CN104904035A - 阶梯式电池及其制造方法以及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及阶梯式电池及其制造方法以及其装置，更为详细地涉及对在阶梯式电池的段差部产生的隔膜的帐篷部进行处理来提前防止在后续工序中产生不良的阶梯式电池及其制造方法以及其装置。本发明的阶梯式电池的制造方法包括：准备阶梯式电池(10)的步骤，上述阶梯式电池(10)具有在至少一个以上的段差面(18)产生的隔膜(16)的帐篷部分；以及使用冲压工具(30)按压帐篷部分的步骤，上述冲压工具(30)具有与阶梯式电池(10)的段差面(18)相对应的形状。

Description

阶梯式电池及其制造方法以及其装置
技术领域
本发明涉及阶梯式电池及其制造方法以及其装置，更为详细地涉及对在阶梯式电池的段差部产生的隔膜的帐篷部进行处理来提前防止在后续工序中产生不良的阶梯式电池及其制造方法以及其装置。
背景技术
近期，随着各种电子产品的形状多样化，同时小型化、超薄化，通过以前的长方体形状的电池无法高效地使用小型化、超薄化的电子产品的内部空间。
因此，电池的形状也摆脱长方体形状，制造成多种形状，以符合在电子产品的内部用于收容电池的空间的形状，其中之一就是阶梯式电池(Stepped Battery)。
阶梯式电池作为依次层叠多种大小和形状的电池来实现所需形状的电池，公开了以折叠方式层叠这种阶梯式电池的技术(参考韩国公开专利公报第2013-106781号)。
虽然以折叠方式层叠电池来制造阶梯式电池在制造工序上非常方便并具有很多优点，但由于在工序结束后，隔膜形成帐篷形状，在这一点需要对此进行完善。
图1为以折叠方式层叠的阶梯式电池10的侧视图，图2为示出将图1的阶梯式电池收容于袋的过程的侧视图。
如图所示，阶梯式电池10中，通过折叠用隔膜16来层叠及折叠以正极(cathode)-隔膜-负极(anode)-隔膜-正极的方式形成的第一双电池(基本单位体)和以负极-隔膜-正极-隔膜-负极的方式形成的第二双电池(基本单位体)，若以层叠(堆叠)及折叠(Stack and Folding)方式制造阶梯式电池，则如图所示，在大电池12上层叠小电池14，因而由于存在于这些电池之间的段差面18，在折叠用隔膜16产生帐篷形状。在此，段差面18可以指由于大电池12和小电池14的大小差异而产生的形成段差部分的面。
如图2所示，隔膜16的上述帐篷部分在收容于形成有电池所需的阶梯形状的袋20时互相发生干涉，导致隔膜16破损，或随着隔膜16被推移而使层叠的电极移动，因而存在引起其他不良的问题。
发明内容
要解决的技术问题
本发明是为了解决如上所述的问题而提出的，其目的在于提供阶梯式电池及其制造方法以及其装置，将在通过折叠(folding)工序等而层叠的阶梯式电池的段差面的上部形成的隔膜的帐篷部分处理成与具有预定的需要形状的袋的段差部相对应，从而能够在电极组件的封装工序中，隔膜的帐篷部与袋的侧壁不太互相干涉，因而不但不会对电极组件产生影响，同时也使袋支撑阶梯式电池的段差部的端部，来防止收容于袋的电极组件移动。
用于解决技术问题的手段
本发明的阶梯式电池的制造方法包括：准备阶梯式电池10的步骤，上述阶梯式电池10具有在至少一个以上的段差面18产生的隔膜16的帐篷部分；以及使用冲压工具30按压上述帐篷部分的步骤，上述冲压工具30具有与放置于下部夹具上的上述阶梯式电池10的上述段差面18相对应的形状。
