CN106207078A - 用于在电极板中使用的去毛刺设备 - Google Patents

Abstract

提供一种用于在电极板中使用的去毛刺设备，该去毛刺设备能够防止电极板的集流板和活性物质的损坏，并且能够通过放电去除电极板的非涂覆区域和涂覆区域的毛刺。去毛刺设备包括：辊，传递涂覆有活性物质的电极板；第一放电电极，邻近于电极板的第一侧，其中，在电极板的与沿着电极板被传递的方向平行的截面中，活性物质的截面设置在第一侧上；供电装置，电连接到第一放电电极和辊，并且向第一放电电极和辊之间的区域施加电压，通过向第一放电电极和辊之间的区域施加第一电压来去除形成在电极板的第一侧处的毛刺。

Description

用于在电极板中使用的去毛刺设备

本申请要求于2015年1月28日提交的第10-2015-0013520号韩国专利申请的优先权，通过引用将该韩国专利申请的内容完全包含于此。

技术领域

本发明涉及一种用于在电极板中使用的去毛刺设备。

背景技术

通常，当采用切开、成型或激光对金属片进行切割或穿孔来处理金属片时，会在金属片的处理表面上产生毛刺。如果没有去除毛刺，则产品质量会劣化。因此，在金属处理之后，需要通过去毛刺工艺来去除毛刺。

具体地，切割电极板时产生的毛刺会在生产诸如存储电池或二次电池的产品之后刺穿用于使电极板彼此分隔开的隔板，导致电短路，从而降低电池质量。

在现有的用于去除毛刺的去毛刺技术中，通常已经基于使用喷砂、喷水或砂纸处理的疲劳破坏去除了形成在待处理对象上的毛刺。

然而，难以将现有的去毛刺技术应用到辊对辊式系统(roll-to-rollsystem)，也难以去除局部形成的毛刺。另外，无法去除不易受疲劳破坏影响的毛刺。

发明内容

本发明提供一种用于在电极板中使用的去毛刺设备，该去毛刺设备能够防止电极板的集流板和活性物质的损坏，并且能够通过放电去除电极板的非涂覆区域和涂覆区域的毛刺。

在下面对优选实施例的描述中将描述本发明的以上和其它目的，或者根据下面对优选实施例的描述，本发明的以上和其它目的将是明显的。

根据本发明的一方面，提供一种用于在电极板中使用的去毛刺设备，包括：辊，传递涂覆有活性物质的电极板；第一放电电极，邻近于电极板的第一侧，其中，在电极板的与沿着电极板被传递的方向平行的截面中，活性物质的截面设置在所述第一侧上；以及供电装置，电连接到第一放电电极和辊，并且向第一放电电极和辊之间的区域施加电压，其中，通过向第一放电电极和辊之间的区域施加第一电压来去除形成在电极板的第一侧处的毛刺。

电极板可以设置在第一放电电极和辊之间，并且可以与第一放电电极分隔开第一距离。

第一距离可以在50μm至150μm的范围内。

第一电压可以在600V至2200V的范围内。

去毛刺设备还可以包括：第二放电电极，电连接到供电装置，邻近于电极板的与电极板的第一侧相对且面对的第二侧，并且与电极板分隔开第二距离，其中，通过向第二放电电极和辊之间的区域施加第二电压来去除形成在电极板的第二侧处的毛刺。

邻近于电极板的第二侧的区域可以是没有涂覆活性物质的非涂覆区域。

辊的与电极板的非涂覆区域接触的区域的半径可以大于辊的与涂覆有活性物质的区域接触的区域的半径。

当第一距离和第二距离彼此相等时，第二电压可以大于或等于第一电压。

第二电压可以在600V至2200V的范围内。

去毛刺设备还可以包括与电极板分隔开的吹气部，以去除留在电极板上的毛刺残余物。

如上所述，根据本发明的用于在电极板中使用的去毛刺设备能够防止电极板的集流板和活性物质的损坏，并且能够通过放电去除电极板的非涂覆区域和涂覆区域的毛刺。

附图说明

通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，本发明的以上和其它特征及优点将变得更加明显，在附图中：

图1是示出根据本发明实施例的用于在电极板中使用的去毛刺设备的构造的示图；

图2是沿着图1的线2-2截取的去毛刺设备的剖视图；

图3是示出图1中所示的电极板的第一侧和第二侧在电极板的平面图上的部分的放大剖视图；以及

图4是示出沿着图1的线2-2截取的去毛刺设备的另一示例的剖视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图来详细地描述本发明的示例性实施例；然而，本发明的示例性实施例可以以不同的形式来实施，且不应该被解释为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，且将把本公开的范围充分地传达给本领域技术人员。

