CN108511673A - 二次电池的等离子体发生设备和包括该设备的层压系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及二次电池的等离子体发生设备和包括该设备的层压系统。该等离子体发生设备包括：辊部，其包括传输分隔物的传输辊和内置于传输辊中的金属构件；和等离子体发生部，其与金属构件相互作用以产生等离子体并且由此形成在分隔物的表面上图案化且具有结合力的掩模。该层压系统包括：多个供应辊，其供应将被交替地层压的电极和分隔物；切割电极的第一刀具；上述等离子体发生设备，其形成在分隔物的表面上图案化且具有结合力的掩模；层压器，其热熔合电极和分隔物以制造基本单元；和以相同尺寸切割基本单元的第二刀具，其中，在分隔物和电极被相互热熔合之前，等离子体发生设备形成在分隔物的表面上图案化且具有结合力的掩模。

Description

二次电池的等离子体发生设备和包括该设备的层压系统
对相关申请的交叉引用
本申请要求在2017年2月23日提交的韩国专利申请No.10-2017-0024217的优先权利益，其整体通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及一种用于二次电池的等离子体发生设备和一种包括该设备的层压系统，并且更加具体地涉及一种如下用于二次电池的等离子体发生设备和一种包括该设备的层压系统，该等离子体发生设备产生等离子体以形成在分隔物的表面上图案化且具有结合力的掩模(mask)。
背景技术
通常，与不可充电的一次电池不同，二次电池指的是可充电和可放电的电池。二次电池正被广泛地用在高科技电子领域诸如移动电话、笔记本计算机和摄像机中。
而且，这种二次电池被分类成其中电极组件被内置于金属罐中的罐型二次电池和其中电极组件被内置于袋中的袋型二次电池。袋型二次电池包括电极组件、电解质以及容纳电极组件和电解质的袋。而且，在电极组件中，正电极和负电极被布置成分隔物位于其间。电极接线片被附接到正电极和负电极中的每一个，并且电极引线被联接到电极接线片中的每一个。
在二次电池上执行层压过程以改善其中层压正电极、分隔物、负电极的电极组件的结合性质。
然而，二次电池具有如此问题，即：即使正电极、分隔物和负电极通过层压过程在结合性质方面得到改善，电解质的浸渍能力仍然显著地降低。特别地，在正电极和分隔物之间或者在负电极和分隔物之间产生的气体未被顺利地排放，并且因此，难以确保电极组件的均匀质量。
发明内容
技术问题
已经作出本发明以解决以上问题，并且本发明的一个目的在于提供一种如下用于二次电池的等离子体发生设备和一种包括该设备的层压系统，该等离子体发生设备改善正电极、分隔物和负电极的结合性质并且还提高浸渍能力并且易于从其排放气体。
技术方案
为了实现上述目的，根据本发明的一种用于二次电池的等离子体发生设备包括：辊部，该辊部包括传输分隔物的传输辊和内置于传输辊中的金属构件；和等离子体发生部，该等离子体发生部与金属构件相互作用以产生等离子体并且由此形成在分隔物的表面上图案化且具有结合力的掩模。
等离子体发生部可以包括：主体，该主体沿着分隔物的宽度方向布置；和多个电极件，多个电极件被布置成沿着主体的纵向方向相互间隔开以在金属构件和主体之间局部地产生等离子体并且由此形成在分隔物的表面上图案化且具有结合力的掩模。
该多个电极件可以被沿着分隔物的宽度方向在主体上以相同间隔或者不同间隔布置。
该多个电极件可以具有相同长度、宽度和厚度，或者该多个电极件的长度、宽度和厚度中的至少一个或者多个是不同的。
等离子体发生部可以设置有沿着分隔物的宽度方向相互连接的多个电极构件，并且电极构件中的每一个可以包括主体和两个或者更多电极件，主体沿着分隔物的宽度方向布置，多个电极件被布置成沿着主体的两端的方向相互间隔开以在金属构件和主体之间局部地产生等离子体并且由此形成在分隔物的表面上图案化且具有结合力的掩模。
