WO2022107615A1 - レーザー加工装置 - Google Patents

レーザー加工装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2022107615A1
WO2022107615A1 PCT/JP2021/040753 JP2021040753W WO2022107615A1 WO 2022107615 A1 WO2022107615 A1 WO 2022107615A1 JP 2021040753 W JP2021040753 W JP 2021040753W WO 2022107615 A1 WO2022107615 A1 WO 2022107615A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
shaped electrode
locus
transport direction
band
guide plate
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/040753
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
功 沖田
洋司 柳田
明 山田
Original Assignee
コマツNtc株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by コマツNtc株式会社 filed Critical コマツNtc株式会社
Priority to CN202180067564.5A priority Critical patent/CN116349022A/zh
Priority to US18/248,403 priority patent/US20230364710A1/en
Priority to KR1020237009402A priority patent/KR20230053665A/ko
Priority to EP21894489.0A priority patent/EP4207332A1/en
Publication of WO2022107615A1 publication Critical patent/WO2022107615A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/082Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/083Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
    • B23K26/0838Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction by using an endless conveyor belt
    • B23K26/0846Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction by using an endless conveyor belt for moving elongated workpieces longitudinally, e.g. wire or strip material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/16Removal of by-products, e.g. particles or vapours produced during treatment of a workpiece
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/38Removing material by boring or cutting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/70Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702Auxiliary equipment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/04Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
    • B23K37/0408Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work for planar work
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139Processes of manufacture
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/16Bands or sheets of indefinite length
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/34Coated articles, e.g. plated or painted; Surface treated articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36Electric or electronic devices
    • B23K2101/38Conductors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a laser processing apparatus.
  • a band-shaped electrode is used in a secondary battery such as a lithium-ion battery.
  • the band-shaped electrode includes a metal foil and an active material layer.
  • the metal foil has a sheet-like shape.
  • the active material layer is provided on the surface of the metal foil.
  • the strip-shaped electrode is provided with an uncoated portion that is not covered by the active material layer along the edge of the metal foil.
  • Patent Document 1 discloses a laser processing apparatus that cuts an uncoated portion into a desired shape by using a laser beam.
  • this laser processing device by changing the direction of the laser light emitted from the head, the uncoated portion is cut into a tab shape while moving the strip-shaped electrode.
  • An object of the present invention is to suppress fluttering of a band-shaped electrode in a laser processing apparatus, thereby cutting the band-shaped electrode with high accuracy.
  • the laser processing device includes a transport device, a laser irradiation unit, a controller, and a guide.
  • the transport device transports the strip-shaped electrode in the transport direction.
  • the laser irradiation unit irradiates the band-shaped electrode with laser light, and the irradiation direction of the laser light can be changed.
  • the controller controls the laser irradiation unit so as to cut the band-shaped electrode into a tab shape by moving the laser beam on the band-shaped electrode according to a predetermined trajectory.
  • the guide holds the band-shaped electrode.
  • the guide includes a notch. The notch has a shape along at least a part of a predetermined trajectory.
  • the band-shaped electrode is held by a guide.
  • the laser beam is applied to the band-shaped electrode through the notch of the guide, so that the band-shaped electrode is cut into a tab shape. Since the notch has a shape along at least a part of a predetermined trajectory of the laser beam, the fluttering of the band-shaped electrode is effectively suppressed.
  • the predetermined locus may include the first inclined locus.
  • the first inclined locus may be inclined with respect to the width direction perpendicular to the transport direction.
  • the notch may include a first edge along the first tilt locus. In this case, the fluttering of the band-shaped electrode when the band-shaped electrode is cut along the first tilt locus is suppressed by the first edge portion.
  • the predetermined locus may include a second inclined locus.
  • the second inclined locus may be inclined in the direction opposite to the first inclined locus with respect to the width direction.
  • the notch may include a second edge along the second tilt locus. In this case, the fluttering of the band-shaped electrode when the band-shaped electrode is cut along the second tilt locus is suppressed by the second edge portion.
  • the first tilt locus may extend from the first position to the second position.
  • the second position may be located outside the first position in the width direction and in the transport direction.
  • the second inclined locus may extend from the third position to the fourth position.
  • the third position may be located in a direction opposite to the transport direction with respect to the second position.
  • the fourth position may be located inward of the third position in the width direction and in the transport direction.
  • the controller may move the laser beam from the first position to the second position.
  • the controller may move the laser beam from the second position to the third position.
  • the controller may move the laser beam from the third position to the fourth position.
  • the laser beam moves according to the first tilt locus, so that one side of the tab shape is formed.
  • the movement of the laser beam according to the second tilt locus forms another side of the tab shape.
  • the 4th position may be the same as the 1st position. In this case, the moving distance of the laser beam can be shortened.
  • the second edge portion may be located in the direction opposite to the transport direction with respect to the first edge portion.
  • the first edge portion may be inclined with respect to the width direction toward the outer side of the band-shaped electrode in the width direction and toward the transport direction.
  • the second edge portion may be inclined with respect to the width direction toward the outside of the band-shaped electrode in the width direction and in the direction opposite to the transport direction.
  • the first edge portion extends along the first inclined locus.
  • the second edge extends along the second inclined locus. Therefore, a common guide can be used for machining in which the first inclined locus and the second inclined locus have different lengths. That is, a common guide can be used for machining with different tab lengths.
  • the guide may include a first upper guide plate and a first lower guide plate.
  • the first upper guide plate may be arranged in the transport direction with respect to the notch.
  • the first upper guide plate may be arranged above the scrap material separated from the strip-shaped electrode.
  • the first lower guide plate may be arranged in the transport direction with respect to the notch.
  • the first lower guide plate may be arranged below the scrap material.
  • At least one of the first upper guide plate and the first lower guide plate may have a tapered shape facing the notch. In this case, the tapered shape makes it easier for the scrap material separated from the strip-shaped electrode to enter between the first upper guide plate and the first lower guide plate. As a result, the fluttering of the band-shaped electrode is more effectively suppressed.
  • the laser irradiation unit may be arranged above the guide.
  • the guide may include a first upper guide plate and a second upper guide plate.
  • the first upper guide plate may be arranged in the transport direction with respect to the notch.
  • the first upper guide plate may be arranged above the scrap material separated from the strip-shaped electrode.
  • the second upper guide plate may be arranged in the direction opposite to the transport direction with respect to the notch.
  • the second upper guide plate may be arranged above the band-shaped electrode.
  • At least one of the first upper guide plate and the second upper guide plate may have a tapered shape facing upward. In this case, the tapered shape prevents the first upper guide plate and / or the second upper guide plate from interfering with the laser beam. Therefore, the guide can be arranged close to the trajectory of the laser beam. As a result, the fluttering of the band-shaped electrode is more effectively suppressed.
  • the laser processing device may further include a suction roller.
  • the suction roller may be arranged in the transport direction with respect to the guide.
  • the suction roller may suck the scrap material separated from the strip-shaped electrode. In this case, the scraps can be easily collected.
  • the present invention in the laser processing apparatus, it is possible to suppress the fluttering of the strip-shaped electrode, thereby cutting the strip-shaped electrode with high accuracy.
  • FIG. 1 is a schematic side view showing the configuration of the laser processing apparatus 1 according to the embodiment.
  • the arrow A1 indicates the transport direction of the band-shaped electrode 100.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the band-shaped electrode 100.
  • the band-shaped electrode 100 includes an edge 101.
