CN208400940U - 包括划痕测试仪的二次电池用电极制备系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的包括划痕测试仪的二次电池用电极制备系统，包括：活性物质干燥单元，用于对涂敷于电极集电体的活性物质进行干燥；以及测试仪单元，通过对干燥的活性物质进行划痕测试，测定活性物质的干燥状态。

Description

包括划痕测试仪的二次电池用电极制备系统

技术领域

本实用新型涉及包括划痕测试仪的二次电池用电极制备系统，更具体而言涉及具有用于检查涂敷于电极集电体的电极活性物质的干燥状态的划痕测试仪的二次电池用电极制备系统。

本申请是主张2017年1月3日申请的韩国专利申请第10-2017-0000871号的优先权的申请，将上述申请的说明书及附图中公开的所有内容援引于本申请。

背景技术

二次电池中所利用的电极是在电极集电体涂敷电极活性物质后，经过在干燥炉对其进行干燥的工序而制备，所涂敷的电极活性物质的干燥程度与之后该电极的加工过程中的不良发生与否，存在非常密切的关系。

即，在干燥不充分的情况下，在以卷对卷(roll-to-roll)方式输送电极的过程中可能会发生电极活性物质的污染和/或脱离导致的不良，相反，在过度干燥的情况下，因易碎(brittle)特性而易于发生在电极的加工过程中无法柔软地变形并破碎的现象，即，引起脆性破裂(brittle fracture)现象的可能性高，

像这样，涂敷于电极集电体的电极活性物质的干燥状态是确定之后进行的工序中的不良发生与否的重要因素，然而，为了获知进行涂敷中的电极的干燥状态，只能中断制造设备的至少一部分的运行。

即，目前为了在电极的制备过程中获知对于电极活性物质的干燥状态，只能在中断设备的至少一部分运行后，操作人员通过肉眼及触感来判断，从而导致电极生产的整体生产性降低，并且难以对干燥程度适用一惯性的基准，因此难以维持固定的产品品质。

实用新型内容

本实用新型是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，在电极的制备过程中无需中断设备的运行也可获知电极活性物质的干燥状态，并且根据电极活性物质的干燥状态来适当改变干燥炉中适用的条件，从而提高产品的品质及生产性。

然而，本实用新型所要解决的技术问题并不局限于上述技术问题，本领域普通技术人员可从以下记载的对实用新型的说明明确理解未提及的其他技术问题。

用于解决上述技术问题的本实用新型一实施例的二次电池用电极制备系统，包括：活性物质干燥单元，用于对涂敷于电极集电体的活性物质进行干燥；以及测试仪单元，通过对干燥的活性物质进行划痕测试，测定活性物质的干燥状态。

上述测试仪单元可测定当在上述电极活性物质产生划痕时对测试仪单元施加的力。

上述二次电池用电极制备系统，还可包括控制单元，上述控制单元根据上述测试仪单元中所测定的力的变化幅度来调节干燥单元的干燥温度。

上述二次电池用电极制备系统，还可包括用于输送上述电极集电体及电极的输送单元。

上述二次电池用电极制备系统，还可包括用于在上述电极集电体涂敷电极活性物质的涂敷单元。

上述测试仪单元，可包括划痕测试仪，上述划痕测试仪位于由上述干燥单元完成干燥的电极活性物质上，并通过上述电极的移动来在上述电极活性物质上产生划痕。

上述测试仪单元，还可包括旋转轴，上述旋转轴与上述划痕测试仪相连接，使得上述划痕测试仪能够旋转。

上述测试仪单元，还可包括用于测定当产生上述划痕时对上述旋转轴施加的扭矩的扭矩传感器。

上述二次电池用电极制备系统，还可包括用于显示由上述测试仪单元测定的活性物质的干燥状态的显示单元。

根据本实用新型的一方面，在电极的制备过程中无需中断设备的运行也可获知电极活性物质的干燥状态，从而可以提高产品的生产性。

并且，根据本实用新型的另一方面，可根据电极活性物质的干燥状态来适当改变干燥炉中适用的条件，从而提高产品的品质。

附图说明

本实用新型中的以下附图用于例示本实用新型的优选实施例，起到与后述的详细说明结合使得更加容易理解本实用新型的技术思想的作用，而本实用新型不能解释为局限于附图中所记载的事项。

