CN111656592A - 用于制造电极组件的卷绕装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造电极组件的卷绕装置，该卷绕装置包括：主体部；卷绕芯，用于卷绕电极和隔膜；以及外来颗粒去除部，所述外来颗粒去除部被连接到主体部并且去除外来颗粒，其中，外来颗粒去除部具有这样的结构：其中，外来颗粒去除部包围卷绕芯的外周，同时与卷绕芯隔开。

Description

用于制造电极组件的卷绕装置
技术领域
本申请要求2018年9月19日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2018-0112413的优先权和权益，其全部内容通过引用并于本文。
本发明涉及一种用于制造电极组件的卷绕装置。
背景技术
近来，由于化石燃料的枯竭和环境污染引起的能源价格上涨已经加剧，对环境友好的替代能源的需求成为未来生活的基本要素。因此，正在进行对诸如核能、太阳能、风能和潮汐能的各种发电方法的研究，并且对于用于更有效地使用以这种方式产生的能量的蓄电装置的巨大兴趣仍在继续。
此外，随着对移动设备和电池车辆的技术发展和需求的增加，对作为能量源的电池的需求大大增加，因此，当前正在对满足各种需求的电池进行许多研究。特别地，从材料的观点来看，对具有包括高能量密度、良好的放电电压和输出稳定性的优点的锂可再充电电池(诸如锂离子电池或锂离子聚合物电池)存在很高的需求。
可再充电电池根据电极组件的结构进行分类，在所述电极组件中，正极电极、负极电极以及设置在正极电极和负极电极之间的隔膜被堆叠在一起。典型的电极组件包括果冻卷型(卷绕型)电极组件以及堆叠型电极组件，在所述果冻卷型(卷绕型)电极组件中，长片型正极电极和负极电极在隔膜设置在其间的同时被卷绕；在所述堆叠型电极组件中，被切割成预定尺寸单元的多个正极电极和负极电极在隔膜被设置在其间的同时被顺序地堆叠，并且近来，为了解决果冻卷型电极组件和堆叠型电极组件的缺陷，开发了一种作为具有果冻卷型和堆叠型的混合体的先进结构的电极组件的堆叠/折叠型电极组件，在所述堆叠/折叠型电极组件中，单元单体在被设置在隔膜上的同时被顺序地卷绕，在所述单元单体中，具有预定尺寸的正极电极和负极电极在隔膜被设置在其间同时被堆叠在一起。
在这些电极组件之中，果冻卷型电极组件具有易于制造和单位重量能量密度高的优点，因此其被用作从膝上型计算机到电池车辆的各种装置的能源。
图1示出传统的果冻卷型电极组件制造设备的卷绕部的示意图。
参考图1，正极电极11、负极电极12和隔膜13被提供至卷绕芯15，并由卷绕部10卷绕，从而产生果冻卷。示出了卷绕部10，但是果冻卷型电极组件制造设备包括诸如电极聚结单元、电极切割单元和辊驱动器的各种元件，并且通过所述元件的操作产生各种金属和非金属外来颗粒。外来颗粒被提供在被引入到卷绕芯15的正极电极11和负极电极12的表面上，并且被一同卷绕，从而导致诸如低电压和短路的缺陷。
为了解决所述问题，使用如下一种用于去除金属外来颗粒的方法：布置一装置14，用于去除被引入到卷绕芯15的正极电极11和负极电极12的部分上的外来颗粒。
然而，除了正极电极11、负极电极12和隔膜13被引入的部分之外，上述外来颗粒还从各种位置引入，因此通过被局部安装在电极和隔膜中的外来颗粒去除器，可能无法有效地去除外来颗粒。
因此，存在用于从根本上解决该问题的技术的需求。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术的问题和过去的技术问题。
本发明的发明人已经进行了深入的研究和实验，确认了通过允许用于制造电极组件的卷绕装置包括围绕卷绕芯的外来颗粒去除器并且在外来颗粒去除器的内侧形成入口从而有效地防止外来颗粒，并且完成本发明。
