CN110832676B - 切割电极片的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的切割电极片的设备包括：传送单元，传送单元将在侧表面形成有多个凹口槽的电极片经由测量点一直传送至切割点，使得当形成在电极片中的这些凹口槽之中的、设置在前端的凹口槽经过切割点时，设置在所述前端的凹口槽的后端的凹口槽经过测量点；检测单元，检测单元设置在测量点处，以检测经过测量点的电极片的凹口槽，从而产生凹口槽检测信号；和切割单元，切割单元设置在切割点处，以根据由检测单元产生的凹口槽检测信号来切割其中设置有经过切割点的凹口槽的电极片。

Description

切割电极片的设备和方法
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年5月4日提交的韩国专利申请第10-2018-0051716号的优先权的权益，通过引用将上述专利申请整体结合在此。
技术领域
本发明涉及一种切割电极片的设备和方法，更具体地说，涉及一种通过检测形成在电极片中的凹口槽来切割电极片，以提高切割精度的切割电极片的设备和方法。
背景技术
通常来说，与不可充电的一次电池不同，二次电池(secondary battery)是指可充电和可放电的电池。二次电池在诸如移动电话、笔记本电脑和便携式摄像机之类的高科技电子领域中广泛使用。
这种二次电池分为电极组件内置于金属罐中的罐型二次电池和电极组件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。此外，电极组件具有其中多个电极和多个隔膜交替堆叠的结构。
通过切割设备以规则的间隔切割长片状的电极片来制造电极。在此，切割设备检测形成在电极片上的电极接片，从而以规则的间隔切割电极片。
然而，在切割设备中，当形成在电极片上的电极接片变形，例如，折叠或抬起时，电极片的切割时间点发生变化，从而引起电极片被不规则地切割而制造出有缺陷的电极的问题。
发明内容
技术问题
本发明致力于解决上述问题，本发明的目的是提供一种切割电极片的设备和方法，其中通过检测形成在电极片的长度方向上的凹口槽来切割电极片，以恒定地保持电极片的切割时间点，从而提高电极片的切割精度并防止制造出有缺陷的电极。
技术方案
为了实现上述目的，根据本发明第一实施方式的切割电极片的设备包括：传送单元，所述传送单元将在侧表面形成有多个凹口槽的电极片经由测量点一直传送至切割点，使得当形成在所述电极片中的这些凹口槽之中的、设置在前端的凹口槽经过所述切割点时，设置在所述前端的凹口槽的后端的凹口槽经过所述测量点；检测单元，所述检测单元设置在所述测量点处，以检测经过所述测量点的所述电极片的凹口槽，从而产生凹口槽检测信号；和切割单元，所述切割单元设置在所述切割点处，以根据由所述检测单元产生的所述凹口槽检测信号来切割其中设置有经过所述切割点的凹口槽的电极片。
所述检测单元可包括线传感器，所述线传感器安装在与所述电极片的传送方向垂直的方向上，以检测经过所述测量点的所述电极片的凹口槽，从而产生所述凹口槽检测信号，其中所述线传感器可包括多个光接收元件，并且所述多个光接收元件通过当所述电极片的凹口槽经过所述测量点时发生的透过率的变化来检测凹口槽。
所述凹口槽可包括彼此面对分别形成在所述电极片的两个侧表面的第一凹口槽和第二凹口槽，并且所述线传感器可包括第一线传感器和第二线传感器，以检测所述第一凹口槽和所述第二凹口槽。
即使通过所述第一线传感器和所述第二线传感器检测到所述第一凹口槽和所述第二凹口槽中的任意一个凹口槽，所述线传感器也可产生所述凹口槽检测信号。
当通过所述第一线传感器和所述第二线传感器检测到所述第一凹口槽和所述第二凹口槽两者时，所述线传感器可根据检测到所述第一凹口槽的时间点和检测到所述第二凹口槽的时间点的平均值来产生所述凹口槽检测信号。