图1为示出本实用新型一实施例的二次电池用电极制备系统的图。

图2为示出图1中的二次电池用电极的一形态的图。

图3为示出图1中的二次电池用电极的另一形态的图。

图4为示出本实用新型中所适用的划痕测试仪的一实施方式的图。

图5为示出在电极活性物质的干燥不够充分的情况下，在电极活性物质的表面呈现的划痕痕迹的形态的图。

图6为示出在产生如图5所示的划痕痕迹的情况下，通过划痕测试仪检测到的力的大小随着时间的经过而变化的图标。

图7为示出电极活性物质以适当的程度进行干燥的情况下，在电极活性物质的表面呈现的划痕痕迹的形态的图。

图8为示出在产生如图7所示的划痕痕迹的情况下，通过划痕测试仪检测到的力的大小随着时间的经过而变化的图标。

图9为示出在电极活性物质过度干燥的情况下，在电极活性物质的表面呈现的划痕痕迹的形态的图。

图10为示出在产生如图9所示的划痕痕迹的情况下，通过划痕测试仪检测到的力的大小随着时间的经过而变化的图标。

图11为示出本实用新型的另一实施例的二次电池用电极制备系统的图。

附图标记的说明

1：二次电池用电极

2：电极集电体 3：电极活性物质

10：输送单元

11：输送带 12：输送辊

20：活性物质涂敷单元

30：活性物质干燥单元

40：测试仪单元

41：划痕测试仪 42：旋转轴

43：扭矩传感器

50：控制单元

60：显示单元

L：划痕线

D：沉积物

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明。对在本说明书及实用新型要求保护范围中所使用的术语不应以常规或词典上的含义来限定地进行解释，而是要立足于发明人为了以最佳的方法说明其发明，而可以对术语的概念进行适当定义的原则，以符合本实用新型技术思想的含义和概念来进行解释。因此，本说明书中记载的实施例和附图中所图示的结构只不过是本实用新型的最优选的部分实施例，并不表示本实用新型的全部技术思想，因此需要理解在本申请的申请日可以存在能够代替其的各种等同物或变形例。

参照图1至图4，对本实用新型一实施例的二次电池用电极制备系统的整体结构进行说明。

图1为示出本实用新型一实施例的二次电池用电极制备系统的图，图2为示出图1中的二次电池用电极的一形态的图，图3为示出图1中的二次电池用电极的另一形态的图，并且，图4为示出本实用新型中所适用的划痕测试仪的一实施方式的图。

首先，参照图1，本实用新型一实施例的二次电池用电极制备系统包括：输送单元10、活性物质涂敷单元20、活性物质干燥单元30以及测试仪单元50，还可包括控制单元50。

上述输送单元10用于输送二次电池用电极1及对其适用的电极集电体2，例如，可包括多个输送辊12，以使输送带11及输送带11沿着水平方向移动来使位于输送带11上的物体移动。

上述活性物质涂敷单元20，用于在由输送单元10输送过来的电极集电体2上涂敷电极活性物质3，这种电极活性物质3可仅涂敷于电极集电体2的一面(参见图2)，也可涂敷于电极集电体2的两面(参加图3)。

上述活性物质干燥单元30，对由活性物质涂敷单元20涂敷于电极集电体2的电极活性物质3进行干燥，防止在利用二次电池用电极1的后续工序中电极活性物质3被污染或脱离。

上述活性物质干燥单元30，根据所利用的电极活性物质3的种类来适用适当的温度及时间条件来进行干燥，在对于电极活性物质3的干燥不足的情况下，输送过程中可能会发生电极活性物质3的污染及脱离，相反，在过度干燥的情况下，电极活性物质3变得易碎(brittle)，可能成为在电极1的缠绕过程中发生脆性破裂(brittle fracture)的原因。

上述测试仪单元40，检查对于通过活性物质干燥单元30而完成干燥的电极活性物质3的干燥状态。

通过在电极活性物质3产生划痕(scratch)，并测定在产生划痕时对测试仪单元40施加的力的方式进行这种测试仪单元40的干燥状态测定。

上述测试仪单元40，只要是能够在电极活性物质3产生划痕，并且能够测定当产生划痕时对测试仪单元40施加的力的形态即可，其具体的实现方式不受任何限制。

参照图4，其示出了这种测试仪单元40的一例。

参照图4，本实用新型中所适用的测试仪单元40可包括划痕测试仪41，上述划痕测试仪41位于沿着箭头方向移送的电极1上，具有端部尖锐的形状，以能够在电极活性物质3的表面产生划痕。并且，上述测试仪单元40还可包括旋转轴42，上述旋转轴42与划痕测试仪41相连接，使划痕测试仪能够以一侧端部为中心旋转，还可包括用于测定对这种旋转轴42施加的力的扭矩传感器43。

然而，图4所示的测试仪单元40的结构仅仅示出测试仪单元40可具有例示性结构，本实用新型中所适用的测试仪单元40的结构并不局限于此。即，本实用新型中所适用的测试仪单元40只要是具有划痕测试中能够测定测试仪单元40受到的力的结构即可。

接着，参照图5至图10，对如何利用测试仪单元40辨别干燥状态进行说明。

图5为示出在电极活性物质的干燥不够充分的情况下，在电极活性物质的表面呈现的划痕痕迹的形态的图，图6为示出在产生如图5所示的划痕痕迹的情况下，通过划痕测试仪检测到的力的大小随着时间的经过而变化的图标。并且，图7为示出电极活性物质以适当的程度进行干燥的情况下，在电极活性物质的表面呈现的划痕痕迹的形态的图，图8为示出在产生如图7所示的划痕痕迹的情况下，通过划痕测试仪检测到的力的大小随着时间的经过而变化的图标。并且，图9为示出在电极活性物质过度干燥的情况下，在电极活性物质的表面呈现的划痕痕迹的形态的图，图10为示出在产生如图9所示的划痕痕迹的情况下，通过划痕测试仪检测到的力的大小随着时间的经过而变化的图标。

