KR102169008B1 - 전극의 조립 - Google Patents

Abstract

전극을 조립하는 방법 및 장치에서, 특히 리튬 전지와 같은 전기에너지 저장 장치를 제조하기 위해, 전극은 공급경로를 따라 진행하는 세퍼레이터에 상호 거리를 두고 차례로 놓이며, 이어서 세퍼레이터는 세퍼레이터의 공급방향에 직각인 절단선을 따라 한 쌍의 반대로 회전하는 블레이드에 의해 절단되고, 상기 절단선은 전극이 없으며 2개의 인접한 전극 사이에 있는 세퍼레이터 부분에 배치되고, 상기 방법 및 장치는 제한된 길이의 전극을 높은 생산성으로 조립할 수 있게 한다.

Description

전극의 조립

본 발명은, 특히 전기화학 전지의 제조를 위한 전극을 조립하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 예를 들어 리튬 전지와 같은 전기에너지 저장 장치를 구현하는 데에 적용될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

선행기술로는 미국 공개특허공보 2015/0033547 A1호가 있으며, 이는 선형 운동을 하는 블레이드가 전극의 길이에 의존하는 스텝(step)에 따라 세퍼레이터(seperator)의 전진을 가로지르는 일련의 절단에 의해 세퍼레이터를 절단하는, 전극을 조립하는 방법을 개시하고 있다.

미국 등록특허공보 6,585,846 B1호는, 청구항 1의 전제부에 따른 방법을 개시한다.

선행기술의 한계 중 하나는 비교적 제한된 길이의 전극을 조립할 때 생산성이 낮다는 것이다. 이 경우에, 실제로 횡단 절단의 스텝은 짧고 이동질량의 관성은 세퍼레이터의 빠른 공급속도로 작업하는 것을 허용하지 않는다.

선행기술의 다른 단점은, 세퍼레이터가 매우 얇고 가요성이 있으며 섬세한 시트재료로 만들어져, 단지 당겨지면 전진할 수 있지만 너무 잡아당기면 쉽게 찢어질 수 있기 때문에, 다양한 조립공정 중에 세퍼레이터가 손상될 위험이 있다. 특히 섬세한 공정은, 고품질의 전기화학 전지를 얻기 위해, 조립 구조체에 손상이나 불완전함을 야기하지 않도록 명확하고 정확하게 수행되어야 하는 세퍼레이터의 절단이다.

본 발명의 목적은 선행기술의 전술한 한계들 및 단점들 중 하나 이상을 해소하는 것이다.

본 발명의 목적은 전기에너지 저장 장치의 제조에 사용될 수 있는 전기화학 전지의 형성에 적합한 전극을 조립하는 방법 및/또는 장치를 제공하는 것이다.

장점은 비교적 제한된 길이의 전극을 높은 생산성으로 조립할 수 있게 하는 것이다.

장점은 높은 생산성 및 연속적인 재료 처리에 의해 전극을 조립하는 방법 및/또는 장치를 제공하는 것이다.

장점은 고품질의 전기에너지 저장 장치를 높은 효율로 생산할 수 있게 하는 것이다.

장점은 구조적으로 간단하고 경제적인 전극 조립 장치를 이용할 수 있게 하는 것이다.

이러한 목적들 및 장점들, 그리고 다른 목적들 및 장점들은 후술되는 청구항들 중 하나 이상의 항에 따른 방법 및/또는 장치에 의해 달성된다.

일 실시예에서, 전극 조립 방법은, 공급경로를 따라 (예를 들어, 연속 운동으로) 진행하는 적어도 하나의 세퍼레이터 상에 상호 거리를 두고 차례로 전극을 배열하는 단계와, 그 후에 상기 세퍼레이터의 공급방향을 가로지르고, 전극이 없으며 2개의 인접한 전극 사이에 있는 세퍼레이터 부분에 배치된 절단선을 따라 한 쌍의 반대로 회전하는 블레이드에 의해 상기 세퍼레이터를 절단하는 단계를 포함하여, 제한된 길이의 전극을 높은 생산성으로 조립할 수 있게 한다.

