ES2994750T3 - Winding device for manufacturing electrode assembly - Google Patents

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Duk Hyun Ryu
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Abstract

La presente invención se refiere a un aparato de bobinado para producir un conjunto de electrodos, comprendiendo el aparato de bobinado: una parte del cuerpo; un núcleo de bobinado para bobinar un electrodo y un separador; y una parte de eliminación de material extraño que está conectada a la parte del cuerpo y elimina material extraño, en donde la parte de eliminación de material extraño tiene una estructura en la que la parte de eliminación de material extraño envuelve la periferia del núcleo de bobinado mientras está separada del núcleo de bobinado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de bobinado para la fabricación de conjunto de electrodo
Estado de la técnica
Sector de la técnica
Esta solicitud reivindica la prioridad y el beneficio de la solicitud de patente coreana n.° 10-2018-0112413 presentada en la Oficina Coreana de Propiedad Intelectual el 19 de septiembre de 2018.
La presente invención se refiere a un dispositivo de bobinado para la fabricación de un conjunto de electrodo.
Descripción de la técnica relacionada
En los últimos tiempos, el encarecimiento de las fuentes de energía provocado por el agotamiento de los combustibles fósiles y la contaminación del medio ambiente se ha intensificado, y la demanda de fuentes de energía alternativas respetuosas con el medio ambiente se está convirtiendo en algo esencial para la vida futura. En consecuencia, se están realizando estudios sobre diversos métodos de generación de energía eléctrica, como la energía nuclear, la energía solar, la energía eólica y la energía maremotriz, y continúa el enorme interés por los dispositivos de almacenamiento de energía eléctrica para utilizar de forma más eficiente la energía producida de este modo.
Además, a medida que aumentan los avances técnicos y la demanda de dispositivos móviles y vehículos celulares, la demanda de baterías como fuente de energía aumenta sustancialmente y, en consecuencia, actualmente se están realizando muchos estudios sobre baterías para satisfacer diversos tipos de demandas. En particular, desde el punto de vista de los materiales, hay una gran demanda de baterías recargables de litio, como las baterías de iones de litio o las baterías de polímero de iones de litio, que se caracterizan por una alta densidad de energía, una buena tensión de descarga y estabilidad de salida.
Las baterías recargables se clasifican en función de las estructuras de un conjunto de electrodo en el que se apilan un electrodo positivo, un electrodo negativo y una película de separación entre el electrodo positivo y el electrodo negativo. Las habituales incluyen las de tipo enrollado (tipo de bobinado) de conjunto de electrodo en las que un tipo de lámina larga de electrodo positivo y electrodo negativo se bobinan mientras se proporciona una película de separación, y un tipo de apilamiento de conjunto de electrodo en el que una pluralidad de electrodos positivos y electrodos negativos cortados a un tamaño predeterminado de unidad se apilan secuencialmente mientras se proporciona una película de separación, y recientemente, con el fin de resolver los inconvenientes del conjunto de electrodo de tipo enrollado y del conjunto de electrodo de tipo apilable, se está desarrollando un conjunto de electrodo de tipo apilable/plegable en el que las celdas unitarias en las que se apilan electrodos positivos y electrodos negativos con un tamaño predeterminado mientras se proporciona una película de separación se bobinan secuencialmente mientras se proporcionan sobre una película de separación como un conjunto de electrodo con una estructura avanzada que es una mezcla del tipo enrollado y del tipo apilable.
Entre los conjuntos de electrodo, el conjunto de electrodo de tipo “enrollado” tiene el mérito de su fácil fabricación y su alta densidad energética por peso, por lo que se utiliza como fuente de energía para diversos tipos de dispositivos, desde ordenadores portátiles hasta vehículos celulares.
La figura 1 muestra una vista esquemática de una parte de bobinado de un aparato convencional de fabricación de conjuntos de electrodo de tipo enrollado.
Haciendo referencia a la figura 1, un electrodo 11 positivo, un electrodo 12 negativo, y una película 13 de separación se proporcionan a un núcleo 15 de bobinado y se bobinan por una parte 10 de bobinado generando de este modo un rollo. Se muestra la parte 10 de bobinado, pero el aparato de fabricación de conjunto de electrodo de tipo “enrollado” incluye diversos elementos, como una unidad de coalescencia de electrodo, una unidad de incisión de electrodo y un conductor de rodillo, y diversas partículas extrañas metálicas y no metálicas son generadas por operaciones de los elementos. Las partículas extrañas se depositan en las superficies del electrodo 11 positivo y del electrodo 12 negativo que entran en el núcleo 15 de bobinado y se bobinan juntas, lo que provoca inconvenientes como una baja tensión y un cortocircuito.
