CN103222089A - 用于刻槽的新颖装置和使用该装置制造的二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于刻槽的装置，该装置用于以与在单元电极之间的距离对应的间隔对电极片刻槽，以由连续的且在一侧或者两侧上施加有电极活性材料的电极片制造多个单元电极，并且该装置包括：挤压器，在于电极片的上端和下端上冲压切口的步骤中，该挤压器用于在随着电极片向后移动以与连续地传递的电极片对应的位置时冲压切口，从而挤压器重复在冲压之后返回到在前面的原始位置的运动；和接收部分，该接收部分基于供应电极片的方向位于挤压器的后方以根据挤压器的运动每次一个节距地接收并传递电极片，该一个节距是与单元电极对应的大小。

Description

用于刻槽的新颖装置和使用该装置制造的二次电池
技术领域
本发明涉及一种用于刻槽的新颖装置。本发明尤其涉及一种如下的装置，该装置用于以单元电极为间隔对连续电极片刻槽以由电极片形成多个单元电极，在该连续电极片中，电极活性材料被施加到连续电极片的一个或两个表面，该装置包括：挤压器，在电极片的顶部和底部上挤压切口的过程中，该挤压器根据连续地传递的电极片的位置而与电极片一起重复地向后移动，并且返回到原始位置；以及拉动部件，基于电极片的进给方向，该拉动部件被布置在挤压器的后方，拉动部件根据挤压器的操作以与单元电极对应的大小的一个节距来拉动和输送电极片。
背景技术
近来，可充电的二次电池广泛用作无线移动装置的能量来源或者辅助动力装置。另外，作为被认为以解决由使用化石燃料的常规的汽油车辆、柴油车辆等引起的空气污染的替换物的电动车辆（EV）、混合电动车辆（HEV）、插电式混合电动车辆（PHEV）等的电源，二次电池正在经受极大的关注。
在电极组件被与电解质溶液一起安装在电池壳体中的状态下，制造了这种二次电池。取决于制造方法，电极组件被划分成堆叠式、折叠式、堆叠-折叠式等。在堆叠式或者堆叠-折叠式电极组件的情形中，单元组件具有如下的结构，在该结构中，阴极和阳极被按此次序层压以使分隔物介于阴极和阳极之间。为了制造这种电极组件，首先需要制造阴极和阳极。
即，为了制造单元电极诸如阴极和阳极，首先，用于以单元电极为间隔对连续电极片刻槽的过程是有必要的，在该连续电极片中，电极活性材料被施加到连续电极片的一个或两个表面。通常，通过使用挤压器对电极片的一部分刻槽来实施刻槽过程。
挤压设备是用于以预定形状的形式处理电极片，待挤压的材料，的设备，并且通常以连续进给的方式实施该处理。
这种连续进给的方式是挤压器同时地输送和挤压电极片的方法，并且该连续进给的方式的特征在于，被挤压的电极片被不停地连续进给。
参考图1描述该连续进给的方式，该设备包括：挤压器20，该挤压器20用于以预定形状的形式挤压电极片10；和进给器30，该进给器30用于将电极片10进给到挤压器20，并且挤压器20也用作进给器。即，挤压器20挤压电极片10并同时输送了输送长度的一半，并且在进给器20输送其余的输送长度的状态下，等待的进给器30连续地输送电极片10。电极片10被以预定速率连续地输送。
然而，尽管这种连续进给的方式能够以预定速率进给电极片10，因此使挤压器20能够稳定地挤压，但是，因为由于当挤压器20左右移动时与挤压器20一起移动的模具22的惯性而难以以高速率进给电极片，所以发生了生产效率降低的问题，因此导致成本增大。
因此，存在研制新颖刻槽装置以解决这些问题的需要。
发明内容
技术问题
因此，已经做出本发明来解决以上的问题和尚待解决的其它技术问题。
本发明的一个目的是提供一种刻槽装置，该刻槽装置用于在电极片上以高速率稳定地形成切口。
本发明的另一个目的是提供一种二次电池，该二次电池使用该刻槽装置来实施优良的操作特性。
技术方案
根据本发明的一个方面，提供一种装置，该装置用于以单元电极的间隔对连续电极片刻槽以由电极片形成多个单元电极，在连续电极片中，电极活性材料被施加到连续电极片的一个或两个表面，该装置包括：挤压器，在电极片的顶部和底部上挤压切口的过程中，该挤压器用于根据连续地传递的电极片的位置而与电极片一起重复地向后移动，然后返回到原始位置；以及拉动部件，基于电极片的进给方向，该拉动部件被布置在挤压器的后方处，从而根据挤压器的操作，拉动部件以与单元电极对应的大小的一个节距来拉动和输送电极片。
