ES3058134T3 - Battery cell manufacturing apparatus including rework automation equipment and rework quantity counting method using same - Google Patents
Battery cell manufacturing apparatus including rework automation equipment and rework quantity counting method using sameInfo
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Abstract
La presente invención se refiere a un aparato de fabricación de celdas de batería que incluye un equipo de automatización de retrabajo y un método de conteo de cantidad de retrabajo que lo utiliza, y más particularmente, a un aparato de fabricación de celdas de batería para medir la cantidad de celdas de batería retrabajadas mientras se realiza automáticamente el retrabajo, y a un método de conteo de cantidad de retrabajo que lo utiliza. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Aparato de fabricación de celdas de batería que incluye equipo de automatización de retrabajo y método de contabilización de cantidad de retrabajo que utiliza el mismo
[0003] Campo técnico
[0004] La presente solicitud reivindica el beneficio de prioridad de la solicitud basándose en la solicitud de patente coreana n.º 10-2020-0185100, presentada el 28 de diciembre de 2020.
[0005] La presente invención se refiere a un aparato de fabricación de celdas de batería que incluye un equipo de automatización de retrabajo y un método de contabilización de la cantidad de retrabajo que utiliza el mismo, y más particularmente a un aparato de fabricación de celdas de batería capaz de medir la cantidad de celdas de batería retrabajadas a la vez que realiza automáticamente el retrabajo y un método de contabilización de la cantidad de retrabajo que utiliza el mismo.
[0006] Antecedentes de la técnica
[0007] Se han utilizado las baterías secundarias de litio como fuente de energía para dispositivos móviles y dispositivos vestibles, y también se ha utilizado ampliamente como fuente de energía para vehículos eléctricos y vehículos eléctricos híbridos.
[0008] Según la forma de la carcasa de la batería, la batería secundaria de litio se clasifica en batería secundaria cilíndrica que presenta un conjunto de electrodos montado en un contenedor metálico cilíndrico, batería secundaria prismática que presenta un conjunto de electrodos montado en un contenedor metálico prismático, o batería secundaria en forma de bolsa que presenta un conjunto de electrodos montado en una carcasa en forma de bolsa realizada en una hoja laminada de aluminio.
[0009] El conjunto de electrodos puede fabricarse mediante apilado de un electrodo positivo que presenta una pestaña formada sobre el mismo y un electrodo negativo que presenta una pestaña formada sobre el mismo de tal manera que un separador esté interpuesto entre ellos para fabricar una celda individual y apilado de una pluralidad de celdas individuales o enrollado de una pluralidad de celdas individuales en el estado en que las celdas individuales están dispuestas sobre una película separadora.
[0010] El conjunto de electrodos se recibe en una carcasa de batería y se inyecta una solución electrolítica en la carcasa de la batería, o un conjunto de electrodos que utiliza una capa de electrolito sólido en lugar del separador es recibido en la carcasa de la batería, y la carcasa de batería es sellada herméticamente para formar una batería secundaria. La fabricación convencional de una batería secundaria se describirá basándose en una batería secundaria en forma de bolsa. La FIG.1 es una vista esquemática de un aparato convencional de fabricación de baterías secundarias en forma de bolsa.
[0011] Una celda de batería 100 es fabricada por un aparato de fabricación 200 de celdas de batería.
[0012] En general, un conjunto de electrodos 110 se forma mediante apilado o enrollado de una placa de electrodos 111 constituida por como mínimo un electrodo positivo o negativo y un separador.
[0013] El conjunto de electrodos 110 puede incluir una pestaña de electrodo 112 o un cable de electrodo 113 para la conexión con un dispositivo externo. La pestaña de electrodo 112 puede formarse por separado y puede conectarse a una placa de electrodo 111, o se puede eliminar una parte de una capa de material activo de la placa de electrodo 111 para formar la pestaña de electrodo. Actualmente, la pestaña de electrodo 112 es formada por una unidad de formación de pestañas de electrodo 210 del aparato de fabricación 200 de celdas de batería. La unidad de formación de pestañas de electrodos 210 puede ser una máquina de soldadura configurada para soldar la pestaña de electrodo 112 a la placa de electrodo 111, o un dispositivo láser configurado para eliminar la capa de material activo de la placa de electrodo 111 para formar la pestaña de electrodo 112.
[0014] Después de que se forme la pestaña de electrodo 112 en la placa del electrodo 111, tal como se ha descrito anteriormente, por lo menos un electrodo positivo, por lo menos un separador y por lo menos un electrodo negativo pueden apilarse utilizando una unidad de formación 220 de conjunto de celdas. Seguidamente, las pestañas de los electrodos 112 conectadas a las placas de electrodo 111 respectivas se agrupan según las polaridades de los mismos, y los conductores de electrodo 113 que presentan la misma polaridad se conectan entre sí utilizando una unidad de soldadura de conductores de electrodo 230.
