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CN112122790A - 一种锂电池防爆阀防爆线的加工方法和系统 - Google Patents

一种锂电池防爆阀防爆线的加工方法和系统 Download PDF

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CN112122790A CN202010771775.4A CN202010771775A CN112122790A CN 112122790 A CN112122790 A CN 112122790A CN 202010771775 A CN202010771775 A CN 202010771775A CN 112122790 A CN112122790 A CN 112122790A
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张坤
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Abstract

一种锂电池防爆阀防爆线的加工方法，包括：激光发射器产生激光束；扩束器对平行发射的激光束的光束的发散角进行减小，将光束的直径进行增大，将聚焦光斑的直径进行减小；激光振镜将发射来的激光束方向进行偏转，使激光束传输方向进行改变；聚焦透镜对方向改变的激光束进行聚焦，使激光功率密度增大，并将激光作用于待加工锂电池防爆阀上；根据客户对锂电池防爆阀防爆线技术需求，设置好激光脉宽、功率、频率参数，使激光刻蚀锂电池防爆阀，生成客户技术需求的锂电池防爆阀防爆线。本发明解决了传统的冲压刻痕法对防爆阀进行加工时，会使冲压的防爆线深度不一致和导致防爆阀变形的问题。本发明可以无耗材，节约资源，降低加工成本，减少污染。

