CN102642373B - 用于电极基板的层压装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于电极基板的层压装置，其能在电极基板高速移动时防止电极基板抖动。层压装置包括：至少两个引导辊，引导电极基板的传送；压辊，形成在引导辊中的相邻引导辊之间；压单元，形成在压辊的一侧和另一侧；以及压力控制器，控制在朝向电极基板的方向上和相反的方向上从压单元施加的压力。

Description

用于电极基板的层压装置

技术领域

本发明的实施方式涉及用于电极基板的层压装置。

背景技术

一般地，诸如锂电池或锂离子电池的二次电池包括与电解质一起容置在罐中的电极组件。电极组件包括正电极基板、隔板和负电极基板。正电极基板(或负电极基板)包括成形为具有预定宽度的带的正(或负)集流板、以及在集流板的表面上图案化和涂覆的正(或负)电极活性材料层。此外，集流板具有未涂覆部分，其上不涂覆活性材料层。用于将集流板的未涂覆部分连接到外部电路的导电接片通常被焊接到未涂覆部分。此外，绝缘带沿活性材料层的端部以及正电极基板(或负电极基板)的未涂覆部分的一部分层压，以保护活性材料层的所述端部并同时防止具有不同极性的活性材料层之间的短路。

在绝缘带的层压中，为了提高可制造性，需要能防止电极基板抖动并同时提高电极基板的传送速度的层压装置。

发明内容

本发明的实施方式提供一种用于电极基板的层压装置，其能在电极基板以高速移动时防止电极基板抖动。

根据本发明的一实施方式，提供一种用于电极基板的层压装置，包括：至少两个引导辊，引导电极基板的传送；压辊，形成在引导辊中的相邻引导辊之间；压单元，形成在压辊的一侧和另一侧；以及压力控制器，控制在朝向电极基板的方向上和在相反的方向上从压单元施加的压力。

压单元可包括：压辊固定单元，耦接到压辊的相对两端；圆柱，垂直于压辊的旋转轴延伸；以及杆，连接压辊固定单元和圆柱。

压单元还可包括形成在圆柱内部并连接到杆的一端的活塞，其中活塞在垂直于圆柱的纵向方向的方向上限定圆柱的内部空间。

压力控制器可包括：第一压力控制单元，连接到圆柱的一个纵向侧的内部空间；以及第二压力控制单元，连接到圆柱的另一纵向侧的内部空间。

第一压力控制单元可控制从圆柱朝向电极基板施加的压力，第二压力控制单元可控制远离所述电极基板施加的压力。

第一压力控制单元可施加与电极基板的传送速度成比例的压力，第二压力控制单元可施加与压辊的重量相应的压力。

此外，第二压力控制单元可施加与压辊和压辊固定单元的总重量相应的压力。

第二压力控制单元也可施加与活塞、杆、压辊固定单元和压辊的总重量相应的压力。

层压装置还可包括关于压辊固定单元与压辊相反地形成并引导压辊固定单元的移动的引导件。

根据本发明的层压装置，通过在电极基板以高度传送时防止电极基板抖动，能防止电极基板品质劣化，也就是说，能防止电极基板破裂。

本发明的其它方面和/或优点将在以下的描述中部分地阐述，并且部分将通过该描述变得显然或者可通过本发明的实践而习知。

附图说明

通过结合附图进行的以下详细描述，本发明的目的、特征和优点将更加明显，在附图中：

图1是根据本发明一实施方式的层压装置的示意图；

图2是局部剖视图，示出其中绝缘带附接到电极基板的状态；

图3是图2的‘A’部分的平面图；

图4是方框图，示出在图1中示出的层压装置的控制器的操作；

图5是图1中示出的层压装置的张力控制单元的透视图；以及

图6是图5中示出的张力控制单元的分解透视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施方式的示例，使得它们能容易地被本领域的技术人员获得和使用。

在下文中，将描述根据本发明的层压装置的总体结构和操作。

图1是根据本发明的层压装置的示意图，图2是局部剖视图，示出其中绝缘带附接到电极基板的状态，图3是图2的‘A’部分的平面图，图4是方框图，示出图1中示出的层压装置的控制器的操作。

参考图1至图4，根据本发明实施方式的层压装置1000包括在电极基板10的移动方向上布置的展开单元100、第一缓冲单元200、层压单元300、第二缓冲单元400、检查单元500、张力控制单元600、第三缓冲单元700以及卷绕单元800。层压装置1000还可以包括控制器900。

