ES3048466T3 - Adhesive layer coating unit, electrode assembly manufacturing apparatus and electrode assembly manufacturing method - Google Patents
Adhesive layer coating unit, electrode assembly manufacturing apparatus and electrode assembly manufacturing methodInfo
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Abstract
La presente invención se refiere a un elemento de recubrimiento de capa adhesiva para el recubrimiento continuo de una capa adhesiva con un primer ancho en la dirección longitudinal de un primer separador. Dicho elemento de recubrimiento comprende: un rodillo de transporte para transportar el primer separador, soportando su superficie inferior; un rodillo de descarga para transportar el primer separador junto con el rodillo de transporte, soportando su superficie superior tras pasar por el rodillo de transporte, donde el rodillo de descarga presenta una ranura de recubrimiento de curva cerrada con un primer ancho formado en su superficie principal; y un elemento de recubrimiento para inyectar un adhesivo entre el rodillo de descarga y la superficie superior del primer separador tras pasar por el rodillo de transporte, donde la superficie superior del primer separador se recubre continuamente con una capa adhesiva con un primer ancho mientras el adhesivo se introduce en la ranura de recubrimiento del rodillo de descarga. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Unidad de recubrimiento de capa adhesiva, aparato de fabricación de conjunto de electrodos y método de fabricación de conjunto de electrodos
[0003] Campo técnico
[0004] La presente invención se refiere a una unidad de recubrimiento de capa adhesiva, un aparato de fabricación de conjunto de electrodos que comprende la misma y un método de fabricación de conjunto de electrodos y, particularmente, a una unidad de recubrimiento de capa adhesiva, un aparato de fabricación de conjunto de electrodos que comprende la misma y un método de fabricación de conjunto de electrodos, mediante los cuales puede aplicarse una capa adhesiva que tiene una anchura y un grosor uniformes sobre una superficie de un separador, y puede evitarse un fallo de desalineamiento del electrodo disponiendo alternativamente un electrodo y el separador recubierto con la capa adhesiva.
[0005] Antecedentes
[0006] En general, las baterías secundarias se refieren a baterías que se pueden cargar y descargar, a diferencia de las baterías primarias que no se pueden cargar, y el uso de una batería secundaria de este tipo está extendido en el campo de la electrónica de alta tecnología, tal como teléfonos, ordenadores portátiles y cámaras de vídeo.
[0007] Las baterías secundarias están clasificadas en una batería secundaria de tipo lata, en la que un conjunto de electrodos está almacenado en una lata metálica, y una batería secundaria de tipo bolsa, en la que un conjunto de electrodos está almacenado en una bolsa. También, la batería secundaria de tipo bolsa comprende un conjunto de electrodos que tiene una lengüeta de electrodo, un cable de electrodo acoplado a la lengüeta de electrodo y una carcasa de batería que aloja el conjunto de electrodos en un estado en el que un extremo delantero del cable de electrodo está extraído al exterior. También, el conjunto de electrodos tiene una estructura en la que el electrodo y el separador están apilados alternativamente, y la carcasa de batería comprende una porción de alojamiento para alojar el conjunto de electrodos y una porción de sellado formada a lo largo de una superficie de borde de la porción de alojamiento.
[0008] Entretanto, el método para fabricar el conjunto de electrodos comprende suministrar un primer separador, disponer un electrodo sobre una superficie superior del primer separador, disponer un segundo separador sobre una superficie superior del electrodo, unir el primer separador, el electrodo y el segundo separador y cortar los primer y segundo separadores entre electrodos correspondientes entre sí.
[0009] Sin embargo, durante un método de fabricación de conjunto de electrodos según la técnica relacionada, la posición del electrodo dispuesto entre los primer y segundo separadores vibra y desvía. Es decir, se produce un fallo de desalineamiento en el electrodo.
[0010] El documento US 2015/0202647 A1 se refiere a un miembro de rodillo que tiene una superficie circunferencial exterior en la que están formadas una pluralidad de ranuras, en donde la pluralidad de ranuras están dispuestas en un ángulo relativo a una dirección paralela a un eje central del miembro de rodillo. Un dispositivo de recubrimiento para recubrir un miembro de película con un líquido de recubrimiento, comprendiendo el dispositivo de recubrimiento el miembro de rodillo. Un dispositivo de producción de separador para producir un separador en el que una capa resistente al calor está laminada sobre un sustrato. El dispositivo de producción de separador comprende el dispositivo de recubrimiento. Un dispositivo de producción de batería secundaria para producir una batería secundaria comprende una placa de electrodo positivo, una placa de electrodo negativo y un par de separadores que intercalan la placa de electrodo positivo o la placa de electrodo negativo en medio. El dispositivo de producción de batería secundaria comprende el dispositivo de producción de separador.
[0011] El documento JP 2001 357839 A proporciona un método de fabricación para una batería capaz de evitar el ensuciamiento de un rodillo para llevar un separador provocado por un adhesivo y la rotura del separador por una fuerza excesiva aplicada al separador, en donde el adhesivo dentro de los rebajes instalados sobre la superficie de un rodillo de recubrimiento se transfiere a la superficie del separador, el adhesivo está suministrado a la superficie del separador estirado entre dos rodillos de transporte y transferido al separador.
[0012] Divulgación de la invención
[0013] Problema técnico
[0014] Un objeto de la presente invención es proporcionar una unidad de recubrimiento de capa adhesiva, un aparato de fabricación de conjunto de electrodos que comprende la misma y un método de fabricación de conjunto de electrodos, mediante el cual una capa adhesiva que tiene un anchura y grosor uniformes puede aplicarse sobre una superficie de un separador, y un electrodo y el separador están apilados alternativamente. Por tanto, el
electrodo y el separador pueden estar unidos cuando se fabrica un conjunto de electrodos y, por consiguiente, es posible evitar que el electrodo vibre y se desvíe, es decir, puede evitarse un fallo de desalineamiento del electrodo.