  • the edge 101 is one edge in the width direction of the band-shaped electrode 100.
  • the width direction of the band-shaped electrode 100 is a direction perpendicular to the longitudinal direction of the band-shaped electrode 100.
  • the width direction of the band-shaped electrode 100 is a direction perpendicular to the transport direction A1 of the band-shaped electrode 100 in the laser processing apparatus 1.
  • the band-shaped electrode 100 includes a metal foil 105 and an active material layer 106.
  • the active material layer 106 is applied to at least one surface of the metal foil 105.
  • the band-shaped electrode 100 includes a coated portion 102 and an uncoated portion 103.
  • the active material layer 106 is provided in the coating unit 102.
  • the uncoated portion 103 is provided along the edge 101.
  • the uncoated portion 103 is a portion where the active material layer 106 is not provided.
  • the metal leaf 105 is exposed in the uncoated portion 103.
  • the laser processing apparatus 1 forms a tab 200 on the strip-shaped electrode 100 by cutting the uncoated portion 103 with the laser beam L1.
  • the laser processing device 1 includes a winding shaft 2, a winding shaft 3, a transport device 4, a plurality of rollers 5a-5n, and a laser irradiation unit 6.
  • a strip-shaped electrode 100 (hereinafter, referred to as “electrode roll 110”) wound in a roll shape is attached to the unwinding shaft 2.
  • the take-up shaft 3 winds the processed strip-shaped electrode 100 into a roll shape.
  • the transport device 4 moves the strip-shaped electrode 100 from the unwinding shaft 2 to the winding shaft 3.
  • the transport device 4 includes a first drive motor 11 and a second drive motor 12.
  • the first drive motor 11 is connected to the unwinding shaft 2.
  • the first drive motor 11 rotates the unwinding shaft 2.
  • the second drive motor 12 is connected to the take-up shaft 3.
  • the second drive motor 12 rotates the take-up shaft 3.
  • the plurality of rollers 5a-5n are rotatably provided around the central axis of each roller 5a-5n.
  • the plurality of rollers 5a-5n include a first dancer roller 5a, a nip roller 5b, a second dancer roller 5c, and a plurality of guide rollers 5d-5n.
  • the first dancer roller 5a is arranged between the unwinding shaft 2 and the nip roller 5b.
  • the first dancer roller 5a applies a predetermined tension to the strip-shaped electrode 100 unwound from the unwinding shaft 2.
  • the nip roller 5b is arranged between the first dancer roller 5a and the second dancer roller 5c.
  • the nip roller 5b includes a first roller 5p and a second roller 5q.
  • the nip roller 5b presses the band-shaped electrode 100 between the first roller 5p and the second roller 5q.
  • the second dancer roller 5c is arranged between the take-up shaft 3 and the nip roller 5b.
  • the second dancer roller 5c applies a predetermined tension to the strip-shaped electrode 100 wound around the winding shaft 3.
  • the laser irradiation unit 6 cuts the band-shaped electrode 100 by irradiating the band-shaped electrode 100 with the laser beam L1.
  • the laser irradiation unit 6 is a so-called galvano scanner type laser device.
  • the laser irradiation unit 6 includes a laser oscillator 13 and a head 14.
  • the laser oscillator 13 generates the laser beam L1.
  • the head 14 is connected to the laser oscillator 13 via a fiber cable 15.
  • the head 14 is arranged between the take-up shaft 2 and the take-up shaft 3.
  • the head 14 includes a mirror 16.
  • the mirror 16 is rotatably arranged.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a control system of the laser processing apparatus 1.
  • the mirror 16 is connected to the laser actuator 17 shown in FIG.
  • the laser actuator 17 is, for example, an electric motor.
  • the rotation angle of the mirror 16 is changed by the laser actuator 17.
  • the laser irradiation unit 6 changes the irradiation direction of the laser from the head 14 by changing the rotation angle of the mirror 16. As a result, the strip-shaped electrode 100 is cut into a desired shape.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a part of the laser processing apparatus 1.
  • the head 14 is arranged above the band-shaped electrode 100.
  • the band-shaped electrode 100 is horizontally conveyed below the head 14.
  • the laser processing device 1 includes a first air blow device 18 and a second air blow device 19.
  • the first air blow device 18 and the second air blow device 19 are arranged between the head 14 and the strip-shaped electrode 100.
  • the first air blow device 18 blows air to a position where the band-shaped electrode 100 receives the laser beam L1 (hereinafter, referred to as a “laser processing position”).
  • the fume generated by the processing by the laser beam L1 is scattered.
  • the second air blow device 19 blows air so that the fume does not adhere to the mirror 16.
  • the laser processing device 1 is provided with a guide 20.
  • the guide 20 is arranged below the head 14.
  • the guide 20 holds the band-shaped electrode 100 around the laser processing position.
  • the guide 20 includes a work guide 21 and a foil guide 22.
  • the work guide 21 holds the coating unit 102.
  • the work guide 21 includes an upper plate 23 and a lower plate 24.
  • the upper plate 23 is arranged above the coating portion 102.
  • the lower plate 24 is arranged below the coating portion 102.
  • the coating portion 102 is sandwiched between the upper plate 23 and the lower plate 24.
  • the coating unit 102 is conveyed between the upper plate 23 and the lower plate 24.
  • the foil guide 22 holds the uncoated portion 103.
  • the foil guide 22 will be described in detail later.
  • the laser processing device 1 includes a recovery device 25.
  • the recovery device 25 collects the metal foil 105 (hereinafter, referred to as “scrap 107”) separated from the strip electrode 100.
  • the recovery device 25 includes a suction roller 26, a first nip roller 27, a second nip roller 28, and a recovery duct 29.
  • the suction roller 26 is located in the transport direction A1 with respect to the foil guide 22.
  • the suction roller 26 sucks the scrap 107.
  • a plurality of holes are provided on the surface of the suction roller 26.
  • the inside of the suction roller 26 has a negative pressure due to the suction device 30 shown in FIG.
  • the suction device 30 is, for example, a pump or a fan.
  • the suction roller 26 is rotated by the third drive motor 31 shown in FIG.
  • the first nip roller 27 and the second nip roller 28 face the suction roller 26.
  • the first nip roller 27 is arranged above the suction roller 26.
  • the first nip roller 27 is arranged in the transport direction A1 with respect to the suction roller 26.
  • the scrap 107 is sent to the collection duct 29 through between the suction roller 26 and the first nip roller 27 and between the suction roller 26 and the first nip roller 27.
  • the laser processing apparatus 1 includes a controller 32.
  • the controller 32 includes a processor such as a CPU and a memory such as RAM and ROM.
  • the controller 32 unwinds the strip-shaped electrode 100 from the electrode roll 110 by controlling the first drive motor 11 and the second drive motor 12, moves the strip-shaped electrode 100 on a plurality of rollers 5a-5n, and winds the strip-shaped electrode 100. Wind up in a roll on the shaft 3.
  • the controller 32 controls the laser oscillator 13 to irradiate the laser beam L1 from the head 14.
  • the controller 32 changes the irradiation direction of the laser beam L1 from the head 14 by controlling the laser actuator 17.
  • the controller 32 controls the laser irradiation unit 6 to move the laser beam L1 from the head 14 along a predetermined locus on the band-shaped electrode 100, so that the edge 101 of the band-shaped electrode 100 is shown in FIG. It is cut into a shape having such a tab 200 and a base 201.
  • the bottom side 201 extends in the transport direction A1.