Para resolver los inconvenientes, se utiliza un método para eliminar partículas extrañas metálicas disponiendo un dispositivo 14 para eliminar partículas extrañas en partes del electrodo 11 positivo y del electrodo 12 negativo introducidas al núcleo 15 de bobinado.
Sin embargo, las partículas extrañas mencionadas anteriormente se introducen desde varios puntos además de las partes a las que se introducen el electrodo 11 positivo, el electrodo 12 negativo y la película 13 de separación, por lo que las partículas extrañas pueden no ser eliminadas eficazmente por el dispositivo de eliminación de partículas extrañas instalado localmente en el electrodo y la película de separación.
Por tanto, se necesitan competencias para resolver fundamentalmente el problema.
Los documentos CN 108352261 A, CN 108372178 A, CN 108306026 A, KR 20160012534 A, KR 20170024571 A y CN 105 080 924 A divulgan un aparato de bobinado o un aparato de eliminación de material extraño en una batería.
Objeto de la invención
Un objeto de la presente invención es resolver los problemas de la técnica anterior y los problemas técnicos del pasado.
Los inventores de la presente invención, habiendo realizado una investigación y experimentación en profundidad, confirmaron la prevención eficaz de partículas extrañas permitiendo que un dispositivo de bobinado para fabricar un conjunto de electrodo incluya un eliminador de partículas extrañas que rodea un núcleo de bobinado, y formando una entrada dentro del eliminador de partículas extrañas, y completaron la presente invención.
Una realización a modo de ejemplo de la presente invención proporciona un dispositivo de bobinado para fabricar un conjunto de electrodo como se define en el conjunto de reivindicaciones adjunto, incluyendo el dispositivo de bobinado: una parte de cuerpo principal; un núcleo de bobinado para bobinar un electrodo y una película de separación; y un eliminador de partículas extrañas conectado a la parte de cuerpo principal y que elimina partículas extrañas, en el que el eliminador de partículas extrañas está formado para rodear el núcleo de bobinado mientras está separado del núcleo de bobinado.
El eliminador de partículas extrañas incluye una parte de flujo de entrada a la que se introducen el electrodo y la película de separación.
El eliminador de partículas extrañas está formado para tener una estructura cilíndrica.
Un diámetro del cilindro puede ser mayor que un diámetro de al menos el conjunto de electrodo.
El eliminador de partículas extrañas puede incluir una entrada formada en el interior.
Las partículas extrañas incluidas a través de la entrada pueden descargarse al exterior a través de la parte de cuerpo principal.
El eliminador de partículas extrañas puede estar separado de la parte de cuerpo principal.
El eliminador de partículas extrañas puede incluir además un imán.
El imán puede estar formado en la parte de eliminación de partículas extrañas en la que está formada la parte de flujo de entrada.
El dispositivo de bobinado puede incluir además una parte de cubierta para cubrir una abertura del eliminador de partículas extrañas.
La parte de cubierta puede estar separada de la parte de cuerpo principal.
Descripción de las figuras
La figura 1 muestra una vista esquemática de una parte de bobinado de un dispositivo convencional para fabricar un conjunto de electrodo de tipo “enrollado”.
La figura 2 muestra una vista esquemática de un dispositivo de bobinado para fabricar un conjunto de electrodo según una realización a modo de ejemplo de la presente invención.
La figura 3 muestra una vista en sección transversal de un dispositivo de bobinado para fabricar un conjunto de electrodo mostrado en la figura 2.
La figura 4 muestra una vista esquemática de un dispositivo de bobinado para fabricar un conjunto de electrodo según otra realización a modo de ejemplo de la presente invención.
La figura 5 muestra una vista esquemática de un dispositivo de bobinado para fabricar un conjunto de electrodo según otra realización a modo de ejemplo de la presente invención.
Descripción detallada de la invención
La presente invención se describirá más detalladamente en lo sucesivo con referencia a los dibujos adjuntos, en los que se muestran realizaciones a modo de ejemplo de la invención. Como los expertos en la técnica sabrán, las realizaciones descritas pueden ser modificadas de varias maneras diferentes, todo ello sin alejarse del alcance de la presente invención tal como se define por las reivindicaciones.
A menos que se describa explícitamente lo contrario, se entenderá que la palabra “comprender” y variaciones tales como “comprende” o “que comprende” implican la inclusión de los elementos indicados, pero no la exclusión de ningún otro elemento.
La frase “en una sección transversal” significa observar una sección transversal en la que la parte del objeto está cortada verticalmente desde un lado.
