CN208033201U - 电池极片涂层的清洗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池极片涂层的清洗装置，电池极片涂层的清洗装置包括：主体、极片加工平台、激光聚焦模块和驱动组件，所述激光聚焦模块设置在所述极片加工平台的上方，所述激光聚焦模块可上下移动地安装在所述主体上；所述驱动组件驱动所述激光聚焦模块相对所述极片加工平台上下移动以调节焦点和所述极片加工平台上的电池极片之间的距离。由此，通过主体、极片加工平台、激光聚焦模块和驱动组件配合，能够调节激光的焦点与电池极片之间的距离，可以迅速去除去待清洗物质，也可以极大地避免电池极片受到损伤，从而可以实现高效率、高质量的清洗加工工作。

Description

电池极片涂层的清洗装置

技术领域

本实用新型涉及电池制造技术领域，特别涉及一种电池极片涂层的清洗装置。

背景技术

在工业生产中，传统清洗工艺一般是利用化学药剂和机械方法进行清洗擦除物质。近年来，激光技术的快速发展，激光加工的具有极大优势使其广泛应用于工业生产中，激光清洗技术在工业上的应用也受到极大关注。

相关技术中，目前为了实现高效的生产效率，激光清洗应用在焦点处控制一定的激光能量进行清洗，能量集中，能够快速去除涂层，但在薄基体材料的激光清洗应用中会出现穿孔、材料起皱等基体材料受损坏等质量差的情况，同时表现出能量使用率较低，材料去除速度较慢、效率较低。

为了避免薄基材在清洗中发生损伤(如穿孔、起皱、变形和材料性能下降等)的情况发生，采用离焦的方式或者更换光学器件，增加光斑的大小，激光的能量密度迅速下降，达到不损伤基体材料的要求，另外一种办法就是直接降低激光的能量，从而能量密度也随着下降，基体材料也不会损伤，但是随着能量密度下降，材料去除效率严重下降，难于达到工业上大批量高效率生产的要求。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种电池极片涂层的清洗装置，该电池极片涂层的清洗装置可以迅速去除去待清洗物质，也可以极大地避免电池极片受到损伤。

根据本实用新型的电池极片涂层的清洗装置包括：主体、极片加工平台、激光聚焦模块和驱动组件，所述激光聚焦模块设置在所述极片加工平台的上方，所述激光聚焦模块可上下移动地安装在所述主体上；所述驱动组件驱动所述激光聚焦模块相对所述极片加工平台上下移动以调节焦点和所述极片加工平台上的电池极片之间的距离。

根据本实用新型的电池极片涂层的清洗装置，通过主体、极片加工平台、激光聚焦模块和驱动组件配合，能够调节激光的焦点与电池极片之间的距离，可以迅速去除去待清洗物质，也可以极大地避免电池极片受到损伤，从而可以实现高效率、高质量的清洗加工工作。

可选地，所述激光聚焦模块具有第一位置和第二位置，所述述激光聚焦模块在所述第一位置时，所述焦点位于所述电池极片的涂层表面，所述述激光聚焦模块在所述第二位置时，所述焦点位于所述电池极片的下方预定距离处，所述驱动组件驱动所述激光聚焦模块在所述第一位置和所述第二位置之间移动。

进一步地，所述激光聚焦模块包括：滑块、扫描振镜和场镜，所述扫描振镜和所述场镜相对所述滑块固定，所述场镜位于所述扫描振镜的下方，所述主体上设置有导轨，所述滑块可滑动地设置在所述导轨上。

具体地，所述扫描振镜安装在所述滑块的一侧，所述场镜螺纹安装于所述扫描振镜的下方。

可选地，所述驱动组件包括：驱动件和传动组件，所述驱动件通过所述传动组件驱动所述滑块。

进一步地，所述传动组件包括：丝杠和螺母，所述驱动件与所述丝杠传动，所述螺母螺纹配合在所述丝杠上，所述螺母固定在所述滑块上。

具体地，所述驱动组件设置在所述导轨的一侧，所述驱动件为驱动电机。

可选地，所述的电池极片涂层的清洗装置还包括：距离监控仪，所述距离监控仪设置在所述激光聚焦模块和所述极片加工平台中的一个上以监控所述激光聚焦模块到所述极片加工平台的距离，所述距离监控仪与所述驱动组件电连接。

进一步地，所述的电池极片涂层的清洗装置还包括：辊子，所述辊子位于所述极片加工平台的两侧以输送所述电池极片。

具体地，所述主体上设置有吸风口，所述吸风口位于所述激光聚焦模块和所述极片加工平台之间。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的清洗装置的示意图；

