IT202100030254A1 - Apparecchiatura per la formazione di un nastro di elettrodi per dispositivi di accumulo di energia elettrica - Google Patents
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Description
Descrizione
APPARECCHIATURA PER LA FORMAZIONE DI UN NASTRO DI ELETTRODI
PER DISPOSITIVI DI ACCUMULO DI ENERGIA ELETTRICA
Campo tecnico
La presente invenzione ha per oggetto un?apparecchiatura e un metodo per la formazione di un nastro di elettrodi per la realizzazione di dispositivi di accumulo di energia elettrica.
Arte nota
? noto attualmente, nel settore dei dispositivi per l?accumulo di energia elettrica, l?impiego di batterie elettriche costituite da una pluralit? di elettrodi formanti alternativamente un anodo e un catodo, disposti in pila. Gli elettrodi formanti anodo e catodo sono separati da un elemento separatore. L?elemento separatore ? realizzato ad esempio di materiale polimerico.
Per realizzare le batterie elettriche citate, un sistema noto prevede ad esempio l?impiego di un elemento separatore formato da un unico nastro continuo, recante applicato sulle facce opposte e fra loro alternati i detti anodo e catodo. In particolare, secondo una forma realizzativa nota, denominata ?z-folding?, il nastro separatore viene ripiegato pi? volte in direzioni alternate.
Una macchina per la realizzazione di batterie elettriche di questo tipo ? illustrata ad esempio nei brevetti europei EP 2569 816 e EP 2856552 e nella domanda di brevetto US 2019/0229360.
La formazione del nastro di elettrodi destinato alla realizzazione, mediante piegatura a fisarmonica o ?z-folding?, della citata pila di elettrodi rappresenta una fase critica nel processo produttivo dei dispositivi di accumulo di energia elettrica. In particolare, sono stati proposti svariati sistemi per associare stabilmente gli elementi di anodo e di catodo al nastro separatore, che tuttavia non soddisfano le attuali esigenze produttive del settore.
In particolare, la formazione del nastro di elettrodi contribuisce a determinare una velocit? produttiva relativamente bassa nella realizzazione dei dispositivi di accumulo di energia elettrica.
Viene altres? lamentato il fatto che i sistemi attuali di formazione del nastro di elettrodi impiegato per la realizzazione di dispositivi di accumulo di energia elettrica presentano sovente una elevata complessit?, scarsa efficienza e costi di produzione elevati.
Presentazione dell?invenzione
Il compito della presente invenzione ? quello di risolvere i problemi citati, escogitando un?apparecchiatura che consenta di formare in maniera ottimale un nastro di elettrodi per la realizzazione di dispositivi di accumulo di energia elettrica, quali ad esempio batterie elettriche costituite da una pluralit? di elettrodi disposti in pila, comprendenti almeno un anodo, almeno un catodo e almeno un elemento separatore.
Nell?ambito di tale compito, ? ulteriore scopo dell?invenzione ? quello di fornire un?apparecchiatura per la formazione di un nastro di elettrodi per la realizzazione di dispositivi di accumulo di energia elettrica che assicuri il raggiungimento di un?elevata velocit? produttiva.
Un ulteriore scopo dell?invenzione ? quello di fornire un?apparecchiatura per la formazione di un nastro di elettrodi per la realizzazione di dispositivi di accumulo di energia elettrica di semplice concezione costruttiva e funzionale, dotata di funzionamento sicuramente affidabile, di impiego versatile, nonch? di costo relativamente economico.
Gli scopi citati vengono raggiunti, secondo la presente invenzione, dall?apparecchiatura per la formazione di un nastro di elettrodi per la realizzazione di dispositivi di accumulo di energia elettrica, quali batterie elettriche costituite da una pila di elettrodi formata per piegatura di un nastro flessibile, comprendente almeno un elemento separatore recante applicati alternativamente, in sequenza ordinata, una serie di elementi di anodo e una serie di elementi di catodo, secondo la rivendicazione 1.
Preferibilmente detti elementi di anodo e detti elementi di catodo sono applicati alternativamente, in sequenza ordinata, su detto elemento separatore del nastro flessibile.
L?apparecchiatura per la formazione di un nastro di elettrodi comprende primi mezzi di alimentazione atti a operare l?avanzamento di un nastro di materiale separatore e secondi e terzi mezzi di alimentazione atti a operare l?avanzamento rispettivamente di detti elementi di anodo e di detti elementi di catodo.
