CN117337502A - 电极层压体加热单元及包括其的层压设备 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种电极层压体加热单元和包括电极层压体加热单元的层压设备，所述电极层压体加热单元包括：加热部，所述加热部加热包括电极和隔膜并沿一个方向传送的电极层压体；以及视觉部，所述视觉部用于在所述电极层压体经过所述加热部的区域中测量所述电极的位置。

Description

电极层压体加热单元及包括其的层压设备
技术领域
本申请要求基于2021年7月20日提交的韩国专利申请第10-2021-0094869号的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文。
本公开涉及一种电极层压体加热单元和包括电极层压体加热单元的层压设备。
背景技术
随着技术发展和对移动设备的需求增加，可充电二次电池被广泛用作各种移动设备的能源。此外，二次电池作为被提出为解决现有的汽油或柴油车的空气污染的方法的电动车、混合动力车等的能源也受到关注。
二次电池根据电池壳的形状分为硬币型电池、圆柱形电池、方形电池和袋型电池。通常，嵌入电池壳中的电极组件分为将隔膜插设在正极和负极之间卷绕的卷芯型、堆叠隔膜插设在正极和负极之间的多个电池电芯的堆叠型以及用隔离膜卷绕电池电芯的堆叠/折叠型。
电极组件可以制造为包括电极和隔膜的电极层压体，例如，堆叠型电极组件可以通过堆叠通过切割电极层压体而形成的多个电池电芯来制造。此种电极层压体可以通过加热并滚压电极和隔膜而使其结合来制备。
同时，当加热用于形成电极层压体的电极和隔膜时，电极可能扭曲而引发电极不对齐问题，这尤其可能在如加热装置操作的早期和晚期阶段加热装置温度波动时发生。此外，可能存在问题在于，在为了加热而处于关闭状态的加热装置中，难以核实电极不对齐。
[现有技术文献]
[专利文献]
(专利文献1)韩国特开公报10-2021-0058170
发明内容
技术问题
本公开的一个目的在于提供一种能够测量加热部的温度变化所致的电极的位置变化的电极层压体加热单元和包括该电极层压体加热单元的层压设备。
本公开的另一目的在于提供一种能够在加热部中检查电极不对齐的电极层压体加热单元和包括该电极层压体加热单元的层压设备。
本公开的又一目的在于提供一种能够通过辨识电极不对齐的倾向来改善电极不对齐的电极层压体加热单元和包括该电极层压体加热单元的层压设备。
技术方案
本公开能够通过在电极层压体经过加热部的区域中测量电极的位置而解决上述问题。
例如，本公开可以涉及一种电极层压体加热单元，所述电极层压体加热单元包括：加热部，所述加热部加热包括电极和隔膜并沿一个方向传送的电极层压体；以及视觉部，所述视觉部用于在所述电极层压体经过所述加热部的区域中测量所述电极的位置。
此外，本公开可以涉及一种电极层压体层压设备，所述电极层压体层压设备包括：运送单元，运送单元用于运送所述包括电极和隔膜的电极层压体；加热单元，所述加热单元用于加热所述电极层压体；以及层压单元，所述层压单元用于滚压所述电极层压体，其中，所述加热单元包括用于加热所述电极层压体的加热部和用于在所述电极层压体经过所述加热部的区域中测量所述电极的位置的视觉部。
技术效果
作为本公开的效果之一，可以提供一种能够测量加热部的温度变化所致的电极的位置变化的电极层压体加热单元和包括该电极层压体加热单元的层压设备。
作为本公开的另一效果，可以提供一种能够在加热部内检查电极不对齐的电极层压体加热单元和包括该电极层压体加热单元的层压设备。
作为本公开的又一效果，可以提供一种能够通过辨识电极不对齐的倾向来改善电极不对齐的电极层压体加热单元和包括该电极层压体加热单元的层压设备。
然而，本公开的效果不限于上述示例性效果，并且本公开中描述的发明可以为了示例性效果之外的效果而实践。
附图说明
图1为根据本发明的实施方式的电极层压体层压设备的截面图。
图2为根据本发明的实施方式的加热部的立体图和A区域的放大截面图。
图3为根据本发明的另一实施方式的加热部的立体图和B区域的放大截面图。
图4为根据本发明的实施方式的视觉部的立体图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施方式。在附图中，为了便于描述，可能夸大每个配置的全部或局部。
