ES3057413T3 - Electrode assembly lamination roller - Google Patents

Electrode assembly lamination roller

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ES3057413T3
ES3057413T3 ES22887539T ES22887539T ES3057413T3 ES 3057413 T3 ES3057413 T3 ES 3057413T3 ES 22887539 T ES22887539 T ES 22887539T ES 22887539 T ES22887539 T ES 22887539T ES 3057413 T3 ES3057413 T3 ES 3057413T3
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ES
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electrode
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rolling
roll
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ES22887539T
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Dongchan Kim
Jun Wan Kim
Seungkyu Lee
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LG Energy Solution Ltd
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LG Energy Solution Ltd
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Abstract

La presente invención se refiere a un rodillo de laminación de un conjunto de electrodos para laminar un electrodo y un separador, comprendiendo el rodillo de laminación del conjunto de electrodos: una porción central con referencia a una dirección longitudinal; y porciones finales posicionadas en ambos extremos de la porción central, en donde la temperatura superficial de las porciones finales se exhibe más alta que la temperatura superficial de la porción central. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Rodillo de laminación de conjunto de electrodos
[0003] Sector de la técnica
[0004] La presente solicitud reivindica los beneficios de prioridad basados en la Solicitud de Patente Coreana n.º 10-2021-0143770 presentada el 26 de octubre de 2021 y en la Solicitud de Patente Coreana n.º 10-2022-0137063 presentada el 24 de octubre de 2022.
[0005] La presente invención se refiere a un rodillo de laminación de conjunto de electrodos para laminar un electrodo y un separador.
[0006] Antecedentes de la invención
[0007] A medida que aumenta el desarrollo tecnológico y la demanda de dispositivos móviles, la demanda de baterías secundarias como fuente de energía está aumentando rápidamente, y, por consiguiente, se están realizando muchas investigaciones sobre baterías secundarias capaces de satisfacer diversas necesidades.
[0008] Típicamente, en términos de la forma de la batería, existe una alta demanda de baterías secundarias prismáticas delgadas-gruesas y baterías secundarias en bolsa que pueden aplicarse a productos como teléfonos móviles, y en cuanto a los materiales, existe una alta demanda de baterías secundarias de litio, tales como baterías de iones de litio y baterías de polímero de iones de litio, que presentan ventajas como una alta densidad energética, tensión de descarga y estabilidad de salida.
[0009] Adicionalmente, la batería secundaria también se clasifica en función de la estructura del conjunto de electrodos con una estructura de electrodo positivo/separador/electrodo negativo. Típicamente, se pueden ejemplificar un conjunto de electrodos de tipo "jelly-roll" (tipo enrollado) que tiene una estructura en la que electrodos positivo y negativo en forma de lámina larga se enrollan con un separador interpuesto, un conjunto de electrodos de tipo apilado en el que una pluralidad de electrodos positivos y negativos cortados con una unidad de tamaño predeterminado se apilan secuencialmente con un separador interpuesto entre ellos, y un conjunto de electrodos de tipo apilado/plegado que tiene una estructura en la que biceldas o celdas completas, en las que electrodos positivos y negativos de una unidad predeterminada se apilan con separadores interpuestos entre sí, se enrollan con una lámina separadora.
[0010] El conjunto de electrodos, que consiste en electrodo positivo/separador/electrodo negativo, puede tener una estructura simplemente apilada, pero también puede tener una estructura en la que una pluralidad de electrodos (electrodos positivo y negativo) se apilan con un separador interpuesto entre ellos y, a continuación, se laminan mediante calentamiento/presión. En este caso, la laminación del electrodo y el separador se consigue calentando y presurizando la capa adhesiva aplicada sobre el separador y el electrodo mientras se enfrentan entre sí. Por consiguiente, el separador se recubre generalmente con un material aglutinante para mejorar la resistencia adhesiva con el electrodo. En el proceso de laminación del electrodo y el separador, el electrodo retirado y cortado del rollo de electrodo se dispone generalmente sobre la lámina separadora, y el rodillo de laminación presiona y calienta la lámina separadora y el electrodo para adherir el electrodo y la lámina separadora. En el estado en el que el electrodo está adherido, se corta la lámina separadora para completar el conjunto de electrodos.
