CN217941492U - 多辊系统及电池罐的成型装置 - Google Patents

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Abstract

本说明书涉及包括两对以上的辊的多辊系统及电池罐的成型装置。上述两对以上的辊以彼此独立的旋转轴为基准旋转，分别控制高度变化，上述两对以上的辊的截面分别具备不同的形状，上述两对以上的各个辊隔着相同的间隔而靠近电池罐而施压。

Description

多辊系统及电池罐的成型装置
技术领域
本申请主张2021年3月8日向韩国专利厅提出的韩国专利申请第10-2021-0030312号的申请日的权益，该韩国专利申请的文献中公开的所有内容包括在本说明书中。
本实用新型涉及多辊系统及电池罐的成型装置。
背景技术
与以往的模型(1865/2170)相比，近年来研发的圆筒形二次电池模型的电池罐具备更大的内径，其由具备更厚的厚度的材质构成。因此，在对这样的圆筒形二次电池的电池罐成型时，会施加更大的负荷，需要更长的工序时间。
圆筒形二次电池的电池罐通常通过CBD(Cylindrical beading，卷边工序)，CCR1-2-3(Cylindrical crimping1-2-3，压接工序)、CSZ(Cylindrical sizing，精压工序)等各种工序而依次成型，由此需要较多的工序时间。因此，为了相对电池罐而达到目标生产量，只能将多个成型设备并联设置。
当前，将多个成型设备并联设置而将电池罐成型，从而尽量在规定的时间内生产最大量的电池罐，但相对并联设置的设备而需要设备的移送时间。另外，根据设备的移动，需要电池罐的再固定，并且在再固定时，可能产生设定值的偏差。这还会导致成型质量的差异。
实用新型内容
实用新型要解决的课题
为了解决上述问题，本实用新型的一个目的在于提供本实用新型的一个实施形态的多辊系统及电池罐的成型装置，由此减少设备的移送中所需的时间，防止随着设备的移送而进行再固定时发生的设定值的偏差。
但是，本实用新型要解决的课题不限于上述课题，本领域技术人员可从后述的实用新型的说明清楚地理解本说明书中未提及的其他课题。
用于解决课题的手段
为了达到上述目的，本实用新型提供以下侧面的多辊系统及电池罐的成型装置。
根据本实用新型的一个侧面，提供一种包括两对以上的辊的多辊系统，其中，
上述两对以上的辊以彼此独立的旋转轴为基准旋转，分别控制高度变化，
上述两对以上的辊的至少一个截面分别具备不同的形状，
各对的辊与电池罐之间的间隔分别不同。
根据本实用新型的一个侧面，提供一种电池罐的成型装置，其包括：
固定单元，其固定电池罐；及
上述多辊系统。
实用新型效果
根据本实用新型的一个侧面，能够将并联地排列的以往的电池罐成型工序统一。
或者，根据本实用新型的一个侧面，向电池罐的各种加压部位施加压力，因此从传送力的侧面来讲是有利的，由此能够将分别施加到辊的负荷最小化。
或者，根据本实用新型的一个侧面，在将工序统一的情况下，能够有效地执行复合的成型工序。
或者，根据本实用新型的一个侧面，通过连续作业，能够通过比较少的力而迅速地执行成型，因此能够大幅缩短工序时间。
或者，根据本实用新型的一个侧面，无需进行设备移送，因此能够缩短移送中所需的时间。进而，能够将因设备的移送而再固定时产生的设定值的偏差最小化。因此，能够实现提高迅速性及将工序之间的偏差最小化的效果。
或者，根据本实用新型的一个侧面，能够提高对电池罐的成型质量。