La figura 2 muestra una vista esquemática de un dispositivo de bobinado para fabricar un conjunto de electrodo según una realización a modo de ejemplo de la presente invención. La figura 3 muestra una vista en sección transversal de un dispositivo de bobinado para fabricar un conjunto de electrodo mostrado en la figura 2.
Haciendo referencia a la figura 2 y la figura 3, el dispositivo 100 de bobinado para fabricar un conjunto de electrodo incluye una parte 101 de cuerpo principal, un núcleo 102 de bobinado, y un eliminador 103 de partículas extrañas. En el eliminador 103 de partículas extrañas se forma una parte 104 de flujo de entrada para recibir un electrodo (no mostrado) y una película de separación (no mostrada). El electrodo y la película de separación se introducen en el núcleo 102 de bobinado a través de la parte 104 de flujo de entrada y se bobinan.
La parte 104 de flujo de entrada puede tener varias formas según las formas del electrodo y la película de separación, y con el fin de minimizar el flujo de entrada de partículas extrañas a través de la parte 104 de flujo de entrada, es preferible formar la parte 104 de flujo de entrada con un tamaño mínimo de flujo de entrada sin interferencia del electrodo y la película de separación. En general, el electrodo y la película de separación tienen una forma de lámina larga con respecto a la anchura que tiene un grosor constante, por lo que la parte 104 de flujo de entrada puede tener una forma a la que puede introducirse la lámina.
La forma del eliminador 103 de partículas extrañas no está específicamente limitada, puede formarse de varias maneras en consideración de las formas deseadas del conjunto de electrodo y el equipo de fabricación, y es preferible formar el eliminador 103 de partículas extrañas en una estructura cilíndrica que mantiene una distancia espaciada constante desde el núcleo 102 de bobinado y rodea el núcleo 102 de bobinado. El eliminador 103 de partículas extrañas mostrado en la figura 2 está formado para tener una estructura cilíndrica. Un diámetro del eliminador 103 de partículas extrañas puede ser mayor que un diámetro del conjunto de electrodo que está al menos bobinado. Una longitud del eliminador 103 de partículas extrañas puede ser igual o mayor que una longitud del al menos núcleo 102 de bobinado.
En este caso, la longitud del eliminador 103 de partículas extrañas significa una longitud definida a lo largo de la dirección en la que se extiende el núcleo 102 de bobinado. Cuando el electrodo y la película de separación se bobinan según la estructura anteriormente mencionada, se puede evitar eficazmente el flujo de entrada de partículas extrañas en el núcleo de bobinado. Una pluralidad de entradas 105 se forman en un interior 109 del eliminador 103 de partículas extrañas. Las posiciones en las que se forman las entradas 105 no están limitadas, y pueden formarse para mantener un hueco predeterminado en el interior 109 del eliminador 103 de partículas extrañas. Dependiendo de la necesidad del operario, se pueden formar relativamente muchas entradas 105 en una parte específica. Por ejemplo, las entradas 105 pueden estar dispuestas principalmente en el interior del eliminador 103 de partículas extrañas cerca de la abertura 106 del eliminador 103 de partículas extrañas, eliminando así de forma eficiente las partículas extrañas que entran a través de la abertura 106. En este caso, la abertura 106 puede ser una parte que corresponde a una frontera entre el espacio externo y el espacio interno del eliminador 105 de partículas extrañas en una estructura cilíndrica. En otra forma, las entradas 105 pueden estar dispuestas principalmente en el interior 109 del eliminador 103 de partículas extrañas proporcionado cerca de las partes 104 de flujo de entrada para eliminar eficientemente las partículas extrañas ingresadas a través de las partes 104 de flujo de entrada. Las partículas extrañas introducidas a través de las entradas 105 se mueven a la parte 101 de cuerpo principal a través de una trayectoria 121 de movimiento interno entre el interior 109 y el exterior 110 del eliminador 103 de partículas extrañas. Una bomba 120 de inhalación de aire puede formarse en la parte 101 de cuerpo principal, y las partículas extrañas se introducen en el eliminador 103 de partículas extrañas a través de las entradas 105 por la bomba 120 de inhalación de aire, por lo que pueden descargarse al exterior a través de la parte 101 de cuerpo principal.
Cuando el electrodo y la película de separación se bobinan mediante la estructura mencionada anteriormente, se puede evitar el flujo de entrada de partículas extrañas en el núcleo 102 de bobinado, y las partículas extrañas pueden eliminarse de forma eficaz a través de la entrada 105.
El eliminador 103 de partículas extrañas está conectado a la parte 101 de cuerpo principal, y puede separarse en caso necesario.
