CN110892558B - 用于二次电池的切口设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电极切口设备。所述电极切口设备包括：切口单元，将电极均分成预定图案；加热单元，干燥由所述切口单元处理的电极；和收集单元，收集由所述加热单元干燥的电极，其中所述加热单元包括：加热体，具有干燥空间，由所述切口单元供应的电极经过所述干燥空间；和加热构件，直接加热经过所述干燥空间的电极的表面，以干燥残留在电极上的水分。

Description

用于二次电池的切口设备和方法

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年1月16日提交的韩国专利申请No.10-2018-0005601的优先权的权益，通过引用将该韩国专利申请的全部内容并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于二次电池的切口设备和方法，更具体地，涉及一种其中切成与电极图案匹配的电极被直接加热以快速干燥残留在电极的表面上的水分的用于二次电池的切口设备和方法。

背景技术

通常，二次电池是指不同于不可充电的一次电池的可充电和可放电的电池。二次电池广泛用于诸如移动电话、笔记本电脑和便携式摄像机等高科技电子领域。

这种二次电池包括其中电极和隔膜交替堆叠的电极组件和容纳电极组件的壳体，并且电极组件具有其中多个电极和多个隔膜交替堆叠的结构。

此外，用于制造二次电池的方法包括制造电极的工艺、堆叠制造的电极和隔膜以制造电极组件的工艺、以及将制造的电极组件容纳在壳体中以制造二次电池的工艺。

这里，电极制造工艺进一步包括对电极进行切口的切口工艺。在切口工艺中，执行将电极均分成电极图案的处理工艺和干燥残留在均分电极的表面上的水分的干燥工艺。在干燥工艺中，通过使用热空气干燥施加到电极的集流体的电极活性材料以蒸发水分。

然而，因为干燥工艺使用热空气，所以需要花费很长时间来干燥施加到集流体的电极活性材料。因此，电极的生产率可能显着降低。特别地，切口工艺具有单独执行处理工艺和干燥工艺的问题，显着地降低了工作效率。

发明内容

技术问题

本发明是为了解决上述问题而做出的，本发明的目的是提供一种用于二次电池的切口设备和方法，其中均分电极被直接加热以快速干燥电极的表面上残留的水分，以显著减少干燥时间，特别地，将切口电极的工艺和干燥电极的工艺相互组合以显著提高工作效率。

技术方案

为了实现上述目的，根据本发明的第一实施方式的用于二次电池的切口设备包括：切口单元，将电极均分成预定图案；加热单元，干燥由所述切口单元处理的电极；和收集单元，收集由所述加热单元干燥的电极，其中所述加热单元包括：加热体，具有干燥空间，由所述切口单元供应的电极经过所述干燥空间；和加热构件，直接加热经过所述干燥空间的电极的表面，以干燥残留在电极上的水分。

所述加热构件的每一个可包括：安装部件，设置在所述干燥空间中；和多个加热灯，安装在所述安装部件上并靠近电极的表面设置，以直接加热电极的表面，从而干燥残留在电极上的水分。

所述安装部件可包括：固定板，设置在所述干燥空间中；和引导板，可滑动地耦接到所述固定板，并且在所述引导板上安装有多个加热灯。

所述加热体可包括：入口，设置在所述加热体的左表面，并且所述切口单元供应的电极通过所述入口引入；出口，设置在所述加热体的右表面，并且引入所述干燥空间的电极通过所述出口排出；和盖，耦接到所述入口与所述出口之间的一个表面，其中所述引导板耦接到所述固定板，以朝向所述盖滑动。

所述加热单元可进一步包括传送辊，所述传送辊将引入所述干燥空间的电极传送，其中传送辊可包括：第一传送辊，设置在所述干燥空间的入口侧；第二传送辊，设置在所述干燥空间的左表面的上部；第三传送辊，设置在所述干燥空间的右表面的上部；和第四传送辊，设置在所述干燥空间出口侧，所述加热构件可分别设置在所述第一传送辊与所述第二传送辊之间、所述第二传送辊与第三传送辊之间、以及所述第三传送辊与第四传送辊之间，并且引入所述干燥空间的电极在沿所述第一传送辊至所述第四传送辊传送的同时由所述加热构件干燥。

