CN113305451A - 一种激光切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光切割方法，涉及激光切割技术领域。该激光切割方法首先清除待切割件上预设位置表面的活性物质；随后在预设位置对待切割件进行激光切割，以将待切割件切断。与现有技术相比，本发明提供的激光切割方法由于采用了清除待切割件上预设位置表面的活性物质的步骤，所以能够保证待切割件的质量，避免材料飞溅的情况发生，步骤简单，切割效率高。

Description

一种激光切割方法

技术领域

本发明涉及激光切割技术领域，具体而言，涉及一种激光切割方法。

背景技术

目前，激光切割以其高效性、灵活性以及适应性广的特点广泛应用于各种技术领域。但在对某些待切割件(例如锂离子电池正极片)进行激光切割时，熔化的材料飞溅现象严重，并且会在待切割件的表面残留大量的熔珠，影响待切割件的质量。

有鉴于此，设计出一种保证待切割件质量的激光切割方法特别是在工业生产中显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光切割方法，能够保证待切割件的质量，避免材料飞溅的情况发生，步骤简单，切割效率高。

本发明是采用以下的技术方案来实现的。

一种激光切割方法，包括：清除待切割件上预设位置表面的活性物质；在预设位置对待切割件进行激光切割，以将待切割件切断。

可选地，清除待切割件上预设位置表面的活性物质的步骤包括：对待切割件的预设位置进行激光照射，以清除待切割件表面的活性物质。

可选地，待切割件呈片状，待切割件的两侧相对设置有第一活性物质和第二活性物质，清除待切割件上预设位置表面的活性物质的步骤包括：利用第一激光束清除位于待切割件一侧的第一活性物质。

可选地，在预设位置对待切割件进行激光切割，以将待切割件切断的步骤包括：利用第二激光束切断待切割件。

可选地，在预设位置对待切割件进行激光切割，以将待切割件切断的步骤的同时，激光切割方法还包括：利用第二激光束将位于待切割件另一侧的第二活性物质清除。

可选地，在预设位置对待切割件进行激光切割，以将待切割件切断的步骤后，激光切割方法还包括：利用第三激光束将位于待切割件另一侧的第二活性物质清除。

可选地，待切割件呈片状，待切割件的两侧相对设置有第一活性物质和第二活性物质，清除待切割件上预设位置表面的活性物质的步骤包括：利用第一激光束清除位于待切割件一侧的第一活性物质；利用第四激光束清除位于待切割件另一侧的第二活性物质。

可选地，清除待切割件上预设位置表面的活性物质的步骤包括：将化学制剂涂覆于待切割件的预设位置，以清除待切割件表面的活性物质。

可选地，清除待切割件上预设位置表面的活性物质的步骤包括：对待切割件上预设位置表面的活性物质进行刷除或者刮除。

可选地，待切割件为正极片，活性物质为正极活性物质。

本发明提供的激光切割方法具有以下有益效果：

本发明提供的激光切割方法，首先清除待切割件上预设位置表面的活性物质；随后在预设位置对待切割件进行激光切割，以将待切割件切断。与现有技术相比，本发明提供的激光切割方法由于采用了清除待切割件上预设位置表面的活性物质的步骤，所以能够保证待切割件的质量，避免材料飞溅的情况发生，步骤简单，切割效率高。

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切割方法的步骤框图；

图2为本发明第一实施例提供的激光切割方法应用于待切割件的结构示意图；

图3为本发明第二实施例提供的激光切割方法应用于待切割件的结构示意图；

图4为本发明第三实施例提供的激光切割方法应用于待切割件的结构示意图。

图标：110-第一激光器；120-第二激光器；130-第三激光器；140-第四激光器；200-待切割件；210-第一活性物质；220-第二活性物质。

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，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“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，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，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

在锂离子电池的生产过程中，需要将锂离子电池的正极片切断，然而在正极片进行激光切割时，熔化的材料飞溅现象严重，并且会在正极片的表面残留大量的熔珠，影响正极片的质量，从而影响锂离子电池的质量。

由此，发明人通过实验研究和理论分析激光与被切割材料的相互作用的机理，确定了产生飞溅的原因是由于在激光的局部高温作用下，正极片的载体铝箔与三元正极材料之间发生了剧烈的还原反应。特别是层状微观晶体结构的三元及钴酸锂正极材料，其氧含量高，结构稳定性差，更易与载体铝箔之间发生铝热还原反应，反应放热温升可达3000度，导致材料飞溅现象严重。

在对正极片进行激光切割的过程中，切割处附近的气体温度迅速升高发生电离，剧烈膨胀，导致熔融的材料飞溅，严重影响正极片的质量。并且，高温下三元材料中的锂可能被还原，且处于等离子态或原子态，这种状态下的锂原子与空气中的氧和水分发生剧烈的反应使温度进一步升高，加剧了飞溅的程度，并且使热影响区扩大，导致正极片性能下降，乃至无法使用。

