CN115709344A - 一种极片激光分切清洗装置及清洗工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种极片激光分切清洗装置及清洗工艺，属于锂离子电池的技术领域，其中的极片激光分切清洗装置的主要技术方案是，包括：激光分切系统，所述激光分切系统包括激光发生器；等离子体清洗装置，所述等离子体清洗装置包括等离子体发生器、等离子体枪头、高压连接线和压缩空气管路；承载平台，所述激光发生器和所述等离子体枪头与所述承载平台相对应。通过将上述的极片激光分切清洗装置应用到对极片的清洗工艺上，本发明解决了锂离子电池生产过程中激光分切工艺容易使极片产生金属绒球等杂物的痛点，并且能够提高激光分切的精准度。

Description

一种极片激光分切清洗装置及清洗工艺

技术领域

本发明涉及锂电池的技术领域，具体地，主要涉及一种极片激光分切清洗装置及清洗工艺。

背景技术

激光分切作为一种对锂离子电池进行极耳裁切、极片分切的技术，越来越受欢迎，其通过激光产生的高能量使极片熔断，相比于传统的刀模分切技术，能够使生产效率得到极大提高。

但是，极耳或者极片进行激光分切时，在极耳或极片边缘会产生金属绒球、毛刺、或金属沉积物，同时还有部分金属绒球容易进入电芯内部区域，这些物质如果干扰电芯体系，容易引起电芯安全失效。然而现有技术没有有效的方法可以去除边缘的金属熔球或毛刺。

有鉴于此，需要对现有技术进行改进以解决上述的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种极片激光分切清洗装置及清洗工艺。

本发明公开的一种极片激光分切清洗装置，包括：激光分切系统，所述激光分切系统包括激光发生器；等离子体清洗装置，所述等离子体清洗装置包括等离子体发生器、等离子体枪头、高压连接线和压缩空气管路；承载平台，所述激光发生器和所述等离子体枪头与所述承载平台相对应。

优选地，所述承载平台包括传送辊和履带，所述履带盘绕在所述传送辊上；所述承载平台包括微负压区，所述微负压区与所述履带相对应。

优选地，所述承载平台还包括微正压区，所述微正压区与所述履带相对应。

优选地，所述微负压区和所述微正压区上均开设有通气孔，所述履带上开设有通孔，所述通气孔与所述履带相对应。

优选地，所述激光发生器与所述等离子体发生器均与所述微正压区相对应。

优选地，所述承载平台的一侧设置有负压除尘系统。

优选地，所述承载平台上安装有抚平刷。

本发明还公开一种极片激光分切的清洗工艺，采用上述任一种所述的极片激光分切清洗装置对极片进行清洗，包括如下步骤：

步骤一：调整等离子体枪头的位置，使其与承载平台相对应；

步骤二：通电并打开激光分切系统和等离子体清洗装置；

步骤三：启动微正压区和微负压区的空压动力源；

步骤四：启动负压除尘系统；

步骤五：使极片匀速通过抚平刷进入承载平台上，使激光发生器对极片进行分切、等离子体发生器对极片进行清洗；

步骤六：将已分切清洗好的极片取下。

优选地，所述激光发生器的激光束的直径在1-2um之间。

优选地，所述等离子体枪头的等离子体束的长度在1-50mm之间。

本申请的有益效果在于：

一方面，被激光分切好的极片可以经等离子体清洗装置的清洗洗掉金属绒球、毛剌及金属沉积物，避免了上述的杂物影响锂离子电池电芯的性能，因此本发明解决了锂离子电池生产过程中激光分切工艺的痛点，弥补了激光分切技术相对于传统的刀模分切技术的短板，有利于激光分切技术的大规模应用；

另一方面，抚平刷有利于使极片贴在承载平台的履带上，而承载平台的微负压区能够使极片或者极耳与承载平台相贴实，从而能够提高激光分切的精准度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明极片激光分切清洗装置的整体结构示意图；

图2为承载平台的结构示意图，用于示出履带和通气孔。

附图标记说明：

01、放卷位；02、收卷位；1、激光分切系统；11、激光发生器；2、等离子体清洗装置；21、等离子体发生器；22、等离子体枪头；23、高压连接线；24、压缩空气管路；3、负压除尘系统；4、承载平台；41、传送辊；42、履带；43、微负压区；44、微正压区；45、通气孔；5、抚平刷。

