CN117501490A - 电极组件折叠设备及使用该电极组件折叠设备的折叠方法 - Google Patents

Abstract

根据本发明的实施方式的电极组件折叠设备包括：用于供应电极组件的供应单元，所述电极组件包括两个片状隔膜、连续位于彼此面对的隔膜的内表面之间的第二电极和上下交替位于两个隔膜的外表面上的第一电极，其中第一单元体和第二单元体彼此交替连接，并且第一单元体的第一电极位于上侧，第二单元体的第一电极位于下侧；保持单元，所述保持单元保持从供应单元供应的第一单元体并通过摆动运动将第一单元体转移，从而将电极组件折叠成之字形；以及堆叠单元，堆叠单元将由保持单元转移的第一单元体进行堆叠。

Description

电极组件折叠设备及使用该电极组件折叠设备的折叠方法

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求在韩国知识产权局于2021年10月26日提交的第10-2021-0143668号专利申请和2022年10月20日提交的第10-2022-0135648号专利申请的优先权，通过引用将上述专利申请的全文并入于此。

本发明涉及一种电极组件折叠设备和使用该电极组件折叠设备的折叠方法，更具体地涉及一种简化电极组件的折叠工艺的电极组件折叠设备和使用该电极组件折叠设备的折叠方法。

背景技术

在现代社会，随着移动电话、笔记本电脑、照相机和数码相机等便携式设备的日常使用，上述移动设备相关领域的技术发展已经被激活。此外，可充电/放电二次电池用作电动汽车(EV)、混合动力汽车(HEV)、插电式混合动力汽车(P-HEV)等的电源，试图解决现有使用化石燃料的汽油车造成的空气污染等问题。因此，二次电池的发展需求越来越大。

目前商业化的二次电池有镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池和锂二次电池。其中，锂二次电池因其充放电自由、自放电率极低和能量密度高等优点而备受关注。

根据电池壳体的形状，可将二次电池分为圆柱形或棱柱形电池(其中电极组件内置于圆柱形或棱柱形金属壳体中)以及袋型电池(其中电极组件内置于由堆叠的铝片制成的袋形壳体中)。

此外，二次电池可以基于电极组件的结构进行分类，该电极组件具有正极和负极在隔膜置入它们之间的情况下堆叠的结构。通常，可以提到果冻卷(缠绕)式结构和堆叠(层压)式结构等，在果冻卷(缠绕)式结构中，长片式正极和长片式负极在隔膜置于它们之间的情况下一起被卷绕，在堆叠(层压)式结构中，被切割成预定单元尺寸的多个阴极和阳极在隔膜置于它们之间的情况下被依次堆叠，等等。近年来，为了解决果冻卷式电极组件和堆叠式电极组件带来的问题，开发了堆叠/折叠式电极组件，它是果冻卷式电极组件和堆叠式电极组件的结合。

同时，在制造堆叠式或堆叠/折叠式电极组件时，通常采用一种方法，在所述方法中，通过将堆叠或附接至片状隔膜的负极、隔膜和正极依次堆叠来制造多个双电池，然后将片状隔膜在一个方向上折叠。然而，在这种传统结构中，由于双电池是提前制造的，然后附接至片状隔膜再堆叠，制造过程复杂，并且片状隔膜在最终电池的侧表面上重叠了好几层，这就造成了在电极和隔膜之间产生不必要的间隙空间的问题。

此外，除上述堆叠方法外，传统上还使用了使用之字形堆叠方法制造电极组件的方法。之字形堆叠方法是一种堆叠电极组件的方法，其中在从缠绕辊上解绕的隔膜从一侧移动到另一侧并从另一侧移动到一侧的过程中交替提供正极和负极。然而，在采用之字形堆叠方法的情况下，存在一个问题，即切割的电极必须单独存储，并且在堆叠过程中存在供应电极移动的风险。此外，在制造长长度的电池单元时，很难控制隔膜的张力，并且进度速度慢，导致制造效率下降。

因此，需要开发一种新的折叠设备和方法，可以简化上述堆叠式或堆叠/折叠式电极组件的工艺，从而提高制造效率，并且提高产品的耐用性和稳定性。

发明内容

【技术问题】

本发明的目的是提供一种可以简化传统电极组件折叠工序从而提高制造效率和产品质量的电极组件折叠设备和使用该电极组件折叠设备的方法。

然而，通过本发明的实施方式要解决的问题不限于上述问题，并且可以在本发明所包含的技术思想的范围内进行各种扩展。

【技术方案】

根据本发明的实施方式，提供了一种电极组件折叠设备，该电极组件折叠设备包括：用于供应电极组件的供应单元，所述电极组件包括两个片状隔膜、连续位于彼此面对的隔膜的内表面之间的第二电极和上下交替位于两个隔膜的外表面上的第一电极，其中第一单元体和第二单元体彼此交替连接，并且第一单元体的第一电极位于上侧，第二单元体的第一电极位于下侧；保持单元，所述保持单元保持从供应单元供应的第一单元体并通过摆动运动将第一单元体转移，从而将电极组件折叠成之字形；以及堆叠单元，所述堆叠单元将由保持单元转移的第一单元体进行堆叠。

保持单元将转移的第一单元体安置在堆叠单元上，然后上升并向供应单元移动，然后可以下降到保持单元保持随后的第一单元体的位置。

摆动运动可以是保持单元在一个方向上旋转的运动，使得第一单元体的两端中面向堆叠单元的一端上升并向堆叠单元移动，然后保持单元在与该一个方向相反的方向上旋转，使得第一单元体的两端的另一端下降并向堆叠单元移动。

保持单元通过在第一位置和第二位置之间的摆动运动从供应单元向堆叠单元移动，第一位置可以是将第一单元体堆叠在堆叠单元上的位置，并且第二位置可以是保持单元保持从供应单元供应的第一单元体的位置。

当供应单元位于左侧且堆叠单元位于右侧时，所述一个方向可以是逆时针方向，与该一个方向相反的方向可以是顺时针方向。

当供应单元位于右侧且堆叠单元位于左侧时，所述一个方向可以是顺时针方向，与该一个方向相反的方向可以是逆时针方向。

保持单元包括转移第k个第一单元体的第一保持单元和转移第k+1个第一单元体的第二保持单元，第k个第一单元体堆叠在堆叠单元上，然后第二保持单元保持第k+1个第一单元体，k为自然数。