Secondo la presente invenzione, l?apparecchiatura comprende mezzi di accoppiamento dei detti elementi di anodo e di catodo al detto nastro di materiale separatore comprendenti una coppia di ruote di accoppiamento controrotanti fra le quali ? alimentato, secondo un piano mediano alle stesse ruote di accoppiamento controrotanti, detto nastro di materiale separatore.
Preferibilmente detto piano di alimentazione del nastro di materiale separatore ? disposto verticalmente.
Secondo un aspetto della presente invenzione, dette ruote di accoppiamento controrotanti sono atte a ricevere e trattenere sulla superficie periferica alternativamente detti elementi di anodo e di catodo, per trasferire gli stessi elementi di anodo e di catodo alternativamente sulle facce opposte di detto nastro di materiale separatore.
Vantaggiosamente detti elementi di anodo e detti elementi di catodo sono trasferiti rispettivamente su dette facce opposte del nastro di materiale separatore in posizioni distanziate fra loro in maniera tale da definire, fra ciascuna coppia di elementi di anodo ed elementi di catodo consecutivi, un tratto libero per la successiva piegatura del detto nastro flessibile, secondo una linea di piegatura trasversale allo stesso nastro flessibile.
Preferibilmente detti mezzi di accoppiamento comprendono mezzi atti a preriscaldare detto nastro di materiale separatore e detti elementi di anodo e di catodo a una temperatura controllata.
Preferibilmente detti mezzi di accoppiamento comprendono una coppia di cilindri di laminazione controrotanti, disposti a valle di dette ruote di accoppiamento, mediante i quali si attua un processo meccanico di laminazione del detto nastro di materiale separatore recante applicati detti elementi di anodo e di catodo, per ottenere detto nastro flessibile.
Secondo una diversa forma di attuazione dell?apparecchiatura, detti mezzi di accoppiamento comprendono una coppia di barre elettrostatiche disposte a monte di dette ruote di accoppiamento controrotanti, affacciate da lati opposti al detto nastro di materiale separatore, e atte a operare la polarizzazione dello stesso nastro di materiale separatore.
Preferibilmente dette ruote di accoppiamento controrotanti comprendono, sulla propria superficie periferica, mezzi di presa atti a trattenere detti elementi di anodo e di catodo.
Preferibilmente detti mezzi di presa sono atti ad agire mediante aspirazione. Vantaggiosamente detti secondi e terzi mezzi di alimentazione comprendono rispettivi mezzi di trasferimento dei detti elementi di anodo e di catodo ai detti mezzi di accoppiamento comprendenti una ruota di trasferimento recante perifericamente una pluralit? di mezzi di presa, angolarmente distanziati, dei detti elementi di anodo e di catodo.
Vantaggiosamente detti mezzi di presa sono portati oscillanti su detta ruota di trasferimento tramite relativi leverismi atti a orientare detti elementi di anodo e di catodo fra una prima posizione di prelievo e una seconda posizione di trasferimento ai detti mezzi di accoppiamento.
Preferibilmente l?apparecchiatura comprende mezzi di taglio atti a tagliare a misura singole porzioni di nastri di materiale di anodo e di materiale di catodo per formare detti elementi di anodo e detti elementi di catodo.
Preferibilmente detti secondi e terzi mezzi di alimentazione comprendono rispettivi mezzi di tranciatura atti a realizzare lungo i lati opposti dei detti nastri di materiale di anodo e di catodo, in posizioni sfalsate longitudinalmente, una serie di linguette sporgenti dai nastri stessi.
Preferibilmente detti secondi e terzi mezzi di alimentazione comprendono, in posizione intermedia fra detti mezzi di tranciatura e detti mezzi di taglio, rispettivi mezzi di traino degli stessi nastri di materiale di anodo e di catodo.
Preferibilmente detti mezzi di traino comprendono un primo e un secondo organo di traino disposti in serie, fra i quali ? formata un?ansa sui detti nastri di materiale di anodo e di catodo in avanzamento atta a disaccoppiare funzionalmente il detto primo organo di traino dal detto secondo organo di traino.
