CN117897824A - 电极制造设备 - Google Patents

Abstract

根据本发明的实施方式的电极制造设备，包括：支撑辊，支撑包括涂覆部和未涂覆部的电极片并在第一方向上输送电极片；至少一个压力辊，与支撑辊接触，在它们之间设置电极片，并在与未涂覆部对应的位置处对未涂覆部施压；高度传感器，检测未涂覆部的高度；以及控制单元，响应于由高度传感器检测到的高度而控制压力辊，并且所述至少一个压力辊在与第一方向交叉的第二方向上可移动。

Description

电极制造设备

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求2022年4月20日在韩国知识产权局申请的韩国专利申请第10-22-0049065号和2023年3月15日在韩国知识产权局申请的韩国专利申请第10-2023-0034088号的优先权，通过引用将上述韩国专利申请的全文并入本申请。

本发明涉及一种电极制造设备，更具体地，涉及一种包括能够防止电极片的皱纹的系统的电极制造设备。

背景技术

随着技术的发展和对移动设备需求的增加，对二次电池作为一种能源的需求也在迅速增加。特别是，二次电池作为用于诸如电动自行车、电动汽车、混合动力汽车这样的动力设备和诸如移动电话、数码相机、笔记本电脑、可穿戴设备这样的移动设备的能源，备受关注。

通过将包括正极、负极和隔膜在内的电极组件插入壳体中并将壳体密封，可以形成二次电池。这里，如正极或负极这样的二次电池电极包括在集电器上的涂覆部和未涂覆部。涂覆部具有涂覆有活性材料浆料的活性材料层，未涂覆部对应于未涂覆有活性材料浆料的非涂覆部。特别是，在未涂覆部的情况下，由于未涂覆部的厚度非常薄，因此在电极制造工艺中可能出现褶皱或起皱的问题，因此需要能够控制该问题的设备。

图1是示出在相关技术的电极制造设备中电极支撑辊和从电极支撑辊通过的电极片的图。

参考图1，在金属箔3上形成电极片1，其结构包括施加有电极混合物5的涂覆部7和未施加电极混合物5的未涂覆部9。通过至少一个辊10将电极片1传送到一侧或在两个辊10之间轧制并依次进行相应的工序。

此时，当电极片1被支撑在辊10上并移动和加工时，由于涂覆部7和未涂覆部9之间的厚度差异，未涂覆部9可能出现皱纹、褶皱或膨胀(卷曲)。此外，当涂覆部7以条纹形状涂覆并在诸如干燥或施加张力这样的工序中接触辊10时，在未涂覆部9中可能发生褶皱(皱纹)。特别地，由于未涂覆部9是仅存在薄膜的金属箔3的部分，因此未涂覆部9容易发生褶皱，而且，在该工序中根据位置在诸如高热等环境中，这种皱纹或褶皱的发生可能进一步增加。这样的皱纹和褶皱会造成断开和缺陷，因此，由于损失量的增加，存在设备效率和生产率下降的问题。

发明内容

技术问题

本发明试图提供一种能够在电极制造工艺中防止电极片的未涂覆部发生褶皱的电极制造设备。

本发明要解决的问题不限于上述问题，本领域技术人员将从本说明书和附图中清楚地理解未提及的问题。

技术方案

一种根据本发明的实施方式的电极制造设备，包括：支撑辊，支撑包括涂覆部和未涂覆部的电极片并在第一方向上输送电极片；至少一个压力辊，与支撑辊接触，在它们之间设置电极片，并在与未涂覆部对应的位置处对未涂覆部施压；高度传感器，检测未涂覆部的高度；以及控制单元，响应由高度传感器检测到的高度而控制压力辊，并且所述至少一个压力辊在与第一方向交叉的第二方向上可移动。

