ES3056485T3 - Electrode manufacturing apparatus including electrode alignment unit and electrode assembly manufacturing apparatus including the same - Google Patents
Electrode manufacturing apparatus including electrode alignment unit and electrode assembly manufacturing apparatus including the sameInfo
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Abstract
La presente invención proporciona: un aparato para ensamblaje de electrodos que comprende una primera unidad de transferencia de electrodos para transferir un primer electrodo con una capa de recubrimiento formada en una o ambas superficies; un primer cortador para formar los primeros electrodos unitarios cortando el electrodo transferido por la primera unidad de transferencia de electrodos; una primera unidad de transferencia de separador, dispuesta en una superficie de la primera unidad de transferencia de electrodos, que transfiere un primer separador; una primera unidad sensora para detectar la posición de los primeros electrodos unitarios; y una primera unidad de alineación para ajustar los intervalos entre los primeros electrodos unitarios montados en una superficie del primer separador, ajustando la velocidad de transferencia de cada uno de los extremos de los primeros electrodos unitarios, que son paralelos a la dirección de transferencia de los primeros electrodos unitarios; y un aparato para la fabricación de ensamblajes de electrodos que incluye dicho aparato. Por consiguiente, antes del proceso de apilado y laminado de electrodos de diferentes polaridades, se pueden apilar los electrodos positivo y negativo, comprobando si sus posiciones coinciden, lo que evita la aparición de electrodos defectuosos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Aparato de fabricación de electrodos que incluye una unidad de alineación de electrodos y aparato de fabricación de conjuntos de electrodos que incluye el mismo
[0003] Sector de la técnica
[0004] Esta solicitud reivindica el beneficio de prioridad de la solicitud de patente coreana n.º 2020-0134691 presentada el 16 de octubre de 2020.
[0005] La presente invención se refiere a un aparato de fabricación de electrodos que incluye una unidad de alineación de electrodos y a un aparato de fabricación de conjuntos de electrodos que incluye el mismo. Más concretamente, la presente invención se refiere a un aparato de fabricación de electrodos que incluye una unidad de alineación de electrodos capaz de ajustar la dirección de transferencia de los electrodos unitarios cortados de una lámina de electrodos, de modo que se mantenga uniforme el intervalo entre los extremos de la línea de corte de los electrodos unitarios, y de ajustar la alineación entre un electrodo positivo y un electrodo negativo antes de una etapa de laminado de un conjunto de electrodos, y a un aparato de fabricación de conjuntos de electrodos que incluye el mismo.
[0006] Estado de la técnica
[0007] Las baterías secundarias de litio se han utilizado como fuente de energía para dispositivos móviles y dispositivos ponibles, y también se han utilizado ampliamente como fuente de energía para vehículos eléctricos y vehículos eléctricos híbridos.
[0008] Dependiendo de la forma de la carcasa de la batería, una batería secundaria de litio se clasifica como una batería secundaria cilíndrica que tiene un conjunto de electrodos montado en una lata metálica cilíndrica, una batería secundaria prismática que tiene un conjunto de electrodos montado en una lata metálica prismática, o una batería secundaria en forma de bolsa que tiene un conjunto de electrodos montado en una carcasa en forma de bolsa hecha de una lámina laminada de aluminio.
[0009] Un conjunto de electrodos puede fabricarse apilando un electrodo positivo y un electrodo negativo de manera que se interponga un separador entre los mismos para fabricar una célula única y apilando varias células únicas o enrollando las células únicas en un estado en el que están dispuestas sobre una película separadora.
[0010] Con el fin de fabricar una célula única, se fija un electrodo positivo unitario cortado de una lámina de electrodo positivo a una primera lámina separadora, se fija un electrodo negativo unitario cortado de una lámina de electrodo negativo a una segunda lámina separadora, se apilan la primera lámina separadora, a la que se ha fijado el electrodo positivo unitario, y la segunda lámina separadora, a la que se ha fijado el electrodo negativo unitario, y se calientan y se prensan para laminarlas entre sí. Además, las láminas separadoras entre los electrodos pueden cortarse para fabricar una célula única individual.
[0011] En el caso de que el intervalo entre los electrodos positivos unitarios dispuestos en la primera lámina separadora y el intervalo entre los electrodos negativos unitarios dispuestos en la segunda lámina separadora no se mantengan uniformes y se desvíen de un intervalo predeterminado, es posible que un electrodo positivo y un electrodo negativo no queden alineados entre sí en un proceso posterior de apilado y laminado de los electrodos.
[0012] En un aparato de fabricación de conjuntos de electrodos convencional, es difícil determinar si el electrodo positivo y el electrodo negativo están alineados entre sí en un proceso de apilado y disposición del electrodo positivo y el electrodo negativo. Dado que se determina si el electrodo positivo y el electrodo negativo están alineados entre sí después del proceso de laminado, es posible clasificar y excluir los electrodos defectuosos de los electrodos finalmente fabricados; sin embargo, es difícil reducir la tasa de incidencia de electrodos defectuosos.
[0013] El documento de patente 1 divulga un método de fabricación de células únicas que incluye la detección de la posición de un electrodo negativo unido a un separador de tipo cinta mediante una cámara configurada para detectar la posición de unión del electrodo negativo y la corrección de la posición de un electrodo positivo utilizando una herramienta de alineación de electrodos positivos basada en la posición detectada del electrodo negativo.
[0014] El documento de patente 1 divulga un método para colocar un electrodo positivo y un electrodo negativo en superficies opuestas de un separador y colocar otro separador en la superficie exterior de cada uno del electrodo positivo y el electrodo negativo que no están orientados hacia el separador para fabricar una célula única, pero no divulga un método para controlar el intervalo entre los electrodos unitarios cortados de una lámina de electrodo de manera que sea uniforme.