La presente invenzione concerne anche un metodo per la formazione di un nastro di elettrodi per la realizzazione di dispositivi di accumulo di energia elettrica, quali batterie elettriche e simili, del tipo comprendente una pila di elettrodi formata per piegatura di un nastro flessibile comprendente un elemento separatore recante applicati alternativamente, in sequenza ordinata, una serie di elementi di anodo e una serie di elementi di catodo, comprendente le fasi di
a. operare l?avanzamento di un nastro di materiale separatore;
b. operare in idonea relazione di fase l?avanzamento di detti elementi di anodo e detti elementi di catodo;
c. azionare in rotazione una coppia di ruote di accoppiamento controrotanti fra le quali ? alimentato, secondo un piano mediano alle stesse ruote di accoppiamento controrotanti, detto nastro di materiale separatore;
d. alimentare detti elementi di anodo e detti elementi di catodo rispettivamente a dette ruote di accoppiamento controrotanti;
e. trasferire detti elementi di anodo e di catodo da dette ruote di accoppiamento controrotanti alternativamente sulle facce opposte di detto nastro di materiale separatore.
Vantaggiosamente il metodo comprende l?ulteriore fase di
f. alimentare detto nastro di materiale separatore recante applicati detti elementi di anodo e di catodo, in uscita da dette ruote di accoppiamento controrotanti, a una coppia di cilindri di laminazione controrotanti, mediante i quali si attua un processo meccanico di laminazione dello stesso detto nastro di materiale separatore recante applicati detti elementi di anodo e di catodo, per ottenere detto nastro flessibile.
Preferibilmente il metodo prevede di trasferire detti elementi di anodo e detti elementi di catodo rispettivamente su dette facce opposte del nastro di materiale separatore in posizioni distanziate fra loro in maniera tale da definire, fra ciascuna coppia di elementi di anodo ed elementi di catodo consecutivi, un tratto libero per la successiva piegatura del detto nastro flessibile, secondo una linea di piegatura trasversale allo stesso nastro flessibile.
Preferibilmente il metodo prevede di preriscaldare detto nastro di materiale separatore e detti elementi di anodo e di catodo a una temperatura controllata. Breve descrizione dei disegni
I particolari dell?invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita dell?apparecchiatura per la formazione di un nastro di elettrodi per la realizzazione di dispositivi di accumulo di energia elettrica, quali batterie elettriche e simili, illustrata a titolo indicativo negli uniti disegni, in cui:
la figura 1 mostra una vista laterale schematica dell?apparecchiatura per la formazione di un nastro di elettrodi secondo la presente invenzione;
la figura 2 mostra una porzione ingrandita della detta vista laterale dell?apparecchiatura in oggetto;
la figura 3 mostra, nella medesima vista laterale ingrandita, una diversa forma realizzativa dell?apparecchiatura in oggetto;
le figure 4 e 5 mostrano una vista in prospettiva schematica del nastro flessibile recante gli elettrodi in fasi successive di piegatura.
Forme di realizzazione dell?invenzione
Con particolare riferimento a tali figure, si ? indicato nell?insieme con 1 l?apparecchiatura per la formazione di un nastro di elettrodi per la realizzazione di dispositivi di accumulo di energia elettrica, quali batterie elettriche costituite da una pila di elettrodi formata per piegatura di un nastro flessibile 2 comprendente almeno un elemento separatore 20 recante applicati alternativamente sulle facce opposte, in sequenza ordinata, una serie di elementi di anodo 21 e una serie di elementi di catodo 22. Detto elemento separatore 20 ? realizzato ad esempio di materiale polimerico.
In particolare, detti elementi di anodo 21 e detti elementi di catodo 22 sono sfalsati gli uni rispetto agli altri, lungo il nastro flessibile 2, in maniera da risultare sovrapposti e separati da una porzione dell?elemento separatore 20, all?atto della piegatura sostanzialmente a fisarmonica dello stesso nastro flessibile 2 (si vedano le figure 4 e 5).
Opportunamente detti elementi di anodo 21 e detti elementi di catodo 22 presentano, a un?estremit?, un tratto terminale o flag 23 sporgente lateralmente dal nastro flessibile 2. In particolare, detto tratto terminale 23 degli elementi di anodo 21 ? sporgente dal lato opposto del nastro flessibile 2 rispetto al tratto terminale 23 degli elementi di catodo 22.
