CN111660015A - 激光模切极片方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光模切极片方法。该方法包括:(1)提供箔材;(2)将所述箔材的表面划分为第一涂覆区、留白区和第二涂覆区,所述留白区位于所述第一涂覆区和所述第二涂覆区之间;(3)在所述第一涂覆区和所述第二涂覆区涂覆电极浆料,所得极片依次进行烘烤和辊压,得到待模切极片;(4)利用激光对所述留白区进行极耳模切,以便得到多个第一极耳和多个第二极耳,并将所述待模切极片分割为第一极片和第二极片。该激光模切极片方法可在完成极耳模切成型的同时对箔材进行切割,从而大大降低极耳加工成本。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池生产技术领域,具体而言,本发明涉及一种低成本激光模切极片加工方法。
背景技术
激光模切由于具有切割毛刺小、维护成本低以及柔性大的特点被广泛应用于电池极片的极耳成型。目前极耳成型的方案主要有:1、先对极片进行分切,再进行激光模切实现极片极耳的成型;2、先对极片进行激光模切实现极片极耳的成型,再对其进行分切。以上2种方案的极片来料状态均为敷料区(10,20)在中间,留白区(11,21)在两边,如图1所示。激光模切时极片向竖直方向运动,激光器则在水平方向来回运动,即行业内所讲的S型切极耳工艺,生产过程如图2所示。
然而,上述两种方案仍存在一些缺陷:1、极片留白区的箔材利用率较低,长期大批量生产会造成大量的浪费;2、生产过程中均使用到分切机,极片分切过程的毛刺无法100%监控,极片质量无法完全保证;3、分切机的分切刀属于消耗品,需要定期打磨维护及更换,生产成本增加。因而,现有的激光模切极片方法仍有待改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种激光模切极片方法。该激光模切极片方法可在完成极耳模切成型的同时对箔材进行切割,从而大大降低极耳加工成本。
在本发明的一个方面,本发明提出了一种激光模切极片方法。根据本发明的实施例,该激光模切极片方法包括:(1)提供箔材;(2)将所述箔材的表面划分为第一涂覆区、留白区和第二涂覆区,所述留白区位于所述第一涂覆区和所述第二涂覆区之间;(3)在所述第一涂覆区和所述第二涂覆区涂覆电极浆料,所得极片依次进行烘烤和辊压,得到待模切极片;(4)利用激光对所述留白区进行极耳模切,以便得到多个第一极耳和多个第二极耳,并将所述待模切极片分割为第一极片和第二极片。
根据本发明上述实施例的激光模切极片方法,将不涂覆电极浆料的极耳留白区设置在第一和第二涂覆区之间。由此,在涂覆电极浆料、烘干和辊压工序完成后,通过利用激光对留白区进行极耳模切,可以在模切得到两组极耳的同时,完成箔材的切割,分别获得两个成型有极耳的极片,从而大大提高了留白区的利用率,降低了留白区箔材的浪费,降低了极耳成型的加工成本。同时,该方法在极耳模切成形的同时对箔材进行了切割,省去了对极片的分切工序,从而提高了极片的生产效率,降低了分切设备的投入及维护费用。
另外,根据本发明上述实施例的激光模切极片方法还可以具有如下附加的技术特征:
在本发明的一些实施例中,所述箔材的宽度(宽幅)为50~4000mm。
在本发明的一些实施例中,所述留白区的宽度为10~100mm。
在本发明的一些实施例中,所述第一涂覆区和所述第二涂覆区的宽度分别独立地为18~350mm。
在本发明的一些实施例中,所述第一极耳和所述第二极耳为梯形、长方形、正方形或具有倒角的多边形。
在本发明的一些实施例中,相邻所述第一极耳和所述第二极耳的间距为0~1000mm。
在本发明的一些实施例中,步骤(2)进一步包括:在所述第一涂覆区和所述留白区之间划分出第一子涂覆区,在所述第二涂覆区和所述留白区之间划分出第二子涂覆区。
在本发明的一些实施例中,步骤(3)进一步包括:在所述第一子涂覆区和所述第二子涂覆区涂覆陶瓷浆料。
在本发明的一些实施例中,在步骤(4)之前进一步包括:对所述待模切极片进行预分切,将经过所述预分切的极片用于步骤(4)。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是现有技术中用于激光模切的极片各区域设置方式的示意图;
