JP2020082082A - Cutting method of laminate and cutting device of laminate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、積層材の切断方法および積層材の切断装置に関する。 The present invention relates to a laminated material cutting method and a laminated material cutting device.
異なる材料が積層された積層材(例えば、電極シート)をレーザ光により切断する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、金属箔の両面に活物質層が形成されている電極シートに対して、積層方向に沿う両側からレーザ光が照射されて電極シートが切断される技術が開示されている。両面から照射される2つのレーザ光の内、一方のレーザ光の強度が活物質層のみを切断可能な強度に設定され、もう一方のレーザ光の強度が活物質層および金属箔を切断可能な強度に設定されている。 A technique of cutting a laminated material (for example, an electrode sheet) in which different materials are laminated with a laser beam is known (for example, refer to Patent Document 1). Patent Document 1 discloses a technique in which an electrode sheet having active material layers formed on both sides of a metal foil is irradiated with laser light from both sides in the stacking direction to cut the electrode sheet. Of the two laser beams emitted from both sides, the intensity of one of the laser beams is set to the intensity that can cut only the active material layer, and the intensity of the other laser beam can cut the active material layer and the metal foil. It is set to strength.
特許文献1に記載された技術では、一方のレーザ光の強度が金属箔および片面の活物質層を切断できる強度であればよい。そのため、単一のレーザ光によって電極シートおよび両面の活物質層を切断する場合のレーザ光の強度と比較して、積層材の両面から照射される各レーザ光の強度を小さくできる。しかし、金属箔を切断できるレーザ光が照射される片面の活物質層には、もう一方のレーザ光よりも高強度のレーザ光が照射されるため、活物質層に熱影響が生じるおそれがある。一方で、2つのレーザ光の強度を同じに設定すると、それぞれのレーザ光から金属箔の両面に吸収される熱が周囲に拡散するため、それぞれのレーザ光の強度を、1つのレーザ光で電極シートを切断できる強度の半分よりも大きくしなければならない。すなわち、レーザ光の強度が高くなってしまい、活物質層への熱影響が大きくなってしまう。 In the technique described in Patent Document 1, the intensity of one laser beam may be an intensity that can cut the metal foil and the active material layer on one side. Therefore, the intensity of each laser beam emitted from both sides of the laminated material can be made smaller than the intensity of the laser beam when the electrode sheet and the active material layers on both sides are cut by a single laser beam. However, the one-sided active material layer, which is irradiated with laser light capable of cutting the metal foil, is irradiated with laser light having a higher intensity than the other laser light, which may cause thermal influence on the active material layer. .. On the other hand, if the two laser beams are set to have the same intensity, the heat absorbed from both sides of the metal foil from each laser beam diffuses to the surroundings, so that the intensity of each laser beam can be adjusted by one laser beam. It must be greater than half the strength at which the sheet can be cut. That is, the intensity of the laser light is increased, and the thermal effect on the active material layer is increased.
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、電極シート等の積層材の切断時に積層材に対するレーザ光の熱影響を低減した積層材の切断方法および積層材の切断装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a method for cutting a laminated material and a cutting device for the laminated material, which reduce the thermal effect of laser light on the laminated material when cutting the laminated material such as an electrode sheet. The purpose is to provide.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。 The present invention has been made to solve the above problems, and can be implemented as the following modes.
(1)本発明の一形態によれば、積層材の切断方法が提供される。この切断方法は、前記積層材の積層方向に沿う上下のそれぞれの方向から複数のレーザ光を照射して、前記積層材の側面において各レーザ光の少なくとも一部分同士を重畳させる照射工程と、前記各レーザ光の重畳状態を維持したまま、前記積層方向に直交する切断方向に沿って前記各レーザ光の重畳部分を移動させる移動工程と、を備える。 (1) According to one aspect of the present invention, a method for cutting a laminated material is provided. This cutting method is a step of irradiating a plurality of laser beams from respective upper and lower directions along the laminating direction of the laminated material to overlap at least a part of each laser beam on the side surface of the laminated material, A moving step of moving the overlapping portion of each laser light along a cutting direction orthogonal to the stacking direction while maintaining the overlapping state of the laser light.
