CN101667656A - 用于缠绕二次电池的电池卷的设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于缠绕二次电池的电池卷的设备，凭借所述设备，通过将电池单元连续地缠绕为正方形或圆柱形而减少用于制造电池卷的时间。所述设备包含：旋转板，其基于旋转轴而间歇地旋转预定角度；多个芯棒，其围绕旋转轴绕转，所述芯棒经组合到旋转板，以便从旋转板突出，且其包括借以组合正极板、第一隔板、负极板和第二隔板的前端的组合凹槽；第一夹具，其夹住正极板；第二夹具，其夹住负极板；第一刀具，其切割正极板；第二刀具，其切割负极板；第三刀具，其切割第一和第二隔板；以及弹射器，其弹出电池卷。在根据本发明的用于缠绕电池卷的设备中，多个芯棒绕转并旋转，因此连续地制造电池卷，进而改进了生产力。

Description

用于缠绕二次电池的电池卷的设备

相关专利申请的交叉参考

本申请主张2008年9月1日在韩国知识产权局申请的第10-2008-0085908号韩国专利申请的权益，所述申请的揭示内容全部以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种用于缠绕二次电池的电池卷(battery roll)的设备，尤其涉及一种用于缠绕二次电池的电池卷的设备，凭借所述设备，通过将电池单元连续地缠绕为正方形(square form)或圆柱形(cylindrical form)而减少用于制造电池卷的时间。

背景技术

一般来说，与不可再充电的一次电池(primary batteries)不同，二次电池(secondary batteries)可被再充电，且广泛用于例如蜂窝式电话、膝上型计算机和摄像机等高科技电子装置中。

具体来说，锂二次电池的驱动电压为3.6 V，比广泛用作便携式电子装置电源的镍镉电池或镍金属氢化物电池的驱动电压大三倍。由于每单位重量的能量密度(energy density per unit weight)较高，因此显著增加了锂二次电池的普遍使用。

锂二次电池被制造成具有各种形态，例如，圆柱形、正方形或盒形。

图1是锂二次电池的普通电池卷10。电池卷包含正极板(positive plate)11、负极板(negative plate)12和插入在正极板11与负极板12之间的隔板(separators)13和14。正极板11、负极板12以及隔板13和14各由一条带(strip)形成。

通过顺序地布置正极板11、隔板13、负极板12和隔板14、将其每一前端固定在芯棒上，并缠绕正极板11、隔板13、负极板12和隔板14，而将电池卷10制造为圆柱形或正方形。

发明内容

本发明提供一种用于缠绕二次电池的电池卷的设备，其将正极板、负极板和隔板缠绕在芯棒上，以便减少用于制造电池卷的时间。

根据本发明的一方面，提供一种用于缠绕电池卷的设备，其顺序地重叠并缠绕正极板、第一隔板、负极板和第二隔板，所述设备包含：旋转板，其围绕旋转轴旋转预定角度；多个第一、第二和第三芯棒(mandrels)，其围绕该旋转轴绕转，所述多个第一、第二和第三芯棒经组合到旋转板，以便从旋转板突出，且多个第一、第二和第三芯棒中的每一个包括组合有正极板、第一隔板、负极板和第二隔板的前端的组合凹槽(combining groove)；第一驱动源，其将多个第一、第二和第三芯棒中的两个旋转到第一位置和第二位置，其中第一位置是正极板、第一隔板、负极板和第二隔板的前端在处于所述第一位置处的芯棒的组合凹槽中组合的地方，且其中第二位置是弹出缠绕在处于所述第二位置处的芯棒上的电池卷的地方；第二驱动源，其旋转处于第一位置处的芯棒，以便将正极板、第一隔板、负极板和第二隔板缠绕在处于第一位置处的芯棒上；第一固定辊，其安置在旋转板附近且是可旋转的；第二固定辊，其邻近于所述第一固定辊且是可旋转的；第一移动辊，其移动以与第一固定辊对应或与其分离且是可旋转的；第二移动辊，其移动以与第二固定辊对应或与其分离且是可旋转的；引导构件，通过所述引导构件，在第一固定辊与第一移动辊之间引导的正极板和第一隔板以及在第二固定辊与第二移动辊之间引导的负极板和第二隔板相组合，且被引入到处于第一位置处的芯棒的组合凹槽；第一夹具，其夹住正极板并来回移动(沿着正极板的行进方向)，以便将正极板的前端安置在第一固定辊与第一移动辊之间；第二夹具，其夹住负极板并沿着负极板的行进方向来回移动，以便将负极板的前端安置在第二固定辊与第二移动辊之间；第一刀具，当由与第一固定辊对应的第一移动辊固持正极板时，第一刀具切割正极板；第二刀具，当由与第二固定辊对应的第二移动辊固持负极板时，第二刀具切割负极板；第三刀具，当在处于第一位置处的芯棒上形成电池卷后，第三刀具在远离第一位置的位置处切割第一和第二隔板；以及弹射器，当形成有电池卷的芯棒安置在第二位置处时，所述弹射器弹出电池卷。