  • the tab 200 includes a first side side 202, a second side side 203, and a top side 204.
  • the first side side 202 and the second side side 203 extend in the width direction from the bottom side 201.
  • the top side 204 extends in the transport direction A1.
  • a predetermined trajectory of the laser beam L1 will be described.
  • FIG. 5A is a top view showing the laser processing position of the band-shaped electrode 100.
  • the controller 32 moves the laser beam L1 on the band-shaped electrode 100 according to the predetermined locus 40 shown in FIG. 5A.
  • the predetermined locus 40 includes a first locus 41, a second locus 42, and a third locus 43.
  • the first locus 41 is inclined with respect to the width direction.
  • the first locus 41 is an example of the first inclined locus in the present embodiment.
  • the first locus 41 extends from the first position P1 to the second position P2.
  • the first position P1 is separated inward in the width direction from the edge 101 of the band-shaped electrode 100.
  • the second position P2 is located outside the first position P1 in the width direction and in the transport direction A1.
  • the second locus 42 is parallel to the transport direction A1.
  • the second locus 42 extends from the second position P2 to the third position P3.
  • the third position P3 is located in the direction opposite to the transport direction A1 with respect to the second position P2.
  • the third locus 43 is inclined in the direction opposite to the first locus 41 with respect to the width direction.
  • the third locus 43 is an example of the second inclined locus in the present embodiment.
  • the third locus 43 extends from the third position P3 to the fourth position P4.
  • the fourth position P4 is located inward of the third position P3 in the width direction and in the transport direction A1. In the present embodiment, the fourth position P4 is the same position as the first position P1. Therefore, the predetermined locus 40 has a triangular loop shape having the first position P1, the second position P2, and the third position P3 as vertices.
  • the controller 32 maintains the laser beam L1 at the first position P1.
  • the strip-shaped electrode 100 is cut along the base 201.
  • the laser beam L1 is moved from the first position P1 to the second position P2 according to the first locus 41.
  • the strip-shaped electrode 100 is cut along the first side side 202.
  • the controller 32 moves the laser beam L1 from the second position P2 to the third position P3 according to the second locus 42.
  • the strip-shaped electrode 100 is cut along the apex 204.
  • the controller 32 moves the laser beam L1 from the third position P3 to the first position P1 according to the third locus 43.
  • the strip-shaped electrode 100 is cut along the second side side 203.
  • the controller 32 maintains the laser beam L1 at the first position P1.
  • the strip-shaped electrode 100 is cut again along the bottom 201.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a laser processing position on the band-shaped electrode 100.
  • the foil guide 22 includes a notch 50.
  • the notch 50 has a shape along a predetermined locus 40.
  • the notch 50 includes a first edge 51 and a second edge 52.
  • the first edge portion 51 has a shape along the first locus 41.
  • the first edge portion 51 is inclined outward from the band-shaped electrode 100 in the width direction and toward the transport direction A1 with respect to the width direction.
  • the second edge portion 52 is located in the direction opposite to the transport direction A1 with respect to the second edge portion 52.
  • the second edge portion 52 has a shape along the third locus 43.
  • the second edge portion 52 is inclined with respect to the width direction toward the outside of the band-shaped electrode 100 in the width direction and in the direction opposite to the transport direction A1.
  • the foil guide 22 includes a first upper guide plate 53, a first lower guide plate 54, a second upper guide plate 55, and a second lower guide plate 56.
  • the first upper guide plate 53 is arranged in the transport direction A1 with respect to the notch 50.
  • the first upper guide plate 53 is arranged above the end material 107 separated from the strip-shaped electrode 100.
  • the first lower guide plate 54 is arranged in the transport direction A1 with respect to the notch 50.
  • the first lower guide plate 54 is arranged below the scrap 107.
  • the suction roller 26 described above is located in the transport direction A1 with respect to the first upper guide plate 53 and the first lower guide plate 54.
  • the entrance of the gap between the first upper guide plate 53 and the first lower guide plate 54 has a tapered shape facing the notch 50.
  • the first upper guide plate 53 includes a first inlet tapered surface 57.
  • the first lower guide plate 54 includes a second inlet tapered surface 58.
  • the first inlet tapered surface 57 and the second inlet tapered surface 58 are inclined toward the transport direction A1 so that the distance between the first inlet tapered surface 57 and the second inlet tapered surface 58 is narrowed.
  • the offcut 107 passes through the inlet between the first inlet tapered surface 57 and the second inlet tapered surface 58 and enters the gap between the first upper guide plate 53 and the first lower guide plate 54. As a result, the scrap 107 easily enters the gap between the first upper guide plate 53 and the first lower guide plate 54.
  • the second upper guide plate 55 is arranged in the direction opposite to the transport direction A1 with respect to the notch 50.
  • the second upper guide plate 55 is arranged above the band-shaped electrode 100.
  • the second upper guide plate 55 is arranged in the direction opposite to the transport direction A1 with respect to the notch 50.
  • the second lower guide plate 56 is arranged below the band-shaped electrode 100.
  • the first upper guide plate 53 and the second upper guide plate 55 face upward and have a tapered shape.
  • the first upper guide plate 53 includes a first upper tapered surface 59.
  • the second upper guide plate 55 includes a second upper tapered surface 60.
  • the first upper tapered surface 59 and the second upper tapered surface 60 are inclined upward so that the distance between the first upper tapered surface 59 and the second upper tapered surface 60 increases. As a result, the first upper guide plate 53 and the second upper guide plate 55 are less likely to interfere with the laser beam L1.
  • the band-shaped electrode 100 is held by the guide 20.
  • the laser beam L1 is applied to the band-shaped electrode 100 through the notch 50 of the guide 20, so that the tab 200 is formed on the band-shaped electrode 100. Since the notch 50 has a shape along at least a part of the predetermined locus 40 of the laser beam L1, the fluttering of the band-shaped electrode 100 is effectively suppressed. Thereby, the strip-shaped electrode 100 can be cut with high accuracy.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention.
  • the configuration of the laser processing device 1 is not limited to that of the above embodiment, and may be changed.
  • the structure or arrangement of the unwinding shaft 2, the take-up shaft 3, the transport device 4, the plurality of rollers 5a-5n, or the laser irradiation unit 6 is not limited to that of the above embodiment, and may be changed.
  • the laser irradiation unit 6 is not limited to the galvano scanner type, and may be another type.
  • the structure or arrangement of the suction roller 26 is not limited to that of the above embodiment, and may be changed.
  • the structure or arrangement of the foil guide 22 is not limited to that of the above embodiment, and may be changed.
  • only one of the first upper guide plate 53 and the first lower guide plate 54 may have a tapered shape facing the notch 50.
  • Only one of the first upper guide plate 53 and the second upper guide plate 55 may have a tapered shape facing upward.
  • FIG. 7 is a diagram showing a predetermined locus 40 according to the first modification.
  • the fourth position P4 may be a position different from the first position P1.
  • the predetermined locus 40 may include a fourth locus 44.
  • the fourth locus 44 may extend from the fourth position P4 to the first position P1.
  • the controller 32 may move the laser beam L1 from the fourth position P4 toward the first position P1 according to the fourth locus 44.
  • the strip-shaped electrode 100 may be cut along the base 201.
  • the notch 50 of the foil guide 22 may be changed according to the shape of the predetermined locus 40 according to the first modification.
  • FIG. 8 is a diagram showing a predetermined locus 70 according to the second modification.
  • the predetermined locus 70 according to the second modification includes the first locus 71, the second locus 72, and the third locus 73.