但是，通过本实用新型而获得的效果不限于上述效果，本领域技术人员可从后述的实用新型的说明清楚地理解本说明书中未提及的其他技术效果。
附图说明
图1示出以往的辊系统的立体图。
图2示出本实用新型的一个实施例的多辊系统的立体图。
图3示出通过A'辊而形成倾斜区间的主视图。
图4示出通过B'辊而形成密封区间的主视图。
图5示出通过C'辊而形成平坦区间的主视图。
(符号说明)
1：电池罐
2：固定单元
3：圆筒形二次电池
10：(电池罐的)开放部的端部
11：垫
12：电池罐的侧部
13：盖组件
14：倾斜区间
15：密封区间
16：平坦区间
100：卷边部
200：压接部
A：第一辊
B：第二辊
C：第三辊
A’：第一辊的截面
B’：第二辊的截面
C’：第三辊的截面
具体实施方式
本实用新型可实现各种变更，包括各种体现例，但将特定体现例图示于附图中，并基于此进行详细说明。但是，这并非要将本实用新型限定为特定的实施形态，本实用新型包括属于本实用新型的技术思想及技术范围的所有变更、均等物或代替物。
在本说明书中，第一、第二等用语用于对各种构成要件进行说明，但上述构成要件不限于上述用语。上述用语仅用于将一个构成要件与其他构成要件区别开。例如，在不脱离本实用新型的权利范围的情况下，可将第一构成要件命名为第二构成要件，类似地也可将第二构成要件命名为第一构成要件。
在本说明书中，“及/或”这一用语包括多个相关项目的组合或多个相关项目中的一部分。
在本说明书中，在将某个构成要件表述为单数的情况下，在本说明书中未另外定义的情况下，包括多个的情况。
在本说明书中，关于“包括”、“具备”等用语，在本说明书中没有特别明示的情况下，表示本说明书上记载的特征、数字、步骤、动作、工序、构成要件、部件等或它们的组合的存在，并非排除其他特征、数字等。
在没有特别定义的情况下，包括技术用语或科学用语在内的本说明书中使用的所有用语具备本领域的技术人员在一般情况下理解的意思相同的意思。
下面，参照附图，对以往技术和本实用新型的优选的体现例进行详细的说明。
图1是以往技术的辊系统的立体图，示出将电池罐1的开放部的端部加压(或成型)的一对第一辊A。在此，第一辊仅适用于一个工序，例如一个工序可以是第一压接工序。为了进行后续工序，需要将通过第一辊而加压的电池罐移送到另一个辊系统。例如，另一个辊系统中设置有第二辊。在此，通过移送而产生工序偏差。
根据本实用新型的一个实施例，提供一种包括两对以上的辊的多辊系统，
上述两对以上的辊以彼此独立的旋转轴为基准进行旋转，分别控制高度变化，
上述两对以上的辊的至少一个截面分别具备不同的形状，
每对的辊与电池罐之间的间隔分别不同。
具体地，参照图2，作为适用于电池罐1的两对以上的辊，例如有第一辊A、第二辊B及第三辊C，并具备固定电池罐1的固定单元2。这样的第一至第三辊(A至C) 以彼此独立或彼此不同的旋转轴为基准进行旋转，分别控制高度变化。另外，上述两对以上的辊的至少一个截面分别具备不同的形状。在此，辊的至少一个截面具备不同的形状是指，靠近电池罐的区域不同或以辊为宽度方向而切断时其截面的形状不同。
另外，这样的第一至第三辊隔着时间差而靠近电池罐1来加压。
另外，这样的第一至第三辊中，施加到电池罐1的压力彼此相同或不同。
根据上述实施例，利用将电池罐固定一次，并且第一至第三辊的各对的辊与电池罐之间的间隔分别不同的情况，通过先靠近电池罐的辊而进行一个工序，然后依次进行后续工序。由此，与以往技术不同地，无需将通过第一辊而加压的电池罐移送到另外的辊系统。由此，不会产生由移送导致的工序偏差。
根据本实用新型的一个实施例，提供一种多辊系统，其中，上述两对以上的辊包括以下辊中的至少两对辊：