该多个电极构件可以被可拆卸地相互连接。
等离子体发生部可以进一步包括应用该多个电极构件中的一个或者两个或者更多个以产生等离子体的开关。
开关可以包括向选自该多个电极构件的特定电极构件供应电力并且切断未被选择的其余电极构件的电力的通断开关。
该多个电极构件中的每一个可以在彼此对应的表面上包括联接凹槽和联接突起，并且联接凹槽和联接突起被相互联接从而该多个电极构件被可拆卸地相互连接。
该多个电极构件可以沿着分隔物的宽度方向具有相同尺寸或者不同尺寸。
主体可以由非金属材料制成。
主体可以由陶瓷制成。
电极件可以被设置成电晕放电电极。
电极件中的每一个可以被插入在主体的外表面中限定的插入凹槽中。
等离子体发生部可以形成在分隔物的两个表面中的每一个上图案化且具有结合力的掩模。
等离子体发生部可以在分隔物的两个表面上形成具有不同结合力的掩模。
根据本发明的一种层压系统包括：供应将被交替地层压的电极和分隔物的多个供应辊；切割电极的第一刀具；形成在分隔物的表面上图案化且具有结合力的掩模的等离子体发生设备；热熔合电极和分隔物以制造基本单元的层压器；和以相同尺寸切割基本单元的第二刀具，其中该等离子体发生设备在分隔物和电极被相互热熔合之前形成在分隔物的表面上图案化且具有结合力的掩模。
有利的效果
本发明具有如下效果。
1.根据本发明的等离子体发生设备可以包括在分隔物的表面上图案化且具有结合力的掩模。因此，正电极、分隔物和负电极在结合性质方面可以得到改善，并且特别地，电解质可以被引入在图案化掩模之间的空间中，或者气体可以通过在图案化掩模之间的空间排放以提高电解质的浸渍能力和气体的排放性能。
2.根据本发明的等离子体发生设备可以包括：包括金属构件的辊部；和包括该多个电极件的等离子体发生部。因此，等离子体可以在辊部和等离子体发生部之间局部地产生以形成在分隔物的表面上图案化且具有结合力的掩模。
3.根据本发明的该多个电极件可以被以相同间隔或者不同间隔设置。相应地，可以对于在分隔物的表面上形成的掩模调节其间的间隔，并且因此，可以根据分隔物的表面来调节结合力。
4.根据本发明的等离子体发生部可以包括该多个电极构件，并且因此，该多个电极构件可以用于根据分隔物的尺寸相互连接，由此提高兼容性并且降低产品的采购成本。
5.根据本发明的多个电极构件可以被可拆卸地相互连接以改善组装方便性。
6.根据本发明，可以通过开关将电力施加到该多个电极构件中的一个或者两个或者更多个以产生等离子体，由此在分隔物的表面上形成具有各种图案的掩模。
7.根据本发明的多个电极构件可以具有相同尺寸或者相互不同的尺寸以在分隔物的表面上形成具有各种尺寸的掩模。
8.根据本发明的等离子体发生部可以形成在分隔物的两个表面上图案化且具有相互不同的结合力的掩模。特别地，正电极、分隔物和负电极的结合力可以被均匀地调节。
9.该层压系统可以包括该等离子体发生设备以制造具有均匀质量的电极组件。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的基本单元的截面视图。
图2是根据本发明第一实施例的电极组件的截面视图。
图3是根据本发明第一实施例的层压系统的视图。
图4是根据本发明第一实施例的等离子体发生设备的截面视图。
图5是根据本发明第一实施例的等离子体发生设备的前视图。
图6是示意根据本发明第一实施例的等离子体发生设备的操作状态的截面视图。
图7是根据本发明第一实施例的分隔物的前视图。
图8是根据本发明第二实施例的等离子体发生设备的前视图。
