CN118342122A - 复合电极材料的切割装置、方法、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池生产技术领域，公开了一种复合电极材料的切割装置、方法、设备及存储介质，通过对复合电极材料进行超声波滚动焊接后，将至少一个复合集流体极耳贴合焊接，并将滚焊后的复合电极材料固定在电极材料的切割装置上，控制红纳激光器持续发出高频率的红纳激光，通过红纳激光对复合电极材料进行切割。本方案通过对电极材料进行加焊，并调整切割装置的激光器发射激光的频率，实现对复合电极材料的切割，减少了现有极片材料卷边、溶出的现象，并减少了极片切割过程中产生的毛刺，提高了极片切割的效率，降低了极片切割的成本。

Description

复合电极材料的切割装置、方法、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及电池生产技术领域，具体涉及一种复合电极材料的切割装置、方法、设备及存储介质。

背景技术

现有的电池的极片材料包括复合铝箔、复合铜箔，包括位于中部的PET膜或PP膜和上下两层较薄的金属镀层。现有技术中对于复合铝箔和复合铜箔的切割方式主要有MOPA光纤切割、紫外激光切割、绿纳脉冲，但是MOPA光纤切割会造成PET膜受热后热影响较大，出现变型卷边、PET融出等问题，影响极片质量；紫外激光切割的加工功率小，效率较低，无法满足生产需求；绿纳脉冲激光器切割的成本过高，且在对复合电极材料进行切割时会产生较大毛刺。

发明内容

本发明的主要目的在于解决现有的复合电极材料切割方式中存在的效果差、效率慢、成本高的技术问题。

本发明第一方面提供了一种复合电极材料的切割装置，所述装置包括：

红纳激光器，用于持续发出高频率的红纳激光对滚焊后的复合电极材料切割，所述复合电极材料至少包括位于中间的复合集流体材料层和两侧的导电金属镀层；

激光稳频器，设于红纳激光器的输出端，用于通过参考特定光学频率，并比对激光频率和参考频率来获得鉴频误差信号，稳定由红纳激光器发出的红纳激光的频率；

振镜，设于激光稳频器的输出端，包括振镜电机，所述振镜电机通过高速摆动振镜改变激光路径；

场镜，设于振镜的输出端，用于对红纳激光进行聚焦，基于聚焦的红纳激光对电极材料进行切割。

可选的，所述切割装置，还包括：

可变倍数扩束镜，设于激光稳频器的输出端，包括设置透镜组件，所述透镜组件用于调整红纳激光的直径和发散角；

反射镜，设于可变倍数扩束镜的输出端，用于反射红纳激光，并将反射的红纳激光射入振镜中；

控制器，所述控制器与所述红纳激光器和所述振镜连接，所述控制器通过切割指令控制所述红纳激光器发出红纳激光，并通过切割指令控制所述振镜振动。

可选的，所述切割装置，还包括：

滚焊单元，包括极耳转印焊子单元和多层极耳超声波焊接子单元，用于在复合电极材料的表面进行滚动，使得复合集流体材料层两侧的导电金属镀层导通。

可选的，所述红纳激光器的功率在500w至1500w范围内，所述红纳激光器发出的红纳激光的波长为1070纳米。

本发明第二方面提供了一种一种复合电极材料的切割方法，应用于上述复合电极材料的切割装置，所述方法包括：

对复合电极材料进行超声波滚动焊接，并将至少一个复合集流体极耳贴合焊接；

将滚焊后的复合电极材料固定在复合电极材料的切割装置上，并控制红纳激光器持续发出高频率的红纳激光；

通过所述红纳激光对所述复合电极材料进行切割。

可选地，在本发明第二方面的第一种实现方式中，所述复合电极材料为三明治结构，所述复合电极材料由中间的复合箔材和两侧的金属箔材组成，所述复合箔材包括位于中间的复合集流体材料层和两侧的导电金属镀层。