[0011] Sin embargo, dado que el espesor de ambos extremos en la dirección de todo el ancho del conjunto de electrodos es menor que el espesor de la parte central, el presurizado y el calentamiento no se realizan de manera suficiente en comparación con la parte central, y, por consiguiente, puede presentarse un problema de disminución de la resistencia adhesiva de ambos extremos en la dirección de todo el ancho.
[0012] Por lo tanto, existe una gran necesidad de resolver dichos problemas.
[0013] El documento KR 101429351 B1 da a conocer un dispositivo para fabricar un electrodo en forma de tira.
[0014] El documento CN 111890619 A da a conocer un rodillo de calandrado para calandrado de plástico.
[0015] El documento US 6209451 B1 da a conocer un rodillo para una calandra de papel.
[0016] Documento de la técnica anterior
[0017] Documento de patente
[0018] Patente coreana n.º 10-1361675
[0019] Publicación de patente coreana n.º 10-2018-0023185
[0020] Explicación de la invención
[0021] Problema técnico
[0022] Como resultado de diversos estudios realizados para resolver los problemas anteriores, los inventores de la presente invención han confirmado que, si la temperatura superficial de la porción de extremo situada en ambos extremos de la porción central es superior a la temperatura superficial de la porción central del rodillo de laminación, puede mejorarse la resistencia adhesiva de ambos extremos en la dirección de todo el ancho del conjunto de electrodos, y de este modo han completado la presente invención.
[0023] Por lo tanto, es un objeto de la presente invención proporcionar un rodillo de laminación de conjunto de electrodos capaz de mejorar la resistencia adhesiva de ambos extremos en la dirección de todo el ancho del conjunto de electrodos.
[0024] La invención se define en las reivindicaciones adjuntas.
[0025] Solución técnica
[0026] Con el fin de lograr el objeto anterior, la presente invención proporciona un rodillo de laminación de conjunto de electrodos para laminar un electrodo y un separador según se recoge en la reivindicación 1.
[0027] En una realización de la presente invención, una longitud del rodillo de laminación de conjunto de electrodos puede tener una longitud correspondiente a una longitud en la dirección de toda la longitud del conjunto de electrodos excluyendo una lengüeta.
[0028] En una realización de la presente invención, la temperatura superficial de la porción de extremo puede expresarse más alta que la temperatura superficial de la porción central en 10 a 30 °C.
[0029] En la presente invención, la temperatura superficial de la porción de extremo se expresa como 60 a 80 °C, y la temperatura superficial de la porción central se expresa como 40 a 60 °C.
[0030] Los materiales de la porción central y de la porción de extremo son diferentes entre sí.
[0031] En una realización de la presente invención, el material de la porción de extremo puede presentar una conductividad térmica mayor que el material de la porción central.
[0032] En una realización de la presente invención, el elemento de calentamiento puede ser uno que aplica calor de la misma temperatura a la porción central y a las porciones de extremo.
[0033] En una realización no cubierta por las reivindicaciones adjuntas, los materiales de la porción central y de la porción de extremo pueden ser iguales.
[0034] En una realización no cubierta por las reivindicaciones adjuntas, el elemento de calentamiento puede ser uno que permite que la temperatura superficial de la porción de extremo se exprese más alta que la temperatura superficial de la porción central.
[0035] En una realización de la presente invención, la relación de la longitud de la porción central con respecto a la longitud de cada porción de extremo puede ser de 2:1 a 5:1.
[0036] En una realización de la presente invención, el rodillo de laminación de conjunto de electrodos puede presurizar y calentar el separador y el electrodo alimentados en la dirección de todo el ancho del conjunto de electrodos.
[0037] En una realización de la presente invención, el conjunto de electrodos puede ser una bicelda.
[0038] En una realización de la presente invención, el rodillo de laminación de conjunto de electrodos puede estar constituido por un par de rodillos que comprenden un rodillo de laminación superior y un rodillo de laminación inferior.
[0039] En una realización de la presente invención, el rodillo de laminación de conjunto de electrodos puede comprender uno o más pares de rodillos.
[0040] Efectos ventajosos
[0041] El rodillo de laminación de conjunto de electrodos de la presente invención hace que la temperatura superficial de las porciones de extremo situadas en ambos extremos de la porción central sea superior a la temperatura superficial de la porción central, mejorando así el problema de deterioro de la resistencia adhesiva que se produce en ambos extremos del conjunto de electrodos en la dirección de todo el ancho.
[0042] Breve descripción de los dibujos
[0043] La FIG. 1 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente el proceso de fabricación del conjunto de electrodos.
