[发明专利]用于将特别用于电池的电极的带类型基底高生产量切割成分离的块的方法和装置有效

专利信息
申请号: 201880038841.8 申请日: 2018-05-17
公开(公告)号: CN110730702B 公开(公告)日: 2021-07-27
发明(设计)人: A.恩格尔迈尔;M.舍尔纳;J.普勒尔 申请(专利权)人: 罗伯特·博世有限公司
主分类号: B23K26/38 分类号: B23K26/38
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 张小文;刘茜
地址: 德国斯*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 用于 特别 电池 电极 类型 基底 生产量 切割 成分 方法 装置
【说明书】:

发明涉及用于将带类型基底(110)高生产量切割成分离的块(118)的方法和装置。所述方法包括:沿输送路径以输送速度输送基底(110)、用cw激光束(116)照射基底(110),其中,来自激光源(104)的cw激光束(116)使用2D多边形扫描器(106)偏离,其中,2D多边形扫描器(106)包括多边形扫描器(400)和振镜扫描器(402),该多边形扫描器(400)包括例如平行于输送路径布置的旋转轴线,以便使cw激光束(116)沿垂直于输送路径的y方向偏离,该振镜扫描器(402)包括例如横向于输送路径布置的枢转轴线,以便使cw激光束(116)沿平行于输送路径的x方向偏离,其中,在单次扫描中,控制2D多边形扫描器(106),使得在cw激光束(116)通过多边形扫描器(400)沿y方向偏离以横穿输送路径的同时,振镜扫描器(402)使cw激光束(116)沿x方向偏离以便补偿输送速度,使得沿基底(110)的表面沿垂直于基底(110)的纵向延伸的方向扫描cw激光束(116),其中,为了完成通过基底(110)的单个切割(602),执行一组多个重复的单次扫描。

技术领域

本发明涉及用于将带类型基底高生产量切割成分离的块(piece)的方法和装置。该方法和装置可以例如应用于分离电池的电极片。

背景技术

例如,对于诸如在电动汽车或混合动力汽车中的应用,诸如锂离子电池的电池必须大量生产,并且具有高的能量存储容量和/或高的能量存储密度。

为了构建具有最大体积利用的高能量锂离子电池,应当最小化惰性单元(cell)部件,诸如集电器箔、聚合物粘合剂和/或导电剂。另外,可以准备厚电极,但是例如由于厚电极的固有性质,厚电极可以变脆。

在现有技术的电池单元制造工艺中,通常应用快速缠绕技术以便增加单元生产量。然而,具有临界膜厚度和高活性材料比例的电极(诸如阳极和阴极),通常不能在不引起膜破裂的情况下被缠绕,膜裂导致膜从基底剥离并因此在具有挑战性的操作下可能导致单元的短路。最后,用于下一代的高能单元的厚电极只能够通过先进堆叠技术组装在一起,该先进堆叠技术要求上游电极从例如作为电极线圈提供的带类型基底分离出来的过程。

激光切割技术优选地代替刀切割而用于将电极片从带类型电极基底分离,在切割过程期间,由于刀切割的机械特性,刀切割可以导致膜剥离。

发明内容

如在独立权利要求中限定地,本发明提出了一种方法和一种装置,其用于将特别用于电池的电极,特别用于锂离子电池的电极的带类型基底高生产量切割成分离的块或者片。在从属权利要求和以下说明书中限定了有利的实施例。

本发明的优势

本发明的实施例可以实现以非常高的切割速率将带类型基底切割成分离的块。此外,可以建立切割过程,使得分离的基底块关于其电、机械和/或化学特性不会显著恶化。例如,不会由于切割过程而引入过多的毛刺。因此,可以提供例如将在电池生产中应用的电极片的高生产量和高质量生产。

根据第一方面,提出了一种用于将带类型基底高生产量切割成分离的块的方法。该方法包括以下步骤,这些步骤可能但不一定按照指示顺序进行:沿输送路径以输送速度输送基底。用连续波(cw)激光束照射基底。其中,使用2D多边形扫描器使来自激光源的cw激光束偏离。2D多边形扫描器包括:(i)包括旋转轴线的多边形扫描器,该多边形扫描器被布置为使cw激光束沿垂直于输送路径的y方向偏离,以及,(ii)包括枢转轴线的振镜扫描器,该振镜扫描器被布置为使cw激光束沿平行于输送路径的x方向偏离。例如,多边形扫描器可以包括平行于输送路径的旋转轴线,并且,振镜扫描器可以包括横向于输送路径的枢转轴线。在该方法中,在单次扫描中,控制2D多边形扫描器,使得在cw激光束通过多边形扫描器沿y方向偏离以横穿输送路径的同时,振镜扫描器使cw激光束沿x方向偏离以便补偿输送速度,使得沿基底的表面沿垂直于基底的纵向延伸的方向扫描cw激光束。其中,为了完成通过基底的单个切割,执行一组多个重复的单次扫描。

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