电极基板10包括集流板11、第一活性材料层12、第二活性材料层13以及未涂覆部分14。集流板11成形为箔。此外，集流板11用于汇集电流。第一活性材料层12被图案化和涂覆在集流板11的底表面上。第二活性材料层13被图案化和涂覆在集流板11的顶表面上。未涂覆部分14形成在集流板11的没有形成第一活性材料层12和第二活性材料层13的区域。用于将未涂覆部分14连接到外部电路的导电接片通常被焊接到未涂覆部分14。

绝缘带T沿第一活性材料层12的第一和第二端部12a和12b以及第二活性材料层13的第三和第四端部13a和13b被层压。此外，绝缘带T保护第一活性材料层12和第二活性材料层13的端部，同时防止具有不同极性的活性材料层之间的短路。当绝缘带T基本平行于第一活性材料层12的第一和第二端部12a和12b以及第二活性材料层13的第三和第四端部13a和13b被层压时，电极基板10结果是合格产品。然而，绝缘带T以超过预定角度的一角度被层压，而不是平行于第一活性材料层12的第一端部12a和第二端部12b以及第二活性材料层13的第三端部13a和第四端部13b时，如图3中的虚线所指示的，电极基板10结果是不合格产品。

在展开单元100中，电极基板10可以以卷的形式绕展开辊110被卷绕多次。此外，马达(未示出)连接到展开单元100的一侧。电极基板10的展开方向和速度根据连接到展开单元100的马达的操作而调整。

第一缓冲单元200包括传送辊210、摩擦辊220、支承辊230和提升辊240。

传送辊210和摩擦辊220彼此紧密接触，电极基板10设置在其间。此外，从展开单元100展开的电极基板10被传送到传送辊210和摩擦辊220。马达(未示出)连接到传送辊210的一侧。电极基板10的传送方向和速度通过连接到传送辊210的马达的操作而被调整。

支承辊230安装在与传送辊210相同的高度。此外，电极基板10被传送到支承辊230的上部分。另外，支承辊230将电极基板10传送到随后将描述的层压单元300。

提升辊240形成在传送辊210与支承辊230之间。电极基板10被传送到提升辊240的下部分。此外，提升辊240形成为可升降，从而调整经过第一缓冲单元200的电极基板10的长度。

层压单元300包括第一层压单元300a和第二层压单元300b。第一层压单元300a包括第一定位单元310和第二定位单元320。第二层压单元300b包括第三定位单元330和第四定位单元340。

层压单元300从传送自展开单元100的电极基板10检测第一活性材料层12的第一端部12a和第二端部12b以及第二活性材料层13的第三端部13a和第四端部13b，并确定绝缘带T的将被层压的位置。然后，层压单元300用绝缘带T层压该将被层压的位置。

第一层压单元300a的第一定位单元310和第二定位单元320以及第二层压单元300b的第三定位单元330和第四定位单元340用绝缘带T如下地层压电极基板10。

在第一示范性实施方式中，第一层压单元300a用绝缘带T层压电极基板10底部的第一活性材料层12的端部。也就是说，第一层压单元300a的第一定位单元310可用绝缘带T层压第一端部12a，第二定位单元320可用绝缘带T层压第二端部12b。

另外，第二层压单元300b可用绝缘带T层压电极基板10顶部的第二活性材料层13的端部。也就是说，第二层压单元300b的第三定位单元330可用绝缘带T层压第三端部13a，第四定位单元340可用绝缘带T层压第四端部13b。

在第二示范性实施方式中，第一层压单元300a用绝缘带T层压电极基板10顶部的第二活性材料层13的端部。也就是说，第一层压单元300a的第一定位单元310可用绝缘带T层压第三端部13a，第二定位单元320可用绝缘带T层压第四端部13b。

另外，第二层压单元300b可用绝缘带T层压电极基板10底部的第一活性材料层12的端部。也就是说，第二层压单元300b的第三定位单元330可用绝缘带T层压第一端部12a，第四定位单元340可用绝缘带T层压第二端部12b。

在第三示范性实施方式中，第一层压单元300a的第一定位单元310可用绝缘带T层压电极基板10底部的第一端部12a，第二定位单元320可用绝缘带T层压第四端部13b。

另外，第二层压单元300b的第三定位单元330可用绝缘带T层压电极基板10顶部的第三端部13a，第四定位单元340可用绝缘带T层压电极基板10底部的第二端部12b。

在第四示范性实施方式中，第一层压单元300a的第一定位单元310可用绝缘带T层压电极基板10顶部的第三端部13a，第二定位单元320可用绝缘带T层压电极基板10底部的第二端部12b。

