ES3056350T3 - Electrode assembly production method comprising step for simultaneous application of heat and pressure - Google Patents
Electrode assembly production method comprising step for simultaneous application of heat and pressureInfo
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Abstract
La presente invención se refiere a un método de producción de un conjunto de electrodos que, para producir un conjunto de electrodos con una adhesividad mejorada de un electrodo y un separador mientras se evitan daños al conjunto de electrodos, comprende los pasos de: apilar un electrodo y un separador para formar un conjunto de electrodos; y laminar el conjunto de electrodos mientras se calienta el mismo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Método de producción de un conjunto de electrodo que comprende una etapa para la aplicación simultánea de calor y presión
[0003] Sector de la técnica
[0004] Esta solicitud reivindica el beneficio de prioridad respecto a la solicitud de patente coreana n.º 2019-0133419 presentada el 25 de octubre de 2019.
[0005] La presente invención se refiere a un método de fabricación de un conjunto de electrodo y, más particularmente, a un método de fabricación de un conjunto de electrodo de aplicar simultáneamente calor y presión en una etapa de laminar un electrodo y un separador entre sí en el momento de la fabricación de un conjunto de electrodo.
[0006] Estado de la técnica
[0007] Una batería secundaria de litio, que es capaz de cargarse y descargarse repetidamente y tiene alta densidad de energía, ha llamado la atención como una nueva fuente de energía que tiene características respetuosas con el medio ambiente, ya que la batería secundaria de litio es capaz de reducir notablemente el uso de combustibles fósiles y no genera subproductos como resultado del uso de energía.
[0008] La batería secundaria de litio incluye un conjunto de electrodo que tiene un electrodo positivo, un electrodo negativo y un separador. El conjunto de electrodo se clasifica como un conjunto de electrodo de tipo de rollo de mermelada, en el que un electrodo positivo y un electrodo negativo se enrollan alrededor en el estado en el que un separador se interpone entre ellos, un conjunto de electrodo de tipo apilado, en el que un electrodo positivo, un separador y un electrodo negativo se apilan secuencialmente, o un conjunto de electrodo de tipo apilado/plegado o de tipo laminado/apilado, que es una combinación de los mismos.
[0009] Para fabricar el conjunto de electrodo, se realiza un proceso de laminación de apilar un electrodo y un separador y adherir el electrodo y el separador entre sí. Convencionalmente, el proceso de laminación y un proceso de calentamiento se realizan por separado.
[0010] En relación con esto, la FIG. 1 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente un proceso de fabricación de un conjunto de electrodo convencional.
[0011] En referencia a la FIG. 1, se muestra un proceso de fabricación de una monocelda que consiste en un único electrodo y un único separador. Un electrodo 21 separado de un rollo 20 de electrodo y luego cortado se dispone sobre una lámina 11 de separador separada de un rollo 10 de separador. En este estado, el electrodo y la lámina de separador se mueven a una zona 30 de calentamiento, en la que se realiza un proceso de fusión de un material termoplástico de la lámina de separador y un material termoplástico del electrodo. Posteriormente, la lámina 11 de separador y el electrodo 21, que están en un estado apilado, se laminan mientras pasan a través de una zona de prensado usando rodillos 40 de prensado, por lo que el electrodo y la lámina de separador se adhieren entre sí. La lámina de separador se corta en el estado en el que el electrodo se adhiere a la lámina de separador, por lo que se completa un conjunto 51 de electrodo.
[0012] Sin embargo, en el caso en el que la zona de calentamiento y la zona de prensado están separadas entre sí, como se describió anteriormente, existe el problema de que debe proporcionarse un espacio separado y existe el problema de que, puesto que la zona de prensado se acorta, se aplica una alta presión y, por tanto, se daña el conjunto de electrodo.
[0013] En relación con esto, el documento de patente 1 divulga un método de fabricación de un conjunto de electrodo, en donde el método de fabricación de un conjunto de electrodo incluye un proceso de tratamiento superficial para activar la superficie de una lámina de separador a través de descarga en corona antes de un proceso de ubicación de una celda unitaria sobre la lámina de separador para aumentar la fuerza de adhesión entre la lámina de separador y la celda unitaria.