[0016] Solución técnica
[0018] La presente invención proporciona una unidad de recubrimiento de capa adhesiva (120) según la reivindicación 1, configurada para aplicar de manera continua una capa adhesiva (12) que tiene una primera anchura en una dirección longitudinal de un primer separador (11). La unidad de recubrimiento de capa adhesiva (120) comprende: un rodillo de transferencia (121) configurado para soportar una superficie inferior del primer separador (11) y transferir el primer separador (11); un rodillo de descarga (122) configurado para transferir el primer separador (11), que ha pasado a través del rodillo de transferencia (121), junto con el rodillo de transferencia (121) mientras soporta una superficie superior del primer separador (11), en donde está formada una ranura de recubrimiento (122a) que tiene la primera anchura y una forma de curva cerrada en una superficie circunferencial del rodillo de descarga (122); y un miembro de recubrimiento (123) configurado para inyectar un adhesivo (12a) en un espacio entre el rodillo de descarga (122) y la superficie superior del primer separador (11) que ha pasado a través del rodillo de transferencia (121), en donde a medida que el adhesivo (12a) fluye en la ranura de recubrimiento (122a) del rodillo de descarga (122), la capa adhesiva (12) que tiene la primera anchura está aplicada de manera continua sobre la superficie superior del primer separador (11); una carcasa (124), en donde el rodillo de transferencia (121) y el rodillo de descarga (122) están instalados en el interior de la carcasa (124), y ambos extremos entre el rodillo de transferencia (121) y el rodillo de descarga (122) están terminados de este modo; y un miembro de curado (130) que emite una fuente de luz hacia el primer separador (11) y cura la capa adhesiva (12), que está aplicada de manera continua sobre el primer separador (11), hasta una viscosidad predefinida, en donde una profundidad de la ranura de recubrimiento (122a) es de 5 a 15 pm, y la capa adhesiva (12) que tiene un grosor de 5 a 15 pm está aplicada sobre la superficie superior del primer separador (11), en donde un punto central del rodillo de descarga (a2) está dispuesto sobre una línea vertical diferente desde un punto central del rodillo de transferencia (a1), y está dispuesto sobre el punto central del rodillo de transferencia (a1), en donde la primera anchura es menor que una anchura del primer separador (11).
[0020] La capa adhesiva (12) puede estar provista de acrilato o epoxi, que es un monómero curable.
[0022] La viscosidad predefinida puede ser de 50 Pas a 100 Pas (50000 a 100000 cP) a 25 °C.
[0024] Un aparato de fabricación de conjunto de electrodos (100) de la presente invención se define en la reivindicación 4 y comprende: una unidad de suministro de primer separador (110) configurada para suministrar un primer separador (11); una unidad de recubrimiento de capa adhesiva (120) que aplica de manera continua una capa adhesiva (12) que tiene una primera anchura en una dirección longitudinal del primer separador (11); una unidad de suministro de electrodo (140) configurada para disponer un electrodo (13) sobre la capa adhesiva (12) aplicada sobre el primer separador (11); y una unidad de suministro de segundo separador (150) configurada para disponer un segundo separador (14) sobre una superficie superior del electrodo (13).
[0026] El aparato de fabricación de conjunto de electrodos (100) puede comprender además: una unidad de laminación (160) configurada para unir una pila del primer separador (11), el electrodo (13) y el segundo separador (14) que han pasado a través de la unidad de suministro de segundo separador (150); y una unidad de corte (170) configurada para cortar el primer separador (11) y el segundo separador (14) que están colocados entre electrodos (13) orientados entre sí en la pila.
[0028] Un método de fabricación de conjunto de electrodos de la presente invención se define en la reivindicación 6, está adaptado al aparato de fabricación de conjunto de electrodos (100) y comprende: un proceso de suministro de primer separador (S10) para suministrar un primer separador (11); un proceso de recubrimiento de capa adhesiva (S20) para aplicar de manera continua una capa adhesiva (12) que tiene una primera anchura en una dirección longitudinal del primer separador (11); un proceso de suministro de electrodo (S40) para disponer un electrodo (13) sobre la capa adhesiva (12) aplicada sobre el primer separador (11); y un proceso de suministro de segundo separador (S50) para disponer un segundo separador (14) sobre una superficie superior del electrodo (13) dispuesto sobre el primer separador (11), un proceso de laminación (S60) para unir una pila del primer separador (11), el electrodo (13), y el segundo separador (14); y un proceso de corte (S70) para cortar los primer y segundo separadores (11, 14) que están colocados entre electrodos (13) orientados entre sí en la pila, en donde el proceso de recubrimiento de capa adhesiva (S20) comprende un proceso de transferencia para transferir el primer separador (11) con un rodillo de transferencia (121) mientras soporta una superficie inferior del primer separador (11), un proceso de descarga para transferir el primer separador (11), que ha pasado a través del rodillo de transferencia (121), con un rodillo de descarga (122) junto con el rodillo de transferencia (121) mientras soporta una superficie superior del primer separador (11), en donde está formada una ranura de recubrimiento (122a) que tiene la primera anchura y una forma de curva cerrada en una superficie circunferencial del rodillo de descarga (122), y un proceso de fundición de solución para inyectar un adhesivo (12a) en un espacio entre el rodillo de descarga (122) y la superficie superior del primer separador (11) que ha pasado a través del rodillo de transferencia (121) , en donde a medida que el adhesivo (12a) fluye en la ranura de recubrimiento (122a) del rodillo de descarga (122) , la capa adhesiva (12) que tiene la primera anchura se aplica de manera continua sobre la superficie superior
del primer separador (11), y un proceso de curado (S30) para curar la capa adhesiva (12), que se aplica sobre el primer separador (11), a una viscosidad predefinida cuando se completa el proceso de fundición de solución. Una profundidad de la ranura de recubrimiento (122a) puede ser de 5 a 15 pm y la capa adhesiva (12) que tiene un grosor de 5 a 15 pm puede aplicarse sobre la superficie superior del primer separador.
[0029] La capa adhesiva (12) puede estar provista de acrilato o epoxi, que es un monómero curable.
[0030] En el proceso de curado (S30), puede emitirse una fuente de luz hacia el primer separador (11) transferido a través del rodillo de descarga (122), y la capa adhesiva (12) aplicada sobre el primer separador (11) puede curarse a la viscosidad predefinida, en donde cuando la viscosidad predefinida es de 5o Pas a 100 Pas (50000 a 100000 cP) a 25 °C, una fuerza adhesiva entre el electrodo y el primer separador (11) puede ser de 0,196 a 0,392 N (20 a 40 gf).