当通过所述第一线传感器和所述第二线传感器均未检测到所述第一凹口槽和所述第二凹口槽时，所述线传感器可产生凹口槽缺陷信号。
在所述电极片的形成有所述第一凹口槽的一个侧表面上可设置有电极接片，并且检测所述第一凹口槽的所述第一线传感器还可通过当所述电极接片经过时发生的透过率的变化来检测所述电极接片是否有缺陷。
根据本发明第一实施方式的切割电极片的方法包括：步骤(a)，利用传送单元将在侧表面形成有多个凹口槽的电极片经由测量点一直连续传送至切割点，使得当形成在所述电极片中的这些凹口槽之中的、设置在前端的凹口槽经过所述切割点时，设置在所述前端的凹口槽的后端的凹口槽经过所述测量点；步骤(b)，检测经过所述测量点的所述电极片的凹口槽，从而产生凹口槽检测信号；和步骤(c)，当产生所述凹口槽检测信号时，利用切割单元切割其中设置有经过所述切割点的凹口槽的电极片，以制造单元电极。
所述步骤(b)可进一步包括以下步骤：利用检测单元，通过当设置在所述电极片的一个侧表面上的电极接片经过时发生的透过率的变化来检测所述电极接片是否有缺陷。
在根据本发明另一实施方式的切割电极片的设备中，检测单元安装在测量点处，并且所述设备进一步包括调节单元，所述调节单元被安装成在与电极片的传送方向垂直的方向上是可移动的，使得所述检测单元的位置被调节成与经过所述测量点的凹口槽对应。
有益效果
第一：本发明的切割设备可包括传送单元、检测单元和切割单元。检测单元可检测形成在电极片的侧表面的凹口槽，从而产生凹口槽检测信号，并且切割单元可根据由检测单元产生的凹口槽检测信号来切割电极片。因而，可更精确地检测电极片的切割时间点，以提高电极片的切割精度，从而防止制造出有缺陷的电极。
第二：本发明的检测单元可包括线传感器，线传感器通过当电极片的凹口槽经过时发生的透过率的变化来检测凹口槽，以更精确地检测凹口槽，从而更精确地检测电极片的切割时间点。
第三：本发明的凹口槽可包括彼此面对分别形成在电极片的两个侧表面的第一凹口槽和第二凹口槽。线传感器可包括第一线传感器和第二线传感器，以检测第一凹口槽和第二凹口槽，从而提高对凹口槽的灵敏度。
第四：即使通过第一线传感器和第二线传感器检测到第一凹口槽和第二凹口槽中的任意一个凹口槽，本发明的线传感器也可产生凹口槽检测信号，从而预先防止由于没有检测到凹口槽而发生的事故。
第五：当通过第一线传感器和第二线传感器检测到第一凹口槽和第二凹口槽两者时，本发明的线传感器根据检测到第一凹口槽的时间点和第二凹口槽的时间点的平均值来产生凹口槽检测信号。因而，可均匀地控制电极片的切割时间点，以制造具有均匀品质的电极。
当检测到第一凹口槽的时间点和检测到第二凹口槽的时间点在设定时间内时，本发明的线传感器确定此状态为正常，并且当所述时间点超出设定时间时，线传感器确定此状态为歪斜故障，因而可停止传送单元的传送。
第六：当通过第一线传感器和第二线传感器均未检测到第一凹口槽和第二凹口槽时，本发明的线传感器可产生凹口槽缺陷信号，以预先防止连续切割有缺陷的电极片。
第七：本发明的线传感器可通过检测第一凹口槽的第一线传感器来检测设置在电极片的一个侧表面上的电极接片，并且第一线传感器可通过当电极接片经过时发生的透过率的变化来检测电极接片是否有缺陷。因而，可容易地检测电极片是否变形，并且还可在没有单独的额外传感器的情况下执行电极接片的质量测试。
附图说明
图1是根据本发明第一实施方式的切割电极片的设备的剖面图。
图2是根据本发明第一实施方式的切割电极片的设备的示意性平面图。
图3是图解根据本发明第一实施方式的切割电极片的设备的线传感器的平面图。
图4是图解根据本发明第一实施方式的切割电极片的方法的流程图。
图5是根据本发明第二实施方式的切割电极片的设备的透视图。
具体实施方式