在附图中，为了清楚起见，夸大了层和区域的厚度。同样的标号始终指代同样的元件。如在这里使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项的任何和所有组合。

在这里使用的术语仅为了描述具体实施例的目的，并不是为了限制本发明。如在这里使用的，除非上下文清楚地另有表明，否则单数形式意在也包括复数形式。还将理解的是，当在说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，说明存在陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

将理解的是，虽然术语第一、第二等在这里可用于描述不同的构件、组件、区域、层和/或部分，但是这些构件、组件、区域、层和/或部分不应该受这些术语限制。这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层和/或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离本发明的教导的情况下，例如，下面讨论的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分可被称作第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。

参照图1，示出了根据本发明实施例的用于在电极板中使用的去毛刺设备的构造。参照图2，示出了沿着图1的线2-2截取的去毛刺设备的剖视图。

如图1和图2所示，去毛刺设备100可以包括：辊110，传递电极板10；放电电极120，与电极板10分隔开；供电装置130，向辊110和放电电极120之间的区域施加电压；以及吹气部140，用于去除电极板10的毛刺残余物。去毛刺设备100可以被并入到辊对辊式系统中。在图1中，仅示出了辊对辊式系统的去毛刺设备100。

辊110可以被成形为能够绕旋转轴旋转的圆柱体，并且能够在绕旋转轴旋转的同时沿着与旋转轴垂直的传递方向A传递电极板10。辊110可以包括至少一个辊。为了便于传递电极板10，可以设置两个或更多个辊，但是本发明不将辊的数量限于此。

通过在由薄膜的金属箔形成的集流板11的一个表面上涂覆由过渡金属氧化物制成的活性物质12形成电极板10。活性物质12可以形成在集流板11的一个表面或两个表面上，但是本发明的各方面不限于此。此外，在涂覆活性物质12之后，可以将电极板10切割成与电池对应的尺寸或者能够容易地被辊对辊式系统传递的尺寸。也就是说，辊对辊式系统传递的电极板10可以具有在与传递方向A平行的相对侧10a和10b上的截面。此外，在与电极板10的截面对应的相对侧10a和10b上会产生毛刺11b和11c。

此外，如图3所示，电极板10具有涂覆有活性物质12的区域和在邻近于第二侧10b的区域上没有涂覆活性物质12的非涂覆区域11a，涂覆有活性物质12的区域邻近于与传递方向A平行的相对侧10a和10b的第一侧10a。也就是说，活性物质12涂覆在电极板10的两个表面上，从第二侧10b延伸的预定区域没有涂覆活性物质12，以将暴露集流板11的非涂覆区域11a提供到外部。

随着辊110旋转，电极板10可以沿着传递方向A被传递，并且可以具有与辊110接触的表面。辊110可以由导电材料制成，并且可以电连接到供电装置130，以从供电装置130施加电压。辊110可以电连接到供电装置130的共用电极131。也就是说，类似于辊110，电极板10可以通过辊110电连接到共用电极131。

辊110的与电极板10的非涂覆区域11a接触的区域的直径可以大于辊110的其它区域的直径。也就是说，与电极板10的非涂覆区域11a接触的第二辊单元112的半径可以比辊110的与电极板10的涂覆有活性物质12的区域接触的第一辊单元111的半径大涂覆高度110h。

如上所述，辊110的半径的差异是为了当电极板10通过辊110传递到电极板10的非涂覆区域11a时支撑电极板10的目的而给出的。此外，如图4所示，当非涂覆部分11a弯曲时，第二辊单元112可以被成形为对应于非涂覆区域11a，但是本发明的各方面不限于此。也就是说，第二辊单元112可以在与邻近于第一辊单元111的一侧相对的一侧处具有比邻近于第一辊单元111的一侧处大的直径。如上所述，如果非涂覆区域11a弯曲，则会减小电极板10和放电电极120之间的距离。

放电电极120被成形为柱形，并且与辊110分隔开且被布置为与辊110平行。放电电极120可以与电极板10分隔开。这里，电极板10可以设置在放电电极120和辊110之间，并且可以在与放电电极120分隔开的同时与辊110接触。

在图1和图2中，示出了安装在辊110上的放电电极120。然而，放电电极120可以安装在任何位置处，只要其与辊110的外表面分隔开并且使电极板10设置在辊110和放电电极120之间即可，本发明不将放电电极120的安装位置局限于在此公开的安装位置。