La figura 4 muestra una vista esquemática de un dispositivo de bobinado para fabricar un conjunto de electrodo según otra realización a modo de ejemplo de la presente invención.
Haciendo referencia a la figura 4, el dispositivo 100 de bobinado para fabricar un conjunto de electrodo incluye además un imán 107 en una parte del eliminador 103 de partículas extrañas en la que se forma la parte 104 de flujo de entrada. Para facilitar la descripción, se muestra uno de entre una pluralidad de imanes 107 mediante una línea de indicación a modo representativo. El imán 107 separa las partículas extrañas metálicas adheridas al electrodo introducidas en la parte 104 de flujo de entrada y las elimina. Las partículas extrañas metálicas pueden generarse en un proceso de incisión del electrodo, y son más pesadas que un peso de partículas extrañas no metálicas, por lo que no pueden inhalarse a través de la entrada 105. Cuando las partículas extrañas metálicas que no se eliminan se bobinan junto con los electrodos, el conjunto de electrodo se transforma y se genera un cortocircuito.
La parte en la que el imán 107 puede formarse en el eliminador 103 de partículas extrañas no está específicamente limitada. El imán 107 puede formarse en el interior 109 además del exterior 110 del eliminador 103 de partículas extrañas, y en caso de necesidad, parte o todo el eliminador 103 de partículas extrañas puede formarse para ser un imán.
La figura 5 muestra una vista esquemática de un dispositivo de bobinado para fabricar un conjunto de electrodo según otra realización a modo de ejemplo de la presente invención.
Haciendo referencia a la figura 5, el dispositivo 100 de bobinado para fabricar un conjunto de electrodo puede incluir además una parte 108 de cubierta. La parte 108 de cubierta está conectada como forma para cubrir la abertura 106 al eliminador 103 de partículas extrañas. Para el proceso de bobinado de un conjunto de electrodo, la parte 108 de cubierta se combina con el eliminador 103 de partículas extrañas para evitar la entrada de partículas extrañas a través de la abertura 106. Cuando se bobina el conjunto de electrodo, la parte 108 de cubierta puede estar separada del eliminador 103 de partículas extrañas, y el conjunto de electrodo puede separarse del núcleo 102 de bobinado. Los expertos en la técnica a la que pertenece la presente invención podrán realizar diversas aplicaciones y modificaciones dentro del alcance de la presente invención, tal como se define en las reivindicaciones.
Aplicabilidad industrial
Como se ha descrito anteriormente, el dispositivo de bobinado para fabricar un conjunto de electrodo según la presente invención incluye un eliminador de partículas extrañas que rodea el núcleo de bobinado, y forma una entrada dentro del eliminador de partículas extrañas, impidiendo de este modo la entrada de partículas extrañas y eliminando eficazmente las partículas extrañas que se introducen.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo (100) de bobinado para fabricar un conjunto de electrodo que comprende:
una parte (101) de cuerpo principal;
un núcleo (102) de bobinado para bobinar un electrodo y una película de separación; y
un eliminador (103) de partículas extrañas conectado a la parte (101) de cuerpo principal y que elimina partículas extrañas,
en el que el eliminador (103) de partículas extrañas está formado para rodear el núcleo (102) de bobinado mientras está separado del núcleo (102) de bobinado,
el eliminador (103) de partículas extrañas incluye una parte (104) de flujo de entrada a la que entran el electrodo y la película de separación, y
el eliminador (103) de partículas extrañas está formado para tener una estructura cilíndrica.
2. El dispositivo de bobinado según la reivindicación 1, en el que
el eliminador (103) de partículas extrañas incluye una entrada (105) formada en el interior.
3. El dispositivo de bobinado según la reivindicación 2, en el que
las partículas extrañas inhaladas a través de la entrada (105) se descargan al exterior a través de la parte (101) de cuerpo principal.
4. El dispositivo de bobinado según la reivindicación 1, en el que
el eliminador (103) de partículas extrañas está separado de la parte (101) de cuerpo principal.
5. El dispositivo de bobinado según la reivindicación 1, en el que
el eliminador (103) de partículas extrañas incluye además un imán (107).
6. El dispositivo de bobinado según la reivindicación 5, en el que
el imán (107) está formado en la parte de eliminación de partículas extrañas en la que está formada la parte (104) de flujo de entrada.
7. El dispositivo de bobinado según la reivindicación 1, que comprende además
una parte (108) de cubierta para cubrir una abertura del eliminador (103) de partículas extrañas.
8. El dispositivo de bobinado según la reivindicación 7, en el que
la parte (108) de cubierta está separada de la parte (101) de cuerpo principal.
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