即，根据本发明的刻槽装置具有如下的构造，在该构造中，布置在挤压器的后方处的拉动部件以一个节距拉动电极片，挤压器仅挤压通过拉动部件的操作而输送的电极片，由此如与挤压器还执行输送的常规构造相比，所述挤压器快速地在电极上形成切口。
在一个优选实施例中，当挤压器向后移动的同时，在挤压切口的过程中，可以仅由拉动部件供应为了输送电极片而施加到电极片的张力。
因此，电极片仅被拉动部件输送，而挤压器不输送电极片。因此，挤压器能够在电极片上挤压高质量的切口。
在另一个实施例中，拉动部件可以包括两个或更多个夹持器，该夹持器通过夹持来拉动电极片，或者拉动部件可以包括两个或更多个辊以通过滚转来拉动电极片。
在拉动部件由两个或更多个夹持器构成的情形中，例如，当夹持器中的一个夹持器拉动和输送电极片时，其余的夹持器向用于拉动的位置移动。
在另一个实施例中，夹持器包括与挤压器邻近的第一夹持器和布置在第一夹持器的后方处的第二夹持器以交替地拉动电极片。包括两个夹持器的这种夹持器还会被宽泛地称作“双重夹持器”。
具体地，双重夹持器的操作如下。在第一夹持器从挤压器拉动电极片并且输送该电极片的同时，第二夹持器返回到用于拉动的位置，并且即将在第一夹持器的输送完成时，第二夹持器开始从挤压器输送电极片。
同时，辊以预定速率旋转，由此以预定速率以一个节距拉动电极片并将电极片进给到挤压器。
切口分别形成在电极片的顶部和底部上，从而切口是相互对称的。为此，切口能够在随后的切割过程期间被容易地切割。
基于该构造，挤压器的挤压速率例如为150到300SPM（行程数每分钟），该挤压速率如与还用作进给器的常规挤压器相比是增大的。例如，用作进给器和挤压器的挤压器具有100SPM或更低的挤压速率。
挤压器可以包括具有至少两个空腔的模具，以通过一个挤压操作形成多个切口。在此情形中，能够提高生产效率。
优选地，模具具有四个到六个空腔。包括这种模具的挤压器能够通过一个挤压操作形成4到6个切口，并且切口可以具有形状诸如突出部。
在一些情形中，挤压器可以在行单元之间挤压切口使得电极片在电极片的运动方向上被划分成两个或更多个行单元，并且两个或更多个单元电极以一个节距形成在各个行单元处。在此情形中，切口可以形成在划分在各个行处的电极片的顶部和底部处，并且如与未以行单元划分的电极片相比能够2倍地改进生产效率。
在一个优选实施例中，刻槽装置可以进一步包括张力部分，该张力部分用于在与拉动部件的输送方向相反的方向上在挤压器的后方处对电极片施加后张力。
张力部分可以包括：辊，该辊被设为能够旋转；以及马达，该马达被轴向连接到辊，其中，该马达与该拉动部件同步。
在此情形中，马达在处于拉动部件停止处的前方5到10mm的点处停止操作。结果，电极片与辊一起滑移并因此对电极片施加后张力。
张力部分可以包括用于输送电极片的辊以及用于使辊停止的磁粉制动器或者扭矩限制器。
具体地，在拉动部件完成将电极片输送到挤压器之前，磁粉制动器或者扭矩限制器保持辊对电极片施加后张力。
刻槽装置可以具有如下的结构，在该结构中，缠绕电极片的退绕机和用于控制电极片的曲折的曲折控制器被按此次序布置在张力部分的前方处。
在此情形中，该装置可以进一步包括张力维持模块，该张力维持模块被布置在曲折控制器和张力部分之间，以与退绕机一起对电极片施加预定的张力。这种张力维持模块可以由重量补偿器（weight dancer）或者空气补偿器（air dancer）构成。
在一些情形中，刻槽装置可以进一步包括检查器，该检查器用于在拉动部件的后方处检查被挤压器刻槽的电极片。
在此情形中，检查器可以包括用于从被挤压的电极片获得图像数据的照相机和用于分析图像数据的决定模块。同时，电极片可以包括突出部。在刻槽过程中，该突出部可以与切口一起形成。
本发明还提供一种电极组件，该电极组件使用该刻槽装置制造。
该电极组件具有如下的结构，在该结构中，阴极和阳极被按此次序层压为使得分隔物介于该阴极和该阳极之间。
例如，通过将借助于以溶剂诸如NMP混合含有阴极活性材料的阴极混合物制备的浆液施加到阴极集电器，随后进行干燥和滚压来制造阴极。