[0031] Efectos ventajosos
[0032] La unidad de recubrimiento de capa adhesiva de la presente invención comprende el rodillo de transferencia, el rodillo de descarga, el miembro de recubrimiento y el miembro de curado y, por tanto, la capa adhesiva que tiene la primera anchura puede aplicarse de manera conveniente sobre la superficie del primer separador. Por consiguiente, puede mejorarse la eficacia de trabajo y pueden simplificarse los procesos.
[0033] También, la unidad de recubrimiento de capa adhesiva de la presente invención comprende además una carcasa y, por tanto, un espacio de alojamiento relleno de la cantidad determinada del adhesivo puede formarse entre la carcasa, el rodillo de transferencia y el rodillo de descarga. Por consiguiente, el adhesivo puede inyectarse de manera uniforme o aplicarse sobre la totalidad del primer separador que pasa a través del rodillo de transferencia y el rodillo de descarga.
[0034] También, el miembro de curado de la unidad de recubrimiento de capa adhesiva de la presente invención usa una lámpara UV para emitir la fuente de luz. Por tanto, el adhesivo puede curarse simultáneamente cuando se aplica sobre la superficie superior del primer separador.
[0035] También, el aparato de fabricación de conjunto de electrodos de la presente invención comprende la unidad de suministro de primer separador, la unidad de recubrimiento de capa adhesiva, la unidad de curado, la unidad de suministro de electrodo y la unidad de suministro de segundo separador. Por tanto, la capa adhesiva se aplica sobre la superficie superior del primer separador y, por consiguiente, es posible evitar que el electrodo vibre y se desvíe cuando están dispuestos el electrodo y el primer separador, es decir, puede evitarse el fallo de desalineamiento del electrodo.
[0036] También, en el aparato de fabricación de conjunto de electrodos de la presente invención, el punto central del rodillo de transferencia y el punto central del rodillo de descarga están colocados en líneas verticales diferentes, y el punto central del rodillo de descarga está dispuesto por encima del punto central del rodillo de transferencia. Es decir, a medida que el rodillo de descarga se mantiene en una posición más alta que el rodillo de transferencia, es posible evitar que el adhesivo aplicado sobre el primer separador entre el rodillo de transferencia y el rodillo de descarga rebose del rodillo de descarga.
[0037] Breve descripción de los dibujos
[0038] La figura 1 es una vista en perspectiva que ilustra una unidad de recubrimiento de adhesivo según una primera realización de la presente invención.
[0039] La figura 2 es una vista en sección transversal lateral que ilustra la unidad de recubrimiento de adhesivo según la primera realización de la presente invención.
[0040] La figura 3 es una vista en sección transversal plana que ilustra la unidad de recubrimiento de adhesivo según la primera realización de la presente invención.
[0041] La figura 4 es una vista de proceso que ilustra esquemáticamente un aparato de fabricación de conjunto de electrodos según una segunda realización de la presente invención.
[0042] La figura 5 es una vista en planta que ilustra una pila que está fabricada mediante el aparato de fabricación de conjunto de electrodos según la segunda realización de la presente invención.
[0043] La figura 6 es un diagrama de flujo que muestra el método de fabricación de conjunto de electrodos según la segunda realización de la presente invención.
[0044] La figura 7 es una vista que muestra un ejemplo de preparación que está fabricado por el aparato de fabricación de conjunto de electrodos según la segunda realización de la presente invención.
[0045] La figura 8 es un gráfico en el que se miden las fuerzas adhesivas de ejemplos de preparación fabricados por el aparato de fabricación de conjunto de electrodos según la segunda realización de la presente invención.
[0046] Modo para llevar a cabo la invención
[0047] A continuación en el presente documento, se describirán en detalle realizaciones de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos a fin de que un experto en la técnica a la que pertenece la presente invención las lleve a cabo con facilidad. También, en los dibujos, se omitirán las partes que no sean relevantes para la descripción para describir con claridad la presente invención y los elementos similares se designarán mediante números de referencia similares a lo largo de la memoria descriptiva.
[0048] [Conjunto de electrodos de la presente invención]
[0049] Haciendo referencia a la figura 4, el conjunto de electrodos de la presente invención comprende uno o más conjuntos de electrodos 10, y cada uno de los conjuntos de electrodos 10 tiene una estructura en la que un primer separador 11, una capa adhesiva 12, un electrodo 13 y un segundo separador 14 están dispuestos alternativamente.
[0050] Aquí, haciendo referencia a la vista ampliada de la figura 4, la capa adhesiva 12 que tiene una primera anchura está proporcionada sobre la superficie superior del primer separador y tiene un grosor totalmente uniforme. Particularmente, una primera anchura a de la capa adhesiva 12 se establece entre el 3 y el 7 % de una anchura general p del primer separador, preferiblemente, en el 5 %.
[0051] En el conjunto de electrodos que tiene la estructura anterior de la presente invención, la capa adhesiva 12 puede evitar que el electrodo 13 dispuesto sobre la superficie superior del primer separador 11 vibre y se desvíe, es decir, puede evitarse el fallo de desalineamiento del electrodo. De manera adicional, es posible evitar que el rendimiento de la batería se deteriore mediante la optimización de la anchura de la capa adhesiva.
[0052] Entretanto, el primer separador recubierto con la capa adhesiva está fabricado mediante la unidad de recubrimiento de capa adhesiva según una primera realización de la presente invención.
[0053] [Unidad de recubrimiento de capa adhesiva según una primera realización de la presente invención]
[0054] La unidad de recubrimiento de capa adhesiva según la primera realización de la presente invención tiene una estructura capaz de aplicar de manera continua una capa adhesiva que tiene la misma anchura y grosor sobre una superficie de un separador mediante un método novedoso. Por consiguiente, puede mejorarse la eficacia de trabajo y pueden simplificarse los procesos.
[0055] Es decir, como se ilustra en las figuras 1 a 3, una unidad de recubrimiento de capa adhesiva 120 según la primera realización de la presente invención aplica de manera continua la capa adhesiva 12 en la dirección longitudinal del primer separador 11. Particularmente, la unidad de recubrimiento de capa adhesiva 120 puede aplicar una pluralidad de capas adhesivas 12 en la dirección de anchura del primer separador 11, es decir, la unidad de recubrimiento de capa adhesiva 120 tiene una estructura que modela y recubre la superficie del primer separador con las capas adhesivas.
[0056] La unidad de recubrimiento de capa adhesiva 120 comprende un rodillo de transferencia 121, un rodillo de descarga 122, un miembro de recubrimiento 123 y un miembro de curado 130.
