ES3029132T3 - Active material coating method for secondary battery and coating apparatus - Google Patents
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Abstract
Un método de recubrimiento de material activo de batería secundaria según una realización de la presente invención es un método para recubrir un colector de corriente de electrodo de una batería secundaria con un material activo, y comprende los pasos de colocar miembros guía en los lados izquierdo y derecho, respectivamente, del colector de corriente de electrodo con respecto a la dirección de movimiento; y recubrir el colector de corriente de electrodo entre los dos miembros guía con un material activo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Método de recubrimiento de material activo para batería secundaria y aparato de recubrimiento
Sector de la técnica
Referencia cruzada a solicitud(es) relacionada(s)
La presente solicitud reivindica el beneficio de la Solicitud de Patente Coreana n.° 10-2019-0008260 presentada el 22 de enero de 2019 ante la Oficina Coreana de Propiedad Intelectual.
La presente descripción se refiere a un método y a un aparato para recubrir un material activo para una batería secundaria y, más particularmente, a un método y a un aparato para recubrir un material activo para una batería secundaria que evita distorsiones en los límites de recubrimiento durante el recubrimiento de doble lado de un colector de corriente de electrodos.
Antecedentes de la invención
Una batería secundaria puede formarse insertando un conjunto de electrodos compuesto de una placa de electrodo positivo, una placa de electrodo negativo y un separador en una caja y luego sellando el conjunto de electrodos. Cada una de la placa de electrodo positivo o la placa de electrodo negativo (en lo sucesivo denominadas “placa de electrodo”) se produce recubriendo lechadas de material activo sobre un colector de corriente conductor de electrodo positivo o un colector de corriente conductor de electrodo negativo en un espesor fijo, y un conjunto de electrodos puede formarse interponiendo un separador entre ambos colectores de corriente conductores, seguido del enrollado múltiples veces en una forma de lámina enrollada o cilíndrica.
La placa de electrodo puede formarse por una porción recubierta de material activo que tiene la lechada de material activo recubierta sobre la misma, y una porción no recubierta que no tiene la lechada de material activo recubierta sobre la misma. La porción recubierta de material activo se somete a laminación para tener una adhesividad aumentada con respecto a un colector de corriente de electrodos y para aumentar la densidad de capacidad del material activo. La placa de electrodo laminada puede secarse y luego cortarse en un tamaño predeterminado usando un cortador de un ancho predeterminado, para luego utilizarse.
La FIG. 1 es una vista que muestra un colector de corriente de electrodos convencional. La FIG. 2 es una vista que muestra un desequilibrio de recubrimiento que ocurre durante el recubrimiento de doble lado del colector de corriente de electrodos.
Con referencia a la FIG. 1, se forman una porción 15 recubierta sobre la cual se coloca una capa 20 de material activo formada recubriendo un material activo sobre un colector 10 de corriente de electrodos, y una porción 16 no recubierta en donde el material activo no se recubre sobre el colector 10 de corriente de electrodos. Sin embargo, una diferencia en el nivel de carga de recubrimiento se genera por la tensión superficial en el proceso de recubrimiento del material activo, lo cual provoca el problema de que el espesor de la capa 20 de material activo no es uniforme. En otras palabras, la porción de extremo de la capa 20 de material activo correspondiente a un límite entre la porción 16 no recubierta y la porción 15 recubierta se forma no verticalmente sino que se forma en forma de gota y, por consiguiente, la capa 20 de material activo puede tener una diferencia en altura en su conjunto. Esta diferencia en altura puede aliviarse en el proceso de laminación, pero puede ser problemática durante el recubrimiento de doble lado del colector de corriente de electrodos descrito a continuación.
Con referencia a la FIG. 2, una primera capa 20a de material activo formada sobre una superficie del colector 10 de corriente de electrodos y una segunda capa 20b de material activo formada sobre otra superficie cambian ligeramente en el ancho de recubrimiento debido a la tensión superficial cuando ocurre la laminación. Por lo tanto, un espacio puede formarse a una distancia entre las respectivas capas de material activo de un extremo lateral del colector 10 de corriente de electrodos. Este espacio puede aumentar el riesgo de ignición contactando los materiales activos de diferentes polaridades entre sí en el proceso de laminación posterior.
El documento EP 1887641 A1 describe un método para aplicar una pasta de mezcla de electrodos a un material básico.
Explicación de la invención
Problema técnico
Es un objeto de la presente descripción proveer un método y un aparato para recubrir un material activo para una batería secundaria, que evite el desequilibrio del recubrimiento que puede ocurrir durante el recubrimiento de doble lado de un colector de corriente de electrodos.