发明人研究发现，若降低激光功率对正极片进行切割，虽然可以缓解材料飞溅的情况，但是切割效率会大幅度下降。因此，本申请提供了一种激光切割方法，能够在保证正极片质量的前提下提高切割效率。

第一实施例

请结合参照图1和图2，本发明实施例提供了一种激光切割方法，用于对待切割件200进行激光切割。其能够保证待切割件200的质量，避免材料飞溅的情况发生，步骤简单，切割效率高。

需要说明的是，待切割件200呈片状，待切割件200的表面设置有活性物质，待切割件200沿走带方向进行走带，以便于进行激光切割。具体地，活性物质包括第一活性物质210和第二活性物质220，第一活性物质210和第二活性物质220相对设置于待切割件200的两侧。

本实施例中，待切割件200为正极片，正极片的表面设置有正极活性物质，激光切割方法用于对正极片进行激光切割，但并不仅限于此，在其它实施例中，激光切割方法也可以用于对其它材料进行激光切割，对激光切割方法的应用场景不作具体限定。

激光切割方法包括以下步骤：

步骤S110：清除待切割件200上预设位置表面的活性物质。

需要说明的是，在步骤S110中，清除待切割件200上的活性物质，以避免后续切割待切割件200时待切割件200与活性物质之间发生剧烈的还原反应而导致材料飞溅的情况发生。本实施例中，清除掉正极片载体铝箔上的三元正极材料，以避免后续切割载体铝箔时载体铝箔与三元正极材料之间发生剧烈的还原反应，从而避免材料飞溅的情况发生，保证正极片的质量。

本实施例中，对待切割件200的预设位置进行激光照射，以清除待切割件200表面的活性物质。但并不仅限于此，在其它实施例中，可以将化学制剂涂覆于待切割件200的预设位置，以清除待切割件200表面的活性物质，即采用化学反应的方式清除活性物质；也可以对待切割件200上预设位置表面的活性物质进行刷除或者刮除，即采用物理方式清除活性物质；对清除活性物质的方式不作具体限定。

具体地，步骤S110包括：

步骤S111：利用第一激光束清除位于待切割件200一侧的第一活性物质210。

需要说明的是，在步骤S111中，利用第一激光器110向待切割件200的预设位置发射第一激光束，以清除预设位置的第一活性物质210。具体地，第一活性物质210呈层状，第一激光束在预设位置将第一活性物质210切断，以在第一活性物质210上开出一个槽，从而将位于第一活性物质210下方的待切割件200露出来，便于后续对其进行切割。

步骤S120：在预设位置对待切割件200进行激光切割，以将待切割件200切断。

具体地，步骤S120包括：

步骤S121：利用第二激光束切断待切割件200，同时利用第二激光束将位于待切割件200另一侧的第二活性物质220清除。

需要说明的是，在步骤S121中，利用第二激光器120向待切割件200的预设位置发射第二激光束，以在切断待切割件200的同时将第二活性物质220清除。具体地，第二活性物质220呈层状，第二激光束在预设位置将待切割件200切断，与此同时，第二激光束将位于待切割件200下方的第二活性物质220切断，以完成整个待切割件200的激光切割。

值得注意的是，激光切割方法采用分层切割的方式对待切割件200进行激光切割，其中，用于进行分层切割的第一激光束和第二激光束的能量密度不同，以保证分层切割的可靠性。

具体地，在利用第一激光束清除第一活性物质210时，由于第一激光束的能量密度较小，所以其只能够清除第一活性物质210，而不会对待切割件200造成损伤，即第一激光束只能够清除三元正极材料，而不会损伤载体铝箔，这样一来，三元正极材料的温度较低，不会与载体铝箔之间发生铝热还原反应，从而避免了材料飞溅的情况。而在利用第二激光束切断待切割件200时，由于第二激光束的能量密度较大，所以能够轻松地将待切割件200和第二活性物质220切断，切割效率高，此时由于第二活性物质220位于待切割件200的背面，第二激光束不会直射于第二活性物质220上，即第二激光束没有直射于三元正极材料上，三元正极材料的温度较低，不会与载体铝箔之间发生铝热还原反应，从而避免了材料飞溅的情况发生。

本发明实施例提供的激光切割方法，首先清除待切割件200上预设位置表面的活性物质；随后在预设位置对待切割件200进行激光切割，以将待切割件200切断。与现有技术相比，本发明提供的激光切割方法由于采用了清除待切割件200上预设位置表面的活性物质的步骤，所以能够保证待切割件200的质量，避免材料飞溅的情况发生，步骤简单，切割效率高。