下文中，将参照附图以本发明的技术构思可由本发明所属技术领域的普通技术人员容易实施的方式来详细描述本发明的实施方式。然而，本发明可以以不同的形式实施，不应被解释为限于在此阐述的实施方式。在附图中，为了清楚起见，将省略描述本发明的任意不必要的内容，并且附图中相同的附图标记表示相同的元件。
[电极片]
参照图1，根据本发明第一实施方式的电极片10包括长片状的集流体和施加到集流体的两个表面的电极活性材料层。此外，在集流体的一个侧表面(在图1中观看时为右侧表面)上形成有电极接片12，并且在电极接片12之间形成有用于标识电极片10的切割部分的凹口槽11。凹口槽11包括彼此面对分别形成在电极片10的两个侧表面的第一凹口槽11a和第二凹口槽11b。
此外，沿着电极片10的长度方向设置有多个第一凹口槽11a和第二凹口槽11b。特别是，多个第一凹口槽11a和多个第二凹口槽11b在电极片10的长度方向上以规则的间隔形成并且具有三角形形状，以准确地指示切割位置。
具有上述结构的电极片10可在设置有凹口槽11的位置被切割，从而被制造为单元电极1。在此，利用切割电极片的设备来切割电极片10。
就是说，切割电极片的设备可通过检测形成在电极片10中的凹口槽11来切割电极片10，以提高切割精度，从而连续地制造具有均匀品质的单元电极1。
[根据第一实施方式的切割电极片的设备]
例如，如图1中所示，根据本发明第一实施方式的切割电极片的设备100是通过检测形成在电极片的侧表面的凹口槽来切割电极片的设备，并且切割电极片的设备100包括：传送单元110，传送单元110用于传送其中在侧表面以规则的间隔形成有多个凹口槽11的电极片10；检测单元120，检测单元120检测形成在被传送单元110传送的电极片10中的凹口槽11；和切割单元130，切割单元130在检测单元120检测到凹口槽11时切割电极片10，以制造单元电极1。
传送单元
参照图1，传送单元110将形成有凹口槽11的电极片10经由测量点A一直传送至切割点B。在此，传送单元110传送电极片10，使得当形成在电极片10中的凹口槽11之中的、设置在前端的凹口槽(以下称为前凹口槽11B)经过切割点B时，设置在前凹口槽1B后端的凹口槽(以下称为后凹口槽11A)经过测量点A。
在此，传送单元110包括传送电极片10的传送带，使得以规则的间隔形成在电极片10的侧表面的凹口槽11顺序地经过测量点A，从而一直被传送至切割点B。传送带成对设置，以同时支撑和传送电极片10的两个表面。
检测单元
检测单元120检测经过测量点A的电极片的凹口槽，从而产生凹口槽检测信号，并且检测单元120包括设置在测量点A处的检测主体121和固定至检测主体121的线传感器122，以检测经过测量点A的电极片10的凹口槽11，从而产生凹口槽检测信号。
在此，线传感器122安装在与电极片10的传送方向垂直的方向上，以检测经过测量点A的电极片10的凹口槽11，从而产生凹口槽检测信号。
更详细地说，线传感器122包括多个光接收元件122c。多个光接收元件122c通过当电极片10的凹口槽11经过测量点A时发生的透过率的变化来检测凹口槽11。
就是说，参照图2和图3，在线传感器122中，多个光接收元件122c被安装成在与电极片10的传送方向垂直的方向上彼此连接，并且在朝向电极片10照射光时，光具有预定的透过率。在此，当形成在电极片10中的凹口槽11经过测量点A时，朝向电极片10照射的光的透过率发生变化。在此，可计算透过率的变化来检测电极片10的凹口槽11。
特别是，线传感器122包括检测彼此面对分别形成在电极片10的两个侧表面的第一凹口槽11a和第二凹口槽11b的第一线传感器122a和第二线传感器122b。包括第一线传感器122a和第二线传感器122b的线传感器122可如下设置。