保持单元可附接到第一单元体的第一电极的上表面。

保持单元可以是使用气体抽吸方法的抽吸装置。

保持单元包括管状抽吸管线，该抽吸管线可设有多个抽吸孔。

所述多个抽吸孔可以在沿电极组件的宽度方向延伸的方向上布置。

当第一单元体或第二单元体堆叠在堆叠单元上时，堆叠单元可逐渐下降堆叠的第一单元体或第二单元体的高度。

该电极组件折叠设备可包括用于检测第一单元体的位置的检测单元。

根据由检测单元检测到的第一单元体的位置信息，堆叠单元和第一单元体中的至少一个在电极组件的转移方向上或在电极组件的宽度方向上移动或旋转，从而堆叠单元和第一单元体可以相互对齐。

根据由检测单元检测到的第一单元体的位置信息，保持单元和第一单元体中的至少一个在电极组件的转移方向上或在电极组件的宽度方向上移动或旋转，从而保持单元和第一单元体可相互对齐。

检测单元包括第一检测单元和第二检测单元，第一检测单元位于第一位置的上方，第二检测单元位于第二位置的上方，第一位置可以是将第一单元体堆叠在堆叠单元中的位置，第二位置可以是保持单元保持第一单元体的位置。

根据本发明的另一实施方式，提供了一种用于将电极组件折叠成之字形的电极组件折叠方法，该方法包括：在供应单元处供应电极组件，其中电极组件包括两个片状隔膜、连续位于彼此面对的隔膜的内表面之间的第二电极和上下交替位于两个隔膜的外表面上的第一电极，其中第一单元体和第二单元体彼此交替连接，第一单元体的第一电极位于上侧，第二单元体的第一电极位于下侧；保持从供应单元供应的第一单元体并通过摆动运动将第一单元体转移，从而将电极组件折叠成之字形；将由保持单元转移的第一单元体堆叠在堆叠单元上，其中保持单元将转移的第一单元体安置在堆叠单元上，然后上升并向供应单元移动，然后可以下降到保持单元保持随后的第一单元体的位置。

保持单元包括转移第k个第一单元体的第一保持单元和转移第k+1个第一单元体的第二保持单元，第k个第一单元体堆叠在堆叠单元上，然后第二保持单元保持第k+1个第一单元体，k可以是自然数。

堆叠单元可再次移动到下侧，以便转移的第一单元体堆叠在已有的堆叠上。

在堆叠第一单元体的步骤之前，该方法还可以包括：通过检测单元检测第一单元体的位置信息，以及根据由检测单元检测的第一单元体的位置信息调整堆叠单元或保持单元的位置。

【有益效果】

根据实施方式，本发明的电极组件折叠设备和使用该电极组件折叠设备的方法可以采用水平之字形堆叠方法，以防止电极在堆叠过程中移动，减小工艺设备的规模，并使电极组件的生产速度最大化。

本发明的效果不限于上述效果，本领域技术人员将从所附权利要求的描述中清楚地理解上述未提及的其他附加效果。

附图说明

图1是示出根据本发明的电极组件的之字形堆叠方法的概念图；

图2是根据本发明的一个实施方式的电极组件折叠设备的侧视图；

图3是示出图2的保持单元的操作的图；

图4是示出根据本发明的一个实施方式的电极组件折叠设备中的保持单元和堆叠单元的操作的图；

图5和图6是示出根据本发明的一个实施方式的电极组件折叠设备中的保持单元和检测单元的操作的图；

图7是示出图2所包括的保持单元的一个示例的图；

图8是图7所示的保持单元的局部放大视图；

图9是如图8所示的抽吸单元的截面图；

图10是图7所示的远端透视图；以及

图11是示出图2中所包括的保持单元的另一示例的图。

具体实施方式

以下，将参考附图详细描述本发明的各种实施方式，以便本领域技术人员可以容易地实施它们。本发明可以以各种不同的方式进行修改，并且不限于这里所述的实施方式。

将省略与描述无关的部分以清楚地描述本发明，并且类似的附图标记在整个描述中表示类似的元件。

此外，在附图中，为了便于描述，任意示出了每个元件的尺寸和厚度，并且本发明不一定限于附图中示出的那些。在图中，为了清晰，层、区域等的厚度被夸大了。在图中，为了便于描述，夸张地说明了零件和区域的厚度。

此外，应理解的是当诸如层、膜、区域或板之类的元件被称为在另一元件“上”或“上方”时，它可以直接位于另一元件上或也可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接”在另一个元件上时，这意味着不存在其他中间元件。此外，词语“在……上”或“在……上方”意指设置在基准部分上或下方，并且不一定意味着设置在朝向重力相反方向的基准部分的上端上。同时，与将其描述为在另一部件“上”或“上方”的情况类似，将其描述为位于另一部件“下”或“下方”的情况也将参照上述内容理解。

此外，在整个描述中，当一部分被称为“包括”或“包含”某一元件时，其意思是该部分可以进一步包括其他元件，而不排除其他元件，除非另有说明。

此外，在整个描述中，当其被称为“平面”时，是指从上方观察目标部分，当其被称为“横截面”时，是指从竖直切割的横截面的侧面观察目标部分。

以下，将描述根据本发明的一个实施方式的电极组件。

图1是示出根据本发明的电极组件的之字形堆叠方法的概念图。

在本发明中，用在之字形堆叠方法中的电极组件100可以通过堆叠长片状隔膜130和电极110和120来形成。隔膜130可以设置为两个长片状隔膜130。两个隔膜130可以在多个第二电极120置入彼此面对的隔膜130的内表面之间的情况下堆叠。置入隔膜130之间的多个第二电极120可以在长度方向(x轴方向)上彼此间隔地设置。这里，第一电极110可以是正极，第二电极120可以是负极，但情况并非一定如此。

第一电极110可位于每个隔膜130的外表面上。此时，多个第一电极110可交替位于隔膜130的外表面的上侧(+z轴)或下侧(-z轴)上。第一电极110可设置成在每个隔膜130的外表面上彼此间隔。