[0014] El documento de patente 2 divulga un aparato de laminación para fabricar una batería secundaria configurada para aplicar calor a un conjunto de electrodo que tiene una estructura en la que un electrodo positivo y un electrodo negativo se apilan secuencialmente en el estado en el que un separador se interpone entre ellos para laminar el conjunto de electrodo, en donde el aparato de laminación incluye una unidad de calentamiento configurada para suministrar calor al conjunto de electrodo, correas protectoras proporcionadas por encima y por debajo de una banda en la que están dispuestos secuencialmente conjuntos de electrodo en una dirección longitudinal, estando configuradas las correas protectoras para transferir calor suministrado desde la unidad de calentamiento hasta la banda, y un par de rodillos de prensado dispuestos para transferir fuerza de adhesión a la banda calentada por la unidad de calentamiento.
[0015] En el documento de patente 2, se aplican las correas protectoras, que pueden usarse repetidamente mediante recubrimiento de superficie y una unidad de limpieza, por lo que es posible eliminar la película protectora consumible usada para proteger el conjunto de electrodo en el proceso de laminación y, por tanto, es posible reducir el coste de fabricación, que es un objeto del mismo. Sin embargo, este documento de patente no divulga tecnología para aumentar la fuerza de adhesión entre el electrodo y el separador.
[0016] El documento de patente 3 divulga un aparato de laminación para baterías secundarias que incluye un dispositivo de adaptación, que incluye un miembro de adaptación configurado para adaptarse a un electrodo y un separador y, al mismo tiempo, para adherir primariamente el electrodo y el separador entre sí para evitar la inclinación del electrodo y un miembro de transferencia configurado para transferir el electrodo y el separador adheridos primariamente, y un laminador configurado para adherir secundariamente el electrodo y separador adheridos primariamente, transferidos por el miembro de transferencia, para laminar el electrodo y el separador entre sí. Este documento de patente divulga tecnología para evitar la inclinación del electrodo con el fin de evitar que se fabrique un conjunto de electrodo defectuoso.
[0017] Como puede verse a partir de lo anterior, los anteriores documentos de la técnica anterior no sugieren un método para simplificar un proceso de fabricación de un conjunto de electrodo, aumentar la fuerza de adhesión entre un electrodo y un separador, y minimizar el daño a un conjunto de electrodo. Por tanto, existe una gran necesidad de resolver tales problemas. El documento KR 10 2020 973 divulga un aparato de laminación de electrodos. El documento CN 105789678 divulga una máquina de apilamiento de laminación de bobinado de celdas de batería. El documento JP 2010198948 divulga un método de fabricación de un conjunto de membrana-electrodo.
[0018] Documentos del estado de la técnica
[0019] (Documento de patente 1) Publicación de patente coreana registrada n.º 1361675 (05-02-2014)
[0020] (Documento de patente 2) Publicación de solicitud de patente coreana n.º 2018-0023185 (07-03-2018) (Documento de patente 3) Publicación de solicitud de patente coreana n.º 2019-0056812 (27-05-2019)
[0021] Objeto de la invención
[0022] Problema técnico
[0023] La presente invención se ha realizado en vista de los problemas anteriores, y un objeto de la presente invención es proporcionar un método de fabricación de un conjunto de electrodo capaz de minimizar el daño a un conjunto de electrodo al tiempo que simplifica un proceso de fabricación de un conjunto de electrodo a través de la integración de una zona de calentamiento y una zona de prensado.
[0024] Solución técnica
[0025] Para lograr el objeto anterior, un método de fabricación de un conjunto de electrodo según la presente invención incluye (a) apilar un electrodo y un separador para formar una pila de electrodos y (b) laminar la pila de electrodos al tiempo que se calienta la pila de electrodos.
[0026] La etapa (b) incluye un proceso de aplicar presión y calor a la pila de electrodos para laminar el electrodo y el separador entre sí usando un rodillo de calentamiento constituido por un par de un rodillo superior y un rodillo inferior.
[0027] El rodillo de calentamiento se proporciona en uno o más pares.
[0028] La temperatura del rodillo de calentamiento puede ser ajustable.
[0029] Además, las magnitudes de la fuerza de prensado aplicada a cada uno de los pares de rodillos de calentamiento se establecen para que sean diferentes entre sí.
[0030] El rodillo de calentamiento incluye un primer rodillo de calentamiento a un n-ésimo rodillo de calentamiento (siendo n un número entero entre 2 y 20), estando configurado el primer rodillo de calentamiento para permitir que la pila de electrodos pase a su través en primer lugar, y hasta el n-ésimo rodillo de calentamiento dispuesto secuencialmente desde el primer rodillo de calentamiento, y la fuerza de prensado se aumenta gradualmente en una dirección desde el primer rodillo de calentamiento hasta el n-ésimo rodillo de calentamiento.