  • the first locus 71 extends from the first position P11 to the second position P12.
  • the first position P11 is separated inward in the width direction from the edge 101 of the band-shaped electrode 100.
  • the second position P12 is located inward of the first position P11 in the width direction and in the transport direction A1.
  • the second locus 72 is parallel to the transport direction A1.
  • the second locus 72 extends from the second position P12 to the third position P13.
  • the third position P13 is located in the direction opposite to the transport direction A1 with respect to the second position P12.
  • the third locus 73 extends from the third position P13 to the fourth position P14.
  • the fourth position P14 is located outside the third position P13 in the width direction and in the transport direction A1.
  • the fourth position P14 is the same position as the first position P11. However, as in the first modification, the fourth position P14 may be a position different from the first position P11.
  • the predetermined locus 70 according to the second modification has a triangular loop shape having the first position P11, the second position P12, and the third position P13 as vertices.
  • the predetermined locus 70 according to the second modification is in the opposite direction to the predetermined locus 40 according to the first modification in the width direction.
  • the controller 32 moves the laser beam L1 from the second position P12 to the third position P13 according to the second locus 72. As a result, the strip-shaped electrode 100 is cut along the base 201. Next, the controller 32 moves the laser beam L1 from the third position P13 to the first position P11 according to the third locus 73. As a result, the strip-shaped electrode 100 is cut along the first side side 202. The controller 32 maintains the laser beam L1 at the first position P11. As a result, the strip-shaped electrode 100 is cut along the apex 204. Next, the laser beam L1 is moved from the first position P11 to the second position P12 according to the first locus 71. As a result, the strip-shaped electrode 100 is cut along the second side side 203.
  • the controller 32 moves the laser beam L1 from the second position P12 to the third position P13 according to the second locus 72.
  • the strip-shaped electrode 100 is cut again along the bottom 201.
  • a plurality of tabs 200 are formed on the strip-shaped electrode 100 at intervals.
  • the notch 80 of the foil guide 22 may be changed according to the shape of the predetermined locus 70 according to the second modification.
  • the notch 80 may include a first edge portion 81 and a second edge portion 82.
  • the first edge portion 81 may be inclined inward of the band-shaped electrode 100 in the width direction and in the width direction toward the transport direction A1 along the first locus 71.
  • the second edge portion 82 may be inclined with respect to the width direction toward the outer side of the band-shaped electrode 100 in the width direction and toward the transport direction A1 along the third locus 73.
  • the present invention in the laser processing apparatus, it is possible to suppress the fluttering of the strip-shaped electrode, thereby cutting the strip-shaped electrode with high accuracy.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

レーザー加工装置は、搬送装置と、レーザー照射部と、コントローラと、ガイドとを備える。搬送装置は、帯状電極を搬送方向に搬送する。レーザー照射部は、帯状電極へレーザー光を照射し、レーザー光の照射方向を変更可能である。コントローラは、帯状電極上でレーザー光を所定の軌跡に従って移動させることで、帯状電極をタブ形状に切断するように、レーザー照射部を制御する。ガイドは、帯状電極を保持する。ガイドは、切り欠きを含む。切り欠きは、所定の軌跡の少なくとも一部に沿う形状を有する。

Description

レーザー加工装置
 本発明は、レーザー加工装置に関する。
 リチウムイオン電池などの二次電池では、帯状電極が用いられる。帯状電極は、金属箔と、活物質層とを含む。金属箔は、シート状の形状を有する。活物質層は、金属箔の表面に設けられている。帯状電極には、活物質層に覆われない未塗工部が、金属箔の縁に沿って設けられる。
 従来、帯状電極の未塗工部を加工するためにレーザー加工装置が用いられている。例えば、特許文献1では、レーザー光によって未塗工部を所望の形状に切断するレーザー加工装置が開示されている。このレーザー加工装置では、ヘッドから照射されるレーザー光の方向を変化させることで、帯状電極を移動させながら、未塗工部をタブ形状に切断する。