[0057] Rodillo de transferencia
[0058] El rodillo de transferencia 121 soporta la superficie inferior del primer separador 11 y mueve el primer separador 11 de un lado al otro (de izquierda a derecha cuando se ve en la figura 1) cuando rota.
[0059] Rodillo de descarga
[0060] El rodillo de descarga 122 transfiere el primer separador 11, que ha pasado a través del rodillo de transferencia 121, junto con el rodillo de transferencia 121 mientras soporta una superficie superior del primer separador 11. Una ranura de recubrimiento 122a que tiene una primera anchura y una forma de curva cerrada está formada en una superficie circunferencial del rodillo de descarga. Aquí, la primera anchura a es menor que una anchura p del primer separador.
[0061] Es decir, el rodillo de descarga 122 comprende la ranura de recubrimiento 122a que tiene la forma de curva cerrada y una superficie de soporte 122b que transfiere el primer separador 11 mientras soporta el primer separador 11.
[0062] Miembro de recubrimiento
[0063] El miembro de recubrimiento 123 inyecta un adhesivo 12a en un hueco entre el rodillo de descarga 122 y la superficie superior del primer separador 11 que ha pasado a través del rodillo de transferencia 121. Así, a medida que el adhesivo 12a fluye en la ranura de recubrimiento 122a del rodillo de descarga 122, la capa adhesiva 12 que tiene la primera anchura se aplica de manera continua sobre la superficie superior del primer separador 11. Entretanto, el miembro de recubrimiento 123 comprende un depósito de almacenamiento, en el que se almacena el adhesivo, y una boquilla de inyección, que inyecta el adhesivo almacenado en el depósito de almacenamiento en el hueco entre el rodillo de descarga 122 y la superficie superior del primer separador 11.
[0064] En la unidad de recubrimiento de capa adhesiva 120 que tiene la estructura anterior según la primera realización de la presente invención, cuando el primer separador 11 está transferido por el rodillo de transferencia 121 y el rodillo de descarga 122, el miembro de recubrimiento 123 aplica el adhesivo en el hueco entre el rodillo de descarga 122 y la superficie superior del primer separador 11 que ha pasado a través del rodillo de transferencia 121. Así, a medida que el adhesivo 12a fluye solo en la ranura de recubrimiento 122a del rodillo de descarga 122, la capa adhesiva 12 que tiene la primera anchura se aplica de manera continua en la dirección longitudinal del primer separador 11.
[0065] Aquí, la capa adhesiva 12 tiene la misma anchura y grosor que la ranura de recubrimiento 122a. Entretanto, debido a la superficie de soporte 122b del rodillo de descarga 122, una capa adhesiva no está formada sobre el resto del primer separador 11 distinto de la ranura de recubrimiento 122a.
[0066] Por tanto, la unidad de recubrimiento de capa adhesiva 120 según la primera realización de la presente invención puede aplicar de manera continua la capa adhesiva 12 en la dirección longitudinal del primer separador 11. Por consiguiente, puede mejorarse la eficacia de trabajo y pueden simplificarse los procesos.
[0067] Particularmente, la unidad de recubrimiento de capa adhesiva 120 según la primera realización de la presente invención puede aplicar de manera continua la capa adhesiva que tiene la misma anchura y grosor sobre la superficie del separador incluso sin un proceso de ajuste independiente.
[0068] Entretanto, el rodillo de descarga 122 puede comprender además al menos una ranura de recubrimiento que tiene una segunda anchura sobre la superficie circunferencial de la misma y, por consiguiente, la superficie del primer separador puede estar modelada y recubierta con dos o más capas adhesivas.
[0069] Particularmente, la primera anchura y la segunda anchura pueden ser iguales entre sí o diferentes entre sí. Es decir, cuando la primera anchura y la segunda anchura son iguales entre sí, la superficie del primer separador puede estar modelada y recubierta con las capas adhesivas que tienen la misma anchura. Cuando la primera anchura y la segunda anchura son diferentes entre sí, la superficie del primer separador puede estar modelada y recubierta con las capas adhesivas que tienen diferentes anchuras.
[0070] Entretanto, la profundidad de la ranura de recubrimiento 122a es de 5 a 15 pm, preferiblemente de 8 a 10 pm. Por consiguiente, la capa adhesiva 12 que tiene el grosor de 5 a 15 pm, preferiblemente, la capa adhesiva 12 que tiene el grosor de 8 a 10 pm está aplicada sobre la superficie superior del primer separador 11.
[0071] Aquí, cuando la profundidad de la ranura de recubrimiento 122a es de 5 mm o inferior, la capa adhesiva no fluye con regularidad en la ranura de recubrimiento 122a y, por tanto, puede formarse una capa adhesiva 12 defectuosa. También, cuando la profundidad de la ranura de recubrimiento 122a es de 15 mm o más, el número de electrodos apilados puede reducirse debido al aumento del grosor de la pila y, como resultado, puede deteriorarse el rendimiento de la batería.
[0072] Por tanto, la profundidad de la ranura de recubrimiento 122a es de 5 a 15 pm. Por consiguiente, la capa adhesiva 12 que tiene el grosor de 5 a 15 pm puede aplicarse de manera estable sobre la superficie superior del primer separador 11, y puede asegurarse de manera estable el rendimiento de la batería.
[0073] Entretanto, el rodillo de descarga 122 está dispuesto sobre el rodillo de transferencia 121 cuando se ve en la figura 2. Es decir, un punto central a1 del rodillo de transferencia 121 y un punto central a2 del rodillo de descarga 122 están colocados sobre líneas verticales diferentes, y el punto central a2 del rodillo de descarga 122 está dispuesto sobre el punto central a1 del rodillo de transferencia 121 cuando se ve con respecto al suelo. Por consiguiente, es posible evitar que el adhesivo 12a aplicado sobre el primer separador 11 entre el rodillo de transferencia 121 y el rodillo de descarga 122 rebose del rodillo de descarga 122.
[0074] Entretanto, el miembro de recubrimiento 123 aplica el adhesivo 12a sobre la superficie superior del primer separador 11 a través de un proceso de fundición de solución y, por consiguiente, el adhesivo 12a puede aplicarse de manera estable sobre la superficie superior del primer separador 11.