除了阴极活性材料之外，阴极混合物可以进一步可选地含有组分诸如导电材料、粘结剂或者填料。
作为引起电化学反应的物质，阴极活性材料是包括两种或更多种过渡金属的锂过渡金属氧化物，并且阴极活性材料的实例包括但不限于：层状化合物诸如锂钴氧化物（LiCoO2）或者锂镍氧化物（LiNiO2），该层状化合物被一种或多种过渡金属代替；锂锰氧化物，该锂锰氧化物被一种或多种过渡金属代替；锂镍氧化物，该锂镍氧化物由分子式LiNi1-yMyO2（在该分子式中，M=Co、Mn、Al、Cu、Fe、Mg、B、Cr、Zn或者Ga，锂镍氧化物包括这些元素中的一种或者多种元素，0.01≤y≤0.7）表示；锂镍钴锰复合氧化物，该锂镍钴锰复合氧化物由分子式Li1+zNibMncCo1-(b+c+d)MdO(2-e)Ae诸如Li1+zNi1/3Co1/3Mn1/3O2或者Li1+zNi0.4Mn0.4Co0.2O2（在该分子中，-0.5≤z≤0.5、0.1≤b≤0.8、0.1≤c≤0.8、0≤d≤0.2、0≤e≤0.2、b+c+d<1、M=Al、Mg、Cr、Ti、Si或者Y、A=F、P或者Cl）表示；和橄榄石锂金属磷酸盐，该橄榄石锂金属磷酸盐由分子式Li1+xM1-yM’yPO4-zXz（在该分子中，M=过渡金属，优选是Fe、Mn、Co或者Ni、M’=Al、Mg或者Ti、X=F、S或者N、-0.5≤x≤+0.5、0≤y≤0.5并且0≤z≤0.1）表示。
通常，基于包括阴极活性材料的混合物的总重量按重量计以1到30%的量添加导电材料。只要任何导电材料具有合适的传导性，而不在电池中引起不利的化学变化，就可以不特别限制地使用任何导电材料。导电材料的实例包括如下的导电材料，该导电材料包括石墨；碳黑，诸如炭黑、乙炔黑、科琴黑、槽法炭黑、炉黑、灯黑和热炭黑；导电纤维，诸如碳纤维和金属纤维；金属粉末，诸如碳氟化物粉末、铝粉末和镍粉末；导电晶须，诸如氧化锌和钛酸钾；导电金属氧化物，诸如氧化钛；和聚苯衍生物。
粘结剂是如下的组分，该组分加强了电极活性材料到导电材料和集电器的结合。通常，基于包括阴极活性材料的混合物的总重量，粘结剂被以按重量计1到30%的量添加。粘结剂的实例包括聚乙二烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素（CMC）、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、三元乙丙橡胶（EPDM）、磺化EPDM、丁苯橡胶、氟橡胶和各种共聚物。
填料是可选地用于抑制电极膨胀的组分。只要任何填料不在制造的电池中引起不利的化学变化，就可以不特别限制地使用任何填料，并且该填料是纤维状材料。填料的实例包括：烯聚合物诸如聚乙烯和聚丙烯；和纤维状材料诸如玻璃纤维和碳纤维。
通常，阴极集电器被制造成具有3到500μm的厚度。只要任何阴极集电器具有合适的传导性而不在制造的电池中引起不利的化学变化，就可以不特别限制地使用该阴极集电器。阴极集电器的实例包括不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳和铝或者以碳、镍、钛或银表面处理的不锈钢。这些集电器包括该集电器的表面上的细小的不规则物从而加强到电极活性材料的粘着。另外，可以以包括薄膜、片、箔、网、多孔结构、泡沫和无纺织物的各种形式使用集电器。
例如，通过将借助于以溶剂诸如NMP混合含有阳极活性材料的阳极混合物而制备的浆液施加到阳极集电器，随后进行干燥来制造阳极。阳极混合物可以进一步可选地含有组分诸如如以上提到的导电材料、粘结剂或者填料。
阳极活性材料的实例包括碳和石墨材料诸如天然石墨、人造石墨、膨胀石墨、碳纤维、硬碳、碳黑、碳纳米管、二萘嵌苯、活性碳；能够与锂形成合金的金属、诸如Al、Si、Sn、Ag、Bi、Mg、Zn、In、Ge、Pb、Pd、Pt和Ti以及含有这些元素的化合物；具有金属及其化合物的碳和石墨材料的复合物；和含锂的氮化物。在这些之中，碳基活性材料、硅基活性材料、锡基活性材料或者硅碳基活性材料是较优选的。该材料可以单独地或者以以上的材料中的两种或更多种的组合地使用。