图2是根据本实用新型实施例的清洗装置的激光聚焦模块在第一位置时的激光的焦点所在位置的示意图；

图3是根据本实用新型实施例的清洗装置的激光聚焦模块在第二位置时的激光的焦点所在位置的示意图。

附图标记：

清洗装置10；

极片加工平台1；

激光聚焦模块2；滑块21；扫描振镜22；场镜23；

驱动组件3；驱动件31；传动组件32；丝杠33；螺母34；

电池极片4；基体材料41；待清洗物质42；

距离监控仪5；辊子6；导轨7；吸风口8；

激光9；焦点91。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，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”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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实用新型中的具体含义。

下面参考图1-图3详细描述一下根据本实用新型实施例的电池极片4涂层的清洗装置10。

如图1-图3所示，根据本实用新型实施例的清洗装置10包括：主体、极片加工平台1、激光聚焦模块2和驱动组件3，在清洗电池极片4时，电池极片4可以放置在极片加工平台1上，激光聚焦模块2设置在极片加工平台1的上方，激光聚焦模块2可上下移动地安装在主体上，在上下方向上，如此设置能够方便调节激光9的焦点91至电池极片4的距离，并且，驱动组件3驱动激光聚焦模块2相对极片加工平台1上下移动，可以更加方便地调节焦点91和极片加工平台1上的电池极片4之间的距离。

其中，电池极片4由基体材料41和待清洗物质42组成，待清洗物质42可以为涂层，清洗装置10清洗电池极片4时，首先驱动组件3驱动激光聚焦模块2上下移动，使激光9的焦点91设置在电池极片4上的待清洗物质42处，由于待清洗物质42有一定厚度，要保证激光9不作用到基体材料41的情况下，选择合适的脉冲能量和光斑大小实现高能量密度，在合适的脉冲重复频率和扫描速度以及扫描间距等参数下，可以快速均匀地除去绝大部分(约80～90％)待清洗物质42，也可以极大地避免基体材料41受到损伤。

然后通过驱动组件3驱动激光聚焦模块2上下移动，使激光9的焦点91设置在电池极片4下方一定距离处，形成负离焦方式，增大作用在待清洗物质42和基体材料41上的光斑，形成较低的能量密度，进行清洗剩余的待清洗物质42，并且通过控制合适的离交量获得合适的光斑大小和合适的脉冲能量，能够获得合适的能量密度，可以保证激光9作用到基体材料41的情况下也不会损伤基体材料41，再配合的激光9频率和扫描速度进行，将残留的待清洗物质42(约10～20％)快速擦除，裸露出基体材料41，由此，该清洗装置10可以迅速去除去待清洗物质42，也可以极大地避免电池极片4受到损伤，从而可以实现高效率、高质量的清洗加工工作。

其中，由于采用负离焦方式后，激光9光斑作用在电池极片4上的尺寸变大，激光9脉冲的能量也可稍提高，只要控制激光9脉冲的能量密度远小于基体材料41的破坏阈值，这样就可以避免基体材料41受到损伤，从而达到更佳的清洗品质，并且可以提高激光9能量的使用率，同时扫描速度和扫描间距也可以变大，清洗时间可以减小，从而可以提升激光9清洗效率。

可选地，如图2和图3所示，激光聚焦模块2具有第一位置和第二位置，激光聚焦模块2在第一位置时，焦点91位于电池极片4的涂层表面，涂层表面是指待清洗物质42表面，激光聚焦模块2在第二位置时，焦点91位于电池极片4的下方预定距离处，驱动组件3驱动激光聚焦模块2在第一位置和第二位置之间移动，如此设置可以更加方便地控制激光聚焦模块2在第一位置和第二位置之间移动，并且，通过激光聚焦模块2在第一位置和第二位置之间移动，能够更好地清洗掉电池极片4上的待清洗物质42，可以提升清洗装置10的清洗效率。

进一步地，如图1所示，激光聚焦模块2可以包括：滑块21、扫描振镜22和场镜23，扫描振镜22和场镜23相对滑块21固定，场镜23位于扫描振镜22的下方，主体上设置有导轨7，滑块21可滑动地设置在导轨7上，导轨7的设置方向是上下方向，这样设置能够方便调节滑块21在上下方向的位置，并且，在滑块21上下移动的过程中，扫描振镜22和场镜23也跟着上下移动，可以实现调节激光9的焦点91位置的效果。