[0044] La FIG.2 es una vista en perspectiva de un rodillo de laminación de conjunto de electrodos según una realización de la presente invención.
[0045] La FIG.3 es una fotografía del conjunto de electrodos.
[0046] Realización preferente de la invención
[0047] En lo sucesivo, se describirá la presente invención en detalle sobre la base de los dibujos adjuntos para que quienes tengan conocimientos normales en la materia puedan llevar a cabo fácilmente la presente invención. Sin embargo, la presente invención puede materializarse en varias formas diferentes y no se limita a las realizaciones descritas en el presente documento, y el alcance de la invención viene definido por las reivindicaciones adjuntas.
[0048] Con el fin de explicar claramente la presente invención, se omiten las partes no relacionadas con la descripción de la presente invención, y se asignan los mismos signos de referencia a elementos iguales o similares a lo largo de la memoria.
[0049] Adicionalmente, los términos y palabras utilizados en la presente memoria y en las reivindicaciones no deben interpretarse en un sentido limitado a los términos ordinarios o de diccionario, sino que deben interpretarse en un sentido y concepto coherentes con la idea técnica de la presente invención, sobre la base del principio de que el inventor puede definir adecuadamente el concepto de un término para describir su invención de la mejor manera posible.
[0050] La FIG. 1 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente el proceso de fabricación de un conjunto de electrodos general.
[0051] La FIG.1 muestra el proceso de fabricación de una monocelda que consiste en un electrodo y un separador.
[0052] Con referencia a la FIG. 1, el electrodo 121 retirado y cortado del rollo de electrodo 120 se dispone sobre la lámina separadora 111 retirada del rollo de separador 110, el electrodo 121 dispuesto sobre la lámina separadora 111 se desplaza hacia la sección de calentamiento y presurización 130, y la lámina separadora 111 y el electrodo 121 pasan a través de un rodillo de laminación 140 que provoca el calentamiento y presurización y, por tanto, los lamina, de modo que el electrodo 121 y la lámina separadora 111 quedan laminados.
[0053] A continuación, en un estado en el que el electrodo 121 está adherido, se corta la lámina separadora 111 para completar el conjunto de electrodos 151.
[0054] La FIG. 1 muestra un proceso en el que el electrodo 121 se lamina sobre la lámina separadora 111, pero, alternativamente, es por supuesto posible llevar a cabo la etapa de disponer los electrodos sobre el separador cortado en el separador unitario y luego laminar los mismos.
[0055] La FIG.2 es una vista en perspectiva que muestra un rodillo de laminación de conjunto de electrodos 200 según una realización de la presente invención.
[0056] Con referencia a la FIG.2, el rodillo de laminación de conjunto de electrodos 200 según una realización de la presente invención sirve para laminar el electrodo y el separador, y puede comprender una porción central 210 y una porción de extremo 220 situada en ambos extremos de la porción central 210 con respecto a la dirección longitudinal, y la temperatura superficial de las porciones de extremo 220 puede expresarse más alta que la temperatura superficial de la porción central 210.
[0057] Adicionalmente, el rodillo de laminación 200 incluye un elemento de calentamiento (no mostrado) en su interior. Como se ha descrito anteriormente, el electrodo se dispone sobre el separador en el proceso de fabricación del conjunto de electrodos y, en este caso, la longitud en la dirección de todo el ancho del separador es mayor que la longitud en la dirección de todo el ancho del electrodo. Por consiguiente, ambos extremos del conjunto de electrodos en la dirección de todo el ancho no se calientan ni presurizan suficientemente mediante el rodillo de laminación en comparación con la porción central del conjunto de electrodos, y, por lo tanto, se presenta el problema de que la laminación de ambos extremos en la dirección de todo el ancho del conjunto de electrodos no se realiza adecuadamente, y la resistencia adhesiva se reduce. Adicionalmente, cuando se fabrica un conjunto de electrodos de tipo bicelda, el espesor de ambos extremos en la dirección de todo el ancho del conjunto de electrodos es menor que el espesor de la porción central, por lo que puede presentarse el problema anterior.
[0058] La FIG. 3 es una fotografía del conjunto de electrodos, y F son ambos extremos del conjunto de electrodos en la dirección de todo el ancho.
