一种激光切割装置的制作方法

本实用新型涉及电池制造设备技术领域，尤其涉及一种激光切割装置。

背景技术：

激光切割是将从激光器发射出的激光，经光路系统，聚焦成高功率密度的激光束，激光束照射到工件表面，使工件达到熔点或沸点，同时与光束同轴的高压气体将熔化或气化金属吹走，随着光束与工件相对位置的移动，最终使材料形成切缝，从而达到切割的目的。激光切割加工是用不可见的光束代替了传统的机械刀，具有高速度、高精度、高适应性等特点，同时还具有割缝隙、热影响区小、切割面质量好、切割时无噪声、切割过程容易实现自动化控制，不局限于切割图案限制，加工成本低等特点。目前，激光切割已经广泛应用于汽车、机车车辆制造、航空、化工、电器与电子、石油和冶金等工业部门中。

随着国家大力推动能源汽车行业的发展，国内电池行业迎来了发展的新机遇，国内各大锂电池企业也投入巨资进行新型锂离子电池技术与制造工艺的的研发和改进，而激光切割加工极片也逐渐进入到锂电池极片的切割领域。锂电池的极片是由上下两层各100-200微米的活性材料层与中间的集流体箔材层组成，激光切割机利用高强激光束的热效应迅速切断“三明治”结构极片，不与极片接触加工，大大降低的设备耗材的成本，提高了加工效率。

然而，由于激光切割是利用其高能量瞬间烧穿极片，能量聚集度非常高，因此在加工过程中会产生众多粉尘和金属飞溅物。这些小颗粒会溅落在极片表面，对凝胶电解质造成破坏，因此无法应用于新型凝胶锂离子电池极片的切割。

也就是说，现有技术中的激光切割装置存在会产生小颗粒破坏凝胶电解质，导致无法应用于新型凝胶锂离子电池极片的切割的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型通过提供一种激光切割装置，解决了现有技术中的激光切割装置存在会产生小颗粒破坏凝胶电解质，导致无法应用于新型凝胶锂离子电池极片的切割的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了如下技术方案：

一种激光切割装置，包括：

底板；

激光发射器主机，所述主机活动的连接在所述底板上，并可相对所述底板作升降移动；所述主机与切割头通过支撑臂连接；

极片夹具，所述极片夹具活动的连接在所述底座上，所述极片夹具与所述底板的角度能调节；其中，所述极片夹具的两端均设置有排气孔；

排气管道，所述排气管道设置在所述底板上，所述排气管道与所述排气孔连接，以提供对所述极片夹具上固定的物体进行抽气或吹气的气道。

可选的，所述主机通过液压升降臂活动的连接在所述底板上；所述液压升降臂上设置有可升降的升降支架；所述主机固定在所述升降支架上。

可选的，所述液压升降臂上设置有升降旋钮，以控制所述主机的升降。

可选的，所述装置还包括：扩束镜，设置在所述主机和所述切割头之间，以对所述主机产生的激光束进行扩束；振镜，可旋转的固定在所述切割头上，以反射调整透过所述扩束镜的激光束的角度；聚焦系统，所述聚焦系统固定在所述切割头的端部，以对所述振镜反射后的激光束进行汇聚，再将汇聚后的激光束发射出所述切割头。

可选的，所述激光发射器主机为紫光激光器，以在所述物体为凝胶锂电池极片时，降低激光切割对凝胶电解质的热影响。

可选的，所述极片夹具通过旋转螺丝活动的连接在所述底座上。

可选的，所述极片夹具为中空状，以夹持所述物体的边缘，进而使所述物 体的需切割区域处于悬空状态。

可选的，所述排气管道包括第一气口和与所述第一气口连通的两个第二气口；其中，所述两个第二气口分别与所述极片夹具两端的排气孔连接。

可选的，所述装置还包括：惰性气体源，所述惰性气体源与所述第一气口连通，以在切割所述物体时，依次通过所述第一气口、所述两个第二气口和所述极片夹具两端的排气孔对所述物体表面进行吹惰性气体。

可选的，所述装置还包括：抽气机，所述抽气机与所述第一气口连通，以在切割所述物体时，依次通过所述极片夹具两端的排气孔、所述两个第二气口和所述第一气口对所述物体表面进行抽气。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、本申请实施例提供的装置，在极片夹具的两端均设置有排气孔，还设置与所述排气孔连通的排气管道，以提供对所述极片夹具上固定的物体进行抽气或吹气的气道，能实现在切割物体时，可以及时将切割废气与金属颗粒物抽除去，还可以对切割环境提供合适的提供气体氛围，防止有机凝胶电解质燃烧，提供了一种能应用于新型凝胶锂离子电池极片的切割的激光切割装置。