[0075] Entretanto, el área del adhesivo 12 está establecida para no superar el 5%de toda el área del primer separador 11. Es decir, cuando el área de la capa adhesiva 12 es mayor que el 5 % del área del primer separador 11, el rendimiento de la batería se deteriora un 3 % o más.
[0077] Entretanto, la unidad de recubrimiento de capa adhesiva 120 comprende además una carcasa 124. El rodillo de transferencia 121 y el rodillo de descarga 122 están instalados en el interior de la carcasa 124, y ambos extremos entre el rodillo de transferencia 121 y el rodillo de descarga 122 están terminados de este modo.
[0079] Es decir, el rodillo de transferencia 121 y el rodillo de descarga 122 están instalados con rotación libre en la carcasa 124, y ambas paredes interiores de los mismos terminan en porciones laterales entre el rodillo de transferencia 121 y el rodillo de descarga 122. Por consiguiente, la carcasa puede evitar que el adhesivo aplicado sobre el primer separador entre el rodillo de transferencia 121 y el rodillo de descarga 122 fluya hacia abajo hacia tanto las porciones laterales del rodillo de transferencia 121 y el rodillo de descarga 122.
[0081] Entretanto, la unidad de recubrimiento de capa adhesiva según la primera realización de la presente invención comprende además un miembro de curado 130 que cura la capa adhesiva, que se ha aplicado sobre el primer separador, a una viscosidad predefinida.
[0083] Miembro de curado
[0085] El miembro de curado 130 está provisto por debajo del rodillo de descarga 122 y emite una fuente de luz hacia el primer separador 11, que se transfiere a lo largo del rodillo de descarga 122, y cura la capa adhesiva 12 aplicada sobre el primer separador 11.
[0087] Aquí, el miembro de curado 130 puede usar uno de una lámpara de mercurio, una lámpara de haluro metálico o un LED UV a fin de aumentar la resistencia de curado de la capa adhesiva 12 aplicada sobre el primer separador 11. Particularmente, se usa el LED UV. Aquí, cuando se usa el LED UV, se aplica la intensidad de la fuente de luz que tiene 0,5 J/cm2.
[0089] Entretanto, el miembro de curado 130 cura la capa adhesiva de modo que la capa adhesiva no se infiltra en más del 30 % o más del grosor del primer separador, preferiblemente, 20 % o más. Por consiguiente, el acoplamiento entre la capa adhesiva y el primer separador 11 puede mejorarse mientras que se minimiza la desviación de grosor de la capa adhesiva 12.
[0091] Entretanto, la viscosidad predefinida puede ser de 50 Pa s a 100 Pa s (50000 a 100000 cP) a 25 °C, preferiblemente, 6,5 Pa s (6500 cP). Aquí, cuando la viscosidad predefinida es de 50 Pa s (50000 cP) o menos, todo el adhesivo se infiltra en el separador poroso, y el adhesivo puede fluir fuera de la superficie opuesta del separador. Cuando 100 Pa s (100000 cP) o más, es difícil mezclar el adhesivo, el adhesivo no está inyectado en la ranura de recubrimiento 122a debido a la mala fluencia. Por tanto, la viscosidad predefinida puede ser de 50 Pa s a 100 Pa s (50000 a 100000 cP) a 25 °C y, por consiguiente, la capa adhesiva puede aplicarse de manera estable sobre la superficie superior del primer separador.
[0093] Entretanto, cuando la viscosidad predefinida es de 50 Pa s a 100 Pa s (50000 a 100000 cP) a 25 °C, una fuerza adhesiva entre el electrodo y el primer separador es de 0,196 a 0,392 N (de 20 a 40 gf).
[0095] Entretanto, la capa adhesiva está provista de un material curable. Por ejemplo, el adhesivo está provisto de acrilato o epoxi, que es un monómero. Particularmente, el acrilato o epoxi tiene una gran resistencia de curado debido a una fuente de luz UV.
[0097] A continuación en el presente documento, al describir otra realización de la presente invención, a los componentes que tienen las mismas funciones que las de la realización anterior se les proporcionan los mismos números de referencia y se omitirá su descripción duplicada.
[0099] [Aparato de fabricación de conjunto de electrodos según una segunda realización de la presente invención]
[0100] Un aparato de fabricación de conjunto de electrodos 100 según la segunda realización de la presente invención comprende la unidad de recubrimiento de capa adhesiva 120 según la primera realización descrita anteriormente.
[0101] Es decir, como se ilustra en la figura 4, el aparato de fabricación de conjunto de electrodos 100 según la segunda realización de la presente invención fabrica una pila 10, en la que un primer separador 11, un adhesivo 12, un electrodo 13 y un segundo separador 14 están apilados en este orden, y comprende una unidad de suministro de primer separador 110, una unidad de recubrimiento de capa adhesiva 120, un miembro de curado 130, una unidad de suministro de electrodo 140, una unidad de suministro de segundo separador 150, una unidad de laminación 160 y una unidad de corte 170.
[0102] Unidad de suministro de primer separador
[0103] La unidad de suministro de primer separador 110 tiene una estructura de rodillo, sobre la que está enrollado el primer separador 11, y suministra el primer separador 11 enrollado a la unidad de recubrimiento de capa adhesiva 120 cuando rota.
[0104] Unidad de recubrimiento de capa adhesiva
[0105] La unidad de recubrimiento de capa adhesiva 120 aplica de manera continua la capa adhesiva 12 que tiene una primera anchura en la dirección longitudinal del primer separador 11, y comprende un rodillo de transferencia 121, un rodillo de descarga 122, un miembro de recubrimiento 123 y un miembro de curado 130.
[0106] Entretanto, la unidad de recubrimiento de capa adhesiva 120 tiene la misma configuración y función que la unidad de recubrimiento de capa adhesiva de la primera realización y, por consiguiente, se omitirá su descripción detallada.
[0107] Particularmente, la unidad de recubrimiento de capa adhesiva 120 tiene una estructura que modela y recubre la superficie superior del primer separador 11 con la capa adhesiva 12.