另外，第二层压单元300b的第三定位单元330可用绝缘带T层压电极基板10底部的第一端部12a，第四定位单元340可用绝缘带T层压电极基板10顶部的第四端部13b。

第二缓冲单元400包括传送辊410、支承辊420和提升辊430。此外，第二缓冲单元400可形成在第一层压单元300a与第二层压单元300b之间。

传送辊410被配置使得从第一层压单元300a传送的电极基板10在其上经过。此外，传送辊410的一侧连接到马达(未示出)。马达调整传送辊410的旋转方向和速度，从而调整在其上经过的电极基板10的移动方向和速度。

支承辊420安装在与传送辊410相同的高度。此外，电极基板10被传送到支承辊420的顶部。另外，支承辊420将电极基板10传送到第一层压单元300b。

提升辊430形成在传送辊410与支承辊420之间。电极基板10被传送到提升辊430的下部。此外，提升辊430形成为可升降，从而调整经过第二缓冲单元400的电极基板10的长度。

检查单元500包括下检查单元510和上检查单元520。

下检查单元510包括第一检查照相机511和第二检查照相机512。第一检查照相机511检查沿从层压单元300传送的电极基板10的第一端部12a层压的绝缘带T的位置。此外，第一检查照相机511在通过第一检查照相机传送单元511a沿平行于电极基板10的移动方向移动时，可检查绝缘带T的位置。第二检查照相机512检查沿从层压单元300传送的电极基板10的第二端部12b层压的绝缘带T的位置。此外，在利用第二检查照相机传送单元512a沿平行于电极基板10的移动方向移动时，第二检查照相机512可检查绝缘带T的位置。

上检查单元520包括第三检查照相机521和第四检查照相机522。第三检查照相机521检查沿从层压单元300传送的电极基板10的第三端部13a层压的绝缘带T的位置。此外，第三检查照相机521在通过第三检查照相机传送单元521a沿平行于电极基板10的移动方向移动时，可检查绝缘带T的位置。第四检查照相机522检查沿从层压单元300传送的电极基板10的第四端部13b层压的绝缘带T的位置。此外，在利用第四检查照相机传送单元522a沿平行于电极基板10的移动方向移动时，第四检查照相机522可检查绝缘带T的位置。

张力控制单元600包括支承壁610、固定板620、引导辊630、压辊640、压单元650、引导单元660和压力控制器670。张力控制单元600防止当电极基板10以高速传送时电极基板10抖动。随后将详细描述张力控制单元600的总体结构和操作。

第三缓冲单元700包括传送辊710、摩擦辊720、支承辊730和提升辊740。

传送辊710和摩擦辊720彼此紧密接触，电极基板10设置在其间。此外，来自检查单元500的电极基板10被传送到传送辊710和摩擦辊720。马达(未示出)连接到传送辊710的一侧。通过连接到传送辊710的马达的操作，调整传送辊710和摩擦辊720的旋转方向和速度，从而调整电极基板10的传送方向和速度。

支承辊730安装在与传送辊710相同的高度。此外，电极基板10被传送到支承辊730的上部。另外，支承辊730将电极基板10传送到随后将描述的卷绕单元800。

提升辊740形成在传送辊710与支承辊730之间。电极基板10被传送到提升辊740的下部。此外，提升辊740形成为可升降，从而调整经过第一缓冲单元700的电极基板10的长度。

在卷绕单元800中，电极基板10可以以卷的形式绕卷绕辊810被卷绕多次。此外，马达(未示出)可连接到卷绕单元800的一侧。马达调整卷绕辊810的旋转方向和速度，从而调整在电极基板10的卷绕方向和速度。

控制器900控制展开单元100的马达(未示出)的旋转方向和速度，从而控制电极基板10的传送方向和速度。此外，控制器900控制第一缓冲单元200的马达(未示出)的旋转方向和速度，从而控制电极基板10的传送方向和速度。另外，控制器900控制层压单元300进行的将要被层压的位置的检测和层压操作。此外，控制器900控制第二缓冲单元400的马达(未示出)的旋转方向和速度，从而控制电极基板10的传送方向和速度。另外，控制器900控制第一检查照相机传送单元511a、第二检查照相机传送单元512a、第三检查照相机传送单元521a和第四检查照相机传送单元522a的传送操作。此外，控制器900控制检查单元500的第一检查照相机511、第二检查照相机512、第三检查照相机521和第四检查照相机522，以检查层压在电极基板10上的绝缘带T的位置。控制器900还控制安装在张力控制单元600中的压力控制器670的压力。此外，控制器900控制第三缓冲单元700的马达(未示出)的旋转方向和速度，从而控制电极基板10的传送方向和速度。此外，控制器900控制卷绕单元800的马达(未示出)的旋转方向和速度，从而控制电极基板10的传送方向和速度。

