技术领域
[0001] 本
发明涉及表面涂层清洗技术领域，特别是涉及一种
锂离子电池及其激光制造方法和激光清洗装置。
背景技术
[0002] 21世纪以来，随着经济不断发展，对新
能源的需求日益增加，
太阳能、
风能、核能及
化学能均是替代不
可再生能源的新能源形式，锂离子电池作为化学能源中的一种形式，具有体积小、
质量轻、放电
电压高、比
能量大等优点，尽管锂离子电池技术还存在一定的
缺陷，但在
消费电子产品和
笔记本电脑等领域的商业化应用愈加普及。近年来，亚洲规模化生产锂离子电池的竞争与日俱增，欧盟也另辟蹊径生产新一代锂离子电池，使其具有更高的性价比、更环保、大幅度提升了生态环境的兼容性。
[0003] 锂离子电池最常见的
正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(Li Mn2O4、)
磷酸铁锂(LiFePO4)和三元
复合材料(NCM或NCA)。其中，钴酸锂是最成熟稳定且最早商业化的材料，在20世纪90年代推出了钴酸锂离子电池后，这种材料在手机、笔记本、
平板电脑等电子领域得到了非常广泛的应用。锰酸锂和三元材料的容量较大，但是锰酸锂的高温性能差、
循环寿命低，三元材料受成本、安全性及各种因素的制约。磷酸铁锂的安全性能非常高，其高温下
稳定性比较好，循环寿命较长，使其成为电池正极常用的材料，也是最具潜
力的正极材料。近期的一份市场调查报告中表明2016～2020年间磷酸铁锂市场的年复合增长率为20.5％，中国正是促进磷酸铁锂电池消费增长的重要推手。
[0004] 在制作锂离子电池的过程中，少部分电池极片被直接模切制成带有极
耳的结构，而另外一大部分电池极片需要在
铝箔基体上
焊接极耳，在焊接之前则需要清除掉电池极片上的涂层，使其暴露出铝箔基体。
发明内容
[0005] 本发明的目的是要提供一种锂离子电池及其激光制造方法和激光清洗装置，本发明能够高效、高质、环保、稳定的清除电池极片表面特定
位置的涂层，简化了制造工艺，提高了锂离子电池的制造效率。
[0006] 为了实现上述目的，本发明提供了一种锂离子电池的激光制造方法，包括：
[0007] 模切制成带有极耳的第一电池极片；
[0008] 在铝箔基体上制作第一厚度的磷酸铁锂涂层，所述第一厚度为70-90μm；
[0009] 确定所述铝箔基体的待清洗区域，采用皮秒脉冲激光以线光斑的形式扫描所述待清洗区域的所述磷酸铁锂涂层，使得所述磷酸铁锂涂层发生膨胀
气化并脱离所述铝箔基体，形成脱离了所述磷酸铁锂涂层的待
焊接区域；所述皮秒脉冲激光的振镜扫描速率为1000～3000mm/s，激光脉冲
频率为600～800kHz；
[0010] 在所述待焊接区域焊接极片，从而形成第二电池极片；
[0011] 组合连接所述第一电池极片和所述第二电池极片，形成锂离子电池。
[0012] 优选的，上述的激光制造方法中，所述采用皮秒脉冲激光以线光斑的形式扫描所述待清洗区域的所述磷酸铁锂涂层的步骤具体包括：
[0014] 通过光斑整形装置将所述点光斑整形为所述线光斑；
[0015] 通过所述线光斑对所述待清洗区域进行扫描式照射。
[0016] 优选的，上述的激光制造方法中，所述激光器发出的皮秒脉冲激光的最大功率为20W，激光
波长为1000～1100nm，激光脉冲宽度为120～150ps。
[0017] 优选的，上述的激光制造方法中，所述激光波长为1060nm，所述激光脉冲宽度为150ps。
[0018] 优选的，上述的激光制造方法中，所述第一厚度为80μm。
[0019] 优选的，上述的激光制造方法中，还包括：通过吸尘装置收集、过滤经膨胀气化并脱离所述铝箔基体的污物。
[0020] 本发明还提供了一种根据上述的激光制造方法制造的锂离子电池，包括：
[0021] 模切制成的带有极耳的第一电池极片；
[0022] 第二电池极片，包括：铝箔基体；第一厚度的磷酸铁锂涂层，设置在所述铝箔基体上；通过激光清洗所述磷酸铁锂涂层获得的焊接区域，位于所述铝箔基体上；极片，焊接在所述焊接区域。
[0023] 本发明还提供了一种用于上述的锂离子电池的激光清洗装置，包括：
[0024] 激光器，输出点光斑；
[0025] 光斑整形装置，输入所述点光斑，输出线光斑；
[0026] 激光头，对准所述锂离子电池的所述焊接区域。
[0027] 优选的，上述的激光清洗装置中，所述激光器发出的皮秒脉冲激光的最大功率为20W，激光波长为1000～1100nm，激光脉冲宽度为120～150ps。
[0028] 优选的，上述的激光清洗装置中，还包括：吸尘装置。
[0030] 1)本发明实施例中，以采用皮秒脉冲激光以线光斑的形式扫描，使得所述磷酸铁锂涂层发生膨胀气化并脱离所述铝箔基体，从而准确整洁的获得了焊接区域，不用采用化学清洗物质，改善了加工制造环境，简化了制造工艺，提高了锂离子电池的制造效率。
[0031] 通过吸尘装置进行回收过滤，不会对周围环境造成污染。
[0032] 3)激光清洗范围广。激光可以清除不同类型的电池极片表面涂层，并且清洗区域十分精确。
