CN117583752A - 激光设备、切割系统以及激光切割方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种激光设备、切割系统以及激光切割方法,激光设备包括:安装组件;激光发射器,与安装组件连接,激光发射器被配置为发射第一波长范围的激光束;抗干扰件,与激光发射器连接,抗干扰件被配置为过滤第二波长的波信号,第一波长与第二波长的波长范围不重叠。本申请提供的激光设备能够对杂波进行过滤,提高激光设备的使用效果。
Description
技术领域
本申请涉及切割技术领域,特别涉及一种激光设备、切割系统以及激光切割方法。
背景技术
在激光切割技术领域,激光发射设备能够发射激光束,通过激光束实现对待切割部件的切割,具有较高的切割精度以及切割速度。
然而,在相关技术中,激光发射的激光束会受到许多杂波干扰,影响切割效果。
发明内容
鉴于上述问题,本申请提供一种激光设备、切割系统以及激光切割方法,激光设备能够对杂波进行过滤,优化切割效果。
第一方面,本申请实施例提供一种激光设备,激光设备包括安装组件、激光发射器、抗干扰件。激光发射器与安装组件连接,激光发射器被配置为发射第一波长范围的激光束。抗干扰件与激光发射器连接,抗干扰件被配置为过滤第二波长的波信号,第一波长与第二波长的波长范围不重叠。
本申请实施例提供的激光设备,通过抗干扰件的设置,并且第二波长与第一波长的波长范围不重叠,使得抗干扰件能够对第二波长范围的其他杂波进行过滤,降低第二波长对激光束发出的第一波长的影响,有利于激光发射器发出的激光束持续稳定地作用于待切割件,进而使得激光束作用于对待切割件时,制备出垂直度良好、规整不扭曲的工艺孔和/或刻痕线,提高激光设备的切割工艺水平,优化切割效果。
在一些实施例中,第二波长的波信号包括环境中的波信号或/和激光发射器发射的波信号。
本申请实施例提供的激光设备,通过第二波长波信号包括环境中的波信号或/和激光发射器发射的波信号的设置,能够使得抗干扰件对环境中的第二波长信号进行过滤,降低环境中第二波长信号与激光束的第一波长信号进行混杂的现象的发生,也能够使得抗干扰件对激光发射器本身发出的第二波长信号进行过滤,降低其他杂波对激光束发出的第一波长的影响,提高作用于待切割件的第一波长的比例。
在一些实施例中,抗干扰件与激光发射器可拆卸连接。
本申请实施例提供的激光设备,通过抗干扰件与激光发射器可拆卸连接的设置,使得抗干扰件便于更换,根据不同的需求对抗干扰件进行拆卸并将需要的抗干扰件进行安装,增大了激光设备的使用范围,使其使用场景更为灵活。
在一些实施例中,激光发射器至少部分包括柱状结构,抗干扰件包括环状结构,环状结构与柱状结构形状适配并套设在激光发射器的外周。
本申请实施例提供的激光设备,通过抗干扰件的形状为环状结构的设置,利于抗干扰件与激光发射器的装配,也能够提高抗干扰件对周向的第二波长范围的干扰波进行过滤。
在一些实施例中,抗干扰件包括磁体抗干扰件。
本申请实施例提供的激光设备,通过磁体抗干扰件的设置,能够使得磁体发热时产生的磁滞损耗和涡轮损耗过滤第二波长,提高对杂波的过滤效果。
在一些实施例中,磁体抗干扰件包括磁环或磁块中的一者。
本申请实施例提供的激光设备,通过磁体抗干扰件的不同形状的设置,使得磁体抗干扰件的形式灵活,能够适配不同的激光发射器,提高使用的范围。
在一些实施例中,安装组件包括安装架、移动导轨。移动导轨沿第一方向安装于安装架,激光发射器与移动导轨活动连接,激光发射器相对移动导轨具有沿第一方向的移动自由度。
本申请实施例提供的激光设备,通过移动导轨、安装架的设置,使得激光发射器能够移动,无需待切割件移动便可实现对待切割件不同部位的切割,切割效率高且方便使用。
第二方面,本申请实施例提供了一种切割系统,用于电极极片的制备,切割系统包括放卷设备、激光设备。放卷设备被配置为输送电极极片。上述任一项的激光设备,激光设备设置于放卷设备的下游,激光设备被配置为对电极极片进行切割。
本申请实施例提供的切割系统,通过放卷设备的设置,便于实现电极极片的按需释放,使得切割系统具有较高的自动化水平,激光设备的设置,能够对第二波长的波信号进行过滤,使得电极极片的切割工艺提高,提高电极极片的制备水平。
在一些实施例中,激光设备的数量为多个,激光发射器包括激光头,激光头能够发射激光束,至少两个激光设备成对设置,成对设置的两个激光设备的激光头相对设置且位于电极极片的两侧,沿第二方向,成对设置的两个激光设备的激光头的正投影不重叠。