[0015] El documento de patente 2 divulga un aparato de fabricación de baterías secundarias que mide la posición del electrodo más grande de entre un primer electrodo y un segundo electrodo incluidos en una célula unitaria, es decir,
el primer electrodo, para ajustar el intervalo entre las células unitarias dispuestas en una lámina separadora con el fin de mantener con precisión el intervalo entre las células unitarias y mejorar así la calidad de apilado de la célula unitaria.
[0016] Sin embargo, el documento de patente 2 se limita a sugerir una tecnología capaz de disponer células unitarias, cada una de las cuales incluye un electrodo positivo y un electrodo negativo, en una lámina separadora de manera que se mantenga uniforme el intervalo entre las células unitarias.
[0017] En el caso en que se fija un electrodo positivo unitario a una lámina separadora, se fija un electrodo negativo unitario a otra lámina separadora y se acoplan los electrodos entre sí para fabricar una célula única, 1) las posiciones del electrodo positivo y del electrodo negativo pueden cambiar durante el movimiento para acoplarlos entre sí, y 2) es difícil disponer el electrodo positivo y el electrodo negativo de manera que estén alineados entre sí debido al estiramiento de las láminas separadoras. Con el fin de resolver estos problemas, se necesita un aparato de fabricación de electrodos capaz de alinear un electrodo positivo y un electrodo negativo antes de un proceso de laminado y un aparato de fabricación de conjuntos de electrodos que incluya el mismo.
[0018] Publicación de solicitud de patente coreana n.º 2019-0113907 (08/10/2019) (“Documento de patente 1”) Publicación de solicitud de patente coreana n.º 2019-0113022 (08/10/2019) (“Documento de patente 2”) Documento KR 20190113907 A (“Documento de patente 3”)
[0019] Documento US 2019/027777 A1 (“Documento de patente 4”)
[0020] Objeto de la invención
[0021] Problema técnico
[0022] La presente invención se ha realizado teniendo en cuenta los problemas anteriores y un objeto de la presente invención es proporcionar un aparato de fabricación de electrodos capaz de controlar el intervalo entre los primeros electrodos unitarios fijados a una primera lámina separadora para que sea uniforme y el intervalo entre los segundos electrodos unitarios fijados a una segunda lámina separadora para que sea uniforme, y ajustar la posición de acoplamiento del primer electrodo unitario y el segundo electrodo unitario de manera que el primer electrodo unitario y el segundo electrodo unitario estén alineados entre sí antes del laminado entre el primer electrodo unitario y el segundo electrodo unitario, y un aparato de fabricación de conjuntos de electrodos que incluya el mismo.
[0023] Solución técnica
[0024] Para lograr el objeto anterior, un primer aparato de fabricación de electrodos según la presente invención, tal como se define en la reivindicación independiente 1, incluye una primera unidad de transferencia de electrodos configurada para transferir un primer electrodo que tiene una capa de recubrimiento de electrodo formada en una superficie o en superficies opuestas del primer electrodo; un primer cortador configurado para cortar el primer electrodo transferido por la primera unidad de transferencia de electrodos y formar así un primer electrodo unitario; una primera unidad de transferencia de separadores dispuesta en una superficie de la primera unidad de transferencia de electrodos, estando la primera unidad de transferencia de separadores configurada para transferir un primer separador; una primera unidad de sensor configurada para detectar la posición del primer electrodo unitario; y una primera unidad de alineación configurada para ajustar las velocidades de transferencia de las periferias exteriores del primer electrodo unitario paralelas a una dirección de transferencia del primer electrodo unitario con el fin de ajustar el intervalo entre los primeros electrodos unitarios que se asientan en una superficie del primer separador.
[0025] En el primer aparato de fabricación de electrodos según la presente invención, la primera unidad de sensor incluye dos o más sensores configurados para detectar las velocidades de las periferias exteriores del primer electrodo unitario paralelas a la dirección de transferencia del primer electrodo unitario, y la primera unidad de alineación incluye al menos dos rodillos de corrección dispuestos en una superficie del primer electrodo unitario.
[0026] En el primer aparato de fabricación de electrodos según la presente invención, cuando las periferias exteriores cortadas del primer electrodo unitario medidas por la primera unidad de sensor no están dispuestas perpendicularmente a la dirección de transferencia, la primera unidad de alineación puede ajustar las velocidades de suministro de ambos extremos del primer electrodo unitario que se suministra al primer separador.
[0027] Además, la presente invención proporciona un aparato de fabricación de conjuntos de electrodos que incluye una primera unidad de suministro de electrodos configurada para transferir el primer electrodo unitario fabricado por el primer aparato de fabricación de electrodos; una tercera unidad de sensor configurada para detectar la posición del primer electrodo unitario; un segundo aparato de fabricación de electrodos configurado para fabricar un segundo electrodo; y una unidad de acoplamiento configurada para acoplar el primer electrodo unitario y el segundo electrodo
unitario entre sí para fabricar una célula única, en el que el segundo aparato de fabricación de electrodos incluye una segunda unidad de transferencia de electrodos configurada para transferir un segundo electrodo que tiene una capa de recubrimiento de electrodo formada en una superficie o en superficies opuestas del mismo; un segundo cortador configurado para cortar el segundo electrodo transferido por la segunda unidad de transferencia de electrodos y formar así un segundo electrodo unitario; una segunda unidad de transferencia de separadores dispuesta en una superficie de la segunda unidad de transferencia de electrodos, estando la segunda unidad de transferencia de separadores configurada para transferir un segundo separador; una segunda unidad de sensor configurada para detectar la posición del segundo electrodo unitario; y una segunda unidad de alineación configurada para ajustar las velocidades de transferencia de ambos extremos del segundo electrodo unitario en paralelo a una dirección de transferencia del segundo electrodo unitario con el fin de ajustar el intervalo entre los segundos electrodos unitarios que se asientan en una superficie del segundo separador.