Ovviamente ? possibile prevedere che i flag degli elettrodi siano disposti diversamente, ad esempio tutti sporgenti dal medesimo lato del nastro flessibile 2, a seconda della tipologia di batteria elettrica.
L?elemento separatore 20 ? ottenuto a partire da una bobina di materiale in nastro. Nel seguito, per maggiore chiarezza, si indicher? tale materiale in nastro costituente l?elemento separatore come nastro di materiale separatore 20.
Gli elementi di anodo e di catodo 21, 22 sono ottenuti a loro volta a partire da rispettive bobine di materiale in nastro mediante il taglio di singole porzioni destinate a costituire i citati elettrodi. Nel seguito, per analoghe ragioni di chiarezza, si indicheranno tali materiali in nastro destinati a fornire gli elementi di anodo e di catodo 21, 22 come nastro di materiale di anodo 27 e nastro di materiale di catodo 28.
L?apparecchiatura comprende primi mezzi di alimentazione 10 atti a operare l?avanzamento di un nastro di materiale separatore 20 e secondi e terzi mezzi di alimentazione 30, 40 atti a operare l?avanzamento rispettivamente di detti nastri di materiale di anodo e di catodo 27, 28.
I secondi mezzi di alimentazione 30 e i terzi mezzi di alimentazione 40 dei nastri di materiale di anodo e di catodo 27, 28 risultano opportunamente simili da un punto di vista costruttivo e funzionale. La descrizione che segue ? riferita pertanto a entrambi i mezzi di alimentazione 30, 40, dove gli organi corrispondenti portano i medesimi numeri di riferimento.
I mezzi di alimentazione 30, 40 dei nastri di materiale di anodo e di catodo 27, 28 comprendono un gruppo di tranciatura 56 atto a realizzare lungo i lati opposti dei nastri di materiale di anodo e di catodo 27, 28, in posizioni sfalsate longitudinalmente, una serie di linguette sporgenti dai nastri stessi. Tali linguette sono destinate a costituire il tratto terminale 23 degli elementi di anodo 21 e degli elementi di catodo 22, cio? i terminali di connessione degli elettrodi. Il gruppo di tranciatura 56 prevede un organo tranciante 57 azionato in direzione ortogonale ai nastri di materiale di anodo e di catodo 27, 28 da un opportuno organo pressore. L?organo tranciante 57 risulta opportunamente intercambiabile in funzione delle dimensioni degli elettrodi.
? da osservare che, durante la fase di tranciatura dei nastri di materiale di anodo e di catodo 27, 28, tali nastri devono avere velocit? nulla rispetto ai mezzi di tranciatura. A tal fine, a monte e a valle del gruppo di tranciatura 56 sono disposti mezzi di accumulo provvisorio 59 dei nastri di materiale di anodo e di catodo 27, 28 in ingresso e in uscita dai detti mezzi di tranciatura, atti a essere azionati in idonea relazione di fase con l?azionamento dell?organo tranciante 57.
In particolare, detti mezzi di accumulo provvisorio 59 prevedono di accumulare il materiale in nastro a monte dei mezzi di tranciatura durante la fase di tranciatura e di recuperare lo stesso materiale in nastro a valle, al termine della fase di tranciatura.
A valle del gruppo di tranciatura 56, ? disposto un gruppo di traino 60 dei nastri di materiale di anodo e di catodo 27, 28. Il gruppo di traino 60 comprende un primo e un secondo organo di traino 61, 62 disposti in serie, fra i quali ? formata un?ansa sui detti nastri di materiale di anodo e di catodo 27, 28 in avanzamento atta a disaccoppiare funzionalmente il detto primo organo di traino 61 dal detto secondo organo di traino 62, in maniera da garantire la continuit? dell?alimentazione dei nastri di materiale di anodo e di catodo 27, 28.
A valle del gruppo di traino 60, ? disposto un gruppo di taglio 65 atto a tagliare a misura singole porzioni di detti nastri di materiale di anodo e di catodo 27, 28 per formare detti elementi di anodo 21 e detti elementi di catodo 22.
Gli elementi di anodo 21 e gli elementi di catodo 22 tagliati dai nastri di materiale di anodo e di catodo 27, 28 vengono prelevati in successione da un gruppo di trasferimento 66 atto a trasferire detti elementi di anodo 21 ed elementi di catodo 22.
