CN104129667A - 二次电池的引导辊装置 - Google Patents

Abstract

提供一种二次电池的引导辊装置，其能够有效地调节引导宽度，以便适应于隔板的宽度变化。所述引导辊装置包括引导所述隔板的运动的辊构件和能拆卸地联接到所述辊构件的一侧并调节所述辊构件的引导宽度的间隔件。

Description

二次电池的引导辊装置

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年5月2日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请No.10-2013-0049527的优先权及权益，其全部公开内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明的各实施例涉及一种二次电池的引导辊装置，该装置能够有效地调节引导宽度，以便适应于隔板的宽度变化。

背景技术

通常，通过将电极组件和电解质溶液容纳在罐中并利用盖组件密封该罐的顶部开口形成锂离子二次电池。

通常，通过卷绕设备卷绕第一电极板、第二电极板和介于第一电极板与第二电极板之间的隔板形成电极组件。

卷绕设备将第一电极板、第二电极板和隔板卷绕成卷形构造。卷绕的第一电极板、卷绕的第二电极板和卷绕的隔板从各个供应单元供应，然后由切割器切割成预定长度，随后利用卷取机进行卷绕。

卷绕设备进一步包括传送辊，该传送辊被安装为将从供应单元供应的展开的电极板或隔板传送到切割器或卷取机。

具体而言，传送隔板的传送辊具有的缺点在于，传送辊的各零件需要被重新制造或者更换，以便适合于在包括棱柱形锂二次电池或聚合物锂二次电池的各种类型二次电池中使用的隔板的不同宽度。因而，在重新制造符合所使用的隔板的宽度的各零件的情况下，传统的隔板传送辊需要延长的制造时间和过大的加工成本。另外，在更换符合所使用的隔板的宽度的各零件的情况下，零件更换需要过多时间，并且在更换之后需要执行额外的设定操作来遵从各标准，由此降低了操作效率。

发明内容

本发明的一方面提供一种二次电池的引导辊装置，其能够有效地调节引导宽度，以便适应于隔板的宽度变化。

根据各实施例中的至少一个，提供一种二次电池的引导辊装置，其包括引导所述隔板的运动的辊构件以及能拆卸地联接到所述辊构件的一侧并调节所述辊构件的引导宽度的间隔件。

所述辊构件可包括一个或更多个金属烧结体，所述一个或更多个金属烧结体具有形成于其中的第一中空部。

所述一个或更多个金属烧结体可为多孔的。

所述引导辊装置可进一步包括联接到所述辊构件的外周表面的一部分的固定构件。

至少一个紧固槽可形成在所述辊构件的外周表面的所述一部分中，所述固定构件可包括形成在对应于所述至少一个紧固槽的位置处的至少一个紧固孔，并且所述辊构件可可通过穿过所述至少一个紧固孔并联接到所述紧固槽的紧固单元被固定到所述固定构件。

所述引导辊装置可进一步包括辊固定构件，该辊固定构件包括：第一联接单元，具有固定到固定单元的一侧；以及第二联接单元，该第二联接单元从所述第一联接单元的另一侧延伸并通过干涉配合方式被联接到所述辊构件的所述第一中空部。这里，所述辊固定构件具有从外部供应空气的第二中空部。

至少一个排气孔可形成在所述第二联接单元的外周表面上。

所述第二联接单元可引导供应到所述第二中空部的空气排放到所述至少一个排气孔。

所述隔板可通过从所述至少一个排气孔引导的空气与所述辊构件的外周表面分开，并可被引导。

所述引导辊装置可进一步包括第一固定部分和第二固定部分，所述第一固定部分和所述第二固定部分可被联接以邻近所述辊构件的相反端部并邻近所述第二联接单元的在联接所述辊构件的区域中的外周表面。

所述间隔件可由磁体形成。

所述间隔件可为开口环形状。

另外，所述间隔件可被联接到所述辊构件的未引导所述隔板的外周表面。

所述隔板可在与所述固定构件被联接的区域分开的区域中在所述辊构件的外周表面上被引导。

所述隔板可具有从30mm变化到100mm的宽度。

所述隔板可具有从30mm变化到180mm的宽度。

如上所述，在能够有效地调节引导宽度以便适应于隔板的宽度变化的二次电池的引导辊装置中，通过将间隔件联接到辊构件，而无需根据被传送的隔板的宽度变化而重新制造或更换引导辊，由此减少制造周期和成本并提高操作效率。