일 실시예에서, 전극 조립 장치는, 공급경로를 따라 (예를 들어, 연속 운동으로) 전진하는 적어도 하나의 세퍼레이터 상에 상호 거리를 두고 차례로 전극을 배열하는 수단과, 전극이 없으며 2개의 인접한 전극 사이에 있는 세퍼레이터 부분에서 상기 세퍼레이터를 절단하도록 배치된 적어도 한 쌍의 반대로 회전하는 블레이드를 포함한다.

본 발명은 그 실시예의 비제한적인 예들을 도시하는 첨부도면을 참조하여 더욱 잘 이해되고 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따라 이루어진 조립 장치의 제1 실시예의 도면이다.
도 2는 도 1의 조립 장치에 사용되는 절단 장치의 도면이다.
도 3은 도 2의 확대된 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 조립 장치 또는 방법으로 얻을 수 있는 조립체의 일부 예들을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 조립 장치 또는 방법으로 얻을 수 있는 조립체의 다른 예들을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따라 이루어진 조립 장치의 제2 실시예의 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 조립 장치에 사용 가능한 절단 장치의 상세 단면도이다.

전술한 도면을 참조하면, 상이한 실시예들의 유사한 부재가 간략화를 위해 동일한 번호로 표시되어 있다.

참조번호 1에 의해, 전극을 조립하는 장치가 전체적으로 표시되어 있다. 조립 장치(1)는, 특히 리튬 전지와 같은 전기에너지 저장 장치를 제조하는 데에 사용될 수 있는 전기화학 전지의 형성에 유용할 수 있다.

조립 장치(1)는, 특히 공급경로를 따라 연속적인 또는 간헐적인 운동으로 적어도 하나의 세퍼레이터(S)를 공급방향(F)으로 공급하도록 구성된 적어도 하나의 세퍼레이터 공급기(2)를 포함할 수 있다. 세퍼레이터(S)는 이들 실시예에서와 같이, 연속된 시트 재료 또는 테이프를 포함할 수 있다. 세퍼레이터 공급기(2)는, 특히 연속된 부재의 형태인 세퍼레이터(S)가 권취되는 적어도 하나의 코일(3) 및/또는 이 코일(3)로부터 세퍼레이터(S)를 풀어내고 세퍼레이터(S)를 공급경로를 따라 유도된 방식으로 이동시키는 수단을 포함할 수 있다.

예를 들어, 테이프 유도 및 인장 수단(예를 들어, 롤러 형태) 및/또는 하나 이상의 테이프 당김 수단(예를 들어, 롤러 형태) 및/또는 다른 테이프 취급 수단(예를 들어, 알려진 유형의 수단)을 제공하는 것이 가능하다.

도 1은 단일 세퍼레이터(S) 상에 전극을 조립하기에 적합한 조립 장치(1)를 도시한다. 도 6은 2개의 분리된 세퍼레이터(S1 및 S2) 상에 전극을 조립하기에 적합한 조립 장치(1)를 도시한다.

조립 장치(1)는, 특히 공급경로를 따라 세퍼레이터(S, S1 또는 S2)의 적어도 일측에, 서로로부터 상호 거리를 두고 차례로 연속하여 복수의 전극(애노드(A) 및/또는 캐소드(C))을 배열하도록 구성된 적어도 하나의 전극 공급기(4)를 포함할 수 있다. 전극 공급기(4)는 특히 적어도 하나의 코일(5)을 포함할 수 있으며, 여기서 연속된 부재의 형태인 적어도 하나의 전극(E)이 권취된다.

전극 공급기(4)는 이들 실시예에서와 같이, 연속된 시트의 형태로 된 전극(E)으로부터 복수의 분리 전극을 형성하도록 구성된 적어도 하나의 성형 장치를 포함할 수 있다. 이 성형 장치는, 특히 연속된 전극이 코일(5)로부터 풀리는 동안 연속된 전극(E)으로부터 분리 전극을 분리하도록 배치되어 전극을 절단하기에 적합한 절단 장치(6; 예를 들어, 알려진 유형의 전극 절단 장치)를 포함할 수 있다. 그 후에, 분리 전극은 세퍼레이터의 공급경로를 향해 공급되며, 이들은 세퍼레이터 상에 정렬되는 방식으로 배열된다.