[0015] El conjunto de electrodos 110 formado tal como se ha descrito anteriormente es recibido en una carcasa de batería
Para una carcasa de batería en forma de bolsa, por ejemplo, la carcasa de baterías 120 puede estar constituida por una parte receptora 121 configurada para recibir el conjunto de electrodos 110 y una parte sellada 122 configurada para sellar herméticamente la parte receptora 121 alrededor de la parte receptora.
[0016] El conjunto de electrodos 110 es recibido en la parte receptora 121, se inyecta una solución electrolítica en la parte receptora 121 utilizando una unidad de inyección 240 de solución electrolítica, y la carcasa de batería 120 se sella herméticamente utilizando una unidad de sellado 250. En el caso en que el conjunto de electrodos 110 utilice una capa de electrolito sólido, se puede omitir el proceso de inyección de la solución electrolítica.
[0017] La FIG.2 muestra un sistema convencional de medición de la cantidad de defectos.
[0018] En un método convencional de medición de la cantidad de defectos, cuando se retrabajan las celdas defectuosas, se selecciona individualmente un proceso de equipo para el retrabajo, y las celdas defectuosas se marcan a mano. Es decir, en el método convencional de medición de la cantidad de defectos, solo se verifica la cantidad de suministro inicial, se verifica la cantidad de conformes y de defectuosos, y no se verifica automáticamente la cantidad de celdas de batería obtenida como productos conformes mediante retrabajo, lo que dificulta el cálculo de una ratio de defectos precisa.
[0019] En el documento de patente n.º 1, se proporciona un dispositivo de marcado configurado para marcar el registro de una batería secundaria con el fin de señalar la incidencia de baterías secundarias defectuosas o el retrabajo de las mismas; sin embargo, lo anterior no está destinado al cálculo de la ratio de defectos, y existe el problema de que la ratio de la cantidad de defectos respecto a la cantidad de entrada se verifica respecto al número de unidades de baterías secundarias.
[0020] En consecuencia, existe la necesidad de un aparato de fabricación de celdas de batería capaz de verificar automáticamente la ratio entre la cantidad de defectos y la cantidad de entrada.
[0021] (Documento de patente n.º 1) Solicitud de patente coreana publicación n.º 2016-0061756.
[0022] El documento n.º US 2013 / 0317639 A1 se refiere a la verificación, validación y posprocesamiento automáticos de baterías.
[0023] Exposición
[0024] Problema técnico
[0025] La presente invención resuelve los problemas conocidos del estado de la técnica mediante las características según las reivindicaciones independientes. Se proporcionan ejemplos particulares de la presente invención mediante las características según las reivindicaciones dependientes. La presente invención se ha llevado a cabo en vista de los problemas anteriormente descritos, y es un objetivo de la presente invención proporcionar un aparato de fabricación de celdas de batería capaz de verificar automáticamente la ratio entre la cantidad de defectos y la cantidad de entrada. Es otro objetivo de la presente invención proporcionar un aparato de fabricación de celdas de batería capaz de llevar a cabo automáticamente el retrabajo según los tipos de defectos de las celdas de batería retrabajadas y medir la cantidad de celdas de batería retrabajadas.
[0026] Solución técnica
[0027] Un aparato de fabricación de celdas de batería según la presente invención para conseguir los objetivos anteriormente indicados incluye equipos de automatización de retrabajo configurados para retrabajar automáticamente celdas de batería que se ha determinado que son defectuosas.
[0028] El equipo de automatización de retrabajo incluye una unidad de clasificación configurada para clasificar las celdas de batería en función de los tipos de retrabajo específicos de celda de batería predesignados por un usuario y una unidad de retrabajo configurada para retrabajar automáticamente las celdas de batería clasificadas por la unidad de clasificación en función de los tipos de retrabajo.
[0029] La unidad de clasificación puede incluir una parte de medición de cantidad específica de tipo configurada para verificar la cantidad de celdas de batería mientras clasifica las celdas de batería en función de los tipos de retrabajo específicos de la celda de batería.
[0030] El equipo de automatización de retrabajo incluye, además, una unidad de detección configurada para determinar si alguna de las celdas de batería retrabajadas por la unidad de retrabajo es anormal, una unidad de separación configurada para separar las celdas de batería determinadas como defectuosas de acuerdo con el resultado de la unidad de detección, y una unidad de medición de cantidad de defectos configurada para verificar la cantidad de celdas
de batería que se ha determinado que son defectuosas por la unidad de detección, entre las celdas de batería retrabajadas por la unidad de retrabajo según los tipos de retrabajo.
[0031] La unidad de medicion de la cantidad de defectos puede medir las cantidades de celdas de batería en función de los tipos de defecto de las celdas de batería.
[0032] La unidad de clasificación puede estar configurada para clasificar automáticamente los tipos de defectos de las celdas de batería, o la unidad de clasificación puede incluir un botón configurado para ser operado manualmente según los tipos de defectos.
