CN104821415A - 用于二次电池的卷绕装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于二次电池的卷绕装置，其包括：供应部、传输辊、切割部和卷绕部。该供应部供应第一电极板、第二电极板和隔板。该传输辊传输第一电极板、第二电极板和隔板。该切割部切割第一电极板、第二电极板和隔板至预定长度。该卷绕部卷绕第一电极板、第二电极板和隔板。在卷绕装置中，卷绕部包括第一主体部、与第一主体部间隔开预定间隔的第二主体部、和插入部，第一电极板、第二电极板和隔板各自的一个端部被插入到该插入部中并处于第一主体部和第二主体部之间，曲面部形成在第一主体部和第二主体部的每个的外表面上。

Description

用于二次电池的卷绕装置
技术领域
本发明的方面涉及用于二次电池的卷绕装置。
背景技术
随着电子设备、通信等产业的快速发展，近来已经增大了诸如便携式摄像机、便携式电话和笔记本PC的便携式电子设备的普及。因此，二次电池的使用量也增加了。二次电池不仅能用于便携式电子设备还能用于需要高输出和高功率的中型和大型设备，诸如电动工具、汽车、空间运输工具、摩托车、小型摩托车和空中运输工具。大容量和高功率的二次电池是重要因素，使得二次电池用作中型和大型设备的电池。
二次电池包括电极组件、在其中容纳电极组件的壳、注入到壳内部使得离子能够运动的电解质、和用于密封壳的盖组件。
通常，电极组件包括正电极板、负电极板和隔板，正电极板、负电极板和隔板通过心轴被卷绕。在此情况下，心轴的拐角部分的角度是敏感的，由此张力被强烈地施加。隔板用心轴的窄表面固定和卷绕，因此，隔板在心轴的中心部处被折叠，或者发生刮擦。另外，被卷绕的电极组件的厚度变厚，其对二次电池的性能和短路的发生有影响。因此，已经进行了对于确保电极组件的厚度减小和通过最小化隔板的干扰确保电极组件的安全性的方法的各种研究。
发明内容
实施例提供了一种用于二次电池的卷绕装置，其提供具有曲面部的第一主体部和第二主体部。
实施例还提供一种用于二次电池的卷绕装置，其具有能够最小化隔板的干扰的结构。
实施例还提供一种用于二次电池的卷绕装置，其提供用于控制第一构件和第二构件之间的间隔的驱动轴。
实施例还提供一种用于二次电池的卷绕装置，其可能减小围绕卷绕部卷绕的电极组件的厚度。
根据本发明的方面，提供了一种用于二次电池的卷绕装置，包括：供应部，配置为供应第一电极板、第二电极板和隔板；传输辊，配置为传输第一电极板、第二电极板和隔板；切割部，配置为切割第一电极板、第二电极板和隔板至预定长度；和卷绕部，配置为卷绕第一电极板、第二电极板和隔板，其中，卷绕部包括第一主体部、与第一主体部间隔开预定间隔的第二主体部、和插入部，第一电极板、第二电极板和隔板各自的一个端部被插入到该插入部中并处于第一主体部和第二主体部之间，曲面部形成在第一主体部和第二主体部的每个的外表面上。
第一主体部和第二主体部在第一电极板、第二电极板和隔板的卷绕方向上的截面可以形成为椭圆形。
第一主体部和第二主体部的每个可以具有长轴和短轴，第一主体部和第二主体部可以被设置使得第一主体部和第二主体部的长轴彼此面对。
固定件可以插入到插入部中。
固定件可以包括滚珠。
插入部的宽度可以形成为对应于第一电极板、第二电极板和隔板各自的一个端部的厚度。
第一主体部和第二主体部的每个可以包括第一构件和第二构件。
第一构件和第二构件可以通过驱动轴连接。
驱动轴可以在与第一主体部和第二主体部彼此面对的方向垂直的方向上被驱动，并且控制第一构件和第二构件之间的间隔。
当完成了围绕第一主体部和第二主体部卷绕电极组件时，驱动轴可以控制第一构件与第二构件之间的间隔以变窄。
驱动轴可以进一步提供有刻度部。
表面粗糙可以形成在第一主体部和第二主体部彼此面对的每个表面上。
如上所述，在根据本发明的用于二次电池的卷绕装置中，第一主体部和第二主体部的拐角形成为弯曲的，使得能够最小化在卷绕电极组件期间电极组件的损坏，由此提高二次电池的安全性。