引导构件可直接安置于处于第一位置处的芯棒的组合凹槽上方，且包含一对引导辊，通过所述一对引导辊而引入正极板、第一隔板、负极板和第二隔板的前端。

所述设备可进一步包含：第一支架，其经由第一电机而在正极板的行进方向上来回移动，以及包括借以引导第一夹具的第一引导轨道，且包括第一引导轨道的端部上的第一刀具；第二电机，其以滑动的方式沿着第一引导轨道来回移动第一夹具；第二支架，其经由第三电机而在负极板的行进方向上来回移动，以及包括借以引导第二夹具的第二引导轨道，且包括第二引导轨道的端部上的第二刀具；以及第四电机，其以滑动的方式沿着第二引导轨道来回移动第二夹具；其中当第一和第二夹具分别夹住正极板和负极板时，第一和第二支架分别在正极板和负极板的行进方向上移动，第一和第二夹具分别沿着第一和第二引导轨道移动，使得在第一移动辊与第二固定辊之间引入正极板的前端，且在第二移动辊与第二固定辊之间引入负极板的前端，第一和第二夹具松开，且处于第一位置处的芯棒旋转以缠绕正极板、负极板和隔板，处于第一位置处的芯棒旋转设置的圈数，且第一和第二夹具分别夹住正极板和负极板，且随后第一和第二刀具以与正极板、负极板或隔板的移动速度相同的速度移动，且切割正极板和负极板。

附图说明

通过参考附图详细描述本发明的示范性实施例，将更加明白本发明的以上和其它特征和优点，附图中：

图1是二级电池的普通电池卷的透视图。

图2到图8示意性地说明根据本发明的实施例的用于缠绕电池卷的设备的操作。

图9是说明正极板、第一隔板、负极板和第二隔板的前端被图2到图8的设备的芯棒组合的透视图。

图10是芯棒相对于图2到图8的设备的旋转板的操作的横截面图。

图11A到图11F说明根据本发明的另一实施例的用于缠绕电池卷的设备的操作。

具体实施方式

图2到图8示意性地说明根据本发明的实施例的用于缠绕二次电池的电池卷的设备的操作。

根据本实施例的用于缠绕电池卷的设备所缠绕的电池卷10包含正极板11、第一隔板13、负极板12和第二隔板14，其顺序地重叠并缠绕，如图1所示。

用于制造电池卷10的用于缠绕电池卷的设备包含旋转板20和多个第一、第二和第三芯棒21、22和23。旋转板20围绕旋转轴24旋转预定角度，且所述多个第一、第二和第三芯棒21、22和23围绕旋转轴24绕转。所述多个第一、第二和第三芯棒21、22和23组合到旋转板20，以便从旋转板20突出，每一芯棒都包含组合凹槽21a，且正极板11、第一隔板13、负极板12和第二隔板14的前端可在所述组合凹槽21a处组合。