[0033] Los tipos de retrabajo pueden clasificarse de acuerdo con las etapas de trabajo, tal como una etapa de entrada de celda de batería, una etapa de soldadura de pestañas, una etapa de formación de conjuntos de celdas, una etapa de inyección de solución electrolítica y una etapa de sellado, o pueden clasificarse según un método de retrabajo según los defectos.
[0034] El retrabajo puede llevarse a cabo más de una vez.
[0035] La cantidad de celdas de batería que se ha determinado que no son reparables por la unidad de clasificación puede medirse como cantidad de defectos.
[0036] La presente invención proporciona un método de contabilización de cantidad de retrabajo que incluye (S1) el establecimiento, por un usuario, de los tipos de retrabajo para celdas de batería individuales que se ha determinado que son defectuosas e introducir las celdas de batería individuales que se ha determinado que son defectuosas; (S2) la verificación, por una unidad de clasificación, de la cantidad de celdas de batería específicas de tipo que deben ser retrabajadas a la vez que se clasifican las celdas de batería según los tipos de retrabajo; (S3) el retrabajo, por una unidad de retrabajo, de las celdas de batería a retrabajar según los tipos de retrabajo; (S4) la determinación, por una unidad de detección, de si las celdas de batería retrabajadas son defectuosas; la separación, por una unidad de separación, de las celdas de batería que se ha determinado que son defectuosas, y la verificación, por una unidad de medición de cantidad de defectos, de la cantidad de celdas de batería que se ha determinado que son defectuosas; y (S5) la resta de la cantidad de celdas de batería introducidas en la etapa (S1) respecto a la cantidad de celdas de batería defectuosas que se ha verificado en la etapa (S4), para calcular la cantidad final de celdas de batería defectuosas.
[0037] La etapa (S2) y la etapa (S3) pueden llevarse a cabo más de una vez.
[0038] Se puede determinar una ratio de defectos basándose en la cantidad de celdas de batería defectuosas finales en la etapa (S5) y la cantidad de celdas de batería inicialmente introducidas, y se puede determinar una ratio de defectos de retrabajo a partir de la cantidad de celdas de batería específicas de tipo que deben ser retrabajadas en la etapa (S2).
[0039] Efectos ventajosos
[0040] Un aparato de fabricación de celdas de batería según la presente invención es capaz de retrabajar automáticamente celdas de batería defectuosas según los tipos de retrabajo, mejorando de esta manera el tiempo de producción de las celdas de batería y la calidad de las mismas.
[0041] Además, es posible verificar mecánicamente la cantidad de celdas de batería retrabajadas, lo que permite verificar una ratio de defectos específica de tipo durante la fabricación de las celdas de batería y derivar fácilmente mejoras específicas por tipo de defecto. Además, es posible verificar fácilmente la ratio entre la cantidad de defectos y la cantidad total de entrada.
[0042] Descripción de los dibujos
[0043] La FIG.1 es una vista esquemática de un aparato convencional de fabricación de baterías secundarias en forma de bolsa.
[0044] La FIG.2 muestra un sistema convencional de medición de la cantidad de defectos.
[0045] La FIG.3 es una vista esquemática de un aparato de fabricación de baterías secundarias de tipo bolsa según la presente invención.
[0046] La FIG.4 muestra un sistema de medición de la cantidad de defectos según la presente invención.
[0047] Mejor modo
[0048] En la presente solicitud, se entenderá que los términos «comprende», «presenta», «incluye», etc., especifican la presencia de las características, cantidades, etapas, operaciones, elementos, componentes indicados, o combinaciones de los mismos, aunque no se excluye la presencia o la adición de otra u otras características, cantidades, etapas, operaciones, elementos, componentes o combinaciones de los mismos.
[0049] Además, en todos los dibujos se utilizan números de referencia iguales para referirse a partes iguales que realizan funciones u operaciones similares. En el caso en que se señala que una parte está conectada a otra parte en la especificación, no solo puede la parte estar directamente conectada a la otra parte, sino que la parte también puede estar conectada indirectamente a la otra parte a través de una parte adicional. Además, que se incluya un determinado elemento no significa que otros elementos estén excluidos, sino que tales elementos pueden ser incluidos posteriormente, a menos que se indique lo contrario.
[0050] A continuación, se describirá en detalle un aparato de fabricación de celdas de batería según la presente invención y un método de contabilización de cantidades de retrabajo utilizando el mismo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos.
[0051] El aparato de fabricación de celdas de batería según la presente invención puede aplicarse a todo tipo de baterías, tales como una batería secundaria cilíndrica, una batería prismática y una batería secundaria en forma de bolsa; sin embargo, por conveniencia de la descripción, se describirá posteriormente en el presente documento un aparato de fabricación de baterías secundarias en forma de bolsa.
[0052] La FIG. 3 es una vista esquemática de un aparato de fabricación de baterías secundarias de tipo bolsa según la presente invención.