本申请实施例提供的切割系统,通过激光头位于电极极片的两侧的设置,并且激光头沿第二方向不重叠,能够使得切割系统方便对电极极片的双面进行切割,利于电极极片在双面位置刻痕的形成,便于切割后的电极极片进行反复叠片设置。
在一些实施例中,切割系统还包括图像采集设备,位于激光设备的下游,图像采集设备被配置为至少采集电极极片的缺陷信息或尺寸信息中的至少一者。
本申请实施例提供的切割系统,通过图像采集设备的设置,能够及时对电极极片的切割信息进行采集,提高电极极片在制备过程中的可视化水平。
第三方面,本申请实施例提供了一种激光切割方法,适用于激光设备,激光设备包括激光发射器、抗干扰件,激光切割方法包括:根据待切割件的性能参数确定待切割件被切割时,激光发射器出射的激光束所需的第一波长范围;根据第一波长范围确定所需要抗干扰件的型号;将对应型号的抗干扰件连接于激光发射器;控制激光发射器启动并对待切割件进行切割。
本申请实施例提供的激光切割方法,通过对抗干扰件的型号进行选择并安装于激光发射器的设置,使得抗干扰件能够对所需的波信号进行过滤,方便实现抗干扰件的个性化需求,也能够使得激光发射器切割的刻痕线或工艺孔垂直度良好,形状规则。
在一些实施例中,根据第一波长范围确定所需要抗干扰件的型号的步骤包括:根据第一波长范围确定第二波长范围,第一波长范围与第二波长范围不重叠;根据第二波长范围确定抗干扰件的阻抗值;根据阻抗值确定抗干扰件的型号。
本申请实施例提供的激光切割方法,通过对抗干扰件的型号选择进一步限定,使得激光切割方法容易实现,实用性强。
在一些实施例中,待切割件包括电极极片,控制激光发射器启动并对待切割件进行切割包括:控制激光发射器发射第一激光束,控制激光发射器的第一激光束对电极极片打孔;控制激光发射器发射第二激光束,控制激光发射器的第二激光束对电极极片刻痕。
本申请实施例提供的激光切割方法,通过对电极极片的切割过程中先打孔后刻痕的限定,使得在对电极极片进行切割过程中,切割区域的热影响区宽度较小并且切割区域一致性良好,能够满足电极极片的制程需求。
在一些实施例中,激光设备包括安装组件,安装组件包括安装架、移动导轨,移动导轨沿第一方向安装于安装架,激光发射器与移动导轨活动连接,激光发射器相对移动导轨具有沿第一方向的移动自由度,激光发射器包括激光头,激光头能够发射激光束,电极极片包括相对设置的第一边缘、第二边缘,控制激光发射器发射第一激光束,控制激光发射器对电极极片打孔,包括:控制激光发射器沿第一方向移动,直至激光头在电极极片的正投影至第一边缘或第二边缘的最小垂直距离为第一预设距离,控制激光发射器停止移动;控制激光头发射第一激光束,使得电极极片形成第一工艺孔和/或第二工艺孔。
本申请实施例提供的激光切割方法,通过对电极极片进行打孔使得电极极片形成第一工艺孔和/或第二工艺孔,使得通过第一工艺孔和/或第二工艺孔容易对电极极片的打孔的位置进行定位识别。
在一些实施例中,控制激光头发射激光束,使得电极极片形成第一工艺孔和/或第二工艺孔步骤包括:控制激光头发射第一预设功率、第一预设速度的第一激光束。
本申请实施例提供的激光切割方法,通过对激光头发出的第一激光束的参数进行调整,使得第一激光束利于形成满足需求的第一工艺孔和/或第二工艺孔,使得第一激光束能够穿透电极极片形成第一工艺孔和/或第二工艺孔。
在一些实施例中,控制激光发射器发射第二激光束,控制激光发射器对电极极片刻痕,包括:控制激光发射器沿第一工艺孔的中心点与第二工艺孔的中心点的连接线移动,并控制激光头发射第二激光束,使得电极极片形成第一刻痕。
本申请实施例提供的激光切割方法,通过第一刻痕沿着第一工艺孔与第二工艺孔的中心点的连接线移动的制备,并且第一工艺孔与第二工艺孔的位置便于识别,进一步使得第一刻痕的位置更容易根据第一工艺孔与第二工艺孔的位置确定。
在一些实施例中,控制激光发射器沿第一工艺孔的中心点与第二工艺孔的中心点的连接线移动,并控制激光头发射第二激光束,使得电极极片形成第一刻痕,包括:控制激光头发射第二预设功率、第二预设速度的第二激光束,第一预设功率大于第二预设功率,第一预设速度小于第二预设速度。
本申请实施例提供的激光切割方法,通过对第一激光束、第二激光束的参数的调整,利于形成第一工艺孔、第二工艺孔,以及第一制痕,实现方便简单。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1是本申请一实施例提供的一种激光设备的结构示意图;
图2是本申请一实施例提供的一种切割系统的平面示意图;
图3是本申请一实施例提供的一种激光切割方法的流程示意图;