通常，阳极集电器被制造成具有3到500μm的厚度。只要任何阳极集电器具有合适的传导性而不在电池中引起不利的化学变化，就可以不特别限制地使用该阳极集电器。阳极集电器的实例包括铜、不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳和铜或者以碳、镍、钛或银进行表面处理的不锈钢，以及铝镉合金。与阴极集电器类似，阳极集电器包括阳极集电器的表面上的细小的不规则物从而加强到电极活性材料的粘着。另外，可以以包括薄膜、片、箔、网、多孔结构、泡沫和无纺织物的各种形式使用集电器。
分隔物介于阴极和阳极之间。对于分隔物，使用具有高离子渗透性和机械强度的绝缘薄膜。通常，分隔物具有0.01到10μm的孔径和5到300μm的厚度。对于分隔物，使用由具有耐化学性和疏水性的烯聚合物诸如聚丙烯和/或玻璃纤维或者聚乙烯制成的片或者无纺织物。当采用固体电解质诸如聚合物作为电解质时，固体电解质还可以用作分隔物和电解质。
本发明还提供一种具有如下的结构的二次电池，在该结构中，电极组件被与含有锂盐的非水电解质溶液一起密封在电池壳体中。
含有锂盐的非水电解质由非水电解质和锂盐构成，并且优选的电解质的实例包括非水有机溶剂、有机固体电解质、无机固体电解质等。
非水溶剂的实例包括非质子有机溶剂诸如N-甲基-2-吡咯烷酮、丙烯碳酸盐、乙烯碳酸盐、丁烯碳酸盐、二甲基碳酸盐、二乙基碳酸盐、γ-丁内酯、乙二醇二甲醚、四羟基franc（tetrahydroxy franc）、2-甲基四氢呋喃、二甲基亚砜、1、3-二氧戊环、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二氧戊环、乙腈、硝基甲烷、甲酸甲酯、乙酸甲酯、磷酸三酯、原甲酸甲酯、二氧戊环衍生物、环丁砜、甲基环丁砜、1、3-二甲基-2-咪唑烷酮、丙烯碳酸盐衍生物、四氢呋喃衍生物、乙醚、丙酸甲酯和丙酸乙酯。
有机固体电解质的实例包括聚乙烯衍生物、聚氧化乙烯衍生物、聚氧化丙烯衍生物、磷酸酯聚合物、聚搅动赖氨酸（poly agitationlysine）、聚酯硫化物、聚乙烯醇、聚偏二氟乙烯和包含离子离解基团的聚合物。
无机固体电解质的实例包括锂的氮化物、卤化物和硫化物诸如Li3N、LiI、Li5NI2、Li3N-LiI-LiOH、LiSiO4、LiSiO4-LiI-LiOH、Li2SiS3、Li4SiO4、Li4SiO4-LiI-LiOH和Li3PO4-Li2S-SiS2。
锂盐是能够易于溶解在上述的非水电解质中的材料，并且该锂盐的实例包括LiCl、LiBr、LiI、LiClO4、LiBF4、LiB10Cl10、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3SO3Li、CF3SO3Li、(CF3SO2)2NLi、氯硼烷锂、低脂肪羧酸锂、锂四苯硼酸盐和酰亚胺。
另外，为了改进充电/放电特性和阻燃性，例如嘧啶、亚磷酸三乙酯、三羟乙基胺、环醚、乙二胺、n-甘醇二甲醚、六磷酸磷酰三胺、硝基苯衍生物、硫磺、醌、N-取代恶唑烷酮、N、N-取代咪唑啉、乙二醇烷基醚、鎓盐、吡咯、2-甲氧基乙醇、三氯化铝等可以被添加到非水电解质。如果有必要，为了造成不燃性，非水电解质可以进一步包含含有卤素的溶剂诸如四氯化碳和乙烯三氟化物。此外，为了改进高温存储特性，非水电解质可以进一步包含二氧化碳气体等。
电池壳体可以是层压片被热结合到的筒形罐、矩形罐或者袋。通常，在这些之中，袋状壳体可以由于优点诸如低的重量、低的制造成本和容易形状变化而使用。
层压片包括实施热结合的内树脂层、屏障金属层和施加耐久性的外树脂层。
外树脂层应该具有优良的对外部环境的耐受性，从而需要预定水平或者大于预定水平的抗拉强度和耐候性。在这点上，用于外涂层的聚合物可以包含呈现优良的抗拉强度和耐候性的聚邻苯二甲酸酯（PEN）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）或者取向尼龙。