第二实施例

请参照图3，本发明实施例提供了一种激光切割方法，与第一实施例相比，本实施例的区别在于激光切割方式不同。

步骤S211：利用第一激光束清除位于待切割件200一侧的第一活性物质210。

步骤S221：利用第二激光束切断待切割件200。

需要说明的是，在步骤S221中，利用第二激光器120向待切割件200的预设位置发射第二激光束，以切断待切割件200，而不会对第二活性物质220造成损伤。具体地，第二激光器120采用多次扫描切割的方式对待切割件200进行激光切割，这样一来，第二激光束只能切断待切割件200，而不会对第二活性物质220产生影响。

步骤S231：利用第三激光束将位于待切割件200另一侧的第二活性物质220清除。

需要说明的是，在步骤S231中，由于待切割件200已经被切断，所以可以采用任意能量密度的第三激光束清除第二活性物质220。利用第三激光器130向预设位置发射第三激光束，以清除预设位置的第二活性物质220，此时第三激光束只作用在三元正极材料上，没有载体铝箔与其发生铝热还原反应，避免了材料飞溅的情况发生。

本发明实施例提供的激光切割方法的有益效果与第一实施例的有益效果相同，在此不再赘述。

第三实施例

请参照图4，本发明实施例提供了一种激光切割方法，与第一实施例相比，本实施例的区别在于激光切割方式不同。

步骤S311：利用第一激光束清除位于待切割件200一侧的第一活性物质210。

步骤S321：利用第四激光束清除位于待切割件200另一侧的第二活性物质220。

需要说明的是，在步骤S321中，利用第四激光器140向待切割件200的预设位置发射第一激光束，以清除预设位置的第二活性物质220。具体地，第二活性物质220呈层状，第四激光束在预设位置将第二活性物质220切断，以在第二活性物质220上开出一个槽，从而将待切割件200露出来，便于后续对其进行切割。具体地，第四激光束的能量密度较小，所以其只能够清除第二活性物质220，而不会对待切割件200造成损伤。

步骤S331：利用第二激光束切断待切割件200。

需要说明的是，在步骤S331中，第二激光束的能量密度较大，利用第二激光器120向待切割件200的预设位置发射第二激光束，以轻松地切断待切割件200。

本发明实施例提供的激光切割方法的有益效果与第一实施例的有益效果相同，在此不再赘述。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光切割方法，其特征在于，包括：

清除待切割件上预设位置表面的活性物质；

在所述预设位置对所述待切割件进行激光切割，以将所述待切割件切断。

2.根据权利要求1所述的激光切割方法，其特征在于，所述清除待切割件上预设位置表面的活性物质的步骤包括：

对所述待切割件的所述预设位置进行激光照射，以清除所述待切割件表面的所述活性物质。

3.根据权利要求2所述的激光切割方法，其特征在于，所述待切割件呈片状，所述待切割件的两侧相对设置有第一活性物质和第二活性物质，所述清除待切割件上预设位置表面的活性物质的步骤包括：

利用第一激光束清除位于所述待切割件一侧的所述第一活性物质。

4.根据权利要求3所述的激光切割方法，其特征在于，所述在所述预设位置对所述待切割件进行激光切割，以将所述待切割件切断的步骤包括：

利用第二激光束切断所述待切割件。

5.根据权利要求4所述的激光切割方法，其特征在于，所述在所述预设位置对所述待切割件进行激光切割，以将所述待切割件切断的步骤的同时，所述激光切割方法还包括：

利用所述第二激光束将位于所述待切割件另一侧的所述第二活性物质清除。

6.根据权利要求3所述的激光切割方法，其特征在于，所述在所述预设位置对所述待切割件进行激光切割，以将所述待切割件切断的步骤后，所述激光切割方法还包括：

利用第三激光束将位于所述待切割件另一侧的所述第二活性物质清除。

7.根据权利要求2所述的激光切割方法，其特征在于，所述待切割件呈片状，所述待切割件的两侧相对设置有第一活性物质和第二活性物质，所述清除待切割件上预设位置表面的活性物质的步骤包括：

利用第一激光束清除位于所述待切割件一侧的所述第一活性物质；

利用第四激光束清除位于所述待切割件另一侧的所述第二活性物质。

8.根据权利要求1所述的激光切割方法，其特征在于，所述清除待切割件上预设位置表面的活性物质的步骤包括：

将化学制剂涂覆于所述待切割件的所述预设位置，以清除所述待切割件表面的所述活性物质。

9.根据权利要求1所述的激光切割方法，其特征在于，所述清除待切割件上预设位置表面的活性物质的步骤包括：

对所述待切割件上所述预设位置表面的所述活性物质进行刷除或者刮除。

10.根据权利要求1所述的激光切割方法，其特征在于，所述待切割件为正极片，所述活性物质为正极活性物质。

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