图9是示意根据本发明第二实施例的等离子体发生设备的操作状态的截面视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施例，使得本发明的技术思想可以容易地由本发明所属领域的普通技术人员实施。然而，本发明可以以不同的形式来实施，而不应该被解释为限于在此阐述的实施例。在附图中，为了清楚起见，将省略对于描述本发明不必要的任何内容，并且附图中的相同的附图标记表示相同的元件。
[本发明的第一实施例]
基本单元的结构
在根据本发明第一实施例的基本单元中，电极和分隔物被交替地布置。这里，电极和分隔物可以被以相同的数目或者不同的数目布置。例如，如在图1中所示意地，可以通过相继地层压两个电极11和13与两个分隔物12来形成基本单元10。这里，该两个电极可以是正电极和负电极，并且正电极和负电极可以通过分隔物面对彼此。因此，基本单元10具有其中正电极、分隔物、负电极和分隔物被层压的结构。
电极组件的结构
根据本发明第一实施例的电极组件100可以通过重复地层压一种基本单元10或者以预定次序层压两种或者更多种基本单元10而形成。
例如，如在图2中所示意地，具有相同层压结构的多个基本单元10被沿着竖直方向层压。即，根据本发明第一实施例的电极组件100可以具有其中具有四层结构的基本单元10被重复地层压的结构，在该四层结构中，作为正电极的第一电极11、分隔物12、作为负电极的第二电极13和分隔物12被相继地层压。
通过层压系统来制造基本单元10。这里，基本单元10可以通过层压系统200在结合性质、电解质浸渍能力和气体排放性能方面得到改善。
层压系统
如在图3中所示意地，根据本发明第一实施例的层压系统200可以包括：多个供应辊210，其供应将被交替地层压的电极11和13以及分隔物12；第一刀具220，其切割电极11和13；层压器230，其热熔合电极11和13以及分隔物12以制造基本单元片材；和第二刀具240，其以预定尺寸切割基本单元片材以制造基本单元10。
该多个供应辊210包括供应作为正电极的第一电极的第一电极供应辊211、供应作为负电极的第二电极的第二电极供应辊213、供应一个分隔物12的第一分隔物供应辊212和供应另一分隔物12的第二分隔物供应辊214。
第一刀具220包括以预定尺寸切割第一电极11的第一刀具构件221和以预定尺寸切割第二电极13的第二刀具构件222。
在挤压电极11和13以及分隔物12的同时，层压器230施加热量以将电极11和13结合到分隔物12。
第二刀具240在彼此对应的电极11和13之间切割分隔物12以制造基本单元10。
根据包括上述构件的本发明，可以通过根据第一实施例的层压系统200来制造其中电极11和13与分隔物12被交替地层压的基本单元10。多个基本单元10可以被层压以制造电极组件100。
根据本发明第一实施例的层压系统200可以包括等离子体发生设备250以改善基本单元10的结合性质、电解质浸渍能力和气体排放性能。
如在图3、4和7中所示意地，等离子体发生设备250可以被设置在布置于第一分隔物供应辊213和层压器230之间的一个分隔物12和布置在第二分隔物供应辊214和层压器230之间的一个分隔物12中的每一个上，并且在分隔物12的表面上图案化且具有结合力的掩模在电极11和13与分隔物12被相互结合之前被布置。
例如，参考图7，等离子体发生设备250可以包括在分隔物12的表面上图案化并且具有高结合力的掩模12a。因此，掩模12a可以附着到电极以改善在电极和分隔物之间的结合性质。特别地，电解质和气体可以穿过在分隔物12的表面上图案化且具有结合力的掩模12a和12a之间的空间，以改善电解质浸渍能力和气体排放性能。
即，等离子体发生设备250包括辊部251和等离子体发生部252。
辊部251设置有支撑分隔物12的一个表面并且传输分隔物12的传输辊251a和内置于传输辊251a中的金属构件251b。