接下来，将根据本发明的实施方式描述层压装置1000的张力控制单元600的详细结构和操作。

图5是图1中示出的层压装置的张力控制单元的透视图，图6是图5中示出的张力控制单元的分解透视图。

参考图5和图6，如上所述，层压装置1000的张力控制单元600包括支承壁610、固定板620、引导辊630、压辊640、压单元650、引导单元660和压力控制器670。张力控制单元600防止电极基板10由于活性材料12和13的涂覆部分与未涂覆部分14之间的厚度和重量差而抖动。因而，虽然图4仅示出张力控制单元600形成在检查单元500与第三缓冲单元700之间的情形，但是张力控制单元600的安装位置不限于此。也就是说，张力控制单元600可安装在从展开单元100到卷绕单元800范围内的区域的任何位置。

支承壁610安装在被传送的电极基板10的横向方向的相对两侧。支承壁610支承张力控制单元600的各种组件。

固定板620包括彼此间隔开并成形为彼此相应的第一固定单元621和第二固定单元622、以及连接第一固定单元621和第二固定单元622的一侧的第三固定单元623。固定板620附接到支承壁610。

引导辊630包括定位为更接近展开单元100和卷绕单元800中的展开单元100的第一引导辊631以及定位为更接近卷绕单元800的第二引导辊632。引导辊630支承被传送的电极基板10的底表面，从而便于电极基板10的传送而不会发生由于其自身重量引起的下垂。第一和第二引导辊631和632的旋转轴的相对端分别被固定到固定板620的第一和第二固定单元621和622。

压辊640形成在第一引导辊631和第二引导辊632之间，并关于电极基板10与引导辊630相反地定位。压辊640的旋转轴的相对端固定到压单元650的压辊固定单元653，这将在随后描述。压辊640朝引导辊630压电极基板10，从而允许电极基板10保持张力。

压单元650形成在压辊640的相对两侧。压单元650包括圆柱651、杆652、压辊固定单元653和圆柱固定单元654。

圆柱651在压辊640的纵向方向的垂直方向上延伸。活塞(未示出)形成在圆柱651的内部空间中。活塞在圆柱651的纵向方向上限定圆柱651的内部。因而，圆柱651的内部空间由于活塞分成两部分。同时，活塞的一端连接到杆652的一端。此外，杆652的另一端通过圆柱651的纵向端部暴露于圆柱651外，并连接到压辊固定单元653。两个压辊固定单元653分别耦接到压辊640的旋转轴的一端和另一端。活塞在圆柱651的纵向方向上往复运动，从而允许压辊640朝向电极基板10移动以及离开电极基板10。

圆柱固定单元654包括第一板654a和第二板654b。第一板654a附接到支承壁610。第二板654b在垂直于第一板654a的方向上从第一板654a的一端延伸。第二板654b用于固定圆柱651。也就是说，圆柱651的形成有杆652的一端穿透第二板654b并被固定到第二板654b。

引导单元660包括引导件661和引导固定单元662。引导固定单元662固定地附接到支承壁610，引导件661固定地附接到引导固定单元662。引导件661关于压辊固定单元653与压辊640相反地定位。此外，引导件661引导压辊固定单元653的移动。更具体地，当压辊640朝电极基板10移动或离开电极基板10时，也就是说，当压辊640竖直地移动时，引导件661防止压辊640水平地移动。此外，引导件661可以是线性运动引导件。

压力控制器670可包括第一压力控制单元671和第二压力控制单元672。

第一压力控制单元671连接到圆柱651的一个纵向端部的空间(即圆柱651的顶端与活塞之间的内部空间)，并控制圆柱651的内部与活塞之间的压力。也就是说，第一压力控制单元671控制施加到由活塞限定的圆柱651的内部空间中圆柱651的顶端与活塞之间的空间的压力。因此，第一压力控制单元671控制活塞从而朝电极基板10移动压辊640。更具体地，第一压力控制单元671控制圆柱651的内部压力，使得施加到圆柱651的顶端与活塞之间的空间的压力与电极基板10的传送速度成比例。因此，第一压力控制单元671控制圆柱651的内部压力，使得电极基板10的传送速度越高，压辊640越强烈地压电极基板10，从而防止电极基板10抖动。同时，第一压力控制单元671可被配置成连接到传送辊210、410和710。也就是说，第一压力控制单元671通过控制器900来识别传送辊210、410和710的驱动速度，并控制圆柱651的内部压力为与传送辊210、410和710的驱动速度成比例。