压力辊可以通过移动到由高度传感器检测到的未涂覆部的高度发生变化的部分来对未涂覆部施压。

压力辊可沿在第二方向上延伸的支撑部移动。

所述支撑部在第一方向上可移动。

控制单元可以通过反映由高度传感器检测到的未涂覆部的高度来控制压力辊的高度。

压力辊的宽度可以等于或大于未涂覆部的宽度。

电极制造设备还可以包括在第一方向上在所述支撑辊下游支撑电极片的吸附辊。

吸附辊可包括多个吸附孔。

多个吸附孔可布置成在纵向方向上相对于吸附辊的中心对称的螺旋形状。

控制单元可以通过反映由高度传感器检测到的未涂覆部的高度来控制由连接到吸附辊的吸盘吸附的压力。

有益效果

根据实施方式，即使在电极制造工艺中电极片的未涂覆部出现皱纹，也可以快速去除褶皱，并且可以保持去除皱纹的状态，从而防止由于未涂覆部的皱纹和褶皱而产生的缺陷。

本发明的效果不限于上述效果，本领域技术人员可以从本说明书和附图中清楚地理解未提及的效果。

附图说明

图1是示出在相关技术的电极制造设备中电极支撑辊和从电极支撑辊通过的电极片的图。

图2是示意性地示出根据本发明实施方式的电极制造设备的图。

图3是示出图2的电极制造设备的一部分的图。

图4是放大的横截面图，用于解释对未涂覆部施压的图2的电极制造设备的一部分。

图5是示出图2的电极制造设备的吸附辊的图。

具体实施方式

下面将参考附图更全面地描述本发明，以便本发明所属领域的技术人员可以容易地实施本发明的实施方式。然而，本发明可以以许多不同的形式实现，并且不限于这里描述的实施方式。

为了清楚地描述本发明，省略了与描述无关的部分，并在整个说明书中用相同或相似的数字表示相同的元件。

此外，由于图中所示的每个元件的尺寸和厚度为便于说明而任意示出，因此本发明不一定限于如图所示。在这些图中，示出的厚度被放大，以清楚地表达各个层和区域。此外，在图中，为了便于解释，有些层和区域的厚度被夸大了。

此外，在整个说明书中，当一个部分“包括”某个元件时，意味着除非另有说明，该部分还可以包括其他元件而不排除其他元件。

此外，在整个说明书中，称作“在平面上”是指从上方观察目标部分，称作“在横截面上”是指从侧面观察垂直切割的目标部分的横截面。

下面，将描述一种根据本发明实施方式的电极制造设备。然而，应用本发明的电极制造设备的一部分的某些工艺部分将被描述为示例，但本发明不一定限于此，并且本发明的技术思想可以应用于在制造电极片时发生本发明中所认识的技术问题的任何工艺。此外，在描述中，电极将相对于集电器的上下表面的上表面进行描述，但不一定限于此，甚至在下表面的情况下也可以以相同或类似的方式进行描述。

图2是示意性地示出根据本发明实施方式的电极制造设备的图。图3是示出图2的电极制造设备的一部分的图。图4是放大的横截面图，用于解释对未涂覆部施压的图2的电极制造设备的一部分。

参照图2至4，根据本发明的实施方式的电极制造设备100包括：支撑辊200，支撑电极片1并在第一方向A1上输送电极片1；压力辊300，与支撑辊200接触并在它们之间设置电极片1；高度传感器500，检测电极片1的未涂覆部9的高度；以及控制单元600，响应于由高度传感器500检测到的高度来控制压力辊300。

支撑辊200用于在电极混合物5被施加在金属箔3上的状态下支撑和运输电极片1。在电极制造工艺中，支撑辊200可应用于传送辊、轧辊、分切机等，用于支撑电极片1的任何辊均可不受限制地应用。

参考图4，电极片1可以形成在金属箔3上，电极片1的结构包括施加有电极混合物5的涂覆部7和未施加电极混合物5的未涂覆部9。特别地，涂覆部7可以形成条形状，并且在涂覆部7之间可以形成多个未涂覆部9。未涂覆部9是未形成有电极混合物5且仅定位金属箔3的部分。因此，未涂覆部9易发生褶皱，并且当在工序中根据位置暴露于诸如高温等环境时，皱纹、褶皱或膨胀(卷曲)的发生可能进一步增加。因此，有必要防止这种皱纹、褶皱或膨胀的发生。

