电极箔切割装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电极箔切割装置及方法，上述电极箔切割装置包括：旋转体，水平地与作业台垂直隔开规定的距离而设置；旋转轴，设置在旋转体的中心，由第一驱动器驱动而使旋转体以规定的运动速度旋转；以及扫描器，设置在旋转体的一侧末端，根据旋转体的旋转角度、移动速度和基于加工对象物的加工尺寸的速度变化率而将激光束照射到加工对象物的加工部位。

Electrode foil cutting device and method

The present invention provides an electrode foil cutting device and method, the electrode foil cutting device comprises a rotating body, horizontal vertical and table prescribed distance; the rotation axis, is arranged on the rotary body, rotating speed by the first drive and the rotation of the body to the provisions; and a scanner settings at the end of one side of the rotating body, according to the rotation angle, rotational movement speed and machining dimension of machining object based on the speed of the rate of change of the laser beam to the machining parts machining object.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电极箔切割装置及方法
本专利技术涉及切割装置及方法，更具体地涉及电极箔切割装置及方法。
技术介绍
随着全世界对电动汽车的关心的增加以及研发竞争的深化，可以预测关联产业也会大幅地成长，尤其是二次电池市场会成为中心。电动汽车以混合方式的HEV（HybridElectricVehicle；混合动力电动汽车）为开始，正在向PHEV（PluginHybridElectricVehicle；插电式混合动力电动汽车）、EV（ElectricVehicle；纯电动汽车）发展。另外，现实的情况是，作为动力源的电池的研发是电动汽车市场的主要关注点，电池企业等都为了抢先占有新技术而竭尽全力。在这种现实背景下，在二次电池行业中，用于电池的大量生产的新工艺的研究开发无疑是为获得通过降低生产单价而可以提高市场占有率的机会的非常重要的事项。尤其是，内置在中、大型锂离子电池组（LiIonBattery）的电池单元内的电极（Electrode）的切割是有可能对电池的寿命（Lifetime）及性能产生极大的影响的非常重要的工序，同时也是为缩短大量生产所必需的工序时间的必须的工序。在电极上涂覆可以汇集电流的电极活性物质，这种活性物质在切割时以粉尘（particle）形式产生而可以污染切割面。另外，切割刃使电极的一部分拉伸而会残留为毛刺（burr）。在电极切割工序中，最重要的部分是不能在切割面上存在这种毛刺与粉尘，毛刺与粉尘可导致电池寿命的短缩及电极内部的短路，是必须着重管理的因素。目前，在电极箔切割工序中所利用的是利用机械式切割机（Punching）的技术。这种机械式切割有工序时间短的优点，但在切割品质方面存在会生成毛刺与粉尘的问题。另外，由于切割刃的磨损，切割品质会不均匀，因此刀刃也应定期更换并管理，与此相伴，工序费用会上升。为了克服机械式切割的这些限制，正在研究各种技术，其中利用激光的切割技术的研究正在最活跃地进行着。但是，利用激光的切割技术不得不克服的最大的问题是与机械切割相比可以大大地短缩工序时间的方案。激光切割工序要相对于机械切割具有意义，就必须确保至少60m/min以上的速度。考虑到今后二次电池的需要，必须研发出适合大量生产体制的工序技术。关于利用激光的技术，有利用一般的切割头（CuttingHead）的气体辅助切割（GasassistedCutting）方式。但是，由于机械台的驱动，在工序时间上没有大的利益可图。作为激光应用切割方法的另一例，有利用扫描器（Scanner）的远程切割（RemoteCutting）方式。它是非接触式方法，不必担心由机械磨损引起的加工品质不均匀，可以利用扫描器的优点、即高速驱动，与现有的方式相比是有利的技术。但是，当高速驱动扫描器时，在直线区间可以确保恒定的品质，但存在这样的缺点：在四边形的顶点部分的拐角区间处速度越快，则品质越差。这对切割时间的缩短是致命的弱点。另外，由于扫描器是固定的，因此扫描器的工作区域（workingfield）宽，为了切割宽的截面面积的尺寸，必须使用长焦距镜头（LongFocalLens）。这导致光束光斑（beamspot）的尺寸增加，导致提高激光输出功率的结果，结果使系统的价格上升。图1为用于说明在利用固定式扫描器的情况下的扫描器的工作区域的图。通常，二次电池电极箔以矩形（a*b）的形式制造。固定式扫描器不仅在横轴上，在纵轴上也以相同的长度照射光束，因此根据对象物、即电极箔10的长边a的长度即可确定工作区域（a*a）12。通常，电极箔的尺寸为300mm*250mm，因此固定式扫描器的工作区域宽，为300mm*300mm。因此，必须是长焦距镜头，在长焦距镜头的情况下，光束的截面积宽，因此为了对其进行补偿，必须提高激光输出功率。为了解决这种问题，最近，正在构思结合扫描器与X-Y工作台的方法。上述方法是增设工作台（stage）装置以便补偿在扫描器切割的拐角部分的品质下降的方法，当然也存在很多问题。