这里，电极110和120和隔膜130可以彼此连接。当电极110和120附接到隔膜130时，不仅可以形成牢固的电极组件100，还可以防止隔膜130的收缩，以进一步提高电池的安全性。此时，还可以使用粘合材料将电极110和120与隔膜130结合起来，或者可以使用热和压力的例如层压的结合方法。

电极组件100甚至可以描述为多个单元体101和102相互连接的形式。即，本发明中用在之字形堆叠方法中的电极组件100可以描述为第一单元体101(其中第一电极110位于上侧(+z轴)方向)和第二单元体102(其中第一电极110位于下侧(-z轴)方向)彼此交替连接的形式。

同时，本实施方式的电极组件100可以通过之字形堆叠方法从片状形式折叠，其中电极110和120设置在长片状隔膜130上，从而以堆叠形式制造。以下，为便于解释，将通过之字形堆叠方法折叠的“堆叠式电极组件100”称为“堆叠190”。

具体地说，通过将第一单元体101和第二单元体102之间的连接部分在彼此相反的方向上折叠，可以将片状电极组件100制造成堆叠190。在这里，连接部分可以是在电极组件100中不设置电极110和120并且只存在隔膜130的部分。

如图1所示，第一单元体101与第二单元体102之间的连接部分向一侧p1折叠，并且第二单元体102和与第二单元体102的相邻的第一单元体101之间的连接部分可向另一侧p2折叠。从而，位于第一单元体101的下表面上的隔膜130可与位于第二单元体102的下表面上的第一电极110接触，并且位于第二单元体102的上表面上的隔膜130可与位于第一单元体101的上表面上的第一电极110接触。

当通过这种折叠方法制造堆叠190时，可以省略单独制造单个双电池的过程，从而以比现有技术更简单和更容易的方式制造堆叠190，并且降低了电池制造成本和时间。

接下来，将描述根据本发明的一个实施方式的电极组件折叠设备。本发明的电极组件折叠设备可以通过在水平方向上实施之字形堆叠方法来实现制造设备的简化，并且可以通过使用抽吸方法使用保持单元来最小化对电极的损坏。

图2是根据本发明的一个实施方式的电极组件折叠设备的侧视图。图3是示出根据图2的保持单元的操作的图。图4是示出根据本发明的一个实施方式的电极组件折叠设备中的保持单元和堆叠单元的操作的图。图5和图6是示出根据本发明的一个实施方式的电极组件折叠设备中的保持单元和检测单元的操作的图。在如下附图所示的电极组件100中，为方便理解，在图1所示的电极组件100中，以简化形式表示两个隔膜130和置于两个彼此面对的隔膜130的内表面之间的多个第二电极120。同时，位于隔膜130的外表面上的第一电极110如图所示。

参考图2至图4，本实施方式的电极组件折叠设备200可包括：用于供应片状电极组件100的供应单元210；堆叠单元220，以之字形折叠的电极组件100位于堆叠单元220上；以及保持单元230，所述保持单元230保持从供应单元210供应的电极组件100的一部分并将电极组件100的一部分移动到堆叠单元220。此外，参考图5和图6，本实施方式的电极组件折叠设备200可以包括检测单元240。

供应单元210可以在一个方向(x轴方向)上移动处于初始状态的电极组件100，即片状电极组件100。供应单元210可以采用传送带的形式。供应单元210可以沿着规定的轨道连续移动，从而在堆叠单元220所在的方向上连续移动片状电极组件100。

堆叠单元220支撑以之字形折叠的堆叠190，并允许通过移动将另外的第一单元体101或第二单元体102堆叠在现有堆叠190上。堆叠单元220可以是桌子或板的形式。堆叠单元220可以进一步设置有固定堆叠190的夹持器(未显示)。夹持器可具有芯轴结构，并且例如，在堆叠190的总长度方向(y轴)上可以在堆叠单元220的每侧上设置2至4个夹持器。堆叠单元220主要可以上下移动。更具体地说，随着所转移的第一单元体101或第二单元体102的堆叠，堆叠190的高度增加，使得堆叠单元220可以下降所要堆叠的第一单元体101或第二单元体102的高度。堆叠单元220还可以精确地上下或左右移动，使得由保持单元230转移的第一单元体101或第二单元体102与放置在堆叠单元220上的现有堆叠190的上表面相互对应。此时，堆叠单元220的移动，即位置调整，可基于从检测单元240传输的位置信息。

保持单元230可将第一单元体101或第二单元体102移动到堆叠单元220。为了保证片状电极组件100折叠成之字形状，保持单元230可将其中第一电极110放置于上表面上的第一单元体101移动至堆叠单元220。除了第一单元体101之外，保持单元230还可以移动第二单元体102，但是下面将主要描述允许保持单元230移动第一单元体101。

保持单元230可以在位于堆叠单元220的第一位置和与第一位置间隔的第二位置之间移动，其中第一单元体101位于最靠近第一位置的位置。第一位置是第一单元体101堆叠在堆叠单元220中的现有堆叠(即先前堆叠的电极组件)上的位置，并且第二位置是保持单元230保持从供应单元210供应的第一单元体101的位置。这里，第一位置和第二位置可以是固定位置，并且具体来说，可以是根据第一单元体101被保持单元230保持并向堆叠单元220移动之前的状态定义的位置。此外，这里，在电极组件100的转移方向(x轴方向)上，第一位置可以位于离第二位置更远的位置。

如图2和图3所示，保持单元230下降到第二位置(-z轴方向)以保持第一单元体101，并沿电极组件100的转移方向(x轴方向)将第一单元体101移动到第一位置。在第一个单元体101的堆叠完成后，可以从第一位置(+z轴方向)上升，在转移方向(-x轴方向)的相反方向上移动，下降，然后返回到第二位置。

保持单元230可在包括第一位置和第二位置的路径上循环。在图2的图示中，供应单元210位于图的左侧，堆叠单元220位于图的右侧，并且保持单元230沿逆时针路径移动。然而，本发明不限于所示的那些，并且当如图2所示对称地设置供应单元210和堆叠单元220时，它们可以被修改和改变以匹配实现本发明的各种环境，例如能够沿着顺时针路径移动。它可以更精确地上下或左右移动，使得由保持单元230转移的第一单元体101或第二单元体102与放置在堆叠单元220上的现有堆叠190的上表面相互对应。