此外，对于本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明不限于附图或本说明书中描述的内容，并且在不背离本发明的技术思想的情况下可以以各种形式实施本发明。
图1为根据本发明实施方式的电极层压体层压设备的截面图。
参照附图，根据本发明的实施方式的层压设备包括用于传送包括隔膜11和电极12的电极层压体10的运送单元100、用于加热电极层压体10的加热单元200和用于滚压电极层压体的层压单元300。
电极层压体10可以具有隔膜11和电极12交替排列的结构。例如，如图所示，电极层压体10可以具有依次堆叠有第一隔膜11A、第一电极12A、第二隔膜11B和第二电极12B的结构。在该情况下，第一电极12A可以为负电极，第二电极12B可以为正电极。
然而，电极层压体10的配置、形状、布置形式等不限于图示的结构。例如，电极层压体10可以包括比图示的更多的或者更少的隔膜11和/或电极12。如果需要，还可以切割电极层压体10的隔膜11和电极12。
运送部100可以用于输送电极层压体10。运送部100可以为运送带，但不限于此。运送部100可以以x方向(x)输送电极层压体10，并且将电极层压体10供给到加热单元200。
加热单元200可以用于加热电极层压体10，从而提高隔膜11和电极12之间的结合力。
加热单元200可以包括加热以一个方向传送的电极层压体10的加热部210和用于在电极层压体210经过加热部210的区域中测量电极12的位置的视觉部220。此外，加热单元200还可以包括用于收集由视觉部220测量的电极12的位置信息的存储部230。
加热部210可以包括诸如加热器之类的加热装置，因此能够通过向电极层压体10照射热源来加热电极层压体10。
加热部210可以包括多个加热部210。例如，加热部210可以包括分别设置在电极层压体10的两个表面上的第一加热部211和第二加热部212。分别设置在电极层压体10的两个表面上的第一加热部211和第二加热部212可以分别向电极层压体10的两个表面中的一个表面照射热源。如上所述，电极层压体10可以具有依次堆叠有第一隔膜11A、第一电极12A、第二隔膜11B和第二电极12B的结构，因此第一加热部211可以设置在第二电极12B上，并且第二加热部212可以设置在第一隔膜11A上。
第一加热部211和第二加热部212分别可以具有在z方向(z)上彼此交叠的结构，但不限于此。第一加热部211和第二加热部212可以沿z方向(z)以及与z方向(z)相反的方向移动，并因此当加热部210操作时，第一加热部211和第二加热部212可以彼此靠近并闭合，并且当加热部210停止时，第一加热部211和第二加热部212可以彼此分离并打开，但不限于此。
加热部210可以具有供设置稍后要描述的视觉部220的容纳区域。同时，如上所述，加热部210可以包括多个加热部210，并且例如可以包括分别设置在电极层压体10的两个表面上的第一加热部211和第二加热部212。在该情况下，多个加热部210中只有一些加热部210可以具有供设置视觉部220的容纳区域。例如，如图所示，设置在第二电极12B上的第一加热部211可以具有容纳区域，并且第二加热部212可以不具有容纳区域。然而，本发明不限于此，并且多个加热部210中的每一个可以具有供设置视觉部220的容纳区域。
将参照图2和图3详细说明加热部210的容纳区域的示例性结构。
视觉部220可以用于测量电极12的位置，并且可以包括诸如摄像头之类的视觉设备。
具体地，视觉部220可以在电极层压体10经过加热部210的区域中测量电极12的位置。在此方面，视觉部220可以在电极层压体10经过加热部210的区域设置在电极层压体10上。例如，视觉部220可以设置在加热部210的面对电极层压体10的表面上。
同时，可以在电极层压体10的两个表面中的只有一个表面上设置视觉部220。例如，如上所述，电极层压体10可以具有依次堆叠有第一隔膜11A、第一电极12A、第二隔膜11B和第二电极12B的结构，可以仅在设置在最上侧的第二电极12B上设置视觉部220，并且可以不设置在第一隔膜11A上。然而，本发明不限于此，视觉部220设置在电极层压体10的两个表面中的另一个表面上，即仅第一隔膜11A上，或者设置在电极层压体10的两个表面中的每一个上。