图2是现有技术中激光模切极片的生产方式示意图;
图3是根据本发明一个实施例的激光模切极片方法中极片各区域设置方式的示意图;
图4是根据本发明一个实施例的激光模切极片方法的生产方式示意图;
图5是根据本发明一个实施例的激光模切极片方法制备得到的极耳产品结构示意图;
图6是根据本发明再一个实施例的激光模切极片方法中极片各区域设置方式的示意图;
图7是根据本发明再一个实施例的激光模切极片方法中极片各区域设置方式的示意图;
图8是根据本发明再一个实施例的激光模切极片方法中极片各区域设置方式的示意图。
附图标记:
10:敷料区1;11:留白区1;20:敷料区2;21:留白区2;
100:箔材;110:第一涂覆区;120:留白区;130:第二涂覆区;
121:第一子涂覆区;122:第二子涂覆区;
210:第一极片;220:第二极片;211第一极耳;221:第二极耳;
300:预分切线;
A、B:激光器。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明的一个方面,本发明提出了一种激光模切极片方法。参考图3和5,根据本发明的实施例,该激光模切极片方法包括:(1)提供箔材100;(2)将箔材的表面划分为第一涂覆区110、留白区120和第二涂覆区130,留白区120位于第一涂覆区110和第二涂覆区130之间;(3)在第一涂覆区110和第二涂覆区130涂覆电极浆料,所得极片依次进行烘烤和辊压,得到待模切极片;(4)利用激光对留白区120进行极耳模切,以便得到多个第一极耳211和多个第二极耳221,并将待模切极片分割为第一极片210和第二极片220。
下面进一步对根据本发明上述实施例的激光模切极片方法进行详细描述。
根据本发明的一些实施例,上述箔材的宽度(宽幅)可以为50~4000mm,例如50mm、100mm、200mm、500mm、800mm、1000mm、2000mm、3000mm、4000mm等。
根据本发明的一些实施例,上述留白区的宽度可以为10~100mm,例如10mm、20mm、30mm、50mm、70mm、80mm、100mm。发明人在研究中发现,通过控制留白区的宽度在上述范围,可以进一步有利于控制模切得到的极耳尺寸,且更便于模切过程中激光器的操作。
根据本发明的一些实施例,上述第一涂覆区和第二涂覆区的宽度可以分别独立地为18~350mm,例如18mm、25mm、50mm、100mm、200mm、250mm、300mm、350mm等。具体的,第一和第二涂覆区的宽度可以根据极片产品的实际需要来确定。
另外,需要说明的是,当箔材的宽幅较大时,可以将箔材表面先划分成多个子区域,并进一步在每个子区域内划分满足上述宽度需求的第一涂覆区、留白区和第二涂覆区。
根据本发明的一些实施例,上述第一极耳和第二极耳可以为梯形、长方形、正方形或具有倒角的多边形。具体的,极耳的形状可以根据极片产品的实际需要来确定,并通过设置模切过程中的激光器工作参数来获得所需的极耳形状。
根据本发明的一些实施例,相邻第一极耳和第二极耳的间距可以为0~1000mm,例如0mm、0.5mm、1mm、10mm、100mm、200mm、400mm、600mm、800mm、1000mm等。具体的,上述相邻第一极耳和第二极耳的间距可以为如图4中的de或cf所示的间距。相邻的第一极耳和第二极耳的间距可以根据极片产品的实际需要来确定,并通过设置模切过程中的激光器工作参数来获得所需的极耳间距。可以理解的是,当相邻第一极耳和第二极耳的间距为0mm时,采用一个激光器即可完成模切;当相邻第一极耳和第二极耳的间距大于0mm时,优选采用两个激光器进行模切。
参考图6,根据本发明的一些实施例,上述步骤(2)还可以进一步包括:在第一涂覆区110和留白区120之间划分出第一子涂覆区121,在第二涂覆区130和留白区120之间划分出第二子涂覆区122。上述步骤(3)还可以进一步包括:在第一子涂覆区121和第二子涂覆区122涂覆陶瓷浆料。由此,可以在极片表面进一步形成陶瓷层,提高极片的适用范围,且不会对留白区的极耳模切造成影响。
