JP6554072B2 - 極シートへのリチウム補充の方法及びシステム - Google Patents
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Description
関連する技術において、電池グレードのリチウムシートは、非常に薄く、強度が低いため、実際に製造される際に、連続して製造することが困難であり、シートが破断しやすい。
(10).第1の基材と第1のリチウムテープを複合して第1の複合リチウムテープを形成するとともに、複合中に第2の基材を使用して前記第1のリチウムテープと複合装置との間に遮断を形成するステップと、
(20).前記第1の複合リチウムテープとリチウム補充の必要な極シートを複合してリチウム補充の複合極シートを形成し、複合中に前記第1の複合リチウムテープにおける前記第1の基材は前記リチウム補充の必要な極シートから離れる一方の側に位置するステップと、
(30).リチウム補充の複合極シートから前記第1の基材を剥離して巻き取り、
リチウム補充の極シートを形成するステップと、
を含む極シートへのリチウム補充の方法を提供する。
(10´). 第3の基材と第2のリチウムテープを複合して第2の複合リチウムテープを形成するとともに、複合中に第4の基材を使用して前記第2のリチウムテープと複合装置との間に遮断を形成するステップを含み、
前記ステップ(20)は具体的に、
前記第1の複合リチウムテープ、リチウム補充の必要な極シート、及び前記第2の複合リチウムテープを複合してリチウム補充の複合極シートを形成し、複合中に前記第1の複合リチウムテープにおける前記第1の基材と、前記第2の複合リチウムテープにおける前記第3の基材はそれぞれ前記リチウム補充の必要な極シートから離れる両側に位置するとともに、リチウム補充の必要な極シートと複合装置との間に遮断を形成するものであり、
前記ステップ(30)は具体的に、リチウム補充の複合極シートから前記第1の基材と第3の基材を剥離して巻き取り、リチウム補充の極シートを形成するステップである。
(100).前記第1のリチウムテープ、前記第1の基材及び前記第2の基材を同時に巻き出すステップと、
(110).前記第1の基材、前記第1のリチウムテープ及び前記第2の基材を順次に積層設置し、ロールプレス装置により、順次に積層設置された前記第1の基材、前記第1のリチウムテープ及び前記第2の基材を複合して第1の複合テープを形成するステップと、
(120).前記第1の複合テープにおける前記第2の基材を剥離し、巻き取ることにより、残りの前記第1のリチウムテープと前記第1の基材を前記第1の複合リチウムテープに形成するステップとを備え、
及び/又は、
前記ステップ(10´)は具体的に、
(100´).前記第2のリチウムテープ、前記第3の基材及び前記第4の基材を同時に巻き出すステップと、
(110´).前記第3の基材、前記第2のリチウムテープ及び前記第4の基材を順次に積層設置し、ロールプレス装置により、順次に積層設置された前記第3の基材、前記第2のリチウムテープ及び前記第4の基材を複合して第2の複合テープを形成するステップと、
(120´).前記第2の複合リチウムテープにおける前記第4の基材を剥離し、巻き取ることにより、残りの前記第2のリチウムテープと前記第3の基材を前記第2の複合リチウムテープに形成するステップとを備える。
及び/又は、
前記ステップ(100´)と前記ステップ(110´)との間に、さらに、(102´).前記第2のリチウムテープに対して、最小の厚さを限定する定圧力の平坦化を行い、前記第2のリチウムテープの厚さを調整するステップを備える。
前記極シートの巻き出し装置及び前記第1の複合リチウムテープの搬送装置はいずれも前記極シートへのリチウム補充のロールプレス装置の上流に設置され、前記第1の極シートの剥離装置は前記極シートへのリチウム補充のロールプレス装置の下流に設置され、第1の基材の巻取り装置は前記第1の極シートの剥離装置の下流に設置され、ここで、