一对第一辊，它们对上述电池罐的开放部的端部施压，以形成上述电池罐的开放部的端部朝向上述电池罐的中心轴而倾斜的倾斜区间；
一对第二辊，它们对形成有上述倾斜区间的上述电池罐的开放部的端部施压，以形成垂直于上述电池罐的侧部的密封区间；及
一对第三辊，它们对形成有上述倾斜区间及密封区间的上述电池罐的开放部的侧部施压，以形成相对上述电池罐的下表面而平行的平坦区间。
具体地，参照图2及图3，图示了在圆筒形二次电池3中，电池罐1的开放部的端部10通过第一辊A(在图3中图示了第一辊的截面A’)而被施压，朝向电池罐的中心轴而倾斜的倾斜区间14。根据情况，垫11也通过第一辊A而朝向电池罐的中心轴倾斜。
另外，参照图2及图4，示出了形成有倾斜区间14的电池罐的开放部的端部10 通过第二辊B(在图4中图示了第二辊的截面B’)被施压而垂直于电池罐的侧部12 的密封区间15。该密封区间15起到通过后续的第三辊而密封电池罐1的作用。
另外，参照图2及图5，形成有倾斜区间14及密封区间15的电池罐在卷边部1 00与开放部的端部10之间通过第三辊C(在图5中图示了第三辊的截面C’)被施压而形成平坦区间16。由此，形成有压接部200。
上述说明的形成倾斜区间14、密封区间15及平坦区间16的工序被称为压接工序，是向电池罐注入电解液之后结合上端盖并进行密封的工序。另外，第一辊至第三辊的截面的形状分别不同。另外，根据需要，本领域技术人员可变更上述第一辊至第三辊施加的压力、加压位置、加压面积等。另外，根据需要，本领域技术人员分别控制上述第一辊至第三辊的高度变化、旋转方向、rpm、移动速度等而进行变更，以实现所目标的加压成型(例如，压接工序)。
圆筒形二次电池3包括电池罐1、收纳于电池罐1的内部的凝胶卷类型的电极组件(第一电极、分离膜及第二电极层叠并卷取而成的结构)(未图示)、用于安装结合到电池罐1的上部的盖组件13的卷边部100及用于密封电池的压接部200。
在此，盖组件13具备将形成阴极端子的上端盖、在电池内部的温度上升时大大增加电池电阻而阻断电流的PTC元件(Positive temperature coefficient element：正温度系数元件)、在电池内部的压力上升时阻断电流及/或排出气体的安全通风口、在一定部分使安全通风口从盖板电气性地分离的绝缘部件、与连接于阴极的极耳连接的盖板依次层叠而成的结构。另外，盖组件13以安装有垫11的状态对电池罐1的上端部进行卷边加工，从而安装到压入内侧的卷边部100上。
如上说明的上述多辊系统包括第一辊A至第三辊C中的至少两对。
上述说明的通过上述第一辊A至第三辊C而进行的压接工序具体地由1至3步骤构成，通过第一至第三辊而依次执行压接工序。
另外，参照图3至图5，第一至第三辊的截面根据所目标的成型而形成彼此不同的形状，分别进行高度控制，旋转轴也独立。
根据本实用新型的一个实施例，提供多辊系统，其中以上述电池罐的中心轴为基准，上述电池罐的开放部的端部的上述倾斜区间构成大于0度且小于90度的角度。
根据追加的实施例，以上述电池罐的中心轴为基准，上述电池罐的开放部的端部的上述倾斜区间构成大于0度，大于10度，大于20度，大于30度，或大于40度的角度。
根据追加的实施例，以上述电池罐的中心轴为基准，上述电池罐的开放部的端部的上述倾斜区间构成小于90度，小于80度，小于70度、小于60度或小于50度的角度。
具体地，参照图3，以上述电池罐的中心轴为基准，上述电池罐1的开放部的端部10的倾斜区间14构成约30度的角度。