图4是相关技术中的激光切割方法切割的电极极片的平面示意图;
图5是本申请一实施例提供的一种激光切割方法切割电极极片的平面示意图;
图6是本申请一实施例提供的一种激光切割方法与相关技术的激光切割方法对比的柱状示意图。
具体实施方式中的附图标号如下:
10激光设备;Y第二方向;
100安装组件;X第一方向;
110安装架;
120移动导轨;
200激光发射器;210激光头;
300抗干扰件;
20放卷设备;
30电极极片;31第一工艺孔;32第二工艺孔;33第一刻痕;D热影响区宽度;
40图像采集设备。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
需要注意的是,除非另有说明,本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请实施例所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本申请实施例的描述中,技术术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请实施例和简化描述,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申请实施例的限制。
此外,技术术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,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。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“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;也可以是机械连接,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。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申请实施例中的具体含义。
在本申请实施例的描述中,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。
目前,从市场形势的发展来看,动力电池的应用越加广泛。 动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
电池单体一般包括电极组件。电极组件包括正极和负极。在电池单体充放电过程中,活性离子(例如锂离子)在正极和负极之间往返嵌入和脱出。正极可以为正极片,正极片可以包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面的正极活性物质层。
作为示例,正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面,正极活性物质层设置在正极集流体相对的两个表面的任意一者或两者上。
作为示例,正极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如,作为金属箔片,可采用不锈钢、铜、铝、镍、银表面处理的铝、银表面处理的不锈钢、炭精电极、碳、镍或钛等。复合集流体可包括高分子材料基层和金属层。复合集流体可通过将金属材料(铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯等)上而形成。
作为示例,正极活性物质层包括正极活性材料。正极活性材料可包括以下材料中的至少一种:含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。但本申请并不限定于这些材料,还可以使用其他可被用作电池正极活性材料的传统材料。这些正极活性材料可以仅单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。
在一些实施例中,正极可以采用泡沫碳或泡沫金属。泡沫金属可以为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝或泡沫合金等。泡沫金属作为正极时,泡沫金属表面可以不设置正极活性材料,当然也可以设置正极活性材料。作为示例,在泡沫金属内还可以填充或/和沉积有锂源材料、钾金属或钠金属,锂源材料为锂金属和/或富锂材料。