前記極シートへのリチウム補充のロールプレス装置は、二つの対向設置された加圧ロールを備え、二つの前記加圧ロールの間は、定間隔にすることができ、
前記第1の複合リチウムテープの搬送装置は、第1のリチウムテープの巻き出しロールと、第1の基材の巻き出しロールと、第2の基材の巻き出しロールと、第2の基材の巻取りロールと、第1の複合ロール群とを備え、前記第1のリチウムテープの巻き出しロール、前記第1の基材の巻き出しロール、及び前記第2の基材の巻き出しロールは、いずれも前記第1の複合ロール群の上流に位置し、前記第2の基材の巻取りロールは、前記第1の複合ロール群の下流に位置する。
前記第2の複合リチウムテープの搬送装置も前記極シートへのリチウム補充のロールプレス装置の上流に設置され、前記第2の極シートの剥離装置及び前記第3の基材の巻取り装置は順次に前記第1の極シートの剥離装置の下流に設置され、
前記第2の複合リチウムテープの搬送装置は、第2のリチウムテープの巻き出しロールと、第3の基材の巻き出しロールと、第4の基材の巻き出しロールと、第4の基材の巻取りロールと、第2の複合ロール群とを備え、前記第2のリチウムテープの巻き出しロール、前記第3の基材の巻き出しロール、及び前記第4の基材の巻き出しロールはいずれも前記第2の複合ロール群の上流に位置し、前記第4の基材の巻取りロールは前記第2の複合ロール群の下流に位置する。
ここで、前記弾性間隔リチウムテープの平坦化装置は、第2の固定平坦化ロール、第2の調節平坦化ロール、位置制限部材、及び弾性加圧機構を備え、前記第2の固定平坦化ロールの位置は一定であり、前記第2の調節平坦化ロールの位置は調整可能であり、前記位置制限部材は、前記第2の固定平坦化ロールと前記第2の調節平坦化ロールとの最小間隔を制限することができ、前記弾性加圧機構は、前記第2の調節平坦化ロールにおける、前記第2の固定平坦化ロールから離れる一方の側に固定設置され、且つ、前記第2の調節平坦化ロールに前記第2の固定平坦化ロールへ接近する弾性力を印加することができる。
二つの前記加圧ロールはそれぞれ固定加圧ロールと調節加圧ロールであり、前記固定加圧ロールの位置は一定であり、前記調節加圧ロールの位置は調整可能であり、前記間隔調節構造は、前記調節加圧ロールにおける、前記固定加圧ロールから離れる一方の側に設置され、且つ、前記調節加圧ロールを、前記固定加圧ロールに接近させ、又は前記固定加圧ロールから離れさせることができる。
及び/又は、
前記第2の極シートの剥離装置は二つの対向設置された第2の剥離ロールを備え、二つの前記第2の剥離ロールの間は、定間隔にすることができ、前記第2の極シートの剥離装置は二つの前記第1の剥離ロールの軸線に平行な方向において回転することができる。
前記リチウム補充の極シートの巻取り装置は前記第2の極シートの剥離装置の下流に位置する。
本発明に係る極シートへのリチウム補充の方法及びシステムは、基材を採用することにより、リチウムテープの強度を増大させ、一方で、リチウムテープと複合装置との間に遮断を形成し、これにより、リチウムテープが搬送中に複合装置と直接的に接触することをなくし、そのため、リチウムテープが製造中に引っ張られて破断したり、挟まれて破断したりすることを回避することができる。
