專利名稱：一種動力電池極片激光分條裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本使用新型涉及激光加工，具體是涉及一種動力電池極片激光分條裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有鋰離子動力電池制作過程中，正負(fù)極片的分條大多是采用圓刀分 條機(jī)或手工分條機(jī)，上下刀刃相互剪切力不可避免地會產(chǎn)生毛刺與掉粉， 致使電池發(fā)生短路，甚至爆炸，而且，剪切刀都需要刀模，更換與修改極 片規(guī)格很不方便，尤其是極片尺寸一致性受刀模的機(jī)械精度影響較大，刀 模刀刃的鋒利程度與產(chǎn)生極片毛刺的大小有密切的關(guān)聯(lián)。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是彌補(bǔ)以上現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一 種動力電池極片激光分條裝置。
本實(shí)用新型技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案予以解決的。
這種動力電池極片激光分條裝置，包括主工作臺、設(shè)置在主工作臺上 的龍門式機(jī)架，以及安裝于龍門式機(jī)架上的左右移動滾珠絲杠/直線導(dǎo)軌副 及左右移動直線導(dǎo)軌上的左右驅(qū)動伺服電機(jī)裝置。
這種動力電池極片激光分條裝置的特點(diǎn)是
所述龍門式機(jī)架上設(shè)有光纖激光器切割系統(tǒng)，以及用于調(diào)整光纖激光 器切割系統(tǒng)的至少1組切割炬與極片之間的切割位置保持上下最優(yōu)小距離 的切割炬高度微調(diào)機(jī)構(gòu)，所述光纖激光器切割系統(tǒng)由所述左右驅(qū)動伺服電 機(jī)裝置驅(qū)動沿左右移動直線導(dǎo)軌左右移動，所述左右驅(qū)動伺服電機(jī)裝置通 過光電開關(guān)精確定位。本實(shí)用新型技術(shù)問題通過以下進(jìn)一步的技術(shù)方案予以解決。
所述光纖激光器切割系統(tǒng)包括激光發(fā)生器、帶聚焦鏡的光束傳輸組件 即外光路、工作臺、數(shù)控柜、計(jì)算機(jī)和射出光束的至少1組切割炬。
所述激光發(fā)生器是YAG固體激光器或C02氣體激光器。
所述切割炬與主工作臺的相對移動方式是只有切割炬移動而工作臺固 定不動。
所述切割炬是1~4組切割炬。
所述切割炬與極片的切割位置距離小，以顯著提高極片切割速度。
所述聚焦鏡下安裝有保護(hù)鏡片，以延長聚焦鏡片的使用壽命。 所述切割炬高度微調(diào)機(jī)構(gòu)包括底面是V型斜面的切割炬安裝板、設(shè)置 在龍門式機(jī)架上的底座、在四個(gè)角固定連接切割炬安裝板和底座的導(dǎo)柱、 設(shè)置在切割炬安裝板與底座之間的微調(diào)雙向螺桿，以及分別位于微調(diào)雙向 螺桿兩側(cè)與其螺紋嚙合的楔形調(diào)位塊，所述楔形調(diào)位塊的上端面設(shè)有與切 割炬安裝板底面的V型斜面貼合的斜面。順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)所述微調(diào)雙 向螺桿，可帶動與其螺紋嚙合的兩側(cè)的楔形調(diào)位塊向內(nèi)或向外運(yùn)動，切割 炬安裝板底面的V型斜面與楔形調(diào)位塊的上端面斜面產(chǎn)生相對應(yīng)的上下運(yùn) 動，即可微調(diào)安裝在切割炬安裝板上的切割炬的高度，調(diào)整切割炬與極片 之間的切割位置保持上下最優(yōu)小距離，以顯著提高極片切割速度，且滿足 切割炬對不同極片都能完成分條的要求。
所述左右移動直線導(dǎo)軌是精密度為P 、 SP或UP級的精密導(dǎo)軌，以 保證切割炬的調(diào)整是高精度的調(diào)整。
所述光纖激光器切割系統(tǒng)還設(shè)有氮?dú)獗Ｗo(hù)組件，以有效減少極片正負(fù) 極的氧化，避免影響極片邊沿涂層的成分與特性。
所述左右驅(qū)動伺服電機(jī)裝置包括伺服電機(jī)及電機(jī)座、滾珠絲杠、軸承座及其上的軸承、連接板、同步帶、同步帶輪、張緊輪、主軸承座、絲桿 螺母、至少1組離合器。用于切割炬調(diào)節(jié)位置時(shí)準(zhǔn)確定位，在需要調(diào)節(jié)極 片寬度時(shí)，先只讓其中一組離合器得電，調(diào)節(jié)至需求的位置后再鎖定，依 次調(diào)節(jié)其它組切割炬的位置，由一個(gè)左右驅(qū)動伺服電機(jī)裝置控制多組切割 炬的位置。
所述左右驅(qū)動伺服電機(jī)裝置中的離合器是1 4組離合器，與切割炬的 數(shù)量相等。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)對比的有益效果是-