Description

一种锂电池防爆阀防爆线的加工方法和系统
技术领域
本发明涉及的是锂电池防爆阀防爆线加工技术领域，特别涉及一种锂电池防爆阀防爆线加工方法和系统。
背景技术
锂电池在充放电过程中会产生大量的气体及液体，相应的会产生大量的压强。若未及时释放出去，就会导致外壳变形漏液甚至爆炸等严重后果。锂电池的安全问题一直制约着动力电池产业化的进程。目前锂电池主要采用刻痕、焊防爆膜等方式作为锂电池的防爆装置，当电池升温，电池内部气体膨胀，电池内压增大，压力增大到一定程度时，刻痕或者防爆膜脱焊、破裂，放气泄压，从而避免电池爆炸。目前随着锂电池向着体积更小容量更大的方向发展，传统的冲压刻痕法对防爆阀进行加工时，会使冲压的防爆线深度不一致和导致防爆阀变形，防爆线深度不一致会导致爆破压力不稳定而影响锂电池安全新能，防爆阀的变形会影响产线后端的电池装配而形成不良品。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的种锂电池防爆阀防爆线的加工方法和系统。
一种锂电池防爆阀防爆线的加工方法，其特征在于，包括：
激光发射器产生激光束，并将产生的激光束平行发射给扩束器；
扩束器对平行发射的激光束的光束的发散角进行减小，将光束的直径进行增大，使聚焦光斑的直径进行减小，并将扩束器处理后的激光束传输给激光振镜；
激光振镜将发射来的激光束方向进行偏转，使激光束发射方向进行改变；
聚焦透镜对方向改变的激光束进行聚焦，使激光功率密度增大，并将激光作用于待加工锂电池防爆阀上；
根据客户对锂电池防爆阀防爆线深度需求，设置好激光脉宽、功率、频率，使激光作切割锂电池防爆阀，生成客户需求深度的锂电池防爆阀防爆线。
进一步地，激光发射器产生的激光波长为1064nm。
进一步地，激光发射器选用超短脉冲激光器，脉宽范围为1ps～200ns。
进一步地，扩束器对平行发射的激光束的光束进行4倍扩束，。
进一步地，聚焦透镜焦距设置为160mm。
进一步地，当激光作用于待加工锂电池防爆阀上时，将冷水机与激光器连接，通过冷水机给激光器降温，防止激光器温度过高。
进一步地，聚焦透镜的幅面为110*110mm。
进一步地，当激光作用于锂电池防爆阀时，采用固定装置将锂电池电磁阀固定。
本发明开公开了一种锂电池防爆阀防爆线的加工系统，包括：激光发射器、扩束器、激光振镜、聚焦透镜、待加工锂电池防爆阀；其中：
激光发射器，用于产生激光束，并将产生的激光束平行发射给扩束器；
扩束器，用于对平行发射的激光束的光束的发散角进行增大，将光束的直径进行增大，将聚焦光斑的直径进行减小，并将扩束器处理后的激光束发射给激光振镜；
激光振镜，将发射来的激光束方向进行偏转，使激光束发射方向进行改变；
待加工锂电池防爆阀，接收发射的激光，通过激光刻蚀，产生符合需求的防爆线。
本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：本发明提出的一种锂电池防爆阀防爆线的加工方法和系统，在锂电池防爆阀防防爆线的制作中，采用激光直接照射在防爆阀表面实现对其的刻蚀从而产生凹槽，采用超短脉冲使防爆阀表面不易受到热影响，通过这种机理实现各种防爆线的刻蚀。本方法是选定一个波长1064nm的皮秒光纤激光器，通过扫描激光振镜进行大幅面的扫描,设置合理的激光参数进行工作。相对传统的冲压加工，这种工艺可以无耗材，节约资源，降低加工成本，减少污染。此外，选用4倍的光学扩束系统和160mm的聚焦透镜，可使作用在材料表面的激光功率密度大，从而可以提高效率，保证刻蚀效果。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例1中，一种锂电池防爆阀防爆线的加工方法流程图；
图2为本发明实施例2中，一种锂电池防爆阀防爆线的加工系统结构图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
为了解决现有技术中存在的传统的冲压刻痕法在进行防爆阀防爆线加工时，会使冲压的防爆线深度不一致和防爆阀变形的问题，本发明实施例提供一种锂电池防爆阀防爆线的加工方法和系统。
实施例1
本实施例公开了一种锂电池防爆阀防爆线的加工方法，包括：
S100.激光发射器产生激光束，并将产生的激光束平行发射给扩束器；在本实施例中，采用超短脉冲的光纤激光器，优选激光波长为1064nm，脉宽范围为1ps～200ns，使用超短脉冲激光来减小对防爆阀表面的热影响，防止其变形。
S200.扩束器对平行发射的激光束的光束的发散角进行减小，将光束的直径进行增大，将聚焦光斑的直径进行减小，并将扩束器处理后的激光束发射给激光振镜。
在本实施例中，优选方案为，对平行发射的激光束的光束进行4倍扩束，压缩光束发散角，增大光束的直径，减小聚焦光斑直径，进而获得更高的功率密度。通过扩束器进行4倍扩束，还能降低扫描激光振镜上的激光功率密度，防止激光振镜被打坏。
S300.激光振镜将发射来的激光束方向进行偏转，使激光束发射方向进行改变。
激光振镜，由X-Y光学扫描头,电子驱动放大器和光学反射镜片组成。电脑控制器提供的信号通过驱动放大电路驱动光学扫描头,从而在X-Y平面控制激光束的偏转。在本实施例中，通过设置好激光振镜参数，使激光偏转到待加工锂电池防爆阀上。
S400.聚焦透镜对方向改变的激光束进行聚焦，使激光功率密度增大，并将激光作用于待加工锂电池防爆阀上。
作为优选的，聚焦透镜的焦距选取为F＝160mm，采用此焦距，可以使输出激光的功率密度较大，优选聚焦透镜的幅面为110*110mm。在实际生产过程中，根据不同的产品大小选择合适的透镜。
S500.根据客户对锂电池防爆阀防爆线深度需求，设置好激光脉宽、功率、频率参数，使激光作切割锂电池防爆阀，生成客户需求深度的锂电池防爆阀防爆线。
作为优选的，为了防止加工过程中激光器温度过高，当激光作用于待加工锂电池防爆阀上时，将冷水机与激光器连接，通过冷水机给激光器降温。
作为优选的，为了防止加工过程中锂电池防爆阀出现滑动，可以采用固定装置将锂电池防爆阀固定，采用真空泵及合适的夹具，将防爆阀固定在所需位置上。
本发明提出的一种锂电池防爆阀防爆线的加系统，在锂电池防爆阀防防爆线的制作中，采用激光直接照射在防爆阀表面实现对其的刻蚀从而产生凹槽，采用超短脉冲使防爆阀表面不易受到热影响，通过这种机理实现各种防爆线的刻蚀。本方法是选定一个波长1064nm的皮秒光纤激光器，通过扫描激光振镜进行大幅面的扫描,设置合理的激光参数进行工作。相对传统的冲压加工，这种工艺可以无耗材，节约资源，降低加工成本，减少污染。此外，选用4倍的光学扩束系统和160mm的聚焦透镜，可使作用在材料表面的激光功率密度大，从而可以提高效率，保证刻蚀效果。
实施例2
本实施例公开了一种锂电池防爆阀防爆线的加工系统，包括：激光发射器1、扩束器2、激光振镜3、聚焦透镜4、待加工锂电池防爆阀5；其中：
激光发射器1，用于产生激光束，并将产生的激光束平行发射给扩束器2；优选采用超短脉冲的光纤激光发射机器，优选激光波长为1064nm，脉宽范围为1ps～200ns，使用超短脉冲激光来减小对防爆阀表面的热影响，防止其变形。
扩束器2，用于对平行发射的激光束的光束的发散角进行减小，将光束的直径进行增大，将聚焦光斑的直径进行减小，并将扩束器处理后的激光束发射给激光振镜3；
优选方案为，对平行发射的激光束的光束进行4倍扩束，压缩光束发散角，增大光束的直径，减小聚焦光斑直径，进而获得更高的功率密度。并且还能降低扫描激光振镜上的激光功率密度，防止激光振镜被打坏。
激光振镜3，将发射来的激光束方向进行偏转，使激光束发射方向进行改变；
聚焦透镜4，用于对方向改变的激光束进行聚焦，使激光功率密度增大，并将激光作用于待加工锂电池防爆阀上5；
作为优选的，聚焦透镜的焦距选取为F＝160mm，采用此焦距，可以使输出激光的功率密度较大，优选聚焦透镜的幅面为110*110mm。在实际生产过程中，根据不同的产品大小选择合适的透镜。
待加工锂电池防爆阀5，接收发射的激光，通过激光刻蚀，产生符合需求的防爆线。
本发明提出的一种锂电池防爆阀防爆线的加系统，在锂电池防爆阀防防爆线的制作中，采用激光直接照射在防爆阀表面实现对其的刻蚀从而产生凹槽，采用超短脉冲使防爆阀表面不易受到热影响，通过这种机理实现各种防爆线的刻蚀。本方法是选定一个波长1064nm的皮秒光纤激光器，通过扫描激光振镜进行大幅面的扫描,设置合理的激光参数进行工作。相对传统的冲压加工，这种工艺可以无耗材，节约资源，降低加工成本，减少污染。此外，选用4倍的光学扩束系统和160mm的聚焦透镜，可使作用在材料表面的激光功率密度大，从而可以提高效率，保证刻蚀效果。
应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。
结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该ASIC可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。
对于软件实现，本申请中描述的技术可用执行本申请所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段以通信方式耦合到处理器，这些都是本领域中所公知的。
上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