特開2014-210277号公報
 レーザー光による帯状電極の切断時に、帯状電極がばたつくと、レーザー光の焦点が帯状電極に合わなくなる。その場合、帯状電極を精度良く切断することは困難である。本発明の課題は、レーザー加工装置において、帯状電極のばたつきを抑え、それにより帯状電極を精度良く切断することにある。
 本発明の一態様に係るレーザー加工装置は、搬送装置と、レーザー照射部と、コントローラと、ガイドとを備える。搬送装置は、帯状電極を搬送方向に搬送する。レーザー照射部は、帯状電極へレーザー光を照射し、レーザー光の照射方向を変更可能である。コントローラは、帯状電極上でレーザー光を所定の軌跡に従って移動させることで、帯状電極をタブ形状に切断するように、レーザー照射部を制御する。ガイドは、帯状電極を保持する。ガイドは、切り欠きを含む。切り欠きは、所定の軌跡の少なくとも一部に沿う形状を有する。
 本態様に係るレーザー加工装置では、帯状電極はガイドによって保持される。レーザー光が、ガイドの切り欠きを通して、帯状電極に照射されることで、帯状電極がタブ形状に切断される。切り欠きは、レーザー光の所定の軌跡の少なくとも一部に沿う形状を有しているため、帯状電極のばたつきが効果的に抑えられる。
 所定の軌跡は、第1傾斜軌跡を含んでもよい。第1傾斜軌跡は、搬送方向に垂直な幅方向に対して傾斜していてもよい。切り欠きは、第1傾斜軌跡に沿う第1縁部を含んでもよい。この場合、第1傾斜軌跡に沿って帯状電極が切断されるときの帯状電極のばたつきが、第1縁部によって抑えられる。
 所定の軌跡は、第2傾斜軌跡を含んでもよい。第2傾斜軌跡は、幅方向に対して第1傾斜軌跡と反対方向に傾斜していてもよい。切り欠きは、第2傾斜軌跡に沿う第2縁部を含んでもよい。この場合、第2傾斜軌跡に沿って帯状電極が切断されるときの帯状電極のばたつきが、第2縁部によって抑えられる。
 第1傾斜軌跡は、第1位置から第2位置まで延びていてもよい。第2位置は、幅方向において第1位置よりも外方、且つ、搬送方向に位置してもよい。第2傾斜軌跡は、第3位置から第4位置まで延びていてもよい。第3位置は、第2位置に対して搬送方向と反対の方向に位置してもよい。第4位置は、幅方向において第3位置よりも内方、且つ、搬送方向に位置してもよい。コントローラは、レーザー光を第1位置から第2位置へ移動させてもよい。コントローラは、レーザー光を第2位置から第3位置へ移動させてもよい。コントローラは、レーザー光を第3位置から第4位置へ移動させてもよい。この場合、レーザー光が第1傾斜軌跡に従って移動することで、タブ形状の1つの辺が形成される。レーザー光が第2傾斜軌跡に従って移動することで、タブ形状のもう1つの辺が形成される。また、第1傾斜軌跡と第2傾斜軌跡との傾斜角度を変更することなく、第1傾斜軌跡と第2傾斜軌跡との長さを変更することで、帯状電極の幅方向におけるタブの長さを変更することができる。
 第4位置は、第1位置と同じ位置であってもよい。この場合、レーザー光の移動距離を短くすることができる。
 第2縁部は、第1縁部に対して搬送方向の反対方向に位置してもよい。第1縁部は、幅方向において帯状電極の外方、且つ、搬送方向へ向かって、幅方向に対して傾斜していてもよい。第2縁部は、幅方向において帯状電極の外方、且つ、搬送方向と反対の方向へ向かって、幅方向に対して傾斜していてもよい。この場合、第1縁部は、第1傾斜軌跡に沿って延びている。第2縁部は、第2傾斜軌跡に沿って延びている。従って、第1傾斜軌跡と第2傾斜軌跡との長さの異なる加工に対して、共通のガイドを用いることができる。すなわち、タブの長さの異なる加工に対して、共通のガイドを用いることができる。
 ガイドは、第1上ガイド板と第1下ガイド板とを含んでもよい。第1上ガイド板は、切り欠きに対して搬送方向に配置されてもよい。第1上ガイド板は、帯状電極から切り離された端材の上方に配置されてもよい。第1下ガイド板は、切り欠きに対して搬送方向に配置されてもよい。第1下ガイド板は、端材の下方に配置されてもよい。第1上ガイド板と第1下ガイド板の少なくとも一方は、切り欠きに面してテーパ形状を有してもよい。この場合、テーパ形状によって、帯状電極から切り離された端材が第1上ガイド板と第1下ガイド板との間に入りやすくなる。それにより、帯状電極のばたつきがさらに効果的に抑えられる。
 レーザー照射部は、ガイドよりも上方に配置されてもよい。ガイドは、第1上ガイド板と第2上ガイド板とを含んでもよい。第1上ガイド板は、切り欠きに対して搬送方向に配置されてもよい。第1上ガイド板は、帯状電極から切り離された端材の上方に配置されてもよい。第2上ガイド板は、切り欠きに対して搬送方向と反対方向に配置されてもよい。第2上ガイド板は、帯状電極の上方に配置されてもよい。第1上ガイド板と第2上ガイド板の少なくとも一方は、上方に面してテーパ形状を有してもよい。この場合、テーパ形状によって、第1上ガイド板、及び/又は、第2上ガイド板がレーザー光に干渉することが抑えられる。そのため、レーザー光の軌跡に近接してガイドを配置することができる。それにより、帯状電極のばたつきがさらに効果的に抑えられる。
 レーザー加工装置は、吸着ローラをさらに備えてもよい。吸着ローラは、ガイドに対して搬送方向に配置されてもよい。吸着ローラは、帯状電極から切り離された端材を吸着してもよい。この場合、端材の回収が容易となる。
 本発明によれば、レーザー加工装置において、帯状電極のばたつきを抑え、それにより帯状電極を精度良く切断することができる。
実施形態に係るレーザー加工装置の構成を示す模式図である。 帯状電極の一例を示す斜視図である。 レーザー加工装置の制御システムを示すブロック図である。 レーザー加工装置の一部を示す斜視図である。 レーザー光の所定の軌跡を示す上面図である。 レーザー加工装置によって加工される帯状電極のタブ形状の一例を示す上面図である。 帯状電極のレーザー加工位置を示す斜視図である。 第1変形例に係る所定の軌跡及びガイドの切り欠きの形状を示す図である。 第2変形例に係る所定の軌跡及びガイドの切り欠きの形状を示す図である。
 以下、図面を参照して実施形態に係る帯状電極を加工するためのレーザー加工装置について説明する。図1は、実施形態に係るレーザー加工装置1の構成を示す模式的な側面図である。図面において矢印A1は、帯状電極100の搬送方向を示している。
 図2は、帯状電極100の一例を示す図である。図2に示すように、帯状電極100は、縁101を含む。縁101は、帯状電極100の幅方向における一方の縁である。帯状電極100の幅方向は、帯状電極100の長手方向に垂直な方向である。帯状電極100の幅方向は、レーザー加工装置1における帯状電極100の搬送方向A1に垂直な方向である。
 帯状電極100は、金属箔105と、活物質層106とを含む。活物質層106は、金属箔105の少なくとも一方の面に塗布されている。帯状電極100は、塗工部102と未塗工部103とを含む。活物質層106は、塗工部102に設けられている。未塗工部103は、縁101に沿って設けられる。未塗工部103は、活物質層106が設けられていない部分である。金属箔105は、未塗工部103において露出している。レーザー加工装置1は、未塗工部103をレーザー光L1によって切断することで、帯状電極100にタブ200を形成する。
 図1に示すように、レーザー加工装置1は、巻出軸2と、巻取軸3と、搬送装置4と、複数のローラ5a-5nと、レーザー照射部6とを含む。巻出軸2には、ロール状に巻回された帯状電極100(以下、「電極ロール110」と呼ぶ)が取り付けられる。巻取軸3は、加工された帯状電極100をロール状に巻き取る。
 搬送装置4は、巻出軸2から巻取軸3へと帯状電極100を移動させる。搬送装置4は、第1駆動モータ11と第2駆動モータ12とを含む。第1駆動モータ11は、巻出軸2に接続されている。第1駆動モータ11は、巻出軸2を回転させる。第2駆動モータ12は、巻取軸3に接続されている。第2駆動モータ12は、巻取軸3を回転させる。
 複数のローラ5a-5nは、各ローラ5a-5nの中心軸回りに回転可能に設けられている。複数のローラ5a-5nは、第1ダンサーローラ5aと、ニップローラ5bと、第2ダンサーローラ5cと、複数のガイドローラ5d-5nとを含む。第1ダンサーローラ5aは、巻出軸2とニップローラ5bとの間に配置されている。第1ダンサーローラ5aは、巻出軸2から巻き出された帯状電極100に所定の張力を付与する。ニップローラ5bは、第1ダンサーローラ5aと第2ダンサーローラ5cとの間に配置されている。ニップローラ5bは、第1ローラ5pと第2ローラ5qとを含む。ニップローラ5bは、第1ローラ5pと第2ローラ5qとの間で帯状電極100を押圧する。第2ダンサーローラ5cは、巻取軸3とニップローラ5bとの間に配置されている。第2ダンサーローラ5cは、巻取軸3に巻き取られる帯状電極100に所定の張力を付与する。