[0108] Es decir, la unidad de recubrimiento de capa adhesiva 120 comprende: el rodillo de transferencia 121 que soporta la superficie inferior del primer separador 11 y transfiere el primer separador 11 de un lado al otro (de izquierda a derecha cuando se ve en la figura 1); el rodillo de descarga 122 que soporta la superficie superior del primer separador 11 que pasa a través del rodillo de transferencia 121, transfiere el primer separador 11 a la unidad de suministro de electrodo 140, y tiene una ranura de recubrimiento 122a que se extiende a lo largo de la superficie circunferencial exterior y que tiene una forma de curva cerrada; y el miembro de recubrimiento 123 que aplica un adhesivo 12a sobre la superficie superior del primer separador 11 que pasa a través entre el rodillo de transferencia 121 y el rodillo de descarga 122. Cuando el adhesivo 12a fluye en la ranura 122a del rodillo de descarga 122, la superficie superior del primer separador 11 está modelada y recubierta con la capa adhesiva 12.
[0109] Unidad de suministro de electrodo
[0110] La unidad de suministro de electrodo 140 dispone el electrodo 13 sobre la superficie superior del primer separador 11 recubierta con la capa adhesiva 12. Aquí, el electrodo 13 está unido a la superficie superior del primer separador 11 por la fuerza adhesiva de la capa adhesiva 12 y, por consiguiente, puede evitarse el fallo de desalineamiento del electrodo.
[0111] Unidad de suministro de segundo separador
[0112] La unidad de suministro de segundo separador 150 dispone el segundo separador 14 sobre la superficie superior del electrodo 13, y el segundo separador 14 está dispuesto simétricamente con el primer separador 11. Por tanto, la pila 10 está completa cuando el primer separador 11, el adhesivo 12, el electrodo 13 y el segundo separador 14 están apilados en este orden.
[0113] Unidad de laminación
[0114] La unidad de laminación 160 presiona y une la pila 10 que ha pasado a través de la unidad de suministro de segundo separador 150.
[0115] Unidad de corte
[0116] Haciendo referencia a la figura 5, la unidad de corte 170 corta el primer separador 11 y el segundo separador 14 que están colocados entre electrodos 13 orientados entre sí en la pila 10.
[0117] Por tanto, el aparato de fabricación de conjunto de electrodos según la segunda realización de la presente invención puede fabricar la pila 10 del primer separador 11, la capa adhesiva 12, el electrodo 13 y el segundo separador 14. Particularmente, el primer separador 11 y el electrodo 13 están unidos por la capa adhesiva 12 y, por tanto, puede evitarse el fallo de desalineamiento del electrodo 13. Como resultado, puede mejorarse la productividad y puede reducirse una tasa de defecto.
[0118] A continuación en el presente documento, se describirá un método de fabricación de conjunto de electrodos según la segunda realización de la presente invención.
[0119] [Método de fabricación de conjunto de electrodos según la segunda realización de la presente invención] Como se ilustra en la figura 6, el método de fabricación de conjunto de electrodos según la segunda realización de la presente invención comprende un proceso de suministro de primer separador (S10), un proceso de recubrimiento
de capa adhesiva (S20), un proceso de curado (S30), un proceso de suministro de electrodo (S40), un proceso de suministro de segundo separador (S50), un proceso de laminación (S60) y un proceso de corte (S70).
[0120] Proceso de suministro de primer separador
[0121] El proceso de suministro de primer separador (S10) suministra un primer separador 11, que está enrollado sobre una unidad de suministro de primer separador 110, al proceso de recubrimiento de capa adhesiva.
[0122] Proceso de recubrimiento de capa adhesiva
[0123] El proceso de recubrimiento de capa adhesiva (S20) aplica un adhesivo sobre la superficie superior del primer separador 11 a través de una unidad de recubrimiento de capa adhesiva 120 y, por tanto, la superficie superior está recubierta con una capa adhesiva 12. Particularmente, el proceso de recubrimiento de capa adhesiva (S20) aplica de manera continua la capa adhesiva 12 en la dirección longitudinal del primer separador 11.
[0124] Es decir, el proceso de recubrimiento de capa adhesiva (S20) comprende un proceso de transferencia, un proceso de descarga, un proceso de fundición de solución y un proceso de curado. También, la unidad de recubrimiento de capa adhesiva 120 comprende un rodillo de transferencia 121, un rodillo de descarga 122, un miembro de recubrimiento 123, una carcasa 124 y un miembro de curado 130.
[0125] En el proceso de transferencia, cuando el primer separador 11 está suministrado a través del proceso de suministro de primer separador (S10), el rodillo de transferencia 121 transfiere el primer separador 11 al rodillo de descarga 122 mientras soporta la superficie inferior del primer separador 11.
[0126] En el proceso de descarga, el rodillo de descarga 122 transfiere el primer separador 11, que ha pasado a través del rodillo de transferencia 121, a la unidad de suministro de electrodo 140 junto con el rodillo de transferencia 121 mientras soporta la superficie superior del primer separador 11. Entretanto, una ranura de recubrimiento 122a que tiene una forma de curva cerrada está formada en una superficie circunferencial del rodillo de descarga 122. En el proceso de fundición de solución, se inyecta un adhesivo 12a, a través del miembro de recubrimiento 123, en un hueco entre el rodillo de descarga 122 y la superficie superior del primer separador 11 que ha pasado a través del rodillo de transferencia 121. Por tanto, a medida que el adhesivo 12a inyectado en la superficie superior del primer separador 11 fluye solo en la ranura de recubrimiento 122a del rodillo de descarga 122, la capa adhesiva 12 que tiene la misma forma y anchura que la ranura de recubrimiento puede aplicarse sobre la superficie superior del primer separador 11.
[0127] Por ejemplo, cuando la ranura de recubrimiento está formada teniendo una profundidad de 5 a 15 pm, la capa adhesiva aplicada sobre el primer separador 11 puede tener el grosor de 5 a 15 pm.
[0128] En el proceso de curado, la capa adhesiva 12 aplicada sobre el primer separador 11 se cura a una viscosidad predefinida. Es decir, en el proceso de curado, se emite una fuente de luz (luz o calor a alta temperatura) mediante el uso del miembro de curado 130, hacia el primer separador 11 transferido a lo largo del rodillo de descarga 122. Por tanto, la capa adhesiva 12 aplicada sobre el primer separador puede curarse a una viscosidad predefinida. Aquí, la resistencia de curado del miembro de curado 130 puede ajustarse de modo que la capa adhesiva no se infiltra en más del 30 % o más del grosor del primer separador 11, preferiblemente, 20 % o más.