在一些实施例中,负极可以为负极片,负极片可以包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极活性物质层。
作为示例,负极集流体可采用金属箔片、泡沫金属、泡沫碳或复合集流体。例如,作为金属箔片,可以采用不锈钢、铜、铝、镍、银表面处理的铝、银表面处理的不锈钢、炭精电极、用碳、镍或钛等。泡沫金属可以为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝或泡沫合金等。复合集流体可包括高分子材料基层和金属层。复合集流体可通过将金属材料(铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯等)上而形成。
作为示例,负极活性材料可采用本领域公知的用于电池单体的负极活性材料。作为示例,负极活性材料可包括以下材料中的至少一种:人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、硅基材料、锡基材料和钛酸锂等。硅基材料可选自单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅氮复合物以及硅合金中的至少一种。锡基材料可选自单质锡、锡氧化合物以及锡合金中的至少一种。但本申请并不限定于这些材料,还可以使用其他可被用作电池负极活性材料的传统材料。这些负极活性材料可以仅单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。
在一些实施例中,负极可以采用泡沫碳或泡沫金属。泡沫金属可以为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝或泡沫合金等。泡沫金属作为负极片时,泡沫金属表面可以不设置负极活性材料,当然也可以设置负极活性材料。
作为示例,在负极集流体内还可以填充或/和沉积有锂源材料、钾金属或钠金属,锂源材料为锂金属和/或富锂材料。
在一些实施例中,正极集流体的材料可以为铝,负极集流体的材料可以为铜。
电池单体的电极极片可以采用叠片式成型,在成型前需要对电极极片进行切割处理,以使得电极极片便于成型。在对电极极片切割工艺中常用激光发射器进行切割。
激光发射设备能够发射激光束,激光束能够用来切割,具有较高的切割精度以及速度。然而,在相关技术中,激光发射的激光束会受到许多杂波干扰,影响使用效果。
为了解决激光发射的激光束会受到许多杂波干扰,影响使用效果的问题,经过研究发现,可以通过改善激光设备来解决上述问题。
请参照图1所示,图1是本申请一实施例提供的一种激光设备的结构示意图。
本申请实施例提供一种激光设备10,激光设备10包括安装组件100、激光发射器200、抗干扰件300。激光发射器200与安装组件100连接,激光发射器200被配置为发射第一波长范围的激光束。抗干扰件300与激光发射器200连接,抗干扰件300被配置为过滤第二波长的波信号,第一波长与第二波长的波长范围不重叠。
第二波长的波长范围包括与第一波长范围不重叠的高频波、低频波等信号,抗干扰件300包括环境中的杂波、或者激光发射器200本身产生的杂波等。
抗干扰件300包括但不限于磁性抗干扰件、有机抗干扰件等。抗干扰件300的形状包括片状、环状等。抗干扰件300的数量包括一个、两个,甚至多个。
安装组件100与激光发射器200之间的连接方式包括固定连接、可拆卸连接等。
激光发射器200的数量可以为一个、两个,甚至多个。
本申请实施例提供的激光设备10,通过抗干扰件300的设置,并且第二波长与第一波长的波长范围不重叠,使得抗干扰件300能够降低第二波长对激光束发出的第一波长的影响,对第二波长范围的其他杂波进行过滤。进一步地,有利于激光发射器200发出的激光束持续稳定地作用于待切割件,进而使得激光束作用于对待切割件时,制备出垂直度良好、规整不扭曲的工艺孔和/或刻痕线,提高激光设备10的切割工艺水平,并且成本低廉,效果出色。
在一些实施例中,第二波长的波信号包括环境中的波信号或/和激光发射器200发射的波信号。
环境中的波信号例如其他终端设备产生的电波信号,激光设备10的其他组件出的电波信号等。激光发射器200发射的波信号例如激光发射器200内部的电路板、控制器发出的电波信号等。
本申请实施例提供的激光设备10,通过第二波长波信号包括环境中的波信号或/和激光发射器200发射的波信号的设置,能够使得抗干扰件300对环境中的第二波长信号进行过滤,降低环境中第二波长信号与激光束的第一波长信号进行混杂的现象的发生,也能够使得抗干扰件300对激光发射器200本身发出的第二波长信号进行过滤,降低其他杂波对激光束发出的第一波长的影响,提高作用于待切割件的第一波长的比例。