[0031] Las velocidades de rotación de cada uno de los pares de rodillos de calentamiento pueden ser ajustables.
[0032] La etapa (b) puede realizarse en una zona de calentamiento en la que la pila de electrodos se calienta indirectamente.
[0033] Además, el rodillo de calentamiento puede laminar la pila de electrodos al tiempo que calienta directamente la pila de electrodos en el estado de calentarse debido al calentamiento indirecto de la zona de calentamiento.
[0034] El método de fabricación de un conjunto de electrodo puede incluir además (c) laminar en frío la pila de electrodos después de la etapa (b).
[0035] Además, al menos dos pares de rodillos de enfriamiento, cada uno de los cuales está constituido por un rodillo superior y un rodillo inferior, pueden incluirse en la etapa (c).
[0036] La pila de electrodos puede ser una única celda que comprende un único electrodo y un único separador, una monocelda que tiene un separador interpuesto entre un electrodo positivo y un electrodo negativo, o una bicelda que tiene dos separadores interpuestos respectivamente entre tres electrodos dispuestos de manera que electrodos adyacentes tengan polaridades diferentes.
[0037] En un ejemplo concreto, la etapa (b) puede realizarse repetidamente dos veces o más.
[0038] Además, la presente divulgación proporciona un conjunto de electrodo fabricado mediante el método de fabricación de un conjunto de electrodo y una batería secundaria que incluye el conjunto de electrodo.
[0039] Descripción de las figuras
[0040] La FIG. 1 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente un proceso de fabricación de un conjunto de electrodo convencional.
[0041] La FIG. 2 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente un proceso de fabricación de un conjunto de electrodo según la presente invención.
[0042] La FIG.3 es una vista en planta que muestra una porción del proceso de fabricación de un conjunto de electrodo de la FIG.2.
[0043] La FIG.4 es un gráfico que muestra los resultados del ejemplo experimental.
[0044] Descripción detallada de la invención
[0045] Ahora, se describirán en detalle realizaciones preferidas de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos de manera que las realizaciones preferidas de la presente invención puedan implementarse fácilmente por un experto en la técnica a la que pertenece la presente invención. Sin embargo, al describir el principio de funcionamiento de las realizaciones preferidas de la presente invención en detalle, se omitirá una descripción detallada de las funciones y configuraciones conocidas incorporadas en el presente documento cuando las mismas puedan oscurecer la materia objeto de la presente invención.
[0046] Además, se usarán los mismos números de referencia en todos los dibujos para referirse a partes que realizan funciones u operaciones similares. En el caso en el que se dice que una parte está conectada a otra parte en toda la memoria descriptiva, no solo una parte puede estar conectada directamente a la otra parte, sino que también, una parte puede estar conectada indirectamente a la otra parte a través de una parte adicional. Además, que se incluya un cierto elemento no significa que se excluyan otros elementos, sino que significa que tales elementos pueden incluirse adicionalmente a menos que se mencione lo contrario.
[0047] Una descripción para plasmar los elementos a través de limitación o adición en esta memoria descriptiva puede aplicarse a todas las invenciones, a menos que se limiten particularmente, y no limita una invención específica. A continuación en el presente documento, se describirá en detalle una realización de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos.
[0048] La FIG.2 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente un proceso de fabricación de un conjunto de electrodo según la presente invención, y la FIG. 3 es una vista en planta que muestra una porción del proceso de fabricación de un conjunto de electrodo de la FIG.2.
[0049] En referencia a las FIGS. 2 y 3, se muestra un proceso de fabricación de una monocelda compuesta por un único electrodo y un único separador. Un electrodo 121 separado de un rollo 120 de electrodo y luego cortado está dispuesto sobre una lámina 111 de separador separada del rollo 110 de separador para formar una pila de electrodos. Cuando la pila de electrodos se mueve a una zona 130 de calentamiento, la pila de electrodos pasa a través de los rodillos 140 de calentamiento configurados para aplicar presión a la pila de electrodos mientras se aplica calor a la pila de electrodos, por lo que el electrodo y la lámina de separador se laminan entre sí.