可选地，在本发明第二方面的第二种实现方式中，所述复合箔材与金属箔材接触的上下两面镀有铜或铝。

可选地，在本发明第二方面的第三种实现方式中，所述对复合电极材料进行超声波滚动焊接，并将至少一个复合集流体极耳贴合焊接，包括：对所述复合电极材料进行极耳转印焊工序，将所述复合集流体材料和所述金属箔材进行上下包边焊接处理，得到复合集流体极耳，并通过超声波滚焊将至少一个所述复合集流体极耳与连接片进行贴合焊接，其中，焊接后的电池极片区域包括压印区、双层铝箔、过渡区、复合铝箔区域。

可选地，在本发明第二方面的第四种实现方式中，所述通过所述红纳激光对所述复合电极材料进行切割，包括：获取所述复合电极材料的材料信息，并基于所述材料信息确定所述复合电极材料的切割指令，其中，所述切割指令包括切割路径和激光信息；基于所述切割指令中的激光信息控制所述红纳激光器持续发出对应的红纳激光，并通过激光稳频器校正所述红纳激光的频率；基于所述切割指令中的切割路径控制所述振镜中的振镜电机以对应频率振动，调整所述红纳激光的光线路径；通过所述场镜对所述红纳激光进行聚焦，并基于所述红纳激光的光线路径对所述复合电极材料进行切割。

本发明的第三方面提供了一种复合电极材料的切割设备，所述复合电极材料的切割设备包括存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令；所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述复合电极材料的切割设备执行如上所述的复合电极材料的切割方法的各个步骤。

本发明的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，所述指令被处理器执行时实现如上所述复合电极材料的切割方法的各个步骤。

本发明提供的技术方案中，通过对电极材料进行加焊，并调整切割装置的激光器发射激光的频率，实现对复合电极材料的切割，减少了现有极片材料卷边、溶出的现象，并减少了极片切割过程中产生的毛刺，降低了复合电极材料的切割成本，提高了复合电极材料的切割效率和便捷性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的复合电极材料的切割装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的复合电极材料的第一个结构示意图；

图3为本发明实施例提供的复合电极材料的切割方法的第一个实施例示意图；

图4为本发明实施例提供的复合电极材料的切割方法的第二个实施例示意图；

图5为本发明实施例提供的复合电极材料的第二个结构示意图；

图6为本发明实施例提供的复合电极材料的切割设备的结构示意图。

具体实施方式

针对于现有的复合电极材料的切割方式，本申请通过在对复合电极材料进行超声波滚动焊接后，将至少一个复合集流体极耳贴合焊接，并将滚焊后的复合电极材料固定在电极材料的切割装置上，控制红纳激光器持续发出高频率的红纳激光，通过红纳激光对复合电极材料进行切割，减少了极片切割过程中产生的毛刺，提高了复合电极材料的切割效率。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”或“具有”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、设备、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为便于理解，下面对本发明实施例的具体流程进行描述，请参阅图1，本发明实施例提供的复合电极材料的切割装置的结构示意图，该装置主要是红纳激光器10、激光稳频器20、振镜40和场镜30，结构位置为激光稳频器30在红纳激光器10的输出端，振镜40在激光稳频器20的输出端，场镜30在振镜40的输出端，即切割装置中各设备的连接顺序按照激光的传输路径依次为红纳激光器-激光稳频器-振镜-场镜。

具体的，红纳激光器10用于持续发出高频率的红纳激光对滚焊后的复合电极材料切割，所述复合电极材料至少包括位于中间的复合集流体材料层和两侧的导电金属镀层，激光稳频器20用于通过参考特定光学频率，并比对激光频率和参考频率来获得鉴频误差信号，稳定由红纳激光器10发出的红纳激光的频率，振镜40包括振镜电机，所述振镜电机通过高速摆动振镜改变激光路径，场镜30用于对红纳激光进行聚焦，基于聚焦的红纳激光对电极材料进行切割。

本实施例中，请参阅图2，本发明实施例提供的复合电极材料的第一个结构示意图，所述复合电极材料结构上有位于中部的高分子层和上下两层的金属镀层，所述金属镀层可以为镀铝层或镀铜层，所述高分子层可以为PET(Polyethylene Terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜或PP(Polypropylene，聚丙烯)膜，例如，所述复合电极材料包括复合铝箔或复合铜箔。