附图说明

附图被包含以提供本公开的进一步的理解，并且附图被包括在该说明书中并构成该说明书的一部分。附图例示了本公开的各示例性实施例，并与描述一起用于解释本公开的各原理。在附图中：

图1是用于二次电池的卷绕设备的示意图，其中使用了根据本发明一实施例的二次电池的引导辊装置；

图2是例示根据本发明一实施例的二次电池的引导辊装置的透视图；

图3A和3B是例示在间隔件被联接到图2中所示的引导辊装置之前和之后的状态的主视图；

图4A和4B是例示沿图3A和图3B的线I-I截取的例示间隔件被联接到引导辊装置之前和之后的状态的剖视图；

图5是例示根据来自图4B中所示的引导辊装置的空气供应来引导隔板的状态的剖视图；以及

图6是例示用在根据本发明一实施例的二次电池的引导辊装置中的间隔件的透视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本发明的各实施例的各示例，以使本领域技术人员能够容易作出并使用这些示例。

图1是用于二次电池的卷绕设备的示意图，其中使用了根据本发明一实施例的二次电池的引导辊装置。

参见图1，采用根据本发明一实施例的二次电池的引导辊装置的卷绕设备包括供应第一电极板13和第二电极板14以及隔板11和12的供应单元13a、14a、11a和12a、构成卷形的电极组件15、从供应单元13a、14a、11a和12a供应的第一电极板13和第二电极板14以及隔板11和12被卷绕所围绕的芯部15a、将第一电极板13和第二电极板14以及隔板11和12切割成预定长度的切割部分16以及引导从供应单元13a、14a、11a和12a展开的第一电极板13和第二电极板14以及隔板11和12的传送的多个引导辊13b、14b、11b、和12b。

另外，采用根据本发明一实施例的二次电池的引导辊装置的卷绕设备可进一步包括固定带供应单元17a和引导从固定带供应单元17a展开的固定带17的传送的引导辊17b，该固定带供应单元17a供应用于固定电极组件15的固定带17，以便防止卷绕后的电极组件15展开。

芯部15a通过驱动器（未显示）而旋转，并以预定顺序卷绕从供应单元13a、14a、11a和12a展开的第一电极板13和第二电极板14以及隔板11和12。芯部15a被插入槽15b分成两个部分，第一电极板13和第二电极板14以及隔板11和12的各端部被插入分开的两个部分之间的部分中。

供应单元13a、14a、11a、12a和17a包括：第一电极板13被卷绕所围绕的第一电极板供应单元13a、第二电极板14被卷绕所围绕的第二电极板供应单元14a、第一隔板11和第二隔板12被卷绕所围绕的第一隔板供应单元11a和第二隔板供应单元12a以及固定带17被卷绕所围绕的固定带供应单元17a。

第一电极接线片固定部分18和第二电极接线片固定部分19被安装在第一电极板供应单元13a和第二电极板供应单元14a中，以便当围绕供应单元13a和14a卷绕的第一电极板13和第二电极板14从相应的供应单元13a和14a展开预定距离时附接第一电极接线片和第二电极接线片。

在电极组件15中，从供应单元13a、14a、11a和12a展开的第一电极板13和第二电极板14以及隔板11和12通过芯部15a被卷绕成卷型，也就是，果冻卷型。另外，固定带17被附接到电极组件15的最外表面，以便固定电极组件15固定，从而防止卷绕成果冻卷型的电极组件15展开。

第一电极板13可为正电极，并可包括第一活性物质层，该第一活性物质层被涂覆在具有优良传导率的金属薄板（例如铝（Al）箔）的两个表面上。第一活性物质层可包括作为第一活性物质的硫族化合物，并且第一活性物质的示例可包括复合金属氧化物，例如LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiNiO₂、LiNi_1-xCo_xO₂(0<x<1)或LiMnO₂。然而，本发明不限于上文列举的第一活性物质。