[0028] En el aparato de fabricación de conjuntos de electrodos según la presente invención, la segunda unidad de alineación puede ajustar el intervalo entre los segundos electrodos unitarios basándose en la posición del primer electrodo unitario detectado por la tercera unidad de sensor, de modo que el segundo electrodo unitario quede alineado con el primer electrodo unitario en la unidad de acoplamiento.
[0029] En el aparato de fabricación de conjuntos de electrodos según la presente invención, la segunda unidad de sensor puede incluir dos o más sensores configurados para detectar las posiciones de las periferias exteriores laterales opuestas del segundo electrodo unitario paralelas a la dirección de transferencia del mismo, la tercera unidad de sensor puede incluir dos o más sensores configurados para detectar las posiciones de las periferias exteriores laterales opuestas del primer electrodo unitario paralelas a la dirección de transferencia del primer electrodo unitario, y la segunda unidad de alineación puede incluir al menos dos rodillos de corrección dispuestos en una superficie del segundo electrodo unitario.
[0030] En el aparato de fabricación de conjuntos de electrodos según la presente invención, los rodillos de corrección pueden estar dispuestos en la superficie superior del segundo electrodo unitario, un rodillo de transferencia puede estar dispuesto debajo de los rodillos de corrección como la superficie inferior del segundo electrodo unitario, y el rodillo de transferencia puede estar configurado para tener una estructura en la que una pluralidad de rodillos, cuyas velocidades pueden controlarse para que sean iguales a las velocidades de rotación de los rodillos de corrección, están acoplados entre sí.
[0031] En el aparato de fabricación de conjuntos de electrodos según la presente invención, la unidad de acoplamiento puede incluir un rodillo de laminado configurado para laminar el primer electrodo unitario y el segundo electrodo unitario entre sí.
[0032] En el aparato de fabricación de conjuntos de electrodos según la presente invención, se puede incluir un tercer cortador configurado para cortar el primer separador y el segundo separador de la célula única para fabricar una célula única unitaria.
[0033] En el aparato de fabricación de conjuntos de electrodos según la presente invención, se puede incluir además una unidad de inspección visual configurada para inspeccionar el estado de alineación del primer electrodo unitario y el segundo electrodo unitario de la célula única unitaria.
[0034] En el aparato de fabricación de conjuntos de electrodos según la presente invención, se puede ajustar una variable de control de la segunda unidad de alineación basándose en el resultado de la inspección realizada por la unidad de inspección visual. La variable de control de la segunda unidad de alineación puede ser la velocidad de rotación del rodillo de corrección de la segunda unidad de alineación.
[0035] Además, la presente invención puede proporcionar todas las combinaciones posibles de los medios de resolución anteriores.
[0036] Efectos ventajosos
[0037] Como se desprende de la descripción anterior, en la presente invención es posible ajustar las velocidades de transferencia de las periferias exteriores laterales opuestas de los electrodos unitarios que están fijados a una lámina separadora en una dirección de transferencia de la misma, mientras se detecta el intervalo entre los electrodos unitarios, por lo que es posible mantener uniforme el intervalo entre los electrodos unitarios que están fijados a la lámina separadora.
[0038] Además, el proceso anterior se realiza de forma idéntica para un electrodo positivo y un electrodo negativo.
[0039] Además, se detecta la posición de uno del electrodo positivo y el electrodo negativo con el fin de ajustar la posición del otro electrodo en una etapa anterior al acoplamiento entre el electrodo positivo y el electrodo negativo, de modo que las posiciones de acoplamiento del electrodo positivo y el electrodo negativo coincidan entre sí, por lo que es posible que el electrodo positivo y el electrodo negativo se acoplen entre sí en un estado de alineación mutua.
[0040] En la presente invención, el control puede realizarse de manera que las posiciones apiladas del electrodo positivo y el electrodo negativo coincidan entre sí antes de un proceso de laminado en el que el electrodo positivo y el electrodo negativo se apilan y acoplan entre sí, por lo que es posible evitar una desalineación entre el electrodo positivo y el electrodo negativo.
[0041] En la presente invención, es posible evitar una disminución de la capacidad de una batería debido a la desalineación entre el electrodo positivo y el electrodo negativo y evitar una disminución de la densidad energética de la batería debido a un aumento del volumen de un conjunto de electrodos.
[0042] Descripción de las figuras
[0043] La FIG.1 es una vista en perspectiva de un aparato de fabricación de electrodos según la presente invención.
[0044] La FIG. 2 es una vista en perspectiva de un aparato de fabricación de conjuntos de electrodos según la presente invención.
[0045] La FIG. 3 es una vista lateral de una célula única que pasa a través de una unidad de inspección visual en la presente invención.