如上所述，视觉部220可以设置在加热部210的容纳区域中。在该情况下，视觉部220可以以视觉部220的至少一部分嵌入到加热部210中的形式设置在加热部210的容纳区域中。然而，根据设计，视觉部220可以以视觉部220在加热部210的面对电极层压体10的表面上突出的形式设置。此外，若加热部210包括多个加热部210，则多个加热部210中只有一些加热部210可以具有设置有视觉部220的容纳区域，不言自明的是，不具有容纳区域的加热部210可以不设置视觉部220。
当加热部210的温度改变时，视觉部220可以测量电极12的位置。例如，视觉部220可以在加热部210的操作的早期阶段和晚期阶段中的至少一个阶段中测量电极12的位置。然而，显然，即使在没有加热部210的温度波动时，视觉部220也可以测量电极12的位置。
同时，当加热部210的温度波动时，如同在加热部210的操作的早期阶段和晚期阶段，电极12的位置可以变化。然而，可能存在难以测量电极12在操作过程中处于闭合状态下的加热部210内部的位置的问题。根据本发明的实施方式，本发明可以通过引入在经过加热部210的区域中测量电极12的位置的视觉部220而具有辨识加热部210的温度变化所致的电极12的位置变化的效果。此外，本发明即使在加热部210的操作过程中加热部210闭合时，也可以具有在经过加热部210的内部时测量电极12的位置的效果。
同时，视觉部220可以根据通过电极层压体10透射的光的强度来测量第一电极12A和/或第二电极12B的位置。例如，视觉部220向电极层压体10透射强光，由此不仅能够测量设置在电极层压体10的最上侧的第二电极12B的位置，还能够测量设置在内侧的第一电极12A的位置。根据设计，视觉部220也可以测量隔膜11的位置。
存储部230可以用于收集由视觉部220测量的电极12的位置信息。因此，通过收集在存储部230中的信息能够辨识电极12的不对齐倾向并准备用于改善电极12的不对齐的方法。
层压单元300可以起到滚压电极层压体10的作用。层压单元300可以由相互面对的一对辊轮构成，并且电极层压体10可以借助在穿过一对辊轮时被施加的压力而结合。
实施本发明的模式
图2为根据本发明的实施方式的加热部的立体图和A区域的放大截面图。
参照附图，加热部210具有供设置视觉部220的容纳区域，容纳区域具有孔h的形状。
可以通过在加热部210的一部分区域中形成以z方向(z)贯穿加热部210的孔h来形成孔h形状的容纳区域。在孔h形状的容纳区域中的每一个中设置视觉部220。
然而，图2的结构为加热部210的容纳区域可以具有的示例性结构，并不旨在将容纳区域的结构限于图示结构。作为容纳区域的孔h的形状、直径、数量和形成方法不受特别的限制，并且如果是能够设置视觉部220的空间，可以根据设计而丰富多样地应用其它条件。
图3为根据本发明的另一实施方式的加热部的立体图和B区域的放大截面图。
参照附图，加热部210的容纳区域具有槽g的形状。
可以通过在加热部210的一些区域以z方向(z)去除加热部210的一部分而形成薄于加热部210在z方向(z)上的厚度的槽g来形成槽g形状的容纳区域。槽g可以形成在加热部210的面对电极层压体10的表面上。即，可以通过从面对电极层压体10的加热部210的一侧向另一侧以z方向(z)去除加热部210的一部分来形成槽g。槽g形状的容纳区域中的每一个中设置有视觉部220。
然而，图3的结构为加热部210的容纳区域可以具有的示例性结构，并不旨在将容纳区域的结构限于图示结构。作为容纳区域的槽g的形状、直径、数量和形成方法不受特别限制，并且如果是能够设置视觉部220的空间，可以根据设计而丰富多样地应用其它条件。
图4为根据本发明实施方式的视觉部的立体图。
视觉部220可以设置在主要检查区域中以测量电极12的位置。若主要检查区域为多个区域，则视觉部220可以包括多个视觉部220。然而，本发明不限于此，视觉部220可以为单个视觉部220。
主要检查区域可以为与电极层压体10所进入的加热部210的一端相邻的区域和与电极层压体10所离开的加热部210的另一端相邻的区域当中的至少一个。此时，视觉部220包括沿作为电极层压体10的传送方向的x方向(x)彼此间隔布置的前端视觉部221和后端视觉部222。参照附图，前端视觉部221设置在与在前的电极层压体10所离开的加热部210的右端相邻的区域，后端视觉部222设置在与随后的电极层压体10所进入的加热部210的左端相邻的区域。
