CN112657953A - 激光清洗擦拭一体机和极片生产线 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种激光清洗擦拭一体机和极片生产线，涉及极片生产设备技术领域。激光清洗擦拭一体机包括放卷机构、正面激光光学系统、正面毛刷机构和正面擦拭机构，正面激光光学系统包括多套正面激光器，正面激光器用于在极片的正面形成初步正面槽位，正面毛刷机构用于刷洗初步正面槽位，形成中步正面槽位，正面擦拭机构用于擦拭中步正面槽位，形成正面焊接槽位。一种激光清洗擦拭一体机能够对未分条的宽幅极片进行槽位清洗，不仅可以一次性清洗出多个正面焊接槽位，还不会损坏极片的基材。

Description

激光清洗擦拭一体机和极片生产线

技术领域

本发明涉及极片生产设备技术领域，具体而言，涉及一种激光清洗擦拭一体机和极片生产线。

背景技术

随着现代经济和科学技术的快速发展，对锂离子电池制造设备自动化的要求越来越高。锂离子电池的发展过程中，锂离子电池的基材越来越薄，电池容量要求越来越大，因此，对于生产的要求越来越高，传统的激光清洗设备是在极片涂布辊压分切之后，单次只能对单条的极片清洗，而且由于材料特性只能做负极的极片清洗，而正极由于基材是铝箔，材料较脆，熔点较低，进过碾压之后再进行激光清洗基材容易受损伤，严重影响后工序的极耳焊接质量，安全性完全无法得到保障。

因此，设计一种激光清洗擦拭一体机，能够对未分条的宽幅极片进行槽位清洗，不仅可以一次性清洗出多个正面焊接槽位，还不会损坏极片的基材，这是目前急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的包括提供一种激光清洗擦拭一体机和极片生产线，其能够对未分条的宽幅极片进行槽位清洗，不仅可以一次性清洗出多个正面焊接槽位，还不会损坏极片的基材。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种激光清洗擦拭一体机，激光清洗擦拭一体机包括：