所述加热构件可分别设置成对应于电极的两个表面，以同时干燥电极的两个表面。

干燥所述电极的面向所述干燥空间的壁的一个表面的加热构件可安装在所述干燥空间的壁上，并且干燥所述电极的另一个表面的加热构件可安装在所述干燥空间中设置的辅助框架上。

所述加热灯与所述电极的表面间隔2mm至10mm的距离。

所述加热单元可进一步包括排气构件，所述排气构件将所述干燥空间内的包含水分的空气排出到外部。

所述排气构件可设置在所述加热体的外表面上。

所述排气构件可包括：排气管，设置在所述加热体的外表面上，以将所述干燥空间内的空气排出到外部；和排气泵，产生吸力，以通过所述排气管将所述干燥空间内的空气强制排出到外部。

所述加热灯可包括远红外灯或氙气灯。

一种根据本发明的第二实施方式的使用用于二次电池的切口设备的用于二次电池的切口方法包括：切口步骤(S10)，通过切口单元将电极均分成预定电极图案；干燥步骤(S20)，通过使用加热单元直接加热所述切口步骤中处理的电极的表面，以干燥残留在电极上的水分；和收集步骤(S30)，将所述干燥步骤中干燥的电极收集到收集单元中，其中所述加热单元包括：加热体，具有干燥空间，在所述切口步骤(S10)中供应的电极经过所述干燥空间；和加热构件，直接加热经过所述干燥空间的电极的表面，以干燥残留在电极上的水分。

有益效果

1.根据本发明的用于二次电池的切口设备可包括切口单元、加热单元和收集单元。加热单元可包括加热体和加热构件。因此，可直接加热切口电极的表面，以快速干燥残留在电极上的水分。结果，可显著减少工作时间以显著提高生产率。特别地，切口电极的工艺和干燥电极的工艺可以彼此组合以显著提高工作效率。

2.根据本发明的加热构件可包括安装部件和多个加热灯。因此，可通过使用从多个加热灯发出的热量直接加热电极的表面，以更快地干燥残留在电极上的水分。

3.根据本发明的安装部件可包括：固定板；和引导板，可滑动地耦接到固定板，并且在引导板上安装有多个加热灯。因此，引导板可以从加热体中取出，以容易地更换多个加热灯，从而提高工作效率。

4.根据本发明的加热体可包括引入电极的入口、排出电极的出口、和盖。因此，安装在加热体内部的加热构件可从加热体中取出，以便于修理。特别地，引导板可朝向盖滑动，以更容易地更换安装在引导板上的多个加热灯。

5.本发明可包括传送辊，用于传送引入加热体中的电极。因此，电极可从加热体的入口稳定地引导到出口。结果，加热构件可稳定地直接加热电极的表面。

6.根据本发明的传送辊可包括分别安装在加热体的顶点处的第一传送辊至第四传送辊。因此，引入加热体的电极可以最大程度地循环以增加停留时间，从而显著提高电极的干燥速率。

7.根据本发明的加热构件可分别安装在第一传送辊与第二传送辊之间、第二传送辊与第三传送辊之间、以及第三传送辊与第四传送辊之间。因此，可有效地干燥沿第一传送辊至第四传送辊传送的电极，以显著提高电极的干燥速率。

8.根据本发明的加热构件可设置在电极的两个表面中的每一个表面上。因此，可同时干燥电极的两个表面，以提高工作效率并减少工作时间。

9.根据本发明的加热体可包括用于安装加热构件的辅助框架。因此，可稳定地安装不能安装在加热体的壁上的加热构件。

10.根据本发明的加热单元可包括排气构件，用于将加热体内的空气排放到外部。因此，可将加热体内的包含水分的空气排出到外部，从而显著提高电极的干燥速率。

11.根据本发明的排气构件可设置在加热体的外表面上。因此，可防止在加热体与排气构件之间的边界线上产生液滴。

12.根据本发明的排气构件可包括排气管和排气泵。因此，加热体内的空气可更快地排出到外部。

13.根据本发明的加热灯可包括远红外灯或氙气灯。远红外灯可以发出具有25μm或更长的波长的红外线(长于可见光的波长，因此可不被眼睛看见)、具有大的热效应、并且具有高的渗透性能，以实现良好的干燥效率。此外，氙气灯可比灯丝更亮并且还可从灯泡发出光，而不是从灯丝发出光，以更广和快速地干燥电极的表面。特别是，氙气灯的寿命可长于灯丝的寿命，从而大大降低了维护成本。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施方式的用于二次电池的切口设备的透视图。