この構成によれば、複数のレーザ光が重なるレーザ光の強度の高い重畳部分が、積層材の側面に照射される。各レーザ光の重畳状態を維持したまま、切断方向に沿って重畳部分が移動すると、積層材の各層は、レーザ光により切断される。ここで、重畳部分が照射される積層材の側面には、複数のレーザ光が重なっている最も高強度のレーザ光が照射されている。切断するために最も高強度のレーザ光が照射されなければならない層の側面に重畳部分が配置されることにより、他の層には、積層方向に沿って上側または下側から積層材に対して照射されるレーザ光のみが照射される。これにより、高強度のレーザ光が照射される必要のない層には、一部のレーザ光のみが照射されるため、レーザ光により積層材に生じる熱影響を低減できる。 According to this configuration, the side surface of the laminated material is irradiated with the overlapping portion where the plurality of laser lights are overlapped and the intensity of the laser lights is high. When the overlapping portion moves along the cutting direction while maintaining the overlapping state of each laser beam, each layer of the laminated material is cut by the laser beam. Here, the side surface of the laminated material with which the overlapping portion is irradiated is irradiated with the highest intensity laser light in which a plurality of laser lights overlap. By placing the overlapping portion on the side surface of the layer that must be irradiated with the highest intensity laser light for cutting, the other layer can be applied to the laminated material from the upper side or the lower side along the laminating direction. Only the laser light that is emitted is emitted. With this, only a part of the laser light is irradiated to the layer that does not need to be irradiated with the high-intensity laser light, so that the thermal effect generated on the laminated material by the laser light can be reduced.
(2)上記形態の切断方法おいて、前記移動工程では、前記各レーザ光の重畳状態を維持し、かつ、前記切断方向に対する前記各レーザ光の角度をそれぞれ維持したまま、前記各レーザ光の重畳部分を前記切断方向に沿って移動させてもよい。
この構成によれば、積層材の側面に照射される各レーザ光の角度、すなわち側面への入射角が維持されているため、重畳部分の強度および照射幅が一定に保たれる。これにより、一定の強度のレーザ光によって積層材を安定して切断できる。
(2) In the cutting method according to the above-described embodiment, in the moving step, the laser light of each of the laser beams is maintained while maintaining the superposed state of each of the laser beams and maintaining the angle of each of the laser beams with respect to the cutting direction. The overlapping portion may be moved along the cutting direction.
According to this configuration, since the angle of each laser beam with which the side surface of the laminated material is irradiated, that is, the incident angle to the side surface is maintained, the intensity and the irradiation width of the overlapping portion are kept constant. As a result, the laminated material can be stably cut by the laser light having a constant intensity.
(3)上記形態の切断方法において、前記複数のレーザ光は、前記積層方向の上側から前記積層材の側面に向かって照射される第1レーザ光と、前記積層方向の下側から前記積層材の側面に向かって照射される第2レーザ光と、を含み、前記切断方向に対して前記第1レーザ光が成す角度と、前記切断方向に対して前記第2レーザ光が成す角度とは、略同一であってもよい。
この構成によれば、重畳部分の強度および照射幅の調整と、重畳状態を維持したまま積層材に対する重畳部分の位置の変更と、を行いやすい。
(3) In the cutting method according to the above aspect, the plurality of laser lights are first laser light emitted from an upper side in the stacking direction toward a side surface of the multilayer material, and the plurality of laser lights from a lower side in the stacking direction. And a second laser beam emitted toward the side surface of the second laser beam, the angle formed by the first laser beam with respect to the cutting direction, and the angle formed by the second laser beam with respect to the cutting direction, They may be substantially the same.
With this configuration, it is easy to adjust the intensity and irradiation width of the overlapping portion and change the position of the overlapping portion with respect to the laminated material while maintaining the overlapping state.
(4)上記形態の切断方法において、前記各レーザ光は、前記各レーザ光の光軸が含まれる平面に平行なP偏光であってもよい。
この構成によれば、第1レーザ光および第2レーザ光が、第1レーザ光の光軸と第2レーザの光軸とが含まれる平面に平行でないP偏光の場合と比較して、重畳部分が照射される積層材に吸収されるレーザ光の吸収率および強度が高くなる。これにより、積層材に照射される重畳部分におけるレーザ光の強度を保った上で、照射されるそれぞれのレーザ光自体の強度を小さくできる。
(4) In the cutting method of the above aspect, each of the laser beams may be P-polarized light parallel to a plane including an optical axis of each of the laser beams.
According to this configuration, compared with the case of the P-polarized light in which the first laser light and the second laser light are not parallel to the plane including the optical axis of the first laser light and the optical axis of the second laser, the overlapping portion The absorption rate and intensity of the laser light absorbed by the laminated material irradiated with are increased. This makes it possible to maintain the intensity of the laser light in the overlapping portion with which the laminated material is irradiated and at the same time reduce the intensity of the laser light itself to be irradiated.
(5)上記形態の方法において、前記積層材は、金属箔の少なくとも一方の面に活物質層が形成された電極シートであり、前記照射工程では、前記金属箔の側面において前記各レーザ光の少なくとも一部分同士を重畳させ、前記切断方向は、前記金属箔において前記レーザ光が照射される側面の法線方向であってもよい。
電極シートに含まれる金属箔は、切断されるために活物質層よりも高強度のレーザ光が照射される必要がある。一方で、活物質層は、高強度のレーザ光が照射されると、レーザ光の熱により変質してしまう。この構成によれば、重畳部分が金属箔の側面に存在し、重畳部分は、金属箔においてレーザ光が照射される側面の法線方向に沿って移動する。そのため、高強度のレーザ光により金属箔が切断されると共に、他のレーザ光と重なっていない強度の弱いレーザ光により活物質層が切断される。これにより、活物質層の変質を抑制した電極シートが製造される。
(5) In the method of the above aspect, the laminated material is an electrode sheet in which an active material layer is formed on at least one surface of a metal foil, and in the irradiation step, the laser light on each side surface of the metal foil is used. At least a part of them may be overlapped with each other, and the cutting direction may be a normal direction of a side surface of the metal foil irradiated with the laser light.