Claims (9)

1.一种锂电池防爆阀防爆线的加工方法，其特征在于，包括：
激光发射器产生激光束，并将产生的激光束平行发射给扩束器；
扩束器对平行发射的激光束的光束的发散角进行减小，将光束的直径进行增大，使聚焦光斑的直径进行减小，并将扩束器处理后的激光束发射给激光振镜；
激光振镜将发射来的激光束方向进行偏转，使激光束传输方向进行改变；
聚焦透镜对方向改变的激光束进行聚焦，使激光功率密度增大，并将激光作用于待加工锂电池防爆阀上；
根据客户对锂电池防爆阀防爆线技术需求，设置好激光脉宽、功率、频率参数，使激光刻蚀锂电池防爆阀，生成客户技术需求的锂电池防爆阀防爆线。
2.如权利要求1的一种锂电池防爆阀防爆线的加工方法，其特征在于，激光发射器产生的激光波长为1064nm。
3.如权利要求1的一种锂电池防爆阀防爆线的加工方法，其特征在于，激光发射器选用超短脉冲激光器，脉宽范围为1ps～200ns。
4.如权利要求1的一种锂电池防爆阀防爆线的加工方法，其特征在于，扩束器对平行发射的激光束的光束进行4倍扩束。
5.如权利要求1的一种锂电池防爆阀防爆线的加工方法，其特征在于，聚焦透镜焦距设置为160mm。
6.如权利要求1的一种锂电池防爆阀防爆线的加工方法，其特征在于，当激光作用于待加工锂电池防爆阀上时，将冷水机与激光器连接，通过冷水机给激光器降温，防止激光器温度过高。
7.如权利要求1的一种锂电池防爆阀防爆线的加工方法，其特征在于，聚焦透镜的幅面为110*110mm。
8.如权利要求1的一种锂电池防爆阀防爆线的加工方法，其特征在于，当激光作用于锂电池防爆阀时，采用固定装置将锂电池防爆阀进行固定。
9.一种锂电池防爆阀防爆线的加工系统，其特征在于，包括：激光发射器、扩束器、激光振镜、聚焦透镜、待加工锂电池防爆阀；其中：
激光发射器，用于产生激光束，并将产生的激光束平行发射给扩束器；
扩束器，用于对平行发射的激光束的光束的发散角进行增大，将光束的直径进行增大，将聚焦光斑的直径进行减小，并将扩束器处理后的激光束传输给激光振镜；
激光振镜，将传输来的激光束方向进行偏转，使激光束发射方向进行改变；
聚焦透镜，用于对方向改变的激光束进行聚焦，使激光功率密度增大，并将激光作用于待加工锂电池防爆阀上；
待加工锂电池防爆阀，接收发射的激光，通过激光刻蚀，产生符合需求的防爆线。
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