同様に、第2の複合リチウムテープの搬送装置10´は、第2のリチウムテープ30´及び第3の基材31´を備える第2の複合リチウムテープ33´を複合形成し、極シートのリチウム補充のロールプレス装置12へ搬送するために用いられる。第2の複合リチウムテープの搬送装置10´は、具体的に、第2のリチウムテープの巻き出しロール100´、第3の基材の巻き出しロール101´、第4の基材の巻き出しロール102´、第2の複合ロール群103´、及び第4の基材の巻取りロール104´を備える。第2のリチウムテープの巻き出しロール100´は、第2のリチウムテープ30´を巻き出すために用いられ、第3の基材の巻き出しロール101´は、第3の基材31´を巻き出すために用いられ、第4の基材の巻き出しロール102´は、第4の基材32´を巻き出すために用いられる。第2のリチウムテープの巻き出しロール100´、第3の基材の巻き出しロール101´、及び第4の基材の巻き出しロール102´は、何れも第2の複合ロール群103´の上流に位置し、これにより、第2のリチウムテープ30´、第3の基材31´及び第4の基材32´が、巻き出された後、第2の複合ロール群103´に入り、複合され、第2の複合テープを形成するようにすることができる。第2の複合ロール群103´に入る前に、第3の基材31´、第2のリチウムテープ30´及び第4の基材32´は、順次に積層設置されており、これにより、第2のリチウムテープ30´が第3の基材31´と第4の基材32´との間に位置するようにし、複合ロールプレスを行う時に、第2のリチウムテープ30´の両側の第3の基材31´及び第4の基材32´による保護遮断により、第2のリチウムテープ30´が第1の複合ロール群103と直接的に接触することにより、挟まれて破断することを回避することができる。複合が完了後、第4の基材32´が既に保護機能を果たし終わったため、第4の基材の巻取りロール104´を第2の複合ロール群103´の下流に設置し、第4の複合テープにおける第4の基材32´を剥離し、巻き取ることにより、残りの第2のリチウムテープ30´と第3の基材31´を第2の複合リチウムテープ33´に形成する。
極シートへのリチウム補充のロールプレス装置12は、二つの対向設置された加圧ロールを備え、二つの加圧ロールの間は、定間隔にすることができる。形成された第1の複合リチウムテープ33と第2の複合リチウムテープ33´は、極シートへのリチウム補充のロールプレス装置12の二つの加圧ロールの間に搬送される。それとともに、極シートの巻き出し装置11は、リチウム補充の必要な極シート20を巻き出すために用いられるが、巻き出されたリチウム補充の必要な極シート20も極シートへのリチウム補充のロールプレス装置12の二つの加圧ロールの間に搬送される。極シートへのリチウム補充のロールプレス装置12において、第1の複合リチウムテープ33、第2の複合リチウムテープ33´及びリチウム補充の必要な極シート20は、ロールプレスされ、複合され、これにより、リチウム補充の複合極シート21を形成する。複合中に、第1の複合リチウムテープ33における第1のリチウムテープ30と第2の複合リチウムテープ33´における第2のリチウムテープ30´は、いずれもリチウム補充の極シート20に向かっているが、第1の基材31及び第3の基材31´はそれぞれリチウム補充の必要な極シート20から離れる両側に位置し、リチウム補充の必要な極シート20と極シートへのリチウム補充のロールプレス装置12との間に遮断を形成し、これにより、リチウム補充の複合中に引っ張られて破断したり、挟まれて破断したりするなどの状況の発生を防止する。同様に、ロール群の温度を調節するために、極シートへのリチウム補充のロールプレス装置12にも、温度制御装置を設置することができる。
ルプレス装置12を通る時に、ロールプレスによる複合を行う必要がなく、又はロールプレスによる複合を行わないことが要求される。このような状況に対応するために、図2に示すように、本実施例において、極シートへのリチウム補充のロールプレス装置12はさらに間隔調節構造を備え、それとともに、二つの加圧ロールはそれぞれ固定加圧ロール121と調節加圧ロール122である。ここで、固定加圧ロール121の位置は一定であり、周方向のみにおいて回転することができるが、調節加圧ロール122は、周方向において回転することができるだけではなく、その位置も調整可能である。調節加圧ロール122の位置を調節するために、間隔調節構造は、調節加圧ロール122における、固定加圧ロール121から離れる一方の側に設置され、これにより、固定加圧ロール121と調節加圧ロール122との間隔を増大させ、又は減少させ、これにより、異なる作動状況の要求を満足させる。
Claims (11)
- 極シートへのリチウム補充の方法であって、
(10).第1の基材と第1のリチウムテープを複合して第1の複合リチウムテープを形成するとともに、複合中に第2の基材を使用して前記第1のリチウムテープと複合装置との間に遮断を形成するステップと、
(20).前記第1の複合リチウムテープとリチウム補充の必要な極シートを複合してリチウム補充の複合極シートを形成し、複合中に前記第1の複合リチウムテープにおける前記第1の基材は前記リチウム補充の必要な極シートから離れる一方の側に位置するステップと、
(30).リチウム補充の複合極シートから前記第1の基材を剥離して巻き取り、リチウム補充の極シートを形成するステップと、
(40).リチウム補充の極シートを巻き取るステップとを備え、
前記ステップ(40)は具体的に、
極シートの巻取り冷却装置の内部に設置されているリチウム補充の極シートの巻取り装置はリチウム補充の極シートを巻き取り、巻取りの温度モニタリング装置により、巻取られたリチウム補充の極シートの表面温度をリアルタイムに検出し、検出信号により極シートの巻取り冷却装置と連動することにより、リチウム補充の極シートの温度を精密に制御し、
前記ステップ(10)は具体的に、
(100).前記第1のリチウムテープ、前記第1の基材及び前記第2の基材を同時に巻き出すステップと、
(102).前記第1のリチウムテープに対して、最小の厚さを限定する定圧力の平坦化を行い、前記第1のリチウムテープの厚さを調整するステップと、
(110).前記第1の基材、前記第1のリチウムテープ及び前記第2の基材を順次に積層設置し、ロールプレス装置により、順次に積層設置された前記第1の基材、前記第1のリチウムテープ及び前記第2の基材を複合して第1の複合テープを形成するステップと、
(120).前記第1の複合テープにおける前記第2の基材を剥離し、巻き取ることにより、残りの前記第1のリチウムテープと前記第1の基材を前記第1の複合リチウムテープに形成するステップと、を備えることを特徴とする極シートへのリチウム補充の方法。 - 前記ステップ(20)の前に、さらに、
(10´). 第3の基材と第2のリチウムテープを複合して第2の複合リチウムテープを形成するとともに、複合中に第4の基材を使用して前記第2のリチウムテープと複合装置との間に遮断を形成するステップを含み、
前記ステップ(20)は具体的に、
前記第1の複合リチウムテープ、リチウム補充の必要な極シート、及び前記第2の複合リチウムテープを複合してリチウム補充の複合極シートを形成し、複合中に前記第1の複合リチウムテープにおける前記第1の基材と、前記第2の複合リチウムテープにおける前記第3の基材はそれぞれ前記リチウム補充の必要な極シートから離れる両側に位置するとともに、リチウム補充の必要な極シートと複合装置との間に遮断を形成するものであり、
前記ステップ(30)は具体的に、
リチウム補充の複合極シートから前記第1の基材と第3の基材を剥離して巻き取り、リチウム補充の極シートを形成するステップであることを特徴とする請求項1に記載の極シートへのリチウム補充の方法。 - 前記ステップ(10´)は具体的に、
(100´).前記第2のリチウムテープ、前記第3の基材及び前記第4の基材を同時に巻き出すステップと、
(110´).前記第3の基材、前記第2のリチウムテープ及び前記第4の基材とを順次に積層設置し、ロールプレス装置により、順次に積層設置された前記第3の基材、前記第2のリチウムテープ及び前記第4の基材を複合して第2の複合テープを形成するステップと、
(120´)前記第2の複合リチウムテープにおける前記第4の基材を剥離し、巻き取ることにより、残りの前記第2のリチウムテープと前記第3の基材を前記第2の複合リチウムテープに形成するステップと、を備えることを特徴とする請求項2に記載の極シートへのリチウム補充の方法。 - 前記ステップ(100´)と前記ステップ(110´)との間に、さらに、(102´).前記第2のリチウムテープに対して、最小の厚さを限定する定圧力の平坦化を行い、前記第2のリチウムテープの厚さを調整するステップを備えることを特徴とする請求項3に記載の極シートへのリチウム補充の方法。
- 極シートへのリチウム補充システムであって、極シートの巻き出し装置と、第1の複合リチウムテープの搬送装置と、極シートへのリチウム補充のロールプレス装置と、第1の極シートの剥離装置と、第1の基材の巻取り装置と、リチウム補充の極シートの巻取り装置と、極シートの巻取り冷却装置と、巻取りの温度モニタリング装置とを備え、
前記極シートの巻き出し装置及び前記第1の複合リチウムテープの搬送装置はいずれも前記極シートへのリチウム補充のロールプレス装置の上流に設置され、前記第1の極シートの剥離装置は前記極シートへのリチウム補充のロールプレス装置の下流に設置され、第1の基材の巻取り装置は前記第1の極シートの剥離装置の下流に設置され、ここで、
前記極シートへのリチウム補充のロールプレス装置は、二つの対向設置された加圧ロールを備え、二つの前記加圧ロールの間は、定間隔にすることができ、
前記第1の複合リチウムテープの搬送装置は、第1のリチウムテープの巻き出しロールと、第1の基材の巻き出しロールと、第2の基材の巻き出しロールと、第2の基材の巻取りロールと、第1の複合ロール群と、弾性間隔リチウムテープの平坦化装置Aとを備え、前記第1のリチウムテープの巻き出しロール、前記第1の基材の巻き出しロール、及び前記第2の基材の巻き出しロールは、いずれも前記第1の複合ロール群の上流に位置し、前記第2の基材の巻取りロールは、前記第1の複合ロール群の下流に位置し、
リチウム補充の極シートの巻取り装置は極シートの巻取り冷却装置の内部に設置され、巻取りの温度モニタリング装置により、巻取られたリチウム補充の極シートの表面温度をリアルタイムに検出し、検出信号により極シートの巻取り冷却装置と連動することにより、リチウム補充の極シートの温度を精密に制御し、
前記弾性間隔リチウムテープの平坦化装置Aは、前記第1のリチウムテープの巻き出しロールと前記第1の複合ロール群との間に位置し、
ここで、前記弾性間隔リチウムテープの平坦化装置Aは、第2の固定平坦化ロールA、第2の調節平坦化ロールA、位置制限部材A、及び弾性加圧機構Aを備え、前記第2の固定平坦化ロールAの位置は一定であり、前記第2の調節平坦化ロールAの位置は調整可能であり、前記位置制限部材Aは、前記第2の固定平坦化ロールAと前記第2の調節平坦化ロールAとの最小間隔を制限することができ、前記弾性加圧機構Aは、前記第2の調節平坦化ロールAにおける、前記第2の固定平坦化ロールAから離れる一方の側に固定設置され、且つ、前記第2の調節平坦化ロールAに前記第2の固定平坦化ロールAへ接近する弾性力を印加することができることを特徴とする極シートへのリチウム補充システム。 - 第2の複合リチウムテープの搬送装置、第2の極シートの剥離装置、及び第3の基材の巻取り装置をさらに備え、
前記第2の複合リチウムテープの搬送装置も前記極シートへのリチウム補充のロールプレス装置の上流に設置され、前記第2の極シートの剥離装置及び前記第3の基材の巻取り装置は順次に前記第1の極シートの剥離装置の下流に設置され、
前記第2の複合リチウムテープの搬送装置は、第2のリチウムテープの巻き出しロールと、第3の基材の巻き出しロールと、第4の基材の巻き出しロールと、第4の基材の巻取りロールと、第2の複合ロール群とを備え、前記第2のリチウムテープの巻き出しロール、前記第3の基材の巻き出しロール、及び前記第4の基材の巻き出しロールはいずれも前記第2の複合ロール群の上流に位置し、前記第4の基材の巻取りロールは前記第2の複合ロール群の下流に位置することを特徴とする請求項5に記載の極シートへのリチウム補充システム。 - 前記第2の複合リチウムテープの搬送装置は、弾性間隔リチウムテープの平坦化装置Bをさらに備え、前記弾性間隔リチウムテープの平坦化装置Bは、前記第2のリチウムテープの巻き出しロールと前記第2の複合ロール群との間に位置し、
ここで、前記弾性間隔リチウムテープの平坦化装置Bは、第2の固定平坦化ロールB、第2の調節平坦化ロールB、位置制限部材B、及び弾性加圧機構Bを備え、前記第2の固定平坦化ロールBの位置は一定であり、前記第2の調節平坦化ロールBの位置は調整可能であり、前記位置制限部材Bは、前記第2の固定平坦化ロールBと前記第2の調節平坦化ロールBとの最小間隔を制限することができ、前記弾性加圧機構Bは、前記第2の調節平坦化ロールBにおける、前記第2の固定平坦化ロールBから離れる一方の側に固定設置され、且つ、前記第2の調節平坦化ロールBに前記第2の固定平坦化ロールBへ接近する弾性力を印加することができることを特徴とする請求項6に記載の極シートへのリチウム補充システム。 - 前記極シートへのリチウム補充のロールプレス装置は間隔調節構造をさらに備え、
二つの前記加圧ロールはそれぞれ固定加圧ロールと調節加圧ロールであり、前記固定加圧ロールの位置は一定であり、前記調節加圧ロールの位置は調整可能であり、前記間隔調節構造は、前記調節加圧ロールにおける、前記固定加圧ロールから離れる一方の側に設置され、且つ、前記調節加圧ロールを、前記固定加圧ロールに接近させ、又は前記固定加圧ロールから離れさせることができることを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載の極シートへのリチウム補充システム。 - 前記間隔調節構造は、回転モータ、スクリューロッド及びねじ山スリーブを備え、前記ねじ山スリーブは、前記調節加圧ロールのローラースタンドに固定接続され、且つ、前記ねじ山スリーブの軸線は、前記固定加圧ロールと前記調節加圧ロールとの中心の連結線に平行し、前記スクリューロッドは前記ねじ山スリーブと螺合され、前記回転モータの出力端は前記スクリューロッドと同軸接続され、且つ、前記スクリューロッドを回転させることができることを特徴とする請求項8に記載の極シートへのリチウム補充システム。
- 前記極シートへのリチウム補充のロールプレス装置は、加圧ロールギャップの位置制限機構をさらに備え、前記加圧ロールギャップの位置制限機構は調節スクリューロッドと位置制限の傾斜ブロックを備え、前記位置制限の傾斜ブロックは前記固定加圧ロールと前記調節加圧ロールのローラースタンドとの間に設置され、且つ、前記調節加圧ロールのローラースタンドは前記位置制限の傾斜ブロックの斜面と当接され、前記調節スクリューロッドは前記位置制限の傾斜ブロックと螺合され、前記調節スクリューロッドの軸線は、前記固定加圧ロールと前記調節加圧ロールとの中心の連結線に垂直し、且つ、前記位置制限の傾斜ブロックの斜面に対して鋭角のなす角となっていることを特徴とする請求項9に記載の極シートへのリチウム補充システム。
- 前記第1の極シートの剥離装置は二つの対向設置された第1の剥離ロールを備え、二つの前記第1の剥離ロールの間は、定間隔にすることができ、前記第1の極シートの剥離装置は二つの前記第1の剥離ロールの軸線に平行な方向において回転することができ、
及び/又は、
前記第2の極シートの剥離装置は二つの対向設置された第2の剥離ロールを備え、二つの前記第2の剥離ロールの間は、定間隔にすることができ、前記第2の極シートの剥離装置は二つの前記第2の剥離ロールの軸線に平行な方向において回転することができることを特徴とする請求項6又は7に記載の極シートへのリチウム補充システム。
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