The metal foil included in the electrode sheet needs to be irradiated with laser light having a higher intensity than the active material layer in order to be cut. On the other hand, when the active material layer is irradiated with high-intensity laser light, the active material layer is deteriorated by the heat of the laser light. According to this configuration, the overlapping portion exists on the side surface of the metal foil, and the overlapping portion moves along the normal line direction of the side surface of the metal foil irradiated with the laser light. Therefore, the metal foil is cut by the high-intensity laser light, and the active material layer is cut by the weak laser light which does not overlap with other laser light. As a result, an electrode sheet in which deterioration of the active material layer is suppressed is manufactured.
(6)本発明の他の一形態によれば、積層材の切断装置が提供される。この切断装置は、前記積層材を固定する固定部と、前記固定部に固定された前記積層材の側面に、前記積層材の積層方向に沿う上下のそれぞれの方向からレーザ光を、少なくとも一部分同士を重畳させて照射する複数の射出口と、前記複数の射出口から照射される各レーザ光の重畳状態を維持したまま、前記積層方向に直交する切断方向に沿って前記各レーザ光の重畳部分を移動させる制御部と、を備える。
この構成によれば、レーザ光の強度の高い重畳部分が、積層材の側面に照射される。制御部により、レーザ光の重畳状態が維持されたまま、切断方向に沿ってレーザ光の重畳部分が移動する。この場合に、切断するために最も高強度のレーザ光が照射されなければならない層の側面に重畳部分が配置されることにより、他の層には、積層方向に沿って上側または下側から照射されたレーザ光のみが照射される。これにより、高強度のレーザ光が照射される必要のない層には、一部のレーザ光のみが照射されるため、レーザ光により積層材に生じる熱影響を低減できる。
(6) According to another aspect of the present invention, there is provided a laminated material cutting device. This cutting device has a fixing portion for fixing the laminated material, and a side surface of the laminated material fixed to the fixing portion, and at least a part of laser beams from respective upper and lower directions along the laminating direction of the laminated material. And a plurality of emission ports for overlapping and irradiating, and a superposed portion of each laser beam along a cutting direction orthogonal to the stacking direction while maintaining a superposed state of each laser beam emitted from the plurality of emission ports. And a control unit that moves the.
With this configuration, the side surface of the laminated material is irradiated with the superposed portion where the intensity of the laser light is high. The control unit moves the laser light overlapping portion along the cutting direction while maintaining the laser light overlapping state. In this case, the overlapping portion is arranged on the side surface of the layer that must be irradiated with the highest intensity laser light for cutting, so that other layers are irradiated from the upper side or the lower side along the stacking direction. Only the irradiated laser light is irradiated. With this, only a part of the laser light is irradiated to the layer that does not need to be irradiated with the high-intensity laser light, so that the thermal effect generated on the laminated material by the laser light can be reduced.
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、積層材の切断装置および切断方法、積層材の製造方法、これら装置や方法を実行するためのコンピュータプログラム、このコンピュータプログラムを配布するためのサーバ装置、コンピュータプログラムを記憶した一時的でない記憶媒体等の形態で実現することができる。 The present invention can be realized in various modes, for example, a cutting device and a cutting method for a laminated material, a manufacturing method for a laminated material, a computer program for executing these devices and methods, and this computer program. And a non-transitory storage medium storing a computer program.