同时，当保持单元230保持第一单元体101并将第一单元体101移动到堆叠单元220时，保持单元230可将第一单元体101折叠成之字形。具体地，保持单元230通过在第一位置和第二位置之间的摆动运动从供应单元向堆叠单元移动。

“摆动运动”被定义为保持单元230在一个方向上旋转的运动使得第一单元体101的两端中的面向堆叠单元220的一端上升并朝向堆叠单元220移动，然后保持单元在所述一个方向的相反方向上旋转，使得第一单元体101的两端中的另一端下降并朝向堆叠单元220移动。

在图2到4的实施方式中，其中供应单元210位于图的左侧和堆叠单元230位于右侧,对于保持单元230的摆动运动，通过关于水平面(xy平面)将电极组件的宽度方向(-y轴向)设定为轴线,保持单元230逆时针方向旋转以升起第一单元体101,并在顺时针方向旋转以使第一单元体101下降,使得电极组件100可折叠成之字形，即Z字形。然而，本发明不限于所示的那些，当如图2所示对称地设置供应单元210和堆叠单元220时，可以修改和改变保持单元230以适应体现本发明的各种环境，例如顺时针方向旋转以使第一单元体101上升，并且以逆时针方向旋转以使第一单元体101下降。

在此，保持单元230可提起第一单元体101的一端，并且同时沿转移方向(x轴方向)向堆叠单元220移动第一单元体101。从而，可以折叠第一单元体101与相邻的第二单元体102之间的部分，并且第一单元体101的下表面与第二单元体102的下表面可以相互对应。保持单元230可降低提起的第一单元体101的一端，由此第二单元体102与现有堆叠190之间的部分被折叠，使得第二单元体102的上表面与现有堆叠190的上表面相互对应，并且第一单元体101和第二单元体102可堆叠在现有堆叠190上。这里，一端是对应于与第一单元体101相邻的第二单元体102的端部，并且第二单元体102可以位于与第一单元体101在转移方向上距离较远的位置。

通过保持单元230的摆动运动，将放置在第一单元体101的转移方向(x轴方向)上的第二单元体102与转移的第一单元101之间的一部分折叠到一侧p1，并且将第二单元体102与现有堆叠190之间的一部分折叠到另一侧p2，从而使电极组件100可以折叠成之字形。

此时，随着第一单元体101或第二单元体102被转移并堆叠在堆叠单元220上，堆叠190的高度增加。因此，如上所述，堆叠单元220可以逐渐下降堆叠的第一单元体101或第二单元体102的高度。

同时，保持单元230的数量可以是两个或更多个。保持单元230可包括第一保持单元230a和第二保持单元230b。第一保持单元230a转移第k个第一单元体，第二保持单元230b可转移第k+1个第一单元体，k为自然数。如图2到4所示,在第一保持单元230a完成第一单元体101到堆叠单元220的移动之后,位于第二位置上的第二保持单位230b可以保持第一单元体101并将第一单元体101移动到第一位置,同时从第一位置移动到第二位置(例如,就在从第一位置升起之后和就在与第一单元体101的转移方向相反的方向上移动之前)。如果以这种方式设置两个或更多个保持单元230，则可以连续地执行第一单元体101向堆叠单元220的移动。此时，为了保证不发生各保持单元230之间的碰撞，优选的是，其中一个保持单元230完成第一单元体101的堆叠，然后另一个保持第一单元体101。

所述保持单元230可使用抽吸功能。稍后将参考图7至图11详细描述保持单元230及其结构的具体示例。

检测部件240可用于在电极组件100的堆叠过程中将第一单元体101或第二单元体102对准现有堆叠190的恒定位置。检测部件240可用于对准第一单元体101和保持部件230或堆叠部件220。

即，根据检测单元240检测到的第一单元体101的位置信息，堆叠单元220与第一单元体101中至少有一个沿电极组件的转移方向或沿电极组件的宽度方向移动或旋转，使得堆叠单元220与第一单元体101能够相互对齐。

此外，根据由检测单元240检测到的第一单元体101的位置信息，保持单元230和第一单元体101中至少一个在电极组件的转移方向上或电极组件的宽度方向上移动或旋转，从而保持单元230与第一单元体101可相互对齐。更具体地说，检测单元240可用于检测保持单元230或第一单元体101的位置，第一单元体101是保持单元230的目标。检测单元240可以在保持单元230保持第一单元体101之前或保持单元230保持第一单元体101之后检测保持单元230或第一单元体101的位置。此外，检测单元240可以在第一单元体101堆叠在堆叠单元220上之前检测堆叠单元220、保持单元230或第一单元体101的位置。

检测单元240可用于基于所获取的图像检测目标的位置。检测单元240可包括具有图像采集能力的照相机。检测单元240也可以被称为“视觉”。此外，本实施方式的检测单元240或本实施方式的折叠设备200可以包括能够进行数据处理的控制单元，并且该控制单元可以从由检测单元240获取的图像中检测第一单元体101、堆叠单元220或保持单元230的位置值。此外，折叠设备200可包括存储所检测的位置值的存储单元。这里，每个位置都可以计算为(x,y，θ)值。此时，θ值可以表示第一个单元体101相对于xy平面的倾斜角。这里，x轴可以是电极组件100的转移方向，并且y轴可以是电极组件100的宽度方向。

同时，下面，为了说明方便，将检测单元240“检测”特定配置的位置值或位置信息描述为包括通过控制单元的算术处理过程检测位置值或位置信息。即，将检测单元240描述为一种配置的示例，该配置包括获取图像并根据该图像计算每个结构的位置信息为(x,y，θ)值。

由检测单元240确认的第一单元体101的位置值和位置信息可用于校正堆叠单元220的位置。堆叠单元220和检测单元240可以通过有线/无线网络通信连接，或者可以通过输入/输出端子和电缆连接。此外，堆叠单元220可包括控制单元，并且位置信息可通过控制单元处理以调整堆叠单元220的位置。

