电池片裂片装置及电池片裂片方法与流程

专利2022-06-29  85


本发明属于光伏电池生产技术领域,尤其涉及一种电池片裂片装置及电池裂片方法。



背景技术:

在光伏电池生产过程中,存在将整片的电池片分割成至少两片并将所分割成的电池片连接形成电池串的工序。

目前,对整片的电池片进行分割的方法主要有两种,一是先在电池片上通过激光划线,然后通过掰片装置沿划线将电池片机械地掰断,该方法会导致电池片在划线区域形成烧熔,而且在机械掰断时也容易造成电池片的损伤;

另一种方法就是利用连续激光直接对电池片进行切割,但该方法在切割过程中,激光在切割处的温度往往比较高,也容易造成电池片的损伤。。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明旨在提出一种电池片裂片装置及电池裂片方法,以解决现有技术中电池片在裂片过程中造成对电池片损伤的问题。

为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:

本发明提供一种电池片裂片装置,所述电池片裂片装置包括:

裂片激光器,所述裂片激光器设置为能够移动,且所述裂片激光器能够发射激光以切割电池片;

冷却装置,所述冷却装置具有能够随所述裂片激光器移动的冷却喷头,所述冷却喷头能够朝向所述裂片激光器在电池片的切割处喷射冷却液。

可选地,所述电池片裂片装置还包括移动架及驱动所述移动架移动的驱动装置;

所述裂片激光器及所述冷却喷头均安装在所述移动架上随所述移动架移动。

可选地,所述裂片激光器在所述移动架上的位置可调节。

可选地,所述裂片激光器与所述移动架之间设置有向下倾斜的倾斜导轨及锁止部件,所述裂片激光器能够沿所述倾斜导轨移动以调节位置,并在调节到预定位置后通过所述锁止部件锁止在所述移动架上。

可选地,所述电池片裂片装置还包括安装在所述移动架上的用于检测所述电池片切割处的温度的测温装置。

可选地,所述电池片裂片装置还包括机架及能相对所述机架移动的横移模组,所述横移模组包括横移主体及能够相对所述横移主体移动的所述移动架;

所述驱动装置包括能够驱动所述横移模组相对所述机架沿横向方向移动的第一驱动机构及能够驱动所述移动架相对所述横移主体沿纵向方向移动的第二驱动机构。

可选地,所述第一驱动机构包括第一电机、由所述第一电机驱动的第一丝杠及与所述第一丝杠配合的第一螺母,所述横移主体连接于所述第一螺母;

和/或,所述第二驱动机构包括第二电机、由所述第二电机驱动的第二丝杠及与所述第二丝杠配合的第二螺母,所述移动架连接于所述第二螺母。

根据本发明的另一方面,还提供一种电池片裂片方法,所述电池片裂片方法包括:

设置裂片激光器沿电池片上开设的槽体的延伸方向发射激光以切割电池片;

设置冷却喷头随所述裂片激光器移动,以使得所述冷却喷头能够朝向所述裂片激光器在电池片的切割处喷射冷却液。

可选地,所述电池片裂片方法还包括对所述电池片的切割处进行温度检测。

可选地,所述设置裂片激光器沿电池片上开设的槽体的延伸方向发射激光以切割电池片,具体包括:

驱动所述裂片激光器沿横向方向移动,所述裂片激光器沿横向方向移动时沿电池片上的槽体延伸方向发射激光切割电池片;

驱动所述裂片激光器沿垂直于所述横向方向的纵向方向移动预设距离,以使得裂片激光器沿纵向移动至电池片的另一位置后再沿横向方向切割电池片。

本发明提供的技术方案中,在裂片激光器朝向电池片发射激光以切割电池片的过程中,通过冷却喷头朝向电池片的切割位置喷射冷却液,可以有效实现电池片的冷却降温,从而避免电池片因切割处温度过高而容易造成损伤的问题。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。

在附图中:

图1为根据本发明的一个实施方式中电池片裂片装置的结构示意图;

图2为图1所示的电池片裂片装置的主视图;

图3为移动架上安装有裂片激光器、冷却喷头及测温装置的结构示意图。

附图标记说明:

1-机架;2-横移模组;21-横移主体;22-移动架;221-移动板;222-连接板;223-连接顶板;224-安装板;23-第二电机;3-丝杠模组;4-第一电机;5-导轨;6-裂片激光器;7-冷却喷头;8-测温装置;9-倾斜导轨;10-电池片。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的范例;相反,提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解,并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分,因而将省略对它们的重复描述。

此外,所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中,提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而,本领域技术人员将意识到,可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多,或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下,不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

为了易于说明,在这里可以使用诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语,用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是,除了图中示出的方位之外,空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如,如果图中的装置被倒置,被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此,示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置还可以以其他方式定位,例如旋转90度或位于其他方位,这里所用的空间相对说明可相应地解释。

本发明提供一种电池片裂片装置,该电池片裂片装置包括:

裂片激光器6,裂片激光器6设置为能够移动,且裂片激光器6能够发射激光以切割电池片10;

冷却装置,冷却装置具有能够随裂片激光器6移动的冷却喷头7,冷却喷头7能够朝向裂片激光器6在电池片的切割处喷射冷却液。

通常地,冷却装置包括冷却液箱(或其他冷却液的供应装置)以及与冷却液箱或其它冷却液供应装置通过管路相连的冷却液喷头7,冷却液可以是水、液氮或去离子水等。

本发明提供的技术方案,在裂片激光器6朝向电池片10发射激光以切割电池片的过程中,通过冷却喷头7朝向电池片10的切割位置喷射冷却液,可以有效实现电池片的冷却降温,从而避免电池片因切割处温度过高而容易造成损伤的问题。

在本发明的一个具体实施方式中,如图1和图2所示,电池片裂片装置包括移动架22及驱动移动架22移动的驱动装置;裂片激光器6及冷却喷头7均安装在移动架22上随移动架22移动。向冷却喷头7供应冷却液的冷却液箱可以安装在固定设置的机架上或者其它的固定结构上。

具体的,该电池片裂片装置包括机架1及能相对机架1移动的横移模组2,横移模组2包括横移主体21及能够相对横移主体21移动的移动架22;另外,机架1上还设置有导轨5,横移模组2沿导轨5横向移动。

驱动装置包括能够驱动横移模组2相对机架1沿横向方向移动的第一驱动机构及能够驱动移动架22相对横移主体21沿纵向方向移动的第二驱动机构。

可选地,第一驱动机构包括第一电机4、由第一电机4驱动的丝杠模组3,丝杠模组3包括第一电机4驱动的第一丝杠及与第一丝杠配合的第一螺母,横移主体21连接于第一螺母,从而第一电机4驱动第一丝杠转动时,第一螺母沿第一丝杠移动且带动横移主体21和移动架22沿横向方向移动。

第二驱动机构包括第二电机23、由第二电机23驱动的第二丝杠及第二丝杠配合的第二螺母,移动架22连接于第二螺母。在第二电机23驱动第二丝杠转动时,第二螺母沿第二丝杠移动并带动移动架22移动。

可以理解的是,第一驱动机构和第二驱动机构并不限于如上结构,也可以采用其他的直线驱动方式,例如采用气缸驱动的方式等。

横移模组2在第一驱动机构的驱动作用下沿横向方向移动时,移动架22上的裂片激光器6沿电池片10上开设的槽体的延伸方向移动并发射激光,电池片10通过激光的切割后沿槽体开裂;在裂片激光器6沿横向方向的第一切割线切割完电池片10后,再在第二驱动机构的驱动作用下随移动架22沿垂直于横向方向的纵向方向移动预设距离,以使得裂片激光器6沿纵向移动至电池片的另一位置后再沿横向方向延伸的第二切割线分割电池片。

可选地,在将电池片10切割成三片或更多片的过程中,可以驱动裂片激光器6在第一切割线上沿横向方向从电池片的第一端切割至第二端后,再沿纵向移动至第二切割线,沿第二切割线从电池片的第二端切割至第一端,然后再纵向移动至第三切割线,沿第三切割线从电池片的第一端切割至第二端,即进行往复切割;也可以在裂片激光器6沿第一切割线从电池片的第一端切割至第二端后,沿纵向移动至第二切割线,再横向移动至电池片的第一端,从第一端切割至第二端,然后再移动至第三切割线从第一端切割至第二端,即裂片激光器6的多条切割线均是从第一端切割至第二端。