本实施例中，红纳激光器10的功率为500W，对应功率越高，切割的上限效率越高，具体的，500W红纳激光器对应无毛刺无PET拉丝的最高效率为30m/min，1500W对应最高效率为120m/min，低速下激光可将PET拉丝烧结，高速下切割速度较快、切割上层纯铝箔时对下层PET加热溢出效应较弱。本实施例所述的高频率指激光的出光脉宽较小，两次脉冲出光间隔时间较短，近似为连续出光不间断。更优的，使用波长1060nm，峰值功率2.5KW，脉冲能量1mJ，频率50KHz，脉宽350ns的激光器，能够使得电池正极片上的切缝边缘光滑无毛刺。

优选地，MOPA超高频率红纳激光器10的功率在200W至1500W的范围内，具有工作功率较高、成本较低的有点，从而提高加工效率。

本实施例中，激光稳频器20用于通过确定一个外部参考频率搭建稳频***。所述激光稳频器包括鉴频器、伺服控制电路，所述稳频***包括红纳激光器10、鉴频器、伺服控制电路，当红纳激光器的输出频率偏离参考频率时，稳频***中的鉴频器就会给出误差信号，通过伺服控制电路反馈给红纳激光器10上的压电陶瓷，进而控制红纳激光器10的腔长，从而使激光频率回到参考频率上。对于通过激光稳频器10进行复合电极材料切割时，可以通过伺服控制电路控制激光稳频器，从而控制激光的频率。

在另一实施方式中，复合电极材料的切割装置还包括可变倍数扩束镜60、反射镜50、滚焊单元70以及控制器。

具体的，可变倍数扩束镜60设于激光稳频器20的输出端，包括设置透镜组件，所述透镜组件用于调整红纳激光的直径和发散角，反射镜50，设于可变倍数扩束镜60的输出端，用于反射红纳激光，并将反射的红纳激光射入振镜40中，控制器，所述控制器与所述红纳激光器10和所述振镜40连接，所述控制器通过切割指令控制所述红纳激光器10发出红纳激光，并通过切割指令控制所述振镜40振动。

本实施例中，可变倍数扩束镜60包括透镜组、变焦组、反射组和控制组，所述透镜组包括输入透镜和输出透镜，输入透镜将激光束聚焦到输出透镜上，输出透镜将激光束进一步调整为所需的形状和大小，通过改变透镜的焦距，可以调节光束的发散角和光斑的大小，所述变焦组通过改变变焦透镜之间的距离，可以改变光束的直径和发散角，所述反射组用于改变激光束的传播方向，所述控制组用于监测和控制可变倍数扩束镜的性能，并通过控制组的反馈控制，可以实现精确的光束尺寸调整和稳定的激光输出。

本实施例中，反射镜50由基体和反射膜组成，用于利用反射定律改变激光的方向。

本实施例中，控制器基于切割指令通过调节红纳激光器的输出功率，对激光切割的速度和深度进行精确控制，控制器可以根据不同切割材料具有的不同的燃烧点、气化点和熔化点，采用不同的激光功率和能量进行切割，其次，控制器具有反馈控制功能，通过实时监测切割过程的数据，如切割速度、激光功率、气体流量等，调整所述参数优化切割效果。进一步的，控制器还能根据切割指令确定红纳激光在复合电极材料上的切割路径，并基于所述切割路径确定振镜40的振动频率，并基于所述振动频率控制所述振镜40中的振镜电机振动。

在另一实施方式中，复合电极材料的切割装置还包括滚焊单元70，所述滚焊单元70包括极耳转印焊子单元和多层极耳超声波焊接子单元，用于在复合电极材料的表面进行滚动，使得复合集流体材料层两侧的导电金属镀层导通。基于复合电极材料独特的结构，在进行复合电极材料的切割前，将增加一道极耳转印焊工序，而中段工序的多层极耳超声波焊接工序依旧保持不变，极耳转印焊是将两层导电金属箔材与复合集流体材料进行上下包边焊接，从而形成可输送电流的复合集流体极耳，前端成功焊接材料后，再通过传统超声波焊接设备焊接多层复合集流体极耳，超声波滚动焊接是焊头在工件表面滚动，从而在工件表面形成超高频率焊缝，焊头工作面通常为圆柱形。