2、本申请实施例提供的装置，设置激光发射器主机为紫光激光器，能将激光切割对凝胶电解质的热影响降至最低，减少切割的失效率。

3、本申请实施例提供的装置，设置极片夹具为中空状，使极片能悬空切割，方便切割涂覆有凝胶电解质的极片，防止凝胶电解质受到挤压，减少切割的失效率。

4、本申请实施例提供的装置，设置扩束镜对所述主机产生的激光束进行扩束，再通过振镜以反射调整透过所述扩束镜的激光束的角度来完成切割移动，最后通过聚焦系统，对所述振镜反射后的激光束进行汇聚，以汇聚后的激光束作为切割激光，相比目前市场切割极片通常使用的传统的激光刀模，能减少出现卷边、切割面不平滑，有毛刺等产品缺陷，提高产品可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中激光切割装置的正视图；

图2为本申请实施例中激光切割装置的立体图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种激光切割装置，解决了现有技术中的激光切割装置存在会产生小颗粒破坏凝胶电解质，导致无法应用于新型凝胶锂离子电池极片的切割的技术问题。提供了一种能应用于新型凝胶锂离子电池极片的切割的激光切割装置。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供技术方案的总体思路如下：

本申请提供一种激光切割装置，所述装置包括：

底板；

激光发射器主机，所述主机活动的连接在所述底板上，并可相对所述底板作升降移动；所述主机与切割头通过支撑臂连接；

极片夹具，所述极片夹具活动的连接在所述底座上，所述极片夹具与所述底板的角度能调节；其中，所述极片夹具的两端均设置有排气孔；

排气管道，所述排气管道设置在所述底板上，所述排气管道与所述排气孔连接，以提供对所述极片夹具上固定的物体进行抽气或吹气的气道。

本申请实施例提供的装置，在极片夹具的两端均设置有排气孔，还设置与所述排气孔连通的排气管道，以提供对所述极片夹具上固定的物体进行抽气或吹气的气道，能实现在切割物体时，可以及时将切割废气与金属颗粒物抽除去， 还可以对切割环境提供合适的提供气体氛围，防止有机凝胶电解质燃烧，提供了一种能应用于新型凝胶锂离子电池极片的切割的激光切割装置。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本实用新型实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

在本实施例中，提供了一种激光切割装置，请参考图1和图2，所述装置包括：

底板1；

激光发射器主机2，所述主机2活动的连接在所述底板1上，并可相对所述底板1作升降移动；所述主机2与切割头4通过支撑臂5连接；

极片夹具6，所述极片夹具6活动的连接在所述底座1上，所述极片夹具6与所述底板1的角度能调节；其中，所述极片夹具6的两端均设置有排气孔8；

排气管道9，所述排气管道9设置在所述底板1上，所述排气管道9与所述排气孔8连接，以提供对所述极片夹具6上固定的物体进行抽气或吹气的气道。

在具体实施过程中，所述激光切割装置可以用于切割涂覆有凝胶电解质层的极片，也可以用于其他电池极片，或其他物体的切割，在此不作限制。

下面结合图1和图2来详细说明所述激光切割装置的结构和使用方法：

首先，介绍所述激光切割装置的结构。

在本申请实施例中，所述主机2是激光束的产生装置，所述主机2可以相对所述底板1作升降移动。

在本申请实施例中，所述主机2通过液压升降臂3活动的连接在所述底板1上；所述液压升降臂3上设置有可升降的升降支架12；所述主机2固定在所述升降支架12上。

进一步，所述液压升降臂3上设置有升降旋钮13，以控制所述主机2的升降。

具体来讲，旋转所述升降按钮13，可以调节所述液压升降臂3的液压，从而控制升降支架12的上升或下降，进而控制固定在所述升降支架12上的主机2的升降。

当然，在具体实施过程中，所述主机2还可以通过安装有支架的柱体活动的连接在所述底板1上，支架上固定所述主机2，所述支架通过螺栓固定在所述柱体上，通过旋松所述螺栓可以实现所述支架沿所述柱体升降，通过旋紧所述螺栓可以将所述支架固定在需要的高度，在此不作限制。

在本申请实施例中，所述装置，还包括：

扩束镜14，设置在所述主机2和所述切割头4之间，以对所述主机2产生的激光束进行扩束；

振镜15，可旋转的固定在所述切割头4上，以反射调整透过所述扩束镜14的激光束的角度；

聚焦系统16，所述聚焦系统16固定在所述切割头4的端部，以对所述振镜15反射后的激光束进行汇聚，再将汇聚后的激光束发射出所述切割头4。

进一步，所述聚焦系统16可以为聚焦镜。

具体来讲，切割激光束的产生是先由激光发射器主机2产生激光，然后，扩束镜14将激光发射器主机2产生的激光束进行扩束，再由所述振镜15通过旋转摆动来调整反射出的激光束的角度，将激光束反射入聚焦系统16中，聚焦系统16最后将激光束进行汇聚，并将可以用来切割物体的激光束发射出切割头4。