电池片10上的待切割线可以为一条、两条或更多条,根据电池片实际需要切割的片数确定。

本实施方式中,如图3所示,移动架22包括移动板221、连接板222、连接顶板223及安装板224,其中,裂片激光器6及冷却喷头7安装在安装板224上,移动板221连接于第二驱动机构,由第二驱动机构驱动移动板221相对于横移主体21纵向移动,移动板221与连接顶板223通过位于两侧的连接板222连接,安装板224连接于连接顶板223,从而安装板224可以在移动板221的带动下沿纵向移动。

可选地,为方便调整裂片激光器6对应于电池片的切割位置,裂片激光器6在移动架22上的位置可调节。

具体如图3所示,裂片激光器6与移动架22(具体是移动架22的安装板224)之间设置有向下倾斜的倾斜导轨9及锁止部件(图中未显示),裂片激光器6能够沿倾斜导轨9移动以调节位置,并在调节到预定位置后通过锁止部件锁止在移动架22上。其中锁止部件可以为螺钉等紧固件或卡扣等。

另外,本实施方式中,电池片裂片装置还包括安装在移动架22上的用于检测电池片切割处的温度的测温装置8,通过设置测温装置8可在切割过程中对切割电池片降温做可控性处理,比如,当测温装置8测得当前电池片切割处温度较高时,可控制冷却装置增加当前切割处冷却液使用量;当测温装置8测得当前电池片切割处温度不高时,可控制冷却装置减少或者取消当前切割处冷却液使用量。

需要注意得是,电池片切割处的温度高低的临界值因电池片或工艺的不同,本发明中不做具体限定。另外,对于冷却装置的控制可通过人工控制或者控制器(单片机、plc等)进行控制。

可选地,测温装置8为红外测温仪,红外测温仪是根据物体的红外辐射特性,依靠其内部光学系统将物体的红外辐射能量汇聚到探测器(传感器),并转换成电信号,再通过放大电路、补偿电路及线性处理后,在显示终端显示被测物体的温度。当然,测温装置8也可以为其它的能够检测切割位置的测温部件。

根据本发明的另一方面,还提供一种电池片裂片方法,电池片裂片方法包括:

设置裂片激光器6沿电池片10上开设的槽体的延伸方向发射激光以切割电池片;

设置冷却喷头7随裂片激光器6移动,以使得冷却喷头7能够朝向裂片激光器6在电池片10的切割处喷射冷却液。

其中,电池片10上的槽体在裂片激光器6进行裂片之前通过激光器开设,可以在电池片10的待裂片方向的第一端部和/或第二端部开设槽体,即可以在电池片的相对的两端分别设置槽体,或者仅在一端设置槽体;也可以在电池片10的待裂片方向的第一端部和第二端部之间开设至少一个槽体。

为提高裂片质量,可选地,槽体的深度大于电池片厚度的50%,更可选地,槽体的深度大于电池片厚度的80%,当然,最好大于90%。

设置裂片激光器6沿电池片10上开设的槽体的延伸方向发射激光以切割电池片,具体包括:

驱动裂片激光器6沿横向方向移动,裂片激光器6沿横向方向移动时沿电池片10上的槽体延伸方向发射激光切割电池片;

驱动裂片激光器6沿垂直于横向方向的纵向方向移动预设距离,以使得裂片激光器6沿纵向移动至电池片10的另一位置后再沿横向方向切割电池片。

可选地,在具体切割过程中,可以驱动裂片激光器6在第一切割线上沿横向方向从电池片10的第一端切割至第二端后,再沿纵向移动至第二切割线,沿第二切割线从电池片的第二端切割至第一端,如此继续移动至第三切割线后,沿第三切割线从电池片的第一端切割至第二端,即进行往复切割;也可以在裂片激光器6沿第一切割线从电池片10的第一端切割至第二端后,沿纵向移动至第二切割线,再横向移动至电池片的第一端,从第一端切割至第二端,如此再进行第三切割线的切割……即裂片激光器6的多条切割线均是从第一端切割至第二端。即,对于电池片10的每条切割线,裂片激光器6均是从电池片10的第一端切割至第二端。

另外,本发明提供的电池片裂片方法还包括对电池片10的切割处进行温度检测。通过温度检测,可以掌握电池片10切割处的温度,可以根据该温度来控制冷却喷头7对该切割处的冷却。