[0059] En el rodillo de laminación convencional, las temperaturas aplicadas a la porción central del rodillo de laminación y a las porciones de extremo situadas en ambos extremos de la porción central son las mismas, y los materiales de la porción central y de las porciones de extremo también son los mismos, por lo que no se podía resolver el problema anterior.
[0060] Por lo tanto, el rodillo de laminación de conjunto de electrodos 200 según una realización de la presente invención se ideó para resolver el problema de deterioro de la resistencia adhesiva que se presenta en ambos extremos del conjunto de electrodos en la dirección de todo el ancho, haciendo que las temperaturas superficiales de las porciones de extremo 220 se expresen más altas que la temperatura superficial de la porción central 210, de modo que se aplique a ambos extremos del conjunto de electrodos en la dirección de todo el ancho una temperatura más alta que la de la porción central.
[0061] Por lo tanto, las temperaturas superficiales de las porciones de extremo 220 pueden expresarse más altas que la temperatura superficial de la porción central 210 en 10 a 30 °C. En el intervalo de temperaturas anterior, es posible mejorar la resistencia adhesiva de ambos extremos del conjunto de electrodos en la dirección de todo el ancho. Si las temperaturas superficiales de las porciones de extremo 220 se expresan menos de 10 °C más altas que la temperatura superficial de la porción central 210, el efecto de mejorar la resistencia adhesiva de ambos extremos del conjunto de electrodos en la dirección de todo el ancho es insignificante, y si las temperaturas superficiales de las porciones de extremo 220 se expresan más de 30 °C más altas que la temperatura superficial de la porción central 210, el material aglutinante del separador puede fundirse y obturar los poros del separador.
[0062] Las temperaturas superficiales de las porciones de extremo 220 se expresan como 60 a 80 °C, y la temperatura superficial de la porción central 210 se expresa como 40 a 60 °C.
[0063] El material de la porción central 210 y el de las porciones de extremo 220 son diferentes entre sí, y el material de las porciones de extremo 220 puede ser un material que presente una conductividad térmica superior a la del material de la porción central 210. Específicamente, la conductividad térmica del material de las porciones de extremo 220 puede ser superior a la conductividad térmica del material de la porción central 210 en 3 a 20 W/mK.
[0064] Por ejemplo, el material de las porciones de extremo 220 puede ser acero al carbono para uso estructural de máquina o acero cementado, y, por ejemplo, puede ser S45C o S50C. Adicionalmente, el material de la porción central 210 puede ser acero al carbono para uso estructural de máquina, y, por ejemplo, puede ser S45C o S15CK.
[0065] La conductividad térmica del S45C es 49,8 W/mK, la conductividad térmica del S50C es 52 W/mK, y la conductividad térmica del S15CK es 32 W/mK.
[0066] Si el material de las porciones de extremo 220 presenta una conductividad térmica superior a la conductividad térmica del material de la porción central 210, el elemento de calentamiento puede ser uno que aplica la misma temperatura a la porción central 210 y a las porciones de extremo 220, o puede ser uno que permite que las temperaturas superficiales de las porciones de extremo 220 se expresen más altas que la temperatura superficial de la porción central 210.
[0067] Si el elemento de calentamiento aplica la misma temperatura a la porción central 210 y a las porciones de extremo 220, dado que el material de las porciones de extremo 220 presenta una conductividad térmica superior a la del material de la porción central 210, la temperatura superficial de las porciones de extremo 220 puede ser superior a la de la porción central 210. En este caso, el rodillo de laminación de conjunto de electrodos 200 puede comprender un elemento de calentamiento. Por consiguiente, la distribución del calor se distribuye linealmente sobre el rodillo de laminación de conjunto de electrodos 200, y, por lo tanto, la diferencia de temperatura superficial no se produce de forma rápida en cada ubicación del conjunto de electrodos, evitando así daños en el conjunto de electrodos debidos a la diferencia de temperatura.
[0068] En una realización no cubierta por las reivindicaciones adjuntas, el material de las porciones de extremo 220 y el material de la porción central 210 pueden ser el mismo material.
[0069] Si el material de las porciones de extremo 220 y el material de la porción central 210 son el mismo material, el elemento de calentamiento puede ser uno que permite que las temperaturas superficiales de las porciones de extremo 220 se expresen más altas que la temperatura superficial de la porción central 210.