放电电极120包括第一放电电极121、第二放电电极122和连接部分123，第一放电电极121由导电材料制成，第二放电电极122与第一放电电极121分隔开并且由导电材料制成，连接部分123连接第一放电电极121和第二放电电极122并且由绝缘材料制成。也就是说，第一放电电极121、连接部分123和第二放电电极122可以沿着与辊110的旋转轴相同的方向以此顺序顺序地布置，并且可以彼此连接。

第一放电电极121可以电连接到供电装置130的第一电极132，第二放电电极122可以电连接到供电装置130的第二电极133，以从供电装置130施加电压。第一放电电极121可以邻近于涂覆有活性物质12的电极板10的第一侧10a，第二放电电极122可以邻近于电极板10的第二侧10b(即，非涂覆区域11a)。

也就是说，与涂覆有活性物质12的电极板10的第一侧10a相邻的区域可以设置在第一辊单元111和第一放电电极121之间，并且非涂覆区域11a可以设置在辊110的第二辊单元112和第二放电电极122之间。这里，电极板10可以具有与辊110接触的表面和与放电电极120分隔开的另一表面。

用于供应电压的供电装置130可以包括共用电极131、第一电极132和第二电极133。在供电装置130中，第一电极132可以电连接到第一放电电极121，第二电极133可以电连接到第二放电电极122，共用电极131可以电连接到辊110。

供电装置130向第一电极132和共用电极131之间的区域施加源自电势差的第一电压，并且向第二电极133和共用电极131之间的区域施加源自电势差的第二电压。也就是说，向第一放电电极121和辊110之间的区域施加第一电压，并且向第二放电电极122和辊110之间的区域施加第二电压。

因此，形成在电极板10的设置在第一放电电极121和辊110之间的第一侧10a处的毛刺11b通过因第一电压产生的放出热量而熔化，然后被去除；形成在电极板10的设置在第二放电电极122和辊110之间的第二侧10b处的毛刺11c通过因第二电压产生的放出热量而熔化，然后被去除。此外，在去除形成在电极板10的第一侧10a处的毛刺11b和形成在电极板10的第二侧10b处的毛刺11c之后，可以通过从吹气部140排出的空气去除留在电极板10上的毛刺残余物。可以通过诸如放电流体的液体去除毛刺残余物，但是本发明不将用于去除毛刺残余物的方法和材料限于在此公开的方法和材料。

在第一电压和第二电压相对大的情况下，可以容易地去除形成在电极板10上的毛刺。然而，在这种情况下，会不期望地损坏电极板10。此外，如果放电电极120和电极板10之间的距离太小，则电极板10在传递时会被损坏。然而，如果放电电极120和电极板10之间的距离太大，则为了去除毛刺需要相当高的电压。

为了去除毛刺，现在将描述电极板10和放电电极120之间的距离以及从供电装置130施加的电压的电平。

电极板10和放电电极120之间的距离X和Y可以在50μm至150μm的范围内。也就是说，在电极板10和放电电极120之间的距离X和Y在50μm至150μm的范围内的情况下，当从供电装置130施加电压时，可以使用源自放电的放电热来减少毛刺。

在电极板10和放电电极120之间的距离X和Y小于50μm的情况下，会由于当电极板10沿着辊110被传递时施加的振动而引起电极板10的高概率的损坏。此外，毛刺的高度会引起放电电极120和辊110之间的电极板10的狭窄，导致电极板10的损坏。此外，在电极板10和放电电极120之间的距离X和Y大于150μm的情况下，应该增大从供电装置130施加的电压，这会增大供电装置130的尺寸和成本。在距离X和Y中，第一距离X可以指活性物质12的涂覆区域和第一放电电极121之间的垂直距离，第二距离Y可以指非涂覆区域11a和第二放电电极122之间的垂直距离。

当距离X和Y小于50μm时，执行实验以研究毛刺是否被去除以及是否对活性物质和集流板造成损坏，实验结果列在表1中。

表1

电压

毛刺的去除

活性物质的损坏

集流板的损坏

300V	×	×	×
				500V		×	×
600V	○	×	×
				700V	○	×	×
800V	○		×
				1100V	○	○	×
1600V	○	○	×
				2100V	○	○	○

如表1中所列，在电极板10和放电电极120之间的距离X和Y为50μm的情况下，当施加的电压在600V与2100V之间的范围内时，能够实现毛刺的去除。然而，在这种情况下，如果施加的电压大于或等于800V，则会损坏电极板10的活性物质12。因此，在第一距离X为50μm的情况下，用于去除形成在涂覆有活性物质12的电极板10的第一侧10a处的毛刺的第一电压优选地在600V至700V的范围内。此外，在第一距离X为50μm的情况下，当第一电压在600V与2100V之间的范围内时，能够实现毛刺的去除。然而，在这种情况下，如果第一电压大于或等于2100V，则会损坏集流板11。因此，在第二距离Y为50μm的情况下，用于去除形成在电极板10的第二侧10b(即，非涂覆区域)处的毛刺的第二电压优选地在600V至1600V的范围内。