另外，外涂层由聚邻苯二甲酸酯（PEN）制成和/或在该外涂层的外表面处设置有聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）层。
聚邻苯二甲酸酯（PEN）如与聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）相比即使在小的厚度下也呈现优良的抗拉强度和耐候性，并且因此适于用作外涂层。
用于内树脂层的聚合物树脂可以是如下的聚合物树脂，该聚合物树脂具有热结合特性（热粘着特性）、电解质溶液的低的吸湿性以防止电解质溶液渗透到聚合物树脂中，并且既不被电解质溶液膨胀也不被沉积，并且较优选是氯化聚丙烯（CPP）薄膜。
在一个优选实施例中，根据本发明的层压片可以包括具有5到40μm的厚度的外涂层、具有20到150μm的厚度的屏障层和具有10到50μm的厚度的内密封剂层。当层压片的各个层的厚度过度地小时，不能够获得材料的屏障性能和强度的改进，并且另一方面，当厚度过度地大时，不利地，可加工性劣化并且片的厚度增大。
这种二次电池可以被用于用作小型装置的电源的电池单元，以及包括用作要求高温稳定性、长周期特性、高速率特性等的中型和大型装置的电源的多个电池单元的中型和大型电池模块的单元电池。
优选的中型和大型装置的实例包括但不限于由电池驱动的马达提供动力的动力工具；包括电动车辆（EV）、混合电动车辆（HEV）和插电式混合电动车辆（PHEV）的电动车辆；包括电动自行车（E-bike）、电动摩托车（E-scooter）的电动双轮车辆；电动高尔夫球车；电力存储系统等。
附图简要说明
结合附图根据以下的详细说明，将更清楚地理解本发明的以上和其它的目的、特征和其它优点，在附图中：
图1是示出了常规刻槽装置的局部示意图；
图2是示出了根据本发明的一个实施例的刻槽装置的局部示意图；
图3是示出了图2的电极片的平面示意图；
图4是示出了根据本发明的另一个实施例的电极片的平面示意图；
图5是示出了根据本发明的另一个实施例的刻槽装置的平面示意图；
图6是示出了根据本发明的另一个实施例的刻槽装置的构造的示意图；
图7是示出了根据本发明的另一个实施例的刻槽装置的过程的示意图；
图8是示出了图1的刻槽装置的速率的图表；并且
图9是示出了图2的刻槽装置的速率的图表。
具体实施方式
现在，将参考以下的实例更详细地描述本发明。这些实例仅被提供用于说明本发明而不应该被解释成限制本发明的范围和精神。
图2是根据本发明的一个实施例的刻槽装置的局部示意图。图3是图2的电极片的平面示意图。
参考这些图，刻槽装置100a包括挤压器20a和拉动部件30从而以单元电极16的间隔对连续电极片10进行刻槽，以由连续电极片10制造多个单元电极16，在该连续电极片10中，电极活性材料被施加到连续电极片10的两个表面。
挤压器20a根据连续地传递的电极片10的位置而与电极片10一起重复向后移动，然后在分别在电极片10的顶部和底部上挤压切口11和12的过程中返回到原始位置。
基于电极片10的进给方向，拉动部件30被布置在挤压器20a的后方处，并且根据挤压器20a的操作以与单元电极对应的大小的一个节距拉动和输送电极片10。
另外，在挤压器向后移动的同时，在挤压切口11和12的过程中，仅由拉动部件30供应施加到电极片10以输送电极片10的张力。
另外，拉动部件30包括通过夹持来拉动电极片10的双重夹持器结构的第一夹持器30b和第二夹持器30c，该第一夹持器30b与挤压器20a邻近，第二夹持器30c被布置在第一夹持器30b的后方处。
即，基于电极片10的进给方向，第一夹持器30b和第二夹持器30c被布置在挤压器20a的后侧处，并且当第一夹持器30b拉动并输送电极片10时，第二夹持器30c向用于拉动的位置移动。
具体地，在第一夹持器30b从挤压器20a拉动电极片10并将电极片10输送到B的位置的同时，第二夹持器30c返回用于拉动的C的位置并开始从第一夹持器30b的输送被完成的B的位置从挤压器20a连续地输送电极片10。
切口11和12通过挤压器20a形成在电极片10的顶部和底部上使得切口11和12相互对称。
另外，挤压器20a包括模具22a，从而挤压电极片10以形成切口11和12，并且挤压器20a与第一夹持器30b和第二夹持器30c同步。