在具体实施过程中，在切割工件时割头4不必移动，只需要通过调整振镜15的角度就可以完成切割。

具体来讲，振镜15的角度是按照预设的要求进行调节的，具体可以由与所述振镜15连接的计算机、单片机或电路板控制完成，在此不作限制。

进一步，所述激光发射器主机为紫光激光器，以在所述物体为凝胶锂电池极片时，降低激光切割对凝胶电解质的热影响。

在本申请实施例中，所述极片夹具6与底板1之间的角度可以调节。

进一步，所述极片夹具6通过旋转螺丝7活动的连接在所述底座1上。

在本申请实施例中，所述极片夹具6为中空状，以夹持所述物体的边缘来固定所述物体，进而使所述物体的需切割区域处于悬空状态。

举例来说，所述极片夹具6可以为环形夹具，或仅两端夹持物体的夹具，在此不作限制。

具体来讲，使极片能悬空切割，能更方便切割涂覆有凝胶电解质的极片，防止凝胶电解质受到挤压，减少切割的失效率。

在具体实施过程中，所述排气管道9包括第一气口10和与所述第一气口10连通的两个第二气口11；其中，所述两个第二气口11分别与所述极片夹具6两端的排气孔8连接。

为了增强对需切割物体的吹气或抽气强度，也可以在所述极片夹具6上设置两个以上的排气孔8，对应在所述排气管道9设置两个以上的第二气口11。

接下来，介绍所述激光切割装置的使用方法。

在具体实施过程中，以所述物体为极片为例，

先通过极片夹具6放置待切割的极片，极片夹具6的底部设有与底板1接触的旋转螺丝，通过调整螺丝控制极片夹具6与底板1的角度；

切割固定规格极片时，通过程序预先计算好的参数自动调整液压升降臂，从而调整固定在升降支架12上的主机2，再控制振镜15按照固定程序旋转，完成切割。

切割过程中的气流控制，可以有至少以下两种方法：

第一种，当所述装置在空气中工作时，惰性气体从第一气口10通入，分经所述两个第二气口11接入到极片夹具6的排气孔8，以对所述极片表面吹气。

即所述的装置，还包括：

惰性气体源，所述惰性气体源与所述第一气口10连通，以在切割所述物体时，依次通过所述第一气口10、所述两个第二气口11和所述极片夹具6两端的排气孔8对所述极片表面进行吹惰性气体。

具体来讲，在激光切割时增加辅助惰性气体，一方面可以提高及时去除切割产生的废气粉尘和金属颗粒物，另一方面惰性气体还可以起到冷却工件的作用，防止有机凝胶电解质燃烧。

第二种，当所述装置已处于手套箱等惰性气体环境中，惰性气体从极片的上下表面流入，从排气孔8流出，经两个第二气口11合并入第一气口10中，再被气泵抽出。

即所述装置还包括：

抽气机，所述抽气机与所述第一气口10连通，以在切割所述极片时，依次通过所述极片夹具6两端的排气孔8、所述两个第二气口11和所述第一气口10对所述极片表面进行抽气。

需要说明的是，上述第一种方式应用环境广泛，适用于对空气气氛环境不敏感的工件，而对凝胶电解质这类对水分，氧气敏感的材质，最好采用上述第二种工作模式，不仅能够及时抽出烟尘和金属颗粒物，还能起到冷却工件，防止水分和氧气与凝胶电解质反应，并且阻止有机物质碳化。

进一步，所述惰性气体为氮气。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

1、本申请实施例提供的装置，在极片夹具的两端均设置有排气孔，还设置与所述排气孔连通的排气管道，以提供对所述极片夹具上固定的物体进行抽气或吹气的气道，能实现在切割物体时，可以及时将切割废气与金属颗粒物抽除去，还可以对切割环境提供合适的提供气体氛围，防止有机凝胶电解质燃烧，提供了一种能应用于新型凝胶锂离子电池极片的切割的激光切割装置。

2、本申请实施例提供的装置，设置激光发射器主机为紫光激光器，能将激光切割对凝胶电解质的热影响降至最低，减少切割的失效率。

3、本申请实施例提供的装置，设置极片夹具为中空状，使极片能悬空切割，方便切割涂覆有凝胶电解质的极片，防止凝胶电解质受到挤压，减少切割的失效率。

4、本申请实施例提供的装置，设置扩束镜对所述主机产生的激光束进行扩束，再通过振镜以反射调整透过所述扩束镜的激光束的角度来完成切割移动，最后通过聚焦系统，对所述振镜反射后的激光束进行汇聚，以汇聚后的激光束作为切割激光，相比目前市场切割极片通常使用的传统的激光刀模，能减少出现卷边、切割面不平滑，有毛刺等产品缺陷，提高产品可靠性。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。