 レーザー照射部6は、帯状電極100にレーザー光L1を照射することで、帯状電極100を切断する。レーザー照射部6は、所謂、ガルバノスキャナ式のレーザー装置である。レーザー照射部6は、レーザー発振器13とヘッド14とを含む。レーザー発振器13は、レーザー光L1を発生させる。ヘッド14は、レーザー発振器13とファイバケーブル15を介して接続されている。ヘッド14は、巻出軸2と巻取軸3との間に配置されている。
 図1に示すように、ヘッド14は、ミラー16を含む。ミラー16は、回転可能に配置されている。図3は、レーザー加工装置1の制御システムを示すブロック図である。ミラー16は、図3に示すレーザーアクチュエータ17に接続されている。レーザーアクチュエータ17は、例えば電動モータである。ミラー16の回転角度は、レーザーアクチュエータ17によって変更される。レーザー照射部6は、ミラー16の回転角度を変更することで、ヘッド14からのレーザーの照射方向を変化させる。それにより、帯状電極100が所望の形状に切断される。
 図4は、レーザー加工装置1の一部を示す斜視図である。図4に示すように、ヘッド14は、帯状電極100の上方に配置される。帯状電極100は、ヘッド14の下方において、水平方向に搬送される。レーザー加工装置1は、第1エアブロー装置18と第2エアブロー装置19とを備えている。第1エアブロー装置18と第2エアブロー装置19とは、ヘッド14と帯状電極100との間に配置されている。第1エアブロー装置18は、帯状電極100がレーザー光L1を受ける位置(以下、「レーザー加工位置」と呼ぶ)へ、空気を吹き付ける。それにより、レーザー光L1による加工によって発生するヒュームを飛散させる。第2エアブロー装置19は、ヒュームがミラー16に付着しないように、空気を吹き出す。
 レーザー加工装置1は、ガイド20を備えている。ガイド20は、ヘッド14の下方に配置されている。ガイド20は、レーザー加工位置の周囲において、帯状電極100を保持する。ガイド20は、ワークガイド21と箔ガイド22とを含む。ワークガイド21は、塗工部102を保持する。ワークガイド21は、上板23と下板24とを含む。上板23は、塗工部102の上方に配置される。下板24は、塗工部102の下方に配置される。塗工部102は、上板23と下板24との間に挟まれている。塗工部102は、上板23と下板24との間を搬送される。箔ガイド22は、未塗工部103を保持する。箔ガイド22については、後に詳細に説明する。
 レーザー加工装置1は、回収装置25を備えている。回収装置25は、帯状電極100から切り離された金属箔105(以下、「端材107」と呼ぶ)を回収する。回収装置25は、吸着ローラ26と、第1ニップローラ27と、第2ニップローラ28と、回収ダクト29とを含む。吸着ローラ26は、箔ガイド22に対して搬送方向A1に位置している。吸着ローラ26は、端材107を吸着する。例えば、吸着ローラ26の表面には複数の孔が設けられている。吸着ローラ26の内部は、図3に示す吸引装置30によって負圧になっている。吸引装置30は、例えば、ポンプ、或いはファンである。吸着ローラ26は、図3に示す第3駆動モータ31によって、回転する。第1ニップローラ27と第2ニップローラ28とは、吸着ローラ26と向かい合っている。第1ニップローラ27は、吸着ローラ26の上方に配置される。第1ニップローラ27は、吸着ローラ26に対して搬送方向A1に配置されている。吸着ローラ26が回転することで、端材107は、吸着ローラ26と第1ニップローラ27との間と、吸着ローラ26と第1ニップローラ27との間とを通って、回収ダクト29へ送られる。
 図3に示すように、レーザー加工装置1は、コントローラ32を含む。コントローラ32は、CPUなどのプロセッサと、RAM及びROMなどのメモリを含む。コントローラ32は、第1駆動モータ11と第2駆動モータ12とを制御することで、電極ロール110から帯状電極100を巻き出し、複数のローラ5a-5n上で帯状電極100を移動させ、巻取軸3においてロール状に巻き取る。
 コントローラ32は、レーザー発振器13を制御することで、ヘッド14からレーザー光L1を照射させる。コントローラ32は、レーザーアクチュエータ17を制御することで、ヘッド14からのレーザー光L1の照射方向を変更する。コントローラ32は、レーザー照射部6を制御して、ヘッド14からのレーザー光L1を、帯状電極100上で所定の軌跡に沿って移動させることで、帯状電極100の縁101を、図2に示すようなタブ200と底辺201とを有する形状に切断する。図2に示すように、底辺201は、搬送方向A1に延びている。タブ200は、第1側辺202と、第2側辺203と、頂辺204とを含む。第1側辺202と第2側辺203とは、底辺201から幅方向に延びている。頂辺204は、搬送方向A1に延びている。以下、レーザー光L1の所定の軌跡について説明する。
 図5Aは、帯状電極100のレーザー加工位置を示す上面図である。コントローラ32は、図5Aに示す所定の軌跡40に従って、帯状電極100上でレーザー光L1を移動させる。所定の軌跡40は、第1軌跡41と、第2軌跡42と、第3軌跡43とを含む。第1軌跡41は、幅方向に対して傾斜している。第1軌跡41は、本実施形態における第1傾斜軌跡の一例である。第1軌跡41は、第1位置P1から第2位置P2へ延びている。第1位置P1は、帯状電極100の縁101から、幅方向における内方へ離れている。第2位置P2は、幅方向において第1位置P1よりも外方、且つ、搬送方向A1に位置する。
 第2軌跡42は、搬送方向A1に平行である。第2軌跡42は、第2位置P2から第3位置P3へ延びている。第3位置P3は、第2位置P2に対して搬送方向A1と反対の方向に位置する。第3軌跡43は、幅方向に対して、第1軌跡41と反対方向に傾斜している。第3軌跡43は、本実施形態における第2傾斜軌跡の一例である。第3軌跡43は、第3位置P3から第4位置P4へ延びている。第4位置P4は、幅方向において第3位置P3よりも内方、且つ、搬送方向A1に位置する。本実施形態において、第4位置P4は、第1位置P1と同じ位置である。従って、所定の軌跡40は、第1位置P1と第2位置P2と第3位置P3とを頂点とする三角形のループ状の形状を有している。
 コントローラ32は、レーザー光L1を第1位置P1に維持する。それにより、図5Bに示すように、帯状電極100が底辺201に沿って切断される。次に、レーザー光L1を第1位置P1から第2位置P2へ、第1軌跡41に従って移動させる。それにより、図5Bに示すように、帯状電極100が、第1側辺202に沿って切断される。次に、コントローラ32は、レーザー光L1を第2位置P2から第3位置P3へ、第2軌跡42に従って移動させる。それにより、図5Bに示すように、帯状電極100が、頂辺204に沿って切断される。次に、コントローラ32は、レーザー光L1を第3位置P3から第1位置P1へ、第3軌跡43に従って移動させる。それにより、図5Bに示すように、帯状電極100が、第2側辺203に沿って切断される。そして、コントローラ32は、レーザー光L1を第1位置P1に維持する。それにより、帯状電極100が、再び底辺201に沿って切断される。上記の処理が繰り返されることで、帯状電極100に、間隔をおいて複数のタブ200が形成される。
 次に、箔ガイド22について説明する。図6は、帯状電極100においてレーザー加工位置を示す斜視図である。図5A及び図6に示すように、箔ガイド22は、切り欠き50を含む。切り欠き50は、所定の軌跡40に沿う形状を有する。詳細には、切り欠き50は、第1縁部51と第2縁部52とを含む。第1縁部51は、第1軌跡41に沿った形状を有する。第1縁部51は、幅方向において帯状電極100の外方、且つ、搬送方向A1へ向かって、幅方向に対して傾斜している。
 第2縁部52は、第2縁部52に対して搬送方向A1の反対方向に位置している。第2縁部52は、第3軌跡43に沿った形状を有する。第2縁部52は、幅方向において帯状電極100の外方、且つ、搬送方向A1と反対の方向へ向かって、幅方向に対して傾斜している。
 図6に示すように、箔ガイド22は、第1上ガイド板53と、第1下ガイド板54と、第2上ガイド板55と、第2下ガイド板56とを含む。第1上ガイド板53は、切り欠き50に対して搬送方向A1に配置されている。第1上ガイド板53は、帯状電極100から切り離された端材107の上方に配置される。第1下ガイド板54は、切り欠き50に対して搬送方向A1に配置される。第1下ガイド板54は、端材107の下方に配置される。上述した吸着ローラ26は、第1上ガイド板53と第1下ガイド板54とに対して、搬送方向A1に位置している。