<第1実施形態>
図1は、第1実施形態における電極シート90の切断装置1を示す概略図である。切断装置1は、複数の層が積層された積層材(例えば、電極シート90)をレーザ光により切断する装置である。図1に示されるように、切断装置1は、電極シート90にレーザ光を照射する2台のレーザ装置30a、30bと、電極シート90およびレーザ光を照射する射出口32a,32bを固定するステージ装置20と、レーザ装置30a,30bおよびステージ装置20とを制御する制御装置(制御部)10とを備えている。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic view showing a cutting device 1 for an
制御装置10は、パーソナルコンピュータ(Personal Computer)である。制御装置10は、画像を表示するモニタと、図示されていないROM(Read Only Memory),RAM(Random Access Memory),CPU(Central Prcessing Unit),およびキーボードとを備えている。キーボードは、ユーザの操作を受け付ける。CPUは、操作部が受け付けた操作に基づいて、ROMに記憶されたプログラムをRAMに展開することによって、各種プログラムの機能を実行する。モニタは、CPUにより実行されたプログラムに従って、各種画像を表示する。制御装置10は、キーボードが受け付けた操作およびCPUが実行するプログラムに基づいて、レーザ装置30a,30bおよびステージ装置20へと制御信号を送信する。
The
レーザ装置30a,30bは、レーザ光を出力する。図1に示されるように、レーザ装置30a,30bは、第1レーザ光LAaおよび第2レーザ光LAbを照射する射出口32a,32bと、制御装置10から送信された制御信号に基づいて、射出口32a,32bから射出される第1レーザ光LAaおよび第2レーザ光LAbの強度などを調整するレーザ光調整部31a,31bと、レーザ光調整部31a,31bから射出口32a,32bまでを接続する光ファイバ33a,33bとを備えている。レーザ装置30aと、レーザ装置30bとは、同じタイミングでレーザ光を照射できるように同期している。なお、以降では、第1レーザ光LAaおよび第2レーザ光LAbを合わせて、単に、「レーザ光LAa,LAb」とも呼ぶ。
The
図1に示されるように、ステージ装置20は、射出口32a,32bのそれぞれを移動可能に支持している電動ステージ21a,21bと、電動ステージ21a,21bに対して電極シート90の位置を固定する固定部22と、制御装置10から送信された制御信号に基づいて、電動ステージ21a,21bに対して射出口32a,32bを移動させるステージ調整部23とを備えている。電動ステージ21a,21bのそれぞれは、射出口32a,32bを平行な移動方向(切断方向)CS1に沿って移動可能に支持している。電動ステージ21a,21bのそれぞれは、射出口32a,32bの姿勢を維持し、かつ、射出口32a,32bの相対位置を維持した状態で、移動方向CS1に沿って移動する。そのため、図1に示されるように、射出口32a,32bから照射されるレーザ光LAa,LAbは、一部の領域である重畳部分で重なり、重畳部分を変化させずに維持する。
As shown in FIG. 1, the
図2は、レーザ光LAa,LAbが照射される電極シート90の側面を拡大した概略断面図である。なお、本実施形態における側面とは、積層材において、積層方向に直交する積層面以外の面を指す。本実施形態において、切断装置1によって切断される電極シート90は、リチウムイオン2次電池に用いられる電極の元となるシート材である。
FIG. 2 is an enlarged schematic cross-sectional view of the side surface of the
図2に示されるように、本実施形態の電極シート90は、金属箔91の両面に、活物質層92a,92bが形成された積層材である。金属箔の厚さは、10マイクロメートル(μm)から30μm程度である。また、活物質層92a,92bの厚さは、100μm程度である。なお、正極用の金属箔は、アルミニウムで形成され、正極用の活物質層は、リチウムを含む金属酸化物で形成されている。また、負極用の金属箔は、銅で形成され、負極用の活物質層は、導電性の黒鉛で形成されている。なお、図2では、金属箔91における正極用と負極用とは、区別されずに示されている。電極シート90がレーザ光によって切断される場合、金属箔91は、活物質層92a,92bよりもより強度の高いレーザ光が照射される必要がある。
As shown in FIG. 2, the
図2に示されるように、射出口32a,32bのそれぞれから電極シート90に照射されたレーザ光LAa,LAbは、金属箔91の側面に照射されている。レーザ光LAa,LAbが金属箔91の側面に入射するそれぞれの角度は、入射角α1,α2である。本実施形態の入射角α1と、入射角α2とは、同じ45°に設定されている。レーザ光LAa,LAbのビーム径は、幅RLである。レーザ光LAa,LAbが金属箔91の側面に照射される照射幅は、幅RIである。入射角α1,α2が45°であるため、照射幅RIは、ビーム径の幅RLのおよそ1.41倍である。なお、本実施形態における入射角α1,α2は、移動方向CS1に対して、レーザ光LAa,LAbが成す角度とも換言できる。
As shown in FIG. 2, the laser light LAa, LAb emitted to the
図2に示されるように、レーザ光LAa,LAbのそれぞれが電極シート90の側面に照射されて重畳する重畳部分ARは、金属箔91の側面であり、活物質層92a,92bの側面ではない。重畳部分ARは、レーザ光LAa,LAbのそれぞれが重畳している。そのため、重畳部分ARには、レーザ光LAa,LAbのそれぞれ単体のレーザ光よりも強い強度のレーザ光が照射されている。
As shown in FIG. 2, the overlapping portions AR where the side surfaces of the