根据本实用新型的一个实施例，提供多辊系统，其中，以上述电池罐的直径为基准，上述平坦区间的长度为5％以上且30％以下。
根据追加的实施例，以上述电池罐的直径为基准，上述平坦区间的长度为5％以上、10％以上或15％以上。
根据追加的实施例，以上述电池罐的直径为基准，上述平坦区间的长度为30％以下、25％以下或20％以下。
具体地，参照图5，平坦区间16的长度满足上述范围的情况下，平坦区间16的长度充分地提供执行后续的焊接工序的空间，由此减少不合格率，保障结构稳定性。但是，在平坦区间16的长度小于5％的情况下，上述平坦区间的长度过于小，无法充分地提供执行后续的焊接工序的空间，由此增加在上述焊接执行过程中发生的不合格率或在执行上述焊接的部位不能发挥稳定的结合力而降低结构的稳定性。另外，如果平坦区间16的长度大于30％，则上述电池罐的开放部的端部10与形成于盖组件13 的上端中央部位的电极端子接触，由此发生短路，从而降低二次电池的性能。
根据本实用新型的一个实施例，提供多辊系统，其中，通过上述第二辊而施压的压力相对通过上述第一辊而施压的压力为101％以上且300％以下。
根据追加的实施例，通过上述第二辊而施加的压力相对通过上述第一辊而施加的压力而构成101％以上、110％以上、120％以上、130％以上、140％以上、150％以上、160％以上、170％以上、180％以上或190％以上。
根据追加的实施例，通过上述第二辊而施加的压力相对通过上述第一辊而施加的压力而构成300％以下、290％以下、280％以下、270％以下、260％以下、250％以下、240％以下、230％以下、220％以下或210％以下。
具体地，参照图5，通过上述第二辊而施加的压力相对通过第一辊而施加的压力而小于101％的情况下，不容易为了在上述压接部200形成平坦区间16而进一步折弯电池罐的开放部的端部10。另外，通过上述第二辊而加压的压力相对通过第一辊而施加的压力而大于300％的情况下，因为压力过大，难以调节相对电池罐的开放部的端部10的变形，由此，在上述压接部形成平坦区间的过程中因过度的变形而导致产品的不合格率增加。
根据本实用新型的一个实施例，提供一种电池罐的成型装置，其包括：
固定单元，其固定电池罐；及
上述实施例中的任一个实施例中所述的多辊系统。
具体地，参照图2，固定单元2包围电池罐1的中部或下部，以固定电池罐1。作为固定单元2的例子，可使用夹头(chuck)或钳夹(jaw)等。另外，根据电池罐的成型状态或适用模型的大小等，固定单元的数量不同。
根据本实用新型的一个实施例，提供一种电池罐的成型方法，其包括：
第一步骤，在上述电池罐设置具备第一电极、分离膜及第二电极依次层叠并卷取而成的结构的电极组件并注入电解液，然后以具备形成于上述电池罐的开放部的与相邻的侧端部并朝向内侧压入而成的卷边部的方式成型，且在上述卷边部层叠垫和盖组件；
第二步骤，固定上述电池罐；
第三步骤，对比上述卷边部位于更上方的开放部的端部施压，形成上述电池罐的开放部的端部朝向上述电池罐的中心轴而倾斜的倾斜区间；
第四步骤，对形成有上述倾斜区间的上述电池罐的开放部的端部施压而形成上述电池罐的开放部的端部相对于上述电池罐的侧部而平行的密封区间；及
第五步骤，对形成有上述倾斜区间及上述密封区间的上述电池罐的开放部的端部施压而形成相对于上述电池罐的下表面平行的平坦区间，
上述第三步骤至第五步骤中的至少2个步骤中利用上述多辊系统中的任一个多辊系统。
在上述实施例中，用语“第一电极”是指阳极，用语“第二电极”是指阴极，但也可以是与其相反的情况。