本发明的阶梯式电池涉及具有至少一个以上的段差面18的阶梯式电池10，其中，包括覆盖段差面18的隔膜剩余部17，隔膜剩余部17附着于段差面18。
本发明的阶梯式电池涉及具有至少一个以上的段差面18的阶梯式电池10，其中，包括覆盖段差面18的隔膜剩余部17，隔膜剩余部17以与段差面18相对应的形状形成段差。
本发明的阶梯式电池的帐篷部分的处理装置包括：下部夹具，用于放置阶梯式电池10；以及冲压工具30，具有与放置于上述下部夹具上的阶梯式电池10的段差面18相对应的形状，并朝向上述下部夹具下降或从上述下部夹具上升。
发明效果
根据本发明，通过将阶梯式电池的帐篷形状部分附着于段差部而去除，可以提前预防有可能在后续工序中产生的不良。
并且，通过使阶梯式电池电极组件的形状与袋的形状相对应，可以排除袋与帐篷部分的干涉。
并且，本发明在使阶梯式电池的帐篷形状附着时能够防止隔膜的破损，从而可以排除由于本工序而有可能产生的不良因素。
并且，本发明使对阶梯式电池的帐篷部分进行加压的过程与对阶梯式电池的上端进行加压的过程同时进行或在其之后进行来对帐篷部分进行加压，从而可以预防有可能产生的小电池部位的整齐排列不良。
同时，本发明使得在阶梯式电池的折叠工序后的热压工序中同时进行帐篷形状部位处理工序，从而具有可以减少工序数量的优点。
以下，对用于实施本发明的具体事项进行说明，并将对本发明的具体效果连同上述效果一并进行记述。
附图说明
图1为以折叠方式层叠的阶梯式电池的侧视图。
图2为示出将图1的阶梯式电池收容于袋的过程的侧视图。
图3为示出在本发明的一实施例的阶梯式电池的制造方法中处理形成于阶梯式电池的段差部的帐篷部分的冲压工具的工作状态的侧视图。
图4为适用图3的冲压工具后的阶梯式电池的侧视图。
图5为示出通过图3的冲压工具而使隔膜剩余部附着于段差面的一部分的情况下的阶梯式电池的侧视图。
图6为示出在本发明的另一实施例的阶梯式电池的制造方法中处理形成于阶梯式电池的段差面上的帐篷部分的冲压工具和上部夹具的工作状态的侧视图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施例详细地进行说明。
图1为以折叠方式层叠的阶梯式电池的侧视图。图2为示出将图1的阶梯式电池收容于袋的过程的侧视图。图3为示出在本发明的一实施例的阶梯式电池的制造方法中处理形成于阶梯式电池的段差部的帐篷部分的冲压工具的工作状态的侧视图。
首先，参照图1至图3，对本发明的一实施例的阶梯式电池的制造方法进行说明。在本发明的一实施例中说明的阶梯式电池10能够以堆叠及折叠(stack and folding)方式层叠而成。
堆叠及折叠方式可以为通过折叠用隔膜16来层叠及折叠使电极和隔膜层叠而成的第一双电池(基本单位体)和第二双电池(基本单位体)的方式。
但是，阶梯式电池10的制造方法并不限定于这种方式。阶梯式电池10的制造方法能够使用多种方法。作为一例，阶梯式电池10还可以通过使单个电极附着于隔膜16并进行折叠的方式形成。此时，隔膜16可以位于单个电极与单个电极之间。
结束折叠工序的阶梯式电池10在经过由热压夹具将基本单位体整齐排列并固定的工序后，被整齐排列地放置于下部夹具(未图示)的规定位置。此时，阶梯式电池10具有至少一个以上的段差面18，这种段差面18被隔膜16覆盖。在这种情况下，隔膜剩余部17可以为覆盖段差面18的隔膜16的一部分。隔膜剩余部17可以借助在折叠工序过程中产生的张力来形成紧绷的帐篷形状。