조립 장치(1)는, 특히 세퍼레이터의 공급방향(F)에 대해 가로지르는(직각방향의) 절단선을 따라 세퍼레이터를 절단하도록 전극 공급기(4)의 다음에 공급경로를 따라 배치된 세퍼레이터를 절단하기에 적합한 적어도 하나의 절단 장치(7)를 포함할 수 있다. 이 절단 장치(7)는, 특히 절단 동작을 위해 서로 협력하여 절단되는 재료(세퍼레이터(들)) 상에서 함께 상호 작용하는 적어도 한 쌍의 반대로 회전하는 블레이드(8), 즉 2개의 회전 블레이드(8)를 포함할 수 있다. 2개의 블레이드(8)는 이 경우에서와 같이, 서로 평행한 각각의 회전축 주위로 회전할 수 있다. 2개의 블레이드(8)는 반대로 회전, 즉 반대되는 회전방향으로 회전할 수 있다. 2개의 블레이드(8)의 회전축은 이들 실시예에서와 같이 고정될 수 있다.

절단 장치(7)는, 특히 적어도 하나의 연속적인 세퍼레이터와 복수의 분리 전극을 포함하는 조립체로부터 개별 부재(예를 들어, 단일한 전기화학 전지)를 분리하는 역할을 할 수 있다.

세퍼레이터(들)의 절단 장치(7)는, 특히 서로 평행한 축을 갖고서 세퍼레이터의 공급방향(F)에 대해 가로지르며(직각방향으로) 반대되는 회전방향으로 회전하는 방식으로 회전되게 구동되는 2개의 대향 롤러(9)를 포함할 수 있다(도 7 참조). 세퍼레이터(들)의 절단 장치(7)는 특히 2개의 롤러(9)를 구동하기 위한, 예를 들어 전기 모터와 같은 모터(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 2개의 롤러(9)의 회전축은 예를 들어 기어 형태와 같은 운동 전달 기구(도시되지 않음)에 의해 서로 연결되어, 모터의 회전자가, 반대되는 회전방향으로 회전하는 방식으로 양 롤러(9)를 동시에 작동시킬 수 있다.

세퍼레이터(들) 및 전극을 포함하는 조립체는 2개의 대향 롤러(9) 사이를 통과할 수 있다. 각각의 롤러(9)는 세퍼레이터(들)를 절단하는 각각의 블레이드(8)를 갖추고 있다. 각각의 블레이드(8)는 이들 실시예에서와 같이, 각각의 롤러(9)의 공동부 내에 내장될 수 있다. 각각의 블레이드(8)는 예컨대 나사 형태와 같은 고정 수단(도시되지 않음)에 의해 롤러(9)에 고정될 수 있다. 2개의 롤러(9)는, 2개의 반대로 회전하는 블레이드(8; 각각의 롤러(9)에 대해 하나의 블레이드(8))의 2개의 절삭날이 2개의 각 원형 경로를 따르도록 배치될 수 있다.

2개의 절삭날의 2개의 (원형) 경로는 운동 중인 2개의 절삭날이 절단선을 따라 상호 중첩 또는 간섭하지 않도록, 즉 한쪽 절삭날이 절단선을 따라 일측에서 세퍼레이터(S)를 절단하고, 다른 쪽 절삭날이 절단선을 따라 반대측에서 세퍼레이터(S)를 절단하도록 구성될 수 있다(도 7 참조). 절단선에서 절삭날들 사이의 상호 거리는 0과 같거나 더 클 수 있는데, 이 거리는, 재료의 공급방향(F)에 수직인 방향으로, 또는 재료의 가상면에 수직인 방향으로, 또는 롤러(9)의 2개의 회전축을 연결하는 평면에 평행한 방향으로 고려될 수 있다.