具体实施方式

以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示诸如上、下、左、右、前、后……仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

参照图1，为本发明公开的一种极片激光分切清洗装置，包括激光分切系统1、等离子体清洗装置2、负压除尘系统3、承载平台4以及抚平刷5，其整体设置于一密封作业平台内，用于对锂离子电池的极片进行激光分切及清洗，在本实施方式中，待分切的极片设置在放卷位01处，放卷位01包括放卷辊及缠绕在放卷辊上的待加工的极片；分切及清洗完毕后的极片通过收卷位02进行收卷，收卷位02包括收卷辊及缠绕在收卷辊上的已加工完毕的极片。

参照图1和图2，上述的承载平台4水平设置，承载平台4包括两个传送辊41、履带42、微负压区43和微正压区44，其中，两个传送辊41之间设置有距离，履带42绕设在两个传送辊41之间，传送辊41连接有动力，从而传送辊41转动后能够带动履带42绕着两传送辊41转动；微负压区43和微正压区44设置在两个传送辊41之间，且位于履带42所围绕的区域内，微负压区43更加靠近上述的放卷位01，微负压区43和微正压区44均具有封闭的空腔结构，且微负压区43和微正压区44均朝上开设有通气孔45，履带42的表面也开设有多个通孔，微负压区43连接有负压发生装置，在本实施方式中为真空泵，微正压区44连接有正压发生装置，在本实施例中为风机，从而微负压区43能够通过通气孔45及履带42产生朝下的空气动力，微正压区44能够通过通气孔45及履带42产生朝上的空气动力。

参照图1，激光分切系统1及等离子体清洗装置2均设置在承载平台4的上方，激光分切系统1具有激光发生器11，用于对极片进行切割，此为现有技术，在此不做赘述；等离子体清洗装置2包括等离子体发生器21、等离子体枪头22、高压连接线23以及压缩空气管路24，等离子体枪头22安装在等离子体发生器21上，高压连接线23连接在等离子体发生器21上，用于为等离子体发生器21供电，压缩空气管路24一方面与空压机相连接(图中未示出)，另一方面与等离子体发生器21相连接，压缩空气管路24用于为等离子体发生器21提供压缩空气，等离子体发生器21将压缩空气进行处理后产生的等离子体可经等离子体枪头22射出。

参照图1，激光发生器11相对于等离子体枪头22更加靠近上述的放卷位01，且激光发生器11和等离子体枪头22均位于微负压区43的上方，且仅对微负压区43上的极片进行操作，在极片分切工艺中，激光发生器11先行对极片进行切割，之后等离子枪头对切割后的极片表面的金属绒球、毛剌及金属沉积物进行清洁，在此过程中，微负压区43可以使待切割的极片箔材与承载平台4的履带42贴实，有利于提高激光切割的精度以及等离子体清洁的效果，而微正压区44用于使分切及清洗完毕的极片从承载平台4上分离，使极片与承载平台4保持一定的距离，从而有利于极片的收卷。

参照图1，微负压区43的真空负压和微正压区44的压力的大小均是可以根据实际情况进行调整可变的，等离子体清洗装置2的功率也是可变的，主要视不同材料产生金属绒球、毛剌及金属沉积物的数量、尺寸及所需清洁的极片的宽度而定；此外，等离子清洗枪头为角度可调、距承载平台4的高度位置可调的装置，便于根据实际情况进行调整。

参照图1，靠近放卷位01的传送辊41的上方设置有抚平刷5，在本实施例中，抚平刷5为毛刷，抚平刷5与极片的表面相贴合，抚平刷5使得极片与承载平台4的履带42相贴实，使极片能够被微负压区43相吸引，为后续的分切和清洗工作提供便利；另外，承载平台4一侧设置有负压除尘系统3，负压除尘系统3能够对承载平台4上被清洗掉的金属绒球、毛剌和粉尘进行收集，保证环境的清洁度。

本发明还公开一种极片激光分切的清洗工艺，采用上述的极片激光分切清洗装置对极片进行清洗，包括如下的步骤：

步骤一：调整等离子体枪头22的位置，使其与承载平台4相对应；

步骤二：通电并打开激光分切系统1和等离子体清洗装置2，使激光束的直径保持在1-2um之间，等离子体束的长度保持在1-50mm之间；

步骤三：启动微正压区44和微负压区43的空压动力源；

步骤四：启动负压除尘系统3；

步骤五：将盘绕在放卷位01上的极片以0.5m/s的速度放卷，并使其通过抚平刷5进入承载平台4上，使激光发生器11对极片进行分切、等离子体发生器21对极片进行清洗；