[0070] Si el elemento de calentamiento es uno que permite que las temperaturas superficiales de las porciones de extremo 220 se expresen más altas que la temperatura superficial de la porción central 210, pueden utilizarse en el interior de las porciones de extremo 220 y de la porción central 210 elementos de calentamiento que presenten diferentes valores de calentamiento. Es decir, el elemento de calentamiento comprendido en las porciones de extremo 220 puede presentar un valor de calentamiento superior al elemento de calentamiento comprendido en la porción central 210.
[0071] En este caso, puede utilizarse una pluralidad de elementos de calentamiento que presenten diferentes valores de calentamiento, o puede utilizarse como un único elemento de calentamiento un elemento de calentamiento que proporcione diferentes valores de calentamiento en función de las posiciones de las porciones de extremo 220 y de la porción central 210. Sin embargo, en el caso anterior, puede no haber espacio suficiente para insertar una pluralidad de elementos de calentamiento en el interior del rodillo de laminación de conjunto de electrodos 200. Para insertar la pluralidad de elementos de calentamiento, debe asegurarse un espacio suficiente en el interior de las porciones de extremo 220 y de la porción central 210, y, para ello, debe ampliarse el espacio vacío en el interior de las porciones de extremo 220 y de la porción central 210. A medida que aumenta el espacio vacío, se reduce el peso del rodillo de laminación 200, por lo que la laminación del electrodo y el separador puede no llevarse a cabo porque se reduce la presión aplicada al electrodo y al separador. Adicionalmente, existe el problema de que la fabricación resulta complicada y pueden producirse daños en el conjunto de electrodos debido a una diferencia de temperatura rápida aplicada a la porción central y a ambos extremos del conjunto de electrodos.
[0072] Por lo tanto, en el rodillo de laminación de conjunto de electrodos 200, de acuerdo con una realización de la invención, el material de las porciones de extremo 220 y el material de la porción central 210 son diferentes entre sí, el material de las porciones de extremo 220 presenta una conductividad térmica superior a la del material de la porción central 210, y el elemento de calentamiento aplica calor de la misma temperatura a la porción central 210 y a las porciones de extremo 220.
[0073] El elemento de calentamiento puede ser un calentador de tipo cartucho insertable, un calentador de vaina o un calentador de calentamiento por inducción, sin limitarse a ellos.
[0074] El calentador de vaina calienta la envolvente externa mediante calor radiante enrollando una bobina alrededor de un núcleo interno. Por ejemplo, cuando el calentador de vaina se utiliza como elemento de calentamiento, el número de espiras de bobina se varía en las áreas de la porción central 210 y de las porciones de extremo 220, de modo que las temperaturas desarrolladas en las superficies de la porción central 210 y de las porciones de extremo 220 pueden controlarse de manera diferente entre sí.
[0075] El conjunto de electrodos puede ser una celda simple compuesta por un electrodo y un separador, una monocelda que tiene una forma en la que un separador se intercala entre un electrodo positivo y un electrodo negativo, o una bicelda que tiene una forma en la que dos separadores se intercalan respectivamente entre tres electrodos que presentan polaridades diferentes de los electrodos adyacentes, y la monocelda y la bicelda pueden incluir un tipo en el que se añade adicionalmente un separador al otro lado del electrodo que no mira hacia el separador interpuesto entre los electrodos.
[0076] Específicamente, la bicelda es una celda en la que el mismo electrodo se sitúa en el electrodo de la parte más externa, como una celda unitaria de electrodo positivo/separador/electrodo negativo/separador/electrodo positivo y una celda unitaria de electrodo negativo/separador/electrodo positivo/separador/electrodo negativo. Una celda unitaria con una estructura de electrodo positivo/separador/electrodo negativo/separador/electrodo positivo se define como "bicelda de tipo A", y una celda unitaria con una estructura de electrodo negativo/separador/electrodo positivo/separador/electrodo negativo se define como "bicelda de tipo C". Es decir, una celda en la que el electrodo situado en el centro de la bicelda es un electrodo negativo se denomina bicelda de tipo A, y una celda en la que el electrodo situado en el centro de la bicelda es un electrodo positivo se denomina bicelda de tipo C.
[0077] El tipo de conjunto de electrodos no está particularmente limitado, pero puede ser preferentemente una bicelda. Adicionalmente, el conjunto de electrodos puede comprender una lengüeta y, más específicamente, el electrodo positivo puede comprender una lengüeta de electrodo positivo, y el electrodo negativo puede comprender una lengüeta de electrodo negativo.