进一步的，所述复合电极材料的切割装置还可以用于切割任意经过导电金属箔和复合电极材料滚焊后的电极材料。

本实施例中，激光稳频器20能主动补偿、稳定激光频率、并压窄激光线宽。激光稳频器通过实时监测红纳激光频率，并比较当前红纳激光频率与参考频率的差异，调整红纳激光器的参数，以补偿因各种因素(如温度、应力等)引起的频率漂移，其次，激光稳频器还可以用于压窄激光线宽，线宽越窄，频率稳定性越高，通过对红纳激光器的频率进行调整减小激光的线宽。

从超高频率的红纳激光器10发出的光线进入至激光稳频器20，通过参考特定光学频率，并比对激光频率和参考频率来获得鉴频误差信号，然后通过反馈来校正激光频率，使得激光频率跟随频率参考的变化。经过稳频后的超高频率红纳激光输出功率、频率、温度场稳定，能量分布均匀，可以减小切割边缘热影响，优化切割效果。从激光稳频器20射出的光线经过可变倍数扩束镜60，作用在于改变光束直径和发散角，从而改善激光准直度。然后经过反射镜50反射至至振镜40内，振镜内设置有振镜电机，振镜电机通过高速摆动振镜，使光线路径发生变化，从而使光线实现沿着预设轨迹进行切割，然后光束进入场镜30内，场镜30的作用是对光束进行聚焦，并基于聚焦后的光线对复合电极材料进行切割。

综上，基于本实施例中提供的复合电极材料的切割装置，通过对电极材料进行加焊，并调整切割装置的激光器发射激光的频率，实现对复合电极材料的切割，减少了现有极片材料卷边、溶出的现象，并减少了极片切割过程中产生的毛刺，提高了极片切割的效率，降低了极片切割的成本。

请参阅图3，本发明实施例提供的复合电极材料的切割方法的第一个实施例示意图，该方法具体包括以下步骤：

301、对复合电极材料进行超声波滚动焊接，并将至少一个复合集流体极耳贴合焊接。

本方案记载的复合电极材料的切割方法，应用于如上记载的复合电极材料的切割装置，用于实现对本方案记载的复合电极材料的切割。本方案通过将复合电极材料边缘切割出一定弧度区域，作为电池的极耳，在进行切割前，基于复合电极材料的结构，需要先对复合电极材料进行焊接，其中，本方案所述复合电极材料包括两种，第一种为中间高分子层和上下两层金属镀层，称为复合箔材，第二种为在第一种的基础上再附上上下两层导电金属层，称为新型极片，本实施例以第二种新型极片为例。由于复合电极材料结构上为五层结构，且复合箔材的中间高分子层(PP/PET)不导电，即复合箔材的上下两面相互不导电，需要通过超声波滚焊在复合箔材的上下两面镀铝或者铜，使得复合箔材的上下两面的金属导通，以形成层叠状的复合电极材料。电池极耳是从电池电芯中将正负极引出来的金属导电体，电池的电芯一般通过卷绕或叠片工艺而成，每层电芯箔片伸出一层极耳箔片，卷绕或叠片完成后多层极耳箔材会贴合对齐在一起，一般正极为多层铝箔片，负极为多层铜箔片。极耳焊接是指将多层极耳箔片和连接片焊接在一起。超声波滚动焊接是焊头在工件表面滚动，从而在工件表面形成超高频率焊缝，焊头工作面通常为圆柱形。该技术下，锂电池生产的前段工序将多出一道极耳转印焊工序，而中段工序的多层极耳超声波焊接工序依旧保持不变。极耳转印焊是将两层导电金属箔材与复合集流体材料进行上下包边焊接，从而形成可输送电流的复合集流体极耳，前端成功焊接材料后，再通过传统超声波焊接设备焊接多层复合集流体极耳。具体的，极耳转印焊工序涉及极耳转印和焊接两个工艺过程，极耳转印是将涂布好的极片进行裁切，并把裁切好的极片转移到另一张涂布好的集流体上，再经过压印、贴胶带等步骤完成转印，这一环节是为了确保极片与集流体之间有良好的附着力，焊接则是将转印好的极片与电池的另一部分进行连接，通常采用超声波或激光焊接的方式，焊接的目的是将电池的正负极与集流体连接起来，形成电流回路，以便在电池使用过程中进行充放电。