为此，本实施方式的电极制造设备100包括压力辊300和高度传感器500。压力辊300定位为与支撑辊200接触，电极片1设置在它们之间，特别是，作为与未涂覆部9对应的用于对未涂覆部9进行施压的结构，压力辊300形成为具有小于支撑辊200的宽度。优选地，压力辊300的宽度可以形成与未涂覆部9的宽度相对应，但不限于此，并且可以形成略大于未涂覆部9的宽度。

压力辊300可由支撑部310支撑，支撑部310呈棒状，在与第一方向A1(即电极片1行进的方向)交叉的第二方向A2上延伸，并可形成沿第二方向A2即电极片1的宽度方向，沿支撑部310可移动。根据这种结构，压力辊300移动到与皱纹、褶皱或膨胀发生的未涂覆部9对应的位置，并对未涂覆部9施压，使皱纹、褶皱或膨胀变平。参考图4，由于位于涂覆部7之间的未涂覆部9中仅存在薄膜的金属箔3，因此很容易发生如图4所示的褶皱。通过用压力辊300仅对相应的部分施压，可以在不损坏涂覆部7的情况下展开褶皱，从而可以防止缺陷的发生。此外，在本实施方式中，由于压力辊300被配置为在第二方向A2上可移动，即使未涂覆部9的位置是多个，或者根据涂覆部7的宽度变化而改变未涂覆部9的位置，压力辊300也能够移动到发生褶皱的部分并在不考虑这一点的情况下展开褶皱。

同时，支撑部310本身也在第一方向A1上可移动。即，压力辊300沿支撑部310在第二方向A2上移动或支撑部310在第一方向A1上移动，从而检测到皱纹或褶皱发生的部位，并将压力辊300精确定位到相应位置。此外，在本实施方式中，作为示例，压力辊300由棒状支撑部310支撑，但压力辊300不限于此，压力辊300本身可以连接到机械臂等，并配置为移动到皱纹或褶皱发生的部分。

高度传感器500是用于检测未涂覆部9的高度的结构，并且可以设置在如图2所示的电极片1的行进方向的下游，但不限于此，并且可以位于压力辊300的上游。高度传感器500可以通过例如照射激光来检测未涂覆部9的高度，但不限于此，并且可以应用能够检测高度的各种传感器。在由高度传感器500测量未涂覆部9的高度时，当确定先前输入的值(例如，金属箔3与支撑辊200紧密接触状态下的高度)时，确定相应部分发生了皱纹、褶皱或膨胀。随后，压力辊300移动到与发生皱纹、褶皱或膨胀的未涂覆部9对应的位置，并对未涂覆部9施压，使皱纹、褶皱或膨胀变平。

此时可根据由高度传感器500测得的高度调整压力辊300的高度。即，当高度增加较大时，可以通过降低压力辊300的高度来增加压力辊300与未涂覆部9接触时施加的压力，当高度增加较小时，可以通过增加压力辊300的高度来降低压力辊300与未涂覆部9接触时施加的压力。或者，可以在压力辊300和支撑部310之间提供弹性构件(未示出)，以控制通过弹性构件的弹性要施加的适当压力。

如上所述，还可以包括在第一方向A1上在支撑辊200下游支撑电极片1的吸附辊400，以便在皱纹、褶皱或膨胀通过压力辊200变平的状态下通过对电极片1施加张力，电极片1保持紧绷状态。图5是示出图2的电极制造设备的吸附辊的示意图。参考图5，在吸附辊400的表面中形成有多个吸附孔410，吸附辊400的内侧连接至吸附设备(未示出)，并配置成能够通过吸附孔410吸住与所述表面接触的电极片1。