[0050] Posteriormente, la lámina de separador se corta de la pila de electrodos, que consiste en el electrodo y la lámina de separador laminados entre sí, para completar un conjunto 151 de electrodo.
[0051] Aunque la FIG.2 muestra el proceso en el que el electrodo se apila sobre la lámina de separador para formar la pila de electrodos, un electrodo puede apilarse sobre un separador cortado como un separador unitario para formar una pila de electrodos y luego puede realizarse la etapa de laminación anterior.
[0052] En la siguiente descripción, se usa un separador para formar una pila de electrodos, en donde el separador abarca no solo un separador, sino también una lámina de separador.
[0053] Además, aunque las FIGS. 2 y 3 muestran el proceso de fabricación de una monocelda, el conjunto de electrodo según la presente invención puede ser una única celda compuesta por un único electrodo y un único separador, una monocelda que tiene un separador interpuesto entre un electrodo positivo y un electrodo negativo, o una bicelda que tiene dos separadores interpuestos respectivamente entre tres electrodos dispuestos de manera que electrodos adyacentes tengan polaridades diferentes. Cada una de la monocelda y la bicelda incluye una configuración en la que se añade además un separador a la otra superficie de cada electrodo que no está orientada hacia el separador interpuesto entre los electrodos.
[0054] La etapa de laminación incluye un proceso de aplicar presión y calor a la pila de electrodos para laminar el electrodo y el separador entre sí usando un rodillo de calentamiento constituido por un par de un rodillo superior y un rodillo inferior. Puesto que el rodillo de calentamiento calienta directamente el electrodo y el separador, la temperatura del rodillo de calentamiento se ajusta de manera que la temperatura del rodillo de calentamiento alcance la temperatura de fusión de un material termoplástico incluido en el electrodo y el separador y es posible mejorar la eficiencia en la transferencia de calor desde el rodillo de calentamiento hasta el electrodo y el separador.
[0055] Según la invención, se proporcionan al menos dos pares de rodillos de calentamiento. Como se muestra en las FIGS. 2 y 3, pueden estar dispuestos ocho pares de rodillos de calentamiento en las superficies externas del electrodo y el separador para que se pongan en contacto directo entre sí. Según la invención, n (siendo n un número entero entre 2 y 20) rodillos de calentamiento están dispuestos secuencialmente en el orden de un primer rodillo de calentamiento, a través de lo cual pasa la pila de electrodos en primer lugar, a un n-ésimo rodillo de calentamiento. La temperatura del rodillo de calentamiento puede ajustarse. Específicamente, las temperaturas de varios pares de rodillos de calentamiento pueden establecerse de manera que la temperatura de cada par de rodillos de calentamiento sea diferente de las temperaturas de los otros pares de rodillos de calentamiento. La temperatura puede aumentarse gradualmente en el orden del primer rodillo de calentamiento al n-ésimo rodillo de calentamiento, o la temperatura puede disminuirse gradualmente en el orden del primer rodillo de calentamiento al n-ésimo rodillo de calentamiento. Alternativamente, el par de rodillos de calentamiento que tienen temperaturas relativamente altas y el par de rodillos de calentamiento que tienen temperaturas relativamente bajas pueden disponerse alternativamente.
[0056] Alternativamente, las temperaturas de los rodillos de calentamiento pueden establecerse de manera que la temperatura de cada rodillo de calentamiento configurado para entrar en contacto con el electrodo y la temperatura de cada rodillo de calentamiento configurado para entrar en contacto con el separador sean diferentes entre sí. La magnitud de la fuerza de prensado aplicada a cada uno de los pares de rodillos de calentamiento se establece para que sea diferente entre sí. Además, según la invención, la fuerza de prensado se aumenta gradualmente en el orden del primer rodillo de calentamiento al n-ésimo rodillo de calentamiento, la presión aplicada al electrodo y al separador en la fase inicial es baja, por lo que es posible evitar que el electrodo se separe del separador. Además, puesto que la fuerza de prensado es suficientemente alta en el extremo trasero, es posible garantizar la fuerza de acoplamiento entre el electrodo y el separador.
[0057] Mientras tanto, en la presente invención, el proceso de prensado y el proceso de calentamiento se realizan simultáneamente, y se usa la pluralidad de pares de rodillos de calentamiento. El tiempo durante el cual se aplica presión al electrodo y el separador se establece para que sea largo, de manera que la presión se distribuya uniformemente a la pila de electrodos, por lo que es posible mejorar la calidad del conjunto de electrodo.