此外，电极组件的一端插入其中的插入部形成在第一主体部和第二主体部之间，使得能够最小化隔板的干扰。因此，能够防止隔板被折叠或防止在隔板中发生刮擦，由此提高二次电池的性能。
此外，用于控制第一构件和第二构件之间的间隔的驱动轴被提供在第一构件和第二构件之间，使得可以应用所有二次电池，而不考虑它们的尺寸。因此，能够容易地制造二次电池，由此提高工作效率。
此外，表面粗糙形成在第一主体部和第二主体部彼此面对的每个表面上，使得卷绕的电极组件可以被紧密地固定。因此，能够减小电极组件的厚度并且提高二次电池的性能。
附图说明
现将在下文参考附图更充分地描述示例实施例；然而，它们可以以不同的形式实现且不应被理解为限于在此阐述的实施例。而是，提供这些实施例使得本公开将彻底和完整，并将向本领域技术人员充分传达示例实施方式的范围。
在附图中，为了图示清晰可能夸大了尺寸。将理解的是，当元件被称为“在”两个元件“之间”时，它可能是该两个元件之间的唯一元件，或者可能还存在一个或多个居间元件。相同的附图标记通篇指代相同的元件。
图1是截面图，示意地示出根据本发明实施例的用于二次电池的卷绕装置。
图2是截面图，示意地示出根据本发明实施例的卷绕部。
图3是截面图，示意地示出根据本发明实施例的主体部。
图4是截面图，示出根据本发明实施例的卷绕部的操作状态。
图5是截面图，示意地示出根据本发明另一实施例的主体部。
图6是截面图，示意地示出根据本发明又一实施例的主体部。
具体实施方式
在下面的详细说明中，简单通过图示的方式，仅示出和描述了本发明的某些示范实施方式。如本领域技术人员将实现的，描述的实施方式可以以各种不同的方式改变，所有这些改变都没有脱离本发明的精神或范围。因此，附图和描述被认为本质上是说明性的而不是限制性的。另外，当元件被称为在另一元件“上”时，它可以直接在另一元件上或者间接地在另一元件上并且一个或多个居间元件插置其间。同样，当元件被称为“连接到”另一元件时，它可以直接连接到另一元件或者间接连接到另一元件并且一个或多个居间元件插置其间。在下文，相同的附图标记指代相同的元件。
图1是截面图，示意地示出根据本发明实施例的用于二次电池的卷绕装置。
如图1所示，根据此实施例的卷绕装置包括供应部1、2和3，配置为分别供应第一电极板11、第二电极板12和隔板13；传输辊4，配置为分别传输第一电极板11、第二电极板12和隔板13；切割部5，配置为切割第一电极板11、第二电极板12和隔板13至预定长度；和卷绕部6，配置为卷绕第一电极板11、第二电极板12和隔板13。
供应部1、2和3可包括配置为供应第一电极板11的第一电极板供应部1、配置为供应第二电极板12的第二电极板供应部2和配置为供应隔板13的隔板供应部3。
传输辊4可将在各自供应部1、2和3中卷绕的第一电极板11、第二电极板12和隔板13引导到切割部5。
切割部5将通过各自传输辊4传输的第一电极板11、第二电极板12和隔板13切割至预定长度。在此，预定长度是指形成电极组件10所需的长度。
卷绕部6可以以果冻卷(J/R)形状卷绕包括第一电极板11、第二电极板12和隔板13的电极组件10。卷绕部6可以是心轴。
电极组件10可包括第一电极板11、第二电极板12和插置在第一电极板11与第二电极板12之间的隔板13。
第一电极板11可包括通过在第一基底材料上断续地涂覆第一活性材料形成的第一活性材料涂覆部和第一活性材料没有涂覆在其上使得第一基底材料被暴露的第一非涂覆部，该第一基底材料是片形导电材料。第一非涂覆部可以提供有由金属诸如镍制成的第一电极接片。例如，第一电极板11可以是正电极板，第一活性材料可以由包括锂的正电极活性材料制成，诸如LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiMn2O4或LiNi1-x-yCoxMnyO2。
