防飞溅激光模切装置及方法与流程

本发明涉及电池极片加工领域，特别是涉及防飞溅激光模切装置及方法。

背景技术：

锂离子电池是性能卓越的新一代绿色高能电池，已成为高新技术发展的重点之一。锂离子电池具有以下特点：高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、无公害、体积小、内阻小、自放电少、循环次数多。因其上述特点，锂离子电池已应用到移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等众多民用及军事领域。

极片作为锂电池的重要组成部分，在电池的性能发挥中起到了至关重要的作用。极片的生产一般都是使用连续模切机来制作的，它利用预先设置的刀模对极片进行冲切，得到想要的尺寸和形状的极片。

随着科技的发展，出现了激光模切机，通过激光切割装置在基材上切出极耳，切割精度高，相对于传统通过模具切极耳，切割后的极耳毛刺小。但是，激光切割过程中会产生粉尘，如果这些粉尘附着在极片卷材上带入到后面的工序，甚至被卷入电池内部，就容易刺穿电芯内的隔膜，造成电池微短路，甚至是电池爆炸，安全隐患大。为解决此问题，在专利cn106425091a中，所述激光头朝向极片的方向设置除尘机构，通过除尘机构在切割过程中从极片的侧面平行喷吹，将粉尘吸入吸风装置中，从而避免粉尘附着于极片上。但一方面，由于设有用于激光通过的激光通道，部分粉尘会通过此通道达到极片上，第二方面，左侧板和右侧板的前端和吸风装置连接，虽然在左右两侧能很好的挡住粉尘，但由于除尘机构和吸风装置连接处有缝隙，不能实现完全密封，部分粉尘会通过此缝隙到达极片上，导致除尘效果不理想，不能完全起到防粉尘飞溅功能。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种防尘效果好、有利于提高极片质量的防飞溅激光模切装置及方法。

本发明所采用的技术方案是：防飞溅激光模切装置，包括激光切割单元、对应激光切割单元设置的极片输送辊、安装于极片输送辊与激光切割单元之间的防尘单元，所述激光切割单元包括激光头，所述防尘单元包括一正对激光头设置且位于激光头和极片输送辊之间用于激光透过且防止粉尘通过的玻璃挡片。

对上述技术方案的进一步改进为，所述防尘单元包括连接于极片输送辊的连接板，还包括连接于连接板且围合成一防尘室的左挡板、右挡板、前挡板、后挡板、上挡板和下挡板，所述左挡板和右挡板平行设置，所述前挡板和后挡板平行设置，所述上挡板和下挡板平行设置，所述前挡板靠近激光头，所述后挡板靠近极片输送辊，所述前挡板靠近激光头的一侧设有一安装框，且前挡板对应安装框设有前通孔，后挡板对应安装框设有后通孔，所述安装框内可拆卸的插设有所述玻璃挡片。

对上述技术方案的进一步改进为，所述玻璃挡片为锗玻璃或红外玻璃，且玻璃挡片与激光头之间的距离为0.5mm-1.5mm，所述激光头发出的光为红外光。

对上述技术方案的进一步改进为，所述左挡板和右挡板靠近极片输送辊的一侧呈与极片输送辊匹配的圆弧状，所述后通孔呈与极片输送辊匹配的圆弧状。

对上述技术方案的进一步改进为，所述下挡板开设有下通孔，防尘单元还包括连接于下通孔的吸尘筒。

对上述技术方案的进一步改进为，所述激光切割单元还包括连接于激光头的激光发生器、用以调节激光发生器和激光光位置的调节组件。

防飞溅激光模切方法，包括在激光头与被模切极片之间设置权利要求1-6中任一项所述的玻璃挡片，以保证激光透过玻璃挡片对极片进行模切同时阻挡粉尘通过玻璃挡片而附着于极片表面。

对上述技术方案的进一步改进为，包括用权利要求1-6中任一项所述的防尘单元来将粉尘吸走。

对上述技术方案的进一步改进为，所述玻璃挡片为锗玻璃或红外玻璃，且玻璃挡片与激光头之间的距离为0.5mm-1.5mm，模切时，激光头发出的光为红外光。

本发明的有益效果为：

1、激光切割单元发出激光对极片输送辊上的极片进行模切，模切过程中产生的粉尘通过防尘单元阻挡以避免粉尘附着于极片上，一方面，防尘效果好、有利于提高极片质量，第二方面，结构简单，制造成本低。

