CN111771299A - 电池制造装置及使用该电池制造装置的电池制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池制造装置，包括：将施加有活性材料的电极移动的固定辊；辊压所述电极的辊；和止动件，所述止动件设置在所述固定辊与所述辊之间，并且当所述电极断开时，所述止动件将断开的电极移动。

Description

电池制造装置及使用该电池制造装置的电池制造方法

技术领域

本申请要求于2018年11月20日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0143839号的优先权和权益，通过引用将上述专利申请的整个公开内容结合在此。

本发明涉及一种电池制造装置及使用该电池制造装置的电池制造方法。

背景技术

近来，对由化石燃料的消耗和环境污染引起的能源价格上涨的关注在增加，并且对环境友好的替代能源的需求已成为未来生活不可或缺的因素。因此，已持续进行对诸如核能、太阳能、风能和潮汐能之类的各种能源产生技术的研究，并且对用于有效地使用如上所述产生的能源的电力储存设备的关注也在增加。

特别是，根据用于移动装置的技术的发展和对移动装置的需求的增加，对作为能源的电池的需求迅速增加。因此，已对可满足各种需要的电池进行了诸多研究。

通常，就电池的形状而言，对由于厚度较小而可用在诸如移动电话之类的产品中的棱柱形可再充电电池和袋型可再充电电池的需求较高，并且就电池的材料而言，对具有诸如高能量密度、高放电电压和输出稳定性之类的优点的诸如锂离子电池或锂离子聚合物电池之类的锂可再充电电池的需求较高。

通过将电极组件容纳在电池壳体中来制造可再充电电池，电极组件具有其中正极、负极和设置在正极与负极之间的隔膜进行堆叠的结构。

图1是施加有活性材料的可再充电的电极的俯视平面图。图2是从A方向观看的图1的侧视图。图3是在图1的电极的辊压工序期间电极断开的状态的示意图。

参照图1至图3，在可再充电电池的电极10中，活性材料12被施加至金属集流体11的两侧，并且执行辊压工序，以增加所施加的活性材料的每单位体积的密度。然而，金属集流体11中的施加有活性材料12的部分与未施加活性材料12的未涂布区域之间形成台阶，因而在电极10的辊压工序期间，应力集中在台阶部分中，从而导致电极10在未涂布区域中弯曲或具有断开B。

当在辊压工序期间在电极10中发生这种断开时，断开的电极10会从原始移动路径分离，操作者需要停止制造装置和相关设备，以便重新连接断开的电极10，从而引起制造装置的操作速度和产率显著劣化的问题。

因此，需要一种能够根本上解决该问题的技术。

发明内容

技术问题

为了解决上述问题，本发明的示例性实施方式提供了一种电池制造装置及使用该电池制造装置的电池制造方法，从而防止在辊压工序中断开的电极脱离并且在不停止电池制造装置的操作的情况下将断开的电极重新连接。

技术方案

为了实现这种目的，根据本发明的电池制造装置包括：将施加有活性材料的电极移动的固定辊；辊压所述电极的辊；和止动件，所述止动件设置在所述固定辊与所述辊之间，并且当所述电极断开时，所述止动件将断开的电极移动。

所述电池制造装置可进一步包括检测所述电极的张力变化的张力传感器。

所述张力传感器可给所述止动件发送张力异常检测信号。

所述止动件可响应于所述张力异常检测信号朝向所述电极移动。

所述止动件可包括将断开的电极移动的移动辊。

所述止动件可包括第一止动件、第二止动件、第三止动件和第四止动件。

当所述张力传感器未检测到所述电极中的张力异常时，所述第一止动件和所述第三止动件可与所述电极的顶部向上间隔开，并且所述第二止动件和所述第四止动件可与所述电极的底部向下间隔开。

当所述张力传感器检测到所述电极中的张力异常时，所述第一止动件、所述第二止动件、所述第三止动件和所述第四止动件可朝向所述电极移动，并且所述第一止动件和所述第三止动件可接触断开的电极的顶部，所述第二止动件和所述第四止动件可接触断开的电极的底部，从而固定断开的电极。

所述固定辊可包括退绕单元和卷绕单元。

当所述第三止动件与所述第四止动件之间的断开的电极朝向所述辊移动时，所述卷绕单元可沿与当所述电池制造装置正常操作时所述卷绕单元旋转的方向相反的方向旋转。

当所述第一止动件与所述第二止动件之间的断开的电极朝向所述辊移动时，所述退绕单元可沿当所述电池制造装置正常操作时所述退绕单元旋转的方向旋转。

使用根据本发明的电池制造装置的电池制造方法包括：

通过使用固定辊将施加有活性材料的电极引入到辊；

通过操作张力传感器来测量所述电极的张力；

通过所述张力传感器给止动件发送张力异常检测信号；

通过使所述止动件朝向所述电极移动来保持断开的电极；

通过所述止动件移动断开的电极，以便将断开的电极连接；以及

将电极的断开部分连接。

附图说明

图1是施加有活性材料的可再充电的电极的俯视平面图。

图2从A方向观看的图1的侧视图。

图3是在图1的电极的辊压工序期间电极断开的状态的示意图。

图4是根据本发明一示例性实施方式的电池制造装置的示意图。

图5至图7图解了根据本发明另一示例性实施方式的电池制造方法。

具体实施方式

下文中，将参照附图详细地描述本发明的各示例性实施方式，使得本领域技术人员可以容易地实践本发明。本发明可以以许多不同的形式实施，不应被解释为限于在此阐述的示例性实施方式。

此外，除非明确地做出相反描述，否则词语“包括”及诸如“包含”之类的变型将理解为意指包括所阐述的元件，但不排除任何其他元件。

此外，在整个申请中，术语“俯视图”是指从顶部垂直观看目标部位。

此外，在整个申请中，术语“剖面图”是指从侧面观看目标部位。

此外，在整个申请中，电极的“顶(表面)”是指位于重力的相反方向的表面，并且电极的“底(表面)”指的是与顶表面相反定位的表面。

图4是根据本发明一示例性实施方式的电池制造装置的示意图。

参照图4，电池制造装置100包括退绕单元101、卷绕单元102、辊109、第一止动件103、第二止动件104、第三止动件105和第四止动件106。辊109设置在退绕单元101与卷绕单元102之间，以辊压从退绕单元101移动至卷绕单元102的电极10。辊109的结构没有特别限制，但例如可以是能够对电极10的表面进行压制的辊。

当制造装置100正常操作时，在退绕单元101与卷绕单元102之间的电极10上可保持恒定张力。制造装置100可包括检测张力的第一张力传感器107和第二张力传感器108。

第一张力传感器107可位于退绕单元101与第一止动件103和第二止动件104之间，并且第二张力传感器108可位于卷绕单元102与第三止动件105和第四止动件106之间。

第一张力传感器107可在张力超出阈值范围时给第一止动件103和第二止动件104发送张力异常检测信号。类似地，第二张力传感器108可给第三止动件105和第四止动件106发送张力异常检测信号。张力异常检测信号能够以有线或无线的方式发送至第一止动件103、第二止动件104、第三止动件105和第四止动件106。

只要能够准确地感测张力的变化，张力传感器就没有特别限制，例如，第一张力传感器107和第二张力传感器108的每一个可以是负荷传感器。由于负荷传感器的工作原理在本领域中是已知的，因此将省略其描述。操作者可考虑到在电极10上保持的张力范围来选择适当的负荷传感器，并且使用其作为第一张力传感器107和第二张力传感器108。

第一止动件103和第二止动件104可设置在退绕单元101与辊109之间、在要被引入到辊109中的电极10的一部分处。第三止动件105和第四止动件106可设置在卷绕单元102与辊109之间、在从辊109排出的电极10的一部分处。

当在电极10中没有发生断开并且电池制造装置100正常操作时，第一止动件103可与电极10的上表面向上间隔开。第二止动件104可与电极10的下表面向下间隔开。同样，第三止动件105可与电极10的上表面向上间隔开。第四止动件106可与电极10的下表面向下间隔开。

此外，当第一张力传感器107和第二张力传感器108接收到张力异常检测信号时，第一止动件103、第二止动件104、第三止动件105和第四止动件016可分别朝向电极10移动。此外，第一止动件103、第二止动件104、第三止动件105和第四止动件016可包括移动辊110，从而分别按压并移动电极10。

下文中，将描述使用根据上述本示例性实施方式的电池制造装置制造电池的方法，特别是辊压电极活性材料的工序。

图5至图7图解了根据本发明另一示例性实施方式的电池制造方法。图5是当在图4的电极中发生断开时止动件朝向电极侧移动的示意图，图6是电极被图5中的止动件的辊移动的示意图，图7是示出将电极的断开部分连接的示意图。

参照图5，当电极10的张力在阈值范围之外或发生断裂时，第一张力传感器107和第二张力传感器108检测到异常张力，并且可给第一止动件103、第二止动件104、第三止动件105和第四止动件106发送张力异常检测信号。此外，响应于张力异常检测信号，第一止动件103、第二止动件104、第三止动件105和第四止动件106可朝向电极10移动。

具体地，第一止动件103向下移动并因而接触断开的电极10的顶表面，并且第二止动件104向上移动并因而接触断开的电极10的底表面，使得断开的电极10可被固定，从而防止从移动路径脱离。类似地，第三止动件103向下移动以接触断开的电极10的顶表面，并且第二止动件104向上移动以接触断开的电极10的底表面，使得断开的电极10可被固定，从而防止从移动路径脱离。

参照图6和图7，在第一止动件103、第二止动件104、第三止动件105和第四止动件106将断开的电极10固定的同时，形成在第一止动件103、第二止动件104、第三止动件105和第四止动件106中的移动辊110进行操作，使得断开的电极10能够朝向辊109移动。

在这种情况下，第一止动件103的移动辊110和第四止动件106的移动辊110沿逆时针方向旋转，并且第二止动件104的移动辊110和第三止动件105的移动辊110沿顺时针方向旋转，使得第一止动件103的移动辊110与第二止动件104的移动辊110之间的断开的电极10可朝向辊109移动，并且第三止动件105的移动辊110与第四止动件106的移动辊110之间的断开的电极10可朝向辊109移动。当第三止动件105的移动辊110与第四止动件106的移动辊110之间的断开的电极10朝向辊109移动时，卷绕单元102可在沿与制造装置100正常操作的旋转方向相反的方向旋转的同时移动电极10。

当第一止动件103的移动辊110与第二止动件104的移动辊110之间的断开的电极10朝向辊109移动时，退绕单元101可沿制造装置100正常操作的旋转方向旋转。

作为变形例，当第三止动件105的移动辊110与第四止动件106的移动辊110之间的断开的电极10朝向辊109移动时，第一止动件103的移动辊110与第二止动件104的移动辊110之间的断开的电极10可不移动。

操作者可通过使用连接构件将被移动的电极10的断开部分C重新连接。在此，连接构件可以是绝缘胶带等。

利用这样的结构，操作者不需要停止电池制造装置100的操作来连接电极10的断开部分C，并且还防止了由于断开而导致的电极10的脱离，从而提高制造产率。

基于这些内容，本发明领域的普通技术人员能够在本发明的范围内做出各种应用和修改。

工业实用性

如上所述，根据本发明的电池制造装置通过使用止动件来防止在辊压工序中断开的电极脱离，并且能够在不停止电池制造装置的操作的情况下对断开的电极进行操作，从而提高操作速度和产率。

Claims (12)

1.一种电池制造装置，包括：

将施加有活性材料的电极移动的固定辊；

辊压所述电极的辊；和

止动件，所述止动件设置在所述固定辊与所述辊之间，并且当所述电极断开时，所述止动件将断开的电极移动。

2.根据权利要求1所述的电池制造装置，进一步包括检测所述电极的张力变化的张力传感器。

3.根据权利要求2所述的电池制造装置，其中所述张力传感器给所述止动件发送张力异常检测信号。

4.根据权利要求4所述的电池制造装置，其中所述止动件响应于所述张力异常检测信号朝向所述电极移动。

5.根据权利要求3所述的电池制造装置，其中所述止动件包括将断开的电极移动的移动辊。

6.根据权利要求5所述的电池制造装置，其中所述止动件包括第一止动件、第二止动件、第三止动件和第四止动件。

7.根据权利要求6所述的电池制造装置，其中当所述张力传感器未检测到所述电极中的张力异常时，所述第一止动件和所述第三止动件与所述电极的顶部向上间隔开，并且所述第二止动件和所述第四止动件与所述电极的底部向下间隔开。

8.根据权利要求6所述的电池制造装置，其中当所述张力传感器检测到所述电极中的张力异常时，所述第一止动件、所述第二止动件、所述第三止动件和所述第四止动件朝向所述电极移动，并且所述第一止动件和所述第三止动件接触断开的电极的顶部，所述第二止动件和所述第四止动件接触断开的电极的底部，从而固定断开的电极。

9.根据权利要求6所述的电池制造装置，其中所述固定辊包括退绕单元和卷绕单元。

10.根据权利要求9所述的电池制造装置，其中当所述第三止动件与所述第四止动件之间的断开的电极朝向所述辊移动时，所述卷绕单元沿与当所述电池制造装置正常操作时所述卷绕单元旋转的方向相反的方向旋转。

11.根据权利要求9所述的电池制造装置，其中当所述第一止动件与所述第二止动件之间的断开的电极朝向所述辊移动时，所述退绕单元沿当所述电池制造装置正常操作时所述退绕单元旋转的方向旋转。

12.一种电池制造方法，包括：

通过使用固定辊将施加有活性材料的电极引入到辊；

通过操作张力传感器来测量所述电极的张力；

通过所述张力传感器给止动件发送张力异常检测信号；

通过使所述止动件朝向所述电极移动来保持断开的电极；

通过所述止动件移动断开的电极，以便将断开的电极连接；以及

将电极的断开部分连接。

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