在一个示例中，在第一单元体101堆叠在堆叠单元220上之前，由检测单元240检测到的第一单元体101的位置信息可以传输到堆叠单元220。检测单元240可检测堆叠单元220的位置信息，并且所传输的第一单元体101的位置信息可与堆叠单元220的当前位置信息进行比较。根据来自检测单元240的第一单元体101、堆叠单元220或保持单元230的位置信息，堆叠单元220可以在xy平面上移动或旋转。可以通过在x轴或y轴方向上移动当前位置与第一单元体101位置的差值，或通过以倾斜角度θ旋转，来调整堆叠单元220，使得转移的第一单元体101与现有堆叠190相互对应。这里的旋转可以是指相对于xy平面的旋转。由于将由此移位或倾斜的第一单元体101转移到调整后的堆叠单元190，因此可以堆叠第一单元体101以便在现有堆叠190上对齐。

此外，由检测单元240确认的第一单元体101的位置信息可用于校正保持单元230的位置。

在一个示例中，在保持单元230保持第一单元体101之前，由检测单元240检测到的第一单元体101的位置信息可以传输到保持单元230。所传输的第一单元体101的位置信息可以与保持单元230的位置信息进行比较。根据比较值，可以通过在x轴或y轴方向上移动或通过以倾斜角度θ旋转来调整保持单元230。由于移位或倾斜的第一单元体101由调整后的保持单元230保持，因此第一单元体101可以由保持单元230精确地保持在第二位置。这里，在保持单元230的xy平面上进行调整的旋转与上述摆动运动中的旋转不同，并且旋转轴和方向可以彼此不同。这样，不仅堆叠单元220，而且保持单元230也可以基于从检测单元240传输的位置信息来调整位置。保持单元230可以通过有线/无线网络通信连接到检测单元240，或者可以通过输入/输出端子和电缆连接。此外，保持单元230可包括控制单元，并且位置信息可通过控制单元处理以调整保持单元230的位置。

同时，在此，计算两种配置的位置信息之间的差值并根据该差值调整堆叠单元220或保持单元230的位置可由单独的控制单元执行。这里，控制单元可以包括在电极组件的折叠设备200中，或者包括在折叠设备200的主机系统中。为了接收或传输控制单元的处理结果，折叠设备200或主机系统可包括通信单元。

参考图5和图6，检测单元240的数量可以是两个或更多个。检测单元240可包括第一检测单元240a和第二检测单元240b。

检测单元240可在固定位置获取预定范围内的图像。第一检测单元240a可位于第一位置，第二检测单元240b可位于第二位置。

例如，在图5中，第一检测单元240a用于检测第一堆叠的第一单元体101和堆叠单元220的位置信息，然后在图6中，它可用于检测第二堆叠的第一单元体101和堆叠单元220的位置信息。

第一检测单元240a可以获取由在第一位置的保持单元230移动的第一单元体101、堆叠单元220或堆叠在堆叠单元220上的第一单元体101的位置值。第一检测单元240a检测堆叠在堆叠单元220上的第一单元体101的位置值，从而可用于确认堆叠的第一单元体101是否与现有堆叠190并排堆叠。此外，第一检测单元240a可以在移动的第一单元体101堆叠之前掌握第一单元体101和堆叠单元220的位置值，并且该位置值可用于允许将第一单元体101与现有堆叠190并排堆叠。

此外，在图5中，第二检测单元240b用于检测第二堆叠的第一单元体101和保持单元230的位置信息，然后在图6中，它可用于检测第三堆叠的第一单元体101和保持单元230的位置信息。

第二检测单元240b可获取保持单元230和预定由保持单元230保持或先前由保持单元230保持在第一位置的第一单元体101的位置值。第二检测单元240b可掌握保持的第一单元体101的位置值，所述位置值可用于调整堆叠单元220的位置。这里，可以基于保持单元230拾取第一单元体101的位置值来计算保持的第一单元体101的位置值。以这种方式保持的第一单元体101的位置值可以计算为保持单元230与第一单元体101之间的相对值。此外，第二检测单元240b可以在保持单元230保持第一单元体101之前，掌握保持单元230和第一单元体101的位置值，并且可以使用该位置值来匹配它们。

接下来，将更详细地描述本实施方式的保持单元230。

图7是示出图2所包括的保持单元的一个示例的图。图8是图7所示的保持单元的局部放大视图。图9是如图8所示的抽吸单元的截面图。图10是图7所示的远端透视图。

参考图7，可以将本实施方式的保持单元230设置为应用气体抽吸方法的抽吸装置。保持单元230可包括移动该保持单元230的移动单元232、通过抽吸气体暂时附接在目标上并提起所述目标的抽吸单元234以及与抽吸单元234的端部相连的端块237。

参考图8和图9，抽吸单元234可在其中包括至少一个或多个抽吸管线235。抽吸管线235可以以具有圆形、方形或其他横截面形状的管的形式提供。可以设置多个抽吸管线235以覆盖更宽的表面。例如，抽吸管线235可以设置有三个。如图9所示，在抽吸管线235中可以形成多个抽吸孔236。多个抽吸孔236可设置在沿第一单元体101或电极组件100的宽度方向(y轴方向)延伸的方向上。当抽吸单元234启动抽吸功能时，外部空气流入抽吸单元234中，具体地通过抽吸孔236流入抽吸管线235中，从而使目标，即位于抽吸单元234的下侧的第一单元101能够附接于抽吸单元234。随着抽吸孔236数量的增加，可以最大限度地提高抽吸单元234的性能。然而，当抽吸流量有限制时，大量的抽吸孔236反而会使抽吸性能变差。

参考图10，块237是与抽吸单元234的端部相连的部分，并且可以位于保持单元230的端部处。块237可包括连接到抽吸管线235的块连接孔238和用于类似于抽吸管线235的抽吸孔236的用于抽吸气体的块抽吸孔239。当在块237中形成块抽吸孔239时，可将第一单元101的端部与抽吸单元234很好地附接，从而可进一步提高第一单元101的保持和移动性能。