[0053] Una celda de batería 1000 según la presente invención se fabrica mediante un aparato de fabricación 200 de celdas de batería que incluye equipos de automatización de retrabajo 2600.
[0054] Cuando una placa de electrodo 1110 se introduce en el aparato de fabricación 200 de celdas de batería, una unidad de formación 2100 de pestañas de electrodo del aparato de fabricación 200 de celdas de batería suelda una pestaña de electrodo 1120 a la placa de electrodo 1110, o quita una parte de una capa de material activo de la placa de electrodo 1110 y perfora una parte no recubierta para formar una pestaña de electrodo 1120.
[0055] La placa de electrodo 1110 puede ser un electrodo positivo o un electrodo negativo.
[0056] Por ejemplo, el electrodo positivo puede ser fabricado mediante la aplicación de una mezcla de electrodo positivo de un material activo de electrodo positivo constituido por partículas de material activo de electrodo positivo, un agente conductor y un aglutinante a un colector de corriente de electrodo positivo. Se puede añadir un relleno adicional a la mezcla del electrodo positivo según sea necesario.
[0057] En general, el colector de corriente del electrodo positivo se fabrica con un grosor de 3 µm a 500 µm. El colector de corriente del electrodo positivo no está particularmente restringido siempre que el colector de corriente del electrodo positivo muestre una conductividad elevada, mientras que el colector de corriente de electrodo positivo no induce ningún cambio químico en la batería en la que se aplique el colector de corriente del electrodo positivo. Por ejemplo, el colector de corriente del electrodo positivo puede estar fabricado en acero inoxidable, aluminio, níquel o titanio. Alternativamente, el colector de corriente del electrodo positivo puede estar fabricado en aluminio o acero inoxidable, cuya superficie se trata con carbono, níquel, titanio o plata. Específicamente, se puede utilizar aluminio. El colector de corriente puede presentar un patrón desigual a microescala formado sobre la superficie del mismo para aumentar la fuerza adhesiva del material activo del electrodo positivo. El colector de corriente puede estar configurado en cualquiera de diversas formas, tales como una película, una hoja, una lámina, una red, un cuerpo poroso, un cuerpo de espuma y un cuerpo de tejido no tejido.
[0058] Además de las partículas de material activo del electrodo positivo, el material activo del electrodo positivo puede estar constituido, por ejemplo, por un compuesto en capas, tal como óxido de níquel-litio (LiNiO<2>), o un compuesto sustituido con uno o más metales de transición; un óxido de manganeso-litio representado por la fórmula química Li<1+x>Mn<2-x>O<4>(en la que x=0 a 0,33) o un óxido de manganeso-litio, tal como LiMnO<3>, LiMn<2>O<3>o LiMnO<2>; óxido de cobre-litio (Li<2>CuO<2>); óxido de vanadio, tal como LiV<3>O<8>, LiV<3>O<4>, V<2>O<5>o Cu<2>V<2>O<7>; un óxido de níquel-litio con sitio de Ni representado por la fórmula química LiNi<1-x>M<x>O<2>(en la que M=Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B o Ga, y x=0,01 a 0,3); un óxido compuesto de manganeso-litio representado por la fórmula química LiMn<2-x>M<x>O<2>(en la que M=Co, Ni, Fe, Cr, Zn o Ta, y x=0,01 a 0,1) o la fórmula química Li<2>Mn<3>MO<8>(en la que M=Fe, Co, Ni, Cu o Zn); LiMn<2>O<4>en el que una parte del Li de la fórmula química es sustituida por iones de metales alcalinotérreos; un compuesto de disulfuro; o Fe<2>(MoO<4>)<3>. Sin embargo, la presente invención no está limitada a ello.
[0059] El agente conductor se añade generalmente para que el agente conductor represente entre 0,1 % y 30 % en peso respecto al peso total de la mezcla, incluyendo el material activo del electrodo positivo. El agente conductor no está particularmente restringido siempre que el agente conductor muestre alta conductividad sin inducir ningún cambio químico en una batería en la que se aplique el agente conductor. Por ejemplo, grafito, tal como el grafito natural o el grafito artificial; negro de carbón, tal como negro de carbón, negro de acetileno, negro de Ketjen, negro de canal, negro de horno, negro de lámpara o negro térmico; fibra conductora, tal como fibra de carbono o fibra metálica; polvo metálico, tal como polvo de fluoruro de carbono, polvo de aluminio o polvo de níquel; fibra conductora, tal como óxido
de zinc o titanato de potasio; un óxido metálico conductor, tal como óxido de titanio; o un material conductor, tal como un derivado de polifenileno, puede utilizarse como el agente conductor.