在一些实施例中,抗干扰件300与激光发射器200可拆卸连接。
抗干扰件300与激光发射器200之间的连接方式包括螺栓连接、磁吸连接等。
本申请实施例提供的激光设备10,通过抗干扰件300与激光发射器200可拆卸连接的设置,使得抗干扰件300便于更换,根据不同的需求对抗干扰件300进行拆卸并将需要的抗干扰件300进行安装,增大了激光设备10的使用范围,使其使用场景更为灵活。
在一些实施例中,激光发射器200至少部分包括柱状结构,抗干扰件300包括环状结构,环状结构与柱状结构形状适配并套设在激光发射器200的外周。
激光发射器200的直径尺寸,抗干扰件300的内径尺寸、外径尺寸可以根据实际情况调整。
本申请实施例提供的激光设备10,通过抗干扰件300的形状为环状结构的设置,利于抗干扰件300与激光发射器200的装配,也能够提高抗干扰件300对周向的第二波长范围的干扰波进行过滤。
在一些实施例中,抗干扰件300包括磁体抗干扰件。
磁体抗干扰件的形状包括环状、片状等。
本申请实施例提供的激光设备10,通过磁体抗干扰件的设置,能够使得磁体发热时产生的磁滞损耗和涡轮损耗过滤第二波长,提高对杂波的过滤效果。
在一些实施例中,磁体抗干扰件包括磁环或磁块中的一者。
本申请实施例提供的激光设备10,通过磁体抗干扰件的不同形状的设置,使得磁体抗干扰件的形式灵活,能够适配不同的激光发射器200,提高使用的范围。
在一些实施例中,安装组件100包括安装架110、移动导轨120。移动导轨120沿第一方向X安装于安装架110,激光发射器200与移动导轨120活动连接,激光发射器200相对移动导轨120具有沿第一方向X的移动自由度。
移动导轨120与激光发射器200之间可以包括齿轮、传送带等,实现激光发射器200沿第一方向X具有移动自由度。
本申请实施例提供的激光设备10,通过移动导轨120、安装架110的设置,使得激光发射器200能够移动,无需待切割件移动便可实现对待切割件不同部位的切割,方便使用。
请参照图2所示,图2是本申请一实施例提供的一种切割系统的平面示意图。
本申请实施例提供了一种切割系统,用于电极极片30的制备,切割系统包括放卷设备20、激光设备10。放卷设备20被配置为输送电极极片30。上述任一项的激光设备10,激光设备10设置于放卷设备20的下游,激光设备10被配置为对电极极片30进行切割。
放卷设备20能够带动电极极片30移动或停止,在输送电极极片30的过程中,放卷设备20带动电极极片30移动,在需要对电极极片30切割中,放卷设备20停止,使得激光设备10对电极极片30进行切割工作。
本申请实施例提供的切割系统,通过放卷设备20的设置,便于实现电极极片30的移动,使得切割系统具有较高的自动化水平,激光设备10的设置,能够对第二波长的波信号进行过滤,使得电极极片30的切割工艺提高,提高电极极片30的制备水平。
在一些实施例中,激光设备10的数量为多个,激光发射器200包括激光头210,激光头210能够发射激光束,至少两个激光设备10成对设置,成对设置的两个激光设备10的激光头210相对设置且位于电极极片30的两侧,沿第二方向Y,成对设置的两个激光设备10的激光头210的正投影不重叠。
激光设备10的数量包括两个、四个等。
第一方向X与第二方向Y之间相交设置,第一方向X与第二方向Y之间的夹角包括80度、90度、100度等。
本申请实施例提供的切割系统,通过激光头210位于电极极片30的两侧的设置,并且激光头210沿第二方向Y不重叠,能够使得切割系统方便对电极极片30的双面进行切割,使得电极极片30的切割工艺简单,制备方便。
在一些实施例中,切割系统还包括图像采集设备40,位于激光设备10的下游,图像采集设备40被配置为至少采集电极极片30的缺陷信息或尺寸信息中的至少一者。
图像采集设备40包括但不限于检测相机、线阵相机等,检测相机能够用于检测电极极片30的尺寸,线阵相机能够用于检测电极极片30大面缺陷。
本申请实施例提供的切割系统,通过图像采集设备40的设置,能够及时对电极极片30的切割信息进行采集,提高电极极片30在制备过程中的可视化水平。