最大的问题是工作台经过直线拐角时速度发生急剧的变化，这种急剧的速度变化对机械装置而言是难以实现的，难以在短时间内瞬间到达60m/min的速度。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供以多边形作为对象物进行切割时，能够在确保切割品质的同时，高速地进行切割的电极箔切割装置及方法。根据本专利技术的一个实施例的电极箔切割装置可以包括：旋转体，水平地与作业台垂直隔开规定的距离而设置；旋转轴，设置在上述旋转体的中心，被第一驱动器驱动，使上述旋转体以规定的运动速度旋转；以及扫描器，设置在上述旋转体的一侧末端，根据上述旋转体的旋转角度、移动速度和基于加工对象物的加工尺寸的速度变化率，将激光束照射到上述加工对象物的上述加工部位。另一方面，根据本专利技术的一个实施例的电极箔切割方法为利用切割装置的电极箔切割方法，上述切割装置包括：旋转体，以由旋转轴规定的速度运动，并水平地与作业台垂直隔开规定的距离而设置；和扫描器，设置在上述旋转体的一侧末端，所述电极箔切割方法可以包括：输入包括上述旋转体的运动速度、加工对象物的加工尺寸及形状的加工参数的步骤；在使上述旋转体按照上述运动速度旋转的同时，根据上述旋转体的旋转角度、移动速度和基于加工对象物的加工部位的速度变化率来使上述扫描器运动的步骤；以及从光源照射激光束，并经由上述扫描器照射到上述加工对象物的步骤。（专利技术的效果）根据本专利技术，能够利用激光对多边形、尤其是矩形形状的电极箔进行高速、高品质的加工。进而，在多边形的顶点部分也能确保优异的加工品质，能够提高电极箔的可靠性和量产性。进而，由于扫描器在接近加工位置的位置对电极箔进行加工，因此能够将激光加工所使用的扫描器的工作区域（workingfield）和视场（fieldofview）抑制在最小限度，由此能够进行稳定的动作，能够提高对象物加工品质。另外，上述技术构思可带来减小激光输出功率的结果，能够大幅度地降低系统构成单价。附图说明图1为用于说明在利用固定式扫描器的情况下的扫描器的工作区域的图。图2为本专利技术的一个实施例的电极箔切割装置的结构图。图3为图2中示出的旋转体以及扫描器的立体图。图4为用于说明本专利技术的电极箔切割装置中的扫描器的运动速度的图。图5为用于说明本专利技术的电极箔切割装置中的扫描器的工作区域的图。具体实施方式根据本专利技术的一个实施例的电极箔切割装置可以包括：旋转体，水平地与作业台垂直隔开规定的距离而设置；旋转轴，设置在上述旋转体的中心，被第一驱动器驱动，使上述旋转体以规定的运动速度旋转；以及扫描器，设置在上述旋转体的一侧末端，根据上述旋转体的旋转角度、移动速度和基于加工对象物的加工尺寸的速度变化率，向上述加工对象物的上述加工部位照射激光束。以下，参照附图对本专利技术的实施例更具体地进行说明。图2为本专利技术的一个实施例的电极箔切割装置的结构图。参照图2，根据本专利技术的一个实施例的电极箔切割装置100包括控制部101、输入部103、输出部105、存储部107、光源109、光束传输线缆111、旋转轴113、旋转编码器114、旋转体115、扫描器117、光束传递路径119、第一驱动器121以及第二驱动器123。旋转体115水平地与安装有工作对象物200的作业台垂直地隔开规定的距离而设置。根据控制部101的控制，由第一驱动器121所驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电极箔切割装置，包括：旋转体，水平地与作业台垂直隔开规定的距离而设置；旋转轴，设置在上述旋转体的中心，由第一驱动器驱动而使上述旋转体以规定的运动速度旋转；以及扫描器，设置在上述旋转体的一侧末端，根据速度变化率而将激光束照射到加工对象物的加工部位，所述速度变化率是基于上述旋转体的旋转角度和移动速度以及加工对象物的加工尺寸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.24 KR 10-2011-0108579;2011.11.18 KR 10-2011.一种电极箔切割装置，包括：旋转体，水平地与作业台垂直隔开规定的距离而设置；旋转轴，设置在上述旋转体的中心，由第一驱动器驱动而使上述旋转体以规定的运动速度旋转；以及扫描器，设置在上述旋转体的一侧末端，根据速度变化率而将激光束照射到加工对象物的加工部位，所述速度变化率是基于上述旋转体的旋转角度和移动速度以及加工对象物的加工尺寸。2.根据权利要求1所述的电极箔切割装置，还包括设置在上述旋转轴上、将上述旋转体的旋转角度和运动速度发送到控制部的旋转编码器。3.根据权利要求2所述的电极箔切割装置，其中，上述控制部设置在上述旋转轴的另一侧末端。4.根据权利要求3所述的电极箔切割装置，还包括用于在上述控制部与上述旋转编码器之间交换信号的通信线缆的连接路径，其中，上述通信线缆的连接路径经由上述旋转体的内部而延伸到上述旋转编码器。5.根据权利要求3所述的电极箔切割装置，还包括设置在上述旋转体的上部、用于在上述扫描器与上述控制部之间交换信号的通信线缆的连接路径。6.根据权利要求1所述的电极箔切割装置，还包括在上述旋转轴内的底部形成的反射部件，其中，上述激光束从光源经由上述反射部件照射到上述扫描器。7.根据权利要求6所述的电极箔切割装置，还包括用于将被上述反射部件反射的上述激光束传递到上述扫描器的光束传递路径。8.根据权利要求6所述的电极箔切割装置，还包括设置在上述旋转轴的内部的通信线缆的连接路径。9.根据权利要求1所述的电极箔切割装置，其中，上述旋转轴将上述旋转体控制成进行匀速圆周运动。10.根据权利要求9所述的电极箔切割装置，其中，上述加工对象物被加工成矩形，上述扫描器在对上述...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩裕熙，权九彻，
申请(专利权)人：有限公司K实验室，
类型：发明
国别省市：韩国,KR