同时，图7至图10显示了保持单元230的示例，并且该实施方式的保持单元230可以以另一种形式提供。

图11是示出图2中所包括的保持单元的另一示例的图。参考图11，本实施方式的保持单元230是应用气体抽吸方法的抽吸装置，并且可以提供为波纹管式吸盘。波纹管式保持单元230可以通过向下部打开的抽吸孔抽吸气体。可以设置波纹管式吸盘，使其横截面具有如图11(a)所示的反向锥形，并且也可以如图11(b)所示在其外周表面上设置有褶皱，从而应对外力并具有缓冲作用，使对目标的损伤最小化。根据需要，可以在保持单元230中设置上述波纹管式吸盘中的一个，或者可以设置多个吸盘以覆盖更大的区域。

在上述描述保持单元230时，主要描述了具有气体抽吸功能的保持单元230。然而，可以提供不具有气体抽吸功能的保持单元230，并且在一个示例中，保持单元230可以以夹具或夹持器的形式提供，所述夹具或夹持器夹持、固定和移动目标。然而，由于本实施方式的电极组件100形成为连接至多个单元101和102，因此当以夹持方式使用保持单元230时，可能会在电极组件100中产生不必要的张力。此外，当保持单元230以夹具或夹持器的形式夹持单元体101和102并将单元体101和102堆叠在现有堆叠190上时，保持单元230的一部分位于现有堆叠190与单元体101和102之间，从而在拆卸保持单元230的过程中损坏电极110和120或隔膜130。此外,本实施方式的保持单元230通过在z轴方向上上升或下降来附接到单元体101和102和从单元体101和102释放，但在夹具或夹持器形式的保持单元230的情况下，通过在y轴方向上朝向单元体101和102向前或向后移动来夹住和放下单元体101和102，这导致操作稍复杂且操作时间增加的问题。

下面将描述折叠本实施方式的电极组件的方法。下面描述的折叠方法是使用上面描述的电极组件折叠设备200的电极组件折叠方法。因此，电极组件的折叠方法包括与上述折叠设备200相关的所有内容，因此，省略重叠内容的详细描述。

需要提前说明的是，下面括号中的数字S1000到S1500并没有在图中显示，而是为了方便区分每一步骤而显示出来。

根据本发明的一个实施方式的电极组件制造方法(S1000)可以包括：保持单元230保持由供应单元210供应的电极组件100的第一单元体101的步骤(S1100)；保持单元230将第一单元体101向堆叠单元220转移的步骤(S1200)；保持单元230通过摆动运动折叠电极组件100，使得第一单元体101与相邻的第二单元体102重叠的步骤(S1300)；以及堆叠单元220移动到下侧并将由保持单元230转移的第一单元体101堆叠在放置在堆叠单元220上的堆叠190上的步骤(S1400)。

在步骤(S1100)中，第一单元体101的保持可以通过将气体抽吸到保持单元230中来进行。例如，该步骤(S1100)可包括：保持单元230向第一单元体101下降的步骤(S1110)；开始操作保持单元230的抽吸功能的步骤(S1120)；气体通过保持单元230的抽吸孔236流入抽吸管线235中的步骤(S1130)；以及附接保持单元230和第一单元体101的步骤(S1140)。

此时，保持单元230可位于第二位置处。

同时，由保持单元230保持的第一单元体101随后形成堆叠190，其中，为了使第一单元体101并排堆放在堆叠190上，在步骤(S1100)中可优选保持单元230始终保持第一单元体101的特定位置。因此，本实施方式还可以包括由检测单元240获取位置信息的步骤，以匹配第一单元体101和保持单元230的位置。这里使用的位于第二位置上方的检测单元240可以是第二检测单元240b。

例如，检测单元240可以检测第一单元体101和保持单元230的位置，使得第一单元体101和保持单元230的位置在保持单元230保持第一单元体101之前相互对应。

在这种情况下，步骤(S1100)可以包括检测单元240检测第一单元体101或保持单元230的位置信息的步骤，以及根据检测单元240的位置信息调整保持单元230的位置，使得第一单元体101和保持单元230的位置相互对应的步骤。此外，在调整保持单元230的位置步骤之前，还可以包括比较第一单元体101与保持单元230的位置信息的步骤。

上述步骤可以在保持单元230朝向第一单元体101下降的步骤(S1110)之前或开始运行保持单元230的抽吸功能的步骤(S1120)之前进行。

另一方面，由于第一单元体101的移动特性，对于保持单元230而言，可能难以始终保持第一单元体101的特定位置。因此，在保持单元230保持第一单元体101后，理想的是掌握保持的第一单元体101与保持单元230之间的相对位置信息，并在此基础上使堆叠单元220移位，以并排形成堆叠190。例如，检测单元240可以在保持单元230保持第一单元体101之后检测第一单元体101或保持单元230的位置。这里，检测单元240可以检测第一单元体101和保持单元230之间的相对位置。检测单元240可通过保持单元230的位置来掌握第一单元体101的位置。检测单元240可以计算位置值，在该位置值处，保持单元230拾取第一单元体101并基于该位置值检测第一单元体101的位置值。例如，检测单元240可以检查保持单元230是否连接到第一单元体101的中心以及是否耦接到第一单元体101的边缘，从而掌握第一单元体101的位置信息。

在这种情况下，本实施方式的电极组件折叠方法(S1000)可以在步骤(S1100)之后，进一步包括检测单元240检测保持单元230或保持的第一单元体101的位置信息的步骤。此外，在上述步骤之后，该方法还可以包括将由检测单元240检测到的位置信息传输到堆叠单元220的步骤。

上述步骤不一定在步骤(S1100)之后立即进行，而应在位置信息可被检测单元240检测到的范围内进行。

此外，本实施方式的电极组件折叠方法(S1000)可以包括在保持单元230的保持之前使用检测单元240以对应第一单元体101和保持单元230的所有步骤，或者在保持单元230的保持之后使用检测单元240以获取保持的第一单元体101的位置信息的所有步骤，并且可以只包括这些步骤中的一个。

在步骤(S1200)中，保持单元230可从第二位置移动到第一位置。保持单元230可以朝向堆叠单元220将第一单元体101从第二位置转移到第一位置。这里，保持单元230的抽吸功能可以处于启动其运行的状态，并且保持单元230的下表面与第一单元体101的上表面可以处于相互附接的状态。