第一：即使通过第一线传感器122a和第二线传感器122b检测到第一凹口槽11a和第二凹口槽11b中的任意一个凹口槽，线传感器122也可产生凹口槽检测信号。就是说，即使通过第一线传感器122a和第二线传感器122b检测到第一凹口槽11a和第二凹口槽11b中的任意一个凹口槽，线传感器122也可通过将检测到的凹口槽确定为切割点而产生凹口槽检测信号。因而，即使第一线传感器122a和第二线传感器122b中的任意一个、或者第一凹口槽11a和第二凹口槽11b中的任意一个中出现问题，也可产生凹口槽检测信号，以提高切割操作的连续性。
特别是，线传感器122包括第一线传感器122a和第二线传感器122b。因而，当仅检测到第一凹口槽11a和第二凹口槽11b中的任意一个凹口槽时，就可产生凹口槽检测信号，同时可针对未检测到的凹口槽产生缺陷信号。因此，可进行控制，使得产生缺陷信号的具有凹口槽的电极片不包括于电极组件的制造工序中。
第二：当通过第一线传感器122a和第二线传感器122b检测到第一凹口槽11a和第二凹口槽11b两者时，线传感器122根据检测到第一凹口槽11a的时间点和检测到第二凹口槽11b的时间点的平均值来产生凹口槽检测信号。
在此，当检测到第一凹口槽11a的时间点和检测到第二凹口槽11b的时间点的平均值在设定值内时，线传感器122确定此状态为正常，从而产生凹口槽检测信号。当检测到第一凹口槽11a的时间点和检测到第二凹口槽11b的时间点的平均值超出设定值时，线传感器122确定此状态为异常，从而产生缺陷信号，并且同时产生用于停止传送单元110的信号，使得不传送电极片10。
设定值可设定为2.0mm或更小的值，优选地，1.0mm或更小的值。就是说，当设定值设定为2.0mm以上的值时，在与第一凹口槽11a和第二凹口槽11b的每一个的顶点间隔开至少1mm的部分被切割的同时，在单元电极的一侧形成具有‘v’形槽的切割表面。特别是，‘v’形槽的前端向外突出1mm或更多，因而被归类为有缺陷的单元电极。
因而，当设定值设定为2.0mm或更小时，即使在切割出的单元电极的一个切割表面中形成有‘v’形槽，切割出的单元电极的这一个切割表面也被形成为1mm或更小的尺寸。因而，切割出的单元电极被归类为正常的单元电极。
第三：当通过第一线传感器122a和第二线传感器122b均未检测到第一凹口槽11a和第二凹口槽11b时，线传感器122确定在被传送单元110传送的电极片10中出现缺陷，从而产生凹口槽缺陷信号，并且立即产生停止信号至传送单元110，使得不传送电极片10。
如上所述，检测单元120可使用线传感器122。因而，检测单元12可检测形成在电极片10中的凹口槽11并且还产生凹口槽检测信号，以精确地确定电极片10的切割时间点。
检测第一凹口槽11a的第一线传感器122a还可通过当形成在电极片10上的电极接片12经过时发生的透过率的变化来检测电极接片12是否有缺陷。就是说，第一线传感器122a可检测当形成在电极片10上的电极接片12经过时的预定透过率。在此，当电极接片12的一部分或全部被折叠或切割时，可发生透过率的不规则变化。在此，第一线传感器122a可检测该不规则变化，从而确定电极接片是否有缺陷。因此，可在无需单独的额外检测传感器的情况下确认电极接片是否有缺陷。
切割单元
切割单元130可设置在切割点B处，以根据由检测单元120产生的凹口槽检测信号来切割其中设置有经过切割点B的凹口槽的电极片10。因而，可获得单元电极1。
就是说，当检测单元120检测到经过测量点A的凹口槽11时，切割单元130切割其中设置有经过切割点B的凹口槽11的电极片10。
在具有上述构造的根据本发明第一实施方式的切割电极片的设备100中，可通过检测形成在电极片10中的凹口槽11来切割电极片10。因而，可精确地检测电极片的切割时间点，以精确地切割电极片，由此获得具有均匀品质的单元电极。
[根据第一实施方式的切割电极片的方法]
下文中，将描述根据本发明第一实施方式的利用切割电极片的设备100来切割电极片的方法。