在夹持电极片10的状态下，第一夹持器30b和第二夹持器30c通过拉动操作以一个节距（p）地将电极片10进给到挤压器。第一夹持器30b和第二夹持器30c交替地操作。即，在第一夹持器30b操作、从位置‘A’移动到位置‘B’并以一个节距进给电极片10的同时，第二夹持器30c从位置‘D’返回到位置‘C’（等待位置），并且第二夹持器被布置成使得它接连地（紧接地）从第一夹持器30b进给电极片10。
当第一夹持器30b的操作完成时，即，当第一夹持器30b移动到位置‘B’时，第一夹持器30b完成进给且挤压器20a挤压切口，第二夹持器30c夹持电极片10以准备进给，并且第二夹持器30c从位置‘C’移动到位置‘D’并且即将在通过挤压器20a进行挤压完成时，接连地进给电极片10。
在夹持器进给电极片10然后返回到原始位置的同时，使用两个夹持器30b和30c的这种构造防止如在使用一个夹持器的情况下发生的间歇地进给，因此该构造进一步改进了生产效率。
图4是示出了根据本发明的另一个实施例的电极片的平面示意图。
与图2一起参考图4，挤压器20a在第一行和第二行之间挤压切口13和14，并且两个单元电极在电极片10a的运动方向上被以一个节距（p）划分成两个行单元且两个单元电极被以一个节距（p）在各个行单元处刻槽。
挤压器20a包括模具22b，该模具22b具有四对空腔以通过单个挤压操作形成四个突出部15和切口11、12、13和14。
另外，在切口11、12、13和14形成在电极片10a上的过程中，挤压器20a形成四个突出部15。这些突出部15形成在电极片10a的未施加电极活性材料的区域中，并且在电极片10a的各个单元行处具有对称结构。
图5是示出了根据本发明的另一个实施例的刻槽装置的构造的示意图。
除了拉动部件包括以预定速率旋转的辊30d之外，图5的刻槽装置与图2的刻槽装置相同，因此省略了图5的刻槽装置的详细说明。
图6是示出了根据本发明的另一个实施例的刻槽装置的构造的示意图。图7是示出了图6的刻槽装置的过程的示意图。
与图2和图3一起参考这些图，刻槽装置200包括退绕机50、曲折控制器60、张力部分70、在电极片10的顶部和底部上挤压切口11和12的挤压器20a、用于拉动电极片10并将电极片10输送到挤压器20a的拉动部件30、检查器80和重绕机90。
张力部分70包括张力维持模块71，该张力维持模块71在与拉动部件30的输送方向相反的方向上在挤压器20a的前方处对电极片10施加后张力，并且该张力维持模块71施加电极片10的预定张力。
另外，控制电极片10的曲折的曲折控制器60被布置在缠绕有电极片10的退绕机50与对电极片10施加后张力的张力部分70之间，并且检查切口11和12被挤压在此的电极片10的检查器80被布置在拉动部件30的后方处。
用于重绕被检查的电极片的重绕机90被布置在检查器80的后方处，并且检查器80包括用于从挤压出切口的电极片获得图像数据的照相机81和用于分析图像数据的决定模块82。
具体地，待挤压的电极片10被缠绕在退绕机50的辊上，退绕机50的辊被在轴向上连接到伺服马达，并且取决于施加到伺服马达的控制信号，电极片10因此被主动地退绕。
在输送电极片的过程中，曲折控制器60防止电极片10曲折。在输送电极片10的过程中，构成曲折控制器60的传感器（未示出）感测电极片10的曲折，由此使构成曲折控制器60的第一辊61和第二辊62在轴向方向上移动，并且传感器防止电极片10曲折。在经过曲折控制器60的同时经受曲折控制的电极片10被输送到张力部分70。
张力部分70在挤压器20a的前方处控制电极片10的张力并由此防止电极片10曲折，并且经过张力部分70的电极片10通过惰辊72被输送到挤压器20a。
在设定位置处，挤压器20a根据模具将切口挤压在电极片10上。根据拉动部件30的操作，这种电极片10被以在切口12之间的距离（p）进给到挤压器20a，并且该距离被称为“节距（p）”。
根据挤压器20a的挤压速率，拉动部件30拉动电极片10并将电极片10以一个节距输送到挤压器20a。
检查器80通过视觉测试来确认挤压器20a的挤压是否在可接受的误差范围内。经过检查器80的电极片10被输送到重绕机90并被缠绕在辊91上。