由于复合电极材料结构上为五层结构，在未经辊压时，高分子层(PET)厚度较大，激光加工过程中能量直接穿透箔材，不直接作用于PET材料，且箔材融化热传导能量作用在高分子层上不足以使其完全稳定的融化分离，所以直接使用MOPA红纳单独作用可行性不高。只有在经超声波滚焊后，中间高分子层材质较软出现厚度压缩现象，同时，因增加上下两层金属箔材，使其材料发生较大变化，箔材融化热传导能有分离高分子层材料的可能。

302、将滚焊后的复合电极材料固定在复合电极材料的切割装置上，并控制红纳激光器持续发出高频率的红纳激光。

完成滚焊后极片结构可分为压印区、双层铝箔、过渡区、复合铝箔区域。所述压印区是极片上经过压印的区域，通常用于形成电池的电极，所述双层铝箔是极片上的一个特殊区域，由两层铝箔组成，作用是提供良好的导电性和机械支撑，通常被焊接到电池的集流体上，形成电流回路，所述过渡区是极片上连接压印区和双层铝箔的区域，作用是平滑过渡，使电极与集流体之间的连接更加均匀和稳定，所述复合铝箔区域由一层或多层铝箔组成，作用是进一步提高电极的导电性和机械稳定性，同时保护电极免受电解液的侵蚀通常会被焊接到电池的另一电极上，与其他部分形成完整的电池结构。使用低成本红外纳秒激光器并使用超高频率模式对所述区域模切极耳，即激光器超高频率持续出激光而非脉冲出光即极短时间内激光器间歇出光，通过采用超高频率模式，激光器可以在非常短的脉冲时间内连续输出激光，每个脉冲之间的时间间隔非常短，降低了激光模切的成本，并提高了激光模切的效率。

本实施例中，红纳激光器采用自制MOPA红纳超高频率激光器。所述MOPA红纳超高频率激光器结合了MOPA(主振荡功率放大)结构和红外纳秒激光技术，具有超高的脉冲频率和高峰值功率，能够实现高效、高速和高精度的激光加工，MOPA结构由主振荡器和功率放大器组成，通过全光纤放大模式实现激光脉冲的放大，这种结构支持脉冲宽度和频率的独立可调，可以输出高峰值功率和高光束质量的激光脉冲，红外纳秒激光技术利用特殊材料作为增益介质，能够在极短时间内产生强烈的激光能量，所述激光具有较短的脉冲宽度和较高的峰值功率，能够实现高精度和高效率的加工。由红纳激光器发出的红纳激光在经过稳频后可以得到很窄的线宽，因为超高频率激光器激光能量是持续输出的，这有助于保持稳定的温度场分布和输出功率，适用于对温度敏感材料的精密加工，有助于减少热影响区和材料变形。

在实际应用中根据工作方式的不同，激光器可分为超高频率激光器和脉冲激光器。超高频率激光器可以在较长一段时间内超高频率输出，热效应高，脉冲激光器以脉冲形式输出，主要特点是峰值功率高，热效应小。不同类型的激光器的出光模式不同：脉冲模式和超高频率模式，在脉冲模式下，涂层表面瞬时温度达到高温，远远超过电池极片材料的熔化温度，但在超高频率模式下，温度场分布更稳定，即在脉冲模式下，温度场分布为300K-1100K，但在超高频率模式下，温度场分布为293K-300K，且在静态测试中，超高频率模式的红纳激光器在切割滚焊后的复合箔材的品质明显更好，即超高频率模式稳定的温度场分布和输出功率对于毛刺和PET溶出控制上具备显著贡献。对于MOPA红外纳秒选型，在静态测试中，通过新的工艺方案部署，先滚焊再使用超高频率模式切割，无需使用成本较高的绿光脉冲激光器和紫外纳秒激光器，使用红外纳秒激光器即可实现相同切割效果。

303、通过红纳激光对复合电极材料进行切割。

光源选型上，先超声波滚焊、后使用超高频率红纳激光器切割复合铝箔层极耳，对比绿光脉冲纳秒激光器切割、直接使用红纳激光器切割、小功率紫外纳秒激光器切割、使用红纳脉冲激光器切割滚焊后铝箔层等方案都具备显著优势。