[0046] Descripción detallada de la invención
[0047] A continuación, se describirán detalladamente las realizaciones preferidas de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos, de modo que las realizaciones preferidas de la presente invención puedan ser fácilmente implementadas por una persona con conocimientos ordinarios en la técnica a la que pertenece la presente invención. Sin embargo, al describir detalladamente el principio de funcionamiento de las realizaciones preferidas de la presente invención, se omitirá una descripción detallada de las funciones y configuraciones conocidas incorporadas en el presente documento cuando las mismas puedan oscurecer el objeto de la presente invención. Además, se utilizarán los mismos números de referencia en todos los dibujos para referirse a partes que realizan funciones u operaciones similares. En el caso de que se diga que una parte está conectada a otra parte a lo largo de la memoria descriptiva, no solo puede esa parte estar conectada directamente a la otra parte, sino que esa parte también puede estar conectada indirectamente a la otra parte a través de una parte adicional. Además, el hecho de que se incluya un determinado elemento no significa que se excluyan otros elementos, sino que significa que dichos elementos pueden incluirse adicionalmente, salvo que se indique lo contrario.
[0048] Las realizaciones de la presente invención se describirán en detalle con referencia a los dibujos adjuntos.
[0049] La FIG.1 es una vista en perspectiva de un aparato de fabricación de electrodos según la presente invención. Haciendo referencia a la FIG. 1, el aparato 100 de fabricación de electrodos según la presente invención es un primer aparato de fabricación de electrodos, y el primer electrodo puede ser un electrodo positivo o un electrodo negativo.
[0050] El aparato 100 de fabricación de electrodos incluye una primera unidad 110 de transferencia de electrodos configurada para transferir un primer electrodo 111 que tiene una capa de recubrimiento de electrodo formada en una superficie o en superficies opuestas del mismo; un primer cortador 120 configurado para cortar el primer electrodo 111 transferido por la primera unidad 110 de transferencia de electrodos para formar un primer electrodo 112 unitario; una primera unidad 130 de transferencia de separadores dispuesta en una superficie de la primera unidad 110 de transferencia de electrodos, estando la primera unidad de transferencia de separadores configurada para transferir un primer separador 131; una primera unidad 140 de sensor configurada para detectar la posición del primer electrodo 112 unitario; y una primera unidad 150 de alineación configurada para ajustar las velocidades de transferencia de las periferias 114 exteriores del primer electrodo 112 unitario paralelas a una dirección A de transferencia del mismo, con el fin de ajustar el intervalo entre los primeros electrodos 112 unitarios que se asientan en una superficie del primer separador 131.
[0051] El primer electrodo 111 está configurado en forma de un rollo de electrodo en el que se enrolla una lámina de electrodo, y la lámina de electrodo tiene una capa de recubrimiento de electrodo formada en una superficie o en superficies opuestas de la lámina de electrodo. Se forma una parte sin recubrimiento que no tiene capa de recubrimiento de electrodo en al menos un lado de la lámina de electrodo que tiene la capa de recubrimiento de electrodo formada en la misma, y el primer electrodo puede estar en un estado en el que una parte de la parte sin recubrimiento está perforada para formar una lengüeta de electrodo.
[0052] El primer separador 131 puede estar configurado en forma de un rodillo separador en el que se enrolla una lámina separadora o puede estar configurado para tener un tamaño tal que las partes sobrantes se extiendan más allá de las periferias exteriores de un primer electrodo unitario.
[0053] La primera unidad 140 de sensor incluye sensores 141 y 142 configurados para detectar velocidades de las periferias 114 exteriores del primer electrodo 112 unitario paralelas a la dirección A de transferencia del mismo. Cada uno de los sensores está dispuesto en una periferia exterior correspondiente del primer electrodo 112 unitario paralela a la dirección A de transferencia del mismo.
[0054] Cada uno de los sensores 141 y 142 incluye un transmisor configurado para transmitir una señal y un receptor configurado para recibir la señal, y el transmisor y el receptor están dispuestos de manera que se enfrenten entre sí. El primer electrodo unitario pasa entre el transmisor y el receptor. La posición en la que se dispone el primer electrodo unitario, la velocidad de movimiento del primer electrodo unitario, el grado de alineación de los lados opuestos del primer electrodo unitario y el intervalo entre los primeros electrodos unitarios pueden derivarse en función de si la luz o la longitud de onda transmitida por el transmisor es recibida por el receptor, el tiempo de recepción y el tiempo de no recepción.
[0055] En el caso de que los valores del intervalo entre los primeros electrodos unitarios medidos por los sensores sean inconsistentes entre sí, se puede determinar que el primer electrodo unitario está girado o se desvía de su posición de movimiento, y la primera unidad de sensor puede enviar una señal de calibración a la primera unidad de alineación de modo que se ajuste la dirección de movimiento del primer electrodo unitario.
[0056] Aunque no se especifican las posiciones concretas de los sensores 141 y 142, siempre que los sensores detecten las posiciones de ambos extremos de las periferias 118 exteriores cortadas de los primeros electrodos unitarios para medir el intervalo entre los primeros electrodos unitarios, es preferible que los sensores se dispongan en las periferias 114 exteriores del primer electrodo unitario paralelas a la dirección de transferencia del mismo para mejorar la precisión de la medición, como se muestra en la FIG.1.
[0057] La primera unidad 150 de alineación incluye dos rodillos 151 de corrección dispuestos en una superficie del primer electrodo 112 unitario.
[0058] En el caso de que las periferias 118 exteriores cortadas del primer electrodo unitario medidas por la primera unidad 140 de sensor no estén dispuestas perpendicularmente a la dirección A de transferencia de las mismas, el valor medido puede enviarse a la primera unidad 150 de alineación con el fin de ajustar la dirección de movimiento del primer electrodo unitario. Los rodillos 151 de corrección de la primera unidad 150 de alineación pueden ajustar las velocidades de suministro de ambos extremos del primer electrodo 112 unitario que se suministra al primer separador 131 en una dirección del eje y.
