵活性都很好，但激光切割时产生的高温容易对边缘的粉料造成破坏并产生金属颗粒，同时因为要切割出一个完整的极片，所以激光头要沿着极片的边缘走一圈，且切割后自动收取极片的机构较复杂，导致生产效率不高且投入成本较高。
因此，需要进一步改进。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种锂电池极片激光制片方法，本制片方法将激光切割与分条栽片组合，达到高精度、灵活性好、生产效率高的生产效果。
本发明的目的是这样实现的：
一种锂电池极片激光制片方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，将极片敷料涂布于金属卷料上，并经过对辊压实制得极片卷料A；极片卷料A上留有留白区，极片敷料不在留白区内；
步骤二，将极片卷料A通过激光切割设备，启动激光切割设备，控制激光头沿指定切割轨迹走卷，以在极片卷料A上的留白区内切割出一块以上极耳，制得极片卷料B；
步骤三，放卷步骤二制得的极片卷料B，使其通过极片裁切设备，极片裁切设备对极片卷料B进行裁切，以制得一块以上电池极片。
所述金属卷料上划分有留白区和填料区，极片敷料涂布于填料区上；所述激光头在留白区的切割轨迹包括用于切割出电池极片边缘的第一切割段和用于切割出极耳的第二切割段，其中，第一切割段与填料区之间有距离d，0＜d≤1mm，优选0.5mm或1mm。
所述留白区外露有金属箔材。
步骤二中，所述激光切割设备上的激光头设置一个或两个以上，且单侧或双侧排布，以实现单侧或双侧高速连续切割极耳。
步骤二中，激光切割设备切割极耳的同时或完成极耳切割以后回收极片废料。
本发明的有益效果如下：
A.通过激光模切方式仅切割出极耳的轮廓，使得激光头得以固定，极片卷料A通过走卷实现极耳高速连续切割；同时，由于仅在留白区位置进行激光切割，可有效避免激光切割时产生的高温对极片敷料造成破坏；
B.由于激光高速连续切割的区域仅在极片卷料A的一侧或两侧，切割出来的极片废料不会断裂，避免极片废料掉落在电池极片上而产生毛刺，有效保证电池极片的洁净度，提高电池极片的生产质量；
C.通过使用激光切割极耳，使切割更加灵活；同时，激光切割与分条栽片组合可提高切割精度和切割速度，保证了锂电池极片的生产效率和生产质量。
附图说明
图1为本发明一实施例中金属卷料的局部结构示意图。
图2和图3分别为本发明一实施例中极片卷料A的局部结构示意图。
图4为本发明一实施例中极片卷料B的局部结构示意图。
图5为本发明一实施例中极片卷料B裁切出电池极片的示意图。
图6为本发明一实施例中激光切割设备的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
参见图1-图6，本锂电池极片激光制片方法包括以下步骤：
步骤一，将极片敷料5涂布于金属卷料1上，并经过对辊压实制得极片卷料A 4；极片卷料A 4上留有留白区2，极片敷料5不在留白区2内；
步骤二，将极片卷料A 4通过激光切割设备，启动激光切割设备，控制激光头沿指定切割轨迹走卷，以在极片卷料A 4上的留白区2内切割出一块以上极耳10，制得极片卷料B 9；
步骤三，放卷步骤二制得的极片卷料B 9，使其通过极片裁切设备，极片裁切设备以设定裁切距离对极片卷料B 9进行裁切，以制得一块以上期望的电池极片11。
步骤二与步骤三中的激光切割设备和极片裁切设备联合工作，实现激光切割极耳后再定距裁切片的高速激光连续制片，大大提高了电池极片的制备效率。
进一步地，金属卷料1上划分有留白区2和填料区3（本实施例的留白区2单侧设置），极片敷料5涂布于填料区3上；激光头在留白区2的切割轨迹包括用于切割出电池极片11边缘的第一切割段7和用于切割出极耳10的第二切割段6，其中，第一切割段7与填料区3之间有距离d，0＜d≤1mm，进而有效避免激光切割时产生的高温对极片敷料5造成破坏。
进一步地，留白区2外露有金属箔材，或者金属卷料的材质本身就是箔材。
进一步地，步骤二中，激光切割设备上的激光头设置一个或两个以上，且单侧排布（根据实际生产需要，也可以是双侧排布），以实现单侧或双侧高速连续切割极耳10。
进一步地，步骤二中，激光切割设备切割极耳10的同时或完成极耳10切割以后回收极片废料8。
进一步地，参见图6，激光切割设备用于切割出电池正、负极片上的极耳；设备采用自动放卷方式，经张力机构和纠偏机构等将极片卷料A 4引入激光切割工位进行极耳切割；切割的同时清除极片表面产生的颗粒和粉尘；切割过程中极片卷料A 4匀速走带；一个激光切割工位单独负责极片卷料A 4一侧极耳10的成型，极片卷料A 4完成极耳切割后形成极片卷料B 9，表面清洁装置对极片卷料B 9表面完成清洁后对其进行收卷。
激光切割极耳所产生的效益：①激光不会磨损，五金裁切则需要模具，且相关模具一年下来的维护费用大约需要大约100万，可见激光切割可大大降低生产成本；②对产品的适应性加强，变更型号时根据设置参数，可自动绘制各种尺寸、形状的极耳图档，使用操作方便快捷，且精度高；③打破了五金模切的工艺限制，因为五金模切只适用于叠片工艺，但激光切割极耳工艺可适用于叠片和卷绕两种工艺。
上述为本发明的优选方案，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (5)

1.一种锂电池极片激光制片方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，将极片敷料（5）涂布于金属卷料（1）上，并经过对辊压实制得极片卷料A（4）；极片卷料A（4）上留有留白区（2），极片敷料（5）不在留白区（2）内；
步骤二，将极片卷料A（4）通过激光切割设备，启动激光切割设备，控制激光头沿指定切割轨迹走卷，以在极片卷料A（4）上的留白区（2）内切割出一块以上极耳（10），制得极片卷料B（9）；
步骤三，放卷步骤二制得的极片卷料B（9），使其通过极片裁切设备，极片裁切设备对极片卷料B（9）进行裁切，以制得一块以上电池极片（11）。
2.根据权利要求1所述的锂电池极片激光制片方法，其特征在于：所述金属卷料（1）上划分有留白区（2）和填料区（3），极片敷料（5）涂布于填料区（3）上；所述激光头在留白区（2）的切割轨迹包括用于切割出电池极片（11）边缘的第一切割段（7）和用于切割出极耳（10）的第二切割段（6），其中，第一切割段（7）与填料区（3）之间有距离d，0＜d≤1mm。
3.根据权利要求1所述的锂电池极片激光制片方法，其特征在于：所述留白区（2）外露有金属箔材。
4.根据权利要求1所述的锂电池极片激光制片方法，其特征在于：步骤二中，所述激光切割设备上的激光头设置一个或两个以上，且单侧或双侧排布，以实现单侧或双侧高速连续切割极耳（10）。
5.根据权利要求4所述的锂电池极片激光制片方法，其特征在于：步骤二中，激光切割设备切割极耳（10）的同时或完成极耳（10）切割以后回收极片废料（8）。
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