Detto gruppo di trasferimento 66 comprende una ruota 67 girevole secondo un asse parallelo al piano verticale di alimentazione dei nastri di materiale di anodo e di catodo 27, 28. La ruota di trasferimento 67 reca perifericamente una pluralit? di mezzi di presa 68, angolarmente distanziati, atti a prelevare detti singoli elementi di anodo e di catodo 21, 22 all?uscita dal detto gruppo di taglio 65. Nel caso illustrato, la ruota di trasferimento 67 porta perifericamente tre mezzi di presa 68 ma ? possibile ovviamente prevedere un diverso numero di mezzi di presa a seconda delle esigenze.
I mezzi di presa 68 sono costituiti ad esempio da un piattello collegato ad appositi mezzi aspiranti, per trattenere sulla propria superficie detti singoli elementi di anodo e di catodo 21, 22.
I mezzi di presa 68 sono portati oscillanti sulla ruota di trasferimento 67 tramite relativi leverismi 69 atti a orientare gli elementi di anodo e di catodo 21, 22 fra una prima posizione di prelievo e una seconda posizione di trasferimento a un successivo gruppo di accoppiamento 70, atto a operare l?accoppiamento degli elementi di anodo e di catodo 21, 22 al nastro di materiale separatore 20.
Il gruppo di accoppiamento 70 comprende una coppia di ruote di accoppiamento 71 controrotanti fra le quali ? alimentato, secondo un piano mediano sostanzialmente verticale, il nastro di materiale separatore 20. Le ruote di accoppiamento 71 controrotanti sono atte a ricevere e trattenere sulla superficie periferica alternativamente gli elementi di anodo e di catodo 21, 22, fino al momento del trasferimento degli stessi elementi di anodo e di catodo 21, 22 alternativamente sulle facce opposte del nastro di materiale separatore 20.
In particolare, gli elementi di anodo e di catodo 21, 22 sono trasferiti rispettivamente sulle facce opposte del nastro di materiale separatore 20 in posizioni distanziate fra loro in maniera tale da definire, fra ciascuna coppia di elementi di anodo ed elementi di catodo 21, 22 consecutivi, un tratto libero per la successiva piegatura del nastro flessibile 2, secondo una linea di piegatura P trasversale allo stesso nastro flessibile 2.
Le ruote di accoppiamento 71 controrotanti comprendono, sulla superficie periferica, mezzi di presa atti a trattenere alternativamente, in posizioni opportunamente distanziate, detti elementi di anodo e di catodo 21, 22. Tali mezzi di presa sono atti ad agire ad esempio mediante aspirazione o mediante appositi organi meccanici.
Opportunamente il nastro di materiale separatore 20 e gli elementi di anodo e di catodo 21, 22 vengono preriscaldati a una temperatura controllata in maniera da facilitare l?accoppiamento reciproco.
All?uscita dalle ruote di accoppiamento 71 controrotanti, l?elemento separatore 20 recante applicati alternativamente sulle facce opposte, in sequenza ordinata, gli elementi di anodo 21 e gli elementi di catodo 22, impegna in avanzamento un organo pressore 72 comprendente una coppia di nastri contrapposti, atti a mantenere gli elementi di anodo e di catodo 21, 22 in adesione sul nastro di materiale separatore 20.
Il nastro flessibile 2 impegna di seguito una coppia di cilindri di laminazione 73 controrotanti, mediante i quali si attua un processo meccanico di laminazione dello stesso nastro flessibile 2.
A valle dei cilindri di laminazione 73 il nastro flessibile 2 laminato viene preso da un gruppo di traino 74 formato da una coppia di organi a nastro che si avvolgono su rulli portati da un relativo telaio in modo da agire in pressione con un ramo verticale sul nastro flessibile 2 stesso, da lati opposti rispetto al piano di alimentazione del nastro flessibile 2, per accompagnarne l?avanzamento lungo la direzione di avanzamento. L?azionamento sincrono degli organi a nastro 74 determina l?avanzamento con movimento continuo o alternato del nastro flessibile 2.
Il nastro flessibile 2 cos? formato pu? essere alimentato in linea a mezzi di piegatura che provvedono a operare la citata piegatura a fisarmonica dello stesso nastro flessibile 2, secondo linee di piegature P ortogonali alla direzione di avanzamento del nastro flessibile 2.