对以放置于下部夹具上的准确位置的方式准备的阶梯式电池10，可以执行按压隔膜剩余部17的帐篷部分的步骤。此时，可以使用冲压工具30。冲压工具30具有与放置于下部夹具上的阶梯式电池10的段差面18相对应的形状，可以朝向下部夹具下降并对隔膜剩余部17的帐篷部分进行加压来进行按压。
冲压工具30也可以使用高温状态的热压工具来对隔膜剩余部17的帐篷部分进行加压，从而进行按压。在这种情况下，热压工具下降并对形成于大电池12与小电池14的段差部18上的隔膜16的帐篷形状部进行加压来进行按压，由此，可以借助热来使隔膜剩余部17附着于段差部18上。
经过这种工序后，可以确认隔膜16的帐篷形状部的相当一部分被去除(参照图2及图3)。冲压工具30可以在对帐篷部分进行加压来进行按压后从下部夹具上升来回到原来位置。
此时，冲压工具30与上述段差面18之间的接触面积X可以大于或等于封装阶梯式电池10的袋20的段差面的水平部分的面积。基于这种限定，可以在将阶梯式电池10收容于袋20的过程中防止袋20与阶梯式电池隔膜16的帐篷部分互相干涉的现象。
并且，可以使得在上述冲压工具30的下端边角中的至少与隔膜16相接触的边角形成有倒角32。在按压隔膜16的帐篷部分时，在冲压工具30的边角锋利的情况下，受拉力作用的隔膜16可能会受损。因此，本发明通过形成倒角32，能够防止强压力作用于隔膜16的一位置，能够根据倒角32的形成角度来自然地形成隔膜16的倾斜面。
图4为适用图3的冲压工具后的阶梯式电池的侧视图。图5为示出通过图3的冲压工具而使隔膜剩余部附着于段差面的一部分的情况下的阶梯式电池的侧视图。
图4示出段差面上的隔膜部分貌似以完全垂直方式附着于小电池的侧面。在这种情况下，隔膜剩余部17可以完全附着于段差面18的全部。但是，隔膜剩余部17不必完全附着于段差面18的全部。如图3或图5所示，隔膜剩余部17能够以略带角度的方式形成陡坡，这是理所当然的。
图5示出隔膜剩余部17附着于段差面18的一部分。在隔膜剩余部17附着于段差面18的一部分的情况下，也根据情况，有可能产生不与袋发生干涉的效果。因而，该情况也属于本发明的范围，这是理所当然的。
如此，隔膜剩余部17也可以仅一部分附着于段差面18。隔膜剩余部17是附着于段差面18的一部分还是全部可以根据冲压工序的条件或袋20的形状等而不同。
而且，隔膜剩余部17并不是只能具有必须附着于段差面18的形态。即使隔膜剩余部17未附着于段差面18，只要是随着对隔膜剩余部17的帐篷部分进行加压来进行按压而使隔膜剩余部17以与段差面18相对应的形状形成段差的情况，则能够发挥本发明的效果。以与段差面18相对应的形状形成段差的隔膜剩余部17不与收容阶梯式电池10的袋20发生干涉。
在此，隔膜剩余部17以与段差面18相对应的形状形成段差可以是与隔膜剩余部17是否附着于段差面18单独地进行判断的概念。即，在隔膜剩余部17以与段差面18相对应的形状形成段差的情况下，隔膜剩余部17有可能附着于段差面18，也有可能未附着于段差面18。
并且，隔膜剩余部17以与段差面18相对应的形状形成段差可以为均包括图4及图5所示的形状的概念。
如图4所示隔膜剩余部17以完全附着于段差面18的全部的方式相对应的情况当然可以包含于相对应的概念，而且，如图5所示在隔膜剩余部17形成陡坡的情况下，也可以去除相当一部分的隔膜剩余部17的帐篷部分，来得到充分的效果，因此，实质上可以视作相对应的形状。
即使不是完美地相对应的形状，只要是将效果的程度、工具的极限或加工的极限等考虑在内而实质上相对应的形状的情况，则也可以包含于相对应的概念。