[0058] En relación con lo mismo, las velocidades de rotación de cada uno de los pares de rodillos de calentamiento pueden ajustarse para aumentar o disminuir el tiempo durante el cual se aplica presión al separador. La velocidad de rotación del rodillo de calentamiento puede ajustarse para que sea baja o alta durante cada periodo de la etapa de laminación en consideración de la temperatura de cada par de rodillos de calentamiento y los materiales para una mezcla de electrodos y el separador.
[0059] En consecuencia, el proceso de laminación puede realizarse para una pila de electrodos que incluye cualquiera de diversos tipos de electrodos y separadores.
[0060] En un ejemplo concreto, la etapa (b) puede realizarse en una zona de calentamiento en la que la pila de electrodos
se calienta indirectamente.
[0061] Es decir, la etapa (b) puede realizarse de una manera en la que el electrodo y el separador se calientan directamente usando los rodillos de calentamiento calentados en un lugar distinto de la zona de calentamiento o puede realizarse de una manera en la que la pila de electrodos se calienta directamente usando los rodillos de calentamiento calentados mientras la pila de electrodos pasa a través de la zona de calentamiento.
[0062] Los rodillos de calentamiento pueden laminar la pila de electrodos mientras se calienta directamente la pila de electrodos en el estado de calentarse debido al calentamiento indirecto de la zona de calentamiento. Alternativamente, puede usarse un método de calentar directamente la pila de electrodos usando los rodillos de calentamiento calentados por una fuente de energía separada además de la temperatura de calentamiento de la zona de calentamiento.
[0063] La presente invención puede incluir además una etapa (c) de laminar en frío la pila de electrodos después de la etapa (b), en donde al menos dos pares de rodillos de enfriamiento, cada uno de los cuales está constituido por un rodillo superior y un rodillo inferior, pueden incluirse en la etapa (c).
[0064] En el caso en el que la pila de electrodos se lamina en frío, como se describió anteriormente, el material termoplástico incluido en el electrodo y el separador vuelve desde un estado fundido, en el que el material termoplástico se calienta mediante los rodillos de calentamiento, hasta un estado sólido. La forma de cristalización del material termoplástico puede ajustarse para mejorar la uniformidad del producto y la estabilización de la calidad del conjunto de electrodo.
[0065] Puesto que la pila de electrodos se lamina usando la pluralidad de rodillos de calentamiento, la presente invención tiene el efecto de prolongar el tiempo de prensado, por lo que la presión aplicada al electrodo y el separador se dispersa y, por tanto, es posible inhibir el daño al electrodo y el separador. Además, la etapa (b) puede realizarse repetidamente dos veces o más para mejorar adicionalmente el efecto anterior.
[0066] A continuación en el presente documento, se describirá la presente invención con referencia a los siguientes ejemplos. Estos ejemplos se proporcionan solo para una comprensión más fácil de la presente invención y no deben interpretarse como limitativos del alcance de la presente invención.
[0067] Ejemplo 1
[0068] Se apiló un electrodo positivo que tenía una mezcla de electrodo positivo aplicada a una lámina de Al sobre una superficie de una lámina de separador a base de poliolefina, y se realizó un proceso de laminación mientras se movía una pila de electrodos para que pasara a través de un par de rodillos de calentamiento calentados hasta 60 °C a una velocidad de 100 mm/s en el estado en el que se aplicó una presión de 9806,6 Pa (0,1 Kgf/cm<2>) a la misma.
[0069] Para la comparación de la diferencia en la fuerza de adhesión basándose en el número de pares de rodillos de calentamiento, se realizó un proceso de laminación mientras el número de pares de rodillos de calentamiento se cambió a 1, 2 y 3.
[0070] Ejemplo 2
[0071] Se realizó un proceso de laminación de la misma manera que en el ejemplo 1, excepto que la velocidad a la que una pila de electrodos pasó a través de los rodillos de calentamiento se cambió de 100 mm/s en el ejemplo 1 a 200 mm/s.
[0072] Ejemplo 3
[0073] Se realizó un proceso de laminación de la misma manera que en el ejemplo 1, excepto que la velocidad a la que una pila de electrodos pasó a través de los rodillos de calentamiento se cambió de 100 mm/s en el ejemplo 1 a 400 mm/s.