如图5所示，多个吸附孔410可以形成为以螺旋形状围绕圆柱形状的吸附辊400的表面，并且特别地可以形成为在纵向方向上相对于吸附辊400的中心C具有对称形状。根据这种结构，由于吸附孔410的吸附朝电极片1的外部对称地施加，因此对电极片1施加张力以保持紧绷状态。因此，可以防止在未涂覆部9的皱纹、褶皱或膨胀通过压力辊300变平的状态下额外发生皱纹、褶皱或膨胀。此外，可以防止电极片1偏向一侧和弯曲。

根据由高度传感器500检测到的高度变化部分的数量，可以调整吸附辊400的吸入压力。即，当在未涂覆部9的各个部分中发生皱纹、褶皱或膨胀时，以较强的压力进行吸入，从而可以防止皱纹、褶皱或膨胀，并且当起皱、褶皱或膨胀发生的部分数量较少时，可以控制吸入压力降低。

如上所述，根据本发明的实施方式，即使在涂覆部7和未涂覆部9一起存在的电极片1中，也可以防止未涂覆部9的皱纹、褶皱或膨胀，从而防止由皱纹、褶皱或膨胀引起的缺陷或断开。本实施方式的电极制造设备中所包括的压力辊300、吸附辊400和高度传感器500的配置可以在整个电极制造工艺中的各个工序中应用。特别地，由于未涂覆部9的皱纹、褶皱或膨胀更可能发生在高温环境中，当本实施方式的设备应用于经历高温干燥工艺的烘箱的出口时，所述配置可以更有用地适用。

虽然上面已经详细描述了本发明的实施方式，但是本发明的范围并不局限于此，本发明所属领域的普通技术人员所做的各种修改和改进也属于本发明的范围。

<附图标记描述>

1：电极片

3：金属箔

5：电极混合物

7：涂覆部

9：未涂覆部

100：电极制造设备

200：支撑辊

300：压力辊

310：支撑部

400：吸附辊

410：吸附孔

500：高度传感器

600：控制单元。

Claims (10)

1.一种电极制造设备，包括：

支撑辊，支撑包括涂覆部和未涂覆部的电极片并在第一方向上输送所述电极片；

至少一个压力辊，与所述支撑辊接触，在所述压力辊和所述支撑辊之间设置所述电极片，并在与所述未涂覆部对应的位置处对所述未涂覆部施压；

高度传感器，检测所述未涂覆部的高度；以及

控制单元，响应于由所述高度传感器检测到的高度而控制所述压力辊，

所述至少一个压力辊在与所述第一方向交叉的第二方向上可移动。

2.根据权利要求1所述的电极制造设备，其中：

所述压力辊通过移动到由所述高度传感器检测到的所述未涂覆部的高度发生变化的部分来对所述未涂覆部施压。

3.根据权利要求1所述的电极制造设备，其中：

所述压力辊沿在所述第二方向上延伸的支撑部移动。

4.根据权利要求3所述的电极制造设备，其中：

所述支撑部在所述第一方向上可移动。

5.根据权利要求1所述的电极制造设备，其中：

所述控制单元通过反映由所述高度传感器检测到的未涂覆部的高度来控制所述压力辊的高度。

6.根据权利要求1所述的电极制造设备，其中：

所述压力辊的宽度等于或大于所述未涂覆部的宽度。

7.根据权利要求1所述的电极制造设备，还包括：

在所述第一方向上在所述支撑辊下游支撑所述电极片的吸附辊。

8.根据权利要求7所述的电极制造设备，其中：

所述吸附辊包括多个吸附孔。

9.根据权利要求8所述的电极制造设备，其中：

所述多个吸附孔布置成在纵向方向上相对于所述吸附辊的中心对称的螺旋形状。

10.根据权利要求7所述的电极制造设备，其中：

所述控制单元可以通过反映由高度传感器检测到的所述未涂覆部的高度来控制由连接到所述吸附辊的吸盘吸附的压力。