[0129] Entretanto, una viscosidad apropiada del adhesivo es de 50 Pas a 100 P as (50000 a 100000 cP) a 25 °C y, por consiguiente, el adhesivo puede curarse a fin de no infiltrarse en el 30 % o más del grosor del primer separador 11. Aquí, la fuerza adhesiva entre el electrodo y el primer separador es de 0,196 a 0,392 N (de 20 a 40 gf).
[0130] Entretanto, la capa adhesiva está provista de un material curable. Por ejemplo, la capa adhesiva está provista de acrilato o epoxi que es un monómero y, por consiguiente, puede mejorar la resistencia de curado del adhesivo. También, el miembro de curado 130 puede ser uno de una lámpara de mercurio, una lámpara de haluro metálico o un LED UV a fin de aumentar la resistencia de curado de la capa adhesiva 12 aplicada sobre el primer separador 11. Preferiblemente, se usa el LED UV.
[0131] Entretanto, el proceso de fundición de solución y el proceso de curado se realizan simultáneamente y, por tanto, el adhesivo puede aplicarse sobre el primer separador y curarse simultáneamente. Por consiguiente, los procesos pueden simplificarse y puede evitarse que el adhesivo se adhiera sobre el rodillo de descarga.
[0132] Proceso de suministro de electrodo
[0133] El proceso de suministro de electrodo (S40) dispone un electrodo 13 sobre la capa adhesiva 12 aplicada sobre el primer separador 11. Por tanto, como el electrodo 13 se une al primer separador 11 por la capa adhesiva 12, puede
mejorarse la fuerza adhesiva. Por consiguiente, es posible evitar que el electrodo vibre y desvíe cuando se transfiere el primer separador, sobre el que está dispuesto el electrodo.
[0134] Proceso de suministro de segundo separador
[0135] El proceso de suministro de segundo separador (S50) dispone el segundo separador 14 sobre la superficie superior del electrodo 12 dispuesto sobre el primer separador 11. Por tanto, la pila 10 está completa cuando el primer separador 11, el adhesivo 12, el electrodo 13 y el segundo separador 14 están apilados en este orden. Aquí, el electrodo 13 se mantiene mientras se está uniendo al primer separador 11 por la capa adhesiva 12 y, por consiguiente, puede evitarse el fallo de desalineamiento del electrodo 13.
[0136] Proceso de laminación
[0137] El proceso de laminación (S60) enrolla y une la pila 10 en la que están apilados el primer separador 11, la capa adhesiva 12, el electrodo 13 y el segundo separador 14 en este orden.
[0138] Proceso de corte
[0139] El proceso de corte (S70) corta los primer y segundo separadores 11 y 14 colocados entre electrodos 13 orientados entre sí en la pila y, por tanto, se fabrican pilas completas que tienen un tamaño determinado.
[0140] [Ejemplo experimental]
[0141] Se mide la fuerza adhesiva del electrodo, que se proporciona en el producto completo fabricado por el método de fabricación de conjunto de electrodos según la segunda realización de la presente invención.
[0142] Es decir, la capa adhesiva que tiene un material de acrilato que es un monómero curable está aplicada sobre la superficie superior del primer separador y, por tanto, la superficie superior está recubierta con la capa adhesiva 12. Entonces, la capa adhesiva 12 está curada, a través del miembro de curado, a una dureza establecida. A continuación, el electrodo está dispuesto sobre la capa adhesiva 12 aplicada sobre el primer separador, y el segundo separador está dispuesto sobre la superficie superior del electrodo. Por consiguiente, se fabrica la pila completa.
[0143] Aquí, el grosor de la capa adhesiva es de 7 a 8 pm, la dureza de la capa adhesiva es de 6,5 Pa s (6500 cP). También, el miembro de curado usa el LED UV y se aplica la intensidad del LED UV que tiene 0,5 J/cm2. Aquí, puede confirmarse que la capa adhesiva se infiltra en el 20 % o más del grosor del primer separador.
[0144] Resultados experimentales
[0145] Como se ilustra en la figura 7, las fuerzas adhesivas se miden en tres puntos de la pila completa. Una región superior A y una región inferior C de la pila completa, que no tiene la capa adhesiva 12, y una región central B de la pila completa, que tiene la capa adhesiva 12, se miden con respecto a las fuerzas adhesivas.
[0146] Como resultado, como se ilustra en la figura 8, la fuerza de acoplamiento entre el electrodo y el primer separador se mide en de 0,177 a 0,245 N (de 18 a 25 gf) en la región B en la que se coloca la capa adhesiva. También, la fuerza de acoplamiento entre el electrodo y el primer separador se mide en de 0,059 a 0,087 N (de 6 a 8 gf) en cada una de las regiones A y C que no tienen la capa adhesiva.
[0147] Por tanto, puede confirmarse que la fuerza adhesiva de la región B es 2,5 veces tan alta como la de las regiones A y C y, por consiguiente, es posible evitar significativamente que el electrodo dispuesto sobre el primer separador se desvíe.