第二压力控制单元672连接到圆柱651的另一纵向端部的空间(即圆柱651的底端部与活塞之间的内部空间)，并控制圆柱651的内部与活塞之间的压力。也就是说，第二压力控制单元672控制施加到由活塞限定的圆柱651的内部空间中圆柱651的底端部与活塞之间的空间的压力。因此，第二压力控制单元672控制活塞以移动压辊640离开电极基板10。更具体地，第二压力控制单元672控制圆柱651的内部压力，使得施加到圆柱651的底端部与活塞之间的空间的压力与压辊640的重量成比例。也就是说，第二压力控制单元672补偿由于压辊640的重量导致的压辊640朝电极基板10移动的力。因此，第二压力控制单元672允许第一压力控制单元671根据电极基板10的传送速度更精确地控制圆柱651的内部压力。

更优选地，第二压力控制单元672配置成施加与压辊640和压辊固定单元653的总重量相应的压力到圆柱651内部。更加优选地，第二压力控制单元672配置成施加与压辊640、压辊固定单元653、活塞(未示出)和杆652的总重量相应的压力到圆柱651内部。前述原因是不仅压辊640而且活塞(未示出)、杆652和压辊固定单元653可由于它们自身的重量而用于朝电极基板10移动压辊640。

如上所述，在根据本发明实施方式的层压装置1000中，提供张力控制单元600，其包括压电极基板10以防止电极基板1被传送时抖动的压辊640。因此，层压装置1000允许在传送电极基板10时电极基板10保持恒定张力。

此外，层压装置1000包括第一压力控制单元671和第二压力控制单元672，第一压力控制单元671施加与电极基板10的传送速度成比例的压力到圆柱651内部，第二压力控制单元672施加压力，补偿由于组件的重量导致的力。因此，层压装置1000能根据电极基板10的传送速度更精确地控制圆柱651的内部压力。

虽然已经与目前考虑的实际示范性实施方式结合描述了本发明，但是将理解本发明不限于所公开的实施方式，而是相反地，其意欲覆盖包括于所附权利要求的宗旨和范围内的各种修改和等效布置。

本申请要求享有2011年2月18日提交的韩国专利申请No.10-2011-0014660的优先权和权益，在此通过引用包括其全部内容。

Claims (8)

1.一种用于电极基板的层压装置，包括张力控制单元，该张力控制单元包括：

至少两个引导辊，引导电极基板的传送；

压辊，形成在所述至少两个引导辊中的两个相邻引导辊之间；

压单元，形成在所述压辊的一侧和另一侧；以及

压力控制器，控制在朝向所述电极基板的方向上和与该方向相反的方向上从所述压单元施加的压力，

其中所述压单元包括：

压辊固定单元，耦接到所述压辊的相对两端；

圆柱，垂直于所述压辊的旋转轴竖直延伸；以及

杆，连接所述压辊固定单元和所述圆柱，

其中所述压力控制器包括：

第一压力控制单元，连接到所述圆柱的一个纵向侧的内部空间并且施加与所述电极基板的传送速度成比例的压力。

2.根据权利要求1所述的层压装置，其中所述压单元还包括形成在所述圆柱内部并连接到所述杆的一端的活塞，其中所述活塞在所述圆柱的纵向方向上限定所述圆柱的内部空间。

3.根据权利要求2所述的层压装置，其中所述压力控制器还包括：

第二压力控制单元，连接到所述圆柱的另一纵向侧的内部空间。

4.根据权利要求3所述的层压装置，其中所述第一压力控制单元控制朝所述电极基板施加的压力，所述第二压力控制单元控制远离所述电极基板施加的压力。

5.根据权利要求3所述的层压装置，其中所述第二压力控制单元施加与所述压辊的重量相应的压力。

6.根据权利要求3所述的层压装置，其中所述第二压力控制单元施加与所述压辊和所述压辊固定单元的总重量相应的压力。

7.根据权利要求4所述的层压装置，其中所述第二压力控制单元施加与所述活塞、所述杆、所述压辊固定单元和所述压辊的总重量相应的压力。

8.根据权利要求1所述的层压装置，还包括关于所述压辊固定单元与所述压辊相反地形成并引导所述压辊固定单元的移动的引导件。