[0074] Ejemplo comparativo 1
[0075] Se apiló un electrodo positivo que tenía una mezcla de electrodo positivo aplicada a una lámina de Al sobre una superficie de una lámina de separador a base de poliolefina, y se movió una pila de electrodos para que pasara a través de una zona de calentamiento a 60 °C.
[0076] Posteriormente, se realizó un proceso de laminación mientras la pila de electrodos, en la que el electrodo positivo se apiló sobre la lámina de separador, se movía para que pasara entre un par de rodillos de calentamiento configurados para aplicar una presión de 19613,3 Pa (0,2 Kgf/cm<2>) a la pila de electrodos.
[0077] Medición de la fuerza de adhesión
[0078] La lámina de separador se cortó de la pila de electrodos laminada según cada uno de los ejemplos 1 a 3 y el ejemplo comparativo 1 para fabricar una pila de electrodos unitaria.
[0079] Los extremos distales del separador y el electrodo positivo de la pila de electrodos unitaria se montaron en un equipo UTM (LLOYD Instrument LF Plus), y se midió la fuerza necesaria para separar el electrodo positivo del separador mientras se aplicaba fuerza en direcciones opuestas en el estado en el que la velocidad de medición se estableció en 300 mm/min.
[0080] La FIG.4 muestra los resultados del ejemplo experimental, en donde se muestran fuerzas de adhesión basadas en el número de pares de rodillos de calentamiento a diferentes velocidades.
[0081] En referencia a la FIG. 4, puede observarse que la fuerza de adhesión disminuye a medida que aumenta la velocidad y que la fuerza de adhesión aumenta a medida que el número de pares de rodillos de calentamiento aumenta.
[0082] Es decir, la FIG. 4 muestra el resultado de que, a medida que el número de veces que la pila de electrodos pasa a través de los rodillos de calentamiento y el tiempo durante el cual la pila de electrodos pasa a través de los rodillos de calentamiento aumentan, el tiempo durante el cual se aplica presión a la pila de electrodos aumenta, por lo que la fuerza de adhesión aumenta.
[0083] Mientras tanto, la pila de electrodos según el ejemplo comparativo 1, en el que el proceso de calentamiento y el proceso de prensado se realizan por separado, presenta una fuerza de adhesión similar a la de la pila de electrodos según el ejemplo 1, en el que la pila de electrodos pasó a través de tres pares de rodillos de calentamiento a una velocidad de 100 mm/s, aunque la magnitud de la fuerza de prensado es dos veces la magnitud de la fuerza de prensado en los ejemplos. Sin embargo, puesto que la magnitud de la fuerza de prensado de la pila de electrodos según el ejemplo comparativo 1 es dos veces la magnitud de la fuerza de prensado de cada una de las pilas de electrodos según los ejemplos, existe la posibilidad de que la pila de electrodos se dañe durante el proceso de prensado y, por tanto, es preferible que el calor y la presión se apliquen simultáneamente usando rodillos de calentamiento, como en los ejemplos que presentan una fuerza de adhesión similar aunque se aplique una fuerza de prensado relativamente baja.
[0084] Además, en el caso en el que el número de pares de rodillos de calentamiento es mayor de 3, se espera que la fuerza de adhesión aumente adicionalmente y, por tanto, es posible garantizar una mayor fuerza de adhesión aumentando el número de pares de rodillos de calentamiento.
[0085] En consecuencia, en el caso en el que la laminación se realiza mientras se prensa una pila de electrodos y, al mismo tiempo, se calienta directamente usando una pluralidad de rodillos de calentamiento calentados, como en la presente invención, es posible simplificar el proceso. Además, es posible garantizar una alta fuerza de adhesión incluso en el caso en el que la presión aplicada a la pila de electrodos se reduzca, por lo que es posible minimizar el daño a la pila de electrodos.
[0086] Los expertos en la técnica a la que pertenece la presente invención apreciarán que son posibles diversas aplicaciones y modificaciones dentro de la categoría de la presente invención basándose en la descripción anterior.