本发明的示例性实施例提供了一种用于制造电极组件的卷绕装置，包括：主体部；卷绕芯，所述卷绕芯用于卷绕电极和隔膜；以及外来颗粒去除器，所述外来颗粒去除器被连接到所述主体部，并且去除外来颗粒，其中，所述外来颗粒去除器被形成为围绕所述卷绕芯，同时与所述卷绕芯分离。
外来颗粒去除器可以包括进入部，所述电极和所述隔膜被引入到所述进入部。
外来颗粒去除器可以形成为具有圆柱结构。
所述圆柱体的直径可以大于至少所述电极组件的直径。
所述外来颗粒去除器可以包括形成在内侧的入口。
通过入口吸入的外来颗粒可以通过主体部排放到外部。
外来颗粒去除器可以与主体部分离。
外来颗粒去除器可以进一步包括磁体。
所述磁体可以形成在所述外来颗粒去除器的形成有所述进入部的部分上。
卷绕装置可以进一步包括盖部，该盖部用于覆盖外来颗粒去除器的开口。
盖部可以与主体部分离。
附图说明
图1示出用于制造果冻卷型电极组件的传统装置的卷绕部的示意图。
图2示出根据本发明示例性实施例的用于制造电极组件的卷绕装置的示意图。
图3示出图2所示用于制造电极组件的卷绕装置的横截面图。
图4示出根据本发明另一示例性实施例的用于制造电极组件的卷绕装置的示意图。
图5示出根据本发明另一示例性实施例的用于制造电极组件的卷绕装置的示意图。
具体实施方式
将在下文中参考附图更充分地描述本发明，附图中示出了本发明的示例性实施例。如本领域的技术人员将认识到的，在全部不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以以各种不同的方式修改所描述的实施例。
除非明确地相反描述，否则术语“包括”和其变型诸如“包含”或“含有”将被理解为暗示包括所述元件，但不排除任何其它元件。
术语“在横截面上”意指从侧面观察被竖直切割对象部分的横截面。
图2示出根据本发明示例性实施例的用于制造电极组件的卷绕装置的示意图。图3示出图2所示用于制造电极组件的卷绕装置的横截面图。
参考图2和图3，用于制造电极组件的卷绕装置100包括主体部101、卷绕芯102和外来颗粒去除器103。外来颗粒去除器103上形成有用于接收电极(未示出)和隔膜(未示出)的进入部104。电极和隔膜通过进入部104引入到卷绕芯102，然后被卷绕。
根据电极和隔膜的形状，进入部104可以具有各种形状，并且为了使得外来颗粒通过进入部104而进入的程度最小，优选的是，在不干扰电极和隔膜的情况下，以最小的进入尺寸形成进入部104。通常，电极和隔膜相对于具有恒定厚度的宽度具有长片状，因此进入部104可以具有所述片可引入的形状。
外来颗粒去除器103的形状没有特别限制，可以考虑电极组件和制造设备的期望形状而以各种方式形成，并且优选的是，将外来颗粒去除器103形成为圆柱结构，其与卷绕芯102保持恒定的间隔并围绕卷绕芯102。图2示出的外来颗粒去除器103形成为具有圆柱结构。外来颗粒去除器103的直径可以大于至少被卷绕的电极组件的直径。外来颗粒去除器103的长度可以等于或大于至少卷绕芯102的长度。
这里，外来颗粒去除器103的长度表示沿着卷绕芯102延伸的方向所限定的长度。当根据上述结构卷绕电极和隔膜时，可以有效地防止外来颗粒被引入卷绕芯。在外来颗粒去除器103的内侧109上形成有多个入口105。入口105的形成位置不受限制，并且所述入口可以形成为在外来颗粒去除器103的内侧109中保持预定的间隙。根据操作者的需求，可以在特定部分上形成相对较多的入口105。例如，入口105可以主要布置在外来颗粒去除器103的开口106附近的外来颗粒去除器103的内侧，从而有效地去除通过开口106引入的外来颗粒。这里，开口106可以是对应于圆柱结构的外来颗粒去除器105的外部空间与内部空间之间的边界的部分。作为其它方式，入口105可以主要布置在设置于进入部104附近的外来颗粒去除器103的内部109，以有效地去除通过进入部104引入的外来颗粒。通过入口105引入的外来颗粒通过外来颗粒去除器103的内部109与外部110之间的内部移动路径121移动到主体部101。空气吸入泵120可以形成在主体部101上，并且利用空气吸入泵120，外来颗粒通过入口105引入到外来颗粒去除器103，因此它们可以通过主体部101被排放到外部。