图2是设置在根据本发明的第一实施方式的用于二次电池的切口设备中的加热单元的透视图。

图3是设置在根据本发明的第一实施方式的用于二次电池的切口设备中的加热单元的局部分解透视图。

图4是设置在根据本发明的第一实施方式的用于二次电池的切口设备中的加热单元的截面图。

图5是设置在根据本发明的第一实施方式的用于二次电池的切口设备中的加热单元的局部放大图。

图6是图解根据本发明的第二实施方式的用于二次电池的切口方法的流程图。

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方式，以使本发明的技术构思可由本发明所属领域的技术人员容易地实施。然而，本发明可以以不同的形式实施，并且不应该被解释为限于这里阐述的实施方式。在附图中，为了清楚起见，将省略用于描述本发明的任何不必要的内容，并且附图中相同的附图标记表示相同的元件。

[电极]

根据本发明的电极10包括集流体和施加到集流体的一个表面或两个表面的电极活性材料。也就是说，可通过将电极活性材料施加到集流体的一个表面或两个表面来制造电极10。

在如上所述制造的电极上执行将电极均分成预定电极图案的切口工艺。这里，使用用于二次电池的切口设备。

特别地，在用于二次电池的切口设备中，电极可均分成预定图案，并且可干燥均分电极以显著提高工作效率。

[用于二次电池的切口设备]

也就是说，如图1所示，根据本发明的第一实施方式的用于二次电池的切口设备包括：切口单元100，将电极10均分成预定电极图案；加热单元200，干燥由切口单元100处理的电极；和收集单元300，收集由加热单元200干燥的电极20。

切口单元

参见图1，切口单元100包括：退绕部分110，未处理膜以辊形卷绕该退绕部分110；膜进给部分120，抓住从退绕部分110展开的电极膜，以连续地重复地将电极在水平方向上传送预定距离；切口处理部分130，设置在退绕部分110与膜进给部分120之间，将由膜进给部分120传送的电极膜均分成预定的电极图案，以形成电极；和视觉检查部分140，设置在膜进给部分120的另一侧，以拍摄均分电极的电极部分，以检查电极。

加热单元

如图2和图3所示，加热单元200被配置为快速干燥经过切口单元100的电极10上残留的水分，并且包括加热体210和加热构件220，从切口单元100供应的电极10经过加热体210，加热构件220直接加热经过加热体210的电极10的表面以干燥残留在电极10上的水分。

加热体210具有矩形盒形状并且包括：干燥空间211，从切口单元100供应的电极10经过该干燥空间211；入口212，设置在左表面(在图1中观察时的加热体的左表面)并且通过入口212引入切口单元100供应的电极10；出口213，设置在右表面(在图1中观察时的加热体的右表面)并且通过该出口213将引入干燥空间211的电极10排出；和盖214，耦接至入口212与出口213之间的一个表面(在图1中观察时的加热体的前表面)。这里，盖214可以与加热体210分离，以打开干燥空间211，使得干燥空间211与外部连通。

在具有上述结构的加热体210中，电极10通过入口212被引入干燥空间211，然后，引入干燥空间211的电极10通过出口213排出。这里，盖214可附接和拆卸以打开和关闭干燥空间211。

盖214可由透明或半透明的耐热材料制成。因此，可容易地从外部识别干燥空间211。

加热构件220可被配置为直接干燥引入加热体的干燥空间211中的电极。加热构件220包括：安装部件221，设置在干燥空间211中；和多个加热灯222，安装在安装部件221中并靠近电极10的表面设置，以直接加热和干燥电极10的表面，从而去除残留在电极10上的水分。

安装部件221可具有更容易更换设置在干燥空间211中的多个加热灯222的结构。例如，安装部件221包括：固定板221a，设置在干燥空间211中；和引导板221b，可滑动地耦接到固定板221a并且在引导板221b上安装有多个加热灯222。也就是说，参考图4和图5，引导槽221a-1形成在固定板221a中，并且可滑动地耦接到引导槽221a-1的引导突起221b-1形成在引导板221b上。