如果有必要，则另一个张力部分（未示出）可以被布置在检查器80和重绕机90之间，从而在挤压器20a的后方处张力部分70维持电极片10的张力，并由此使电极片10能够维持拉紧的状态。
除了这些构件之外，可以添加用于供应与被挤压的电极片10一起缠绕的保护材料的设备，以便当被挤压的电极片10被缠绕在重绕机90的辊上时该设备保护被挤压的电极片10。
另外，在电极片10的曲折运动被曲折控制器60控制的状态下，电极片10被输送到张力部分70。
挤压器20a在设定位置处挤压电极片10，并且当挤压器20a的挤压完成时拉动部件30以高速率拉动电极片10，并再次向挤压器20a进给电极片10。因此，因为电极片10快速地移动和停止，所以电极片10由于惯性而抖动。张力部分70解决了该问题。
张力部分70包括张力维持模块71和后张力模块（未示出），在挤压器的前方处，张力维持模块71对输送到挤压器的电极片10施加预定张力。用作张力维持模块71的重量补偿器被在轴向上连接到气压缸（未示出）并且包括电位计（未示出），电位计用于测量重量补偿器的运动角度。
补偿器71的运动由电位计测量，并且基于测量值，退绕机50在或大或小的程度上（在某种程度上）退绕材料并由此维持施加到电极片10的张力。更具体地，当重量补偿器71在逆时针方向上移动时，退绕机50增大伺服马达的旋转速率、从辊退绕更多的材料，并且重量补偿器71通过气压缸的力返回并且对电极片10施加张力。
当重量补偿器71在顺时针方向上移动时，退绕机50减小伺服马达的旋转速率并由此退绕更少的材料，并且重量补偿器71返回到原始位置并减小施加到电极片10的张力。
这样，重量补偿器71与退绕机50同步，并且维持输送到挤压器20a的电极片10的预定张力。
后张力模块（未示出）防止电极片10的由拉动部件30和第二夹持器30c的瞬时操作引起的曲折。该后张力模块被布置在挤压器20a的前方处并优选地包括伺服辊。
伺服辊被在轴向上连接到伺服马达（未示出），并且使用控制信号来控制伺服辊的旋转。
这种伺服辊被设定为使得它与拉动部件30同步地移动。即，当拉动部件30操作时，伺服马达使伺服辊在向前方向上旋转，并且当拉动部件3的操作完成时，伺服马达停止并且伺服辊停止旋转。优选地，伺服马达停止于在拉动部件30停止处的前方5到10mm的点处，并且由此在拉动部件30停止之后伺服马达防止伺服辊通过惯性而旋转。这样，在拉动部件30停止操作之前，即，在电极片10向挤压器20a的输送完成之前，伺服马达停止伺服辊的旋转并使用由在电极片10和伺服辊之间的滑移产生的摩擦来防止电极片10的进一步拉动。结果，电极片10被拉动部件30进一步拉动，并且因此能够解决电极片10的由惯性引起的抖动。
照相机81可以具有任何构造，只要该构造使得能够获得数字图像数据，并且照相机81优选地包括使用具有极好的图像质量的电荷耦合装置（CCD）作为图像传感器的照相机，并且决定模块82根据算法决定电极片10的挤压是否是良好的。
在检查器80中经受节距测试的电极片10通过辊而被进给到重绕机90，并且被挤压的电极片被缠绕在重绕机90上。
同时，可以在检查器80和重绕机90之间进一步存在后张力部分，其包括重量补偿器和空气补偿器以维持材料的张力。
另外，可以在检查器80和重绕机90之间进一步存在曲折控制器。在此情形中，当被挤压的材料被再次缠绕在辊上时，曲折控制器防止电极片10曲折。
图8是示出了图1的刻槽装置的速率的图表。图9是示出了图2的刻槽装置的速率的图表。
与图1和图2一起参考这些图，在图2的刻槽装置100a中，电极片的每周期的输送时间为T，该输送时间被减小到图1的刻槽装置100的时间t的约1/3。这表示了图2的刻槽装置100a比图1的刻槽装置100快3倍地对电极片刻槽。
虽然已经为了示例性目的公开了本发明的优选实施例，但是本领域中的一般技术人员会意识到，在不脱离本发明的如在所附权利要求中公开的范围和精神的情况下，能够进行各种变型、添加和替代。
工业实用性
如根据前述显而易见的是，根据本发明的刻槽装置以高速率在电极片上稳定地形成将切口，并且由此极大地提高了刻槽过程的生产效率。