参看图8和9，旋转板20可经由第一驱动源(未图示)而围绕旋转轴24旋转到第一位置和第二位置中。第一位置是正极板11、第一隔板13、负极板12和第二隔板14的前端在处于所述第一位置处的芯棒的组合凹槽21a中组合的地方，且第二位置是通过弹射器80而弹出缠绕在处于所述第二位置处的芯棒上的电池卷10的地方。

所述多个芯棒21、22和23每一个均由第二驱动源(未图示)来旋转，以便缠绕正极板11、第一隔板13、负极板12和第二隔板14。

也就是说，所述多个芯棒21、22和23围绕旋转轴24绕转并旋转。

另外，所述多个芯棒21、22和23可经由气缸(未图示)朝着如图10中的旋转板20缩回或突出而远离所述旋转板20。当处于第一位置处的芯棒突出而远离旋转板20时，第一和第二隔板13和14在处于第一位置处的芯棒的组合凹槽21a中组合。

第一和第二固定辊(roller)51和52由安置在旋转板20附近的框架(未图示)可旋转地支撑着，第一和第二移动辊61和62是可旋转的，且可移动以便分别与第一和第二固定辊51和52对应或分离。

在第一固定辊51与第一移动辊61之间引导正极板11和第一隔板13。而且，在第二固定辊52与第二移动辊62之间引导负极板12和第二隔板14。随后，正极板11、第一隔板13、负极板12和第二隔板14通过引导构件而在处于第一位置处的芯棒的组合凹槽21a中组合。

该引导构件直接安置在处于第一位置处的芯棒21的组合凹槽21a上方，且包含一对引导辊71和72，通过所述一对引导辊71和72而引入正极板11、第一隔板13、负极板12和第二隔板14的前端。

而且，包含第一夹具31和第二夹具32，其中第一夹具31可夹住正极板11，且可沿着正极板11的行进方向来回移动，以便将正极板11的前端安置在第一固定辊51与第一移动辊61之间，其中第二夹具32可夹住负极板12且可沿着负极板12的行进方向来回移动，以便将负极板12的前端安置在第二固定辊52与第二移动辊62之间。

另外，包含第一刀具41和第二刀具42，其中第一刀具41可在第一移动辊61与第一固定辊51对应以将正极板11固持在其间时切割正极板11，且第二刀具42可在第二移动辊62与第二固定辊52对应以将负极板12固持在其间时切割负极板12。

参看图7，第三刀具43远离旋转板20的第一位置而安置，以用于在形成缠绕到处于第一位置处的第一芯棒的电池卷10后切割第一和第二隔板13和14。

用于缠绕电池卷的设备可如下操作。

首先，如图2中所说明，当第一和第二隔板13和14被固持在第一芯棒21的组合凹槽21a处时，第一和第二夹具31和32分别固持并移动正极板11和负极板12，以便分别将正极板11和负极板12引入至第一固定辊51与第一移动辊61之间以及第二固定辊52与第二移动辊62之间。

参看图3，当正极板11和负极板12的前端分别安置在第一固定辊51与第一移动辊61之间以及第二固定辊52与第二移动辊62之间时，第一和第二移动辊61和62移动到分别与第一和第二固定辊51和52紧密对应。

随后，如图4中所说明，第一和第二夹具31和32分别松开正极板11和负极板12，且第一芯棒21以顺时针方向旋转设置的圈数，以便缠绕正极板11、第一隔板13、负极板12和第二隔板14。

如图5中所说明，当完成电池卷10在第一芯棒21上的缠绕时，停止第一芯棒21的旋转，且在第一和第二夹具31和32分别夹住正极板11和负极板12的同时，第一和第二刀具41和42分别切割正极板11和负极板12。随后，如图6中所示，第一芯棒21旋转，以便缠绕正极板11和负极板12的剩余未缠绕部分。

随后，如图7中所示，旋转板20以逆时针方向旋转，且因此第一芯棒21从第一位置移动。随后，第三刀具43切割第一和第二隔板13和14。

此处，移动到第一位置的第二芯棒22由远离旋转板20突出。

随后，如图8中所示，当旋转板20以顺时针方向旋转且因此第一芯棒21移动到第二位置时，在弹射器80固持着缠绕在第一芯棒21上的电池卷10时，第一芯棒21朝着旋转板20缩回，且因此可弹出电池卷10。