因此，在安装部件221中，引导板221b可通过引导槽221a-1和引导突起221b-1容易地从干燥空间211中取出。结果，安装在引导板221b上的多个加热灯222可容易地在干燥空间211外部更换，以便于维护。

这里，引导板221b可耦接到固定板221a，以便朝向盖214滑动。因此，安装在引导板221b上的多个加热灯222仅通过引导板221b的小移动便可从干燥空间211中取出。

在安装部件221中，当设置在引导板221b上的多个加热灯222和电极10的表面彼此不匹配时，引导板221b可沿着固定板221a的引导槽221a-1滑动，以允许多个加热灯222和电极10的表面相互匹配。

引导板221b可以可拆卸地耦接到固定板221a。也就是说，当更换多个加热灯222时，在从固定板221a拆卸引导板221b之后，在干燥空间211外部执行多个加热灯222的更换。然后，当完成加热灯222的更换时，引导板221b再次耦接到固定板221a。

安装部件221的固定板221a和引导板221b中的每一个可以是散热板，其吸收多个加热灯222中产生的热量以将热量释放到外部。因此，可抑制加热灯222的温度升高。

如图4和图5所示，每个加热灯222包括：电源部分222a，安装在引导板221b上以从外部接收电流；和光源部分222b，通过从电源部分222a供应的电流发光。

这里，光源部分222b可靠近电极10的表面设置。例如，如图5所示，光源部分222b可以设置为与电极10的表面间隔距离“α”。也就是说，光源部分222b可设置为与电极10的表面间隔2mm到10mm的距离。也就是说，当光源部分222b与电极10的表面间隔2mm或更小的距离时，电极10可能由于光源部分222b和电极10之间的摩擦而被损坏。当光源部分222b与电极10的表面间隔10mm或更远的距离时，从光源部分222b发出的光以扩散状态照射到电极10的表面上，从而劣化电极10的干燥速率。

因此，加热灯222可设置为与电极10的表面间隔2mm至10mm的距离，以稳定地干燥电极10，从而去除残留在电极10上的水分而不损坏电极10。

加热灯222可以是远红外灯或氙气灯。也就是说，远红外灯可以发出具有25μm或更长的波长的红外线(长于可见光的波长，因此可不被眼睛看见)、具有大的热效应、并且具有高的渗透性能，以实现良好的干燥效率。此外，氙气灯可比灯丝更亮并且还可从灯泡发出光，而不是从灯丝发出光，以更广和快速地干燥电极的表面。特别是，氙气灯的寿命可长于灯丝的寿命，从而大大降低了维护成本。

多个加热灯222可规则地或不规则地安装在引导板221b上。特别地，规则地或不规则地安装在引导板221b上的多个加热灯222之间的距离可以是光的照射到电极10上的部分彼此重叠的距离。因此，可直接加热和干燥电极10的整个表面。

加热单元200可进一步包括传送辊，该传送辊将引入干燥空间211中的电极传送并持续保持张力。特别地，传送辊230可具有其中引入干燥空间211的电极10以最大长度循环的结构。加热构件220可直接加热沿着传送辊230传送的电极10，以更有效地去除残留在电极10上的水分。

例如，传送辊230包括：第一传送辊231，设置在干燥空间211的入口212侧；第二传送辊232，设置在干燥空间211的左表面的上部；第三传送辊233，设置在干燥空间211的右表面的上部；和第四传送辊234，设置在干燥空间211的出口213侧。

这里，入口212设置在干燥空间211的左表面的下端，出口213设置在干燥空间211的右表面的下端。

因此，传送辊230可沿着干燥空间的左表面、顶表面和右表面传送引入干燥空间211中的电极。结果，引入干燥空间211中的电极的长度和停留时间可以增加，因此，通过加热构件220的干燥时间可自然增加。

加热构件220可设置在第一传送辊231与第二传送辊232之间、第二传送辊232与第三传送辊233之间、以及第三传送辊233与第四传送辊234之间。因此，沿第一传送辊231、第二传送辊232、第三传送辊233和第四传送辊234传送的电极10可通过加热构件220直接加热和干燥很长时间，以完全干燥残留在电极10上的水分。