[0059] Las velocidades de rotación de los rodillos 151 de corrección pueden ajustarse de forma independiente. La velocidad de rotación de uno de los rodillos 151 de corrección puede aumentarse o disminuirse de modo que el intervalo entre los primeros electrodos unitarios medidos por la primera unidad 140 de sensor se encuentre dentro de un intervalo permisible.
[0060] Por ejemplo, en el caso en el que, para los primeros electrodos 112 unitarios adyacentes, el intervalo entre los primeros electrodos unitarios medido por el sensor 141 situado en el lado en el que se proporciona la primera lengüeta 113 de electrodo sea mayor que el intervalo entre los primeros electrodos 112 unitarios medido por el sensor 142 situado en el lado en el que no se proporciona ninguna lengüeta de electrodo, es posible aumentar la velocidad de rotación del rodillo de corrección situado en el lado en el que se proporciona la lengüeta de electrodo. Como se ha descrito anteriormente, el primer electrodo unitario puede rotar desde un eje central del primer electrodo 112 unitario en una dirección del eje x para cambiar la dirección de movimiento del primer electrodo unitario. Aunque se produzca una desviación en la dirección de movimiento del primer electrodo unitario debido al estiramiento parcial del primer separador o al colgamiento del primer electrodo, el intervalo entre los primeros electrodos unitarios puede mantenerse uniforme.
[0061] Los rodillos 151 de corrección están dispuestos en la superficie superior del primer electrodo 112 unitario y están dispuestos en ambos extremos del primer electrodo unitario en la dirección del eje y, no en una parte central del primer electrodo unitario.
[0062] Aunque las posiciones de los rodillos de corrección de la primera unidad de alineación no están particularmente restringidas, siempre que el primer electrodo unitario rote desde el eje central del primer electrodo unitario en la dirección del eje x para cambiar la dirección de movimiento del primer electrodo unitario, es preferible que los rodillos de corrección estén dispuestos en ambos extremos de las periferias exteriores del primer electrodo unitario, en paralelo a la dirección de transferencia del mismo, teniendo en cuenta la eficiencia en el control del primer electrodo unitario.
[0063] Mientras tanto, aunque el resultado medido por la primera unidad de sensor se transmite a la primera unidad de alineación y la dirección de movimiento del primer electrodo unitario se cambia con precisión, la dirección de movimiento del primer electrodo unitario puede cambiarse de nuevo mientras el primer electrodo unitario con la dirección de movimiento cambiada se transfiere para fijarse al primer separador. En consecuencia, es necesario que
la primera unidad de sensor y la primera unidad de alineación estén dispuestas adyacentes entre sí.
[0064] Por ejemplo, la primera unidad 140 de sensor está dispuesta para medir el intervalo entre un primer electrodo 112b unitario transferido para ser fijado al primer separador 131 y un primer electrodo 112a unitario transferido inmediatamente después del primer electrodo 112b unitario. La primera unidad 150 de alineación puede estar dispuesta en el primer electrodo 112b unitario, y la primera unidad 150 de alineación puede controlar la velocidad de movimiento y la dirección de movimiento del primer electrodo 112b unitario basándose en el intervalo entre los primeros electrodos unitarios medidos por la primera unidad 140 de sensor.
[0065] Aunque se omite en la FIG. 1, en el primer aparato de fabricación de electrodos que incluye la primera unidad de transferencia de electrodos y la primera unidad de transferencia de separadores, el primer electrodo, el primer electrodo unitario y el primer separador pueden transferirse mediante un dispositivo de transferencia de tipo rodillo o de tipo transportador dispuesto debajo de los mismos. Además, se puede fabricar un electrodo en una región en la que los ejes centrales del primer electrodo, el primer electrodo unitario y el primer separador, y el rodillo de corrección en la dirección de transferencia de los mismos sean paralelos entre sí.
[0066] Es decir, las velocidades relativas de las periferias exteriores laterales opuestas del primer electrodo unitario paralelas a la dirección de transferencia del mismo pueden ajustarse en función de la velocidad de transferencia del eje central del primer electrodo unitario en la dirección de transferencia del mismo, con el fin de fijar el primer electrodo unitario al primer separador.
[0067] La FIG. 2 es una vista en perspectiva de un aparato de fabricación de conjuntos de electrodos según la presente invención.
[0068] Haciendo referencia a la FIG. 2, el aparato de fabricación de conjuntos de electrodos según la presente invención incluye una primera unidad 300 de suministro de electrodos configurada para transferir el primer electrodo 112 unitario fabricado por el primer aparato 100 de fabricación de electrodos de la FIG. 1; una tercera unidad 340 de sensor configurada para detectar la posición del primer electrodo 112 unitario; un segundo aparato 200 de fabricación de electrodos configurado para fabricar un segundo electrodo 212; y una unidad 360 de acoplamiento configurada para acoplar el primer electrodo 112 unitario y el segundo electrodo 212 unitario entre sí para fabricar una célula única. El segundo aparato 200 de fabricación de electrodos incluye una segunda unidad 210 de transferencia de electrodos configurada para transferir un segundo electrodo 211 que tiene una capa de recubrimiento de electrodo formada en una superficie o en superficies opuestas del mismo; un segundo cortador 220 configurado para cortar el segundo electrodo 211 transferido por la segunda unidad 210 de transferencia de electrodos para formar un segundo electrodo 212 unitario; una segunda unidad 230 de transferencia de separadores dispuesta en una superficie de la segunda unidad 210 de transferencia de electrodos, estando la segunda unidad de transferencia de separadores configurada para transferir un segundo separador 231; una segunda unidad 240 de sensor configurada para detectar la posición del segundo electrodo 212 unitario; y una segunda unidad 250 de alineación configurada para ajustar las velocidades de transferencia de ambos extremos del segundo electrodo 212 unitario en paralelo a una dirección de transferencia del mismo, con el fin de ajustar el intervalo entre los segundos electrodos 212 unitarios que se asientan en una superficie del segundo separador 231.