[0060] El aglutinante, que está incluido en el electrodo positivo, es un componente que ayuda a la unión entre el material activo y el agente conductor, y en la unión con el colector de corriente. El aglutinante se añade generalmente en una cantidad de 0,1 % a 30 % en peso respecto al peso total de la mezcla, incluyendo el material activo del electrodo positivo. A modo de ejemplos del aglutinante, se pueden utilizar fluoruro de polivinilideno, alcohol polivinílico, carboximetilcelulosa (CMC), almidón, hidroxipropilcelulosa, celulosa regenerada, polivinilpirrolidona, tetrafluoroetileno, polietileno, polipropileno, terpolímero de etileno-propileno-dieno (EPDM, por sus siglas en inglés), EPDM sulfonado, caucho de estireno-butadieno, caucho fluorado y diversos copolímeros.
[0061] El electrodo negativo se fabrica mediante la aplicación de un material activo de electrodo negativo en un colector de corriente de electrodo negativo y secando el mismo. Los componentes descritos anteriormente pueden incluirse selectivamente de modo adicional según resulte necesario.
[0062] El colector de corriente del electrodo negativo generalmente se fabrica con un grosor de 3 µm a 500 µm. El colector de corriente del electrodo negativo no presenta restricciones particulares, siempre que el colector de corriente del electrodo negativo muestre una conductividad elevada y no induzca ningún cambio químico en una batería en la que se aplique el colector de corriente del electrodo negativo. Por ejemplo, el colector de corriente del electrodo negativo puede estar fabricado en cobre, acero inoxidable, aluminio, níquel, titanio o carbono sinterizado. Alternativamente, el colector de corriente del electrodo negativo puede estar fabricado en cobre o acero inoxidable, cuya superficie está tratada con carbono, níquel, titanio o plata, o una aleación de aluminio y cadmio. Además, el colector de corriente del electrodo negativo puede presentar un patrón desigual a microescala formado sobre la superficie del mismo de manera que se incremente la fuerza de unión del material activo del electrodo negativo, de la misma manera que el colector de corriente del electrodo positivo. El colector de corriente del electrodo negativo puede estar configurado en cualquiera de diversas formas, tales como una película, una hoja, una lámina, una red, un cuerpo poroso, un cuerpo de espuma y un cuerpo de tejido no tejido.
[0063] Como material activo del electrodo negativo, por ejemplo, se puede utilizar carbono, tal como un carbono no grafitizante o un carbono basado en grafito; un óxido compuesto metálico, tal como Li<x>Fe<2>O<3>(0≤x≤1), Li<x>WO<2>(0≤x≤1), Sn<x>Me<1-x>Me'<y>O<z>(Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, elementos de los grupos 1, 2 y 3 de la tabla periódica, halógeno; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8); metal litio, una aleación de litio, una aleación de silicio, una aleación de estaño, un óxido de metal, tal como SnO, SnO<2>, PbO, PbO<2>, Pb<2>O<3>, Pb<3>O<4>, Sb<2>O<3>, Sb<2>O<4>, Sb<2>O<5>, GeO, GeO<2>, Bi<2>O<3>, Bi<2>O<4>o Bi<2>O<5>; un polímero conductor, tal como poliacetileno, o un material a base de Li-Co-Ni.
[0064] Seguidamente, la placa de electrodo 1110 que presenta la pestaña de electrodo 1120 formada sobre ella y un separador se apilan a través de una unidad de formación de conjunto de celdas 2200 para formar un conjunto de celdas, y se suelda un conductor de electrodo 1130 al conjunto de celdas a través de una unidad de soldadura de conductores 2300, o se forma un paquete de pestañas de electrodo 1120 para que esté conectado a un dispositivo externo.
[0065] Un conjunto de electrodos 1100 que presenta el conductor del electrodo 1130 formado sobre el mismo es recibido en una parte receptora 1210 de una carcasa de batería 1200. Seguidamente, se inyecta una solución electrolítica en la carcasa de batería 1200, en la que es recibido el conjunto de electrodos 1100, utilizando una unidad de inyección de solución electrolítica 2400. En el caso de que el conjunto de electrodos 1100 utilice una capa de electrolito sólido, el proceso de inyección de solución electrolítica puede omitirse.
[0066] Seguidamente, una parte 1220 que debe sellarse de la carcasa de batería 1200, en la que es recibido el conjunto de electrodos 1100, se sella utilizando una unidad de sellado 2500 para formar una celda de batería 1000.
[0067] La presente invención incluye un equipo de automatización de retrabajo 2600 configurado para determinar si la placa de electrodo 1110, el conjunto de celdas, el conjunto de electrodos 1100, o la celda de batería 1000 formada en cada una de las etapas anteriores es defectuosa, y para retrabajar automáticamente la celda de batería 1000 que se ha determinado que es defectuosa.
[0068] El equipo de automatización de retrabajo 2600 incluye una unidad de clasificación 2610 configurada para clasificar las celdas de batería 1000 según tipos de retrabajo específicos de celda de batería predesignados por un usuario y una unidad de retrabajo 2620 configurada para retrabajar automáticamente las celdas de batería 1000 clasificadas por la unidad de clasificación 2610 según los tipos.