[0078] La longitud del rodillo de laminación 200 puede tener una longitud correspondiente a la longitud del conjunto de electrodos en la dirección de toda la longitud excluyendo la lengüeta.
[0079] Específicamente, la longitud del rodillo de laminación 200 es igual a la longitud del conjunto de electrodos en la dirección de toda la longitud excluyendo la lengüeta, o puede ser de 1 a 1,1 veces, preferiblemente de 1:1,05 veces, la longitud del conjunto de electrodos en la dirección de toda la longitud excluyendo la lengüeta.
[0080] Adicionalmente, la relación de la longitud de la porción central 210 con respecto a la longitud de las porciones de extremo 220 puede ser de 2:1 a 5:1.
[0081] En el conjunto de electrodos, el espesor de ambos extremos en la dirección de todo el ancho es menor que el espesor de la porción central, y se presenta el problema de deterioro de la resistencia adhesiva en ambos extremos en la dirección de todo el ancho. Por lo tanto, con el fin de resolver este problema, el rodillo de laminación de conjunto de electrodos 200 según una realización de la presente invención puede presurizar y calentar el separador y el electrodo alimentados en la dirección de todo el ancho del conjunto de electrodos.
[0082] El separador y el electrodo se alimentan en la dirección de todo el ancho, por lo que las porciones de extremo del rodillo de laminación 200 entran en contacto con ambos extremos del separador y del electrodo en la dirección de todo el ancho, y el problema de deterioro de la resistencia adhesiva que se presenta en ambos extremos en la dirección de todo el ancho puede mejorarse calentando y presurizando los mismos.
[0083] En el rodillo de laminación de conjunto de electrodos convencional, la resistencia adhesiva de ambos extremos en la dirección de todo el ancho era del 70 al 80 % de la resistencia adhesiva de la porción central del conjunto de electrodos. Sin embargo, en el rodillo de laminación de conjunto de electrodos 200 según una realización de la presente invención, la resistencia adhesiva de ambos extremos en la dirección de todo el ancho puede ser del 85 al 95 % de la resistencia adhesiva de la porción central del conjunto de electrodos. Es decir, el rodillo de laminación de conjunto de electrodos 200 según una realización de la presente invención puede mejorar la resistencia adhesiva de ambos extremos en la dirección de todo el ancho del conjunto de electrodos.
[0084] Adicionalmente, el rodillo de laminación 200 puede estar compuesto por un par de rodillos que comprenden un rodillo de laminación superior y un rodillo de laminación inferior, y el rodillo de laminación puede estar constituido por uno o más pares de rodillos.
[0085] Por ejemplo, el rodillo de laminación 200 puede estar compuesto por dos o más pares de rodillos, y pueden disponerse n rodillos de laminación 200 desde el primer rodillo de laminación, a través del cual pasan en primer lugar el electrodo y el separador, hasta el n-ésimo rodillo de laminación dispuesto secuencialmente.
[0086] Adicionalmente, el rodillo de laminación 200 puede presentar una forma en la que puedan establecerse los tiempos de presurización y calentamiento de electrodos y separadores y también pueda ajustarse la velocidad de rotación. Los expertos en la técnica relacionada con la presente realización podrán comprender que las realizaciones pueden materializarse en formas modificadas sin apartarse de las características esenciales de la descripción anterior. Por lo tanto, los métodos divulgados deben considerarse desde un punto de vista ilustrativo y no limitativo. El alcance de la presente invención se muestra en las reivindicaciones y no en la descripción precedente.
[0087] Modo para llevar a cabo la presente invención
[0088] En lo sucesivo, se presentan ejemplos preferidos para facilitar la comprensión de la presente invención. Sin embargo, los siguientes ejemplos son meramente ilustrativos de la presente invención, y resulta evidente para los expertos en la materia que pueden realizarse diversos cambios y modificaciones dentro del alcance de la presente invención, y es natural que dichos cambios y modificaciones queden incluidos dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
[0089] Fabricación de rodillo de laminación de conjunto de electrodos
[0090] Ejemplo 1.
[0091] Se fabricó un rodillo de laminación que comprende una porción central y porciones de extremo situadas en ambos extremos de la porción central sobre la base de la dirección de longitud del rodillo de laminación.
[0092] El rodillo se fabricó utilizando S15CK como material de la porción central y S45C como material de las porciones de extremo, y se utilizó un calentador de tipo cartucho insertable como elemento de calentamiento.