レーザ光LAa,LAbのそれぞれの光軸と、電極シート90の側面における法線とは、同一平面上に含まれる。本実施形態のレーザ光LAa,LAbは、当該平面に平行なP偏光(P波)である。図3は、レーザ光LAa,LAbの入射角α1,α2と、金属箔91に対するP偏光およびS偏光(S波)の吸収率(%)との関係を示すグラフである。図3には、一例として、金属箔91が銅で形成されている場合の関係が示されている。図3に示されるように、S偏光の吸収率LSは、入射角α1,α2が大きくなるにつれて単調減少する。P偏光の吸収率LPは、いずれの入射角α1,α2においても、S偏光よりも高い。P偏光の吸収率LPは、入射角α1,α2が81°付近で最大となる。ただし、入射角α1,α2が大きくなると、重畳部分ARの面積が大きくなる。そのため、入射角α1,α2が大きくなると、重畳部分ARにおける単位面積あたりのレーザ光の強度が低下する。
The respective optical axes of the laser beams LAa and LAb and the normal to the side surface of the
図4は、レーザ光LAa,LAbの入射角α1,α2と、重畳部分ARにおける単位面積あたりのレーザ光の強度比(%)との関係を示すグラフである。図4に示される縦軸の強度比は、入射角α1,α2が0°の場合の強度を100%として正規化した値である。図4に示されるように、P偏光およびS偏光の強度比は、入射角α1,α2が大きくなるにつれて単調減少する。P偏光の強度比IPは、いずれの入射角α1,α2においても、S偏光の強度比ISよりも高い。重畳部分ARにおける強度比および重畳部分ARの面積を考慮すると、入射角α1,α2は、45°以下であることが好ましい。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the incident angles α1 and α2 of the laser beams LAa and LAb and the intensity ratio (%) of the laser beam per unit area in the overlapping portion AR. The intensity ratio on the vertical axis shown in FIG. 4 is a value normalized with the intensity when the incident angles α1 and α2 are 0° as 100%. As shown in FIG. 4, the intensity ratio of the P-polarized light and the S-polarized light monotonically decreases as the incident angles α1 and α2 increase. The intensity ratio IP of P-polarized light is higher than the intensity ratio IS of S-polarized light at any of the incident angles α1 and α2. Considering the intensity ratio in the overlapping portion AR and the area of the overlapping portion AR, the incident angles α1 and α2 are preferably 45° or less.
図5は、電極シート90の切断処理のフローチャートである。電極シート90の切断処理では、初めに、電極シート90が固定部22に固定される(ステップS1)。電極シート90の金属箔91においてレーザ光LAa,LAbが照射される側面の法線方向と、射出口32a,32bの移動方向CS1とが平行になるように、電極シート90は固定される。電極シート90の固定後に、金属箔91の側面に重畳部分ARが配置されるように、射出口32a,32bからレーザ光LAa,LAbが照射される(ステップS2)。電動ステージ21a,21bに対する射出口32a,32bの姿勢が変更することによって、入射角α1,α2が設定される。レーザ光調整部31a,31bにより、レーザ光LAa,LAbの波長およびパルス幅などが設定される。
FIG. 5 is a flowchart of the cutting process of the
レーザ光LAa,LAbの照射後に、制御装置10は、重畳部分ARの大きさを維持したままで、移動方向CS1に沿って射出口32a,32bを移動させることにより、レーザ光LAa,LAbを移動方向CS1に沿って移動させる(ステップS3)。図6は、レーザ光LAa,LAbにより切断されている電極シート90の概略図である。図7は、レーザ光LAa,LAbにより切断された後の電極シート90の概略図である。図6および図7には、射出口32a,32bおよび電極シート90の近傍のみが示されている。ステップS3の処理では、図1に示された状態から、射出口32a,32bが移動方向CS1に沿って移動して図6に示される状態を経て、図7に示される状態に至る。そして、レーザ光LAa,LAbにより電極シート90が切断されて、電極シート90の切断処理(図5)が終了する。なお、図7に示される状態では、レーザ光LAa,LAbが固定部22に重なって示されているが、図面の紙面を貫く方向において、レーザ光LAa,LAbと固定部22とが異なるため、レーザ光LAa,LAbは、固定部22に照射されていない。
After the irradiation of the laser beams LAa and LAb, the
以上説明したように、本実施形態では、積層方向に沿う上下方向のそれぞれから照射されたレーザ光LAa,LAbは、重畳部分ARにおいて重畳した状態で、電極シート90の側面に照射される。レーザ光LAa,LAbが重畳した状態を維持したままで、重畳部分ARが、積層方向に直交する移動方向CS1に沿って移動する。そのため、複数のレーザ光LAa,LAbが重なってレーザ光の強度の高い重畳部分ARが、電極シート90における金属箔91の側面に照射される。重畳部分ARを維持したまま、レーザ光LAa,LAbが移動方向CS1に沿って動くと、重畳部分ARは、移動中、常に金属箔91の側面に存在する。一方で、電極シート90における活物質層92a,92bは、レーザ光LAa,LAbの一方のみが照射される。すなわち、切断するために高強度のレーザ光が照射される必要のある金属箔91のみに、レーザ光LAa,LAbが重畳されて照射され、活物質層92a,92bには、金属箔91に照射されるレーザ光よりも弱い強度のレーザ光が照射される。これにより、活物質層92a,92bに必要以上に高強度のレーザ光が照射されずに済むため、活物質層92a,92bに生じる熱影響を低減できる。
