激光分切导辊及系统技术方案

本发明专利技术涉及电池加工领域，公开了一种激光分切装置。本发明专利技术公开的激光分切导辊，包括中间轴和设置于中间轴上的辊体，所述辊体上设置有至少一个环形槽，所述环形槽与辊体同轴，所述环形槽内设置有激光切割头，所述激光切割头的发光方向为沿辊体的径向。采用本申请的激光分切导辊可以保证带材在稳定的运动过程中被激光分切，从而保证激光分切的可靠性和准确性，相较于传统的机械分切方式，可以解决机械分切粘刀断带问题。本申请可以用于锂带等带材的分切。的分切。的分切。

【技术实现步骤摘要】
激光分切导辊及系统


[0001]本专利技术涉及电池加工领域，尤其是一种激光分切导辊及系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着新能源行业的蓬勃发展，电动汽车产销量急剧增长，同时人们对新能源汽车的续航里程要求也越来越高，因此硅基负极材料预锂化，以及锂金属负极成为当前的研究热点。为满足将来的应用需求，国内一些新能源相关企业已开发出超薄、超宽金属锂带。
[0003]为匹配不同的电芯设计，金属锂带同现在的负极片一样需要分切成不同的规格尺寸。此外，在超薄锂带的轧制过程中不可避免的会出现边裂现象，为保证外观完成性，其边缘边裂理应分切去除。当前，锂电行业正、负极、隔膜分切多为圆刀分切或犁刀分切。金属锂由于其特殊的性质，与绝大多数材料会发生粘粘现象。此时用常规的圆刀或犁刀分切金属锂带便不再适用。
[0004]授权公告号CN203091830U公开的一种锂带分切机和授权公告号CN102962512B公开的不锈钢作为锂带分切刀的用途及其锂带分切刀均提出了不锈钢分切刀用于锂带分切，通过将不锈钢刀模刃口粗超度Ra控制在0.025以下来减少与金属锂的粘粘。申请公布号CN114309249A中锂片模切用刀模、模切机及模切方法提出利用不与金属锂发生粘接的树脂材料制成模切刀具用于锂片模切。上述专利中提到的刀具不论采用何种形状、何种材质，在分切锂带时始终与金属锂有接触不可避免的在连续分切过程中出现粘刀现象。此外，在卷对卷超薄锂带分切过程中，接触式分切极易造成锂带断带。
[0005]激光切割是利用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加热至汽化温度，蒸发形成孔洞，随着光束对材料的移动，孔洞连续形成宽度很窄的切缝，完成对材料的切割。
[0006]目前并无激光切割运用于锂带分切的相关报道。不过，授权公告号CN 208991993U的专利申请公开了一种用于异形一次性锂锰电池的负极锂片加工装置，利用了激光进行锂片的切割，授权公告号CN217426789U公开了一种负极片的制备系统、电芯层叠体的制备系统、电芯和电池，其中负极基材的分切仍然采用传统的分切装置，而模切和裁断则采用了激光切割的方式。
[0007]之所以目前有采用激光模切和截断锂带，但是并无采用激光分切锂带的方案实施，是因为激光分切锂带存在较大的技术障碍。常规的激光分切技术通常是切割对象不运动，而激光光斑运动，这是因为激光的高精度控制是相对较为容易的，而切割物品的精确控制则是相对困难的。在锂带分切过程中，锂带需要从卷盘上输出，激光运动而锂带不动的切割方式是得不偿失的，这就需要保证锂带运动的稳定性。而激光切割不同于刀具切割，可以具有一定的导向作用，锂带的较为轻微的抖动都可能影响激光切割的质量。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可以稳定分切带状材料的激光分切导辊及系统。
[0009]本专利技术公开的激光分切导辊，包括中间轴和设置于中间轴上的辊体，所述辊体上设置有至少一个环形槽，所述环形槽与辊体同轴，所述环形槽内设置有激光切割头，所述激光切割头的发光方向为沿辊体的径向。
[0010]优选地，所述辊体上沿轴向设置有多个环形槽，所述环形槽内均设置有所述激光切割头。
[0011]优选地，所述辊体包括至少两个同轴设置的辊筒，所述辊筒套设于中间轴上并与辊筒转动配合，所述辊筒之间形成所述环形槽，所述激光切割头与中间轴相连接。
[0012]优选地，所述中间轴内设置有用于将激光传输入中间轴内的内激光传输结构和用于将激光传导至激光切割头的导光组件。
[0013]优选地，所述激光切割头设置有聚光组件，所述聚光组件的聚光点位于辊体的辊面所在的圆柱面上。
[0014]优选地，所述导光组件包括将平行于中间轴轴线的平面激光转变为平行于环形槽的第一导光件，所述聚光组件用于将平行于环形槽的平面激光聚集为点激光。
[0015]优选地，所述激光切割头发光方向向下或者斜下方设置。
[0016]优选地，所述辊体的材质为不锈钢、铝合金、陶瓷的其中一种，所述辊体表面使用阳极氧化、铁氟龙、聚合物、镜面抛光的其中一种方式处理。