步骤六：将由收卷位02自动收卷的、已分切清洗好的极片从收卷位02上取下。

具体地，等离子体清洗装置2的气源采用空气压缩机产生的压缩空气，气压在0.15-0.2Mpa之间可调，等离子体发生器21的功率在600-1100w之间可调，等离子体枪头22的束缝宽在1-2mm之间可调，等离子体枪头22的束缝长在1-50mm之间可调，等离子发生器所产生的等离子体温度在60-100℃之间可调，等离子体枪头22所产生的等离子体束与极片的行进方向的夹角为100°。

本发明公开的一种极片激光分切清洗装置及清洗工艺，既可以用于极片分切，也可以用于极耳分切。

本发明的实施原理和有益效果是：

一方面，被激光分切好的极片可以经等离子体清洗装置2的清洗洗掉金属绒球、毛剌及金属沉积物，避免了上述的杂物影响锂离子电池电芯的性能，因此本发明解决了锂离子电池生产过程中激光分切工艺容易使极片产生金属绒球等杂物的痛点，弥补了激光分切技术相对于传统的刀模分切技术的短板，有利于激光分切技术的大规模应用；

另一方面，抚平刷5有利于使极片贴在承载平台4的履带42上，而承载平台4的微负压区43能够使极片或者极耳与承载平台4相贴实，从而能够提高激光分切的精准度。

上仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种极片激光分切清洗装置，其特征在于，包括：

激光分切系统(1)，所述激光分切系统(1)包括激光发生器(11)；

等离子体清洗装置(2)，所述等离子体清洗装置(2)包括等离子体发生器(21)、等离子体枪头(22)、高压连接线(23)和压缩空气管路(24)；

承载平台(4)，所述激光发生器(11)和所述等离子体枪头(22)与所述承载平台(4)相对应。

2.根据权利要求1所述的极片激光分切清洗装置，其特征在于，所述承载平台(4)包括传送辊(41)和履带(42)，所述履带(42)盘绕在所述传送辊(41)上；

所述承载平台(4)包括微负压区(43)，所述微负压区(43)与所述履带(42)相对应。

3.根据权利要求2所述的极片激光分切清洗装置，其特征在于，所述承载平台(4)还包括微正压区(44)，所述微正压区(44)与所述履带(42)相对应。

4.根据权利要求3所述的极片激光分切清洗装置，其特征在于，所述微负压区(43)和所述微正压区(44)上均开设有通气孔(45)，所述履带(42)上开设有通孔，所述通气孔(45)与所述履带(42)相对应。

5.根据权利要求4所述的极片激光分切清洗装置，其特征在于，所述激光发生器(11)与所述等离子体发生器(21)均与所述微正压区(44)相对应。

6.根据权利要求1-5任一所述的极片激光分切清洗装置，其特征在于，所述承载平台(4)的一侧设置有负压除尘系统(3)。

7.根据权利要求1-5任一所述的极片激光分切清洗装置，其特征在于，所述承载平台(4)上安装有抚平刷(5)。

8.一种极片激光分切的清洗工艺，其特征在于，采用权利要求1-7中任一种所述的极片激光分切清洗装置对极片进行清洗，包括如下步骤：

步骤一：调整等离子体枪头(22)的位置，使其与承载平台(4)相对应；

步骤二：通电并打开激光分切系统(1)和等离子体清洗装置(2)；

步骤三：启动微正压区(44)和微负压区(43)的空压动力源；

步骤四：启动负压除尘系统(3)；

步骤五：使极片匀速通过抚平刷(5)进入承载平台(4)上，使激光发生器(11)对极片进行分切、等离子体发生器(21)对极片进行清洗；

步骤六：将已分切清洗好的极片取下。

9.根据权利要求8所述的极片激光分切的清洗工艺，其特征在于，所述激光发生器(11)的激光束的直径在1-2um之间。

10.根据权利要求8或9所述的极片激光分切的清洗工艺，其特征在于，所述等离子体枪头(22)的等离子体束的长度保持在1-50mm之间。

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