本发明所属技术领域的普通技术人员应当理解,上述具体实施方式部分中所示出的具体结构和工艺过程仅仅为示例性的,而非限制性的。而且,本发明所属技术领域的普通技术人员可对以上所述所示的各种技术特征按照各种可能的方式进行组合以构成新的技术方案,或者进行其它改动,而都属于本发明的范围之内。


技术特征:

1.一种电池片裂片装置,其特征在于,所述电池片裂片装置包括:

裂片激光器,所述裂片激光器设置为能够移动,且所述裂片激光器能够发射激光以切割电池片;

冷却装置,所述冷却装置具有能够随所述裂片激光器移动的冷却喷头,所述冷却喷头能够朝向所述裂片激光器在电池片的切割处喷射冷却液。

2.根据权利要求1所述的电池片裂片装置,其特征在于,所述电池片裂片装置还包括移动架及驱动所述移动架移动的驱动装置;

所述裂片激光器及所述冷却喷头均安装在所述移动架上随所述移动架移动。

3.根据权利要求2所述的电池片裂片装置,其特征在于,所述裂片激光器在所述移动架上的位置可调节。

4.根据权利要求3所述的电池片裂片装置,其特征在于,所述裂片激光器与所述移动架之间设置有向下倾斜的倾斜导轨及锁止部件,所述裂片激光器能够沿所述倾斜导轨移动以调节位置,并在调节到预定位置后通过所述锁止部件锁止在所述移动架上。

5.根据权利要求2所述的电池片裂片装置,其特征在于,所述电池片裂片装置还包括安装在所述移动架上的用于检测所述电池片切割处的温度的测温装置。

6.根据权利要求2-5中任意一项所述的电池片裂片装置,其特征在于,所述电池片裂片装置还包括机架及能相对所述机架移动的横移模组,所述横移模组包括横移主体及能够相对所述横移主体移动的所述移动架;

所述驱动装置包括能够驱动所述横移模组相对所述机架沿横向方向移动的第一驱动机构及能够驱动所述移动架相对所述横移主体沿纵向方向移动的第二驱动机构。

7.根据权利要求6所述的电池片裂片装置,其特征在于,所述第一驱动机构包括第一电机、由所述第一电机驱动的第一丝杠及与所述第一丝杠配合的第一螺母,所述横移主体连接于所述第一螺母;

和/或,所述第二驱动机构包括第二电机、由所述第二电机驱动的第二丝杠及与所述第二丝杠配合的第二螺母,所述移动架连接于所述第二螺母。

8.一种电池片裂片方法,其特征在于,所述电池片裂片方法包括:

设置裂片激光器沿电池片上开设的槽体的延伸方向发射激光以切割电池片;

设置冷却喷头随所述裂片激光器移动,以使得所述冷却喷头能够朝向所述裂片激光器在电池片的切割处喷射冷却液。

9.根据权利要求8所述的电池片裂片方法,其特征在于,所述电池片裂片方法还包括对所述电池片的切割处进行温度检测。

10.根据权利要求8或9所述的电池片裂片方法,其特征在于,所述设置裂片激光器沿电池片上开设的槽体的延伸方向发射激光以切割电池片,具体包括:

驱动所述裂片激光器沿横向方向移动,所述裂片激光器沿横向方向移动时沿电池片上的槽体延伸方向发射激光切割电池片;

驱动所述裂片激光器沿垂直于所述横向方向的纵向方向移动预设距离,以使得裂片激光器沿纵向移动至电池片的另一位置后再沿横向方向切割电池片。

技术总结
本发明公开了一种电池片裂片装置及电池片裂片方法,所述电池片裂片装置包括:裂片激光器,所述裂片激光器设置为能够移动,且所述裂片激光器能够发射激光以切割电池片;冷却装置,所述冷却装置具有能够随所述裂片激光器移动的冷却喷头,所述冷却喷头能够朝向所述裂片激光器在电池片的切割处喷射冷却液。本发明提供的技术方案中,在裂片激光器朝向电池片发射激光以切割电池片的过程中,通过冷却喷头朝向电池片的切割位置喷射冷却液,可以有效实现电池片的冷却降温,从而避免电池片因切割处温度过高而容易造成损伤的问题。

技术研发人员:李文;沈庆丰;卓远
受保护的技术使用者:无锡奥特维科技股份有限公司
技术研发日:2020.02.19
技术公布日:2020.06.05

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