放卷机构，用于承载成卷的、未分条的极片；

正面激光光学系统，包括多套正面激光器，正面激光器用于对放卷机构放出的极片的正面进行激光清洗，并形成初步正面槽位，初步正面槽位的深度小于极片的正面涂层的厚度；

正面毛刷机构，用于刷洗初步正面槽位，形成中步正面槽位，中步正面槽位的深度大于初步正面槽位、且小于正面涂层的厚度；

正面擦拭机构，用于擦拭中步正面槽位，形成正面焊接槽位，正面焊接槽位贯穿正面涂层。

在可选的实施方式中，初步正面槽位的深度占极片的正面涂层的厚度的50％～95％。

在可选的实施方式中，多套正面激光器沿极片的宽度方向间隔排布，多套正面激光器用于一次性在极片上形成多个初步正面槽位。

在可选的实施方式中，激光清洗擦拭一体机还包括：

反面激光光学系统，包括多套反面激光器，反面激光器用于对极片的反面进行激光清洗，并形成初步反面槽位，初步反面槽位的深度小于极片的反面涂层的厚度；

反面毛刷机构，用于刷洗初步反面槽位，形成中步反面槽位，中步反面槽位的深度大于初步反面槽位、且小于反面涂层的厚度；

反面擦拭机构，用于擦拭中步反面槽位，形成反面焊接槽位，反面焊接槽位贯穿反面涂层。

在可选的实施方式中，初步反面槽位的深度占极片的反面涂层的厚度的50％～95％。

在可选的实施方式中，多套反面激光器沿极片的宽度方向间隔排布，多套反面激光器用于一次性在极片上形成多个初步反面槽位。

在可选的实施方式中，放卷机构、正面激光光学系统、正面毛刷机构、正面擦拭机构、反面激光光学系统、反面毛刷机构和反面擦拭机构依次设置。

在可选的实施方式中，激光清洗擦拭一体机还包括：

正面除尘机构，设置在放卷机构与正面激光光学系统之间，除尘机构用于对极片的正面除尘；

反面除尘机构，设置在正面擦拭机构与反面激光光学系统之间，除尘机构用于对极片的反面除尘。

在可选的实施方式中，激光清洗擦拭一体机还包括：

张紧机构，设置在放卷机构与正面激光光学系统之间，张紧机构用于张紧放卷机构放出的极片；

CCD检测机构，设置在反面擦拭机构的后方，CCD检测机构用于检测极片；

不良喷墨机构，设置在CCD检测机构的后方，不良喷墨机构用于对极片上的不良区域进行喷墨；

毛刷除尘机构，设置在不良喷墨机构的后方，毛刷除尘机构用于对极片除尘；

收卷机构，设置在毛刷除尘机构的后方，收卷机构用于收卷极片。

第二方面，本发明提供一种极片生产线，极片生产线包括：

前述实施方式任一项的激光清洗擦拭一体机；

辊压设备，用于对经过激光清洗的极片进行辊压；

分条设备，用于将经过辊压的极片进行分条。

本发明实施例提供的激光清洗擦拭一体机和极片生产线的有益效果包括：

1.正面激光光学系统包括多套正面激光器，并用于对未分条的宽幅极片进行清洗槽位，能够在未分条的极片上一次性形成多个初步正面槽位，初步正面槽位的数量和位置可以根据将分条后的单条极片确定，确保分条后的单条极片都实现槽位清洗即可，不仅提高了槽位清洗的效率，而且，相比于现有工艺中针对单条极片都设置激光器的方式，可以减少激光器的数量，只要少量激光器能够覆盖未分条的极片的整个宽度即可，极大地降低了成本、也减小了设备的占地面积；

2.正面激光器只在极片上形成初步正面槽位，初步正面槽位的深度小于极片的正面涂层的厚度，也就是说，激光不会贯穿涂层，不会照射到极片的基材，也就不会损伤极片的基材，并且，通过后续的正面毛刷机构和正面擦拭机构再将初步正面槽位加工成正面焊接槽位，加工过程也不会损伤极片的基材，提高极片的可靠性和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的激光清洗擦拭一体机的结构示意图；

图2为正面激光光学系统清洗未分条的极片的示意图。

图标：1-激光清洗擦拭一体机；2-机台；3-放卷机构；4-张紧机构；5-正面除尘机构；6-正面激光光学系统；61-正面激光器；7-正面毛刷机构；8-正面擦拭机构；9-反面除尘机构；10-反面激光光学系统；11-反面毛刷机构；12-反面擦拭机构；13-CCD检测机构；14-不良喷墨机构；15-毛刷除尘机构；16-收卷机构；17-吸尘器；18-极片；19-初步正面槽位。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

现有的激光清洗技术均是将宽幅极片经过碾压涂层后，再经过分条设备后分成单条，再对单条的极片通过激光清洗设备进行极耳焊接位清洗，这种激光清洗工艺有如下问题：

1.激光是通过热能量对极片表面涂层进行剥离，激光产生的能量会对极片的基材表面造成损伤；

2.为增大电池容量，极片的基材厚度越来越小，其中，铜箔的厚度已减小至5μm，铝箔的厚度减小至10μm，因此，应尽可能保证激光不作用于极片的基材；

3.正极极片经过辊压设备碾压后，正极极片的涂层会嵌入基材，再经过激光清洗后会损伤基材，后工序再进行极耳焊接后会容易破损，正极极片的可靠性与安全性无法得到保障；

4.现有的清洗设备是对于分条后的单条极片进行清洗，对于现有的消费类电池需求，其投入的设备占地面积与员工成本较高。

针对以上缺陷，本实施例提供一种激光清洗擦拭一体机，能够在极片碾压之前，也就是在极片未碾压时，通过激光光学系统对极片进行激光清洗，激光光学系统包括多套激光器与光学配件，能够使多套激光器同时进行多条清洗，这样，单套激光光学系统可进行宽幅面的激光清洗，为保证不损伤极片的基材，应清洗的槽位的深度不超过极片的涂层的厚度，保证激光不与基材作用，而后采用刷洗和擦拭去除槽位的涂层，从而达到槽位的设计要求，此种方式可实现一次清洗多个槽位，槽位清洗工序完成后，再进辊压与分条工序，已完成极片的加工。本实施例提供的激光清洗擦拭一体机的具体介绍，请见下文。