在步骤(S1300)中，保持单元230可通过摆动运动折叠电极组件100。保持单元230可以折叠电极组件100，使得第一单元体101通过摆动运动与相邻的第二单元体102重叠。保持单元230允许第一单元体101的下表面对应于与第一单元体101相邻的第二单元体102的下表面，并允许第二单元体102的上表面对应于现有堆叠190的上表面。保持单元230可围绕y轴相对于xy平面逆时针方向旋转，以提起第一单元体101，并且保持单元230可围绕y轴相对于xy平面顺时针方向旋转，以降低第一单元体101。通过保持单元230的摆动运动，放置在第一单元体101的转移方向(x轴方向)上的第二单元体102与转移的第一单元101之间的一部分被折叠到一侧p1，并且第二单元体102与现有堆叠190之间的一部分被折叠到另一侧p2，从而使电极组件100可以折叠成之字形。

步骤(S1300)可与步骤(S1200)同时执行。换句话说，保持单元230可以在执行摆动运动的同时将第一单元体101从第二位置转移到第一位置。

在步骤(S1400)中，保持单元230可将第一单元体101堆叠在堆叠单元20上。当保持单元230折叠第一单元体101并将第一单元体101堆叠在堆叠单元220上时，堆叠单元220可以移动到下侧。这里，下侧可以指相对于从供应单元210转移的电极组件100的一个表面的下侧。在堆叠单元220中，可以定位已经形成的现有堆叠190。堆叠单元220可以下降转移的第一单元体101上升的高度。当现有堆叠190的上表面移动到下侧时，可将上升堆叠190的最上位置调整为第一单元体101堆叠前的原始位置。

此时，由检测单元240获取的位置信息可用于将第一单元体101并排堆叠在现有堆叠190上。堆叠单元220可以根据由检测单元240获取的位置信息调整位置，并且可以允许将第一单元体101并排堆叠在现有堆叠190上。这样，堆叠单元220不仅在z轴上上下移动，还可以根据由检测单元240得到的(x，y，θ)值在x轴或y轴上移动，还可以在xy平面上旋转。

在这种情况下，本实施方式的电极组件堆叠方法(S1000)可以包括使用从检测单元240接收到的位置信息来调整堆叠单元220的位置的步骤(S1390)。此外，在调整堆叠单元220的位置步骤之前，可以包括比较第一单元体101和堆叠单元220的位置信息的步骤。

这里，上述步骤(S1390)可以在步骤(S1400)之前执行，即在堆叠单元220移动到下侧之前执行，或者可以与步骤(S1400)同时执行，即在堆叠单元220移动到下侧的同时执行。

这里，从检测单元240接收到的位置信息可以包括由第二检测单元240b检测到的位置信息。

具体地说，在第二位置保持保持单元230后，第二检测单元240b可以检测所保持的第一单元体101的位置信息，并可以将该信息发送给堆叠单元220。堆叠单元220可以基于第一单元体101的位置信息来调整堆叠单元220的位置。

因此，如上所述，在步骤(S1390)之前，可以执行第二检测单元240b检测保持单元230或保持的第一单元体101的位置信息的步骤，以及将由第二检测单元240检测到的位置信息传输给堆叠单元220的步骤。

此外，从检测单元240接收到的位置信息可以包括由第一检测单元240a检测到的位置信息。

此外，第一检测单元240a可检测堆叠单元220的当前位置或从第一位置移动的第一单元体101堆叠之前的第一单元体101的位置，并可将上述位置传输到堆叠单元220。堆叠单元220可以基于这样的位置信息调整堆叠单元220的位置。

因此，在步骤(S1390)之前，可以执行第一检测单元240a检测第一单元体101或堆叠单元220的位置信息的步骤，以及第一检测单元240a将检测到的位置信息传输给堆叠单元220的步骤。

此外，在步骤(S1400)中，转移的第一单元体101可以位于堆叠单元220上。第一单元体101可以堆叠在堆叠单元220的现有堆叠190上。据此，在现有堆叠190的上表面上，可以堆叠位于第一单元体101的转移方向(x轴方向)的远侧的第二单元体102和转移的第一单元体101。

同时，检测单元240，具体为第一检测单元240a，可用于确认堆叠的第一单元体101是否与现有堆叠190并排堆叠。如果第一单元体101没有并排堆叠，则相应的堆叠190可以确定为有缺陷并排出到该工序的外部。

因此，本实施方式的电极组件折叠方法(S1000)可以在步骤(S1400)之后，还包括检测单元240确认第一单元本体101与现有堆叠190是否相互对应的步骤(S1500)。在这里，上述步骤可由第一检测单元240a执行。

因此，检测单元240确认第一单元体101是否对应于现有堆叠190(S1500)的步骤可具体化为第一检测单元240a检测堆叠的第一单元体101、堆叠190或堆叠单元220的位置的步骤、比较第一单元体101与堆叠190的位置信息的步骤以及如果第一单元体101与现有堆叠190不对应则确定其有缺陷的步骤。

上述步骤完成后，保持单元230可上升等待下一操作，或者可以在转移方向的相反方向上移动以转移第一单元体101。此外，当由第一保持单元230a执行上述步骤时，在执行上述步骤之后，第二保持单元230b可再次执行上述步骤(S1100)。

通过重复上述步骤，可以将第一单元体101和第二单元体102连续堆放在堆叠单元220上，并且可以增加堆叠190的堆叠高度。通过上述步骤形成的堆叠190可以通过在水平方向上以之字形堆叠方式堆叠而快速准确地堆叠。此外，通过上述步骤形成的堆叠190可以通过使用抽吸方法的抽吸装置进行电极的移动来最大限度地减少损坏。

虽然本发明的优选实施方式已在上面详细描述，但本发明的范围不限于此，并且本领域技术人员使用在所附权利要求中限定的本发明的基本概念所做的各种修改和改进也属于本发明的范围。

[参考数字说明]

110：第一电极

120：第二电极

130：隔膜

190：堆叠

200：电极组件折叠设备

210：供应单元

220：堆叠单元

230：保持单元

232：移动单元

234：抽吸单元

235：抽吸管线

236：抽吸孔

237：块

238：块连接孔

239：块抽吸孔

240：检测单元

Claims (20)