当距离X和Y小于150μm时，执行实验以研究毛刺是否被去除以及是否引起活性物质和集流板被损坏，实验结果列在表2中。

表2

电压	毛刺的去除	活性物质的损坏	集流板的损坏
				1800V	×	×	×
2000V		×	×
				2100V	○	×	×
2200V	○	×	×
				2300V	○		×
2900V	○	○	×
				3500V	○	○	○

如表2中所列，在电极板10和放电电极120之间的距离X和Y为150μm的情况下，当施加的电压在2100V与3500V之间的范围内时，能够实现毛刺的去除。然而，在这种情况下，如果施加的电压大于或等于2300V，则会损坏电极板10的活性物质12。因此，在第一距离X为150μm的情况下，用于去除形成在涂覆有活性物质12的电极板10的第一侧10a处的毛刺的第一电压优选地在2100V至2200V的范围内。此外，在电极板10和放电电极120之间的距离X和Y为150μm的情况下，当施加的电压在2100V与3500V之间的范围内时，能够实现毛刺的去除。然而，在这种情况下，如果施加的电压大于或等于3500V，则会损坏集流板11。因此，在第二距离Y为150μm的情况下，用于去除形成在电极板10的第二侧10b(即，非涂覆区域11a)处的毛刺的第二电压优选地在2100V至2900V的范围内。

因此，在第一距离X在50μm与150μm之间的范围内的情况下，当第一电压在600V至2200V的范围内时，能够实现毛刺的去除，同时防止活性物质12被损坏。此外，在第二距离Y在50μm至150μm之间的范围内的情况下，当第二电压在600V至2900V的范围内时，能够实现毛刺的去除，同时防止活性物质12被损坏。另外，在第一距离X和第二距离Y彼此相等的情况下，第一电压可以等于或小于第二电压，这是因为与集流板11相比活性物质12会在更低的电压下损坏。

也就是说，去毛刺设备100能够防止电极板的集流板11和活性物质12的损坏，并且能够通过放电去除电极板10的非涂覆区域和涂覆区域的毛刺。

尽管已经参照本发明的示例性实施例具体示出和描述了根据本发明的用于在电极板中使用的去毛刺设备，但是本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离如权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对此进行形式和细节上的各种改变。

Claims (10)

1.一种用于在电极板中使用的去毛刺设备，所述去毛刺设备包括：

辊，传递涂覆有活性物质的电极板；

第一放电电极，邻近于电极板的第一侧，其中，在电极板的与沿着电极板被传递的方向平行的截面中，活性物质的截面设置在所述第一侧上；以及

供电装置，电连接到第一放电电极和辊，并且向第一放电电极和辊之间的区域施加电压，

其中，通过向第一放电电极和辊之间的区域施加第一电压来去除形成在电极板的第一侧处的毛刺。

2.根据权利要求1所述的去毛刺设备，其中，电极板设置在第一放电电极和辊之间，并且与第一放电电极分隔开第一距离。

3.根据权利要求2所述的去毛刺设备，其中，第一距离在50μm至150μm的范围内。

4.根据权利要求1所述的去毛刺设备，其中，第一电压在600V至2200V的范围内。

5.根据权利要求2所述的去毛刺设备，所述去毛刺设备还包括：第二放电电极，电连接到供电装置，邻近于电极板的与电极板的第一侧相对且面对的第二侧，并且与电极板分隔开第二距离，其中，通过向第二放电电极和辊之间的区域施加第二电压来去除形成在电极板的第二侧处的毛刺。

6.根据权利要求5所述的去毛刺设备，其中，邻近于电极板的第二侧的区域是没有涂覆活性物质的非涂覆区域。

7.根据权利要求6所述的去毛刺设备，其中，辊的与电极板的非涂覆区域接触的区域的半径大于辊的与涂覆有活性物质的区域接触的区域的半径。

8.根据权利要求5所述的去毛刺设备，其中，当第一距离和第二距离彼此相等时，第二电压大于或等于第一电压。

9.根据权利要求5所述的去毛刺设备，其中，第二电压在600V至2200V的范围内。

10.根据权利要求1所述的去毛刺设备，所述去毛刺设备还包括与电极板分隔开的吹气部，以去除留在电极板上的毛刺残余物。