进一步的，切割装置中的红纳激光器可以更改成任意激光器，根据出光波段的差异，更换成可以发出波长约为1064nm的红外纳秒激光器、波长约为532nm的绿光纳秒激光器以及波长约为355nm的紫外纳秒激光器。在实际应用中，所述红纳激光器发出的激光的波长为1070nm，峰值功率为2.5KW，脉冲能量为1mJ，频率为50KHz，脉宽为350ns，能够使得电池正极片上的切缝边缘光滑无毛刺，本方案不限制红纳激光器发出的激光的波长。

本方案通过使用低成本红外纳秒激光器并使用超高频率模式，并对电极材料进行加焊，实现对复合电极材料的切割，减少了现有极片材料卷边、溶出的现象，并减少了极片切割过程中产生的毛刺。

请参阅图4，本发明实施例提供的复合电极材料的切割方法的第二个实施例示意图，该方法具体包括以下步骤：

401、对复合电极材料进行超声波滚动焊接，并将至少一个复合集流体极耳贴合焊接。

请参阅图5，本发明实施例提供的复合电极材料的第二个结构示意图，复合电极材料呈三明治状结构，其由中间的复合箔材和两侧的金属箔材组成，复合箔材的上下两面镀有铜或铝，复合箔材的中间为高分子层，即复合电极材料包括五层结构，依次是：金属箔材层、金属镀层、高分子层、金属镀层、金属箔材层，高分子层和其上下两面的金属镀层构成复合箔材，本方案中，金属箔材层为铝箔，金属镀层为镀铝，高分子层为PET层。

402、将滚焊后的复合电极材料固定在复合电极材料的切割装置上。

优选地，所述切割装置还包括压紧装置，用于固定复合电极材料，位于激光切割装置的场景的输出端的切割电芯时的对应位置，所述压紧装置将待切割的电极材料固定至切割工位，切割装置通过发射激光对切割工位的电极材料进行切割。

403、获取复合电极材料的材料信息，并基于材料信息确定复合电极材料的切割指令。

其中，所述切割指令包括切割路径和激光信息。首先获取复合电极材料的材料信息，包括材料的类型、物理性质(如硬度、韧性、热导率等)、化学性质(如化学稳定性、腐蚀性等)以及材料的厚度、表面状态等，并进一步分析复合电极材料的特性，确定合适的切割方式以及切割参数，并生成切割指令，所述切割指令应包括切割路径、激光信息、切割深度、切割速度等。

404、基于切割指令中的激光信息控制红纳激光器持续发出红纳激光，并通过激光稳频器校正红纳激光的频率。

从切割指令中提取激光信息，所述激光信息包括激光功率、频率、脉冲宽度等参数，并基于所述激光信息生成控制信号，并通过控制***将所述控制信号发送至红纳激光器，调节红纳激光器的输出。所述红纳激光器基于所述控制信号持续发出红纳激光，并基于红纳激光器与激光稳频器的设置位置，使用激光稳频器对红纳激光的频率进行校正。

本实施例中，激光稳频器的目的为降低激光频率噪声、提高激光稳定程度，并压窄激光线宽。具体的，首先确定一个光学频率参考，把输出的激光频率与参考频率相对比，产生误差信号，再通过伺服电路***(PID控制器)将误差信号负反馈到激光器的注入电流上，进而控制激光器的频率，最后实现稳频，主动稳频不仅可以降低频率变化的方差，还可以使激光器的线宽变窄。对于通过激光稳频器校正红纳激光的频率，所述光学频率参考应该是稳定的，不受激光器工作环境影响，可以选择原子或分子的某个吸收谱线所对应的频率作为参考频率，在本实施例中，所述参考频率根据红纳激光器发射激光的频率确定，在确定参考频率之后，搭建稳频***，实现频率调整的闭环，监测红纳激光器的输出频率，并对其进行调整，稳频***包括鉴频器、伺服控制电路等组件，所述鉴频器用于当激光器的输出频率发生变化，偏离了参考频率时，检测频率变化，并产生误差信号，所述误差信号表示红纳激光器的输出频率与参考频率之间的偏差，并将误差信号发送至伺服控制电路，伺服控制电路接收到鉴频器产生的误差信号后，根据所述误差信号调整红纳激光器上的压电陶瓷，所述压电陶瓷能够根据施加在其上的电压改变形状，进而改变激光器的腔长，伺服控制电路通过调整腔长调整红纳激光器的输出频率，激光激光器中的压电陶瓷受到伺服控制电路的电压调整时，会改变激光器的腔长，使激光器的输出频率回到参考频率。通过激光稳频器对红纳激光器发射激光的频率进行调整，构成一个持续的反馈循环，当激光器的输出频率偏离参考频率时，鉴频器会检测到这个偏差并产生误差信号，伺服控制电路根据误差信号调整压电陶瓷，从而改变激光器的腔长，使输出频率回到参考频率。