[0093] En este momento, la relación de la longitud de la porción central con respecto a la longitud de cada porción de extremo fue de 3:1, y la temperatura superficial expresada en la porción central fue de 60 °C y la temperatura superficial expresada en la porción de extremo fue de 80 °C.
[0094] Ejemplo comparativo 1.
[0095] Se fabricó un rodillo de laminación de conjunto de electrodos utilizando S45C como material de la porción central y como material de la porción de extremo, siendo el elemento de calentamiento un calentador de tipo cartucho insertable, y la temperatura superficial de la porción central y la temperatura superficial de la porción de extremo se expresaron como 80 °C.
[0096] Ejemplo experimental 1. Medición de la resistencia adhesiva del conjunto de electrodos
[0097] Se preparó cada conjunto de electrodos laminando el electrodo y el separador utilizando el rodillo de laminación de conjunto de electrodos preparado en el Ejemplo 1 y en el Ejemplo comparativo 1 anteriores.
[0098] En este momento, la longitud del conjunto de electrodos en la dirección de toda la longitud fue la misma que la longitud del rodillo de laminación de conjunto de electrodos del Ejemplo 1 y del Ejemplo comparativo 1. Adicionalmente, el separador y el electrodo se alimentaron en su dirección de todo el ancho, y el rodillo de laminación del Ejemplo 1 y del Ejemplo comparativo 1 los calentó y presurizó para laminar los mismos y así preparar cada conjunto de electrodos. Se midió la resistencia adhesiva de la porción central del conjunto de electrodos preparado y de ambos extremos en la dirección de todo el ancho, y los resultados se muestran en la Tabla 1 siguiente.
[0099] Tabla 1
[0102]
[0104] Cuando el conjunto de electrodos se fabricó con el rodillo de laminación del Ejemplo comparativo 1, la resistencia adhesiva de ambos extremos mostró aproximadamente el 77 y 80 % de la resistencia adhesiva de la porción central. Sin embargo, cuando el conjunto de electrodos se fabricó con el rodillo de laminación del Ejemplo 1, la resistencia adhesiva de ambos extremos mostró aproximadamente el 90 % de la resistencia adhesiva de la porción central. A partir de esto, puede observarse que el rodillo de laminación de conjunto de electrodos según una realización de la presente invención puede mejorar la resistencia adhesiva de ambos extremos del conjunto de electrodos en la dirección de todo el ancho.
[0105] Descripción del símbolo
[0107] 110: Rollo de separador 111: Lámina separadora 120: Rollo de electrodo 121: Electrodo
[0108] 130: Sección de calentamiento y presurización
[0109] 140, 200: Rodillo de laminación
[0110] 151: Conjunto de electrodos 210: Porción central
[0111] 220: Porción de extremo

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES
1. Un rodillo de laminación de conjunto de electrodos (140) para laminar un electrodo (121) y un separador, en donde el rodillo de laminación de conjunto de electrodos (140) comprende una porción central (210); y una porción de extremo (220) situada en ambos extremos de la porción central (210) con respecto a la dirección longitudinal,
en donde el rodillo de laminación de conjunto de electrodos (140) comprende un elemento de calentamiento en su interior,
en donde los materiales de la porción central (210) y de la porción de extremo (220) son diferentes entre sí, en donde el rodillo de laminación (140) está configurado para expresar la temperatura superficial de las porciones de extremo (220) como 60 a 80 °C, y la temperatura superficial de la porción central (210) como 40 a 60 °C, y en donde el rodillo de laminación (140) está configurado para expresar una temperatura superficial de las porciones de extremo (220) más alta que una temperatura superficial de la porción central (210).
2. El rodillo de laminación de conjunto de electrodos (140) según la reivindicación 1, en donde una longitud del rodillo de laminación de conjunto de electrodos (140) está configurada para ser una longitud correspondiente a una longitud del conjunto de electrodos (151) en la dirección de toda la longitud excluyendo una lengüeta.
3. El rodillo de laminación de conjunto de electrodos (140) según la reivindicación 1, en donde el rodillo de laminación (140) está configurado para expresar la temperatura superficial de las porciones de extremo (220) como más alta que la temperatura superficial de la porción central (210) en 10 a 30 °C.
4. El rodillo de laminación de conjunto de electrodos (140) según la reivindicación 1, en donde el material de la porción de extremo (220) presenta una conductividad térmica superior al material de la porción central (210).