[0087] Descripción de números de referencia
[0088] 10, 110: Rollos de separador
[0089] 11, 111: Láminas de separador
[0090] 20, 120: Rollos de electrodo
[0091] 21, 121: Electrodos
[0092] 30, 130: Zonas de calentamiento
[0093] 40: Rodillos de prensado
[0094] 51, 151: Conjuntos de electrodo
[0095] 140: Rodillos de calentamiento
[0096] Aplicabilidad industrial
[0097] Como es evidente a partir de la descripción anterior, en un método de fabricación de un conjunto de electrodo según la presente invención, un electrodo y un separador se calientan y se prensan simultáneamente cuando se realiza un proceso de laminación de acoplar el electrodo y el separador entre sí, por lo que es posible simplificar el proceso, en comparación con el caso en el que el calentamiento y el prensado se realizan como procesos separados.
[0098] Además, el electrodo y el separador se calientan directamente, por lo que es posible ajustar fácilmente la temperatura de una zona de calentamiento de manera que la temperatura de la zona de calentamiento alcance la temperatura de fusión de un material termoplástico que constituye el electrodo y el separador.
[0099] Además, la zona de calentamiento y una zona de prensado están integradas, por lo que el proceso se realiza durante un tiempo relativamente largo en la zona de prensado. Además, puesto que se aplica presión al electrodo y el separador usando una pluralidad de pares de rodillos, es posible reducir la magnitud de la fuerza aplicada al electrodo y el separador y establecer el tiempo de prensado para que sea largo, por lo que es posible evitar el daño al electrodo y el separador.
Claims (9)
1. REIVINDICACIONES
1. Un método de fabricación de un conjunto de electrodo que comprende:
(a) apilar un electrodo y un separador para formar una pila de electrodos; y
(b) laminar la pila de electrodos al tiempo que se calienta la pila de electrodos,
en donde la etapa (b) comprende un proceso de aplicar presión y calor a la pila de electrodos para laminar el electrodo y el separador entre sí usando un rodillo (140) de calentamiento constituido por un par de un rodillo superior y un rodillo inferior,
en donde el rodillo (140) de calentamiento se proporciona en uno o más pares,
en donde
el rodillo (140) de calentamiento comprende un primer rodillo de calentamiento a un n-ésimo rodillo de calentamiento, siendo n un número entero entre 2 y 20, estando configurado el primer rodillo de calentamiento para permitir que la pila de electrodos pase a su través en primer lugar, y hasta el n-ésimo rodillo de calentamiento dispuesto secuencialmente desde el primer rodillo de calentamiento, y
la fuerza de prensado aumenta gradualmente en una dirección desde el primer rodillo de calentamiento hasta el nésimo rodillo de calentamiento,
en donde el electrodo incluye un material termoplástico y el separador incluye un material termoplástico,caracterizado por que
la temperatura del rodillo (140) de calentamiento se ajusta para que alcance la temperatura de fusión del material termoplástico incluido en el electrodo y el material termoplástico incluido en el separador.
2. El método de fabricación de un conjunto de electrodo según la reivindicación 1, en donde una temperatura del rodillo (140) de calentamiento es ajustable.
3. El método de fabricación de un conjunto de electrodo según la reivindicación 1, en donde las velocidades de rotación de cada uno de los pares de rodillos (140) de calentamiento son ajustables.
4. El método de fabricación de un conjunto de electrodo según la reivindicación 1, en donde la etapa (b) se realiza en una zona (130) de calentamiento en la que la pila de electrodos se calienta indirectamente.
5. El método de fabricación de un conjunto de electrodo según la reivindicación 4, en donde el rodillo (140) de calentamiento lamina la pila de electrodos mientras calienta directamente la pila de electrodos en un estado de calentarse debido a calentamiento indirecto de la zona (130) de calentamiento.
6. El método de fabricación de un conjunto de electrodo según la reivindicación 1, que comprende además (c) laminar en frío la pila de electrodos después de la etapa (b).
7. El método de fabricación de un conjunto de electrodo según la reivindicación 6, en donde al menos dos pares de rodillos de enfriamiento, cada uno de los cuales está constituido por un rodillo superior y un rodillo inferior, se incluyen en la etapa (c).
8. El método de fabricación de un conjunto de electrodo según la reivindicación 1, en donde la pila de electrodos es una única celda que comprende un único electrodo y un único separador, una monocelda que tiene un separador interpuesto entre un electrodo positivo y un electrodo negativo, o una bicelda que tiene dos separadores interpuestos respectivamente entre tres electrodos dispuestos de manera que electrodos adyacentes tengan polaridades diferentes.
9. El método de fabricación de un conjunto de electrodo según la reivindicación 1, en donde la etapa (b) se realiza repetidamente dos veces o más.
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