上述阴极包括阴极集流体和涂布到阴极集流体的至少一面的阴极活性物质。作为阴极集流体的例子，可以是铝或合金等，但不限于此。作为阴极活性物质的例子，可以是含锂过渡金属氧化物等，但不限于此。
上述阳极包括阳极集流体和涂布在阳极集流体的至少一面的阳极活性物质。作为阳极集流体的例子，可以是铜或合金等，但不限于此。作为阳极活性物质的例子，可以是碳材料等，但不限于此。
上述分离膜作为介于上述阴极及上述阳极之间的膜而将阴极和阳极分离，起到使将阻断电路时所需的离子容易移动的作用。作为分离膜的例子，可以是由聚烯烃类膜构成的微细多孔性薄膜等，但不限于此。
另外，上述电池罐作为在一侧形成有开放部的大致圆筒形的收纳体，由具备导电性的金属材质构成。上述电池罐的侧面及上述开放部的相反面通常形成为一体。即，上述电池罐具备以其高度方向为基准将上端开放，将下端中的中央部以外的剩余区域关闭的形态。上述电池罐的下表面具备大致平坦的形态。上述电池罐通过在其高度方向上形成于一侧的开放部而收纳电极组件。上述电池罐通过上述开放部而还收纳电解质。
首先，在上述电池罐设置具备第一电极、分离膜及第二电极依次层叠并卷取而成的结构的电极组件并注入电解液，然后以具备形成于上述电池罐的与开放部相邻的侧端部而向内侧压入而成的卷边部的方式成型，由此准备形成有卷边部的电池罐，然后在上述卷边部层叠垫和盖组件。到此为止的步骤对应压接工序前的步骤。
然后，参照图2至图5，图示了通过第一辊至第三辊而执行的压接工序。
参照图2及图3，由第一辊A(图3中图示了第一辊的截面A’)对电池罐1的开放部的端部10施压，由此形成朝向电池罐的中心轴倾斜的倾斜区间14。
另外，参照图2及图4，第二辊B(图4中图示了第二辊的截面B’)对形成有倾斜区间14的电池罐的开放部的端部10施压，由此形成垂直于电池罐的侧部12的密封区间15。该密封区间15起到通过后续的第三辊而密封电池罐1的作用。
另外，参照图2及图5，由第三辊C(图5中图示了第三辊的截面C’)对形成有倾斜区间14及密封区间15的电池罐的卷边部100与开放部的端部10之间施压，由此形成平坦区间16。上述说明的形成倾斜区间14、密封区间15及平坦区间16的工序被称为压接工序，是在电池罐注入电解液之后结合上端盖并进行密封的工序。
上述说明的工序作为具体化的压接工序，在具体化的第一步骤至第三步骤中依次执行。
另外，参照图3至图5，第一至第三辊的截面根据所目标的成型而形成彼此不同的形状，分别可进行高度控制，旋转轴也是独立的。
根据本实用新型的一个实施例，提供电池罐的成型方法，其中，以上述电池罐的中心轴为基准，上述电池罐的开放部的端部的上述倾斜区间构成大于0度且小于90 度的角度。
根据追加的实施例，以上述电池罐的中心轴为基准，上述电池罐的开放部的端部的上述倾斜区间构成大于0度、大于10度、大于20度、大于30度或大于40度的角度。
根据追加的实施例，以上述电池罐的中心轴为基准，上述电池罐的开放部的端部的上述倾斜区间构成小于90度，小于80度，小于70度，小于60度或小于50度的角度。
具体地，参照图3，以上述电池罐的中心轴为基准，上述电池罐1的开放部的端部10的倾斜区间14构成约30度的角度。
根据本实用新型的一个实施例，提供电池罐的成型方法，其中，以上述电池罐的直径为基准，上述平坦区间的长度为5％以上且30％以下。
根据追加的实施例，以上述电池罐的直径为基准，上述平坦区间的长度为5％以上、10％以上或15％以上。
根据追加的实施例，以上述电池罐的直径为基准，上述平坦区间的长度为30％以下、25％以下或20％以下。