本申请实施例提供了一种切割系统,切割系统包括激光设备10、放卷设备20、图像采集设备40,激光设备10包括安装架110、移动导轨120,激光发射器200、磁环,移动导轨120沿第一方向X设置于安装架110,激光发射器200沿第一方向X活动设置于移动导轨120,远离移动导轨120的激光发射器200的一端套设有磁环,激光发射器200能够发射第一波长范围的激光束,抗干扰件300能够过滤第二波长范围的波信号,第一波长与第二波长的波长范围不重叠。激光设备10包括激光头210,切割系统中激光设备10的数量为两个,两个激光头210位于电极极片30的两侧,激光头210能够发射激光束,激光头210沿第二方向Y的正投影不重叠,图像采集设备40位于激光设备10的下游,图像采集设备40能够至少检测电极极片30的缺陷信息或尺寸信息的至少一者。
请参照图3至5所示,图3是本申请一实施例提供的一种激光切割方法的流程示意图,图4是相关技术中的激光切割方法切割的电极极片的平面示意图,图5是本申请一实施例提供的一种激光切割方法切割电极极片的平面示意图。
本申请实施例提供了一种激光切割方法,适用于激光设备10,激光设备10包括激光发射器200、抗干扰件300,激光切割方法包括步骤S110至步骤S140。
在步骤S110中,根据待切割件的性能参数确定待切割件被切割时,激光发射器200出射的激光束所需的第一波长范围;
在步骤S120中,根据第一波长范围确定所需要抗干扰件300的型号;
在步骤S130中,将对应型号的抗干扰件300连接于激光发射器200;
在步骤S140中,控制激光发射器200启动并对待切割件进行切割。
在步骤S110中,待切割件的性能参数包括待切割件的厚薄度、待切割件的面积、待切割件与激光头210之间的距离等。
在步骤S120中,根据第一波长范围可以确定抗干扰波长范围,根据抗干扰波长范围可以确定抗干扰件300的阻抗、尺寸等。
在步骤S140中,激光发射器200对待切割件的切割包括刻痕、打孔等。
由图4可知,在相关技术中,未安装抗干扰件300的激光发射器200对待切割件(图中为电极极片30)进行切割后的工艺孔出现形状不规则,尺寸难以控制的现象,刻痕线出现歪斜的,垂直度较差的现象,进一步使得待切割件的热影响区宽度D较大。由图5可知,安装抗干扰件300的激光发射器200对待切割件(图中为电极极片30)进行切割后的工艺孔形状规则,尺寸容易控制,刻痕线垂直度较好,待切割件的热影响区宽度D较小且一致。
本申请实施例提供的激光切割方法,通过对抗干扰件300的型号进行选择并安装于激光发射器200的设置,使得抗干扰件300能够对所需的波信号进行过滤,方便实现抗干扰件300的个性化需求,也能够使得激光发射器200切割的刻痕线或工艺孔垂直度良好,形状规则。
在一些实施例中,根据第一波长范围确定所需要抗干扰件300的型号的步骤包括:根据第一波长范围确定第二波长范围,第一波长范围与第二波长范围不重叠;根据第二波长范围确定抗干扰件300的阻抗值;根据阻抗值确定抗干扰件300的型号。
本申请实施例提供的激光切割方法,通过对抗干扰件300的型号选择进一步限定,使得激光切割方法容易实现,实用性强。
请参照图6所示,图6是本申请一实施例提供的一种激光切割方法与相关技术的激光切割方法对比的柱状示意图。
在一些实施例中,待切割件包括电极极片30,控制激光发射器200启动并对待切割件进行切割包括:控制激光发射器200发射第一激光束,控制激光发射器200的第一激光束对电极极片30打孔;控制激光发射器200发射第二激光束,控制激光发射器200的第二激光束对电极极片30刻痕。
电极极片30的打孔参数、刻痕参数可以根据实际情况进行调整。
图6中的下侧、上侧指的是矩形或方形工艺孔沿第二方向Y的两个侧边处的热影响区宽度D的尺寸,由图可知,使用打孔再制痕的方法对电极极片30进行切割,热影响区宽度D最低。
示例性地,电极极片30为阳极极片时,阳极极片的剖面方向包括上下两侧极片表层活性材料,中间层包括极片集流体,在打孔工艺中,第一激光束刻蚀出穿过上下两侧极片表层活性材料,极片集流体的工艺孔,在制痕工艺中,第二激光束会烧蚀上侧和/或下侧的极片表层活性材料。
由图4可知,在相关技术中,未安装抗干扰件300以及使用相关技术的激光切割方法对
本申请实施例提供的激光切割方法,通过对电极极片30的切割过程中先打孔后刻痕的限定,使得在对电极极片30进行切割过程中,切割区域的热影响区宽度D较小并且切割区域一致性良好,能够满足电极极片30的制程需求,还能够减缓由于机械冲切带来的余料和毛刺的产生。