等离子体发生部252被布置成从分隔物12的另一表面间隔开以通过与金属构件251b的相互作用来产生等离子体，由此形成在分隔物12的表面上图案化且具有结合力的掩模。
例如，等离子体发生部252包括主体252a和多个电极件252b，主体252a沿着分隔物12的宽度方向布置，多个电极件252b被沿着纵向方向从主体252a间隔开以在金属构件251b和主体252b之间局部地产生等离子体并且由此形成在分隔物12的表面上图案化且具有结合力的掩模12a。电极件252b在图5中被示意成阴影部分。
主体252a可以由非金属材料制成。因此，可以防止在金属构件251b和电极件252b之间发生电阻以稳定地在金属构件151b和主体252a之间产生等离子体。
主体252a可以由非金属材料的陶瓷制成。陶瓷是通过热处理过程获得的非金属无机材料并且具有耐热性、高强度和耐腐蚀性。特别地，因为陶瓷是轻质的，所以使用效率可以提高。
该多个电极件252b被布置成沿着纵向方向从主体252a的外表面间隔开而不被朝向分隔物12布置。在图5中示意相互间隔开的三个电极件252b。
该多个电极件252b中的每一个可以是电晕放电电极。通过电晕放电电极，等离子体可以稳定地在金属构件151b和主体252a之间产生。
该多个电极件252b可以沿着宽度方向在主体252a上被以相同间隔或者不同间隔布置。
例如，当该多个电极件252b沿着分隔物12的宽度方向在主体252a上被以相同间隔布置时，分隔物12和全部电极可以被均匀地相互结合以制造具有均匀质量的基本单元10和电极组件100。
作为另一个实例，该多个电极件252b可以沿着分隔物12的宽度方向在主体252a上被以不同间隔布置。即，因为分隔物12的边缘要求大的结合力，所以在电极件252b之间的距离可以是窄的。另一方面，因为分隔物12的中心不要求大的结合力，所以在电极件252b之间的距离是宽的。
该多个电极件252b可以具有相同长度、宽度和厚度，或者该多个电极件252b的长度、宽度和厚度中的至少一个或者多个可以是不同的。因此，具有各种图案和结合力的掩模12a可以在分隔物12的表面上形成。
插入凹槽252a-1被沿着分隔物12的宽度方向在主体252a中伸长地限定。该多个电极件252b被插入以被固定到插入凹槽252a-1从而相互间隔开。因此，可以防止电极件252b受到外部物体损坏以稳定地产生等离子体。
如在图6中所示意地，在具有上述构造的等离子体发生设备250中，金属构件251b和电极件252b可以相互对应以产生等离子体。因此，在金属构件251b和电极件225b之间在分隔物12的表面上图案化且具有结合力的掩模12a可以形成。
等离子体发生设备250包括向该多个电极件252b施加电力以产生等离子体的开关260。是否使用该多个电极件252b可以易于由开关260控制。这里，电极件252b和电极件252b可以通过将电极件252b相互电连接的导线被相互连接。
等离子体发生设备250可以形成在分隔物12的两个表面中的每一个上图案化且具有结合力的掩模12a。因此，被结合到分隔物12的两个表面的电极11和13可以利用增强的结合力被稳定地结合，而且，电解质浸渍能力和气体排放性能可以得到改善。
等离子体发生设备250可以在分隔物12的两个表面中的每一个上形成具有不同结合力的掩模。因此，被结合到分隔物12的两个表面的电极11和13可以被调节为具有不同的结合力。如果有必要，则电极11和13可以被调节为具有相同的结合力。
等离子体发生设备250可以进一步包括在辊部251和等离子体发生部252之间供应空气的空气供应构件270。空气供应构件270可以在辊部251和等离子体发生部252之间供应空气以更加稳定等离子体。即，更加均匀和稳定的等离子体排放可以发生以产生均匀的结果。