另一方面，在图4及图5中，被冲压工具30按压而附着于段差面18的隔膜部分貌似互相隔开。当然，被冲压工具30按压而附着于段差面18的隔膜部分互相附着的情况较为普遍，但例外地也有可能如图4或图5所示以留有预定的间隔的方式互相隔开。不管是互相附着的情况还是互相隔开的情况，只要是隔膜剩余部17的帐篷部分被按压而不与袋20发生干涉的结构，则任何情况均可以属于本发明的范围。
图6为示出在本发明的另一实施例的阶梯式电池的制造方法中处理形成于阶梯式电池的段差面上的帐篷部分的冲压工具和上部夹具的工作状态的侧视图。
参照图6，本发明的另一实施例的阶梯式电池的制造方法还可以包括上部夹具40对上述阶梯式电池10的上端面19进行加压的步骤。上部夹具40可以设置于下部夹具(未图示)的上部，可以对阶梯式电池10的上端面19进行加压。在这种情况下，被上部夹具40加压的隔膜16可以附着于阶梯式电池10的上端面19。
具体地，下部夹具和上部夹具40作为热压夹具，结束折叠工序的阶梯式电池10直接被放置于下部夹具上，之后可以接着进行用于固定阶梯式电池10的热压工序。即，结束折叠工序的阶梯式电池10无需经过另外的热压工序，可以直接被整齐排列并放置于下部夹具的规定位置(当然，即使在之前工序中进行了另外的热压工序，也可以进行如本发明的实施例的工序)。而且，可以使设置在放置于准确位置的阶梯式电池10上的上部夹具40和冲压工具30下降并对小电池14的上端面19进行加压而使阶梯式电池10附着固定，并对形成于大电池12和小电池14的段差面18上的隔膜16的帐篷形状部进行加压，来借助热将帐篷形状部附着固定于段差面18上。
在如此同时运用上部夹具40和冲压工具30时，可使冲压工具30与上部夹具40以一体的方式形成，来使它们以一体的方式移动。基于这种结构，冲压工具30从作为热压夹具的结构的上部夹具40接受热传递，从而即使不设置另外的加热结构，也可以对隔膜16的帐篷部分进行加热加压(当然，在冲压工具30另行设置加热部也无妨)。
并且，基于这种结构，可以使上部夹具40对阶梯式电池10的上端面19进行加压的同时使上述冲压工具30对段差面18进行加压，从而可以在一工序中同时进行热压工序和去除隔膜16的帐篷形状。
与此不同，可以以单独结构的方式形成上述冲压工具30和上部夹具40来使上述冲压工具30和上部夹具40单独移动，这是理所当然的。在基于这种结构时，尤其能够以在上部夹具40对阶梯式电池10的上端面19进行加压之后使上述冲压工具30对段差面18进行加压的方式运用装置。
在这种情况下，冲压工具30按压帐篷部分来使隔膜16被按压，从而能够更加可靠地防止小电池14的位置不稳定的现象。并且，由于可以在一个工序中实施热压工序和去除隔膜的帐篷部分的工序，因而是有利的。
本发明的各个结构在其功能不被损坏的范围内能够进行适当的变更，这是理所当然的，并且不限定于上述实施例，在要求保护的范围所记载的本发明的技术思想的范围内能够自由变更。

Claims (20)

1.一种阶梯式电池的制造方法，包括：
准备阶梯式电池(10)的步骤，所述阶梯式电池(10)具有在至少一个以上的段差面(18)产生的隔膜(16)的帐篷部分；以及
使用冲压工具(30)按压所述帐篷部分的步骤，所述冲压工具(30)具有与所述阶梯式电池(10)的所述段差面(18)相对应的形状。
2.根据权利要求1所述的阶梯式电池的制造方法，其特征在于，
所述冲压工具(30)为温度高于所述帐篷部分和所述段差面(18)的高温的热压工具。
3.根据权利要求1所述的阶梯式电池的制造方法，其特征在于，