第二电极板14可为负电极，并可包括第二活性物质层，该第二活性物质层涂覆在导电金属薄板（例如铜（Cu）或镍（Ni）箔）的两个表面上。第二活性物质层可包括碳（C）基材料，Si、Sn、氧化锡、复合锡合金、过渡金属氧化物、锂金属氮化物或锂金属氧化物。然而，本发明不限于上文列出的第二活性物质。

第一隔板11和第二隔板12可防止第一电极板13与第二电极板14之间的电短路，同时仅允许锂二次电池的电荷（例如，锂离子）移动，并可由选自多孔聚乙烯（PE）、多孔聚苯撑（PP）以及PE和PP的共聚物组成的组中的一种制成。然而，本发明不限于上文列出的材料。隔板11和12优选被形成为比第一电极板13和第二电极板14具有更大的宽度，这在防止第一电极板13与第二电极板14之间的电短路时是有利的。另外，隔板11和12可具有根据二次电池的类型而变化的宽度。将稍后描述隔板的各宽度。

引导辊13b、14b、11b、12b和17b通过旋转轴（未显示）和驱动器（未显示）而旋转，并引导从相应的供应单元13a、14a、11a、12a和17a展开的第一电极板13和第二电极板14、隔板11和12以及固定带17的传送。

切割部分16将从相应的供应单元13a、14a、11a、12a和17a展开的第一电极板13和第二电极板14、隔板11和12以及固定带17切割成预定长度，以便形成一个电极组件15。

在下文中，将描述包括引导图1中所示的卷绕设备中的隔板的传送的引导辊11b的引导辊装置100。显然，引导辊装置100可应用于引导图1中所示的第一隔板和第二隔板的传送的引导辊11b和12b两者。

图2是例示根据本发明一实施例的二次电池的引导辊装置的透视图，图3A和3B是例示在间隔件被联接到图2中所示的引导辊装置之前和之后的状态的主视图，图4A和4B是例示沿图3A和图3B的线I-I截取的例示间隔件被联接到引导辊装置之前和之后的状态的剖视图，图5是例示根据来自图4B中所示的引导辊装置的空气供应来引导隔板的状态的剖视图，以及图6是例示用在根据本发明一实施例的二次电池的引导辊装置中的间隔件的透视图。

参见图2，根据本发明一实施例的二次电池的引导辊装置100包括辊构件120、间隔件200和辊固定构件150。

辊构件120为圆筒形状，并具有形成在辊构件120的中心处的第一中空部121a，以便允许辊固定构件150的第二联接单元152能插入其中。参见图3A和3B，辊构件120包括纵向顺序设置的一个或更多个金属烧结体121。一个或更多个金属烧结体121由具有细小孔以允许空气通过的多孔金属材料制成。一个或更多个金属烧结体121被形成为使得具有在近似1至500μm范围内的尺寸的微粒被加热至低于熔点的温度同时挤压金属微粒，以使微粒共享其表面，由此在各颗粒之间形成多个孔。一个或更多个金属烧结体121可由不锈钢（SUS）材料制成。然而，本发明不限于上文列出的一个或更多个金属烧结体121的材料的类型，能够使用任一多孔材料，只要该材料能够形成允许空气通过的细小孔即可。引导辊装置100进一步包括联接到辊构件120的外周表面的一部分的固定构件130。固定构件130和间隔件200被联接到辊构件120的外周表面。

在辊构件120的外周表面的部分中形成至少一个紧固槽122。固定构件130可被联接到辊构件120的外周表面的该部分。为此，固定构件130可具有对应于紧固槽122定位的至少一个紧固孔132。因此，辊构件120使诸如螺栓的紧固单元131穿过紧固孔132，然后被联接到紧固槽122，由此将辊构件120固定到固定构件130。也就是说，固定构件130通过一个或更多个金属烧结体121的外周表面上的紧固单元131被联接，然后被整体固定，一个或更多个金属烧结体121不会彼此分开。