当电极和隔膜通过上述结构卷绕时，可以防止外来颗粒进入卷绕芯102，并且可以通过入口105有效地去除外来颗粒。
外来颗粒去除器103被连接到主体部101，如有需要可进行分离。
图4示出根据本发明的另一示例性实施例的用于制造电极组件的卷绕装置的示意图。
参考图4，用于制造电极组件的卷绕装置200进一步包括磁体107，该磁体107位于外来颗粒去除器103的、形成有进入部104的部分上。为了便于描述，通过指示线作为代表而示出多个磁体107中的一个。磁体107对贴附到被引入所述进入部104的电极上的金属外来颗粒进行分离，并且对其进行移除。金属外来颗粒可能会在切割电极的工艺中产生，并且它们比非金属外来颗粒重，因此它们可能不会通过入口105吸入。当未去除的金属外来颗粒与电极卷绕在一起时，电极组件发生变形并产生短路。
外来颗粒去除器103上可以形成磁体107的部分没有特别限制。除外来颗粒去除器103的外侧110以外，磁体107可以形成在内侧109上，并且如有必要，外来颗粒去除器103的一部分或全部可以形成为磁体。
图5示出根据本发明另一示例性实施例的用于制造电极组件的卷绕装置的示意图。
参考图5，用于制造电极组件的卷绕装置300可以进一步包括盖部108。盖部108作为用于覆盖开口106的形式连接到外来颗粒去除器103。对于用于卷绕电极组件的工艺，盖部108被组合到外来颗粒去除器103，以防止外来颗粒通过开口106引入。当电极组件卷绕时，盖部108可以与外来颗粒去除器103分离，并且电极组件可以与卷绕芯102分离。
在本发明的范围内，本发明所属领域的普通技术人员将能够进行各种应用和修改。
工业实用性
如上所述，根据本发明的用于制造电极组件的卷绕装置包括围绕卷绕芯的外来颗粒去除器，并且在外来颗粒去除器的内侧形成入口，从而防止外来颗粒引入，并且有效地去除引入的外来颗粒。

Claims (11)

1.一种用于制造电极组件的卷绕装置，包括：
主体部；
卷绕芯，所述卷绕芯用于卷绕电极和隔膜；以及
外来颗粒去除器，所述外来颗粒去除器被连接到所述主体部，并且去除外来颗粒，
其中，所述外来颗粒去除器被形成为围绕所述卷绕芯，同时与所述卷绕芯分离。
2.根据权利要求1所述的卷绕装置，其中，
所述外来颗粒去除器包括进入部，所述电极和所述隔膜被引入到所述进入部。
3.根据权利要求1所述的卷绕装置，其中，
所述外来颗粒去除器被形成为具有圆柱结构。
4.根据权利要求3所述的卷绕装置，其中，
所述圆柱体的直径大于至少所述电极组件的直径。
5.根据权利要求1所述的卷绕装置，其中，
所述外来颗粒去除器包括形成在内侧的入口。
6.根据权利要求5所述的卷绕装置，其中，
通过所述入口被吸入的所述外来颗粒通过所述主体部被排放到外部。
7.根据权利要求1所述的卷绕装置，其中，
所述外来颗粒去除器与所述主体部分离。
8.根据权利要求2所述的卷绕装置，其中，
所述外来颗粒去除器进一步包括磁体。
9.根据权利要求8所述的卷绕装置，其中，
所述磁体形成在所述外来颗粒去除器的形成有所述进入部的部分上。
10.根据权利要求1所述的卷绕装置，进一步包括：
盖部，所述盖部用于覆盖所述外来颗粒去除器的开口。
11.根据权利要求10所述的卷绕装置，其中，
所述盖部与所述主体部分离。
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