[0148] [Descripción de los símbolos]
[0149] a1: Punto central del rodillo de transferencia
[0150] a2: Punto central del rodillo de descarga
[0151] 11: Primer separador
[0152] 12: Capa adhesiva
[0153] 12a: Adhesivo
[0154] 13: Electrodo
[0155] 14: Segundo separador
[0156] 100: Aparato de fabricación de conjunto de electrodos
[0157] 110: Unidad de suministro de primer separador
[0158] 120: Unidad de recubrimiento de capa adhesiva
[0159] 121: Rodillo de transferencia
[0160] 122: Rodillo de descarga
[0161] 122a: Ranura de recubrimiento
[0162] 123: Miembro de recubrimiento
[0163] 124: Carcasa
[0164] 130: Miembro de curado
[0165] 140: Unidad de suministro de electrodo
[0166] 150: Unidad de suministro de segundo separador
[0167] 160: Unidad de laminación
[0168] 170: Unidad de corte
Claims (9)
1. REIVINDICACIONES
1. Una unidad de recubrimiento de capa adhesiva (120) configurada para aplicar de manera continua una capa adhesiva (12) que tiene una primera anchura (a) en una dirección longitudinal de un primer separador (11), comprendiendo la unidad de recubrimiento de capa adhesiva (120):
un rodillo de transferencia (121) configurado para soportar una superficie inferior del primer separador (11) y transferir el primer separador (11);
un rodillo de descarga (122) configurado para transferir el primer separador (11), que ha pasado a través del rodillo de transferencia (121), junto con el rodillo de transferencia (121) mientras soporta una superficie superior del primer separador (11), en donde una ranura de recubrimiento (122a) que tiene la primera anchura y una forma de curva cerrada está formada en una superficie circunferencial del rodillo de descarga (122);
un miembro de recubrimiento (123) configurado para inyectar un adhesivo (12a) en un espacio entre el rodillo de descarga (122) y la superficie superior del primer separador (11) que ha pasado a través del rodillo de transferencia (121) , en donde a medida que el adhesivo (12a) fluye en la ranura de recubrimiento (122a) del rodillo de descarga (122) , la capa adhesiva (12) que tiene la primera anchura se aplica de manera continua sobre la superficie superior del primer separador (11);
una carcasa (124), en donde el rodillo de transferencia (121) y el rodillo de descarga (122) están instalados en el interior de la carcasa (124), y ambos extremos entre el rodillo de transferencia (121) y el rodillo de descarga (122) terminan en la misma; y
un miembro de curado (130) que emite una fuente de luz hacia el primer separador (11) y cura la capa adhesiva (12) que se aplica de manera continua sobre el primer separador (11), obteniendo una viscosidad predefinida, en donde una profundidad de la ranura de recubrimiento (122a) es de 5 a 15 pm y la capa adhesiva (12) que tiene un grosor de 5 a 15 pm se aplica sobre la superficie superior del primer separador (11),
en donde un punto central del rodillo de descarga (a2) está dispuesto sobre una línea vertical diferente desde un punto central del rodillo de transferencia (a1), y está dispuesto por encima del punto central del rodillo de transferencia (a1),
en donde la primera anchura (a) es menor que una anchura (b) del primer separador (11).
2. La unidad de recubrimiento de capa adhesiva (120) de la reivindicación 1, en donde la capa adhesiva (12) está provista de acrilato o epoxi que es un monómero curable.
3. La unidad de recubrimiento de capa adhesiva (120) de la reivindicación 1, en donde la viscosidad predefinida es de 50.000 a 100.000 cP a 25 °C.
4. Un aparato de fabricación de conjunto de electrodos (100) que comprende:
una unidad de suministro de primer separador (110) configurada para suministrar un primer separador (11);
la unidad de recubrimiento de capa adhesiva (120) de la reivindicación 1, que aplica de manera continua una capa adhesiva (12) que tiene una primera anchura en una dirección longitudinal del primer separador (11);
una unidad de suministro de electrodo (140) configurada para disponer un electrodo (13) sobre la capa adhesiva (12) aplicada sobre el primer separador (11); y
una unidad de suministro de segundo separador (150) configurada para disponer un segundo separador (14) sobre una superficie superior del electrodo (13).
5. El aparato de fabricación de conjunto de electrodos (100) de la reivindicación 4, que comprende además: una unidad de laminación (160) configurada para unir una pila del primer separador (11), el electrodo (13) y el segundo separador (14) que han pasado a través de la unidad de suministro de segundo separador (150); y una unidad de corte (170) configurada para cortar el primer separador (11) y el segundo separador (14) que están colocados entre electrodos (13) orientados entre sí en la pila.
6. Un método de fabricación de conjunto de electrodos adaptado al aparato de fabricación de conjunto de electrodos (100) de la reivindicación 4 o 5 que comprende:
un proceso de suministro de primer separador (S10) para suministrar un primer separador (11);
un proceso de recubrimiento de capa adhesiva (S20) para aplicar de manera continua una capa adhesiva (12) que tiene una primera anchura en una dirección longitudinal del primer separador (11);
un proceso de suministro de electrodo (S40) para disponer un electrodo (13) sobre la capa adhesiva (12) aplicada sobre el primer separador (11);
un proceso de suministro de segundo separador (S50) para disponer un segundo separador (14) sobre una superficie superior del electrodo (13) dispuesta sobre el primer separador (11),
un proceso de laminación (S60) para unir una pila del primer separador (11), el electrodo (13), y el segundo separador (14); y
un proceso de corte (S70) para cortar los primer y segundo separadores (11, 14) que están colocados entre electrodos (13) orientados entre sí en la pila,
en donde el proceso de recubrimiento de capa adhesiva (S20) comprende
un proceso de transferencia para transferir el primer separador (11) con un rodillo de transferencia (121) mientras soporta una superficie inferior del primer separador (11),
un proceso de descarga para transferir el primer separador (11), que ha pasado a través del rodillo de transferencia (121) , con un rodillo de descarga (122) junto con el rodillo de transferencia (121) mientras soporta una superficie superior del primer separador (11), en donde está formada una ranura de recubrimiento (122a) que tiene la primera anchura y una forma de curva cerrada en una superficie circunferencial del rodillo de descarga (122), un proceso de fundición de solución para inyectar un adhesivo (12a) en un espacio entre el rodillo de descarga (122) y la superficie superior del primer separador (11) que ha pasado a través del rodillo de transferencia (121), en donde a medida que el adhesivo (12a) fluye en la ranura de recubrimiento (122a) del rodillo de descarga (122), la capa adhesiva (12) que tiene la primera anchura se aplica de manera continua sobre la superficie superior del primer separador (11), y
un proceso de curado (S30) para curar la capa adhesiva (12), que está aplicada sobre el primer separador (11), a una viscosidad predefinida cuando se completa el proceso de fundición de solución.
7. El método de fabricación de conjunto de electrodos de la reivindicación 6, en donde una profundidad de la ranura de recubrimiento (122a) es de 5 a 15 pm y la capa adhesiva (12) que tiene un grosor de 5 a 15 pm se aplica sobre la superficie superior del primer separador (11).
8. El método de fabricación de conjunto de electrodos de la reivindicación 6, en donde la capa adhesiva (12) está provista de acrilato o epoxi que es un monómero curable.
9. El método de fabricación de conjunto de electrodos de la reivindicación 6, en donde en el proceso de curado (S30), una fuente de luz se emite hacia el primer separador (11) transferido a través del rodillo de descarga (122), y la capa adhesiva (12) aplicada sobre el primer separador (11) se cura a la viscosidad predefinida,
en donde, como la viscosidad predefinida es de 50.000 a 100.000 cP a 25 °C, una fuerza adhesiva entre el electrodo (13) y el primer separador (11) es de 0,196 a 0,392 N (de 20 a 40 gf).
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