[0069] La unidad de clasificación 2610 está configurada para clasificar automáticamente los tipos de defectos de las celdas de batería 1000. La unidad de clasificación 2610 puede incluir un botón configurado para ser operado manualmente según los tipos de defecto.
[0070] En el caso de que la unidad de clasificación 2610 sea de funcionamiento automático, la unidad de clasificación 2610 puede estar dotada de un sensor configurado para determinar los tipos de defectos. El sensor puede incluir una parte
de transmisión configurada para transmitir una señal y una parte de recepción configuradas para recibir la señal con el fin de determinar si la celda de batería 1000 es defectuosa basándose en la luz o la longitud de onda transmitida por la parte de transmisión, o puede incluir una cámara digital configurada para fotografiar la forma de la celda de batería 1000 para compararla con datos prealmacenados. Además, se puede medir el peso de la celda de batería 1000, y cuando el peso medido excede un intervalo de error de peso, se puede determinar que la celda de batería 1000 es defectuosa.
[0071] Cuando la unidad de clasificación 2610 se opera manualmente, la unidad de clasificación 2610 puede estar provista para cada etapa de tal manera que el usuario determine los tipos de defectos.
[0072] La unidad de clasificación 2610 puede incluir una parte de medición de cantidad específica de tipo configurada para verificar la cantidad de celdas de batería 1000 a la vez que clasifica las celdas de batería 1000 según tipos de retrabajo específicos de celda de batería.
[0073] Puede proporcionarse una unidad de detección 2630 configurada para determinar si las celdas de batería 1000 retrabajadas por la unidad de retrabajo 2620 son anormales, una unidad de separación 2640 configurada para separar las celdas de batería que se ha determinado que son defectuosas según el resultado de la unidad de detección, y una unidad de medición de cantidad de defectos 2650 configurada para verificar la cantidad de celdas de batería 1000 que se ha determinado que son defectuosas por la unidad de detección 2630, entre las celdas de batería 1000 retrabajadas por la unidad de retrabajo 2620 según los tipos, lo que permite medir la cantidad N de celdas de batería 1000 que se ha determinado finalmente que son defectuosas. Actualmente, la cantidad de celdas de batería que finalmente se determina que son defectuosas incluye la cantidad de celdas de batería 1000 clasificadas como celdas de batería defectuosas que deben ser retrabajadas por la unidad de clasificación 2610.
[0074] El retrabajo puede llevarse a cabo más de una vez. En consecuencia, el número de celdas de batería de entrada 1000 se incrementa a la suma de la cantidad de celdas de batería inicialmente introducidas 1000 y la cantidad «n» de celdas de batería de reentrada 1000, en donde se mide la cantidad diferente de la cantidad de celdas de batería introducidas inicialmente 1000. Sin embargo, cuando se calcula una ratio de defectos, se puede excluir la cantidad «n» de celdas de batería reintroducidas 1000 y, por lo tanto, se puede medir la cantidad de celdas de batería inicialmente introducidas 1000. En consecuencia, la ratio de defectos se puede calcular utilizando solo la cantidad de entrada inicial excluyendo la cantidad N de celdas de batería 1000 que finalmente se ha determinado que son defectuosas y la cantidad de celdas de batería reintroducidas 1000.
[0075] Además, la unidad de medición de cantidad de defectos 2650 puede medir la cantidad de celdas de batería 1000 en función de los tipos de defecto, y por lo tanto se pueden proporcionar estadísticas que muestren qué parte presenta una ratio de defectos elevada.
[0076] A modo de un ejemplo, los tipos de defectos pueden incluir un error en la dirección en la que se introduce la placa del electrodo 1110, la aplicación anormal de la capa de material activo, un error de dirección de la pestaña de electrodo 112, un error de soldadura de la pestaña de electrodo 112, la no adherencia del conductor del electrodo 1130, un error en la capacidad de inyección de la solución electrolítica, un estado no aislado y la falta de fuerza de sellado de la carcasa de la batería 1200.
[0077] La FIG.4 muestra un sistema de medición de la cantidad de defectos según la presente invención.
[0078] Tal como puede observarse en la FIG.4, el sistema de medición de la cantidad de defectos según la presente invención puede estar conectado al equipo de automatización de retrabajo 2600 para medir la cantidad de reentrada y la cantidad de defectos. La cantidad de reentrada y la cantidad de defectos pueden verificarse para cada trabajo, puede verificarse qué parte presenta una ratio de defectos elevada para cada tipo de defecto y puede verificarse qué parte ha tenido mejoras.