在按压所述帐篷部分的步骤中，随着按压所述帐篷部分，所述帐篷部分附着于所述段差面(18)。
4.根据权利要求1所述的阶梯式电池的制造方法，其特征在于，
所述阶梯式电池(10)以堆叠及折叠方式层叠而成。
5.根据权利要求1所述的阶梯式电池的制造方法，其特征在于，
所述阶梯式电池(10)以将单独电极附着于隔膜而折叠的方式形成。
6.根据权利要求1所述的阶梯式电池的制造方法，其特征在于，
所述冲压工具(30)与所述段差面(18)之间的接触面积(X)大于或等于封装阶梯式电池的袋(20)的段差面的水平部分的面积。
7.根据权利要求1所述的阶梯式电池的制造方法，其特征在于，
在所述冲压工具(30)的下端边角中的与隔膜(16)相接触的边角形成倒角(32)。
8.根据权利要求1所述的阶梯式电池的制造方法，其特征在于，
还包括上部夹具(40)对所述阶梯式电池(10)的上端面(19)进行加压的步骤。
9.根据权利要求8所述的阶梯式电池的制造方法，其特征在于，
所述上部夹具(40)对所述阶梯式电池(10)的上端面(19)进行加压的同时所述冲压工具(30)对所述段差面(18)进行加压。
10.根据权利要求8所述的阶梯式电池的制造方法，其特征在于，
在所述上部夹具(40)对所述阶梯式电池(10)的上端面(19)进行加压之后，所述冲压工具(30)对所述段差面(18)进行加压。
11.一种阶梯式电池，具有至少一个以上的段差面(18)，
所述阶梯式电池(10)的特征在于，
包括覆盖所述段差面(18)的隔膜剩余部(17)，
所述隔膜剩余部(17)附着于所述段差面(18)。
12.根据权利要求11所述的阶梯式电池，其特征在于，
所述隔膜剩余部(17)附着于所述段差面(18)的一部分。
13.根据权利要求11所述的阶梯式电池，其特征在于，
所述隔膜剩余部(17)与所述段差面(18)之间的接触面积(X)大于或等于封装阶梯式电池的袋(20)的段差面的水平部分的面积。
14.根据权利要求11所述的阶梯式电池，其特征在于，
被上部夹具(40)加压的隔膜(16)附着于所述阶梯式电池(10)的上端面(19)。
15.一种阶梯式电池，具有至少一个以上的段差面(18)，
所述阶梯式电池(10)的特征在于，
包括覆盖所述段差面(18)的隔膜剩余部(17)，
所述隔膜剩余部(17)以与所述段差面(18)相对应的形状形成段差。
16.根据权利要求15所述的阶梯式电池，其特征在于，
所述隔膜剩余部(17)附着于所述段差面(18)。
17.一种阶梯式电池的帐篷部分的处理装置，包括：
下部夹具，用于放置阶梯式电池(10)；以及
冲压工具(30)，具有与放置于所述下部夹具上的阶梯式电池(10)的段差面(18)相对应的形状，并朝向所述下部夹具下降或从所述下部夹具上升。
18.根据权利要求17所述的阶梯式电池的帐篷部分的处理装置，其特征在于，
所述冲压工具(30)与所述段差面(18)之间的接触面积(X)大于或等于封装阶梯式电池(10)的袋的段差面的水平部分的面积。
19.根据权利要求17所述的阶梯式电池的帐篷部分的处理装置，其特征在于，
在所述冲压工具(30)的下端边角中的与所述阶梯式电池(10)的隔膜(16)相接触的边角形成倒角(32)。
20.根据权利要求17所述的阶梯式电池的帐篷部分的处理装置，其特征在于，
还包括上部夹具(40)，所述上部夹具(40)设置于所述下部夹具上，并对所述阶梯式电池(10)的上端面(19)进行加压。
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