Claims (18)

1.一种用于以单元电极为间隔对连续电极片刻槽以由所述电极片形成多个单元电极的装置，其中，电极活性材料被施加到所述连续电极片的一个或两个表面，所述装置包括：
挤压器，在所述电极片的顶部和底部上挤压切口的过程中，所述挤压器根据连续地传递的所述电极片的位置而与所述电极片一起重复地向后移动，然后返回到原始位置；以及
拉动部件，基于所述电极片的进给方向，所述拉动部件被布置在所述挤压器的后方，根据所述挤压器的操作，所述拉动部件以与所述单元电极对应的大小的一个节距来拉动并输送所述电极片。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，在挤压切口的过程中，在所述挤压器向后移动的同时，仅由所述拉动部件供应为了输送所述电极片而施加到所述电极片的张力。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述拉动部件包括两个或更多个夹持器以通过夹持来拉动所述电极片，或者所述拉动部件包括两个或更多个辊以通过滚转来拉动所述电极片。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，当所述夹持器中的一个夹持器拉动并输送所述电极片时，其余的夹持器向用于拉动的位置移动。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述夹持器包括与所述挤压器邻近的第一夹持器和布置在所述第一夹持器的后方的第二夹持器，以交替地拉动所述电极片。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，在所述第一夹持器从所述挤压器拉动所述电极片并输送所述电极片的同时，所述第二夹持器向用于拉动的位置返回，并且紧接在所述第一夹持器的输送完成之后，所述第二夹持器开始从所述挤压器输送所述电极片。
7.根据权利要求3所述的装置，其中，所述辊以预定速率旋转。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述切口分别形成在所述电极片的顶部和底部上，使得所述切口是相互对称的。
9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述挤压器包括具有至少两个空腔的模具，以通过一次挤压操作形成多个切口。
10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述挤压器在行单元之间挤压切口，使得所述电极片在所述电极片的运动方向上被划分成两个或更多个行单元并且两个或更多个单元电极以一个节距形成在各自的行单元处。
11.根据权利要求1所述的装置，进一步包括张力部分，所述张力部分用于在所述挤压器的后方处在与所述夹持器的输送方向相反的方向上对所述电极片施加后张力。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述张力部分包括：辊，所述辊被设定为能够旋转；以及马达，所述马达被轴向连接到所述辊，
其中，所述马达与所述拉动部件同步。
13.根据权利要求11所述的装置，其中，缠绕有所述电极片的退绕机和用于控制所述电极片的曲折运动的曲折控制器被按该次序布置在所述张力部分的前方。
14.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电极片包括突出部。
15.一种使用根据权利要求1到14中的任一项所述的刻槽装置制造的电极组件。
16.一种二次电池，在所述二次电池中，根据权利要求15所述的电极组件与电解质溶液一起被密封在电池壳体中。
17.一种电池组，所述电池组包括作为单元电池的两个或更多个根据权利要求16所述的二次电池。
18.根据权利要求17所述的电池组，其中，所述电池组被用作电动车辆（EV）、混合电动车辆（HEV）、插电式混合电动车辆（PHEV）或电力存储系统的电源。
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