[0079] Un método de contabilización de la cantidad de retrabajo según la presente invención incluye (S1) una etapa de establecimiento, por el usuario, de los tipos de retrabajo para celdas de batería individuales que se ha determinado que son defectuosas y la introducción de las celdas de batería individuales que se ha determinado que son defectuosas; (S2) una etapa de verificación, por la unidad de clasificación, de la cantidad de celdas de batería específicas de tipo que deben ser retrabajadas a la vez que se clasifican las celdas de batería según los tipos de retrabajo; (S3) una etapa de retrabajo, por la unidad de retrabajo, de las celdas de batería a retrabajar según los tipos; (S4) una etapa de determinación, por la unidad de detección, de si las celdas de batería retrabajadas son defectuosas; la separación, por la unidad de separación, de las celdas de batería que se ha determinado que son defectuosas, y la verificación, por la unidad de medición de cantidad de defectos, de la cantidad de celdas de batería que se ha determinado que son defectuosas; y (S5) una etapa de resta de la cantidad de celdas de batería introducidas en la etapa (S1) respecto a la cantidad de celdas de batería defectuosas verificadas en la etapa (S4) para calcular la cantidad final de celdas de batería defectuosas.
[0080] Actualmente, la etapa (S2) y la etapa (S3) pueden llevarse a cabo más de una vez.
[0081] Los tipos de retrabajo pueden ajustarse según la conveniencia del usuario.
[0082] A modo de ejemplo, los tipos de retrabajo pueden clasificarse de acuerdo con una etapa de formación de un conjunto de electrodos o una carcasa de batería de una celda de batería, o pueden clasificarse según un método de retrabajo basado en cada tipo de defecto.
[0083] En este momento, aunque el tipo de defecto puede cambiar dependiendo de cada valor establecido, el caso en que la diferencia entre un valor almacenado y el valor medio es de 10 % o superior puede clasificarse como un defecto. A modo de ejemplo, cuando una placa de electrodo se perfora utilizando una prensa para formar un electrodo que presenta una parte no recubierta y una parte recubierta, se puede determinar que el caso en que la desviación del valor medio de una placa de electrodo convencional excede un valor de ±0,1 mm a 0,15 mm es defectuoso.
[0084] Además, en el caso de que se determine el defecto utilizando un método de determinación de una ratio de coincidencia con un programa registrado, el caso en que la ratio de coincidencia con los datos convencionales es inferior a 80 % puede determinarse que indica defectuoso.
[0085] En este momento, se pueden utilizar uno o más métodos de detección de defectos con el fin de reducir errores. En la etapa de retrabajo, el trabajo adecuado para las celdas de batería separadas por cada tipo puede llevarse a cabo de forma individual. A modo de ejemplo, el retrabajo puede llevarse a cabo utilizando un método de retrabajo de celdas de batería que se retrabajan en una mesa de retrabajo separada y llevando a cabo el mismo proceso que otras celdas de batería, o puede llevarse a cabo utilizando un método de colocar las celdas de batería que necesitan ser retrabajadas en un proceso antes de que ocurran los defectos y llevar a cabo el trabajo nuevamente.
[0086] Seguidamente, se determinan como defectuosas las celdas de batería que no se pueden retrabajar o las celdas de batería que siguen siendo defectuosas incluso después de un retrabajo. En este momento, se puede llevar a cabo un marcado con el fin de indicar claramente si las celdas de batería son defectuosas.
[0087] Se puede determinar una ratio de defectos basándose en la cantidad de celdas de batería defectuosas finales en la etapa (S5) y la cantidad de celdas de batería inicialmente introducidas, y se puede determinar una ratio de defectos de retrabajo a partir de la cantidad de celdas de batería específicas de tipo que deben ser retrabajadas en la etapa (S2).
[0088] Es decir, se puede llevar a cabo una etapa de cálculo de una tasa total de defectos y una ratio de defectos de retrabajo específica de tipo de retrabajo.
[0089] Aunque los detalles específicos de la presente invención se han descrito en detalle, los expertos en la materia apreciarán que la descripción detallada de la misma describe solo los métodos preferentes de la presente invención y, por lo tanto, no limita el alcance de la presente invención.
[0090] Descripción de números de referencia
[0091] 100, 1000: celdas de batería
[0092] 110, 1100: conjunto de electrodos
[0093] 111, 1110: placas de electrodo
[0094] 112, 1120: pestañas de electrodo
[0095] 113, 1130: conductores de electrodo
[0096] 120, 1200: carcasas de batería
[0097] 121, 1210: partes receptoras
[0098] 122, 1220: partes selladas
[0099] 200, 2000: aparatos de fabricación de celdas de batería
[0100] 210, 2100: unidades de formación de pestañas
[0101] 220, 2200: unidades de formación de conjuntos de celdas
[0102] 230, 2300: unidades de soldadura de cables de electrodo
[0103] 240, 2400: unidades de inyección de solución electrolítica
[0104] 250, 2500: unidades de sellado
[0105] 2600: equipo de automatización de retrabajo
[0106] 2610: unidad de clasificación
[0107] 2620: unidad de retrabajo
[0108] 2630: unidad de detección
[0109] 2640: unidad de separación
[0110] 2650: unidad de medición de cantidad de defectos
[0111] Aplicabilidad industrial
[0113] La presente invención se refiere a un aparato de fabricación de celdas de batería que incluye equipos de automatización de retrabajo y un método de contabilización de cantidad de retrabajo utilizando el mismo, y más particularmente a un aparato de fabricación de celdas de batería capaz de medir la cantidad de celdas de batería retrabajadas a la vez que se lleva a cabo automáticamente el retrabajo y un método de contabilización de cantidad de retrabajo utilizando el mismo, y por lo tanto la presente invención presenta aplicabilidad industrial.