上述辊构件120引导隔板11与辊构件120的联接到固定构件130的外周表面分开，或者引导隔板11在辊构件120的面向彼此的外周表面上移动。

隔板11可具有根据二次电池的类型而变化的宽度。也就是说，当与棱柱形二次电池使用时，隔板11可具有在30mm至100mm范围内的宽度。另外，当以聚合物二次电池使用时，隔板11可具有在30mm至180mm范围内的宽度。因此，根据本发明，为了引导具有以各种方式变化的宽度的隔板11而调节该宽度时，间隔件200被联接到辊构件120的引导隔板11的外周表面。

参见图3A和3B，间隔件200被可拆卸地联接到辊构件120的一侧，并调节辊构件120的引导宽度。也就是说，间隔件200可成为用于调节辊构件120的引导宽度的基准。间隔件200在其联接到辊构件120的外周表面的方向上具有的宽度可根据在辊构件120的外周表面上被引导的隔板11的宽度而定。例如，间隔件200可具有满足关系式W=W1+W2而变化的宽度，其中，W表示辊构件120的宽度，W1表示隔板11的宽度，W2表示间隔件200的宽度。实际上，辊构件120的宽度W可被定义成隔板11的宽度W1和间隔件200的宽度W2之和。同时，根据本发明，可使辊构件120的宽度W大于以棱柱形二次电池或聚合物二次电池使用的隔板11的宽度W1，以便通过间隔件200的宽度W2联接到间隔件200。

间隔件200由磁体制成。也就是说，间隔件200被插入一个或更多个金属烧结体121中，以便因应用在间隔件200与一个或更多个金属烧结体121之间的磁力而相对于辊构件120能容易地拆卸。在本发明中，间隔件200由磁体制成，但本发明的各方面不限于此。能够采用诸如搭扣的任意元件，只要该元件相对于辊构件120能容易拆卸即可。

参见图6，间隔件200为开口环形状。

更详细地，间隔件200包括彼此分开且面向彼此的两个线性部分210以及连接两个线性部分210的端部的凹入部分220。因此，间隔件200被联接到辊构件120，使得辊构件120的一侧插入由线性部分210和凹入部分220形成的内部空间中。同时，由线性部分210和凹入部分220形成的内部空间的宽度W3可与辊构件120的厚度基本相同或略微大于辊构件120的厚度。

另外，间隔件200可被联接到辊构件120的未引导隔板11的外周表面。也就是说，间隔件200用于确定在辊构件120的外周表面上引导的隔板11的宽度。因此，间隔件200的宽度由辊构件120的纵向宽度和隔板11的宽度确定。

辊固定构件150的一侧被联接到固定单元1，辊固定构件150的与上述一侧相反的另一侧被联接到辊构件120。固定单元1可为采用根据本发明的引导辊装置100的用于二次电池的卷绕设备的内壁。也就是说，辊固定构件150将辊构件120固定到固定单元1，以便允许辊构件120固定地操作。另外，辊固定构件150具有第二中空部152a，空气A从外部供应通过该第二中空部152a。这里，第二中空部152a具有的外径小于第一中空部121a的内径。

辊固定构件150包括第一联接单元151和第二联接单元152。辊固定构件150可由不锈钢（SUS）材料制成。然而，本发明不限于上文列出的辊固定构件150的材料。在本发明中，第一联接单元151和第二联接单元152为分离的部件，但可整体形成。

第一联接单元151的一侧被联接到固定单元1，并且第一联接单元151的另一侧被联接到第二联接单元152。头部分151c和锁定部分151b形成在第一联接单元151的一侧处。第一联接单元151通过头部分151c被牢固地联接到固定单元1的固定孔1a。锁定部分151b能够防止第一联接单元151相对于固定单元1纵向振动。另外，台阶部分151a纵向形成为从第一联接单元151的另一侧伸出，由此允许第一联接单元151与第二固定部分112的螺纹部分112a接合。