具体地，参照图5，在平坦区间16的长度满足上述范围的情况下，平坦区间16 的长度充分地提供执行后续的焊接工序的空间，由此减少不合格率，保障结构稳定性。但是，如果平坦区间16的长度小于5％，则上述平坦区间的长度过于小，无法充分地提供执行后续的焊接工序的空间，由此增加在上述焊接执行过程中可发生的不合格率或在执行上述焊接的部位无法发挥稳定的结合力，因此导致结构稳定性下降。另外，如果平坦区间16的长度大于30％，则上述电池罐的开放部的端部10与形成于盖组件 13的上端中央部位的电极端子接触，由此发生短路，从而导致二次电池的性能下降。
根据本实用新型的一个实施例，提供电池罐的成型方法，其中，为形成上述密封区间而施加的压力相对为形成上述倾斜区间而施加的压力构成101％以上且300％以下。
根据追加的实施例，通过上述第二辊而施加的压力相对通过上述第一辊而施加的压力而构成101％以上、110％以上、120％以上、130％以上、140％以上、150％以上、160％以上、170％以上、180％以上或190％以上。
根据追加的实施例，通过上述第二辊而施加的压力相对通过上述第一辊而施加的压力而构成300％以下、290％以下、280％以下、270％以下、260％以下、250％以下、240％以下、230％以下、220％以下或210％以下。
具体地，参照图5，通过上述第二辊而施加的压力相对通过第一辊而施加的压力而小于101％的情况下，不容易为在上述压接部200形成平坦区间16而进一步折弯电池罐的开放部的端部10。
另外，通过上述第二辊而施加的压力相对通过第一辊而施加的压力而大于300％的情况下，压力过于大，难以调节相对电池罐的开放部的端部10的变形，由此，在上述压接部200形成平坦区间16的过程中因过度的变形而导致产品的不合格率上升。
以上，对本实用新型的优选的体现例进行了说明，但本实用新型不限于此，可在权利要求书和实用新型的详细的说明的范围内进行各种变形实施，这也属于实用新型的范围。

Claims (6)

1.一种多辊系统，其包括两对以上的辊，其特征在于，
上述两对以上的辊以彼此独立的旋转轴为基准旋转，分别控制高度变化，
上述两对以上的辊的至少一个截面分别具备不同的形状，
各对的辊与电池罐之间的间隔分别不同。
2.根据权利要求1所述的多辊系统，其特征在于，
上述两对以上的辊包括以下的辊中的至少两对辊：
一对第一辊，它们对上述电池罐的开放部的端部施压，以形成上述电池罐的开放部的端部朝向上述电池罐的中心轴倾斜的倾斜区间；
一对第二辊，它们对形成有上述倾斜区间的上述电池罐的开放部的端部施压，以形成垂直于上述电池罐的侧部的密封区间；及
一对第三辊，它们对形成有上述倾斜区间及上述密封区间的上述电池罐的开放部的侧部施压，以形成相对于上述电池罐的下表面平行的平坦区间。
3.根据权利要求2所述的多辊系统，其特征在于，
以上述电池罐的中心轴为基准，上述倾斜区间构成大于0度且小于90度的角度。
4.根据权利要求2所述的多辊系统，其特征在于，
以上述电池罐的直径为基准，上述平坦区间的长度为5％以上且30％以下。
5.根据权利要求2所述的多辊系统，其特征在于，
通过上述第二辊施加的压力相对于通过上述第一辊施加的压力为101％以上且300％以下。
6.一种成型装置，其是二次电池用电池罐的成型装置，其特征在于，包括：
固定单元，其固定电池罐；及
根据权利要求1至5中的任一项所述的多辊系统。
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