Sin embargo, el problema que debe resolverse por las realizaciones de la presente descripción no se encuentra limitado a los problemas descritos más arriba, y puede expandirse de forma diversa dentro del alcance de la idea técnica incluida en la presente descripción.
Solución técnica
Según una realización de la presente descripción, se provee un método de recubrimiento de un material activo para una batería secundaria en el cual el material activo se recubre sobre un colector de corriente de electrodos de una batería secundaria como se define en el conjunto de reivindicaciones anexas, comprendiendo el método las etapas de: disponer un miembro guía en cada uno de los lados izquierdo y derecho en base a una dirección de movimiento del colector de corriente de electrodos, y recubrir el material activo sobre el colector de corriente de electrodos entre los dos miembros guía.
La dirección de movimiento del colector de corriente de electrodos se mueve en una dirección lineal por un primer rodillo que rota en una primera dirección de rotación.
El método de recubrimiento de un material activo para una batería secundaria además incluye una etapa en la cual el miembro guía rota y se mueve por un segundo rodillo que rota a lo largo de una segunda dirección de rotación que es la dirección opuesta a la primera dirección de rotación, en donde el segundo rodillo permite que el miembro guía rote en el lugar por un rodillo ubicado en cada uno de ambos extremos del miembro guía.
El método de recubrimiento de un material activo para una batería secundaria puede además incluir una etapa en la cual un limpiador dispuesto en el miembro guía succiona un material activo restante del miembro guía mientras el miembro guía rota.
Junto con el movimiento del colector de corriente de electrodos y el miembro guía y la succión del limpiador, el miembro guía del cual se retira el material activo restante puede volver a disponerse en un área donde el material activo no está recubierto.
Una superficie lateral que forma un límite con la porción recubierta entre ambas superficies laterales del miembro guía puede ser perpendicular a una superficie superior del colector de corriente de electrodos.
Mediante el uso del método de recubrimiento descrito más arriba, una superficie del colector de corriente de electrodos puede recubrirse con el material activo, y otra superficie del colector de corriente de electrodos puede recubrirse de la misma manera que en el método de recubrimiento de una superficie del colector de corriente de electrodos con el material activo.
El método de recubrimiento de un material activo para una batería secundaria puede, después de la etapa de recubrimiento del material activo sobre el colector de corriente de electrodos, comprender además una etapa de retirada del miembro guía del colector de corriente de electrodos, y una etapa de laminación del colector de corriente de electrodos.
El miembro guía puede estar formado por uno de un cinturón de caucho y un cinturón basado en tela.
Un área en la cual se dispone el miembro guía puede corresponder a una porción no recubierta.
Según otra realización de la presente descripción, se provee un aparato para recubrir un material activo para una batería secundaria, el aparato comprendiendo: un primer rodillo para mover un colector de corriente de electrodos, un miembro guía dispuesto para corresponder a una porción no recubierta del colector de corriente de electrodos, un segundo rodillo ubicado respectivamente en ambos extremos del miembro guía para rotar el miembro guía en el lugar, y una máquina de recubrimiento para recubrir el material activo sobre una porción recubierta del colector de corriente de electrodos, en donde la dirección de rotación del primer rodillo y la dirección de rotación del segundo rodillo son opuestas entre sí.
El aparato para recubrir un material activo para una batería secundaria incluye además un limpiador dispuesto en el miembro guía, en donde el limpiador puede succionar un material activo restante del miembro guía.
Una superficie lateral que forma un límite con la porción recubierta entre ambas superficies laterales del miembro guía puede ser perpendicular a una superficie superior del colector de corriente de electrodos.
El miembro guía puede estar formado por uno de un cinturón de caucho y un cinturón basado en tela.
Efectos ventajosos
Según las realizaciones, al disponer un miembro guía en un colector de corriente de electrodos durante el proceso de recubrimiento, puede evitarse el desequilibrio del recubrimiento durante el recubrimiento de doble lado del colector de corriente de electrodos.
Además, dado que se lleva a cabo una limpieza mientras el miembro guía rota, el recubrimiento puede llevarse a cabo de forma continua sin reemplazar el miembro guía.
Breve descripción de los dibujos
La FIG. 1 es una vista que muestra un colector de corriente de electrodos convencional.
La FIG. 2 es una vista que muestra un desequilibrio de recubrimiento que ocurre durante el recubrimiento de doble lado de un colector de corriente de electrodos.
Las FIGS. 3 a 8 son vistas que muestran un método de recubrimiento de un material activo para una batería secundaria según una realización de la presente descripción.
La FIG. 9 es una vista que muestra un aparato para recubrir un material activo para una batería secundaria según otra realización de la presente descripción.