2、防尘单元包括连接于极片输送辊的连接板，还包括连接于连接板且围合成一防尘室的左挡板、右挡板、前挡板、后挡板、上挡板和下挡板，防尘单元的防尘室结构简单小巧、密封效果好，通过将粉尘导出，能有效防止粉尘到达极片处，防飞溅效果好。所述左挡板和右挡板平行设置，所述前挡板和后挡板平行设置，所述上挡板和下挡板平行设置，所述前挡板靠近激光头，所述后挡板靠近极片输送辊，所述前挡板靠近激光头的一侧设有一安装框，且前挡板对应安装框设有前通孔，后挡板对应安装框设有后通孔，所述安装框内可拆卸的插设有所述玻璃挡片。由于设有前通孔和后通孔，激光头发出的光依次通过玻璃挡片、前通孔、防尘室、后通孔而到达极片输送辊上的极片，激光传输过程中衰减少，有利于保证切割效率和切割质量，进一步有利于提高极片质量。且玻璃挡片是可拆卸的插设在安装框内，当玻璃挡片被损坏时便于更换，保证玻璃挡片始终具有较好的光通过性和粉尘阻挡性，进一步有利于提高极片质量。

3、玻璃挡片为锗玻璃或红外玻璃，所述激光头发出的光为红外光。当用于切割的光为红外光时，玻璃挡片选用锗玻璃或红外玻璃，因为这两种玻璃对红外光有较好的通过率，红外光的透过率为99.999％，不会产生光衰现象，保证模切时激光具有足够的能量，模切质量高。且玻璃挡片与激光头之间的距离为0.5mm-1.5mm，优选为1mm，若玻璃挡片与极片间距离过小，则激光传播阻力大，光衰大，不利于激光对极片的准确切割，若此距离过大，则玻璃挡片距离激光头距离小，激光头工作时产生的热量会造成玻璃挡片老化，降低其使用寿命，只有当玻璃挡片与极片之间的距离为1mm时，此时光衰最小，且玻璃挡片受热辐射影响小，使用寿命长，有利于提高极片质量。

4、左挡板和右挡板靠近极片输送辊的一侧呈与极片输送辊匹配的圆弧状，所述后通孔呈与极片输送辊匹配的圆弧状，左挡板和右挡板、后通孔的形状与极片输送辊相匹配，以保证防尘单元与极片输送辊之间无缝连接，防尘单元密封性好，防止外界粉尘直接附着在极片上，进一步有利于提高极片质量。

5、下挡板开设有下通孔，防尘单元还包括连接于下通孔的吸尘筒，防尘室、下通孔和吸尘筒形成一密封的气流通道，通过气体流动带动防尘室内的粉尘随气体一起被吸走，防止粉尘直接与极片接触而附着于极片上，进一步有利于提高极片质量。

6、激光切割单元还包括连接于激光头的激光发生器、用以调节激光发生器和激光光位置的调节组件，通过调节组件对激光头的位置进行调节，保证激光到达极片对应位置，切割精度高，进一步有利于提高极片质量。其中，调节单元包括平行设置于安装板上的两个第一滑轨、通过滑块安装于两个第一滑轨上的滑板、安装于滑板上的两个第二滑轨，所述激光发生器通过滑块安装于第二滑轨上，还包括位于安装架底部以驱动滑板沿第一滑轨运动的第一调节手柄和第一丝杠，位于滑板底部以驱动激光发生器沿第二滑轨运动的第二调节手柄和第二丝杠，所述第一调节手柄与第一丝杠连接处、第二调节手柄与第二丝杠连接处均设有锁紧件，第一丝杠和第二丝杠垂直设置。通过此结构的调节单元，能实现激光发生器和激光头的前后和左右运动，运动范围大，将激光头调节至指定位置后通过锁紧件锁紧，调节精度高，模切质量高，进一步有利于提高极片质量。