本實(shí)用新型采用高精度光纖激光器在極片分條過程中高速無接觸加工 切割，幾乎不對極片涂層施加外力，可以顯著改善現(xiàn)有方法采用上下刀刃 相互剪切不可避免地會產(chǎn)生毛刺與掉粉問題，提高電池的安全性能，還可 以提高極片尺寸一致性。采用伺服電機(jī)驅(qū)動切割炬，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制， 改變型號快，不用更換沖切模具，只要調(diào)節(jié)切割炬的位置，適應(yīng)多規(guī)格極 片分條加工，節(jié)約刀模更換的成本。采用龍門式工作臺剛度好，穩(wěn)定性高。 本實(shí)用新型主要用于鋰離子動力電池的正負(fù)極片的分條，包括切割 0.012 0.025mm鋁膜、0.010 0.020mm銅膜、0.205mm鋁膜涂層和0.145mm 銅膜涂層。

圖1是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1中的左右驅(qū)動伺服電機(jī)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是圖1中的切割炬高度微調(diào)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

如圖1所示的一種動力電池極片激光分條裝置，包括主工作臺2、設(shè) 置在主工作臺2上的龍門式機(jī)架4，以及安裝于龍門式機(jī)架4上的左右移 動滾珠絲杠/直線導(dǎo)軌副及左右移動直線導(dǎo)軌5上的左右驅(qū)動伺服電機(jī)裝置8。左右移動直線導(dǎo)軌5是精密度為SP級的精密導(dǎo)軌，有效行程640mm。 龍門式機(jī)架上4設(shè)有光纖激光器切割系統(tǒng)7，以及切割炬高度微調(diào)機(jī) 構(gòu)3，切割炬高度微調(diào)機(jī)構(gòu)3用于調(diào)整光纖激光器切割系統(tǒng)的左右各1組 切割炬與極片之間的切割位置保持上下最優(yōu)小距離；光纖激光器切割系統(tǒng) 7的切割矩安裝在與左右移動直線導(dǎo)軌5相連的連接板6上，能在左右驅(qū) 動伺服電機(jī)裝置8與左右移動滾珠絲杠的驅(qū)動下左右移動。所述左右驅(qū)動 伺服電機(jī)裝置8通過光電開關(guān)EE-SX672精確定位。龍門式機(jī)架下的巻料 1是分條前的巻料，巻料9是分條后的巻料。巻料10是分條后的邊料。
光纖激光器切割系統(tǒng)7包括YAG固體激光發(fā)生器、帶聚焦鏡的光束 傳輸組件即外光路、工作臺、數(shù)控柜、計(jì)算機(jī)和射出光束的左右各1組切 割炬。
切割炬與主工作臺2的相對移動方式是只有切割炬移動而工作臺2固 定不動。切割炬與極片的切割位置距離小，以顯著提高極片切割速度。
聚焦鏡下安裝有保護(hù)鏡片，以延長聚焦鏡片的使用壽命。 如圖2所示的伺服電機(jī)裝置8包括伺服電機(jī)17及電機(jī)座15、滾珠絲 杠ll、軸承座12及其上的軸承13、連接板14、同步帶16、同步帶輪18、 張緊輪19、主軸承座20、絲桿螺母21、左右各1組離合器22。用于切割 炬調(diào)節(jié)位置時(shí)準(zhǔn)確定位，在需要調(diào)節(jié)極片寬度時(shí)，先只讓其中一組離合器 得電，調(diào)節(jié)至需求的位置后再鎖定，依次調(diào)節(jié)另一組切割炬的位置，由一 個(gè)左右驅(qū)動伺服電機(jī)裝置8控制左右各1組切割炬的位置。
如圖3所示的切割炬高度微調(diào)機(jī)構(gòu)3包括底面是V型斜面的切割炬安 裝板501、設(shè)置在龍門式機(jī)架上的底座503、在四個(gè)角固定連接切割炬安裝 板501和底座503的導(dǎo)柱502、設(shè)置在切割炬安裝板501與底座503之間 的微調(diào)雙向螺桿504，以及分別位于微調(diào)雙向螺桿504兩側(cè)與其螺紋嚙合 的楔形調(diào)位塊505。楔形調(diào)位塊505的上端面設(shè)有與切割炬安裝板501底面的V型斜面貼合的斜面。順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)所述微調(diào)雙向螺桿504， 可帶動與其螺紋嚙合的兩側(cè)的楔形調(diào)位塊505向內(nèi)或向外運(yùn)動，切割炬安 裝板501底面的V型斜面與楔形調(diào)位塊505的上端面斜面產(chǎn)生相對應(yīng)的上 下運(yùn)動，即可微調(diào)安裝在切割炬安裝板501上的切割炬的高度，調(diào)整切割 炬與極片之間的切割位置保持上下最優(yōu)小距離，以顯著提高極片切割速度。 