[0017]本申请公开了一种采用所述的激光分切导辊的激光分切系统，还包括带材输入线路、带材输出线路以及激光发射装置，所述激光发射装置与激光切割头之间通过光学传导线路相连接，所述激光分切导辊位于带材输入线路和带材输出线路之间，所述激光分切导辊与所述带材输入线路最靠近激光分切导辊的输送结构之间的带材输送路线为分切输入路线段，所述激光分切导辊与所述带材输出线路最靠近激光分切导辊的输送结构之间的带材输送路线为分切输出路线段，所述分切输入路线段和分切输出路线段之间的夹角小于180
°
。
[0018]优选地，所述分切输入路线段和分切输出路线段之间的夹角小于90
°
。
[0019]优选地，所述激光分切导辊下方设置有边料收集装置。
[0020]优选地，所述的激光分切系统，包括至少两条带材输出线路，各条带材输送线路的分切输出路线段之间的夹角大于5
°
。
[0021]优选地，所述带材输入线路最靠近激光分切导辊的输送结构位于激光分切导辊的上方，所述所述激光切割头发光方向向下或者斜下方设置。
[0022]优选地，所述带材输入线路靠近最靠近激光分切导辊的输送结构为升降压辊组，所述升降压辊连接有用于使升降压辊进行升降调节的升降机构。
[0023]优选地，所述中间轴内设置有用于将激光传输入中间轴内的内激光传输结构和用于将激光传导至激光切割头的导光组件，所述激光发射装置位于中间轴的外侧，并通过光学传导线路与中间轴内的内激光传输结构相连接。
[0024]优选地，所述激光发射装置为平面激光发射装置，所述导光组件包括将平行于中间轴轴线的平面激光转变为平行于环形槽的第一导光件，所述激光切割头设置有聚光组
件，所述聚光组件用于将平行于环形槽的平面激光聚集为点激光，所述聚光组件的聚光点位于辊体的辊面所在的圆柱面上。
[0025]本专利技术的有益效果是：采用本申请的激光分切导辊可以保证带材在稳定的运动过程中被激光分切，从而保证激光分切的可靠性和准确性，相较于传统的机械分切方式，可以解决机械分切粘刀断带问题。
附图说明
[0026]图1是本申请的激光分切导辊的示意图；
[0027]图2是本申请的激光分切系统的示意图；
[0028]图3是在激光分切导辊中激光的传导示意图；
[0029]图4是点激光的传导示意图；
[0030]图5是平面激光的传导聚光示意图。
[0031]附图标记：带材1，激光分切导辊2，辊体201，中间轴202，激光切割头203，环形槽204，放料卷盘3，张力调节机构4，纠偏装置5，升降压辊组6，边料收集装置7，收料卷盘8，带材输入线路9，第一带材输送线路10，第二带材输送线路11，分切输入路线段12，第一分切输出路线段13，第二分切输出路线段14，激光发射装置15，导光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.激光分切导辊，包括中间轴(202)和设置于中间轴(202)上的辊体(201)，其特征在于，所述辊体(201)上设置有至少一个环形槽(204)，所述环形槽(204)与辊体(201)同轴，所述环形槽(204)内设置有激光切割头(203)，所述激光切割头(203)的发光方向为沿辊体(201)的径向。2.如权利要求1所述的激光分切导辊，其特征在于：所述辊体(201)上沿轴向设置有多个环形槽(204)，所述环形槽(204)内均设置有所述激光切割头(203)。3.如权利要求1所述的激光分切导辊，其特征在于：所述辊体(201)包括至少两个同轴设置的辊筒，所述辊筒套设于中间轴(202)上并与辊筒转动配合，所述辊筒之间形成所述环形槽(204)，所述激光切割头(203)与中间轴(202)相连接。4.如权利要求3所述的激光分切导辊，其特征在于：所述中间轴(202)内设置有用于将激光传输入中间轴(202)内的内激光传输结构和用于将激光传导至激光切割头(203)的导光组件(16)。5.如权利要求4所述的激光分切导辊，其特征在于：所述激光切割头(203)设置有聚光组件，所述聚光组件的聚光点位于辊体(201)的辊面所在的圆柱面上。6.如权利要求5所述的激光分切导辊，其特征在于：所述导光组件(16)包括将平行于中间轴(202)轴线的平面激光转变为平行于环形槽(204)的第一导光件，所述聚光组件用于将平行于环形槽(204)的平面激光聚集为点激光。7.如权利要求1所述的激光分切导辊，其特征在于：所述激光切割头(203)发光方向向下或者斜下方设置。8.如权利要求1所述的激光分切导辊，其特征在于：所述辊体(201)的材质为不锈钢、铝合金、陶瓷的其中一种，所述辊体(201)表面使用阳极氧化、铁氟龙、聚合物、镜面抛光的其中一种方式处理。9.采用权利要求1
‑
8任一项所述的激光分切导辊的激光分切系统，还包括带材输入线路、带材输出线路以及激光发射装置(15)，其特征在于，所述激光发射装置(15)与激光切割头(203)之间通过光学传导线路相连接，所述激光分切导辊(2)位于带材...

【专利技术属性】
技术研发人员：王广，刘强，晏晋，李露，吴永鹏，吴娇，艾旺圣，万元杰，
申请(专利权)人：重庆天齐锂业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：