As described above, in the present embodiment, the laser beams LAa and LAb emitted from each of the up and down directions along the stacking direction are emitted to the side surface of the
また、本実施形態では、電極シート90の側面に対するレーザ光LAa,LAbの入射角α1,α2が維持されたまま、重畳部分ARが移動方向CS1に沿って移動する。また、電極シート90に対する第1レーザ光LAaの入射角α1と、電極シート90に対する第2レーザ光LAbの入射角α2とは、同じ角度である。そのため、一定の強度および一定の照射幅RIの重畳部分ARが、金属箔91の側面に照射される。これにより、金属箔91を安定して切断できる。なお、入射角α1と入射角α2との差は、5°以内であることが好ましく、小さいほど好ましい。
Further, in the present embodiment, the overlapping portion AR moves along the movement direction CS1 while maintaining the incident angles α1 and α2 of the laser beams LAa and LAb on the side surface of the
また、本実施形態では、レーザ光LAa,LAbは、第1レーザ光LAaの光軸と、第2レーザ光LAbの光軸とが含まれる平面に平行なP偏光である。そのため、重畳部分ARが照射される金属箔91に吸収されるレーザ光LAa,LAbの吸収率および強度が高くなる。これにより、重畳部分ARにおけるレーザ光LAa,LAbの強度を維持した上で、レーザ光LAa,LAbのそれぞれの強度を小さくできる。また、レーザ光LAa,LAbのそれぞれの光軸に加えて、金属箔91の側面における法線も同一平面上にあるため、金属箔91に吸収されるレーザ光LAa,LAbの吸収率および強度をさらに高くできる。
In addition, in the present embodiment, the laser lights LAa and LAb are P-polarized light parallel to a plane including the optical axis of the first laser light LAa and the optical axis of the second laser light LAb. Therefore, the absorption rate and the intensity of the laser beams LAa and LAb absorbed by the
<第2実施形態>
図8は、第2実施形態におけるレーザ光LAaa,LAbaが照射される電極シート90の側面を拡大した概略断面図である。図8に示されるように、第2実施形態では、第1実施形態と比較して、射出口32a,32bから電極シート90へと照射されるレーザ光LAaa,LAbaのビーム径の幅RLaおよび照射幅RIaが異なり、他の構成については同じである。そのため、第2実施形態では、第1実施形態と異なるレーザ光LAaa,LAbaについて説明し、他の説明を省略する。
<Second Embodiment>
FIG. 8 is an enlarged schematic cross-sectional view of the side surface of the
図8に示されるように、第2実施形態のレーザ光LAaa,LAbaのビーム径の幅RLaおよび照射幅RIaは、第1実施形態のビーム径の幅RLおよび照射幅RIよりも大きい。一方で、レーザ光LAaa,LAbaのそれぞれが重畳する重畳部分ARは、第1実施形態と同じになるように、射出口32a,32bの位置が設定されている。第1実施形態では、金属箔91においてレーザ光LAa,LAbのそれぞれは完全に重畳していたが、第2実施形態では、レーザ光LAaa,LAbaが完全には重畳していない。そのため、図8に示されるように、金属箔91が切断される前の状態で、金属箔91および活物質層92a,92bの一部には、レーザ光LAaa,LAbaの一方が照射されている。
As shown in FIG. 8, the beam diameter width RLa and the irradiation width RIa of the laser beams LAaa and LAba of the second embodiment are larger than the beam diameter width RL and the irradiation width RI of the first embodiment. On the other hand, the positions of the
第2実施形態では、レーザ光LAaa,LAbaのそれぞれの照射幅RIaの全域において、レーザ光LAaa,LAbaは、重畳していなくてもよい。図6に示されるように、重畳部分ARが金属箔91の厚さ程度になればよく、入射角α1,α2が45°の場合には、レーザ光LAaa,LAbaの照射幅RIaは、金属箔91の厚さの2倍程度が好ましい。
<本実施形態の変形例>
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
In the second embodiment, the laser beams LAaa and LAba do not have to overlap with each other over the entire irradiation width RIa of the laser beams LAaa and LAba. As shown in FIG. 6, it suffices that the overlapping portion AR be about the thickness of the
<Modification of this embodiment>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various modes without departing from the scope of the invention, and the following modifications are possible, for example.