如图4中所示，根据第一实施方式的切割电极片的方法包括：步骤(a)，将其中以规则的间隔在侧表面形成有多个凹口槽11的电极片10经由测量点A一直连续传送至切割点B；步骤(b)，检测经过测量点A的电极片10的凹口槽11，以产生凹口槽检测信号；和步骤(c)，当产生凹口槽检测信号时，切割其中设置有经过切割点B的凹口槽11的电极片10，以制造单元电极1。
在步骤(a)中，可利用传送单元110将其中以规则的间隔在侧表面形成有多个凹口槽11的电极片10经由测量点A一直连续传送到切割点B。在此，在步骤(a)中，传送电极片10，使得当形成在电极片10中的凹口槽11之中的、设置在前端的前凹口槽11B经过切割点B时，设置在前凹口槽11B后端的后凹口槽11A经过测量点。
在步骤(b)中，检测单元120检测经过测量点A的电极片10的凹口槽11，从而产生凹口槽检测信号。
在此，检测部120包括安装在与电极片10的传送方向垂直的方向上的线传感器122，以检测经过测量点A的电极片10的凹口槽11，由此产生凹口槽检测信号。线传感器122包括多个光接收元件122c。多个光接收元件122c通过当电极片10的凹口槽11经过测量点A时发生的透过率的变化来检测凹口槽11。
在此，线传感器122包括检测分别形成在电极片10的两个侧表面的第一凹口槽11a和第二凹口槽11b的第一线传感器122a和第二线传感器122b，以产生凹口槽检测信号。
例如，即使通过第一线传感器122a和第二线传感器122b检测到第一凹口槽11a和第二凹口槽11b中的任意一个凹口槽，线传感器122也可产生凹口槽检测信号。就是说，即使通过第一线传感器122a和第二线传感器122b检测到第一凹口槽11a和第二凹口槽11b中的任意一个凹口槽，线传感器122也可通过将检测到的凹口槽确定为切割点而产生凹口槽检测信号。
当通过第一线传感器122a和第二线传感器122b检测到第一凹口槽11a和第二凹口槽11b两者时，线传感器122根据检测到第一凹口槽11a的时间点和检测到第二凹口槽11b的时间点的平均值来产生凹口槽检测信号。
当通过第一线传感器122a和第二线传感器122b均未检测到第一凹口槽11a和第二凹口槽11b时，线传感器122确定在被传送单元110传送的电极片10中出现缺陷，从而产生凹口槽缺陷信号，并且立即停止传送单元110，使得停止电极片10的传送。
步骤(b)进一步包括以下步骤：利用检测单元，通过当设置在电极片的一个侧表面上的电极接片经过时发生的透过率的变化来检测电极接片是否有缺陷。
在步骤(c)中，当产生凹口槽检测信号时，利用切割单元130切割其中设置有经过切割点B的凹口槽11的电极片10，以制造单元电极1。
如上所述，可通过根据本发明第一实施方式的切割电极片的方法连续制造具有均匀品质的单位电极1。
下文中，在对本发明另一实施方式的描述中，具有与上述实施方式相同的构造和功能的组成部分在附图中被赋予相同的参考标记，因此将省略重复的描述。
[根据第二实施方式的切割电极片的设备]
如图5中所示，在根据本发明第二实施方式的切割电极片的设备100'中，检测单元120安装在测量点A处。切割电极片的设备100'进一步包括调节单元140，调节单元140被安装成在与电极片10的传送方向垂直的方向上是可移动的。
就是说，调节单元140可使检测单元120在与电极片10的传送方向垂直的方向上移动，因而检测单元120的位置可被调节成与经过测量点A的凹口槽11对应，从而更精确地检测凹口槽11。
例如，调节单元140可安装在测量点A处。可在与电极片10的传送方向垂直的方向上在面对电极片10的调节单元140的顶表面中形成引导槽141。因而，检测单元120可移动地安装在引导槽141中，以使检测单元120在与电极片10的传送方向垂直的方向上移动。
如上所述，根据本发明第二实施方式的切割电极片的设备100'可进一步包括调节单元140。因而，可根据电极片的凹口槽11的位置调节检测单元120的位置，使得可互换地使用具有各种尺寸和形状的电极片。