具体地，扫描振镜22通过机械安装在滑块21的一侧，场镜23通过螺纹安装于扫描振镜22的下方，如此设置能够把扫描振镜22稳固地安装在滑块21上，也能够把场镜23稳固地安装在扫描振镜22的下方，可以提升滑块21、扫描振镜22和场镜23的装配结构强度，从而可以提升清洗装置10的工作可靠性。

可选地，如图1所示，驱动组件3可以包括：驱动件31和传动组件32，驱动件31通过传动组件32驱动滑块21上下移动，如此设置能够省去人手控制滑块21上下移动的过程，可以减少人的工作强度，并且，也可以达到控制滑块21上下移动的工作目的。

进一步地，如图1所示，传动组件32可以包括：丝杠33和螺母34，驱动件31与丝杠33传动，螺母34螺纹配合在丝杠33上，螺母34固定在滑块21上，具体地，滑块21通过螺母34连接到丝杠33上，丝杠33连接到驱动件31上，当驱动件31工作时，驱动件31能够带动丝杠33转动，从而可以促使滑块21沿着导轨7上下滑动。

具体地，如图1所示，驱动组件3设置在导轨7的一侧，例如：驱动组件3可以设置在导轨7的左侧，也可以设置在导轨7的右侧，并且驱动件31可以为驱动电机，驱动电机的工作可靠性好、动力性能好，可以更好地驱动滑块21沿着导轨7上下滑动，也可以进一步提升清洗装置10的工作性能。

可选地，如图1所示，清洗装置10还可以包括：距离监控仪5，距离监控仪5设置在激光聚焦模块2和极片加工平台1中的一个上，需要说明的是，如果距离监控仪5设置在激光聚焦模块2上，那么极片加工平台1上就无需设置有距离监控仪5，如果距离监控仪5设置在极片加工平台1上，那么激光聚焦模块2上就无需设置有距离监控仪5，距离监控仪5可以监控出激光聚焦模块2到极片加工平台1的距离。

另外，距离监控仪5与驱动组件3电连接，当距离监控仪5监控出激光聚焦模块2到极片加工平台1的距离后，把距离监控仪5监控出的距离值与基准距离值进行比较，判断激光9的焦点91是否在待清洗物质42的表面或者电池极片4的下方，如果激光9的焦点91在待清洗物质42的表面或者电池极片4的下方，此时驱动组件3停止工作，使滑块21不在上下滑动。

进一步地，清洗装置10还可以包括：辊子6，辊子6位于极片加工平台1的两侧，辊子6可以输送电池极片4至极片加工平台1上，并且，在激光9加工的过程中，电池极片4通过真空吸附的方式固定于极片加工平台1上，这样能够稳定地把电池极片4固定于极片加工平台1上，可以进一步提升清洗效果。其中，辊子6可以为多个，多个辊子6一起工作，这样可以更好地输送电池极片4。

具体地，如图1所示，主体上设置有吸风口8，吸风口8位于激光聚焦模块2和极片加工平台1之间，在清洗过程中产生的粉尘能够通过吸风口8完成去除，可以避免清洗过程中产生的粉尘污染极片，加工完成后真空释放电池极片4，然后电池极片4通过张力悬空于极片加工平台1上。

其中，清洗去除电池极片4上的待清洗物质42的具体工艺步骤如下：

a、通过辊子6将电池极片4输送到极片加工平台1上，然后把通过真空吸附固定于极片加工平台1上。

b、通过驱动电机带动激光聚焦模块2，将激光9的焦点91设置在待清洗物质42的表面处，并用距离监控仪5监控激光聚焦模块2到极片加工平台1的距离，把测距的结果与基准距离进行比较，判断是否达到焦点91位置，如果达到则继续向下执行下一个工作过程，如果没有到达则报警停机。如图2所示，激光9的焦点91作用与待清洗物质42的表面上，然后选择一定脉冲能量，实现较高能量密度，再控制激光9重复频率和光斑重叠率，计算扫描速度，扫描间距也跟光斑重叠率相吻合，从而快速均匀地除去绝大部分(约80～90％)待清洗物质42，并且在保证不损伤基体材料41的情况下，尽量减小残留的待清洗物质42；如活性材料厚度为0.15mm，则去除0.135-0.14mm厚度，剩余0.01-0.015mm；从而可以去除绝大部分的待清洗物质42。