加热构件220可同时干燥电极10的两个表面，使得电极10的加热速率增加。也就是说，加热构件220可设置为对应于电极10的两个表面，以同时干燥电极10的两个表面。

这里，干燥电极10的面向干燥空间211的壁的一个表面(在图3中观察时的电极的外表面)的加热构件220可安装在干燥空间211的壁上。干燥电极10的另一个表面(在图3中观察时的电极的内表面)的加热构件220可安装在干燥空间211中设置的辅助框架215上。因此，可稳定地安装设置在干燥空间211中的所有加热构件220。

加热单元200可进一步包括排气构件240，排气构件240将干燥空间211中的包含水分的空气排放到外部。加热单元200可通过排气构件240快速排出从电极10的表面蒸发的水分，以增加电极10的干燥速率。

具体地，排气构件240设置在加热体210的外表面上，更优选地，当在图2中观察时，设置在加热体210的后表面的上部。也就是说，当排气构件240设置在加热体210的顶表面时，干燥空间211中的热空气和排气构件240外部的冷空气可彼此接触以在加热体210与排气构件240之间的边界线上产生液滴。为了防止这种现象，排气构件240可安装在加热体210的后表面的上部，使得干燥空间211中的热空气被旁通到干燥空间211的下部，以降低温度，然后被排出，以防止在加热体210与排气构件240之间的边界线上产生液滴。

如上所述，排气构件240包括：排气管241，设置在加热体210的外表面上，以将干燥空间211内的空气排放到外部；和排气泵242，产生吸力以通过排气管241强制将干燥空间211内的空气排出到外部。因此，干燥空间211内的包含水分的空气可更快地强制排出到外部，因此可增加干燥速率。

收集单元

参见图1和2，收集单元300被配置为收集由加热单元200干燥的干燥电极10，并且包括：收集体310，收集体310包含底板和设置成对应于底板的两侧中的每一侧的支撑板；收集辊320，可旋转地设置在收集体310的支撑板之间，以卷绕和收集从加热单元200排出的电极10；收集电机330，旋转收集辊320以卷绕电极10；和收集引导辊340，引导从收集辊320收集的电极10并调节张力。

收集单元300可在保持张力的同时稳定地收集从加热单元200排出的电极10。

在根据本发明的第一实施方式的包括上述组成的用于二次电池的电极干燥系统中，可直接加热和干燥电极的表面以更快地干燥残留在电极上的水分，从而减少干燥时间并提高生产率。

在下文中，将描述使用根据本发明的第一实施方式的电极切口设备的切口方法。

[用于二次电池的切口方法]

如图6所示，根据本发明的第二实施方式的用于二次电池的切口方法包括：切口步骤(S10)，通过切口单元将电极均分成预定电极图案；干燥步骤(S20)，通过使用加热单元直接加热切口步骤中处理的电极的表面，以干燥残留在电极上的水分；和收集步骤(S30)，将干燥步骤中干燥的电极收集到收集单元中。

在切口步骤(S10)中，通过退绕部分供应以辊形卷绕的未处理电极膜，从退绕部分供应的未处理电极膜通过膜进给部分水平传送预定距离，切口处理部分将由膜进给部分水平传送的未处理电极膜均分成预定电极图案，以形成电极，并且通过视觉检查部分检查均分电极是否有缺陷。

在干燥步骤(S20)中，执行了切口步骤(S10)的电极通过形成在加热体210中的入口212被引入干燥空间211中，并且被引入到干燥空间211中的电极10沿着传送辊230的第一传送辊231、第二传送辊232、第三传送辊233和第四传送辊234传送。然后，沿第一传送辊231、第二传送辊232、第三传送辊233和第四传送辊234传送的电极10通过分别设置在第一传送辊231与第二传送辊232之间、第二传送辊232与第三传送辊233之间、以及第三传送辊233与第四传送辊234之间的加热构件220连续干燥，并且干燥的电极通过加热体210的出口213排出。