第二电极板12可包括通过在第二基底材料上断续地涂覆第二活性材料形成的第二活性材料涂覆部和第二活性材料没有涂覆在其上使得第二基底材料被暴露的第二非涂覆部，该第二基底材料是片形导电材料。第二非涂覆部可以提供有由金属诸如镍制成的第二电极接片。例如，第二电极板12可包括负电极板，第二活性材料可以是包括碳材料的负电极活性材料，诸如，结晶碳、非晶碳、碳复合物或碳纤维织物、金属锂或锂合金。
隔板13通过位于第一电极板11和第二电极板12之间而被卷绕，并且使得第一电极板11和第二电极板12彼此绝缘。隔板13可允许锂离子在第一电极板11和第二电极板12之间交换。隔板13优选形成至足够长度，以使得即使电极组件10收缩和膨胀，第一电极板11和第二电极板12也彼此完全绝缘。
图2是截面图，示意地示出根据本发明实施例的卷绕部。图3是截面图,示意地示出根据本发明实施例的主体部。图4是截面图，示出根据本发明实施例的卷绕部的操作状态。
如图2至4所示，在卷绕部6中，主体部100可包括第一主体部110、与第一主体部110间隔开预定间隔的第二主体部110'、和插入部120，第一电极板11、第二电极板12以及隔板13各自的一个端部被插入到该插入部分120中，处于第一主体部110和第二主体部110'之间。在此情况下，第一主体部110和第二主体部110'的每个可以形成为长方体形，曲面部分130可以形成在第一主体部110和第二主体部110'的每个的外部拐角处，第一电极板11、第二电极板12和隔板13被卷绕的同时与该外部拐角接触。第一主体部110和第二主体部110'在第一电极板11、第二电极板12和隔板13的卷绕方向上的截面可以形成为椭圆形。在此，第一主体部110和第二主体部110'的每个具有长轴和短轴。第一主体部110和第二主体部110'可以被设置使得第一主体部110和第二主体部110'的长轴彼此面对。
电极组件10的一端可以插入且固定到插入部120中。例如，插入部120的宽度D可以形成为对应于电极组件10的厚度d，用于固定电极组件10的一端的固定件140可以插入到插入部120中。固定件140可以包括滚珠。
第一主体部110可包括彼此相邻地定位的第一构件111和第二构件112，第二主体部110'可包括彼此相邻地定位的第一构件111'和第二构件112'。驱动轴150可分别连接在第一构件111和第二构件112之间以及第一构件111'和第二构件112'之间。驱动轴150可以控制第一构件111和111'与第二构件112和112'之间的间隔同时在与第一主体部110和第二主体部110'彼此面对的方向垂直的方向上被驱动。因此，如果电极组件10围绕第一主体部110和第二主体部110'被完全地卷绕，则驱动轴150可以控制第一构件111和111'与第二构件112和112'之间的间隔以变窄，由此便于电极组件10的拨出。
例如，电极组件10可以还包括粘合件160，其防止通过主体部100被卷绕的电极组件10被展开。粘合件160可以提供在电极组件10的另一端。
如果通过将电极组件10的一端固定到插入部120而卷绕电极组件10，并且完成了电极组件10的卷绕，则电极组件10的另一端用粘合件160固定，使得能够防止电极组件10的另一端从电极组件10展开。此外，不必要执行将从主体部10展开的电极组件10再卷绕的操作，由此提高操作效率。
图5是截面图，示意地示出根据本发明另一实施例的主体部。
如图5所示，主体部200可包括第一主体部210、与第一主体部210间隔开预定间隔的第二主体部210'、和插入部220。第一电极板11、第二电极板12和隔板13各自的一个端部被插入到该插入部220中，处于第一主体部210和第二主体部210'之间。第一主体部210可包括彼此相邻地定位的第一构件211和第二构件212，第二主体部210'可包括彼此相邻地定位的第一构件211'和第二构件212'。驱动轴250可分别连接在第一构件211和第二构件212之间以及第一构件211'和第二构件212'之间。
例如，刻度部251可以进一步形成在驱动轴250的一侧。刻度部251可精确地设定第一构件211或211'与第二构件212或212'之间的距离。因此，能够生产适于电池壳尺寸的电极组件，由此提高操作效率。