 第1上ガイド板53と第1下ガイド板54との間の隙間の入口は、切り欠き50に面してテーパ形状を有する。詳細には、第1上ガイド板53は、第1入口テーパ面57を含む。第1下ガイド板54は、第2入口テーパ面58を含む。第1入口テーパ面57と第2入口テーパ面58とは、搬送方向A1に向かって、第1入口テーパ面57と第2入口テーパ面58との間の間隔が狭まるように傾斜している。端材107は、第1入口テーパ面57と第2入口テーパ面58との間の入口を通って、第1上ガイド板53と第1下ガイド板54との間の隙間に入る。それにより、端材107が第1上ガイド板53と第1下ガイド板54との間の隙間に入り易くなっている。
 第2上ガイド板55は、切り欠き50に対して搬送方向A1と反対方向に配置される。第2上ガイド板55は、帯状電極100の上方に配置される。第2上ガイド板55は、切り欠き50に対して搬送方向A1と反対方向に配置される。第2下ガイド板56は、帯状電極100の下方に配置される。第1上ガイド板53と第2上ガイド板55とは、上方に面してテーパ形状を有する。詳細には、第1上ガイド板53は、第1上テーパ面59を含む。第2上ガイド板55は、第2上テーパ面60を含む。第1上テーパ面59と第2上テーパ面60とは、上方へ向かって、第1上テーパ面59と第2上テーパ面60との間の距離が広がるように傾斜している。それにより、第1上ガイド板53と第2上ガイド板55とが、レーザー光L1に干渉し難くなっている。
 以上説明した本実施形態に係るレーザー加工装置1では、帯状電極100はガイド20によって保持される。レーザー光L1が、ガイド20の切り欠き50を通して、帯状電極100に照射されることで、帯状電極100にタブ200が形成される。切り欠き50は、レーザー光L1の所定の軌跡40の少なくとも一部に沿う形状を有しているため、帯状電極100のばたつきが効果的に抑えられる。それにより、帯状電極100を精度良く切断することができる。
 以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。レーザー加工装置1の構成は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。
 巻出軸2、巻取軸3、搬送装置4、複数のローラ5a-5n、或いは、レーザー照射部6の構造、或いは配置は、上記の実施形態のものに限られず、変更されてもよい。例えば、レーザー照射部6は、ガルバノスキャナ式のものに限らず、他の方式のものでもよい。吸着ローラ26の構造、或いは配置は、上記の実施形態のものに限られず、変更されてもよい。
 箔ガイド22の構造、或いは配置は、上記の実施形態のものに限られず、変更されてもよい。例えば、第1上ガイド板53と第1下ガイド板54の一方のみが、切り欠き50に面してテーパ形状を有してもよい。第1上ガイド板53と第2上ガイド板55の一方のみが、上方に面してテーパ形状を有してもよい。
 所定の軌跡40は、上記の実施形態のものに限られず、変更されてもよい。例えば、図7は、第1変形例に係る所定の軌跡40を示す図である。図7に示すように、第4位置P4は、第1位置P1と異なる位置であってもよい。所定の軌跡40は、第4軌跡44を含んでもよい。第4軌跡44は、第4位置P4から第1位置P1へ延びていてもよい。コントローラ32は、第4位置P4から第1位置P1へ向かって、第4軌跡44に従って、レーザー光L1を移動させてもよい。それにより、帯状電極100が、底辺201に沿って切断されてもよい。また、箔ガイド22の切り欠き50は、第1変形例に係る所定の軌跡40の形状に合わせて、変更されてもよい。
 図8は、第2変形例に係る所定の軌跡70を示す図である。第2変形例に係る所定の軌跡70は、第1軌跡71と、第2軌跡72と、第3軌跡73とを含む。第1軌跡71は、第1位置P11から第2位置P12へ延びている。第1位置P11は、帯状電極100の縁101から、幅方向における内方へ離れている。第2位置P12は、幅方向において第1位置P11よりも内方、且つ、搬送方向A1に位置する。
 第2軌跡72は、搬送方向A1に平行である。第2軌跡72は、第2位置P12から第3位置P13へ延びている。第3位置P13は、第2位置P12に対して搬送方向A1と反対の方向に位置する。第3軌跡73は、第3位置P13から第4位置P14へ延びている。第4位置P14は、幅方向において第3位置P13よりも外方、且つ、搬送方向A1に位置する。第4位置P14は、第1位置P11と同じ位置である。ただし、第1変形例と同様に、第4位置P14は、第1位置P11と異なる位置であってもよい。以上のように、第2変形例に係る所定の軌跡70は、第1位置P11と第2位置P12と第3位置P13とを頂点とする三角形のループ状の形状を有している。ただし、第2変形例に係る所定の軌跡70は、幅方向において、第1変形例に係る所定の軌跡40と反対向きである。
 コントローラ32は、レーザー光L1を第2位置P12から第3位置P13へ、第2軌跡72に従って移動させる。それにより、帯状電極100が、底辺201に沿って切断される。次に、コントローラ32は、レーザー光L1を第3位置P13から第1位置P11へ、第3軌跡73に従って移動させる。それにより、帯状電極100が、第1側辺202に沿って切断される。コントローラ32は、レーザー光L1を第1位置P11に維持する。それにより、帯状電極100が頂辺204に沿って切断される。次に、レーザー光L1を第1位置P11から第2位置P12へ、第1軌跡71に従って移動させる。それにより、帯状電極100が、第2側辺203に沿って切断される。そして、コントローラ32は、レーザー光L1を第2位置P12から第3位置P13へ、第2軌跡72に従って移動させる。それにより、帯状電極100が、再び底辺201に沿って切断される。上記の処理が繰り返されることで、帯状電極100に、間隔をおいて複数のタブ200が形成される。
 第2変形例において、箔ガイド22の切り欠き80は、第2変形例に係る所定の軌跡70の形状に合わせて、変更されてもよい。切り欠き80は、第1縁部81と第2縁部82とを含んでもよい。第1縁部81は、第1軌跡71に沿って、幅方向において帯状電極100の内方、且つ、搬送方向A1に向かって、幅方向に対して傾斜していてもよい。第2縁部82は、第3軌跡73に沿って、幅方向において帯状電極100の外方、且つ、搬送方向A1へ向かって、幅方向に対して傾斜していてもよい。
 本発明によれば、レーザー加工装置において、帯状電極のばたつきを抑え、それにより帯状電極を精度良く切断することができる。
4  搬送装置
6  レーザー照射部
20 ガイド
26 吸着ローラ
32 コントローラ
50 切り欠き
51 第1縁部
52 第2縁部
53 第1上ガイド板
54 第1下ガイド板
55 第2上ガイド板
71 第1軌跡(第1傾斜軌跡)
73 第3軌跡(第2傾斜軌跡)
100 帯状電極
A1 搬送方向
P1 第1位置
P2 第2位置
P3 第3位置
P4 第4位置
 

Claims (9)

  1.  帯状電極を加工するためのレーザー加工装置であって、
     前記帯状電極を搬送方向に搬送する搬送装置と、
     前記帯状電極へレーザー光を照射し、前記レーザー光の照射方向を変更可能なレーザー照射部と、
     前記帯状電極上で前記レーザー光を所定の軌跡に従って移動させることで、前記帯状電極をタブ形状に切断するように、前記レーザー照射部を制御するコントローラと、
     前記帯状電極を保持するガイドと、
    を備え、
     前記ガイドは、前記所定の軌跡の少なくとも一部に沿う形状を有する切り欠きを含む、
    レーザー加工装置。
  2.  前記所定の軌跡は、前記搬送方向に垂直な幅方向に対して傾斜した第1傾斜軌跡を含み、
     前記切り欠きは、前記第1傾斜軌跡に沿う第1縁部を含む、
    請求項1に記載のレーザー加工装置。
  3.  前記所定の軌跡は、前記幅方向に対して前記第1傾斜軌跡と反対方向に傾斜した第2傾斜軌跡を含み、
     前記切り欠きは、前記第2傾斜軌跡に沿う第2縁部を含む、
    請求項2に記載のレーザー加工装置。
  4.  前記第1傾斜軌跡は、第1位置から、前記幅方向において前記第1位置よりも外方、且つ、前記搬送方向に位置する第2位置まで延び、
     前記第2傾斜軌跡は、前記第2位置に対して前記搬送方向と反対の方向に位置する第3位置から、前記幅方向において前記第3位置よりも内方、且つ、前記搬送方向に位置する第4位置まで延び、
     前記コントローラは、
      前記レーザー光を前記第1位置から前記第2位置へ移動させ、
      前記レーザー光を前記第2位置から前記第3位置へ移動させ、
      前記レーザー光を前記第3位置から前記第4位置へ移動させる、
    請求項3に記載のレーザー加工装置。
  5.  前記第4位置は、前記第1位置と同じ位置である、
    請求項4に記載のレーザー加工装置。
  6.  前記第2縁部は、前記第1縁部に対して前記搬送方向の反対方向に位置しており、