[0069] La descripción de la primera unidad de transferencia de electrodos, el primer cortador, la primera unidad de transferencia de separadores, la primera unidad de sensor y la primera unidad de alineación del primer aparato 100 de fabricación de electrodos puede aplicarse igualmente a la segunda unidad 210 de transferencia de electrodos, el segundo cortador 220, la segunda unidad 230 de transferencia de separadores, la segunda unidad 240 de sensor y la segunda unidad 250 de alineación del segundo aparato 200 de fabricación de electrodos, respectivamente, por lo que su descripción detallada puede entenderse dentro de la misma categoría.
[0070] La tercera unidad 340 de sensor mide el intervalo entre los primeros electrodos 112 unitarios que se transfieren de manera que se superpongan a los segundos electrodos 212 unitarios. La tercera unidad 340 de sensor incluye sensores 341 y 342 configurados para detectar velocidades de las periferias exteriores del primer electrodo 112 unitario paralelas a la dirección de transferencia del mismo. Cada uno de los sensores está dispuesto en una correspondiente de las periferias exteriores del primer electrodo 112 unitario en paralelo a la dirección de transferencia del mismo. El principio de funcionamiento y la función de los sensores 341 y 342 son los mismos que el principio de funcionamiento y la función de los sensores 141 y 142 descritos con referencia a la FIG.1.
[0071] La segunda unidad 250 de alineación puede ajustar el intervalo entre los segundos electrodos 212 unitarios basándose en la posición del primer electrodo 112 unitario detectada por la tercera unidad 340 de sensor, de modo que el segundo electrodo 212 unitario quede alineado con el primer electrodo 112 unitario en la unidad 360 de acoplamiento.
[0072] La segunda unidad 240 de sensor incluye sensores 241 y 242 configurados para detectar las posiciones de las periferias 214 exteriores laterales opuestas del segundo electrodo 212 unitario paralelas a la dirección de transferencia del mismo, y la tercera unidad 340 de sensor incluye sensores 341 y 342 configurados para detectar las posiciones de las periferias exteriores laterales opuestas del primer electrodo unitario paralelas a la dirección de
transferencia del mismo. La segunda unidad 250 de alineación incluye dos rodillos 251 de corrección dispuestos en la superficie superior del segundo electrodo 212 unitario.
[0073] En consecuencia, se mide si el intervalo entre la periferia 218 exterior cortada del segundo electrodo 212 unitario, medido por los sensores 241 y 242 de la segunda unidad 240 de sensor, y la periferia exterior cortada de un segundo electrodo unitario próximo es uniforme. En el caso de que los intervalos sean inconsistentes entre sí, se envía una señal de calibración a la segunda unidad 250 de alineación, de modo que se modifiquen las velocidades de transferencia de las periferias exteriores del segundo electrodo 212 unitario paralelas a la dirección de transferencia del mismo.
[0074] En consecuencia, se puede realizar un control de manera que se modifiquen las velocidades de rotación de los rodillos de corrección configurados para transferir el segundo rodillo unitario, por lo que es posible corregir la dirección de movimiento y la posición del segundo electrodo unitario.
[0075] Por ejemplo, la segunda unidad 240 de sensor está dispuesta para medir el intervalo entre un segundo electrodo 212b unitario transferido para ser fijado al segundo separador 231 y un segundo electrodo 212a unitario transferido inmediatamente después del segundo electrodo 212b unitario. La tercera unidad 340 de sensor está dispuesta para medir el intervalo entre los primeros electrodos 112 unitarios.
[0076] La segunda unidad 250 de alineación está dispuesta en el segundo electrodo 212b unitario y transfiere el segundo electrodo unitario al primer electrodo unitario de manera que la tercera unidad 340 de sensor mida el intervalo entre los primeros electrodos 112 unitarios.
[0077] En el caso de que el intervalo entre los segundos electrodos unitarios medido por la segunda unidad 240 de sensor sea inconsistente con el intervalo entre los primeros electrodos unitarios medido por la tercera unidad 340 de sensor, la segunda unidad 250 de alineación puede controlar por tanto la velocidad de movimiento y la dirección de movimiento del segundo electrodo 212 unitario.
[0078] En un ejemplo concreto, los rodillos 251 de corrección pueden estar dispuestos en la superficie superior del segundo electrodo 212 unitario, un rodillo 215 de transferencia puede estar dispuesto debajo de los rodillos 251 de corrección como superficie inferior del segundo electrodo 212 unitario, y el rodillo 215 de transferencia puede estar configurado para tener una estructura en la que una pluralidad de rodillos, cuyas velocidades pueden controlarse para que sean iguales a las velocidades de rotación de los rodillos 251 de corrección, se acoplen entre sí.
[0079] La longitud total del rodillo 215 de transferencia puede ser mayor que la longitud del eje y del segundo electrodo unitario.
[0080] La unidad 360 de acoplamiento incluye un par de rodillos 361 de laminado dispuestos por encima del primer electrodo 112 unitario y por debajo del segundo electrodo 212 unitario con el fin de laminar el primer electrodo 112 unitario y el segundo electrodo 212 unitario entre sí. Los rodillos 361 de laminado pueden estar configurados para calentarse selectivamente.