[0033] 4)激光清洗易于实现自动化。采用电池极片表面涂层的清洗装置激光可通过光纤进行传输，而且激光清洗是非
接触式清洗，具有很高的适应性，结合机械传动装置大大提高清洗效率。
[0034] 5)激光作用面积大小可调，清洗面积易于控制，可以清除电池极片上
指定位置的涂层，且清洗之后在电池极片的铝箔上没有残留，同时保证基体铝箔不受损伤且不产生
变形。
[0035] 根据下文结合
附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
[0036] 后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
[0037] 图1是本发明方法实施例的步骤
流程图；
[0038] 图2是本发明锂离子电池的结构示意图；
[0039] 图3是本发明激光清洗装置的结构示意图。
具体实施方式
[0040] 图1是本发明方法实施例的步骤流程图，如图1所示，本发明提供一种锂离子电池的激光制造方法，包括：
[0041] 步骤101，模切制成带有极耳的第一电池极片；
[0042] 步骤102，在铝箔基体上制作第一厚度的磷酸铁锂涂层，所述第一厚度为70-90μm；
[0043] 步骤103，确定所述铝箔基体的待清洗区域，采用皮秒脉冲激光以线光斑的形式扫描所述待清洗区域的所述磷酸铁锂涂层，使得所述磷酸铁锂涂层发生膨胀气化并脱离所述铝箔基体，形成脱离了所述磷酸铁锂涂层的待焊接区域；所述皮秒脉冲激光的振镜扫描速率为1000～3000mm/s，激光脉冲频率为600～800kHz；
[0044] 步骤104，在所述待焊接区域焊接极片，从而形成第二电池极片；
[0045] 步骤105，组合连接所述第一电池极片和所述第二电池极片，形成锂离子电池。
[0046] 可见，本发明实施例中，以采用皮秒脉冲激光以线光斑的形式扫描，使得所述磷酸铁锂涂层发生膨胀气化并脱离所述铝箔基体，从而准确整洁的获得了焊接区域，不用采用化学清洗物质，改善了加工制造环境，简化了制造工艺，提高了锂离子电池的制造效率。
[0047] 在本发明的一个实施例中，所述采用皮秒脉冲激光以线光斑的形式扫描所述待清洗区域的所述磷酸铁锂涂层的步骤具体包括：
[0048] 开启激光器，输出点光斑；
[0049] 通过光斑整形装置将所述点光斑整形为所述线光斑；
[0050] 通过所述线光斑对所述待清洗区域进行扫描式照射。
[0051] 其中，所述激光器发出的皮秒脉冲激光的最大功率为20W，激光波长为1000～1100nm，激光脉冲宽度为120～150ps。具体的，所述激光波长为1060nm，所述激光脉冲宽度为150ps。
[0052] 在本发明的一个实施例中，所述第一厚度为80μm。
[0053] 在本发明的一个实施例中，还包括：通过吸尘装置收集、过滤经膨胀气化并脱离所述铝箔基体的污物。
[0054] 图2是本发明锂离子电池的结构示意图；如图2所示，本发明实施例提供一种根据上述的激光制造方法制造的锂离子电池，包括：
[0055] 模切制成带有极耳的第一电池极片210；
[0056] 第二电池极片220，包括：铝箔基体221；第一厚度的磷酸铁锂涂层222，设置在所述铝箔基体上；通过激光清洗所述磷酸铁锂涂层获得的焊接区域，位于所述铝箔基体上；极片223，焊接在所述焊接区域。
[0057] 图3是本发明激光清洗装置的结构示意图。如图3所示，本发明实施例提供一种用于上述的锂离子电池的激光清洗装置，包括：
[0058] 激光器301，输出点光斑；
[0059] 光斑整形装置302，输入所述点光斑，输出线光斑；
[0060] 激光头303，对准所述锂离子电池的所述焊接区域。
[0061] 在本发明的一个实施例中，所述激光器发出的皮秒脉冲激光的最大功率为20W，激光波长为1000～1100nm，激光脉冲宽度为120～150ps。
[0062] 在本发明的一个实施例中，还包括：吸尘装置。
[0063] 在一些说明性实施例中，清洗装置，还包括：承载激光头的机械手臂、承载电池极片的
工作台，所述激光器与所述机械手臂一端固定连接，所述机械手臂另一端与所述承载电池极片的工作台固定连接；激光器、光纤、光斑整形装置、聚焦透镜和保护镜片顺次连接。
[0064] 其中，电池极片表面涂层的清洗装置通过机械手臂、承载电池极片的工作台相互配合，控制光斑在需要清洗的位置表面移动，使光斑的焦点始终在待其表面上，并清洗指
定位置的磷酸铁锂涂层。
[0065] 在一些说明性实施例中，所述光斑整形装置采用扫描振镜或多边形扫描镜。
[0066] 在一些说明性实施例中，所述工作台上具有用于传送电池极片的传送机构，与所述机械手臂相配合传送。
[0067] 至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或
修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为
覆盖了所有这些其他变型或修改。