第一实施例

请参考图1，本实施例提供了一种激光清洗擦拭一体机1，主要用于在正极极片上加工出焊接槽位。激光清洗擦拭一体机1包括机台2、放卷机构3、张紧机构4、正面除尘机构5、正面激光光学系统6、正面毛刷机构7、正面擦拭机构8、反面除尘机构9、反面激光光学系统10、反面毛刷机构11、反面擦拭机构12、CCD检测机构13、不良喷墨机构14、毛刷除尘机构15、收卷机构16和吸尘器17。

在机台2上、沿机台2的长度方向依次设置放卷机构3、张紧机构4、正面除尘机构5、正面激光光学系统6、正面毛刷机构7、正面擦拭机构8、反面除尘机构9、反面激光光学系统10、反面毛刷机构11、反面擦拭机构12、CCD检测机构13、不良喷墨机构14、毛刷除尘机构15和收卷机构16。

吸尘器17设置在机台2一侧，吸尘器17与正面除尘机构5、反面除尘机构9、毛刷除尘机构15等除尘设备连接，吸尘器17用于吸走这些设备产生的尘埃。

其中，正面除尘机构5与反面除尘机构9的结构组成可以相同，正面激光光学系统6与反面激光光学系统10的结构组成可以相同，正面毛刷机构7与反面毛刷机构11的结构组成可以相同，正面擦拭机构8与反面擦拭机构12的结构组成可以相同。

请参阅图2，正面激光光学系统6包括多套正面激光器61和与正面激光器61配套的光学配件，例如振镜、扩束镜、场镜等，多套正面激光器61沿极片18的宽度方向间隔排布，正面激光器61用于对放卷机构3放出的极片18的正面进行激光清洗，并形成初步正面槽位19，并可以一次性在极片上形成多个初步正面槽位19，初步正面槽位19的深度小于极片18的正面涂层的厚度，具体的，初步正面槽位19的深度占极片18的正面涂层的厚度的50％～95％。

本实施例中，宽幅极片18规划分条成六条极片，每个单条极片上需要先形成一个初步正面槽位19，正面激光器61的数量为三个，三个正面激光器61沿极片的宽度方向间隔设置，三个正面激光器61发出的激光恰好覆盖宽幅极片18的整个宽度，能够在预定位置形成初步正面槽位19。

同理，反面激光光学系统10包括多套反面激光器和与反面激光器配套的光学配件，例如振镜、扩束镜、场镜等，多套反面激光器沿极片的宽度方向间隔排布，反面激光器用于对极片的反面进行激光清洗，并形成初步反面槽位，并且可以一次性在极片上形成多个初步反面槽位，初步反面槽位的深度小于极片的反面涂层的厚度，具体的，初步反面槽位的深度占极片的反面涂层的厚度的50％～95％。

本实施例提供的激光清洗擦拭一体机1的工作过程：

步骤1：放卷机构3放出成卷的、未分条的极片。

步骤2：张紧机构4张紧放卷机构3放出的极片，并将极片输送至正面除尘机构5。

步骤3：正面除尘机构5对极片的正面除尘，并将极片输送至正面激光光学系统6。

步骤4：正面激光光学系统6在极片的正面进行激光清洗一次性形成多个初步正面槽位19，并将极片输送至正面毛刷机构7。

步骤5：正面毛刷机构7刷洗初步正面槽位19，将极片正面的涂层进一步减薄，也就是使初步正面槽位19加深形成中步正面槽位，并将极片输送至正面擦拭机构8。

步骤6：正面擦拭机构8采用无尘布擦拭中步正面槽位，将极片正面的涂层进一步减薄，也就是使中步正面槽位加深形成正面焊接槽位，正面焊接槽位贯穿正面涂层，也就是说，利用正面擦拭机构8擦拭掉槽位底部的涂层，裸露出极片的基材，并将极片输送至反面除尘机构9。