Claims (10)
1. REIVINDICACIONES
1. Método de contabilización de cantidad de retrabajo, que comprende:
(S1) configurar, por un usuario, tipos de retrabajo para celdas de batería individuales determinadas como defectuosas e introducir las celdas de batería individuales determinadas como defectuosas, (S2) verificar, por una unidad de clasificación (2610), la cantidad de celdas de batería específicas a ser retrabajadas a la vez que se clasifican las celdas de batería en base a los tipos de retrabajo de celdas de batería,
(S3) retrabajar, por una unidad de retrabajo (2620), de las celdas de batería a retrabajar según los tipos de retrabajo,
(S4) determinar, por una unidad de detección (2630), si las celdas de batería retrabajadas son defectuosas, separando, mediante una unidad de separación (2640), celdas de batería determinadas como defectuosas, y verificar, por una unidad de medición de cantidad de defectos (2650), una cantidad de celdas de batería determinadas como defectuosas, y
(S5) substraer de la cantidad de celdas de batería introducidas en la etapa (S1) la cantidad de celdas de batería defectuosas comprobadas en la etapa (S4) para calcular la cantidad de celdas de batería defectuosas finales.
2. Método de contabilización de cantidad de retrabajo según la reivindicación 1, en el que la etapa (S2) y la etapa (S3) se llevan a cabo más de una vez.
3. Método de contabilización de cantidad de retrabajo según la reivindicación 1, en el que se determina una ratio de defectos respecto a la cantidad de celdas de batería defectuosas finales en la etapa (S5) y una cantidad de celdas de batería inicialmente introducidas, y se determina una ratio de defectos de retrabajo a partir de la cantidad de celdas de batería específicas de tipo que deben ser retrabajadas en la etapa (S2).
4. Aparato de fabricación de celdas de batería (2000) que comprende equipos de automatización de retrabajo (2600) configurados para retrabajar automáticamente celdas de batería (1000) que se ha determinado que son defectuosas, en donde los equipos de automatización de retrabajo (2600) comprenden:
una unidad de clasificación (2610) configurada para clasificar las celdas de batería según tipos de retrabajo específicos de celda de batería predesignados por un usuario, y
una unidad de retrabajo (2620) configurada para retrabajar automáticamente las celdas de batería clasificadas por la unidad de clasificación según los tipos de retrabajo,
una unidad de detección (2630) configurada para determinar si alguna de las celdas de batería retrabajadas por la unidad de retrabajo es anormal,
una unidad de separación (2640) configurada para separar celdas de batería determinadas como defectuosas según el resultado de la unidad de detección, y
una unidad de medición de cantidad de defectos (2650) configurada para verificar la cantidad de celdas de batería determinadas como defectuosas por la unidad de detección, entre las celdas de batería retrabajadas por la unidad de retrabajo según los tipos de retrabajo.
5. Aparato de fabricación de celdas de batería (2000) según la reivindicación 4, en el que la unidad de clasificación (2610) comprende una parte de medición de cantidad específica de tipo configurada para verificar una cantidad de celdas de batería a la vez que se clasifica las celdas de batería basándose en los tipos de retrabajo específicos de celda de batería.
6. Aparato de fabricación de celdas de batería (2000) según la reivindicación 4, en el que la unidad de medición de cantidad de defectos (2650) mide cantidades de celdas de batería (1000) basándose en los tipos de defectos de las celdas de batería (1000).
7. Aparato de fabricación de celdas de batería (2000) según la reivindicación 4, en el que la unidad de clasificación (2610) está configurada para clasificar automáticamente los tipos de defectos de las celdas de batería (1000), o la unidad de clasificación (2610) comprende un botón configurado para ser operado manualmente según los tipos de defectos.
8. Aparato de fabricación de celdas de batería (2000) según la reivindicación 4, en el que los tipos de retrabajo se clasifican según las etapas de trabajo, tal como una etapa de entrada de celdas de batería, una etapa de soldadura de pestañas, una etapa de formación de conjunto de celdas, una etapa de inyección de solución electrolítica y una etapa de sellado, o se clasifican según un método de retrabajo basado en defectos.
9. Aparato de fabricación de celdas de batería (2000) según la reivindicación 4, en el que se lleva a cabo el retrabajo más de una vez.
10. Aparato de fabricación de celdas de batería (2000) según la reivindicación 4, en el que la cantidad de celdas de batería (1000) que se determina que no son retrabajables por la unidad de clasificación (2610) se mide como la cantidad de defecto.
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