[変形例]
上記第1実施形態および第2実施形態では、2つのレーザ光が重畳して重畳部分ARを形成したが、重畳部分ARは、3つ以上のレーザ光が重畳することによって形成されてもよい。複数のレーザ光におけるビーム径の幅、照射幅、波長、入射角、およびレーザ光の種類などについては、種々変形可能である。例えば、複数のレーザ光のそれぞれのビーム径の幅が異なっていてもよい。例えば、第1実施形態における第1レーザ光LAaの入射角α1と、第2レーザ光LAbの入射角α2とが異なっていてもよい。これにより、レーザ光LAa,LAbが金属箔91の側面に反射した反射光が、射出口32a,32bに入射しなくなる。また、複数のレーザ光の各光軸が、同一平面上になくてもよい。複数のレーザ光の各光軸が、同一平面上にあり、電極シート90の側面における法線が、当該平面上になくてもよい。複数のレーザ光は、当該平面に平行なP偏光である必要はなく、S偏光であってもよい。
[Modification]
In the first and second embodiments described above, the two laser beams are overlapped to form the overlapping portion AR, but the overlapping portion AR may be formed by overlapping three or more laser lights. The width of the beam diameter, the irradiation width, the wavelength, the incident angle, the type of laser light, and the like in the plurality of laser lights can be variously modified. For example, the width of the beam diameter of each of the plurality of laser lights may be different. For example, the incident angle α1 of the first laser light LAa and the incident angle α2 of the second laser light LAb in the first embodiment may be different. As a result, the reflected light of the laser light LAa, LAb reflected on the side surface of the
レーザ光LAa,LAbの波長は、1μm帯、さらに短波長であってもよい。射出口32a,32bの内部に配置された非線形光学結晶が、1μmの波長をさらに短い波長に変換してもよい。レーザ光LAa,LAbの波長が短いと、電極シート90の金属箔91におけるレーザ光LAa,LAbの吸収率が高く、低い強度のレーザ光LAa,LAbで金属箔91を切断できる。レーザ光LAa,LAbの発振の形態は、パルスであることが好ましく、特に、パルスの時間幅がナノ秒(ns)領域であることが好ましい。
The wavelengths of the laser lights LAa and LAb may be 1 μm band and may be shorter. A nonlinear optical crystal arranged inside the
上記第1実施形態では、レーザ装置30a,30bのそれぞれの射出口32a,32bからレーザ光LAa,LAbが電極シート90へと照射されたが、1つのレーザ装置の射出口からレーザ光が分岐したレーザ光が重畳されてもよい。射出口32a,32bは、小型なものが好ましい。
In the above-described first embodiment, the laser light LAa, LAb is irradiated to the
上記第1実施形態では、ステージ装置20によって、電極シート90に照射されるレーザ光LAa,LAbを移動させたが、ガルバノミラーが制御されることによって、射出口32a,32bの位置や姿勢が変化せずに、レーザ光LAa,LAbが変化してもよい。固定部22としては、周知の保持具などを採用でき、電極シート90の大きさによって交換されてもよいし、周知の技術を適用できる。
In the above-described first embodiment, the laser light LAa, LAb with which the
上記第1実施形態では、レーザ光LAa,LAbにより切断される積層材として、電極シート90を一例に挙げたが、積層材については、種々変形可能である。電極シート90における活物質層92a,92bの内の一方が形成されていなくてもよいし、他の層が形成されていてもよい。電極シート90の側面は、積層方向に直交せずに、積層面に対して所定の角度を成して斜めに形成されていてもよい。この場合に、移動方向CS1は、電極シート90においてレーザ光LAa,LAbが照射される側面の法線および積層方向を含む平面に含まれ、かつ、積層方向に直交する面方向に含まれる方向であってもよい。積層材は、リチウムイオン2次電池に用いられる電極とは全く異なる積層材であってもよく、例えば、プリント基板および積層鋼板などであってもよい。ステージ装置20およびレーザ装置30a,30bを適宜変更することにより、積層材の大きさが変化しても対応できる。
In the first embodiment, the
以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。 Although the present aspect has been described above based on the embodiment and the modified examples, the embodiment of the aspect described above is for facilitating the understanding of the present aspect and does not limit the present aspect. The present embodiment can be modified and improved without departing from the spirit and scope of the claims, and the present embodiment includes the equivalents thereof. If the technical features are not described as essential in this specification, they can be deleted as appropriate.
1…切断装置
10…制御装置(制御部)
20…ステージ装置
21a,21b…電動ステージ
22…固定部
23…ステージ調整部
30a,30b…レーザ装置
31a,32a…射出口
33a,33b…光ファイバ
90…電極シート
91…金属箔
92a,92b…活物質層
AR…重畳部分
CS1…移動方向
LAa,LAaa…第1レーザ光
LAb,LAba…第2レーザ光
RI,RIa…照射幅
RL,RLa…ビーム径の幅
S1…照射工程
S2…移動工程
α1,α2…入射角
1... Cutting
20...
