[發明專利]利用激光的正極切割裝置

在審

• 申請號: 201480002615.6
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN104755219A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 金臺洙;成耆殷;李尚益;李鎮洙;潘鎮浩;徐大韓;辛富建;閔基泓;陸榮珉;安昶范
• 申請（專利權）人: LG化學株式會社
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/06;B23K26/04;H01S3/10
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 姜虎;陳英俊

技術領域

本發明涉及利用激光的正極(cathode)切割裝置，更具體地涉及能夠利用激光來連續切割正極片的正極切割裝置。

背景技術

一般來說，隨著對移動設備的技術開發和需求的增加，對二次電池的需求也正急劇增加，其中，能量密度和工作電壓高且儲存和壽命特性優異的鋰(離子/聚合物)二次電池不但使用于各種移動設備上，還作為各種電子產品的能量源而廣泛使用。

所述鋰(離子/聚合物)二次電池構成為電極組裝體收容在外封裝殼內，該電極組裝體具有正極(cathode)與負極(anode)交替層疊并且在正極與負極之間設置有隔離膜的結構。

另一方面，構成電極組裝體的電極具有在平坦的電極板一端引出電極片的結構，而為了制造引出有電極片的電極板，現有技術中使用了模具切割器。具體來說，使用具有能在電極板材料中保留電極片的形狀而切割其余部分的形狀的模具切割器來制造引出有電極片的電極板。

這樣，使用模具切割器來切割電極材料，雖然具有切割品質高的優點，但是制造精密形狀的模具切割器所需要的時間非常長，而且模具切割器本身價格高，此外還存在只能按照既定的模具切割器的形狀來切割電極材料的局限性。因此，如果要在切割電極材料的工廠的生產線上制造具有多種形狀及尺寸的電極板，則需要多次重復進行停止生產線以替換模具切割器后再次啟動的過程。

需要準備多種模具切割器并且將其替換，這不僅僅是提高模具切割器生產單價的問題，還導致明顯降低單位時間所能生產的電極板合格率。

發明內容

技術問題

本發明為了解決上述的問題而提出，涉及電極中尤其是正極的內容，目的在于提供一種正極切割裝置，即便在同一條生產線上制造不同形狀的正極也無需停止生產線，因而合格率及開動率高。

本發明的另一目的在于提供一種正極切割裝置，能夠降低正極切割工藝的成本。

問題解決手段

為了達到如上所述的目的，本發明的優選實施例涉及的利用激光的正極切割裝置可具備：激光振蕩器，用以發射激光束；以及聚焦透鏡，聚焦從所述激光振蕩器發射的所述激光束以照射到正極片上，從而切割所述正極片；其中，照射到所述正極片表面的激光束的焦斑尺寸可以是10μm～50μm，所述焦斑的能量密度可以是25J/cm²以上。

此外，所述激光束的頻率可以是35kHz～300kHz。

此外，所述激光振蕩器的輸出功率可以是20W～500W。

此外，所述激光的光束模式參數值M²可以是1～2.0，所述光束模式參數是表示激光品質的變量。

此外，所述聚焦透鏡的焦距可以是100mm～300mm。

此外，所述利用激光的正極切割裝置可進一步具備：開卷器，用以放卷所述正極片；以及收卷器，自所述開卷器隔開配置，用以收卷從所述開卷器放卷的所述正極片；其中，所述聚焦透鏡可向所述正極片的橫懸區間照射所述激光束，所述橫懸區間為橫跨在所述開卷器與所述收卷器之間的區間。

此外，所述利用激光的正極切割裝置可進一步包括：正極片引導部，支承所述橫懸區間的至少一部分區間，以防止所述正極片橫懸區間中的被聚焦的激光所照射的區域下垂。

此外，所述正極片引導部可包括：第一引導部，用于支承所述正極片的橫懸區間的兩面中下垂方向一側的面即第一面；以及第二引導部，以與所述橫懸區間的第二面隔開的方式配置在所述第二面側，用以抑制所述正極片的橫懸區間向所述正極片的橫懸區間的兩面中下垂方向的反方向搖動。

此外，所述第一引導部與所述第二引導部之間的間隔可以是0.5mm～2mm。

此外，所述利用激光的正極切割裝置可進一步具備：第一反射鏡和第二反射鏡，配置在連接所述激光振蕩器和所述聚焦透鏡之間的光路上，能夠分別圍繞構成正交坐標系的第一軸及第二軸旋轉，以使通過所述聚焦透鏡聚焦的激光束的焦斑能夠移動到所述正極片表面上的所需位置。

此外，所述利用激光的正極切割裝置可進一步具備：光束寬度調節器，配置在所述光路上，且位于比所述第一反射鏡和所述第二反射鏡更接近所述激光振蕩器的位置，用于調節從所述激光振蕩器發射的激光束的光束寬度。

此外，所述光束寬度調節器可具備：第一透鏡；以及第二透鏡，位于比所述第一透鏡更遠離所述激光振蕩器的位置；并且，可形成有距離調整結構，用于調整所述第一透鏡與所述第二透鏡之間的距離，以調整通過所述聚焦透鏡而聚焦的激光束的焦斑與所述正極片之間的距離。