CN114467207B - 制造二次电池的方法及制造二次电池的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制造二次电池的设备和方法。该制造二次电池的方法是将多个单元电池安置在隔离片上并且进行折叠以制造折叠电池的制造二次电池的方法，该方法包括：供应步骤，通过移动单元使多个单元电池移动，从而朝向隔离片供应单元电池；和安置步骤，使多个单元电池顺序地落到隔离片的顶表面上，其中单元电池被安置在隔离片上，使得单元电池彼此间隔开设定间隙值。

Description

制造二次电池的方法及制造二次电池的设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年10月7日提交的韩国专利申请第10-2019-0124207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

本发明涉及一种制造二次电池的方法及制造二次电池的设备。

背景技术

与一次电池不同，二次电池是可再充电的，而且紧凑尺寸和高容量的可能性也较高。因而，近来正在对二次电池进行诸多研究。随着技术发展和对移动装置需求的增加，对作为能源的二次电池的需求正迅速增加。

根据电池壳体的形状，可再充电电池分为硬币型电池、圆柱型电池、棱柱型电池和袋型电池。在这样的二次电池中，安装在电池壳体中的电极组件是具有电极和隔膜进行堆叠的结构的可充电和放电的电力产生装置。

电极组件可大致分为果冻卷型(Jelly-roll)电极组件、堆叠型电极组件、和堆叠/折叠型电极组件，在果冻卷型电极组件中，隔膜插置在正极与负极之间，正极和负极的每一个都设置为涂覆有活性材料的片的形式，然后正极、隔膜和负极进行卷绕，在堆叠型电极组件中，多个正极和负极在它们之间具有隔膜的情况下顺序地堆叠，在堆叠/折叠型电极组件中，堆叠型单元电池与具有较长长度的隔离膜一起卷绕。

在根据相关技术的堆叠/折叠型电极组件的情况下，难以将单元电池调整为彼此间隔开特定距离设置在隔离膜上。例如，通过夹具将双电池安置在隔离膜上，并且在调整双电池之间的间隙之后执行卷绕。然而，通过夹具将双电池调整为彼此间隔开理想间隙是有限制的。

如果设置在处于展开(Unfolding)状态的隔离膜上的单元电池之间的距离不均匀，则会产生在单元电池进行层压时上下设置的被层压的单元电池相互错位的位置误差，从而导致由于每个错位的悬垂(Overhang)部分处的未充电或过充电而发生析出的问题。

[现有技术文献](专利文件)韩国专利公开第10-2014-0015647号

发明内容

技术问题

本发明的一个方面是提供一种当制造二次电池时将单元电池在处于展开(Unfolding)状态的隔离片上彼此间隔开设定间隙值设置的制造二次电池的方法及制造二次电池的设备。

技术方案

根据本发明一实施方式的制造二次电池的方法是将多个单元电池安置在隔离片上并且进行折叠以制造折叠电池的制造二次电池的方法，所述方法包括：供应步骤，通过移动单元使所述多个单元电池移动，从而朝向所述隔离片供应所述单元电池；和安置步骤，使所述多个单元电池顺序地落到所述隔离片的顶表面上，其中所述单元电池被安置在所述隔离片上，使得所述单元电池彼此间隔开设定间隙值。

根据本发明一实施方式的制造二次电池的设备是将多个单元电池安置在隔离片上并且进行折叠以制造折叠电池的制造二次电池的设备，所述设备包括：移动单元，所述移动单元配置为使所述多个单元电池移动，从而朝向所述隔离片供应所述单元电池；和支撑部，所述支撑部配置为使所述多个单元电池顺序地落到所述隔离片的顶表面上，其中所述单元电池被安置在所述隔离片上，使得所述单元电池彼此间隔开设定间隙值。

有益效果

根据本发明，当制造二次电池时，单元电池可落到处于展开(Unfolding)状态的隔离片上，使得单元电池在隔离片上彼此间隔开设定间隙值设置。因此，当单元电池折叠以进行堆叠时，可防止发生上下设置的单元电池之间的位置误差。

附图说明

图1是图解根据本发明实施方式的制造二次电池的方法的供应步骤的透视图。

图2是图解根据本发明实施方式的制造二次电池的方法的安置步骤的透视图。

具体实施方式

通过下面结合附图的详细描述，本发明的目的、具体优点和新颖特征将变得更加明显。应当注意，尽可能用相同的标号来给本申请的附图中的部件添加参考标号，即使这些部件在其他附图中示出。此外，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。在本发明的以下描述中，将省略可能会不必要地模糊本发明的主旨的相关技术的详细描述。

图1是图解根据本发明实施方式的制造二次电池的方法的供应步骤的透视图，图2是图解根据本发明实施方式的制造二次电池的方法的安置步骤的透视图。

参照图1和图2，根据本发明实施方式的制造二次电池的方法包括：朝向隔离片20供应多个单元电池10的供应步骤、和将单元电池10安置在隔离片20上的安置步骤。

更详细地说，根据本发明实施方式的制造二次电池的方法是将多个单元电池10安置在隔离片20上，然后进行折叠以制造折叠电池的制造二次电池的方法。

在此，折叠电池是可充电和放电的电力产生元件。

此外，每个单元电池10可具有电极和隔膜交替堆叠的形式。电极可包括正极和负极。此外，每个隔膜将正极与负极分离，以将正极与负极电绝缘。因此，单元电池10可包括至少一个正极、至少一个负极、和至少一个隔膜。

正极可包括正极集流体和施加至正极集流体的正极活性材料。例如，正极集流体可设置为由铝材料制成的箔(Foil)，正极活性材料可由锂镁氧化物、锂钴氧化物、锂镍氧化物、磷酸锂铁、或者包含上述材料中的至少一种或多种的化合物或其混合物。

负极可包括负极集流体和施加至负极集流体的负极活性材料。例如，负极集流体可设置为由铜(Cu)或镍(Ni)材料制成的箔(Foil)。负极活性材料可包括人造石墨、锂金属、锂合金、碳、石油焦、活性碳、石墨、硅化合物、锡化合物、钛化合物、或它们的合金。在此，负极活性材料例如可进一步包括非石墨基SiO(silica，二氧化硅)或SiC(silicon carbide，碳化硅)。

隔膜可相对于正极和负极交替堆叠，每个隔膜由绝缘材料制成。每个隔膜例如可以是通过多孔的聚乙烯、聚丙烯或它们的组合制成的多层膜，或者是用于诸如聚偏二氟乙烯、聚环氧乙烷、聚丙烯腈或聚偏二氟乙烯六氟丙烯共聚物之类的固体聚合物电解质或凝胶型聚合物电解质的聚合物膜。

参照图1，在供应步骤中，可通过移动单元110移动多个单元电池10，以便朝向隔离片20供应。

此外，在供应步骤中，可使用传送带作为移动单元110来移动单元电池10。

移动单元110可沿与隔离片20平行的方向设置，但是可设置在隔离片20上方。

此外，移动单元110可使单元电池10沿与隔离片20的移动方向相同的方向移动。

参照图2，在安置步骤中，多个单元电池10可顺序地落到隔离片20的顶表面上，并且单元电池10还可彼此间隔开设定间隙值安置在隔离片20上。在此，设定间隙值可以是单元电池10之间的间隙(Gap)G的距离。(图1和图2图解了其中每个单元电池10在前侧的宽度比单元电池在后侧的宽度宽的形状的透视图，但是单元电池可具有相同的宽度。就是说，在图中，单元电池10被示出为像梯形形状，但其可具有矩形形状)

此外，在安置步骤中，当单元电池10落到隔离片20上时，可通过引导部130引导落下的单元电池10。

在此，在安置步骤中，引导部130可包括多个引导杆131和132，当单元电池10落下时，多个引导杆131和132可引导单元电池10的以行进方向为基准的前端和后端。

在此，多个引导杆131和132可设置成彼此间隔开与单元电池10的宽度对应的距离。

此外，多个引导杆131和132例如可形成为方形梁(Beam)或柱形。在此，多个引导杆131和132的每一个的面对单元电池10的表面可形成为与单元电池10的侧表面对应的形状。

此外，在安置步骤中，通过在移动单元110的端部设置支撑部120来支撑通过移动单元110移动的单元电池10的下部之后，支撑部120可以以单元电池10的行进方向为基准沿侧向方向移动，以释放单元电池10的支撑，使得单元电池10落下。

此外，在安置步骤中，支撑部120可包括其上安置单元电池10的支撑板121，以仅使支撑板121沿侧向方向移动，使得安置在支撑板121上的单元电池10落下。在此，可减小支撑板121移动时的摩擦力来移动支撑板121，从而防止单元电池10沿侧向方向一起移动。

在此，支撑板121可高速移动，单元电池10不会沿侧向方向移动。

此外，支撑板121可高速水平移动，使得单元电池10在保持水平状态的同时落下。或者，支撑板121可在逐渐倾斜的同时沿侧向方向移动，使得分离的单元电池10接收较小的冲击。

此外，例如，其上安置单元电池10的支撑板121的安置表面的高度可与其上安置单元电池10以进行移动的移动单元的安置表面的高度相同，因而这些安置表面可彼此相连而没有台阶部。

此外，在安置步骤中，在隔离片20进行移动以反映出设定间隙值之后，单元电池10可在隔离片20停止的状态下落到隔离片20上，然后可被安置在隔离片20上。

此外，安置步骤可包括：使第n个单元电池10落到停止的隔离片20上从而安置第n个单元电池10的工序；在安置第n个单元电池10之后使隔离片20移动以反映出设定间隙值并且停止隔离片20的工序；以及使第n+1个单元电池10落到停止的隔离片20上从而安置第n+1个单元电池10的工序。(在此，n是自然数)

更详细地说，在安置步骤中，例如，可包括：使第一单元电池10落到隔离片20上从而安置第一单元电池10的工序(a)；在安置第一单元电池10之后使隔离片20移动以反映出设定间隙值并且停止隔离片20的工序(b)；以及使第二单元电池10落到停止的隔离片20上从而安置第二单元电池10的工序(c)，并且通过重复执行这些工序，可在隔离片20上顺序地安置第三单元电池10等。

参照图1和图2，在如上所述配置的制造二次电池的方法中，当制造二次电池时，可通过移动单元110朝向隔离片20移动多个单元电池10，并且移动的单元电池10可以以设定间隙值落到隔离片20上，使得单元电池10彼此间隔开设定间隙值设置在处于展开(Unfolding)状态的隔离片20上。因而，当单元电池10折叠以进行堆叠时，可防止发生上下堆叠的单元电池10之间的位置误差。

下文中，将描述根据本发明实施方式的制造二次电池的设备。

参照图1和图2，根据本发明实施方式的制造二次电池的设备100可包括：移动单元110，移动单元110配置为向隔离片20供应多个单元电池10；和支撑部120，支撑部120配置为使多个单元电池10顺序地落到隔离片20的顶表面上并且将单元电池10安置在隔离片20上，使得单元电池10彼此间隔开设定间隙值设置。此外，根据本发明实施方式的制造二次电池的设备100可进一步包括引导部130，引导部130配置为引导落下的单元电池10。

根据本发明实施方式的制造二次电池的设备100是应用于根据本发明前述实施方式的制造二次电池的方法的制造二次电池的设备。因而，在描述根据本发明该实施方式的制造二次电池的设备100时，将省略或简要描述与根据本发明前述实施方式的制造二次电池的方法重复的内容，将主要描述它们之间的不同。

更详细地说，根据本发明实施方式的制造二次电池的设备100是将多个单元电池10安置在隔离片20上，然后进行折叠以制造折叠电池的制造二次电池的设备。

移动单元110可使多个单元电池10移动，然后朝向隔离片20供应单元电池10。

此外，移动单元110可设置为传送带，使得多个单元电池10移动。

此外，移动单元110可沿与隔离片20平行的方向设置，但是可设置在隔离片20上方。

此外，移动单元110可使单元电池10沿与隔离片20的移动方向相同的方向移动。

支撑部120可使多个单元电池10可顺序地落到隔离片20的顶表面上。在此，单元电池10可彼此间隔开设定间隙值安置在隔离片20上。

此外，支撑部120可设置在移动单元110的端部，以支撑通过移动单元110移动的每个单元电池的下部。然后，支撑部120可以以单元电池10的行进方向为基准沿侧向方向移动，以释放单元电池10的支撑，使得每个单元电池10落下。

此外，支撑部120可包括其上安置单元电池10的支撑板121，以仅使支撑板121沿侧向方向移动，使得安置在支撑板121上的单元电池10落下。在此，可通过减小支撑板121移动时的摩擦力来移动支撑板121，使得单元电池10不会沿侧向方向与支撑板121一起移动。在此，支撑部120可进一步包括支撑轴122，支撑轴122沿支撑板121的侧向方向延伸，以使支撑板121通过支撑轴122的移动而移动。

在此，例如，其上安置单元电池10的支撑板121的安置表面的高度可对应于其上安置单元电池10以进行移动的移动单元的安置表面的高度。此外，如图1和图2中所示，支撑板121可具有与单元电池10的尺寸和形状对应的形状。

当单元电池10落到隔离片20上时，引导(Guide)部可引导落下的单元电池10。

此外，引导部130可包括多个引导杆131和132，当单元电池10落下时，多个引导杆131和132可引导单元电池10的在行进方向上的前端和后端。

此外，引导杆131和132可形成为沿竖直方向延伸。因而，从上侧向下落下的单元电池10可在没有位置误差的情况下安置在隔离片20上。

在此，多个引导杆131和132可设置成彼此间隔开与单元电池10的宽度对应的距离。

此外，多个引导杆131和132例如可形成为方形梁(Beam)或柱形。在此，多个引导杆131和132的每一个的面对单元电池10的表面可形成为与单元电池10的侧表面对应的形状。引导杆131和132的每一个可具有宽度随着向下而逐渐变窄的形状。在这种情况下，移动单元110可容易进入到引导部130中，同时可被精确地引导至预定安置点。

根据本发明实施方式的制造二次电池的设备100可进一步包括控制器140，控制器140配置为控制隔离片20沿行进方向的移动和停止。

此外，当通过移动单元110移动的单元电池10落下并安置在隔离片20上时，控制器140控制隔离片20的移动量，以使单元电池10彼此间隔开设定间隙值设置，从而将单元电池安置在隔离片20上。

在此，隔离片20例如可通过移动单元(未示出)移动，该移动单元例如可设置为传送带。在此，控制器140可通过控制传送带的操作来控制隔离片20的移动。

更具体地，例如，控制器140可控制移动单元110，以使第一单元电池10移动而安置在支撑部120上，然后停止隔离片20的移动并且还控制支撑部120的移动，以将安置在支撑部120上的第一单元电池10安置在停止的隔离片20上。此外，控制器140可使隔离片20移动，以使得与第一单元电池10间隔开设定间隙值来安置第二单元电池10(即，隔离片移动以反映出设定间隙值)，同时，第二单元电池10可移动而安置在支撑部120上。之后，控制器140可停止隔离片20的移动，然后将第二单元电池10安置在隔离片20上。可重复执行上述过程，使得第三单元电池10、第四单元电池等彼此间隔开设定间隙值安置在隔离片20上。

例如，在堆叠/折叠型电极组件(折叠电池)中，间隙值可随着单元电池的n值增加而变化。就是说，随着单元电池的n值增加，间隙值可逐渐增加。

虽然已经参照本发明的示例性实施方式具体示出并描述了本发明，但是应当理解，本发明的范围不限于根据本发明的制造二次电池的方法。本领域普通技术人员将理解，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可对形式和细节做出各种改变。

此外，本发明的保护范围将由所附权利要求书来阐明。

[参考标号的描述]

10：单元电池

20：隔离片

100：制造二次电池的设备

110：移动单元

120：支撑部

121：支撑板

122：支撑轴

130：引导部

131、132：引导杆

140：控制器。

Claims (8)

1.一种制造二次电池的方法，所述方法是将多个单元电池安置在隔离片上并且进行折叠以制造折叠电池的制造二次电池的方法，所述方法包括：

供应步骤，通过移动单元使所述多个单元电池移动，从而朝向所述隔离片供应所述单元电池；和

安置步骤，使所述多个单元电池顺序地落到所述隔离片的顶表面上，其中所述单元电池被安置在所述隔离片上，使得所述单元电池彼此间隔开设定间隙值，

其中，在所述安置步骤中，在所述隔离片进行移动以反映出所述设定间隙值之后，所述单元电池在所述隔离片停止的状态下落到所述隔离片上，使得所述多个单元电池彼此间隔开所述设定间隙值设置在所述隔离片上，并且

其中，在所述安置步骤中，在所述移动单元的端部设置支撑部来支撑通过所述移动单元移动的每个单元电池的下部，并且所述支撑部以所述单元电池的行进方向为基准沿侧向方向移动，以释放所述单元电池的支撑，使得所述单元电池落下。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述安置步骤中，当所述单元电池落到所述隔离片上时，通过引导部引导落下的单元电池。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述安置步骤中，所述引导部包括多个引导杆，

当所述单元电池落下时，所述多个引导杆配置为引导所述单元电池的在行进方向上的前端和后端。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述安置步骤中，所述支撑部包括其上安置所述单元电池的支撑板，以仅使所述支撑板沿所述侧向方向移动，使得安置在所述支撑板上的所述单元电池落下，

其中通过减小所述支撑板移动时的摩擦力来移动所述支撑板，使得所述单元电池不会沿所述侧向方向与所述支撑板一起移动。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述安置步骤包括：

使第n个单元电池落到停止的所述隔离片上从而安置所述第n个单元电池的工序；

在安置所述第n个单元电池之后使所述隔离片移动以反映出所述设定间隙值并且停止所述隔离片的工序；以及

使第n+1个单元电池落到停止的所述隔离片上从而安置所述第n+1个单元电池的工序。

6.一种制造二次电池的设备，所述设备是将多个单元电池安置在隔离片上并且进行折叠以制造折叠电池的制造二次电池的设备，所述设备包括：

移动单元，所述移动单元配置为使所述多个单元电池移动，从而朝向所述隔离片供应所述单元电池；

支撑部，所述支撑部配置为使所述多个单元电池顺序地落到所述隔离片的顶表面上，其中所述单元电池被安置在所述隔离片上，使得所述单元电池彼此间隔开设定间隙值；和

控制器，所述控制器配置为控制所述隔离片沿行进方向的移动和停止，

其中，在所述控制器控制所述隔离片进行移动以反映出所述设定间隙值之后，所述单元电池在所述隔离片停止的状态下落到所述隔离片上，使得所述多个单元电池彼此间隔开所述设定间隙值设置在所述隔离片上，并且

其中所述支撑部设置在所述移动单元的端部，以支撑通过所述移动单元移动的每个单元电池的下部，并且所述支撑部以所述单元电池的行进方向为基准沿侧向方向移动，以释放所述单元电池的支撑，使得所述单元电池落下。

7.根据权利要求6所述的设备，进一步包括引导部，所述引导部配置为当所述单元电池落到所述隔离片上时引导落下的单元电池。

8.根据权利要求7所述的设备，其中所述引导部包括多个引导杆，

当所述单元电池落下时，所述多个引导杆配置为引导所述单元电池的在行进方向上的前端和后端。