405、基于切割指令中的切割路径控制振镜中的振镜电机以对应频率振动，调整红纳激光的光线路径。

关于控制振镜中的振镜电机以对应频率振动，调整红纳激光的光线路径，具体的，振镜电机通过高速摆动振镜，使光线路径发生变化，从而使得光线实现沿着预设轨迹进行切割。在激光切割应用中，振镜电机的高速摆动使得光线路径可以灵活变化，激光束通过振镜的反射，其方向随振镜的摆动而改变，从而实现激光束在工件上的精确定位，通过预设轨迹数据和振镜电机的精确控制，激光束可以沿着复杂的路径进行切割，完成各种形状和图案的加工。

首先对所述切割指令进行解析，从所述切割指令中提取切割路径，所述切割路径包括起点、终点、拐角角度等参数，基于所述切割路径计算出振镜电机的振动频率，控制***将所述振动频率转化为振镜电机的运动指令，并通过控制***向振镜电机发送控制信号，使振镜电机按照所述振动频率进行振动，振镜电机振动时，会带动反射镜片产生微小振动，从而改变激光光束的传播方向，通过控制振镜电机的振动参数，可以调整红纳激光的光线路径。

406、通过场镜对红纳激光进行聚焦，并基于红纳激光的光线路径对复合电极材料进行切割。

首先基于红纳激光的波长和光束质量确定场镜的焦距和光学特性，将场镜与振镜的激光输出端以及电极材料的放置位置对准，确保场镜、振镜的激光输出端和电极材料的放置位置都在同一轴线上，并且场镜能够准确地将激光聚焦到所需的位置，激光经过场镜的聚焦后，形成高能光束，准备进行切割操作，在激光沿着预定的光线路径对复合电极材料进行精确切割的过程中，监测激光的光束质量和切割进度，实时调整激光参数或振镜电机的振动参数。还可以在完成切割后，对复合电极材料进行必要的后处理，如清理残渣、检查切割质量等。

本方案将滚焊后的复合电极材料固定在电极材料的切割装置上，控制红纳激光器持续发出高频率的红纳激光，通过红纳激光对复合电极材料进行切割，通过对电极材料进行加焊，并调整切割装置的激光器发射激光的频率，实现对复合电极材料的切割，减少了现有极片材料卷边、溶出的现象，并减少了极片切割过程中产生的毛刺。

请参阅图6，本发明实施例提供的复合电极材料的切割设备的结构示意图，该复合电极材料的切割设备包括处理器600和存储器601，该存储器601存储有能够被处理器600执行的机器可执行指令，该处理器600执行机器可执行指令以实现上述复合电极材料的切割方法。

进一步地，图6所示的复合电极材料的切割设备还包括总线602和通信接口603，处理器600、通信接口603和存储器601通过总线602连接。

其中，存储器601可能包含高速随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如，至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口603(可以是有线或者无线)实现该***网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。总线602可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

处理器600可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器600中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器600可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本公开实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本公开实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器601，处理器600读取存储器601中的信息，结合其硬件完成前述实施例的方法步骤。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以为非易失性计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质也可以为易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述各实施例提供的所述的复合电极材料的切割方法的各个步骤。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备或装置、单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种复合电极材料的切割装置，其特征在于，所述切割装置包括：