首先，参照图5可确认，在对于电极活性物质3的干燥不充分的情况下，随着由测试仪单元40在电极活性物质3上产生划痕，活性物质沉积物会堆积。像这样，随着在划痕测试中形成划痕线L而活性物质沉积物D堆积的情况下，呈现随着划痕测试的进行时间的经过，对测试仪单元40施加的力的大小也增加的倾向。

这种倾向也可通过图6所示的图标确认。参照图6所示的图标可确认，在划痕测试开始的初期(经过t时间为止)，示出对于时间的力的变化率的倾斜度较大，经过规定时间后，示出了与初期相比较小的倾斜度。这种倾向是因为随着测试时间的经过，因划痕而堆积的沉积物的量变多而对测试仪单元40施加的抵抗力变大而导致的。

其次，参照图7可确认，在对于电极活性物质3的干燥以适当的程度进行的情况下，不存在随着形成划痕线L，沉积物堆积或部分活性物质脱离的痕迹。

这种倾向也可通过图8所示的图标确认。即，参照图8所示的图标可确认，除了划痕测试开始的初期阶段，随着测试时间的经过的力的变化大致相同，因此力变化的最大幅度△F不大。

对于电极活性物质3的干燥评价为适当程度的△F的范围可根据电极活性物质的种类而不同。即，操作人员可根据电极活性物质的种类确定△F值的容许最大值，并仅在进行上述测试而得到的△F值小于容许最大值的情况下，判断为进行了正常的干燥。

再次，参照图9可确认，在对于电极活性物质3的干燥过度的情况下，随着形成划痕线L，在部分电极活性物质3发生脆性破裂(brittle fracture)。因过度干燥的电极活性物质3而产生划痕需要越来越多的力，若施加规定程度以上的力，则部分电极活性物质3发生局部断裂而划痕的形成所需的力的大小减小的过程会重复出现。

这种倾向也可通过图10所示的图标确认。即，参照图10所示的图标可确认重复如下过程，从划痕测试的初期阶段开始，随着测试的进行时间的经过，力的大小渐渐增加，增加到规定程度(A点)时发生电极活性物质3的断裂而力的大小大幅减少，之后随着划痕的生成而力的大小重新增加，随着发生电极活性物质的断裂而力的大小又大幅减少。

像这样，随着划痕测试的进行时间的经过，在对测试仪单元40施加的力的大小变化幅度非常大的情况下，可以判断为电极活性物质3过度干燥。

另一方面，重新参照图1，本实用新型一实施例的二次电池用电极制备系统还可包括控制单元50，这种控制单元50可根据通过测试仪单元40测定的力的变化状态来控制干燥单元30，使干燥温度上升或下降。

即，上述控制单元50可接收通过测试仪单元40测定的力相关的信息，分析根据时间的力的变化状态，若分析结果为力处于随着时间的经过持续增加的状态，则判断为干燥不充分，并输出使干燥温度上升的控制信号。

并且，上述控制单元50中，分析结果为力处于随着时间的经过增加但经过规定时间后重复增减的情况下，在力的增减最大幅度超过预设的基准值的情况下，判断为干燥过度，并输出使干燥温度下降的控制信号，在不超过预设的基准值的情况下，不输出单独的控制信号，使其维持当前的干燥温度。

然后，参照图11，对本实用新型的另一实施例的二次电池用电极制备系统进行说明。

图11为示出本实用新型的另一实施例的二次电池用电极制备系统的图。

参照图11，本实用新型的另一实施例的二次电池用电极制备系统与图1所示的电极制备系统相比，除了还包括显示单元60，其余结构要素均相同。

上述显示单元60，用于显示由测试仪单元40测定的活性物质的干燥状态，使得使用人员获知活性物质的干燥状态，并由此调节活性物质干燥单元30的干燥温度。

另一方面，虽然未图示，也可同时适用上述显示单元60和控制单元50。这样，同时适用上述显示单元60和控制单元50的情况下，控制单元50可根据由测试仪单元40测定的结果来计算操作人员需要调节的温度量，并通过显示单元60显示其结果。

如上所述，本实用新型的二次电池用电极制备系统，在电极的制备过程中无需中断设备的运行也可获知电极活性物质的干燥状态，并且根据电极活性物质的干燥状态来适当改变干燥炉中适用的条件，从而提高产品的品质及生产性。

以上，虽然通过限定的实施例和附图对本实用新型进行了说明，但本实用新型并不局限于此，本实用新型所属技术领域的普通技术人员可在本实用新型的技术思想及实用新型要求保护的范围的等同范围内实施各种修改或变形是显而易见的。

Claims (1)

1.一种二次电池用电极制备系统，其特征在于，包括：

活性物质干燥单元，用于对涂敷于电极集电体的活性物质进行干燥；以及

测试仪单元，通过对干燥的活性物质进行划痕测试，测定活性物质的干燥状态。