7、防飞溅激光模切方法，关键在于在激光头与被模切极片之间设置玻璃挡片，以保证激光透过玻璃挡片对极片进行模切同时阻挡粉尘通过玻璃挡片而附着于极片表面，相对于传统的防尘方法，本方法由于是玻璃挡片直接位于激光头和极片之间，从激光传播方向实现对粉尘的完全阻挡，不存在死角，防尘效果好、有利于提高极片质量。

8、通过除尘单元，形成一密封的气流通道，通过气体流动带动防尘室内的粉尘随气体一起被吸走，防止粉尘直接与极片接触而附着于极片上，进一步有利于提高极片质量。

9、玻璃挡片为锗玻璃或红外玻璃，且玻璃挡片与激光头之间的距离为0.5mm-1.5mm，模切时，激光头发出的光为红外光，当用于切割的光为红外光时，玻璃挡片选用锗玻璃或红外玻璃，因为这两种玻璃对红外光有较好的通过率，红外光的透过率为99.999％，不会产生光衰现象，保证模切时激光具有足够的能量，模切质量高。且玻璃挡片与激光头之间的距离为0.5mm-1.5mm，优选为1mm，若此距离过小，则激光。

附图说明

图1为本发明的激光模切装置的立体图；

图2为本发明的激光模切装置的另一视角的立体图；

图3为本发明的激光模切装置的第三视角的立体图；

图4为本发明的防尘单元的立体图；

图5为图4中的a处放大图；

图6为本发明的防尘单元另一视角的立体图；

图7为图6中的b处放大图；

图8为本发明的激光切割单元的立体图；

图9为图8的侧视图；

图10为图8的俯视图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1～图3所示，分别为本发明的防飞溅激光模切装置的不同视角立体图。

防飞溅激光模切装置100，包括激光切割单元110、对应激光切割单元110设置的极片输送辊120、安装于极片输送辊120与激光切割单元110之间的防尘单元130，激光切割单元110包括激光头111，防尘单元130包括一正对激光头111设置且位于激光头111和极片输送辊120之间用于激光透过且防止粉尘通过的玻璃挡片131。激光切割单元110发出激光对极片输送辊120上的极片进行模切，模切过程中产生的粉尘通过防尘单元130阻挡以避免粉尘附着于极片上，一方面，防尘效果好、有利于提高极片质量，第二方面，结构简单，制造成本低。

如图4～图7所示，分别为本发明的防尘单元的不同视角立体图和局部放大图。

防尘单元130还包括连接于极片输送辊120的连接板132，通过连接板132稳固的连接防尘单元和极片输送辊120，防止其晃动而影响防尘效果，还包括连接于连接板132且围合成一防尘室130a的左挡板133、右挡板134、前挡板135、后挡板136、上挡板137和下挡板138，左挡板133和右挡板134平行设置，前挡板135和后挡板136平行设置，上挡板137和下挡板138平行设置，前挡板135靠近激光头111，后挡板136靠近极片输送辊120，前挡板135靠近激光头111的一侧设有一安装框139，且前挡板135对应安装框139设有前通孔，后挡板136对应安装框139设有后通孔136a，安装框139内可拆卸的插设有玻璃挡片131，玻璃挡片131可拆卸的安装于安装框139内，防止其晃动而影响防尘效果。由于设有前通孔和后通孔136a，激光头111发出的光依次通过玻璃挡片131、前通孔、防尘室130a、后通孔136a而到达极片输送辊120上的极片，激光传输过程中衰减少，有利于保证切割效率和切割质量，进一步有利于提高极片质量。且玻璃挡片131是可拆卸的插设在安装框139内，当玻璃挡片131被损坏时便于更换，保证玻璃挡片131始终具有较好的光通过性和粉尘阻挡性，进一步有利于提高极片质量。