在一些实施例中,激光设备10包括安装组件100,安装组件100包括安装架110、移动导轨120,移动导轨120沿第一方向X安装于安装架110,激光发射器200与移动导轨120活动连接,激光发射器200相对移动导轨120具有沿第一方向X的移动自由度,激光发射器200包括激光头210,激光头210能够发射激光束,电极极片30包括相对设置的第一边缘、第二边缘,控制激光发射器200发射第一激光束,控制激光发射器200对电极极片30打孔,包括:控制激光发射器200沿第一方向X移动,直至激光头210在电极极片30的正投影至第一边缘或第二边缘的最小垂直距离为第一预设距离,控制激光发射器200停止移动;控制激光头210发射第一激光束,使得电极极片30形成第一工艺孔31和/或第二工艺孔32。
第一工艺孔31、第二工艺孔32的形状包括但不限于矩形、方形等形状。第一工艺孔31、第二工艺孔32的边长范围包括3mm-10mm,第一预设距离可以为3mm、6mm、8mm、10mm等。并且可以根据实际情况调整第一工艺孔31、第二工艺孔32的形状、边长范围。
第一预设距离的尺寸范围包括5mm-20mm,第一预设距离可以为5mm、10mm、15mm、20mm等。并且可以根据实际情况调整第一预设距离的尺寸范围。
本申请实施例提供的激光切割方法,通过对电极极片30进行打孔使得电极极片30形成第一工艺孔31和/或第二工艺孔32,使得通过第一工艺孔31和/或第二工艺孔32容易对电极极片30的打孔的位置进行定位识别。
在一些实施例中,控制激光头210发射激光束,使得电极极片30形成第一工艺孔31和/或第二工艺孔32步骤包括:控制激光头210发射第一预设功率、第一预设速度的第一激光束。
第一预设功率的功率范围较大,第一预设速度的速度范围较小,能够使得电极极片30打孔。
本申请实施例提供的激光切割方法,通过对激光头210发出的第一激光束的参数进行调整,使得第一激光束利于形成满足需求的第一工艺孔31和/或第二工艺孔32,使得第一激光束能够穿透电极极片30形成第一工艺孔31和/或第二工艺孔32。
在一些实施例中,控制激光发射器200发射第二激光束,控制激光发射器200对电极极片30刻痕,包括:控制激光发射器200沿第一工艺孔31的中心点与第二工艺孔32的中心点的连接线移动,并控制激光头210发射第二激光束,使得电极极片30形成第一刻痕33。
第一刻痕33的宽度尺寸包括0.3mm-0.7mm,第一预设距离可以为0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm。并且可以根据实际情况调整第一刻痕33的宽度尺寸范围。
本申请实施例提供的激光切割方法,通过第一刻痕33沿着第一工艺孔31与第二工艺孔32的中心点的连接线移动的制备,并且第一工艺孔31与第二工艺孔32的位置便于识别,进一步使得第一刻痕33的位置更容易根据第一工艺孔31与第二工艺孔32的位置确定。
以电极极片30为阳极极片为例进行说明,在阳极极片通过激光切割方法制备了第一工艺孔31、第二工艺孔32,以及位于第一工艺孔31的中心点与第二工艺孔32的中心点的第一制痕,后续在阳极极片设置阴极极片时,由于第一工艺孔31、第二工艺孔32使得第一制痕容易识别定位,阴极极片与阳极极片的overhang区域也容易计算,此外,由于在阳极极片制备中,先打孔后制痕会使得热影响区宽度D变小,进一步能够降低电极极片30在使用中的由于overhang区域处热影响区的宽度较大而容易产生析锂的现象以及电极极片30使用中热失控的风险。
在一些实施例中,控制激光发射器200沿第一工艺孔31的中心点与第二工艺孔32的中心点的连接线移动,并控制激光头210发射第二激光束,使得电极极片30形成第一刻痕33,包括:控制激光头210发射第二预设功率、第二预设速度的第二激光束,第一预设功率大于第二预设功率,第一预设速度小于第二预设速度。
本申请实施例提供的激光切割方法,通过对第一激光束、第二激光束的参数的调整,利于形成第一工艺孔31、第二工艺孔32,以及第一制痕,实现方便简单。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (16)
1.一种激光设备,其特征在于,包括:
安装组件;
激光发射器,与所述安装组件连接,所述激光发射器被配置为发射第一波长范围的激光束;
抗干扰件,与所述激光发射器连接,所述抗干扰件被配置为过滤第二波长的波信号,所述第一波长与所述第二波长的波长范围不重叠,所述抗干扰件包括磁体抗干扰件。
2.根据权利要求1所述的激光设备,其特征在于,所述第二波长的波信号包括环境中的波信号或/和激光发射器发射的波信号。