5. El rodillo de laminación de conjunto de electrodos (140) según la reivindicación 4, en donde el elemento de calentamiento es uno que está configurado para aplicar calor de la misma temperatura a la porción central (210) y a las porciones de extremo (220).
6. El rodillo de laminación de conjunto de electrodos (140) según la reivindicación 1, en donde la relación de la longitud de la porción central (210) con respecto a la longitud de cada porción de extremo (220) es de 2:1 a 5:1.
7. El rodillo de laminación de conjunto de electrodos (140) según la reivindicación 1, en donde el rodillo de laminación de conjunto de electrodos (140) está configurado para presurizar y calentar el separador y el electrodo (121) alimentados en la dirección de todo el ancho del conjunto de electrodos (151).
8. El rodillo de laminación de conjunto de electrodos (140) según la reivindicación 1, en donde el rodillo de laminación de conjunto de electrodos (140) está configurado para laminar un conjunto de electrodos (151) que es una bicelda.
9. El rodillo de laminación de conjunto de electrodos (140) según la reivindicación 1, en donde el rodillo de laminación de conjunto de electrodos (140) está compuesto por un par de rodillos que comprenden un rodillo de laminación superior (140) y un rodillo de laminación inferior (140).
10. El rodillo de laminación de conjunto de electrodos (140) según la reivindicación 9, en donde el rodillo de laminación de conjunto de electrodos (140) comprende uno o más pares de rodillos.
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Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19824542B4 (de) * 1998-06-03 2005-07-14 Voith Paper Patent Gmbh Walze, Kalander und Verfahren zum Betrieb einer Walze
CN101479877B (zh) 2006-05-04 2013-07-31 株式会社Lg化学 锂二次电池及其制造方法
KR20090099032A (ko) * 2009-03-16 2009-09-21 주식회사 디씨에스 직접 가열수단을 갖는 코팅장치용 히팅롤러 장치
KR101361675B1 (ko) 2011-03-31 2014-02-12 주식회사 엘지화학 전극조립체의 제조방법 및 이를 이용하여 생산되는 전극조립체
JP5716622B2 (ja) * 2011-09-26 2015-05-13 日産自動車株式会社 帯状電極の製造装置および製造方法
JP5785918B2 (ja) 2012-08-27 2015-09-30 株式会社日立パワーソリューションズ 加熱ロール及びロールプレス機、ロールプレス方法
JP6011859B2 (ja) 2012-12-26 2016-10-19 三菱レイヨン株式会社 多孔質電極基材前駆体シートの製造方法および多孔質電極基材前駆体シート
KR102149931B1 (ko) * 2015-11-30 2020-08-31 주식회사 엘지화학 가스 트랩 현상을 개선시킨 이차전지
KR101835372B1 (ko) 2016-08-25 2018-03-09 김태완 이차전지 제조용 라미네이션 장치
KR102028611B1 (ko) * 2018-07-27 2019-10-04 장명희 이차전지 제조용 라미네이션 장치
KR102206057B1 (ko) * 2018-11-20 2021-01-20 주식회사 엘지화학 무지부의 가열을 위한 가열 유닛을 구비하는 전극 압연 장치 및 이를 포함하는 전극 제조 시스템
JP7259366B2 (ja) 2019-01-31 2023-04-18 日本ゼオン株式会社 熱プレス装置および成形体の製造方法
CN113439352A (zh) * 2019-02-19 2021-09-24 三洋电机株式会社 非水电解质二次电池、及其中使用的正极板的制造方法
TR2021013512U4 (tr) 2019-02-28 2023-01-23 British American Tobacco Italia S P A Tütün ürünü
KR102262339B1 (ko) * 2019-09-10 2021-06-08 주식회사 나인테크 이차전지 전극 라미네이션장치
KR102901180B1 (ko) * 2019-10-25 2025-12-17 주식회사 엘지에너지솔루션 가열과 가압을 동시에 적용하는 단계를 포함하는 전극조립체 제조방법
EP4090118A4 (en) 2020-02-06 2023-01-04 Huawei Technologies Co., Ltd. REFERENCE SIGNAL RESOURCE CONFIGURATION METHOD AND APPARATUS
CN111890619A (zh) * 2020-08-28 2020-11-06 上海友浦塑胶有限公司 一种用于塑料压延辊的分段加热系统及其控制方法

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