Realización preferente de la invención
En lo sucesivo, varias realizaciones de la presente descripción se describirán en detalle con referencia a los dibujos anexos de modo que las personas con experiencia en la técnica puedan implementarlas fácilmente. La presente descripción puede modificarse de varias maneras diferentes, y no se limita a las realizaciones establecidas en la presente memoria.
Las partes que son irrelevantes para la descripción se omitirán para describir claramente la presente descripción, y numerales de referencia iguales designan elementos iguales a lo largo de la memoria descriptiva.
Además, en los dibujos, el tamaño y espesor de cada elemento se ilustran de forma arbitraria en aras de la descripción, y la presente descripción no se limita necesariamente a aquellos ilustrados en los dibujos. En los dibujos, el espesor de capas, regiones, etc., se exagera en aras de la claridad. En los dibujos, en aras de la descripción, los espesores de algunas capas y regiones se exageran.
Además, a lo largo de la memoria descriptiva, cuando se hace referencia a una parte como una “que incluye” cierto componente, significa que puede incluir además otros componentes, sin excluir los otros componentes, a menos que se establezca lo contrario.
Las FIGS. 3 a 8 son vistas que muestran un método de recubrimiento de un material activo para una batería secundaria según una realización de la presente descripción.
Con referencia a la FIG. 3, un método de recubrimiento de un material activo para una batería secundaria según una realización de la presente descripción es un método de recubrimiento de un material activo sobre un colector de corriente de electrodos de una batería secundaria, el método comprendiendo la etapa de disponer un miembro 50 guía en cada uno de los lados izquierdo y derecho en base a una dirección de movimiento del colector 100 de corriente de electrodos. El colector 100 de corriente de electrodos puede moverse en una dirección lineal por la rotación de un primer rodillo 150. El colector 100 de corriente de electrodos no está particularmente limitado siempre que tenga alta conductividad sin provocar un cambio químico en un electrodo para una batería secundaria según la presente realización. Una fina irregularidad puede formarse en una superficie del colector 100 de corriente de electrodos para aumentar la fuerza de unión del material activo, y el colector 100 de corriente de electrodos puede tener varias formas como, por ejemplo, una película, una hoja, una lámina, una red, un cuerpo poroso, un cuerpo de espuma y una tela no tejida.
El miembro 50 guía puede estar formado por uno de un cinturón de caucho y un cinturón basado en tela. El miembro 50 guía permite que la porción recubierta del colector 100 de corriente de electrodos se recubra de manera uniforme en el proceso de recubrimiento del material activo en un proceso posterior.
La FIG. 4 muestra un estado en el cual el miembro 50 guía se dispone sobre ambas superficies laterales del colector 100 de corriente de electrodos antes de recubrir el material activo. Con referencia a la FIG. 4, una superficie 50s lateral que forma un límite con la porción recubierta entre ambas superficies laterales del miembro 50 guía puede ser perpendicular a una superficie superior del colector 100 de corriente de electrodos. En otras palabras, los dos miembros 50 guía se posicionan para estar espaciados entre sí, y el material activo puede recubrirse entre los dos miembros 50 guía en un proceso descrito más adelante en la presente memoria. En este momento, la superficie lateral del miembro 50 guía que forma un límite con la porción 150 recubierta en la cual el material activo está recubierto se refiere a una superficie lateral del miembro 50 guía que se expone al lado de la porción 150 recubierta. Con referencia a la FIG. 5, una lechada de electrodo se recubre entre dos miembros 50 guía espaciados entre sí para formar una capa 200 de material activo. La lechada de electrodo puede incluir una mezcla de un material activo, un material conductor y un aglutinante. En este caso, con referencia a las FIGS. 1 y 5, a medida que un primer rodillo 150 rota en una primera dirección de rotación, la lechada de electrodo puede recubrirse sobre la porción 150 recubierta, mientras que el colector 100 de corriente de electrodos se mueve linealmente en la dirección de la flecha en la FIG. 1. En otras palabras, la lechada de electrodo puede recubrirse continuamente sobre el colector 100 de corriente de electrodos en una dirección opuesta a la flecha en la FIG. 1.
Con referencia a la FIG. 6, cuando la capa 200 de material activo se forma y luego se seca, el miembro 50 guía puede retirarse. Después de retirar el miembro 50 guía, un electrodo para una batería secundaria puede formarse atravesando un proceso de laminación.
La FIG. 7 es una vista que muestra un aparato para recubrir un material activo para una batería secundaria que incluye un limpiador. La FIG. 8 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea de corte X-Y de la FIG. 7.