因此，本发明的范围由所附权利要求书来限定，而不是由前面的描述和其中描述的示例性实施方式来限定。在本发明的权利要求内以及在权利要求的等同含义内做出的各种修改被认为是在本发明的范围内。

Claims (8)

1.一种切割电极片的设备，所述设备包括：
传送单元，所述传送单元将在侧表面形成有多个凹口槽的电极片经由测量点一直传送至切割点，使得当形成在所述电极片中的这些凹口槽之中的、设置在前端的凹口槽经过所述切割点时，设置在所述前端的凹口槽的后端的凹口槽经过所述测量点；
检测单元，所述检测单元设置在所述测量点处，以检测经过所述测量点的所述电极片的凹口槽，从而产生凹口槽检测信号；和
切割单元，所述切割单元设置在所述切割点处，以根据由所述检测单元产生的所述凹口槽检测信号来切割其中设置有经过所述切割点的凹口槽的电极片，
其中所述检测单元包括线传感器，所述线传感器安装在与所述电极片的传送方向垂直的方向上，以检测经过所述测量点的所述电极片的凹口槽，从而产生所述凹口槽检测信号，
其中所述线传感器包括多个光接收元件，并且
所述多个光接收元件通过当所述电极片的凹口槽经过所述测量点时发生的透过率的变化来检测凹口槽，
其中所述凹口槽包括彼此面对分别形成在所述电极片的两个侧表面的第一凹口槽和第二凹口槽，并且
所述线传感器包括第一线传感器和第二线传感器，以检测所述第一凹口槽和所述第二凹口槽。
2.根据权利要求1所述的设备，其中即使通过所述第一线传感器和所述第二线传感器检测到所述第一凹口槽和所述第二凹口槽中的任意一个凹口槽，所述线传感器也产生所述凹口槽检测信号。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，当通过所述第一线传感器和所述第二线传感器检测到所述第一凹口槽和所述第二凹口槽两者时，所述线传感器根据检测到所述第一凹口槽的时间点和检测到所述第二凹口槽的时间点的平均值来产生所述凹口槽检测信号。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，当通过所述第一线传感器和所述第二线传感器均未检测到所述第一凹口槽和所述第二凹口槽时，所述线传感器产生凹口槽缺陷信号。
5.根据权利要求1所述的设备，其中在所述电极片的形成有所述第一凹口槽的一个侧表面上设置有电极接片，并且
检测所述第一凹口槽的所述第一线传感器还通过当所述电极接片经过时发生的透过率的变化来检测所述电极接片是否有缺陷。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述检测单元安装在所述测量点处，并且
所述设备进一步包括调节单元，所述调节单元被安装成在与所述电极片的传送方向垂直的方向上是可移动的，使得所述检测单元的位置被调节成与经过所述测量点的凹口槽对应。
7.一种使用根据权利要求1至6任一项所述的设备切割电极片的方法，所述方法包括：
步骤(a)，利用传送单元将在侧表面形成有多个凹口槽的电极片经由测量点一直连续传送至切割点，使得当形成在所述电极片中的这些凹口槽之中的、设置在前端的凹口槽经过所述切割点时，设置在所述前端的凹口槽的后端的凹口槽经过所述测量点；
步骤(b)，检测经过所述测量点的所述电极片的凹口槽，从而产生凹口槽检测信号；和
步骤(c)，当产生所述凹口槽检测信号时，利用切割单元切割其中设置有经过所述切割点的凹口槽的电极片，以制造单元电极。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述步骤(b)进一步包括以下步骤：利用检测单元，通过当设置在所述电极片的一个侧表面上的电极接片经过时发生的透过率的变化来检测所述电极接片是否有缺陷。
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