另外，从第一位置缩回的第二芯棒22由远离旋转板20突出。因此，第一和第二隔板13和14在组合凹槽21a中组合。也就是说，第二芯棒22安置在如图2中的位置处。

图11A到图11F说明根据本发明的另一实施例的用于缠绕电池卷的设备的操作。

图11A到图11F是正极板11和负极板12的修改后的实例，其分别被第一和第二夹具31和32夹住，被供应在第一和第二固定辊51和52与第一和第二移动辊61和62之间，且被切割。

其后，仅描述修改的部分，且省略对与上文相同的其它部分的详细描述。

而且，正极板11的修改后的实例和负极板12的修改后的实例彼此相同。因此，图11中仅说明正极板11的修改后的实例，且负极板12的参考标号与正极板11一起展示。

参看图11，经由第一电机110而在正极板11的行进方向上来回移动的第一支架120安置在正极板11的行进路径上。

第一夹具31经由第二电机(未图示)而由第一引导轨道121引导，且以滑动的方式移动。第一引导轨道121形成在第一支架120上，且第一刀具41安置在第一引导轨道121的端部上。

而且，经由第三电机130而在负极板12的行进方向上来回移动的第二支架140安置在负极板12的行进路径上。

第二夹具32经由第四电机(未图示)而由第二引导轨道141引导，且以滑动的方式移动。第二引导轨道141形成在第二支架140上，且第二刀具42安置在第二引导轨道141的端部上。

在修改后的实例中，第一和第二支架120和140分别通过第一和第三电机110和130而分别在正极板11和负极板12的行进方向上移动，同时第一和第二夹具31和32分别夹住正极板11和负极板12，如图11A和11B中所说明。

而且，第一和第二夹具31和32分别沿着第一和第二引导轨道121和141移动，使得正极板11的前端进入第一移动辊61与第一固定辊51之间，且负极板12的前端进入第二移动辊62与第二固定辊52之间。

随后，如图11C中，第一和第二夹具31和32松开，且第一位置中的芯棒旋转以缠绕正极板11、负极板12和隔板。

当第一芯棒21旋转，且因此正极板11和负极板12缠绕时，第一和第二支架120和140如图11D中往回移动，且随后第一芯棒21旋转设置的圈数。随后，第一和第二夹具31和32分别夹住正极板11和负极板12，且分别沿着第一和第二引导轨道121和141移动，使得第一和第二刀具41和42可分别切割正极板11和负极板12。

随后，如图11F中所说明，重复图11B之后的操作，制造电池卷。

在修改后的实例中，第一和第二支架120和140可来回移动，可将第一和第二夹具31和32安装到第一和第二支架120和140，且第一和第二刀具41和42可为可移动的。因此，可在第一和第二支架120和140移动时通过第一和第二刀具41和42来切割正极板11和负极板12，且因此制造电池卷的速度高于常规制造的速度。

在根据本发明的用于缠绕电池卷的设备中，多个芯棒绕转并旋转，因此可连续制造电池卷，进而改进了生产力。

虽然已参考本发明的示范性实施例特定地展示并描述了本发明，但所属领域的技术人员将理解，在不脱离所附权利要求书所界定的本发明的精神和范围的情况下，可在其中作出形式和细节上的各种改变。

Claims (3)

1、一种用于缠绕电池卷的设备，其顺序地重叠并缠绕正极板、第一隔板、负极板和第二隔板，所述设备包括：

旋转板，其围绕旋转轴旋转预定角度；

多个第一、第二和第三芯棒，其围绕所述旋转轴绕转，所述多个第一、第二和第三芯棒经组合到所述旋转板，以便从所述旋转板突出，且所述多个第一、第二和第三芯棒中的每一个包括组合有所述正极板、所述第一隔板、所述负极板和所述第二隔板的前端的组合凹槽；