图6是截面图，示意地示出根据本发明又一实施例的主体部。
如图6所示，主体部可包括第一主体部、与第一主体部间隔开的第二主体部、和插入部，第一电极板、第二电极板和隔板各自的一个端部插入到该插入部中，处于第一主体部和第二主体部之间。第一和第二主体部可以被提供使得第一和第二主体部的长侧表面彼此面对。在此情况下，表面粗糙370可以形成在第一主体部和第二主体部的彼此面对的每个表面上。虽然第一主体部310在图6中示出，但是这不限于第一主体部310，而是可以相同地应用于第二主体部。
例如，第一主体部310可包括第一构件311和第二构件312，表面粗糙370可以形成在第一构件311和第二构件312的每个上。表面粗糙370提高了第一和第二主体部与电极组件之间的摩擦，使得当卷绕电极组件时电极组件能够与第一和第二主体部分开。
在此已经公开了实例实施方式，虽然采用了特定术语，但是它们仅以一般描述性含义解释，且不为了限制目的。在有些情况下，对于本申请所提交领域的一般技术人员将明显的是，结合具体实施方式描述的特征、特性和/或元件可以单独使用或与结合其他实施方式描述的特征、特性和/或元件组合使用，除非另外特别地声明。因此，本领域的一般技术人员将理解，可以对本发明进行形式和细节上的改变而没有脱离在权利要求中阐述的本发明的精神和范围。
本申请要求于2014年2月5日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第No.10-2014-0013173号的优先权，其全部内容通过引用整体结合在此。

Claims (12)

1.一种用于二次电池的卷绕装置，包括：
供应部，配置为供应第一电极板、第二电极板和隔板；
传输辊，配置为传输所述第一电极板、所述第二电极板和所述隔板；
切割部，配置为切割所述第一电极板、所述第二电极板和所述隔板至预定长度；和
卷绕部，配置为卷绕所述第一电极板、所述第二电极板和所述隔板，
其中，所述卷绕部包括第一主体部、与所述第一主体部间隔开预定间隔的第二主体部、和插入部，所述第一电极板、所述第二电极板和所述隔板各自的一个端部被插入到所述插入部中并处于所述第一主体部和所述第二主体部之间，曲面部形成在所述第一主体部和所述第二主体部的每个的外表面上。
2.如权利要求1所述的卷绕装置，其中所述第一主体部和所述第二主体部在所述第一电极板、所述第二电极板和所述隔板的卷绕方向上的截面形成为椭圆形。
3.如权利要求2所述的卷绕装置，其中所述第一主体部和所述第二主体部的每个具有长轴和短轴，所述第一主体部和所述第二主体部被设置使得所述第一主体部和所述第二主体部的长轴彼此面对。
4.如权利要求1所述的卷绕装置，其中固定件插入到所述插入部中。
5.如权利要求4所述的卷绕装置，其中所述固定件包括滚珠。
6.如权利要求1所述的卷绕装置，其中所述插入部的宽度形成为对应于所述第一电极板、所述第二电极板和所述隔板各自的所述一个端部的厚度。
7.如权利要求1所述的卷绕装置，其中所述第一主体部和所述第二主体部的每个包括第一构件和第二构件。
8.如权利要求7所述的卷绕装置，其中所述第一构件和所述第二构件通过驱动轴连接。
9.如权利要求8所述的卷绕装置，其中所述驱动轴在与所述第一主体部和所述第二主体部彼此面对的方向垂直的方向上被驱动，并且控制所述第一构件和所述第二构件之间的间隔。
10.如权利要求9所述的卷绕装置，其中当完成了围绕所述第一主体部和所述第二主体部卷绕所述电极组件时，所述驱动轴控制所述第一构件与所述第二构件之间的间隔以变窄。
11.如权利要求8所述的卷绕装置，其中所述驱动轴进一步提供有刻度部。
12.如权利要求1所述的卷绕装置，其中表面粗糙形成在所述第一主体部和所述第二主体部彼此面对的每个表面上。
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