第二联接单元152从第一联接单元151的另一侧延伸，并通过干涉配合方式被联接到辊构件120的第一中空部121a。

参见图4A和图4B，第一固定部分111和第二固定部分112可被联接以邻近辊构件120的相反端部并邻近第二联接单元152的在联接辊构件120的区域中的外周表面。也就是说，第一固定部分111和第二固定部分112用于固定被联接到第二联接单元152的辊构件120的相反端部。

在第二联接单元152的外周表面中可形成至少一个排气孔152b。因此，第二联接单元152可引导被供应到第二中空部152a的空气排放到排气孔152b。这里，通过排气孔152b排放的空气通过多孔辊构件120行进到外部。因此，如图5所示，隔板11在通过从排气孔152b引导的空气A而与辊构件120的外周表面分离的状态下被引导。可根据供应到第二中空部152a的空气的压力和被引导的隔板11的传送速度而适当地调节隔板11与辊构件120的外周表面之间的距离。

在根据本发明实施例的二次电池的上述引导辊装置中，间隔件200被联接到辊构件120，而无需根据被传送的隔板11的宽度变化重新制造或更换引导辊，由此减少制造周期和成本并提高操作效率。

在此已公开了各示例性实施例，并且尽管采用了具体术语，这些术语仅在一般和描述的意义上被使用和将被解释，而并非限制本发明。因而，本领域普通技术人员将理解，在不脱离所附权利要求提出的本公开的精神和范围的情况下，可做出形式和细节上的各种变化。

Claims (16)

1.一种二次电池的引导辊装置，用于引导构成所述二次电池的隔板，所述引导辊装置包括：

引导所述隔板的运动的辊构件；以及

能拆卸地联接到所述辊构件的一侧并调节所述辊构件的引导宽度的间隔件。

2.如权利要求1所述的引导辊装置，其中所述辊构件包括一个或更多个金属烧结体，所述一个或更多个金属烧结体具有形成于其中的第一中空部。

3.如权利要求2所述的引导辊装置，其中所述一个或更多个金属烧结体为多孔的。

4.如权利要求2所述的引导辊装置，进一步包括联接到所述辊构件的外周表面的一部分的固定构件。

5.如权利要求2所述的引导辊装置，其中至少一个紧固槽形成在所述辊构件的外周表面的所述一部分中，所述固定构件包括形成在对应于所述至少一个紧固槽的位置处的至少一个紧固孔，并且所述辊构件通过穿过所述至少一个紧固孔并联接到所述至少一个紧固槽的紧固单元被固定到所述固定构件。

6.如权利要求2所述的引导辊装置，进一步包括辊固定构件，该辊固定构件包括：

第一联接单元，具有固定到固定单元的一侧；以及

第二联接单元，，该第二联接单元从所述第一联接单元的另一侧延伸并通过干涉配合方式被联接到所述辊构件的所述第一中空部，

其中所述辊固定构件具有从外部供应空气的第二中空部。

7.如权利要求6所述的引导辊装置，其中至少一个排气孔形成在所述第二联接单元的外周表面上。

8.如权利要求7所述的引导辊装置，其中所述第二联接单元引导供应到所述第二中空部的空气排放到所述至少一个排气孔。

9.如权利要求8所述的引导辊装置，其中所述隔板通过从所述至少一个排气孔引导的空气与所述辊构件的外周表面分开，并被引导。

10.如权利要求6所述引导辊装置，进一步包括第一固定部分和第二固定部分，其中所述第一固定部分和所述第二固定部分被联接以邻近所述辊构件的相反端部并邻近所述第二联接单元的在联接所述辊构件的区域中的外周表面。

11.如权利要求1所述的引导辊装置，其中所述间隔件由磁体形成。

12.如权利要求1所述的引导辊装置，其中所述间隔件为开口环形状。

13.如权利要求1所述的引导辊装置，其中所述间隔件被联接到所述辊构件的未引导所述隔板的外周表面。

14.如权利要求4所述的引导辊装置，其中所述隔板在与所述固定构件被联接的区域分开的区域中在所述辊构件的外周表面上被引导。

15.如权利要求1所述的引导辊装置，其中所述隔板具有从30mm变化到100mm的宽度。

16.如权利要求1所述的引导辊装置，其中所述隔板具有从30mm变化到180mm的宽度。