步骤7：反面除尘机构9对极片的反面除尘，并将极片输送至反面激光光学系统10。

步骤8：反面激光光学系统10在极片的反面进行激光清洗一次性形成多个初步反面槽位，并将极片输送至反面毛刷机构11。

步骤9：反面毛刷机构11刷洗初步反面槽位，将极片反面的涂层进一步减薄，也就是使初步反面槽位加深形成中步反面槽位，并将极片输送至反面擦拭机构12。

步骤10：反面擦拭机构12采用无尘布擦拭中步反面槽位，将极片反面的涂层进一步减薄，也就是使中步反面槽位加深形成反面焊接槽位，反面焊接槽位贯穿反面涂层，也就是说，利用反面擦拭机构12擦拭掉槽位底部的涂层，裸露出极片的基材，并将极片输送至CCD检测机构13。

步骤11：CCD检测机构13用于检测极片，并将检测结果发送给控制器，也将极片输送至不良喷墨机构14。

步骤12：不良喷墨机构14由控制器控制，在极片上的不良区域进行喷墨，以标记出不良区域，也将极片输送至毛刷除尘机构15。

步骤13：毛刷除尘机构15对极片除尘后，由收卷机构16收卷极片。

本实施例提供的激光清洗擦拭一体机1的有益效果包括：

1.正面激光光学系统6包括多套正面激光器61，并用于对未分条的宽幅极片进行清洗槽位，能够在未分条的极片上一次性形成多个初步正面槽位19，初步正面槽位19的数量和位置可以根据将分条后的单条极片确定，确保分条后的单条极片都实现槽位清洗即可，不仅提高了槽位清洗的效率，而且，相比于现有工艺中针对单条极片都设置激光器的方式，可以减少激光器的数量，只要少量激光器能够覆盖未分条的极片的整个宽度即可，极大地降低了成本、也减小了设备的占地面积；

2.正面激光器61只在极片上形成初步正面槽位19，初步正面槽位19的深度小于极片的正面涂层的厚度，也就是说，激光不会贯穿涂层，不会照射到极片的基材，也就不会损伤极片的基材，并且，通过后续的正面毛刷机构7和正面擦拭机构8再将初步正面槽位19加工成正面焊接槽位，加工过程也不会损伤极片的基材，提高极片的可靠性和安全性。

第二实施例

本实施例提供一种极片生产线，极片生产线包括辊压设备、分条设备和第一实施例提供的激光清洗擦拭一体机1。其中，激光清洗擦拭一体机1、辊压设备和分条设备依次设置。

本实施例提供的极片生产线的工作过程：

步骤1：激光清洗擦拭一体机1在未分条的宽幅极片上形成正面焊接槽位和反面焊接槽位，并将极片输送至辊压设备。

步骤2：辊压设备将极片上的涂层与基材压实，并将极片输送至分条设备。

步骤3：分条设备将极片进行分条形成多条极片。

本实施例提供的极片生产线的有益效果包括：

1.不仅提高了槽位清洗的效率，而且，可以减少激光器的数量，极大地降低了成本、也减小了设备的占地面积；

2.激光不会照射到极片的基材，不会损伤极片的基材，提高极片的可靠性和安全性。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种激光清洗擦拭一体机，其特征在于，所述激光清洗擦拭一体机包括：

放卷机构(3)，用于承载成卷的、未分条的极片；

正面激光光学系统(6)，包括多套正面激光器(61)，所述正面激光器(61)用于对所述放卷机构(3)放出的所述极片的正面进行激光清洗，并形成初步正面槽位(19)，所述初步正面槽位(19)的深度小于所述极片的正面涂层的厚度；