[0081] La FIG. 3 es una vista lateral de una célula única que pasa a través de una unidad de inspección visual en la presente invención.
[0082] Haciendo referencia a la FIG. 3, un primer electrodo 112 unitario está dispuesto en un primer separador 131, y un segundo electrodo 212 unitario está dispuesto en un segundo separador 231. Es posible fabricar una célula única configurada de manera que la fuerza de acoplamiento entre el primer separador 131, el primer electrodo 112 unitario, el segundo electrodo 212 unitario y el segundo separador 231 se incremente mediante el prensado de los rodillos 361 de laminado.
[0083] El aparato de fabricación de conjuntos de electrodos según la presente invención incluye un tercer cortador 320 configurado para cortar el primer separador 131 y el segundo separador 231 de la célula única con el fin de fabricar una célula 380 única unitaria, e incluye una unidad 400 de inspección visual configurada para inspeccionar el estado de alineación del primer electrodo 112 unitario y el segundo electrodo 212 unitario de la célula 380 única unitaria. En el caso de que el primer electrodo unitario y el segundo electrodo unitario no estén alineados entre sí como resultado de la medición de la unidad 400 de inspección visual, se puede ajustar una variable de control de la segunda unidad de alineación, y la segunda unidad de alineación puede ajustar la posición y la dirección de movimiento del segundo electrodo unitario de manera que el primer electrodo unitario y el segundo electrodo unitario estén alineados entre sí.
[0084] En la presente invención, como se ha descrito anteriormente, es posible determinar si el electrodo positivo y el electrodo negativo están alineados entre sí en una etapa previa a la fabricación de la célula única, por lo que es posible evitar la fabricación de un conjunto de electrodos con defectos de apilado.
[0085] La presente invención se define en las reivindicaciones adjuntas.Descripción de símbolos de referencia
[0086] 100: Aparato de fabricación de electrodos
[0087] 110: Primera unidad de transferencia de electrodos
[0088] 111: Primer electrodo
[0089] 112, 112a, 112b: Primeros electrodos unitarios
[0090] 113: Primera lengüeta de electrodo
[0091] 114, 214: Periferias exteriores paralelas al movimiento de transferencia 118, 218: Periferias exteriores cortadas
[0092] 120: Primer cortador
[0093] 130: Primera unidad de transferencia de separadores
[0094] 131: Primer separador
[0095] 140: Primera unidad de sensor
[0096] 141, 142, 241, 242, 341, 342: Sensores
[0097] 150: Primera unidad de alineación
[0098] 151, 251: Rodillos de corrección
[0099] 200: Segundo aparato de fabricación de electrodos
[0100] 210: Segunda unidad de transferencia de electrodos
[0101] 211: Segundo electrodo
[0102] 212, 212a, 212b: Segundos electrodos unitarios
[0103] 215: Rodillo de transferencia
[0104] 220: Segundo cortador
[0105] 230: Segunda unidad de transferencia de separadores
[0106] 231: Segundo separador
[0107] 240: Segunda unidad de sensor
[0108] 250: Segunda unidad de alineación
[0109] 300: Primera unidad de suministro de electrodos
[0110] 340: Tercera unidad de sensor
[0111] 360: Unidad de acoplamiento
[0112] 361: Rodillo de laminado
[0113] 320: Tercer cortador
[0114] 380: Célula única unitaria
[0115] 400: Unidad de inspección visual
[0116] Aplicabilidad industrial
[0118] La presente invención se refiere a un aparato de fabricación de electrodos que incluye una primera unidad de transferencia de electrodos configurada para transferir un primer electrodo que tiene una capa de recubrimiento de electrodo formada en una superficie o en superficies opuestas del mismo; un primer cortador configurado para cortar el primer electrodo transferido por la primera unidad de transferencia de electrodos con el fin de formar un primer electrodo unitario; una primera unidad de transferencia de separadores dispuesta en una superficie de la primera unidad de transferencia de electrodos, estando la primera unidad de transferencia de separadores configurada para transferir un primer separador; una primera unidad de sensor configurada para detectar la posición del primer electrodo unitario; y una primera unidad de alineación configurada para ajustar las velocidades de transferencia de ambos extremos del primer electrodo unitario en paralelo a una dirección de transferencia del mismo con el fin de ajustar el intervalo entre los primeros electrodos unitarios que se asientan en una superficie del primer separador y un aparato de fabricación de conjuntos de electrodos que incluye el aparato de fabricación de electrodos, en el que se determina si un electrodo positivo y un electrodo negativo están alineados entre sí antes de un proceso de apilado y laminado de electrodos que tienen polaridades diferentes, y, a continuación, se apilan el electrodo positivo y el electrodo negativo, por lo que es posible evitar la aparición de un electrodo defectuoso debido a una desalineación entre el electrodo positivo y el electrodo negativo, por lo que la presente invención tiene aplicabilidad industrial.
Claims (10)
1. REIVINDICACIONES
1. Un primer aparato (100) de fabricación de electrodos que comprende:
una primera unidad (110) de transferencia de electrodos configurada para transferir un primer electrodo (111) que tiene una capa de recubrimiento de electrodo formada en una superficie o en superficies opuestas del primer electrodo (111);
un primer cortador (120) configurado para cortar el primer electrodo (111) transferido por la primera unidad (110) de transferencia de electrodos y formar así un primer electrodo (112) unitario;
una primera unidad (130) de transferencia de separadores dispuesta en una superficie de la primera unidad (110) de transferencia de electrodos, estando la primera unidad (130) de transferencia de separadores configurada para transferir un primer separador (131);
una primera unidad (140) de sensor configurada para detectar una posición del primer electrodo (112) unitario; y una primera unidad (150) de alineación configurada para ajustar las velocidades de transferencia de las periferias exteriores del primer electrodo (112) unitario paralelas a una dirección (A) de transferencia del primer electrodo (112) unitario con el fin de ajustar un intervalo entre los primeros electrodos (112) unitarios que están asentados en una superficie del primer separador (131),
en el que la primera unidad (140) de sensor comprende dos o más sensores (141, 142) configurados para detectar velocidades de las periferias exteriores del primer electrodo (112) unitario paralelas a la dirección (A) de transferencia del primer electrodo (112) unitario, y
en el que la primera unidad (150) de alineación comprende al menos dos rodillos (151) de corrección dispuestos en una superficie del primer electrodo (112) unitario.