如前所述,当所使用的箔材宽幅过大时(例如超过1200mm),可以将箔材表面先划分成多个子区域,并进一步在每个子区域内划分满足上述宽度需求的第一涂覆区、留白区和第二涂覆区。然后通过预分切将各个子区域分割后,再对各个子区域中的留白区进行极耳模切。具体的,参考图7,根据本发明的一些实施例,在上述步骤(4)之前还可以进一步包括:对待模切极片进行预分切,将极片分割为多个宽幅较小的小极片,然后将经过预分切的极片(分割得到的小极片)用于步骤(4)进行极耳模切。
另外,需要说明的是,在本发明的激光模切极片方法中,箔材及其上所涂覆的电极浆料的具体种类并不受特别限制,可以采用本领域的常用材料。例如,箔材可以采用铝箔、铜箔、镍箔、铁箔等。电极浆料中可采用的正极材料例如钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂、镍锰酸锂、镍钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂等,负极材料例如可以为人造石墨、天然石墨、硅碳材料、硅氧碳材料等。陶瓷浆料可以采用例如三氧化二铝、二氧化硅、勃姆石等。
下面参考具体实施例,对本发明进行描述,需要说明的是,这些实施例仅仅是描述性的,而不以任何方式限制本发明。
实施例1
选取宽幅为665mm的铜箔,参考图3将铜箔表面划分为第一涂覆区110、留白区120和第二涂覆区130,第一和第二涂覆区的宽度均为315mm,中间留白区的宽度为35mm。在第一和第二涂覆区涂覆天然石墨浆料。将涂覆完成后的极片烘烤后转移至辊压工序,极片滚压至工艺指定的厚度后转移至激光模切工序,使极片以一定的速度沿图4中指引方向运动,两激光器(A,B)按照设定好的程序在水平方向对极耳进行切割,切割的极耳为形状为等腰梯形,相邻两极耳的间距为50mm,切割后的效果图如图5所示。
实施例2
选取宽幅为1320mm的铝箔,参考图8将铜箔表面划分为第一涂覆区110、第一子涂覆区121、留白区120、第二子涂覆区122和第二涂覆区130,第一和第二涂覆区的宽度均为300mm,第一和第二子涂覆区的宽度均为15mm,中间留白区的宽度为30mm。在第一和第二涂覆区涂覆磷酸铁锂浆料,在第一和第二子涂覆区涂覆陶瓷浆料。将涂覆完成后的极片烘烤后转移至辊压工序,极片滚压至工艺指定的厚度后,沿预分切线300将极片分切,得到两个小极片。将两个小极片转移至激光模切工序,使极片以一定的速度沿竖直方向运动,激光器按照设定好的程序在水平方向对极耳进行切割,切割的极耳为形状为长方形,相邻两极耳的间距为0mm。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种激光模切极片方法,其特征在于,包括:
(1)提供箔材;
(2)将所述箔材的表面划分为第一涂覆区、留白区和第二涂覆区,所述留白区位于所述第一涂覆区和所述第二涂覆区之间;
(3)在所述第一涂覆区和所述第二涂覆区涂覆电极浆料,所得极片依次进行烘烤和辊压,得到待模切极片;
(4)利用激光对所述留白区进行极耳模切,以便得到多个第一极耳和多个第二极耳,并将所述待模切极片分割为第一极片和第二极片。
2.根据权利要求1所述的激光模切极片方法,其特征在于,所述箔材的宽度为50~4000mm。
3.根据权利要求1所述的激光模切极片方法,其特征在于,所述留白区的宽度为10~100mm。
4.根据权利要求1所述的激光模切极片方法,其特征在于,所述第一涂覆区和所述第二涂覆区的宽度分别独立地为18~350mm。
5.根据权利要求1所述的激光模切极片方法,其特征在于,所述第一极耳和所述第二极耳为梯形、长方形、正方形或具有倒角的多边形。
6.根据权利要求1所述的激光模切极片方法,其特征在于,相邻所述第一极耳和所述第二极耳的间距为0~1000mm。
7.根据权利要求1所述的激光模切极片方法,其特征在于,步骤(2)进一步包括:在所述第一涂覆区和所述留白区之间划分出第一子涂覆区,在所述第二涂覆区和所述留白区之间划分出第二子涂覆区。
8.根据权利要求7所述的激光模切极片方法,其特征在于,步骤(3)进一步包括:在所述第一子涂覆区和所述第二子涂覆区涂覆陶瓷浆料。
9.根据权利要求1所述的激光模切极片方法,其特征在于,在步骤(4)之前进一步包括:对所述待模切极片进行预分切,将经过所述预分切的极片用于步骤(4)。
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