正面毛刷机构(7)，用于刷洗所述初步正面槽位(19)，形成中步正面槽位，所述中步正面槽位的深度大于所述初步正面槽位(19)、且小于所述正面涂层的厚度；

正面擦拭机构(8)，用于擦拭所述中步正面槽位，形成正面焊接槽位，所述正面焊接槽位贯穿所述正面涂层。

2.根据权利要求1所述的激光清洗擦拭一体机，其特征在于，所述初步正面槽位(19)的深度占所述极片的正面涂层的厚度的50％～95％。

3.根据权利要求1所述的激光清洗擦拭一体机，其特征在于，多套所述正面激光器(61)沿所述极片的宽度方向间隔排布，多套所述正面激光器(61)用于一次性在所述极片上形成多个所述初步正面槽位(19)。

4.根据权利要求1所述的激光清洗擦拭一体机，其特征在于，所述激光清洗擦拭一体机还包括：

反面激光光学系统(10)，包括多套反面激光器，所述反面激光器用于对所述极片的反面进行激光清洗，并形成初步反面槽位，所述初步反面槽位的深度小于所述极片的反面涂层的厚度；

反面毛刷机构(11)，用于刷洗所述初步反面槽位，形成中步反面槽位，所述中步反面槽位的深度大于所述初步反面槽位、且小于所述反面涂层的厚度；

反面擦拭机构(12)，用于擦拭所述中步反面槽位，形成反面焊接槽位，所述反面焊接槽位贯穿所述反面涂层。

5.根据权利要求4所述的激光清洗擦拭一体机，其特征在于，所述初步反面槽位的深度占所述极片的反面涂层的厚度的50％～95％。

6.根据权利要求4所述的激光清洗擦拭一体机，其特征在于，多套所述反面激光器沿所述极片的宽度方向间隔排布，多套所述反面激光器用于一次性在所述极片上形成多个所述初步反面槽位。

7.根据权利要求4所述的激光清洗擦拭一体机，其特征在于，所述放卷机构(3)、所述正面激光光学系统(6)、所述正面毛刷机构(7)、所述正面擦拭机构(8)、所述反面激光光学系统(10)、所述反面毛刷机构(11)和所述反面擦拭机构(12)依次设置。

8.根据权利要求7所述的激光清洗擦拭一体机，其特征在于，所述激光清洗擦拭一体机还包括：

正面除尘机构(5)，设置在所述放卷机构(3)与所述正面激光光学系统(6)之间，所述除尘机构用于对所述极片的正面除尘；

反面除尘机构(9)，设置在所述正面擦拭机构(8)与所述反面激光光学系统(10)之间，所述除尘机构用于对所述极片的反面除尘。

9.根据权利要求7所述的激光清洗擦拭一体机，其特征在于，所述激光清洗擦拭一体机还包括：

张紧机构(4)，设置在所述放卷机构(3)与所述正面激光光学系统(6)之间，所述张紧机构(4)用于张紧所述放卷机构(3)放出的所述极片；

CCD检测机构(13)，设置在所述反面擦拭机构(12)的后方，所述CCD检测机构(13)用于检测所述极片；

不良喷墨机构(14)，设置在所述CCD检测机构(13)的后方，所述不良喷墨机构(14)用于对所述极片上的不良区域进行喷墨；

毛刷除尘机构(15)，设置在所述不良喷墨机构(14)的后方，所述毛刷除尘机构(15)用于对所述极片除尘；

收卷机构(16)，设置在所述毛刷除尘机构(15)的后方，所述收卷机构(16)用于收卷所述极片。

10.一种极片生产线，其特征在于，所述极片生产线包括：

权利要求1～9任一项所述的激光清洗擦拭一体机；

辊压设备，用于对经过激光清洗的所述极片进行辊压；

分条设备，用于将经过辊压的所述极片进行分条。

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