Claims (6)
前記積層材の積層方向に沿う上下のそれぞれの方向から複数のレーザ光を照射して、前記積層材の側面において各レーザ光の少なくとも一部分同士を重畳させる照射工程と、
前記各レーザ光の重畳状態を維持したまま、前記積層方向に直交する切断方向に沿って前記各レーザ光の重畳部分を移動させる移動工程と、を備える、切断方法。 A method of cutting a laminated material,
An irradiation step of irradiating a plurality of laser beams from each of the upper and lower directions along the laminating direction of the laminated material, and superimposing at least a part of each laser beam on the side surface of the laminated material,
And a moving step of moving the overlapped portion of each laser beam along a cutting direction orthogonal to the stacking direction while maintaining the overlapped state of each laser beam.
前記移動工程では、前記各レーザ光の重畳状態を維持し、かつ、前記切断方向に対する前記各レーザ光の角度をそれぞれ維持したまま、前記各レーザ光の重畳部分を前記切断方向に沿って移動させる、切断方法。 The cutting method according to claim 1, wherein
In the moving step, the superposed state of the laser beams is maintained, and the superposed portions of the laser beams are moved along the cutting direction while maintaining the angles of the laser beams with respect to the cutting direction. , Cutting method.
前記複数のレーザ光は、
前記積層方向の上側から前記積層材の側面に向かって照射される第1レーザ光と、
前記積層方向の下側から前記積層材の側面に向かって照射される第2レーザ光と、を含み、
前記切断方向に対して前記第1レーザ光が成す角度と、前記切断方向に対して前記第2レーザ光が成す角度とは、略同一である、切断方法。 The cutting method according to claim 1 or 2, wherein
The plurality of laser lights,
A first laser beam emitted from the upper side in the stacking direction toward the side surface of the stack material;
A second laser beam emitted from a lower side in the stacking direction toward a side surface of the stack material,
A cutting method in which an angle formed by the first laser light with respect to the cutting direction and an angle formed by the second laser light with respect to the cutting direction are substantially the same.
前記各レーザ光は、前記各レーザ光の光軸が含まれる平面に平行なP偏光である、切断方法。 The cutting method according to any one of claims 1 to 3,
The cutting method, wherein each of the laser beams is P-polarized light parallel to a plane including an optical axis of each of the laser beams.
前記積層材は、金属箔の少なくとも一方の面に活物質層が形成された電極シートであり、
前記照射工程では、前記金属箔の側面において前記各レーザ光の少なくとも一部分同士を重畳させ、
前記切断方向は、前記金属箔において前記レーザ光が照射される側面の法線方向である、切断方法。 The cutting method according to any one of claims 1 to 4,
The laminated material is an electrode sheet having an active material layer formed on at least one surface of a metal foil,
In the irradiation step, at least a portion of each of the laser light is superposed on the side surface of the metal foil,
The cutting method is a normal direction of a side surface of the metal foil irradiated with the laser light.
前記積層材を固定する固定部と、
前記固定部に固定された前記積層材の側面に、前記積層材の積層方向に沿う上下のそれぞれの方向からレーザ光を、少なくとも一部分同士を重畳させて照射する複数の射出口と、
前記複数の射出口から照射される各レーザ光の重畳状態を維持したまま、前記積層方向に直交する切断方向に沿って前記各レーザ光の重畳部分を移動させる制御部と、を備える、切断装置。 A cutting device for laminated materials,
A fixing portion for fixing the laminated material,
On the side surface of the laminated material fixed to the fixing portion, laser light from each of the upper and lower directions along the laminating direction of the laminated material, a plurality of emission ports for irradiating at least a portion of each other by overlapping.
A cutting device, comprising: a controller that moves the overlapping portion of each laser beam along a cutting direction orthogonal to the stacking direction while maintaining the overlapping state of each laser light emitted from the plurality of emission ports. ..
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WO2024085199A1 (en) * | 2022-10-18 | 2024-04-25 | 古河電気工業株式会社 | Method for laser-cutting metal foil |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59212185A (en) * | 1983-05-18 | 1984-12-01 | Inoue Japax Res Inc | Laser working device |
JPH0428487A (en) * | 1990-05-22 | 1992-01-31 | Nissan Motor Co Ltd | Laser beam heating method |
JP2017084691A (en) * | 2015-10-30 | 2017-05-18 | 株式会社豊田自動織機 | Method of manufacturing electrode sheet, and electrode sheet |
-
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- 2018-11-15 JP JP2018214318A patent/JP7103181B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59212185A (en) * | 1983-05-18 | 1984-12-01 | Inoue Japax Res Inc | Laser working device |
JPH0428487A (en) * | 1990-05-22 | 1992-01-31 | Nissan Motor Co Ltd | Laser beam heating method |
JP2017084691A (en) * | 2015-10-30 | 2017-05-18 | 株式会社豊田自動織機 | Method of manufacturing electrode sheet, and electrode sheet |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024085199A1 (en) * | 2022-10-18 | 2024-04-25 | 古河電気工業株式会社 | Method for laser-cutting metal foil |
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