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì) 說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本實(shí)用新 型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下 做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，則應(yīng)當(dāng)視為屬于本 實(shí)用新型由所提交的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、一種動力電池極片激光分條裝置，包括主工作臺、設(shè)置在主工作臺上的龍門式機(jī)架，以及安裝于龍門式機(jī)架上的左右移動滾珠絲杠/直線導(dǎo)軌副及左右移動直線導(dǎo)軌上的左右驅(qū)動伺服電機(jī)裝置，其特征在于所述龍門式機(jī)架上設(shè)有光纖激光器切割系統(tǒng)，以及用于調(diào)整光纖激光器切割系統(tǒng)的至少1組切割炬與極片之間的切割位置保持上下最優(yōu)小距離的切割炬高度微調(diào)機(jī)構(gòu)，所述光纖激光器切割系統(tǒng)由所述左右驅(qū)動伺服電機(jī)裝置驅(qū)動沿左右移動直線導(dǎo)軌左右移動，所述伺服電機(jī)裝置通過光電開關(guān)精確定位。
2、 按照權(quán)利要求l所述的動力電池極片激光分條裝置，其特征在于所述光纖激光器切割系統(tǒng)包括激光發(fā)生器、帶聚焦鏡的光束傳輸組件 即外光路、工作臺、數(shù)控柜、計(jì)算機(jī)和射出光束的至少1組切割炬。
3、 按照權(quán)利要求1或2所述的動力電池極片激光分條裝置，其特征在于所述激光發(fā)生器是YAG固體激光器或C02氣體激光器。
4、 按照權(quán)利要求3所述的動力電池極片激光分條裝置，其特征在于 所述切割炬是1 4組切割炬。
5、 按照權(quán)利要求4所述的動力電池極片激光分條裝置，其特征在于 所述聚焦鏡下安裝有保護(hù)鏡片。
6、 按照權(quán)利要求5所述的動力電池極片激光分條裝置，其特征在于所述切割炬高度微調(diào)機(jī)構(gòu)包括底面是V型斜面的切割炬安裝板、設(shè)置 在龍門式機(jī)架上的底座、在四個(gè)角固定連接切割炬安裝板和底座的導(dǎo)柱、 設(shè)置在切割炬安裝板與底座之間的微調(diào)雙向螺桿，以及分別位于微調(diào)雙向 螺桿兩側(cè)與其螺紋嚙合的楔形調(diào)位塊，所述楔形調(diào)位塊的上端面設(shè)有與切割炬安裝板底面的v型斜面貼合的斜面。
7、 按照權(quán)利要求6所述的動力電池極片激光分條裝置，其特征在于所述左右移動直線導(dǎo)軌是精密度為P 、 SP或UP級的精密導(dǎo)軌。
8、 按照權(quán)利要求7所述的動力電池極片激光分條裝置，其特征在于所述光纖激光器切割系統(tǒng)還設(shè)有氮?dú)獗Ｗo(hù)組件。
9、 按照權(quán)利要求8所述的動力電池極片激光分條裝置，其特征在于:所述左右驅(qū)動伺服電機(jī)裝置包括伺服電機(jī)及電機(jī)座、滾珠絲杠、軸承 座及其上的軸承、連接板、同步帶、同步帶輪、張緊輪、主軸承座、絲桿 螺母、至少1組離合器。
10、 按照權(quán)利要求9所述的動力電池極片激光分條裝置，其特征在于: 所述左右驅(qū)動伺服電機(jī)裝置中的離合器是1 4組離合器，與切割炬的數(shù)量相等。
專利摘要一種動力電池極片激光分條裝置，包括龍門式機(jī)架，其上設(shè)有光纖激光器切割系統(tǒng)以及用于調(diào)整光纖激光器切割系統(tǒng)的切割炬與極片之間的切割位置保持上下最優(yōu)小距離的切割炬高度微調(diào)機(jī)構(gòu)，光纖激光器切割系統(tǒng)由伺服電機(jī)裝置驅(qū)動沿左右移動直線導(dǎo)軌左右移動，伺服電機(jī)裝置通過光電開關(guān)精確定位。本實(shí)用新型采用高精度光纖激光器在極片分條過程中高速無接觸加工切割，幾乎不對極片涂層施加外力，可以顯著改善現(xiàn)有方法采用上下刀刃相互剪切不可避免地會產(chǎn)生毛刺與掉粉問題，提高電池的安全性能，還可以提高極片尺寸一致性。采用伺服電機(jī)驅(qū)動切割炬，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制，適應(yīng)多規(guī)格極片分條加工，節(jié)約刀模更換的成本。采用龍門式工作臺剛度好，穩(wěn)定性高。
文檔編號H01M4/04GK201394697SQ200920130690
公開日2010年2月3日 申請日期2009年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月17日
發(fā)明者李建強(qiáng), 范方才, 韋華良, 駱承華 申請人:深圳市吉陽自動化科技有限公司