第一驱动源，其将所述多个第一、第二和第三芯棒中的两个旋转到第一位置和第二位置，其中所述第一位置是所述正极板、所述第一隔板、所述负极板和所述第二隔板的所述前端在处于所述第一位置处的所述芯棒的所述组合凹槽中组合的地方，且其中所述第二位置是弹出缠绕在处于所述第二位置处的所述芯棒上的所述电池卷的地方；

第二驱动源，其旋转处于所述第一位置处的所述芯棒，以便将所述正极板、所述第一隔板、所述负极板和所述第二隔板缠绕在处于所述第一位置处的所述芯棒上；

第一固定辊，其安置在所述旋转板附近，且是可旋转的；

第二固定辊，其邻近于所述第一固定辊，且是可旋转的；

第一移动辊，其移动以与所述第一固定辊对应或与所述第一固定辊分离，且是可旋转的；

第二移动辊，其移动以与所述第二固定辊对应或与所述第二固定辊分离，且是可旋转的；

引导构件，通过所述引导构件，在所述第一固定辊与所述第一移动辊之间引导的所述正极板和所述第一隔板以及在所述第二固定辊与所述第二移动辊之间引导的所述负极板和所述第二隔板相组合，且被引入到处于所述第一位置处的所述芯棒的所述组合凹槽；

第一夹具，其夹住所述正极板并沿着所述正极板的行进方向来回移动，以便将所述正极板的所述前端安置在所述第一固定辊与所述第一移动辊之间；

第二夹具，其夹住所述负极板并沿着所述负极板的行进方向来回移动，以便将所述负极板的所述前端安置在所述第二固定辊与所述第二移动辊之间；

第一刀具，当由与所述第一固定辊对应的所述第一移动辊固持所述正极板时，第一刀具切割所述正极板；

第二刀具，当由与所述第二固定辊对应的所述第二移动辊固持所述负极板时，第二刀具切割所述负极板；

第三刀具，当在处于所述第一位置处的所述芯棒上形成所述电池卷后，第三刀具在远离所述第一位置的位置处切割所述第一和第二隔板；以及

弹射器，当形成有所述电池卷的所述芯棒安置在所述第二位置处时，所述弹射器弹出所述电池卷。

2、根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述引导构件直接安置于处于所述第一位置处的所述芯棒的所述组合凹槽上方，且包括一对引导辊，通过所述一对引导辊而引入所述正极板、所述第一隔板、所述负极板和所述第二隔板的所述前端。

3、根据权利要求1或2所述的设备，其进一步包括：

第一支架，其经由第一电机而在所述正极板的行进方向上来回移动，以及包括借以引导所述第一夹具的第一引导轨道，且包括所述第一引导轨道的端部上的所述第一刀具；

第二电机，其以滑动的方式沿着所述第一引导轨道来回移动所述第一夹具；

第二支架，其经由第三电机而在所述负极板的行进方向上来回移动，以及包括借以引导所述第二夹具的第二引导轨道，且包括所述第二引导轨道的端部上的所述第二刀具；以及

第四电机，其以滑动的方式沿着所述第二引导轨道来回移动所述第二夹具；

其中当所述第一和第二夹具分别夹住所述正极板和所述负极板时，所述第一和第二支架分别在所述正极板和所述负极板的所述行进方向上移动，所述第一和第二夹具分别沿着所述第一和第二引导轨道而移动，使得在所述第一移动辊与所述第二固定辊之间引入所述正极板的所述前端，且在所述第二移动辊与所述第二固定辊之间引入所述负极板的所述前端，所述第一和第二夹具松开，且处于所述第一位置处的所述芯棒旋转以缠绕所述正极板、所述负极板和隔板，处于所述第一位置处的所述芯棒旋转设置的圈数，且所述第一和第二夹具分别夹住所述正极板和所述负极板，且随后所述第一和第二刀具以与所述正极板、所述负极板或所述隔板的移动速度相同的速度移动，且切割所述正极板和所述负极板。

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