2. El primer aparato (100) de fabricación de electrodos según la reivindicación 1, en el que
cuando las periferias exteriores cortadas del primer electrodo (112) unitario medidas por la primera unidad (140) de sensor no están dispuestas perpendicularmente a la dirección (A) de transferencia, la primera unidad (150) de alineación ajusta las velocidades de suministro de ambos extremos del primer electrodo (112) unitario que se suministra al primer separador (131).
3. Un aparato de fabricación de conjuntos de electrodos que comprende:
una primera unidad (300) de suministro de electrodos configurada para transferir el primer electrodo (112) unitario fabricado por el primer aparato (100) de fabricación de electrodos según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2; una tercera unidad (340) de sensor configurada para detectar una posición del primer electrodo (112) unitario; un segundo aparato (200) de fabricación de electrodos configurado para fabricar un segundo electrodo (211); y una unidad (360) de acoplamiento configurada para acoplar el primer electrodo (112) unitario y un segundo electrodo (212) unitario entre sí con el fin de fabricar una célula única, en el que
el segundo aparato (200) de fabricación de electrodos comprende:
una segunda unidad (210) de transferencia de electrodos configurada para transferir un segundo electrodo (211) que tiene una capa de recubrimiento de electrodo formada en una superficie o en superficies opuestas del mismo; un segundo cortador (220) configurado para cortar el segundo electrodo (211) transferido por la segunda unidad (210) de transferencia de electrodos y formar así el segundo electrodo (212) unitario;
una segunda unidad (230) de transferencia de separadores dispuesta en una superficie de la segunda unidad (210) de transferencia de electrodos, estando la segunda unidad (210) de transferencia de separadores configurada para transferir un segundo separador (231);
una segunda unidad (240) de sensor configurada para detectar una posición del segundo electrodo (212) unitario; y una segunda unidad (250) de alineación configurada para ajustar las velocidades de transferencia de ambos extremos del segundo electrodo (212) unitario en paralelo a una dirección (A) de transferencia del segundo electrodo (212) unitario con el fin de ajustar un intervalo entre los segundos electrodos (212) unitarios que están asentados en una superficie del segundo separador (231).
4. El aparato de fabricación de conjuntos de electrodos según la reivindicación 3, en el que la segunda unidad (250) de alineación ajusta el intervalo entre los segundos electrodo (212) unitarios basándose en la posición del primer electrodo (112) unitario detectada por la tercera unidad (340) de sensor, de modo que el segundo electrodo (212) unitario quede alineado con el primer electrodo (112) unitario en la unidad (360) de acoplamiento.
5. El aparato de fabricación de conjuntos de electrodos según la reivindicación 3, en el que:
la segunda unidad (240) de sensor comprende dos o más sensores (241, 242) configurados para detectar posiciones de las periferias exteriores laterales opuestas del segundo electrodo (212) unitario paralelas a la dirección (A) de transferencia del mismo,
la tercera unidad (340) de sensor comprende dos o más sensores (341, 342) configurados para detectar posiciones de las periferias exteriores laterales opuestas del primer electrodo (112) unitario paralelas a la dirección (A) de transferencia del primer electrodo (112) unitario, y
la segunda unidad (250) de alineación comprende al menos dos rodillos (251) de corrección dispuestos en una superficie del segundo electrodo (212) unitario.
6. El aparato de fabricación de conjuntos de electrodos según la reivindicación 5, en el que
los rodillos (251) de corrección están dispuestos en una superficie superior del segundo electrodo (212) unitario, un rodillo (215) de transferencia está dispuesto debajo de los rodillos de corrección como una superficie inferior del segundo electrodo (212) unitario, y
el rodillo (215) de transferencia está configurado para tener una estructura en la que una pluralidad de rodillos, cuyas velocidades pueden controlarse para que sean iguales a las velocidades de rotación de los rodillos de corrección, estén acoplados entre sí.
7. El aparato de fabricación de conjuntos de electrodos según la reivindicación 3, en el que la unidad (360) de acoplamiento comprende un rodillo (361) de laminado configurado para laminar el primer electrodo (112) unitario y el segundo electrodo (212) unitario entre sí.
8. El aparato de fabricación de conjuntos de electrodos según la reivindicación 3, que comprende un tercer cortador (320) configurado para cortar el primer separador (131) y el segundo separador (231) de la célula única para fabricar una célula (380) única unitaria.
9. El aparato de fabricación de conjuntos de electrodos según la reivindicación 8, que comprende además una unidad (400) de inspección visual configurada para inspeccionar el estado de alineación del primer electrodo (112) unitario y el segundo electrodo (212) unitario de la célula (380) única unitaria.
10. El aparato de fabricación de conjuntos de electrodos según la reivindicación 9, en el que una variable de control de la segunda unidad (250) de alineación se ajusta basándose en un resultado de la inspección realizada por la unidad (400) de inspección visual.
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