Alternativamente ? possibile prevedere di alimentare il nastro flessibile 2 recante gli elettrodi 21, 22 cos? formato a mezzi di avvolgimento dello stesso nastro flessibile 2 in forma di bobina.
Il nastro di elettrodi avvolto in bobina pu? essere riposto per essere successivamente impiegato in una macchina per la realizzazione di dispositivi di accumulo di energia elettrica.
Il funzionamento dell?apparecchiatura per la formazione di un nastro di elettrodi per la realizzazione di batterie elettriche risulta facilmente comprensibile dalla descrizione che segue.
I primi mezzi di alimentazione 10 e i secondi e terzi mezzi di alimentazione 30, 40 provvedono a operare in parallelo l?avanzamento rispettivamente di un nastro di materiale separatore 20 lungo una prima direzione di avanzamento e di un nastro di materiale di anodo 27 e un nastro di materiale di catodo 28 lungo una seconda e una terza direzione di avanzamento.
In particolare, durante l?avanzamento del nastro di materiale di anodo 27 e del nastro di materiale di catodo 28, un rispettivo gruppo di tranciatura 56 provvede a realizzare lungo i lati opposti degli stessi nastri di materiale di anodo e di catodo 27, 28, in posizioni sfalsate longitudinalmente, una serie di linguette 23 sporgenti dai nastri stessi. Tali linguette 23 sono destinate a costituire il tratto terminale degli elementi di anodo 21 e degli elementi di catodo 22, cio? i terminali di connessione degli elettrodi formanti il dispositivo di accumulo di energia elettrica.
I nastri di materiale di anodo e di catodo 27, 28 vengono trascinati di seguito dal gruppo di traino 60 in corrispondenza del gruppo di taglio 65, atto a tagliare a misura singole porzioni di detti nastri di materiale di anodo e di catodo 27, 28 per formare detti elementi di anodo 21 e detti elementi di catodo 22.
Gli elementi di anodo 21 e gli elementi di catodo 22 tagliati dai nastri di materiale di anodo e di catodo 27, 28 vengono prelevati in successione dal gruppo di trasferimento 66 e trasferiti in sequenza al gruppo di accoppiamento 70.
In particolare, il gruppo di accoppiamento 70 comprende una coppia di ruote di accoppiamento 71 controrotanti fra le quali ? alimentato, secondo un piano mediano sostanzialmente verticale, il nastro di materiale separatore 20. Le ruote di accoppiamento 71 controrotanti provvedono a ricevere e trattenere sulla superficie periferica alternativamente gli elementi di anodo e di catodo 21, 22, fino al momento del trasferimento degli stessi elementi di anodo e di catodo 21, 22 alternativamente sulle facce opposte del nastro di materiale separatore 20.
Gli elementi di anodo e di catodo 21, 22 sono trasferiti rispettivamente sulle facce opposte del nastro di materiale separatore 20 in posizioni distanziate fra loro in maniera tale da definire, fra ciascuna coppia di elementi di anodo ed elementi di catodo 21, 22 consecutivi, un tratto libero per la successiva piegatura del nastro flessibile 2, secondo una linea di piegatura P trasversale allo stesso nastro flessibile 2.
Il nastro di materiale separatore 20 recante applicati gli elementi di anodo e di catodo 21, 22, in uscita dalle ruote di accoppiamento 71 controrotanti, viene alimentato tramite l?organo pressore 72 a una coppia di cilindri di laminazione 73 controrotanti, mediante i quali si attua il processo meccanico di laminazione dello stesso nastro di materiale separatore 20 recante applicati detti elementi di anodo e di catodo 21, 22.
Il nastro flessibile 2 recante gli elementi di anodo e di catodo 21, 22 formanti gli elettrodi pu? essere alimentato in linea a mezzi di piegatura che provvedono a operare la citata piegatura a fisarmonica dello stesso nastro flessibile 2, secondo linee di piegature P ortogonali alla direzione di avanzamento del nastro flessibile 2 (si vedano le figure 4 e 5).
Vantaggiosamente detti mezzi di piegatura sono del tipo descritto nella domanda di brevetto IT 102021000027887 a nome della medesima Richiedente.