c、然后通过驱动电机工作，带动激光聚焦模块2向下移动，将激光9的焦点91设置在基体材料41下面的一定距处，形成负离焦达到一定的离焦量，并用距离监控仪5监控激光聚焦模块2到极片加工平台1的距离，把测距的结果与基准距离进行比较，判断是否达到要求离焦量，如果达到则继续向下执行下一个工作过程，如果没有到达则报警停机。如图3所示，理论激光9的焦点91处于极片加工平台1的下方，形成负离焦，并控制离焦量，从而可以实现作用于电池极片4的光斑大小，然后选择合适的激光9参数进行清洗残留的待清洗物质42，如合适的脉冲能量，结合光斑大小得到合适的能量密度，再配合的激光9频率和光斑重叠来选择合适的扫描速度进行，达到剩余0.01-0.015mm残留的待清洗物质42的快速擦除。

d、清洗完成后，真空释放，电池极片4脱离极片加工平台1，将电池极片4移动至指定位置，循环a-d步骤，不断地循环作用于待清洗区域，完成电池极片4的清洗工作。

另外，具体电池极片4的清洗事例如下：

(1)、通过辊子6将电池极片4输送到极片加工平台1上，然后把通过真空吸附固定于极片加工平台1上

(2)、如0.15mm厚的阳极活性材料清洗时，在焦点91处，在激光9脉冲能量为1mJ，脉冲宽度为42ns,能量密度为12.9J/cm2，扫描间距为0.075mm,扫描速度为7000mm/s，扫描一遍就能去除绝大部分的待清洗物质42，清洗过程示意图如图2所示；

(3)、然后离焦向下2mm后，激光9脉冲能量为0.48mJ，脉冲宽度为30ns,能量密度为1.8J/cm2，扫描间距为0.2mm,扫描速度为10000mm/s，能够迅速擦亮清洗区域，清洗过程示意图如图3所示。

(4)、清洗完成后，真空释放，电池极片4可运动，循环以上四个步骤，进行电池极片4的整卷清洗。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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实用新型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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电池极片涂层的清洗装置，其特征在于，包括：

主体；

极片加工平台；

激光聚焦模块，所述激光聚焦模块设置在所述极片加工平台的上方，所述激光聚焦模块可上下移动地安装在所述主体上；

驱动组件，所述驱动组件驱动所述激光聚焦模块相对所述极片加工平台上下移动以调节焦点和所述极片加工平台上的电池极片之间的距离。

2.根据权利要求1所述的电池极片涂层的清洗装置，其特征在于，所述激光聚焦模块具有第一位置和第二位置，所述述激光聚焦模块在所述第一位置时，所述焦点位于所述电池极片的涂层表面，所述述激光聚焦模块在所述第二位置时，所述焦点位于所述电池极片的下方预定距离处，所述驱动组件驱动所述激光聚焦模块在所述第一位置和所述第二位置之间移动。

3.根据权利要求1所述的电池极片涂层的清洗装置，其特征在于，所述激光聚焦模块包括：滑块、扫描振镜和场镜，所述扫描振镜和所述场镜相对所述滑块固定，所述场镜位于所述扫描振镜的下方，所述主体上设置有导轨，所述滑块可滑动地设置在所述导轨上。

4.根据权利要求3所述的电池极片涂层的清洗装置，其特征在于，所述扫描振镜安装在所述滑块的一侧，所述场镜螺纹安装于所述扫描振镜的下方。

5.根据权利要求3所述的电池极片涂层的清洗装置，其特征在于，所述驱动组件包括：驱动件和传动组件，所述驱动件通过所述传动组件驱动所述滑块。

6.根据权利要求5所述的电池极片涂层的清洗装置，其特征在于，所述传动组件包括：丝杠和螺母，所述驱动件与所述丝杠传动，所述螺母螺纹配合在所述丝杠上，所述螺母固定在所述滑块上。

7.根据权利要求6所述的电池极片涂层的清洗装置，其特征在于，所述驱动组件设置在所述导轨的一侧，所述驱动件为驱动电机。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的电池极片涂层的清洗装置，其特征在于，还包括：距离监控仪，所述距离监控仪设置在所述激光聚焦模块和所述极片加工平台中的一个上以监控所述激光聚焦模块到所述极片加工平台的距离，所述距离监控仪与所述驱动组件电连接。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的电池极片涂层的清洗装置，其特征在于，还包括：辊子，所述辊子位于所述极片加工平台的两侧以输送所述电池极片。

10.根据权利要求1-7中任一项所述的电池极片涂层的清洗装置，其特征在于，所述主体上设置有吸风口，所述吸风口位于所述激光聚焦模块和所述极片加工平台之间。