3.根据权利要求1所述的激光设备,其特征在于,所述抗干扰件与所述激光发射器可拆卸连接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的激光设备,其特征在于,所述激光发射器至少部分包括柱状结构,所述抗干扰件包括环状结构,所述环状结构与所述柱状结构形状适配并套设在所述激光发射器的外周。
5.根据权利要求1所述的激光设备,其特征在于,所述磁体抗干扰件包括磁环或磁块中的一者。
6.根据权利要求1所述的激光设备,其特征在于,所述安装组件包括:
安装架;
移动导轨,沿第一方向安装于所述安装架,所述激光发射器与所述移动导轨活动连接,所述激光发射器相对所述移动导轨具有沿所述第一方向的移动自由度。
7.一种切割系统,用于电极极片的制备,其特征在于,所述切割系统包括:
放卷设备,被配置为输送所述电极极片;
如权利要求1至6中任一项所述的激光设备,所述激光设备设置于所述放卷设备的下游,所述激光设备被配置为对所述电极极片进行切割。
8.根据权利要求7所述的切割系统,其特征在于,所述激光设备的数量为多个,所述激光发射器包括激光头,所述激光头能够发射激光束,至少两个所述激光设备成对设置,成对设置的两个所述激光设备的所述激光头相对设置且位于所述电极极片的两侧,沿第二方向,成对设置的两个激光设备的所述激光头的正投影不重叠。
9.根据权利要求7所述的切割系统,其特征在于,所述切割系统还包括图像采集设备,位于所述激光设备的下游,所述图像采集设备被配置为至少采集所述电极极片的缺陷信息或尺寸信息中的至少一者。
10.一种激光切割方法,适用于激光设备,所述激光设备包括激光发射器、抗干扰件,其特征在于,所述激光切割方法包括:
根据待切割件的性能参数确定所述待切割件被切割时,激光发射器出射的激光束所需的第一波长范围;
根据所述第一波长范围确定所需要抗干扰件的型号;
将对应型号的所述抗干扰件连接于所述激光发射器;
控制所述激光发射器启动并对待切割件进行切割。
11.根据权利要求10所述的激光切割方法,其特征在于,所述根据所述第一波长范围确定所需要抗干扰件的型号的步骤包括:
根据所述第一波长范围确定第二波长范围,所述第一波长范围与所述第二波长范围不重叠;
根据所述第二波长范围确定所述抗干扰件的阻抗值;
根据所述阻抗值确定所述抗干扰件的型号。
12.根据权利要求11所述的激光切割方法,其特征在于,所述待切割件包括电极极片,所述控制所述激光发射器对待切割件进行切割包括:
控制所述激光发射器发射第一激光束,控制所述激光发射器的所述第一激光束对所述电极极片打孔;
控制所述激光发射器发射第二激光束,控制所述激光发射器的所述第二激光束对所述电极极片刻痕。
13.根据权利要求12所述的激光切割方法,所述激光设备包括安装组件,所述安装组件包括安装架、移动导轨,移动导轨沿第一方向安装于所述安装架,所述激光发射器与所述移动导轨活动连接,所述激光发射器相对所述移动导轨具有沿第一方向的移动自由度,所述激光发射器包括激光头,激光头能够发射激光束,所述电极极片包括相对设置的第一边缘、第二边缘,其特征在于,
所述控制所述激光发射器发射第一激光束,控制所述激光发射器对所述电极极片打孔,包括:
控制所述激光发射器沿所述第一方向移动,直至所述激光头在所述电极极片的正投影至所述第一边缘或所述第二边缘的最小垂直距离为第一预设距离,控制所述激光发射器停止移动;
控制所述激光头发射所述第一激光束,使得所述电极极片形成第一工艺孔和/或第二工艺孔。
14.根据权利要求13所述的激光切割方法,其特征在于,所述控制所述激光头发射所述激光束,使得所述电极极片形成第一工艺孔和/或第二工艺孔步骤包括:
控制所述激光头发射第一预设功率、第一预设速度的第一激光束。
15.根据权利要求14所述的激光切割方法,其特征在于,所述控制所述激光发射器发射第二激光束,控制所述激光发射器对所述电极极片刻痕,包括:
控制所述激光发射器沿所述第一工艺孔的中心点与所述第二工艺孔的中心点的连接线移动,并控制所述激光头发射所述第二激光束,使得所述电极极片形成第一刻痕。
16.根据权利要求15所述的激光切割方法,其特征在于,所述控制所述激光发射器沿所述第一工艺孔的中心点与所述第二工艺孔的中心点的连接线移动,并控制所述激光头发射所述第二激光束,使得所述电极极片形成第一刻痕,包括:
控制所述激光头发射第二预设功率、第二预设速度的第二激光束,所述第一预设功率大于所述第二预设功率,所述第一预设速度小于所述第二预设速度。
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