根据本发明第一实施例的层压系统200可以通过如在图7中所示意的等离子体发生设备250获得在其上形成被图案化且具有结合力的掩模的分隔物。
而且，在根据本发明第一实施例的层压系统200中，在其上形成被图案化且具有结合力的掩模的分隔物12与电极11和13被交替地层压，并且然后被切割以制造具有均匀质量的基本单元10。然后，具有均匀质量的该多个基本单元可以被层压以制造具有均匀质量的电极组件100。
在下文中，在本发明另一个实施例的说明中，具有与上述实施例相同的构成和功能的构件已经在绘图中被赋予相同的附图标记，并且因此将省略重复说明。
[本发明的第二实施例]
如在图8和9中所示意地，根据本发明第二实施例的等离子体发生设备250’包括传输分隔物12的传输辊251a、设置有内置于传输辊251a中的金属构件251b的辊部、以及等离子体发生部252’，等离子体发生部252’通过与金属构件251b相互作用而产生等离子体以形成在分隔物12的表面上图案化且具有结合力的掩模。
这里，辊部251具有与根据第一实施例描述的辊部相同的构造和功能，并且因此将省略它的详细说明。
等离子体发生部252’可以被设置成沿着分隔物12的宽度相互连接的多个电极构件252c。这里，电极构件252c可以包括主体252a’和多个电极件252b’。
特别地，电极构件252c可以包括主体252a’和多个电极件252b’，主体252a’沿着分隔物12的宽度方向布置，多个电极件252b’被布置成沿着主体252a’的两端的方向相互间隔开以在金属构件251b和主体252a’之间局部地产生等离子体并且由此形成在分隔物12的表面上图案化且具有结合力的掩模。
参考图8，通过将该多个电极构件252c相互连接而制造等离子体发生部252’。多个主体252a’被沿着分隔物12的宽度方向相互连接，并且电极件252b’可以被分别地布置在主体252a’的两端上。因此，匹配分隔物12的宽度的该多个电极构件252c被相互连接以组装等离子体发生部252’。
在等离子体发生部252’中，该多个电极构件252c可以被可拆卸地相互连接。例如，该多个电极构件252c每一个在彼此对应的表面上具有联接凹槽252c-1和联接突起252c-2，并且联接凹槽252c-1和联接突起252c-2被相互联接从而电极构件252c被可拆卸地相互连接。因此，组装效率和方便性可以得到改善。
在等离子体发生部252’中，该多个电极构件252c可以沿着分隔物12的宽度方向具有相同尺寸或者不同尺寸。每一个电极件252b'可以增加尺寸以对应于该多个电极构件252c中的每一个的尺寸。因此，具有各种尺寸和形状的掩模可以在分隔物的表面上形成。
参考图9，等离子体发生部252’可以包括向该多个电极构件252c中的一个或者两个或者更多个施加电力以产生等离子体的开关260’。开关260’可以是向选自该多个电极构件252c的特定电极构件252c供应电力并且切断未被选择的其余电极构件252c的电力的通断开关。
开关260’可以仅仅选择其中必须产生等离子体的电极构件252c以产生等离子体。因此，在分隔物12的表面上以期望形状或者在期望位置处图案化且具有结合力的掩模可以形成。
因此，根据本发明第二实施例的等离子体发生设备250’可以包括该多个电极构件252c。因此，等离子体发生设备250’可以被兼容地使用，而与分隔物的尺寸无关，并且因此，使用效率和方便性以及成本节约可以得到改善。
相应地，本发明的范围由所附权利要求而不是前面的说明和在其中描述的示例性实施例限定。在本发明的权利要求书的等价含义内和在权利要求书内作出的各种修改均被视为落入本发明的范围中。

Claims (17)

1.一种等离子体发生设备，包括：