前端视觉部221和后端视觉部222可以分别包括多个前端视觉部221和后端视觉部222。例如，前端视觉部221可以包括在平面上沿着与作为电极层压体10的输送方向的x方向(x)垂直的y方向(y)彼此间隔设置的第一前端视觉部221A和第二前端视觉部221B。第一前端视觉部221A和第二前端视觉部221B中的每一个可以测量电极12的在y方向(y)上的各个相邻区域的位置。后端视觉部222可以包括在平面上沿着与作为电极层压体10的传送方向的x方向(x)垂直的y方向(y)彼此间隔设置的第一后端视觉部222A和第二后端视觉部222B。第一后端视觉部222A和第二后端视觉部222B中的每一个可以测量电极12的在y方向(y)上的各个相邻区域的位置。
然而，前端视觉部221和后端视觉部222中的每一个的数量、布置形状、测量位置等不限于上述形式，并且例如，显然，前端视觉部221和后端视觉部222中的每一个可以为单个前端视觉部221和单个后端视觉部222。
如上所述，已经示例性地描述了根据本发明实施方式的电极层压体加热单元和包括该电极层压体加热单元的层压设备，然而不旨在将本发明的实施方式限于上述的形式。本领域技术人员能够在不背离本发明技术思想的范围内参照本说明书和附图对本发明进行适当的变更来实践。
在本说明书中，第一、第二等的顺序用于将组件彼此区分，并不表示组件之间的优先顺序或绝对顺序。本说明书的一部分中的第一元件在本说明书的另一部分中可以称为第二元件。
在本说明书中，基于附图对诸如x方向(x)、y方向(y)、z方向(z)等方向进行了说明。显然，可以根据视角而以不同方式描述本说明书中描述的方向。
此处的术语和表达应广义解释，不应解释为限制性意义。在本说明书中，“包含”的表达不排除存在或者添加除所述组件之外的一个或更多其它组件。在本说明书中，除非上下文明确排除，否则单数表达包括复数。此外，各实施方式之间可以彼此组合，并且除非矛盾，一个具体实施方式所描述的内容也适用于其它实施方式。
[附图标记说明]
10：电极层压体
11：隔膜
12：电极
100：运送单元
200：加热单元
210：加热部
220：视觉部
230：存储部
300：层压单元

Claims (11)

1.一种电极层压体加热单元，所述电极层压体加热单元包括：
加热部，所述加热部加热包括电极和隔膜并且沿一个方向传送的电极层压体；以及
视觉部，所述视觉部用于在所述电极层压体经过所述加热部的区域中测量所述电极的位置。
2.根据权利要求1所述的电极层压体加热单元，其中，所述加热部具有供设置所述视觉部的容纳区域，并且所述容纳区域具有孔或槽的形状。
3.根据权利要求1所述的电极层压体加热单元，其中，所述视觉部包括沿所述电极层压体的传送方向彼此间隔设置的前端视觉部和后端视觉部。
4.根据权利要求3所述的电极层压体加热单元，其中，所述前端视觉部包括在平面上沿与所述电极层压体的所述传送方向垂直的方向彼此间隔设置的第一前端视觉部和第二前端视觉部，并且所述后端视觉部包括在平面上沿与所述电极层压体的所述传送方向垂直的方向彼此间隔设置的第一后端视觉部和第二后端视觉部。
5.根据权利要求1所述的电极层压体加热单元，其中，所述电极层压体包括依次堆叠的第一隔膜、第一电极、第二隔膜和第二电极，并且所述视觉部设置在所述第二电极上。
6.根据权利要求5所述的电极层压体加热单元，其中，所述加热部包括待设置在所述第二电极上的第一加热部和待设置在所述第一隔膜上的第二加热部。
7.根据权利要求1所述的电极层压体加热单元，其中，当所述加热部的温度波动时，所述视觉部测量所述电极的位置。
8.根据权利要求1所述的电极层压体加热单元，其中，所述视觉部在所述加热部的操作的早期阶段和晚期阶段中的至少一个阶段中，测量所述电极的位置。
9.根据权利要求1所述的电极层压体加热单元，其中，所述视觉部包括摄像头。
10.根据权利要求1所述的电极层压体加热单元，所述电极层压体加热单元还包括：存储部，所述存储部用于收集由所述视觉部测量的所述电极的位置信息。
11.一种电极层压体层压设备，所述电极层压体层压设备包括：
运送单元，所述运送单元用于运送包括电极和隔膜的电极层压体；
加热单元，所述加热单元用于加热所述电极层压体；以及
层压单元，所述层压单元用于滚压所述电极层压体，
其中，所述加热单元包括用于加热所述电极层压体的加热部和用于在所述电极层压体经过所述加热部的区域中测量所述电极的所述位置的视觉部。
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