Con referencia a las FIGS. 7 y 8, aunque se incluyen la mayoría de las realizaciones ilustradas en las FIGS. 3 a 6, pueden además incluirse los siguientes contenidos.
El método de recubrimiento de un material activo para una batería secundaria según la presente realización puede incluir además una etapa en la cual el miembro 50 guía rota y se mueve por un segundo rodillo 250 que rota a lo largo de una segunda dirección de rotación que es la dirección opuesta a la primera dirección de rotación del primer rodillo 150 que se muestra en la FIG. 3. En este caso, el segundo rodillo 250 puede permitir al miembro 50 guía rotar en el lugar por un rodillo ubicado respectivamente en ambos extremos del miembro 50 guía. Aquí, ambos extremos del miembro 50 guía indican ambos extremos del miembro 50 guía espaciados entre sí a lo largo de la dirección de movimiento del colector 100 de corriente de electrodos.
Además, según la presente realización, el método puede además incluir una etapa en la cual un limpiador 300 dispuesto en el miembro 50 guía succiona un material activo restante del miembro 50 guía mientras el miembro 50 guía rota. Junto con el movimiento del colector 100 de corriente de electrodos y el miembro 50 guía y la succión del limpiador 300, el miembro 50 guía del cual se retiran materiales activos restantes puede volver a disponerse en un área de una porción no recubierta donde el material activo no está recubierto. En otras palabras, cuando el material activo se recubre entre dos miembros 50 guía mediante el uso de una máquina 400 de recubrimiento de material activo que se muestra en la FIG. 9 que se describirá más adelante en un estado donde se dispone el miembro 50 guía, una porción de los materiales activos permanece en el miembro 50 guía. Cuando dichos materiales activos restantes se succionan a través del limpiador 300 y el miembro 50 guía vuelve a disponerse en el colector 100 de corriente de electrodos a través del movimiento de rotación, el miembro 50 guía puede usarse continuamente sin reemplazo y, por lo tanto, puede mejorarse la eficiencia del proceso.
Con referencia a la FIG. 8, si una velocidad de rotación a lo largo de la segunda dirección de rotación del segundo rodillo 250 se adapta a una velocidad de rotación a lo largo de la primera dirección de rotación del primer rodillo 150 en la FIG. 3, el miembro 50 guía puede rotar en el lugar aunque el colector 100 de corriente de electrodos se mueva linealmente a lo largo de la dirección de la flecha en la FIG. 8.
Una superficie del colector 100 de corriente de electrodos puede recubrirse con un material activo mediante el uso del método de recubrimiento descrito más arriba, y luego la otra superficie del colector 100 de corriente de electrodos también puede recubrirse de la misma manera que en el método de recubrimiento descrito más arriba. En este caso, el miembro 50 guía se usa para aclarar un área de recubrimiento y para reducir una diferencia en la distorsión que ocurre en ambas superficies laterales del colector 100 de corriente de electrodos según una forma de extremo generada por una tensión superficial, por medio de lo cual puede reducirse el riesgo de ignición. En particular, si no hay ningún miembro guía como en la presente realización, la porción de extremo recubierta puede distorsionarse por varios motivos. Según la presente realización, el miembro 50 guía puede reducir un error debido a una tensión superficial y minimizar una diferencia en el recubrimiento de dos etapas de las superficies superior e inferior del colector 100 de corriente de electrodos.
La FIG. 9 es una vista que muestra un aparato para recubrir un material activo para una batería secundaria según otra realización de la presente descripción.
El aparato para recubrir un material activo para una batería secundaria según la presente realización puede ser un medio a modo de ejemplo para llevar a cabo el método de recubrimiento de un material activo para una batería secundaria como se describe más arriba. Con referencia a las FIGS. 3 a 8 descritas más arriba y a la FIG. 9, el aparato para recubrir un material activo para una batería secundaria según la presente realización comprende: un primer rodillo 150 para mover un colector 100 de corriente de electrodos, un miembro 50 guía dispuesto para corresponder a una porción 160 no recubierta del colector 100 de corriente de electrodos, un segundo rodillo 250 ubicado respectivamente en ambos extremos del miembro 50 guía para rotar el miembro 50 guía en el lugar, y una máquina 400 de recubrimiento para recubrir el material activo sobre la porción 150 recubierta del colector 100 de corriente de electrodos. En este caso, la dirección de rotación del primer rodillo 150 y la dirección de rotación del segundo rodillo 250 son opuestas entre sí. La máquina 400 de recubrimiento puede estar provista de un puerto 410 de inyección de recubrimiento para inyectar un material activo sobre el colector 100 de corriente de electrodos.