这里，每个加热构件220可通过多个加热灯222直接加热和干燥电极10的两个表面，以快速去除残留在电极10上的水分，并且排气构件240可将干燥空间211内的空气排出到外部，以增加电极10的干燥速率。

这里，如果多个加热灯222中存在寿命终止的加热灯，则多个加热灯222可通过设置在加热构件220中的安装部件221的固定板221a和引导板221b从干燥空间211取出。因此，可容易地更换加热灯。

在收集步骤(S30)中，通过加热体210的出口213排出的电极10被卷绕以收集到收集单元300中。

因此，本发明的范围由随附权利要求限定，而不是由前面的描述和其中描述的示例性实施方式限定。在本发明的权利要求的等同物的含义内和权利要求范围内进行的各种修改被认为是在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种用于二次电池的切口设备，所述切口设备包括：

切口单元，将电极均分成预定图案；

加热单元，干燥由所述切口单元处理的电极；和

收集单元，收集由所述加热单元干燥的电极，

其中所述加热单元包括：

加热体，具有干燥空间，由所述切口单元均分的电极经过所述干燥空间；和

加热构件，直接加热经过所述干燥空间的电极的表面，以干燥残留在电极上的水分，

其中所述加热构件的每一个包括：

安装部件，设置在所述干燥空间中；和

多个加热灯，安装在所述安装部件上并靠近电极的表面设置，以直接加热电极的表面，从而干燥残留在电极上的水分，

其中所述安装部件包括：

固定板，设置在所述干燥空间中；和

引导板，滑动耦接到所述固定板，并且在所述引导板上安装有所述多个加热灯，

其中所述加热体包括：

入口，设置在所述加热体的左表面，并且所述切口单元供应的电极通过所述入口引入；

出口，设置在所述加热体的右表面，并且引入所述干燥空间的电极通过所述出口排出；和

盖，耦接到所述入口与所述出口之间的一个表面，

其中所述引导板耦接到所述固定板，以朝向所述盖滑动，

其中干燥所述电极的面向所述干燥空间的壁的一个表面的加热构件安装在所述干燥空间的壁上，并且

干燥所述电极的另一个表面的加热构件安装在所述干燥空间中设置的辅助框架上，

其中所述加热灯与所述电极的表面间隔2mm至10mm的距离。

2.根据权利要求1所述的切口设备，其中所述加热单元进一步包括传送辊，所述传送辊将引入所述干燥空间的电极传送，

其中所述传送辊包括：第一传送辊，设置在所述干燥空间的入口侧；第二传送辊，设置在所述干燥空间的左表面的上部；第三传送辊，设置在所述干燥空间的右表面的上部；和第四传送辊，设置在所述干燥空间的出口侧，

所述加热构件分别设置在所述第一传送辊与所述第二传送辊之间、所述第二传送辊与第三传送辊之间、以及所述第三传送辊与第四传送辊之间，并且

引入所述干燥空间的电极在沿所述第一传送辊至所述第四传送辊传送的同时由所述加热构件干燥。

3.根据权利要求2所述的切口设备，其中所述传送辊沿着所述干燥空间的左表面、顶表面和右表面传送引入所述干燥空间中的电极。

4.根据权利要求1所述的切口设备，其中所述加热单元进一步包括排气构件，所述排气构件将所述干燥空间内的包含水分的空气排出到外部。

5.根据权利要求4所述的切口设备，其中所述排气构件设置在所述加热体的外表面上。

6.根据权利要求5所述的切口设备，其中所述排气构件包括：

排气管，设置在所述加热体的外表面上，以将所述干燥空间内的空气排出到外部；和

排气泵，产生吸力，以通过所述排气管将所述干燥空间内的空气强制排出到外部。

7.根据权利要求1所述的切口设备，其中所述加热灯包括远红外灯。

8.根据权利要求1所述的切口设备，其中所述加热灯包括氙气灯。

9.一种通过权利要求1所述的切口设备执行的用于二次电池的切口方法，所述切口方法包括：

切口步骤（S10），通过切口单元将电极均分成预定电极图案；

干燥步骤（S20），通过使用加热单元直接加热所述切口步骤中处理的电极的表面，以干燥残留在电极上的水分；和

收集步骤（S30），将所述干燥步骤中干燥的电极收集到收集单元中。

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