Alternativamente, come si ? detto, ? possibile prevedere di alimentare il nastro flessibile 2 recante gli elettrodi cos? formato a mezzi di avvolgimento dello stesso nastro flessibile 2 in forma di bobina. Il nastro di elettrodi avvolto in bobina pu? essere riposto per essere successivamente impiegato in una macchina per la realizzazione di dispositivi di accumulo di energia elettrica.
Nella figura 3 ? illustrata una diversa forma realizzativa dell?apparecchiatura in cui, per l?unione degli elementi di anodo e di catodo 21, 22 al nastro di materiale separatore 20, si fa ricorso alla polarizzazione dello stesso nastro di materiale separatore 20. Ci? ? reso possibile dal fatto che tale nastro separatore 20 ? realizzato di materiale non conduttore, ad esempio materiale plastico.
A tal fine ? possibile prevedere l?impiego di una coppia di barre elettrostatiche 75 disposte a monte del dispositivo di accoppiamento 70, affacciate da lati opposti al nastro di materiale separatore 20.
L?apparecchiatura descritta raggiunge lo scopo di formare in maniera ottimale un nastro di elettrodi per la realizzazione di dispositivi di accumulo di energia elettrica, quali batterie elettriche costituite da una pila di elettrodi, formata per piegatura di un nastro flessibile comprendente almeno un elemento separatore recante applicati alternativamente, in sequenza ordinata, una serie di elementi di anodo e una serie di elementi di catodo.
In particolare, l?apparecchiatura per la formazione di un nastro di elettrodi secondo la presente invenzione consente di assicurare un?elevata velocit? produttiva in una macchina per la realizzazione di dispositivi di accumulo di energia elettrica.
L?apparecchiatura descritta a titolo esemplificativo ? suscettibile di numerose modifiche e varianti a seconda delle diverse esigenze.
Nella pratica attuazione dell?invenzione, i materiali impiegati, nonch? la forma e le dimensioni, possono essere qualsiasi a seconda delle esigenze.
Laddove le caratteristiche tecniche menzionate in ogni rivendicazione siano seguite da segni di riferimento, tali segni di riferimento sono stati inclusi al solo scopo di aumentare la comprensione delle rivendicazioni e di conseguenza essi non hanno alcun valore limitativo sullo scopo di ogni elemento identificato a titolo d?esempio da tali segni di riferimento.
Claims (12)
1) Apparecchiatura per la formazione di un nastro di elettrodi per la realizzazione di dispositivi di accumulo di energia elettrica, del tipo comprendente una pila di elettrodi formata per piegatura di un nastro flessibile (2) comprendente almeno un elemento separatore (20) recante applicati alternativamente, in sequenza ordinata, una serie di elementi di anodo (21) e una serie di elementi di catodo (22), detta apparecchiatura comprendendo
primi mezzi di alimentazione (10) atti a operare l?avanzamento di un nastro di materiale separatore (20);
secondi e terzi mezzi di alimentazione (30, 40) atti a operare l?avanzamento rispettivamente di detti elementi di anodo (21) e di detti elementi di catodo (22); mezzi di accoppiamento (70) dei detti elementi di anodo e di catodo (21, 22) al detto nastro di materiale separatore (20) comprendenti una coppia di ruote di accoppiamento (71) controrotanti fra le quali ? alimentato, secondo un piano mediano alle stesse ruote di accoppiamento (71) controrotanti, detto nastro di materiale separatore (20),
dette ruote di accoppiamento (71) controrotanti essendo atte a ricevere e trattenere sulla superficie periferica alternativamente detti elementi di anodo e di catodo (21, 22), per trasferire gli stessi elementi di anodo e di catodo (21, 22) alternativamente sulle facce opposte di detto nastro di materiale separatore (20).
2) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti elementi di anodo e detti elementi di catodo (21, 22) sono trasferiti rispettivamente su dette facce opposte del nastro di materiale separatore (20) in posizioni distanziate fra loro in maniera tale da definire, fra ciascuna coppia di elementi di anodo ed elementi di catodo (21, 22) consecutivi, un tratto libero per la successiva piegatura del detto nastro flessibile (2), secondo una linea di piegatura (P) trasversale allo stesso nastro flessibile (2).
3) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di accoppiamento (70) comprendono una coppia di cilindri di laminazione (73) controrotanti, disposti a valle di dette ruote di accoppiamento (71), mediante i quali si attua un processo meccanico di laminazione del detto nastro di materiale separatore (20) recante applicati detti elementi di anodo e di catodo (21, 22), per ottenere detto nastro flessibile (2).
4) Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che dette ruote di accoppiamento (71) controrotanti comprendono, sulla superficie periferica, mezzi di presa atti a trattenere detti elementi di anodo e di catodo (21, 22).
5) Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che comprende mezzi atti a preriscaldare detto nastro di materiale separatore (20) e detti elementi di anodo e di catodo (21, 22) a una temperatura controllata nella fase di accoppiamento reciproco.
6) Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti secondi e terzi mezzi di alimentazione (30, 40) comprendono rispettivi mezzi di trasferimento (66) dei detti elementi di anodo e di catodo (21, 22) ai detti mezzi di accoppiamento (70) comprendenti una ruota di trasferimento (67) recante perifericamente una pluralit? di mezzi di presa (68), angolarmente distanziati, dei detti elementi di anodo e di catodo (21, 22).
7) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di presa (68) sono portati oscillanti su detta ruota di trasferimento (67) tramite relativi leverismi (69) atti a orientare detti elementi di anodo e di catodo (21, 22) fra una prima posizione di prelievo e una seconda posizione di trasferimento ai detti mezzi di accoppiamento (70).
8) Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti secondi e terzi mezzi di alimentazione (30, 40) comprendono rispettivi mezzi di taglio (65) atti a tagliare a misura singole porzioni di nastri di materiale di anodo (27) e di materiale di catodo (28) per formare detti elementi di anodo (21) e detti elementi di catodo (22).
9) Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti secondi e terzi mezzi di alimentazione (30, 40) comprendono rispettivi mezzi di tranciatura (56) atti a realizzare lungo i lati opposti dei detti nastri di materiale di anodo e di catodo (27, 28), in posizioni sfalsate longitudinalmente, una serie di linguette (23) sporgenti dai nastri stessi.
10) Metodo per la formazione di un nastro di elettrodi per la realizzazione di dispositivi di accumulo di energia elettrica, del tipo comprendente una pila di elettrodi formata per piegatura di un nastro flessibile (2) comprendente un elemento separatore (20) recante applicati in sequenza ordinata, sulle facce opposte, una serie di elementi di anodo (21) e una serie di elementi di catodo (22), caratterizzato dal fatto che comprende le fasi di
a. operare l?avanzamento di un nastro di materiale separatore (20);
b. operare in idonea relazione di fase l?avanzamento di detti elementi di anodo (21) e detti elementi di catodo (22);
c. azionare in rotazione una coppia di ruote di accoppiamento (71) controrotanti fra le quali ? alimentato, secondo un piano mediano alle stesse ruote di accoppiamento (71) controrotanti, detto nastro di materiale separatore (20);
d. alimentare detti elementi di anodo (21) e detti elementi di catodo (22) rispettivamente a dette ruote di accoppiamento (71) controrotanti;
e. trasferire detti elementi di anodo e di catodo (21, 22) da dette ruote di accoppiamento (71) controrotanti alternativamente sulle facce opposte di detto nastro di materiale separatore (20).
11) Metodo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che comprende l?ulteriore fase di
f. alimentare detto nastro di materiale separatore (20) recante applicati detti elementi di anodo e di catodo (21, 22), in uscita da dette ruote di accoppiamento (71) controrotanti, a una coppia di cilindri di laminazione (73) controrotanti, mediante i quali si attua un processo meccanico di laminazione dello stesso detto nastro di materiale separatore (20) recante applicati detti elementi di anodo e di catodo (21, 22), per ottenere detto nastro flessibile (2).
12) Metodo secondo la rivendicazione 10 o 11, caratterizzato dal fatto che prevede di trasferire detti elementi di anodo e detti elementi di catodo (21, 22) rispettivamente su dette facce opposte del nastro di materiale separatore (20) in posizioni distanziate fra loro in maniera tale da definire, fra ciascuna coppia di elementi di anodo ed elementi di catodo (21, 22) consecutivi, un tratto libero per la successiva piegatura del detto nastro flessibile (2), secondo una linea di piegatura (P) trasversale allo stesso nastro flessibile (2).
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