玻璃挡片131为锗玻璃或红外玻璃，激光头111发出的光为红外光。当用于切割的光为红外光时，玻璃挡片131选用锗玻璃或红外玻璃，因为这两种玻璃对红外光有较好的通过率，红外光的透过率为99.999％，不会产生光衰现象，保证模切时激光具有足够的能量，模切质量高。且玻璃挡片131与极片之间的距离为0.5mm-1.5mm，优选为1mm，若玻璃挡片131与极片间距离过小，则激光传播阻力大，光衰大，不利于激光对极片的准确切割，若此距离过大，则玻璃挡片131距离激光头111距离小，激光头111工作时产生的热量会造成玻璃挡片131老化，降低其使用寿命，只有当玻璃挡片131与极片之间的距离为1mm时，此时光衰最小，且玻璃挡片131受热辐射影响小，使用寿命长，有利于提高极片质量。

左挡板133和右挡板134靠近极片输送辊120的一侧呈与极片输送辊120匹配的圆弧状，后通孔136a呈与极片输送辊120匹配的圆弧状，左挡板133和右挡板134、后通孔136a的形状与极片输送辊120相匹配，以保证防尘单元130与极片输送辊120之间无缝连接，防尘单元130密封性好，防止外界粉尘直接附着在极片上，进一步有利于提高极片质量。

下挡板138开设有下通孔，防尘单元130还包括连接于下通孔的吸尘筒130b，防尘室130a、下通孔和吸尘筒130b形成一密封的气流通道，通过气体流动带动防尘室130a内的粉尘随气体一起被吸走，防止粉尘直接与极片接触而附着于极片上，进一步有利于提高极片质量。

如图8-10所示，为本发明的激光切割单元的立体图、侧视图和俯视图。

激光切割单元110还包括连接于激光头111的激光发生器112、用以调节激光发生器112和激光光位置的调节组件113，通过调节组件113对激光头111的位置进行调节，保证激光到达极片对应位置，切割精度高，进一步有利于提高极片质量。其中，调节单元113包括平行设置于安装板113a上的两个第一滑轨113b、通过滑块安装于两个第一滑轨113b上的滑板113c、安装于滑板113c上的两个第二滑轨113d，激光发生器112通过滑块安装于第二滑轨113d上，还包括位于安装架底部以驱动滑板113c沿第一滑轨113b运动的第一调节手柄113e和第一丝杠113f，位于滑板113c底部以驱动激光发生器112沿第二滑轨113d运动的第二调节手柄113g和第二丝杠113h，第一调节手柄113e与第一丝杠113f连接处、第二调节手柄113g与第二丝杠113h连接处均设有锁紧件113i，第一丝杠113f和第二丝杠113h垂直设置。通过此结构的调节单元113，能实现激光发生器112和激光头111的前后和左右运动，运动范围大，将激光头111调节至指定位置后通过锁紧件113i锁紧，调节精度高，模切质量高，进一步有利于提高极片质量。

防飞溅激光模切方法，关键在于在激光头111与被模切极片之间设置玻璃挡片131，以保证激光透过玻璃挡片131对极片进行模切同时阻挡粉尘通过玻璃挡片131而附着于极片表面，相对于传统的防尘方法，本方法由于是玻璃挡片131直接位于激光头111和极片之间，从激光传播方向实现对粉尘的完全阻挡，不存在死角，防尘效果好、有利于提高极片质量。

通过除尘单元，形成一密封的气流通道，通过气体流动带动防尘室130a内的粉尘随气体一起被吸走，防止粉尘直接与极片接触而附着于极片上，进一步有利于提高极片质量。

玻璃挡片131为锗玻璃或红外玻璃，且玻璃挡片131与极片之间的距离为0.5mm-1.5mm，模切时，激光头111发出的光为红外光，当用于切割的光为红外光时，玻璃挡片131选用锗玻璃或红外玻璃，因为这两种玻璃对红外光有较好的通过率，红外光的透过率为99.999％，不会产生光衰现象，保证模切时激光具有足够的能量，模切质量高。且玻璃挡片131与极片之间的距离为0.5mm-1.5mm，优选为1mm，若玻璃挡片131与极片间距离过小，则激光传播阻力大，光衰大，不利于激光对极片的准确切割，若此距离过大，则玻璃挡片131距离激光头111距离小，激光头111工作时产生的热量会造成玻璃挡片131老化，降低其使用寿命，只有当玻璃挡片131与极片之间的距离为1mm时，此时光衰最小，且玻璃挡片131受热辐射影响小，使用寿命长，有利于提高极片质量。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。