El aparato de recubrimiento según la presente realización además incluye un limpiador 300 dispuesto en el miembro 50 guía, en donde el limpiador 300 puede succionar el material activo restante del miembro 50 guía. Una superficie lateral que forma un límite con la porción 150 recubierta entre ambas superficies laterales del miembro 50 guía puede ser perpendicular a una superficie superior del colector 100 de corriente de electrodos.
Claims (12)
1. Un método de recubrimiento de un material activo para una batería secundaria en el cual el material activo se recubre sobre un colector (100) de corriente de electrodos de la batería secundaria, el método comprendiendo las etapas de:
disponer un miembro (50) guía en cada uno de los lados izquierdo y derecho en base a una dirección de movimiento del colector (100) de corriente de electrodos, y
recubrir el material activo sobre el colector de corriente de electrodos entre los dos miembros guía,
en donde la dirección de movimiento del colector (100) de corriente de electrodos se mueve en una dirección lineal por un primer rodillo (150) que rota en una primera dirección de rotación, y
el método además comprende una etapa en la cual el miembro (50) guía rota y se mueve por un segundo rodillo (250) que rota a lo largo de una segunda dirección de rotación que es la dirección opuesta a la primera dirección de rotación; y
en donde el segundo rodillo (250) permite al miembro (50) guía rotar en el lugar por rodillos ubicados respectivamente en ambos extremos del miembro (50) guía.
2. El método de recubrimiento de un material activo para una batería secundaria según la reivindicación 1, en donde el método además comprende una etapa en la cual materiales activos restantes del miembro (50) guía se succionan por un limpiador (300) dispuesto en el miembro (50) guía mientras el miembro guía rota.
3. El método de recubrimiento de un material activo para una batería secundaria según la reivindicación 2, en donde el miembro (50) guía del cual se retira el material activo restante se redispone en un área donde el material activo no está recubierto.
4. El método de recubrimiento de un material activo para una batería secundaria según la reivindicación 1, en donde una superficie lateral que forma un límite con la porción recubierta entre ambas superficies laterales del miembro (50) guía es perpendicular a una superficie superior del colector (100) de corriente de electrodos.
5. El método de recubrimiento de un material activo para una batería secundaria según la reivindicación 1, en donde una superficie del colector (100) de corriente de electrodos se recubre con el material activo mediante el uso del método de recubrimiento de la reivindicación 1, y otra superficie del colector (100) de corriente de electrodos se recubre de la misma manera que en el método de recubrimiento de una superficie del colector (100) de corriente de electrodos con el material activo.
6. El método de recubrimiento de un material activo para una batería secundaria según la reivindicación 1, en donde después de la etapa de recubrimiento del material activo sobre el colector (100) de corriente de electrodos, el método además comprende:
una etapa de retirar el miembro (50) guía del colector (100) de corriente de electrodos, y
una etapa de laminación del colector (100) de corriente de electrodos.
7. El método de recubrimiento de un material activo para una batería secundaria según la reivindicación 1, en donde el miembro (50) guía está formado por uno de un cinturón de caucho y un cinturón basado en tela.
8. El método de recubrimiento de un material activo para una batería secundaria según la reivindicación 1, en donde un área en la cual el miembro (50) guía se dispone corresponde a una porción no recubierta.
9. Un aparato para recubrir un material activo para una batería secundaria, el aparato comprendiendo:
un primer rodillo (150) para mover un colector de corriente de electrodos,
un miembro guía dispuesto para corresponder a una porción no recubierta del colector de corriente de electrodos, un segundo rodillo (250) ubicado respectivamente en ambos extremos del miembro (50) guía para rotar el miembro (50) guía en el lugar, y
una máquina de recubrimiento para recubrir el material activo en una porción recubierta del colector (100) de corriente de electrodos,
en donde la dirección de rotación del primer rodillo (150) y la dirección de rotación del segundo rodillo (250) son opuestas entre sí.
10. El aparato para recubrir un material activo para una batería secundaria según la reivindicación 9, que además comprende un limpiador dispuesto en el miembro (50) guía, en donde el limpiador (300) está configurado para succionar los materiales activos restantes del miembro (50) guía.
11. El aparato para recubrir un material activo para una batería secundaria según la reivindicación 9, en donde la una superficie lateral que forma un límite con la porción recubierta entre ambas superficies laterales del miembro (50) guía es perpendicular a una superficie superior del colector (100) de corriente de electrodos.
12. El aparato para recubrir un material activo para una batería secundaria según la reivindicación 9, en donde el miembro (50) guía está formado por uno de un cinturón de caucho y un cinturón basado en tela.
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