1.一种用于将电极组件折叠成之字形的电极组件折叠设备，所述设备包括：

用于供应电极组件的供应单元，所述电极组件包括两个片状隔膜、连续位于彼此面对的所述隔膜的内表面之间的第二电极和上下交替位于所述两个隔膜的外表面上的第一电极，其中第一单元体和第二单元体彼此交替连接，并且所述第一单元体的第一电极位于上侧，所述第二单元体的第一电极位于下侧；

保持单元，所述保持单元保持从所述供应单元供应的所述第一单元体并通过摆动运动将所述第一单元体转移，从而将所述电极组件折叠成之字形；以及

堆叠单元，所述堆叠单元将由所述保持单元转移的所述第一单元体进行堆叠。

2.根据权利要求1所述的电机组件折叠设备，其中：

保持单元将转移的第一单元体安置在所述堆叠单元上，然后上升并向所述供应单元移动，然后下降到所述保持单元保持随后的第一单元体的位置。

3.根据权利要求1所述的电机组件折叠设备，其中：

所述摆动运动是所述保持单元在一个方向上旋转的运动，使得所述第一单元体的两端中面向所述堆叠单元的一端上升并向所述堆叠单元移动，然后所述保持单元在与所述一个方向相反的方向上旋转，使得所述第一单元体的两端的另一端下降并向所述堆叠单元移动。

4.根据权利要求1所述的电机组件折叠设备，其中：

所述保持单元通过在第一位置和第二位置之间的摆动运动从所述供应单元向所述堆叠单元移动，

所述第一位置是所述第一单元体堆叠在堆叠单元上的位置，以及

所述第二位置是所述保持单元保持从所述供应单元供应的所述第一单元体的位置。

5.根据权利要求3所述的电机组件折叠设备，其中：

当所述供应单元位于左侧且所述堆叠单元位于右侧时，所述一个方向是逆时针方向，并且与所述一个方向相反的方向是顺时针方向。

6.根据权利要求3所述的电机组件折叠设备，其中：

当所述供应单元位于右侧且所述堆叠单元位于左侧时，所述一个方向是顺时针方向，并且与所述一个方向相反的方向是逆时针方向。

7.根据权利要求1所述的电机组件折叠设备，其中：

所述保持单元包括转移第k个第一单元体的第一保持单元和转移第k+1个第一单元体的第二保持单元，

所述第k个第一单元体堆叠在所述堆叠单元上，然后所述第二保持单元保持所述第k+1个第一单元体，以及

k为自然数。

8.根据权利要求1所述的电机组件折叠设备，其中：

所述保持单元附接到所述第一单元体的第一电极的上表面。

9.根据权利要求1所述的电机组件折叠设备，其中：

所述保持单元是使用气体抽吸方法的抽吸装置。

10.根据权利要求9所述的电机组件折叠设备，其中：

所述保持单元包括管状抽吸管线，并且所述抽吸管线设有多个抽吸孔。

11.根据权利要求10所述的电机组件折叠设备，其中：

所述多个抽吸孔在沿所述电极组件的宽度方向延伸的方向上布置。

12.根据权利要求1所述的电机组件折叠设备，其中：

当所述第一单元体或所述第二单元体堆叠在所述堆叠单元上时，所述堆叠单元逐渐下降堆叠的第一单元体或第二单元体的高度。

13.根据权利要求1所述的电机组件折叠设备，包括：

用于检测所述第一单元体的位置的检测单元。

14.根据权利要求13所述的电机组件折叠设备，其中：

根据由所述检测单元检测的所述第一单元体的位置信息，所述堆叠单元和所述第一单元体中的至少一个在所述电极组件的转移方向上或在所述电极组件的宽度方向上移动或旋转，从而所述堆叠单元和所述第一单元体相互对齐。

15.根据权利要求13所述的电机组件折叠设备，其中：

根据由所述检测单元检测的所述第一单元体的位置信息，所述保持单元和所述第一单元体中的至少一个在所述电极组件的转移方向上或在所述电极组件的宽度方向上移动或旋转，从而所述保持单元和所述第一单元体相互对齐。

16.根据权利要求13所述的电机组件折叠设备，其中：

所述检测单元包括第一检测单元和第二检测单元，

所述第一检测单元位于第一位置的上方，

所述第二检测单元位于第二位置的上方，

所述第一位置是所述第一单元体堆叠在所述堆叠单元中的位置，以及

所述第二位置是所述保持单元保持所述第一单元体的位置。

17.一种用于将电极组件折叠成之字形的电极组件折叠方法，所述方法包括：

在供应单元处供应电极组件，其中所述电极组件包括两个片状隔膜、连续位于彼此面对的所述隔膜的内表面之间的第二电极和上下交替位于两个隔膜的外表面上的第一电极，其中第一单元体和第二单元体彼此交替连接，所述第一单元体的第一电极位于上侧，并且所述第二单元体的第一电极位于下侧；

保持从所述供应单元供应的所述第一单元体并通过摆动运动将所述第一单元体转移，从而将所述电极组件折叠成之字形；以及

将由所述保持单元转移的第一单元体堆叠在所述堆叠单元上，

其中所述保持单元将所述转移的第一单元体安置在所述堆叠单元上，然后上升并向所述供应单元移动，然后下降到所述保持单元保持随后的第一单元体的位置。

18.根据权利要求17所述的电极组件折叠方法，其中：

所述保持单元包括转移第k个第一单元体的第一保持单元和转移第k+1个第一单元体的第二保持单元，

第k个第一单元体堆叠在所述堆叠单元上，然后所述第二保持单元保持第k+1个第一单元体，

K为自然数。

19.根据权利要求17所述的电极组件折叠方法，其中：

所述堆叠单元移动到下侧，以便将所述转移的第一单元体堆叠在已有的堆叠上。

20.根据权利要求17所述的电极组件折叠方法，其中：

在堆叠所述第一单元体的步骤之前，所述方法还包括：

通过检测单元检测所述第一单元体的位置信息；以及

根据由检测单元检测的所述第一单元体的位置信息调整所述堆叠单元或所述保持单元的位置。