     前記第1縁部は、前記幅方向において前記帯状電極の外方、且つ、前記搬送方向へ向かって、前記幅方向に対して傾斜しており、
     前記第2縁部は、前記幅方向において前記帯状電極の外方、且つ、前記搬送方向と反対の方向へ向かって、前記幅方向に対して傾斜している、
    請求項4又は5に記載のレーザー加工装置。
  7.  前記ガイドは、
      前記切り欠きに対して前記搬送方向に配置され、前記帯状電極から切り離された端材の上方に配置される第1上ガイド板と、
      前記切り欠きに対して前記搬送方向に配置され、前記端材の下方に配置される第1下ガイド板と、
     を含み、
     前記第1上ガイド板と前記第1下ガイド板の少なくとも一方は、前記切り欠きに面してテーパ形状を有する、
    請求項1から6のいずれかに記載のレーザー加工装置。
  8.  前記レーザー照射部は、前記ガイドよりも上方に配置され、
     前記ガイドは、
      前記切り欠きに対して前記搬送方向に配置され、前記帯状電極から切り離された端材の上方に配置される第1上ガイド板と、
      前記切り欠きに対して前記搬送方向と反対方向に配置され、前記帯状電極の上方に配置される第2上ガイド板と、
     を含み、
     前記第1上ガイド板と前記第2上ガイド板の少なくとも一方は、上方に面してテーパ形状を有する、
    請求項1から6のいずれかに記載のレーザー加工装置。
  9.  前記ガイドに対して前記搬送方向に配置され、前記帯状電極から切り離された端材を吸着する吸着ローラをさらに備える、
    請求項1から8のいずれかに記載のレーザー加工装置。
     
PCT/JP2021/040753 2020-11-20 2021-11-05 レーザー加工装置 WO2022107615A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202180067564.5A CN116349022A (zh) 2020-11-20 2021-11-05 激光加工装置
US18/248,403 US20230364710A1 (en) 2020-11-20 2021-11-05 Laser processing device
KR1020237009402A KR20230053665A (ko) 2020-11-20 2021-11-05 레이저 가공 장치
EP21894489.0A EP4207332A1 (en) 2020-11-20 2021-11-05 Laser processing apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020193336A JP2022082035A (ja) 2020-11-20 2020-11-20 レーザー加工装置
JP2020-193336 2020-11-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022107615A1 true WO2022107615A1 (ja) 2022-05-27

Family

ID=81708806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/040753 WO2022107615A1 (ja) 2020-11-20 2021-11-05 レーザー加工装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230364710A1 (ja)
EP (1) EP4207332A1 (ja)
JP (1) JP2022082035A (ja)
KR (1) KR20230053665A (ja)
CN (1) CN116349022A (ja)
WO (1) WO2022107615A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013218819A (ja) * 2012-04-05 2013-10-24 Toyota Industries Corp 蓄電装置及び二次電池並びに蓄電装置用電極体の製造方法
JP2014210277A (ja) 2013-04-18 2014-11-13 株式会社アマダミヤチ レーザ切断方法、レーザ出射ユニット及びレーザ切断装置
JP2015072834A (ja) * 2013-10-03 2015-04-16 日産自動車株式会社 切断装置及び切断方法
JP2019217601A (ja) * 2018-06-21 2019-12-26 株式会社京都製作所 電池材料切断装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013218819A (ja) * 2012-04-05 2013-10-24 Toyota Industries Corp 蓄電装置及び二次電池並びに蓄電装置用電極体の製造方法
JP2014210277A (ja) 2013-04-18 2014-11-13 株式会社アマダミヤチ レーザ切断方法、レーザ出射ユニット及びレーザ切断装置
JP2015072834A (ja) * 2013-10-03 2015-04-16 日産自動車株式会社 切断装置及び切断方法
JP2019217601A (ja) * 2018-06-21 2019-12-26 株式会社京都製作所 電池材料切断装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP4207332A1 (en) 2023-07-05
JP2022082035A (ja) 2022-06-01
US20230364710A1 (en) 2023-11-16
CN116349022A (zh) 2023-06-27
KR20230053665A (ko) 2023-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102158708B1 (ko) 전극의 레이저 노칭 공정용 패턴 지그 및 이를 구비한 레이저 노칭 시스템
JP6757201B2 (ja) 原反加工方法とその装置並びに装置を使用したタブ抜き加工方法
JP6690486B2 (ja) 電極製造装置
JP2000149911A (ja) 電池用電極板の活物質除去方法及び装置
CN112133881A (zh) 用于制造电池电极的方法
US20230150068A1 (en) LASER NOTCING MACHINE SCRAP DRAlNAGE CONVEYOR AND SCRAP DRAlNAGE METHOD
JP3931250B2 (ja) プラスチックフィルムの製造方法
WO2022107615A1 (ja) レーザー加工装置
WO2022107643A1 (ja) レーザー加工装置
US20220297237A1 (en) Device for manufacturing electrode
JP6769191B2 (ja) 電極製造装置
JP7515377B2 (ja) レーザー加工装置
JP6950867B2 (ja) リチウム薄膜の製造方法及びリチウム薄膜の製造装置
JP2001259881A (ja) 排煙機構を備えたレーザー加工装置および方法
WO2017073312A1 (ja) 電極シート製造装置、及び電極シートの製造方法
JP2014012296A (ja) シート切断方法およびシート切断装置
KR20230094433A (ko) 스크랩의 회수가 가능한 레이저 노칭장치
JP3463282B2 (ja) レーザ加工装置及び加工方法
JP7460405B2 (ja) レーザー加工装置
JP7272041B2 (ja) レーザ切断方法、および、レーザ切断装置
JP2020183779A (ja) 蛇行補正装置のグリス供給方法
JP2009242009A (ja) ウェブ搬送装置及びウェブ搬送方法
WO2023067904A1 (ja) 搬送装置および蛇行補正方法
JP5441516B2 (ja) シート切断方法およびシート切断装置
JP2019155330A (ja) 塗工装置および塗工方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21894489

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20237009402

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021894489

Country of ref document: EP

Effective date: 20230327

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE