CN115210923A - 单元电池制造设备及方法 - Google Patents
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Abstract
为了解决上述问题，根据本发明的实施方式单元电池制造设备包括：下隔膜卷轴，下隔膜片材从该下隔膜卷轴退绕；第一喷嘴，其用于将粘合剂施加到退绕的下隔膜片材的面向上的一个表面的至少一部分；上隔膜卷轴，上隔膜片材从该上隔膜卷轴退绕；第二喷嘴，其用于将粘合剂施加到退绕的上隔膜片材的面向上的一个表面上的至少一部分；以及第一咬合辊，其用于将所述上隔膜片材翻转，使所述上隔膜片材上的已经施加有所述粘合剂的所述一个表面面向下，并粘附到搁置在所述下隔膜片材的所述一个表面上的第一电极的顶表面。
Description
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年3月25日提交的韩国专利申请10-2020-0036395的优先权，该申请的公开内容通过引用纳入本文中。
技术领域
本发明涉及单元电池制造设备及方法，更具体地说，涉及可以防止在电极和隔膜片材堆叠以形成单元电池时电极从其原始位置移位的单元电池制造设备及方法。
背景技术
一般来说，二次电池的类型包括镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池和锂离子聚合物电池。这些二次电池不仅应用于小型产品(如数码相机、P-DVD、MP3P、移动电话、PDA、便携式游戏装置、电动工具和电动自行车)，而且还应用于需要高输出的大型产品(如电动车辆和混合动力车辆)以及用于储存剩余发电或可再生能源的备用电力储存装置。
为了制造这样的二次电池，首先，将正极集电体和负极集电体分别涂覆电极活性材料浆液，以制造正极和负极，然后将正极和负极堆叠在隔膜的两侧，以形成具有预定形状的电极组件。然后，在将电极组件容纳在电池壳中并注入电解质溶液后，将电池壳密封。
电极组件被分类为各种类型。例如有：简单的堆叠型，其中没有制造单元电池，正极、隔膜和负极简单地交叉并连续堆叠；层压堆叠型(L&S)，其中首先使用正极、隔膜和负极制造单元电池，然后将这些单元电池堆叠；堆叠折叠型(S&F)，其中多个电极或单元电池间隔开并附接到一侧具有较大长度的隔膜片材的一个表面，并且隔膜片材从一端沿同一方向反复折叠；以及Z折叠型，其中多个电极或单元电池交替附接到一侧具有较大长度的隔膜片材的一个表面和另一个表面，并且隔膜片材从一端沿特定方向折叠，然后沿相反方向折叠，交替重复此过程。
其中，为了制造层压堆叠型(L&S)、堆叠折叠型或Z折叠型电极组件，首先，可以制造单元电池。一般来说，为了制造单元电池，隔膜分别堆叠在中心电极的上表面和下表面，同时中心电极由传送带等移动到一侧，此后，上电极进一步堆叠在最上端。此外，在某些情况下，下电极可以进一步堆叠在最下端。然后，进行层压工艺，其中将热和压力施加到堆叠有电极和隔膜的堆叠体中。由于进行了层压工艺，因此电极和隔膜可以相互粘附以牢固地形成单元电池。
然而，通常，电极和隔膜没有相互粘附，而只是相互接触，直到对堆叠有电极和隔膜的堆叠体进行层压工艺。因此，存在的问题在于，在传送堆叠体以进行层压工艺的过程中，电极不在适当的位置。此外，由于层压工艺向堆叠体施加高热和压力，因此可能存在电极被损坏的问题。此外，近来还开发了一种即使在低热和低压力下也能粘附到电极的隔膜，但这种隔膜也具有问题，该问题在于，加工效率降低，同时由于制造成本过高而不经济。
现有技术文件
韩国专利申请公开号：2010-0016619
发明内容
技术问题
本发明的一个方面提供单元电池制造设备和方法，该单元电池制造设备和方法可以防止在电极和隔膜片材堆叠以形成单元电池时电极从其原始位置移位。
本发明的目的不限于上述方面，本领域的技术人员将根据下文的描述清楚地理解本文中未描述的其它目的。
技术方案
根据本发明的一个方面，提供一种单元电池制造设备，该单元电池制造设备包括：下隔膜卷轴，下隔膜片材从所述下隔膜卷轴退绕；第一喷嘴，所述第一喷嘴用于将粘合剂施加到退绕的下隔膜片材的面向上的一个表面的至少一部分；上隔膜卷轴，上隔膜片材从所述上隔膜卷轴退绕；第二喷嘴，所述第二喷嘴用于将粘合剂施加到退绕的上隔膜片材的面向上的一个表面的至少一部分；以及第一咬合辊，所述第一咬合辊用于将所述上隔膜片材的两个相对表面颠倒，使所述上隔膜片材的已经施加有所述粘合剂的所述一个表面向下定向，并粘附到稳定地放置在所述下隔膜片材的所述一个表面上的第一电极的上表面上。
此外，单元电池制造设备可以进一步包括第一集管，所述第一集管将所述第一电极稳定地放置在所述下隔膜片材的已施加有所述粘合剂的所述一个表面上。
此外，单元电池制造设备可以进一步包括第一电极卷轴，待成为所述第一电极的第一电极片材从所述第一电极卷轴退绕。
此外，单元电池制造设备可以进一步包括第一视觉传感器，所述第一视觉传感器布置在所述第一电极上方，以在所述第一电极粘附到所述上隔膜片材之前拍摄所述第一电极。
此外，所述第一咬合辊可以分别布置在通过依次堆叠所述下隔膜片材、所述第一电极和所述上隔膜片材形成的第一堆叠体的两个相对表面上，以在旋转的同时对所述第一堆叠体施加压力。
此外，单元电池制造设备可以进一步包括第三喷嘴，所述第三喷嘴将粘合剂施加到所述上隔膜片材的面向上的另一个表面的至少一部分。
此外，单元电池制造设备可以进一步包括第二咬合辊，所述第二咬合辊分别布置在当第二电极稳定地放置在所述上隔膜片材的已经施加有所述粘合剂的所述另一个表面上时通过依次堆叠所述下隔膜片材、所述第一电极、所述上隔膜片材和所述第二电极形成的第二堆叠体的两个相对表面上，以在旋转的同时向所述第二堆叠体施加压力。
此外，单元电池制造设备可以进一步包括第二集管，所述第二集管将所述第二电极稳定地放置在所述上隔膜片材的已施加有所述粘合剂的所述另一个表面上。
此外，单元电池制造设备可以进一步包括第二电极卷轴，待成为所述第二电极的第二电极片材从该第二电极卷轴退绕。
此外，单元电池制造设备可以进一步包括第二视觉传感器，所述第二视觉传感器布置在所述第二电极上方，以在所述第二电极稳定地放置在所述上隔膜片材的所述另一个表面上之前拍摄所述第二电极。
此外，单元电池制造设备可以进一步包括用于以预定的间隔切割所述第二堆叠体的切割器。
此外，单元电池制造设备可以进一步包括第三视觉传感器，所述第三视觉传感器布置在所述第一电极的一侧，以在所述第一电极粘附到所述上隔膜片材时，拍摄所述第一电极。
此外，单元电池制造设备可以进一步包括光源，所述光源布置在所述上隔膜片材上方，以在所述第一电极粘附到所述上隔膜片材时朝所述上隔膜片材辐射光。
根据本发明的另一方面，提供一种制造单元电池的方法以下步骤：从下隔膜卷轴退绕下隔膜片材；由第一喷嘴将粘合剂施加到退绕的下隔膜片材的面向上的一个表面的至少一部分；将第一电极稳定地放置在所述下隔膜片材的已施加有所述粘合剂的所述一个表面上；从上隔膜卷轴退绕上隔膜片材；由第二喷嘴将粘合剂施加到退绕的上隔膜片材的面向上的一个表面上的至少一部分；以及由第一咬合辊将所述上隔膜片材的两个相对表面颠倒，使所述上隔膜片材的已施加有所述粘合剂的所述一个表面朝下定向，并粘附到稳定地放置在所述下隔膜片材的所述一个表面上的所述第一电极的上表面。
此外，在颠倒所述上隔膜片材的所述两个相对表面的步骤中，所述第一咬合辊可以分别布置在通过依次堆叠所述下隔膜片材、所述第一电极和所述上隔膜片材形成的第一堆叠体的两个相对表面上，以在旋转的同时对所述第一堆叠体施加压力。
此外，该方法可以进一步包括在将所述上隔膜片材的所述两个相对表面颠倒后，由第三喷嘴将粘合剂施加到所述上隔膜片材的面向上的另一个表面的至少一部分。
此外，该方法可以进一步包括在所述第三喷嘴施加所述粘合剂后，将第二电极稳定地放置在所述上隔膜片材的已施加有所述粘合剂的所述另一个表面上。
此外，该方法可以进一步包括将第二咬合辊分别布置在当稳定地放置所述第二电极后通过依次堆叠所述下隔膜片材、所述第一电极、所述上隔膜片材和所述第二电极形成的第二堆叠体的两个相对表面上，以在旋转的同时向所述第二堆叠体施加压力。
此外，该方法可以进一步包括在对所述第二堆叠体施加所述压力之后，用切割器以预定的间隔切割所述第二堆叠体。
本发明的其它具体细节包括在详细描述和附图中。
有利效果
根据本发明的实施方式，至少可以实现以下效果。
当电极和隔膜片材堆叠以制造单元电池时，即使不使用昂贵的隔膜，只要电极稳定地放置在隔膜片材上，就可以通过预先施加粘合剂来防止电极的位置位移。
此外，由于不需要进行层压工艺，可以移除层压器，因此可以减少单元电池制造设备的体积并且可以简化制造过程。
根据本发明的效果并不限于上述例示的内容，而且本说明书中包括更多的各种效果。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方式的制造单元电池的方法的流程图；
图2是根据本发明的一个实施方式的制造单元电池的设备的示意图；
图3是详细示出根据本发明的实施方式的单元电池制造设备的示意性侧视图；
图4是详细示出根据本发明的实施方式的单元电池制造设备的示意性平面图；
图5是根据本发明的另一实施方式的单元电池制造设备的示意图；以及
图6是详细示出根据本发明的另一实施方式的单元电池制造设备的示意性侧视图。
具体实施方式
将借助参考附图描述的以下实施方式来阐明本发明的优势和特征及其实施方法。然而，本发明可以以不同的形式体现，并且不应该被理解为限于本文所阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式是为了使本公开彻底且完整，并将本发明的范围完全传达给本领域的技术人员。此外，本发明仅由权利要求的范围来定义。类似的附图标记指代所有类似的元件。
除非另有定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术和科学术语)都意图具有本领域技术人员理解的含义。此外，除非有明确的具体定义，否则不应对一般词典中定义的术语进行异常或夸张的解释。
本文中使用的术语仅用于描述特定的示例性实施方式，并不意图对本发明进行限制。在本说明书中，单数形式的术语可以包括复数形式，除非提到相反内容。要进一步理解的是，术语“包括”用在本说明书中时，指定存在所述部件，但不排除存在或添加一个或多个其它部件。
下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施方式。
图1是根据本发明的一个实施方式的制造单元电池的方法的流程图。
根据本发明的一个实施方式，当电极11和隔膜片材1211和1221堆叠以制造单元电池2时，只要电极11被稳定地放置在隔膜片材1211和1221上，即使不使用昂贵的隔膜，也可以通过预先施加粘合剂来防止电极11的位置移位。此外，由于不需要进行层压工艺，因此可以移除层压器，从而可以减少单元电池制造设备1的体积，并且可以简化制造过程。
为此，根据本发明的实施方式的制造单元电池的方法包括以下步骤：从下隔膜卷轴121退绕下隔膜片材1211；由第一喷嘴131将粘合剂施加到退绕的下隔膜片材1211的面向上的一个表面1212的至少一部分；将第一电极1112稳定地放置在下隔膜片材1211的已施加有粘合剂的一个表面1212上；从上隔膜卷轴122退绕上隔膜片材1221；由第二喷嘴132将粘合剂施加到退绕的上隔膜片材1221的面向上的一个表面1222的至少一部分；以及由第一咬合辊161将上隔膜片材1221的两个相对表面颠倒，以便上隔膜片材1221的已施加有粘合剂的一个表面1222向下定向，并粘附到稳定放置在下隔膜片材1211的一个表面1212上的第一电极1112的上表面。
此外，在上隔膜片材1221的两个相对表面颠倒之后，该方法可以进一步包括以下步骤：由第三喷嘴133将粘合剂施加到上隔膜片材1221的面向上的另一个表面1223的至少一部分；以及将第二电极1122稳定地放置在上隔膜片材1221的已施加有粘合剂的另一个表面1223上。
下文中，将参考图2至图6详细描述图1的流程图中示出的每个步骤。
图2是根据本发明的一个实施方式的单元电池制造设备1的示意图。
如图2中所示，单元电池制造设备1可以包括：下隔膜卷轴121，从该下隔膜卷轴退绕下隔膜片材1211；第一喷嘴131，其用于将粘合剂施加到退绕的下隔膜片材1211的面向上的一个表面1212的至少一部分；上隔膜卷轴122，从该上隔膜卷轴退绕上隔膜片材1221；第二喷嘴132，其用于将粘合剂施加到退绕的上隔膜片材1221的面向上的一个表面1222的至少一部分；以及第一咬合辊161，其用于将上隔膜片材1221的两个相对表面颠倒，使上隔膜片材1221的已施加有粘合剂的所述一个表面1222向下定向，并粘附到稳定地放置在下隔膜片材1211的一个表面1212上的第一电极1112的上表面。
下隔膜卷轴121是供下隔膜片材1211卷绕的卷轴，并且下隔膜片材1211从下隔膜卷轴121退绕。此外，上隔膜卷轴122是供上隔膜片材1221卷绕的卷轴，并且上隔膜片材1221从上隔膜卷轴122退绕。第一电极1112稳定地放置在从下隔膜卷轴121退绕的下隔膜片材1211的面向上的一个表面1212上，并且从上隔膜卷轴122退绕的上隔膜片材1221堆叠在第一电极1112的上表面上。结果，形成第一堆叠体21，在第一堆叠体中下隔膜片材1211、第一电极1112和上隔膜片材1221依次堆叠。通过在隔膜片材1211和1221上堆叠多个第一电极1112，同时这些第一电极在隔膜片材1211和1221的纵向方向上成一排地彼此间隔开并布置，从而可以形成第一堆叠体21。
下隔膜片材1211和上隔膜片材1221的传送方向可以彼此不同。例如，如图2中所示，下隔膜片材1211可以退绕并从单元电池制造设备1的一侧向其另一侧传输，并且上隔膜片材1221可以退绕并从上侧向下侧传送。稍后，当粘合剂施加到上隔膜片材1221的一个表面1222时，上隔膜片材1221的传送方向可以改变为与下隔膜片材1211的传送方向相同，同时上隔膜片材1221的两个相对表面颠倒。然而，本发明不限于此，下隔膜片材1211和上隔膜片材1221的传送方向可以从开始就相同。在这种情况下，即使上隔膜片材1221的两个相对表面稍后颠倒，上隔膜片材1221的传送方向也可以不改变。
喷嘴13将粘合剂施加到隔膜片材1211和1221。期望的是，粘合剂均匀地施加到隔膜片材1211和1221的面向上的表面1212、1222和1223。此外，在粘合剂的粘度相对较高的情况下，粘合剂可以施加到隔膜片材1211和1221的表面1212、1222和1223的整个表面。然而，在粘合剂的粘度相对较低的情况下，如果粘合剂施加到隔膜片材1211和1221的表面1212、1222和1223的整个表面，则施加的粘合剂的量可能过大。因此，粘合剂可能流向隔膜片材1211和1221的外部而污染其它部件，并且在制造二次电池时，发电功能可能不顺利。因此，可以通过以点的形式施加粘合剂的定点施加方法或以线的形式施加粘合剂的线施加方法将粘合剂施加到隔膜片材1211和1221的区域的上表面。
相反，如果粘合剂的施加量过小，则在电池移动时，电极11仍然没有固定到隔膜片材1211和1221，并且电极11可能不在适当的位置。因此，期望的是，施加粘合剂的区域之间的间隔不要过大。
即使隔膜被电解质溶液浸渍，粘合剂也必须维持粘附性。因此，期望的是，粘合剂具有不会由于化学原因改性的抗腐蚀的特性。这样的粘合剂是热熔粘合剂，其中粘合剂可以包括改性烯烃基热塑性树脂。
喷嘴13包括：第一喷嘴131，其用于将粘合剂施加到退绕的下隔膜片材1211的面向上的一个表面1212的至少一部分；第二喷嘴132，其用于将粘合剂施加到退绕的上隔膜片材1221的面向上的一个表面1222的至少一部分；以及第三喷嘴133，其用于将粘合剂施加到上隔膜片材1221的面向上的另一个表面1223的至少一部分。具体而言，第一喷嘴131布置在下隔膜片材1211上方，并将粘合剂施加到面向上的一个表面1212的至少一部分。此外，第二喷嘴132布置在上隔膜片材1221的上方，并将粘合剂施加到面向上的一个表面1222的至少一部分。当上隔膜片材1221的两个相对表面稍后颠倒，从而使上隔膜片材1221的另一个表面1223面向上时，第三喷嘴133布置在上隔膜片材1221上方，以将粘合剂施加到面向上的另一个表面1223的至少一部分。
第一电极1112和第二电极1122可以通过将电极活性材料、导电剂和粘结剂的浆液涂覆在电极集电体上，干燥、然后按压涂覆的电极集电体来制造。根据本发明的一个实施方式，第一电极1112和第二电极1122可以按制造电极11的单独工艺来制造。第一电极1112可以供应到设置在单元电池制造设备1的一侧的第一电极台31或第一电极库(未示出)，并且第二电极1122也可以供应到设置在单元电池制造设备1的一侧的第二电极台32或第二电极库(未示出)。当第一喷嘴131将粘合剂施加到下隔膜片材1211的一个表面1212时，第一集管141可以吸附第一电极1112，然后可以传送第一电极1112，以将第一电极1112稳定地放置在下隔膜片材1211的已施加有粘合剂的一个表面1212上。稍后，当上隔膜片材1221的两个相对表面颠倒，并且第三喷嘴133将粘合剂施加到上隔膜片材1221的另一个表面1223时，第二集管142可以吸附第二电极1122，然后可以传送第二电极1122以将第二电极1122稳定地放置在上隔膜片材1221的已施加有粘合剂的另一个表面1223上。本文中，第一电极1112和第二电极1122可以是具有不同极性的电极11。即，如果第一电极1112是正极，则第二电极1122可以是负极，并且如果第一电极1112是负极，则第二电极1122可以是正极。
当上隔膜片材1221退绕并传送时，引导辊15引导上隔膜片材1221的一个表面1222面向上。如上所述，上隔膜片材1221和下隔膜片材1211的传送方向可能彼此不同，特别是上隔膜片材1221可以退绕并从上侧向下侧传送。然后，上隔膜片材1221的一个表面1222不面向上，或者即使上隔膜片材1221的一个表面1222面向上，它也可能是以一个斜度倾斜。因此，为了使第二喷嘴132容易将粘合剂施加到上隔膜片材1221的一个表面1222，引导辊15可以改变传送方向，使上隔膜片材1221的一个表面1222是水平的并且面向上。
第一咬合辊161将上隔膜片材1221的两个相对表面颠倒，使得上隔膜片材1221的已施加有粘合剂的一个表面1222面向下并粘附到稳定地放置在下隔膜片材1212的一个表面1212上的第一电极1112的上表面。当借助引导辊15上隔膜片材1221的一个表面1222是水平的并向上定向时，第二喷嘴132将粘合剂施加到上隔膜片材1221的一个表面1222。然后，上隔膜片材1221的一个表面1222必须粘附到位于下方的第一电极1112的上表面。为此，上隔膜片材1221的面向上的一个表面1222必须颠倒成面向下。因此，第一咬合辊161与上隔膜片材1221的另一个表面1223接触旋转，并引导上隔膜片材1221的另一个表面1223面向上。因此，上隔膜片材1221的两个相对表面颠倒，并且上隔膜片材1221的一个表面1222可以粘附到第一电极1112的上表面。
当引导辊15引导上隔膜片材1221的一个表面1222面向上时，如图2中所示，上隔膜片材1221的传送方向可以与下隔膜片材1211的传送方向相反。然后，第一咬合辊161可以在将上隔膜片材1221的两个相对表面颠倒的同时反转上隔膜片材1221的传送方向。因此，上隔膜片材1221的传送方向可以与下隔膜片材1211的传送方向相同。然而，本发明不限于此，并且如果下隔膜片材1211和上隔膜片材1221的传送方向从开始就相同，则第一咬合辊161可以只将上隔膜片材1221的两个相对表面颠倒而不改变上隔膜片材1221的传送方向。
多个第一咬合辊161可以形成并布置在第一堆叠体21的两个相对表面上，其中下隔膜片材1211、第一电极1112和上隔膜片材1221分别依次堆叠。此外，第一咬合辊161可以在旋转的同时向第一堆叠体21施加压力。因此，第一堆叠体21的内部可以被更牢固地粘附。
当上隔膜片材1221的两个相对表面颠倒时，上隔膜片材1221的另一个表面1223面向上。然后，第三喷嘴133将粘合剂施加到面向上的另一个表面1223的至少一部分。第二集管142可以吸附第二电极1122，然后可以传送第二电极1122，以将第二电极1122稳定地放置在上隔膜片材1221的已施加有粘合剂的另一个表面1223上。结果，可以形成第二堆叠体22，其中下隔膜片材1211、第一电极1112、上隔膜片材1221和第二电极1122依次堆叠。通过在隔膜片材1211和1221上堆叠多个第二电极1122，同时这些第二电极1122在隔膜片材1211和1221的纵向方向上成一排地相互间隔开放置，从而可以形成第二堆叠体22。由于第一电极1112和第二电极1122具有不同尺寸，因此间距可能不同。然而，期望的是，第一电极1112和第二电极1122都对准并布置成使其中心重合。
多个第二咬合辊162可以分别形成并布置在第二堆叠体22的两个相对表面上。此外，第二咬合辊162可以在旋转的同时对第二堆叠体22施加压力。因此，第二叠层22的内部可以被更牢固地粘附。
根据本发明的实施方式的制造单元电池的方法可以使用如上所述的单元电池制造设备1如下进行。
如图2中所示，首先从下隔膜卷轴121退绕下隔膜片材1211，并且将下隔膜片材1211从单元电池制造设备1的一侧向其另一侧传送。然后，第一喷嘴131布置在下隔膜片材1211上方，以将粘合剂施加到下隔膜片材1211的面向上的一个表面1212的至少一部分(S101)。将在制造电极11的单独工艺中制造的第一电极1112供应到设置在单元电池制造设备1的一侧的第一电极台31或第一电极库(未示出)。此外，第一集管141可以吸附第一电极1112，然后可以传送第一电极1112，以将第一电极1112稳定地放置在下隔膜片材1211的已施加有粘合剂的一个表面1212上(S102)。
上隔膜片材1221从上隔膜卷轴122退绕，并且可以从上侧向下侧传送。然后，引导辊15将上隔膜片材1221的一个表面1222引导成面向上。特别是，引导辊15可以改变上隔膜片材1221的传送方向，使得上隔膜片材1221的传送方向与下隔膜片材1211的传送方向相反。然后，第二喷嘴132布置在上隔膜片材1221上方，以将粘合剂施加到上隔膜片材1221的面向上的一个表面1222的至少一部分(S103)。
第一咬合辊161将上隔膜片材1221的两个相对表面颠倒，使得上隔膜片材1221的已施加有粘合剂的一个表面1222面向下(S104)。结果，上隔膜片材1221的一个表面1222粘附到稳定地放置在上隔膜片材1221下面的第一电极1112的上表面。在这种情况下，第一咬合辊161再次反转上隔膜片材1221的传送方向，使得上隔膜片材1221的传送方向可以与下隔膜片材1211的传送方向相同。同时，第一咬合辊161布置在第一堆叠体21的两个相对表面上，其中下隔膜片材1211、第一电极1112和上隔膜片材1221分别依次堆叠，并且第一咬合辊161可以在旋转的同时向第一堆叠体21施加压力。
第三喷嘴133布置在两个相对表面颠倒的上隔膜片材1221上方，并将粘合剂施加到上隔膜片材1221的面向上的另一个表面1223的至少一部分(S105)。将在制造电极11的单独工艺中制造的第二电极1122供应到设置在单元电池制造设备1的一侧的第二电极台32或第二电极库(未示出)。此外，第二集管142可以吸附第二电极1122，然后可以传送第二电极1122以将第二电极1122稳定地放置在上隔膜片材1221的已施加有粘合剂的另一个表面1223上(S106)。
第二咬合辊162布置在第二堆叠体22的两个相对表面上，其中下隔膜片材1211、第一电极1112、上隔膜片材1221和第二电极1122分别依次堆叠，并且可以在旋转的同时向第二堆叠体22施加压力。此外，可以通过由切割器17以预定的间隔切割第二堆叠体22来制造单元电池2。
图3是详细示出根据本发明的实施方式的单元电池制造设备1的示意性侧视图，并且图4详细示出根据本发明的实施方式的单元电池制造设备1的示意性平面图。
如图3和图4中所示，根据本发明的实施方式的单元电池制造设备1进一步包括：布置在第一电极1112上方的第一视觉传感器181，用于在第一电极1112粘附到上隔膜片材1221之前拍摄第一电极1112；布置在第二电极1122上方的第二视觉传感器182，用于在第二电极1122稳定地放置在上隔膜片材1221的另一个表面1223上之前拍摄第二电极1122；以及布置在第一电极1112的一侧的第三视觉传感器183，用于在第一电极1112粘附到上隔膜片材1221时拍摄第一电极1112。
第一视觉传感器181、第二视觉传感器182和第三视觉传感器183通过拍摄特定区域并接收特定区域的图像信号来获取图像。为此，视觉传感器通常包括成像装置，例如电荷耦合装置(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)。特别是，根据本发明的一个实施方式的第一视觉传感器181、第二视觉传感器182和第三视觉传感器183可以分别通过拍摄粘附到上隔膜片材1221之前的第一电极1112、第二电极1122和粘附到上隔膜片材1221之后的第一电极1112来获取图像。
尽管未在图中示出，但单元电池制造设备1可以进一步包括控制器(未示出)，该控制器可以借助第一电极1112和第二电极1122的图像来确定第一电极1112和第二电极1122是否有缺陷。控制器可以通过将获得的图像与先前储存的良好产品的第一电极1112和第二电极1122的图像进行比较来确定第一电极1112和第二电极1122的尺寸、形状和位置是否有缺陷或损坏。
第一视觉传感器181布置在第一电极1112上方，以便在第一电极1112粘附到上隔膜片材1221之前拍摄第一电极1112。第一视觉传感器181可以布置在第一电极台31上方，以便在第一电极1112被吸附在第一集管141上之前拍摄等待在第一电极台31上的第一电极1112。因此能够容易地确定第一电极1112是否有缺陷，并且如果第一电极1112有缺陷，可以在稳定地放置在下隔膜片材1211上之前将其移除。然而，本发明不限于此，并且第一视觉传感器181也可以布置在下隔膜片材1211上方以拍摄稳定地放置在下隔膜片材1211上的第一电极1112。
第二视觉传感器182布置在第二电极1122上方，以在第二电极1122稳定地放置在上隔膜片材1221的另一个表面1223上之前拍摄第二电极1122。第二视觉传感器182可以布置在第二电极台32上方，以在第二电极1122被吸附在第二集管142上之前拍摄等待在第二电极台32上的第二电极1122。因此，能够容易地确定第二电极1122是否有缺陷，并且，如果第二电极1122有缺陷，则可以在稳定地放置在上隔膜片材1221上之前将其移除。然而，本发明不限于此，并且第二视觉传感器182也可以布置在上隔膜片材1221上方，以拍摄稳定地放置在上隔膜片材1221上的第二电极1122。
第三视觉传感器183布置在第一电极1112一侧，以在第一电极1112粘附到上隔膜片材1221时拍摄第一电极1112。第三视觉传感器183可以在第二电极1122稳定地放置在上隔膜片材1221上之后拍摄第一电极1112。因此，即使在将第二电极1122稳定地放置在上隔膜片材1221上的过程中，第一电极1112被损坏或第一电极1112位于不适当的位置，也可以容易地确定第一电极1112是否有缺陷。
当第一电极1112粘附到上隔膜片材1221时，第一电极1112的两个相对表面粘附到上隔膜片材1221和下隔膜片材1211以被其覆盖。然后，即使第三视觉传感器183拍摄第一电极1112，也可能无法获得清晰的图像。因此，如图3和图4中所示，上隔膜片材1221上方可以布置有单独的光源19。当第一电极1112粘附到上隔膜片材1221时，光源19可以朝上隔膜片材1221辐射光，特别是朝由第三视觉传感器183拍摄的区域。因此，第三视觉传感器183可以获得更清晰的图像。
如果使用根据本发明的实施方式的单元电池制造设备1，当电极11和隔膜片材1211和1221堆叠以制造单元电池2时，即使不使用昂贵的隔膜，只要电极11稳定地放置在隔膜片材1211和1221上，就可以通过预先施加粘合剂来防止电极11的位置位移。另外，由于不需要进行层压工艺，可以移除层压器，因此，单元电池制造设备1的体积可以减少，并且可以简化制造过程。
图5是根据本发明的另一个实施方式的单元电池制造设备1a的示意图。
根据本发明的一个实施方式，第一电极1112和第二电极1122在制造电极11的单独工艺中被制造，然后被供应。然而，根据本发明的另一个实施方式的单元电池制造设备1a进一步包括：第一电极卷轴111，从该第一卷轴退绕第一电极片材1111，该第一电极片材将成为第一电极1112；以及第二电极卷轴112，从该第二卷轴退绕第二电极片材1121，该第二电极片材将成为第二电极1122。即，可以通过在单元电池制造设备1a中切割第一电极片材1111和第二电极片材1121来立即制造第一电极1112和第二电极1122。
第一电极卷轴111是供卷绕第一电极片材1111的卷轴，并且第一电极片材1111从第一电极卷轴111退绕。此外，第二电极卷轴112是供卷绕第二电极片材1121的卷轴，并且第二电极片材1121从第二电极卷轴112退绕。第一电极片材1111被切割以形成多个第一电极1112，并且第二电极片材1121被切割以形成多个第二电极1122。
图6是详细示出根据本发明的另一实施方式的单元电池制造设备1a的示意性侧视图。
根据本发明的另一实施方式，如图6中所示，第一视觉传感器181布置在第一电极1112上方，以在第一电极1112粘附到上隔膜片材1221之前拍摄第一电极1112。当第一切割器171切割第一电极片材1111以形成第一电极1112时，第一视觉传感器181可以在第一电极1112稳定地放置在下隔膜片材1211的一个表面1212上之前拍摄第一电极1112。当第二切割器172切割第二电极片材1121以形成第二电极1122时，第二视觉传感器182可以在第二电极1122稳定地放置在上隔膜片材1221的另一个表面1223之前拍摄第二电极1122。当第一电极1112粘附到上隔膜片材1221时，第三视觉传感器183布置在第一电极1112的一侧以拍摄第一电极1112。因此，能够确定第一电极1112和第二电极1122的尺寸、形状和位置是否有缺陷或损坏。
根据本发明的实施方式的制造单元电池的方法可以使用如上所述的单元电池制造设备1如下进行。
当第一喷嘴131将粘合剂施加到下隔膜片材1211的面向上的一个表面1212的至少一部分(S101)时，第一切割器171切割从第一电极卷轴111退绕的第一电极片材1111以形成第一电极1112。第一电极1112可以立即稳定地放置在下隔膜片材1211的一个表面1212上(S102)。当第二喷嘴132将粘合剂施加到上隔膜片材1221的面向上的一个表面1222的至少一部分时(S103)，第一咬合辊161将上隔膜片材1221的两个相对表面颠倒(S104)。此后，当第三喷嘴133将粘合剂施加到两个相对表面颠倒的上隔膜片材1221的面向上的另一个表面1223的至少一部分(S105)时，第二切割器172切割从第二电极卷轴112退绕的第二电极片材1121，以形成第二电极1122。第二电极1122可以立即稳定地放置在上隔膜片材1221的另一个表面1223上(S106)。可以通过用第三切割器173以预定的间隔切割这样形成的第二堆叠体22来制造单元电池2。
本领域的普通技术人员将理解，在不脱离以所附权利要求书所定义的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节方面的各种改变。因此，应当理解，已经通过说明而非限制的方式描述了本发明。因此，本发明的范围由所附权利要求书而非前文的详细描述来定义，并且应当解释为，源自所附权利要求书的含义、范围和等效概念的所有改变或变型都在本发明的范围内。
附图标记的描述
1：单元电池制造设备 2：单元电池
11：电极 13：喷嘴
15：引导辊 17：切割器
19：光源 21：第一堆叠体
22：第二堆叠体 31：第一电极台
32：第二电极台 111：第一电极卷轴
112：第二电极卷轴 121：下隔膜卷轴
122：上隔膜卷轴 131：第一喷嘴
132：第二喷嘴 133：第三喷嘴
141：第一集管 142：第二集管
161：第一咬合辊 162：第二咬合辊
171：第一切割器 172：第二切割器
173：第三切割器 181：第一视觉传感器
182：第二视觉传感器 183：第三视觉传感器
1111：第一电极片材 1112：第一电极
1121：第二电极片材 1122：第二电极
1211：下隔膜片材 1212：下隔膜片材的一个表面
1221：上隔膜片材 1222：上隔膜片材的一个表面
1223：上隔膜片材的另一个表面
Claims (19)
1.一种单元电池制造设备，该单元电池制造设备包括：
下隔膜卷轴，下隔膜片材从所述下隔膜卷轴退绕；
第一喷嘴，所述第一喷嘴用于将粘合剂施加到退绕的下隔膜片材的面向上的一个表面的至少一部分；
上隔膜卷轴，上隔膜片材从所述上隔膜卷轴退绕；
第二喷嘴，所述第二喷嘴用于将粘合剂施加到退绕的上隔膜片材的面向上的一个表面的至少一部分；以及
第一咬合辊，所述第一咬合辊用于将所述上隔膜片材的两个相对表面颠倒，使所述上隔膜片材的已经施加有所述粘合剂的所述一个表面向下定向，并粘附到稳定地放置在所述下隔膜片材的所述一个表面上的第一电极的上表面上。
2.根据权利要求1所述的制造单元电池的设备，该单元电池制造设备进一步包括第一集管，所述第一集管将所述第一电极稳定地放置在所述下隔膜片材的已施加有所述粘合剂的所述一个表面上。
3.根据权利要求1所述的制造单元电池的设备，该单元电池制造设备进一步包括第一电极卷轴，待成为所述第一电极的第一电极片材从所述第一电极卷轴退绕。
4.根据权利要求1所述的制造单元电池的设备，该单元电池制造设备进一步包括第一视觉传感器，所述第一视觉传感器布置在所述第一电极上方，以在所述第一电极粘附到所述上隔膜片材之前拍摄所述第一电极。
5.根据权利要求1所述的制造单元电池的设备，其中，分别在通过依次堆叠所述下隔膜片材、所述第一电极和所述上隔膜片材形成的第一堆叠体的两个相对表面上布置所述第一咬合辊，以在旋转的同时对所述第一堆叠体施加压力。
6.根据权利要求1所述的制造单元电池的设备，该单元电池制造设备进一步包括第三喷嘴，所述第三喷嘴将粘合剂施加到所述上隔膜片材的面向上的另一个表面的至少一部分。
7.根据权利要求6所述的制造单元电池的设备，该单元电池制造设备进一步包括第二咬合辊，所述第二咬合辊分别布置在当第二电极稳定地放置在所述上隔膜片材的已经施加有所述粘合剂的所述另一个表面上时通过依次堆叠所述下隔膜片材、所述第一电极、所述上隔膜片材和所述第二电极形成的第二堆叠体的两个相对表面上，以在旋转的同时向所述第二堆叠体施加压力。
8.根据权利要求7所述的制造单元电池的设备，该单元电池制造设备进一步包括第二集管，所述第二集管将所述第二电极稳定地放置在所述上隔膜片材的已施加有所述粘合剂的所述另一个表面上。
9.根据权利要求7所述的制造单元电池的设备，该单元电池制造设备进一步包括第二电极卷轴，待成为所述第二电极的第二电极片材从该第二电极卷轴退绕。
10.根据权利要求7所述的制造单元电池的设备，该单元电池制造设备进一步包括第二视觉传感器，所述第二视觉传感器布置在所述第二电极上方，以在所述第二电极稳定地放置在所述上隔膜片材的所述另一个表面上之前拍摄所述第二电极。
11.根据权利要求7所述的制造单元电池的设备，该单元电池制造设备进一步包括用于以预定的间隔切割所述第二堆叠体的切割器。
12.根据权利要求1所述的制造单元电池的设备，该单元电池制造设备进一步包括第三视觉传感器，所述第三视觉传感器布置在所述第一电极的一侧，以在所述第一电极粘附到所述上隔膜片材时，拍摄所述第一电极。
13.根据权利要求12所述的制造单元电池的设备，该单元电池制造设备进一步包括光源，所述光源布置在所述上隔膜片材上方，以在所述第一电极粘附到所述上隔膜片材时朝所述上隔膜片材辐射光。
14.一种制造单元电池的方法，该方法包括以下步骤：
从下隔膜卷轴退绕下隔膜片材；
由第一喷嘴将粘合剂施加到退绕的下隔膜片材的面向上的一个表面的至少一部分；
将第一电极稳定地放置在所述下隔膜片材的已施加有所述粘合剂的所述一个表面上；
从上隔膜卷轴退绕上隔膜片材；
由第二喷嘴将粘合剂施加到退绕的上隔膜片材的面向上的一个表面上的至少一部分；以及
由第一咬合辊将所述上隔膜片材的两个相对表面颠倒，使所述上隔膜片材的已施加有所述粘合剂的所述一个表面朝下定向，并粘附到稳定地放置在所述下隔膜片材的所述一个表面上的所述第一电极的上表面。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，在颠倒所述上隔膜片材的所述两个相对表面的步骤中，所述第一咬合辊分别布置在通过依次堆叠所述下隔膜片材、所述第一电极和所述上隔膜片材形成的第一堆叠体的两个相对表面上，以在旋转的同时对所述第一堆叠体施加压力。
16.根据权利要求14所述的方法，该方法进一步包括在将所述上隔膜片材的所述两个相对表面颠倒后，由第三喷嘴将粘合剂施加到所述上隔膜片材的面向上的另一个表面的至少一部分。
17.根据权利要求16所述的方法，该方法进一步包括在所述第三喷嘴施加所述粘合剂后，将第二电极稳定地放置在所述上隔膜片材的已施加有所述粘合剂的所述另一个表面上。
18.根据权利要求17所述的方法，该方法进一步包括将第二咬合辊分别布置在当稳定地放置所述第二电极后通过依次堆叠所述下隔膜片材、所述第一电极、所述上隔膜片材和所述第二电极形成的第二堆叠体的两个相对表面上，以在旋转的同时向所述第二堆叠体施加压力。
19.根据权利要求18所述的方法，该方法进一步包括在对所述第二堆叠体施加所述压力之后，用切割器以预定的间隔切割所述第二堆叠体。
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