红纳激光器，用于持续发出高频率的红纳激光对滚焊后的复合电极材料切割，所述复合电极材料至少包括位于中间的复合集流体材料层和两侧的导电金属镀层；

激光稳频器，设于红纳激光器的输出端，用于通过参考特定光学频率，并比对激光频率和参考频率来获得鉴频误差信号，稳定由红纳激光器发出的红纳激光的频率；

振镜，设于激光稳频器的输出端，包括振镜电机，所述振镜电机通过高速摆动振镜改变激光路径；

场镜，设于振镜的输出端，用于对红纳激光进行聚焦，基于聚焦的红纳激光对电极材料进行切割。

2.根据权利要求1所述的复合电极材料的切割装置，其特征在于，还包括：

可变倍数扩束镜，设于激光稳频器的输出端，包括设置透镜组件，所述透镜组件用于调整红纳激光的直径和发散角；

反射镜，设于可变倍数扩束镜的输出端，用于反射红纳激光，并将反射的红纳激光射入振镜中；

控制器，所述控制器与所述红纳激光器和所述振镜连接，所述控制器通过切割指令控制所述红纳激光器发出红纳激光，并通过切割指令控制所述振镜振动。

3.根据权利要求1所述的复合电极材料的切割装置，其特征在于，还包括：

滚焊单元，包括极耳转印焊子单元和多层极耳超声波焊接子单元，用于在复合电极材料的表面进行滚动，使得复合集流体材料层两侧的导电金属镀层导通。

4.根据权利要求1所述的复合电极材料的切割装置，其特征在于，所述红纳激光器的功率在500w至1500w范围内，所述红纳激光器发出的红纳激光的波长为1070纳米。

5.一种复合电极材料的切割方法，应用于如权利要求1-4中任一项所述的复合电极材料的切割装置，其特征在于，所述切割方法包括：

对复合电极材料进行超声波滚动焊接，并将至少一个复合集流体极耳贴合焊接；

将滚焊后的复合电极材料固定在复合电极材料的切割装置上，并控制红纳激光器持续发出高频率的红纳激光；

通过所述红纳激光对所述复合电极材料进行切割。

6.根据权利要求5所述的复合电极材料的切割方法，其特征在于，所述复合电极材料为三明治结构，所述复合电极材料由中间的复合箔材和两侧的金属箔材组成，所述复合箔材包括位于中间的复合集流体材料层和两侧的导电金属镀层。

7.根据权利要求6所述的复合电极材料的切割方法，其特征在于，所述复合箔材与金属箔材接触的上下两面镀有铜或铝。

8.根据权利要求6所述的复合电极材料的切割方法，其特征在于，所述对复合电极材料进行超声波滚动焊接，并将至少一个复合集流体极耳贴合焊接，包括：

对所述复合电极材料进行极耳转印焊工序，将所述复合集流体材料和所述金属箔材进行上下包边焊接处理，得到复合集流体极耳，并通过超声波滚焊将至少一个所述复合集流体极耳与连接片进行贴合焊接，其中，焊接后的电池极片区域包括压印区、双层铝箔、过渡区、复合铝箔区域。

9.根据权利要求5所述的复合电极材料的切割方法，其特征在于，所述通过所述红纳激光对所述复合电极材料进行切割，包括：

获取所述复合电极材料的材料信息，并基于所述材料信息确定所述复合电极材料的切割指令，其中，所述切割指令包括切割路径和激光信息；

基于所述切割指令中的激光信息控制所述红纳激光器持续发出对应的红纳激光，并通过激光稳频器校正所述红纳激光的频率；

基于所述切割指令中的切割路径控制所述振镜中的振镜电机以对应频率振动，调整所述红纳激光的光线路径；

通过所述场镜对所述红纳激光进行聚焦，并基于所述红纳激光的光线路径对所述复合电极材料进行切割。

10.一种复合电极材料的切割设备，其特征在于，所述复合电极材料的切割设备包括存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令；所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述复合电极材料的切割设备执行如权利要求5-9中任一项所述的复合电极材料的切割方法的各个步骤。

11.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，其特征在于，所述指令被处理器执行时实现如权利要求5-9中任一项所述的复合电极材料的切割方法的各个步骤。