辊部，所述辊部包括传输分隔物的传输辊和内置于所述传输辊中的金属构件；和
等离子体发生部，所述等离子体发生部与所述金属构件相互作用以产生等离子体，并且由此形成在所述分隔物的表面上图案化且具有结合力的掩模。
2.根据权利要求1所述的等离子体发生设备，其中，所述等离子体发生部包括：
主体，所述主体沿着所述分隔物的宽度方向布置；和
多个电极件，所述多个电极件被布置成沿着所述主体的纵向方向相互间隔开以在所述金属构件和所述主体之间局部地产生等离子体，并且由此形成在所述分隔物的表面上图案化且具有结合力的掩模。
3.根据权利要求2所述的等离子体发生设备，其中，所述多个电极件被沿着所述分隔物的所述宽度方向在所述主体上以相同间隔或者不同间隔布置。
4.根据权利要求2所述的等离子体发生设备，其中，所述多个电极件具有相同的长度、宽度和厚度，或者所述多个电极件的长度、宽度和厚度中的至少一个或者多个是不同的。
5.根据权利要求2所述的等离子体发生设备，其中，所述等离子体发生部设置有沿着所述分隔物的所述宽度方向相互连接的多个电极构件，并且
所述电极构件中的每一个包括主体和两个或者更多个电极件，所述主体沿着所述分隔物的所述宽度方向布置，所述两个或者更多个电极件被布置成沿着所述主体的两端的方向相互间隔开以在所述金属构件和所述主体之间局部地产生等离子体并且由此形成在所述分隔物的表面上图案化且具有结合力的所述掩模。
6.根据权利要求5所述的等离子体发生设备，其中，所述多个电极构件被可拆卸地相互连接。
7.根据权利要求5所述的等离子体发生设备，其中，所述等离子体发生部进一步包括开关，所述开关应用所述多个电极构件中的一个或者两个或者更多个以产生等离子体。
8.根据权利要求7所述的等离子体发生设备，其中，所述开关包括通断开关，所述通断开关向选自所述多个电极构件的特定电极构件供应电力并且切断未被选择的其余电极构件的电力。
9.根据权利要求6所述的等离子体发生设备，其中，所述多个电极构件中的每一个在彼此对应的表面上包括联接凹槽和联接突起，并且所述联接凹槽和所述联接突起被相互联接使得所述多个电极构件被可拆卸地相互连接。
10.根据权利要求5所述的等离子体发生设备，其中，所述多个电极构件沿着所述分隔物的所述宽度方向具有相同尺寸或者不同尺寸。
11.根据权利要求2到10中任一项所述的等离子体发生设备，其中，所述主体由非金属材料制成。
12.根据权利要求11所述的等离子体发生设备，其中，所述主体由陶瓷制成。
13.根据权利要求2到10中任一项所述的等离子体发生设备，其中，所述电极件被设置为电晕放电电极。
14.根据权利要求2到10中任一项所述的等离子体发生设备，其中，所述电极件中的每一个被插入在所述主体的外表面中限定的插入凹槽中。
15.根据权利要求1所述的等离子体发生设备，其中，所述等离子体发生部形成在所述分隔物的两个表面中的每一个上图案化且具有结合力的所述掩模。
16.根据权利要求1所述的等离子体发生设备，其中，所述等离子体发生部在所述分隔物的两个表面上形成具有不同结合力的掩模。
17.一种层压系统，包括：
多个供应辊，所述多个供应辊供应将被交替地层压的电极和分隔物；
第一刀具，所述第一刀具切割所述电极；
等离子体发生设备，所述等离子体发生设备通过权利要求1到10中任一项来提供，并且形成在所述分隔物的表面上图案化且具有结合力的掩模；
层压器，所述层压器热熔合所述电极和所述分隔物以制造基本单元；和
第二刀具，所述第二刀具以相同尺寸切割所述基本单元，
其中，在所述分隔物和所述电极被相互热熔合之前，所述等离子体发生设备形成在所述分隔物的表面上图案化且具有结合力的所述掩模。
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