특히, 2개의 절삭날의 2개의 (원형) 경로는 운동 중인 2개의 절삭날이 적어도 하나의 절단 형태(도 7 참조)를 취할 수 있도록 구성될 수 있는데, 이 절단 형태에서 양 절삭날은 절단선을 따라 재료와 간섭하고(한쪽 절삭날이 세퍼레이터(S)의 일측을 절개하여 두께부를 침투하고, 다른 쪽 절삭날이 반대측을 절개하여 다른 두께부를 침투함), 서로 마주보며 0(null)이 아닌(세퍼레이터(S)의 전체 두께를 침투하지 않도록), 예를 들어 1㎛(마이크로미터) 초과, 또는 2㎛ 초과, 또는 3㎛ 초과, 또는 4㎛ 초과인 최소 상호 거리를 나타낸다. 특히, 절단 형태에서 2개의 절삭날은 재료와 간섭할 수 있고, 10㎛ 미만, 또는 9㎛ 미만, 또는 8㎛ 미만, 또는 7㎛ 미만의 최소 상호 거리를 가질 수 있다. 절삭날들이 재료와 간섭할 때 재료의 전체 두께에 영향을 주지 않으면서 서로 겹치지 않아 서로 간섭하지 않으나 서로로부터 떨어져 일정한 거리를 유지하더라도, 재료(세퍼레이터(S))의 절단은 정확하고 명확한 방식으로 일어나는 것으로 나타났다. 하지만, 2개의 절삭날은, 상호 거리가 0인 절단 형태(이 경우, 2개의 절삭날의 원형 경로는 절단선을 따라 서로 접하는 2개의 원주를 형성함), 또는 재료의 절단선을 따라 소정의 중첩이나 상호 간섭(예를 들어 10㎛ 미만 또는 5㎛ 미만으로 비교적 작게)을 갖는 절단 형태(이 경우, 2개의 절삭날의 원형 경로는 절단선을 따라 하나가 다른 하나의 내부에 부분적으로 상호 침투하는 2개의 원주를 형성함)를 취할 수 있는 것을 제공하는 것이 가능하다.

조립 장치(1)는, 특히 공급경로를 따라 세퍼레이터(들) 및 전극을 당기기 위해 한 쌍은 절단 장치(7)의 상류에, 다른 쌍은 절단 장치의 하류에 배치된 2쌍의 견인 롤러(10)를 포함할 수 있다. 각 쌍의 견인 롤러(10)는 자체의 모터를 구비할 수 있거나, 견인 롤러(10)의 쌍들을 구동시키는 단일 모터가 제공될 수 있다.

2쌍의 견인 롤러(10)는 이들 실시예에서와 같이, 2개의 인접한 전극(특히 2개의 애노드(A))이 세퍼레이터 상에 배치된 상호 거리(H)보다 큰 상호 거리(D; 공급방향(F)으로 고려되는 거리(D))로 배치될 수 있다. 따라서, 2쌍의 견인 롤러가 2개의 인접한 전극에 맞물리는 시간에 걸쳐, 전극은 없으며 2개의 인접한 전극 사이에 있는 영역에서 세퍼레이터(들)의 절단을 수행하는 것이 가능하게 된다(도 3 참조).

전극은 세퍼레이터보다 큰 강성을 가지고 있어, 전극의 존재로 인해 조립체의 강성은 증가하고 조립체 자체에 일정한 일관성과 안정성이 부여된다. 견인 롤러가 적어도 하나의 전극과 맞물릴 때, 견인 롤러는 조립체에 비교적 효과적인 견인력(특히, 추진 작용을 포함할 수도 있는 견인력)을 가할 수 있는 것으로 나타났다.

조립 장치(1)는, 절단 장치(7)의 바로 상류의 전극이 상류에 있는 견인 롤러(10)의 쌍에 의해 맞물리고 절단 장치(7)의 바로 하류의 전극이 하류에 있는 견인 롤러(10)의 쌍에 의해 맞물리는 동일한 시간에, 절단 장치(7)가 2개의 인접한 전극 사이에 있는 부분(P; 전극이 없는)에서 세퍼레이터의 절단을 수행하도록 구성될 수 있어, 조립체가 특히 안정된 구성일 때 절삭력이 가해지게 된다.

조립 장치(1)는, 조립체의 연속적인 전진 동안, 2쌍의 견인 롤러(10) 중 한 쌍이 전극이 없는 조립체 영역과 맞물릴 때, 다른 쌍의 견인 롤러(10)는 적어도 하나의 전극이 존재하는 조립체의 부분을 물고 있도록 구성될 수 있어, 견인 롤러(10)의 양쪽 쌍이 전극이 없어 특히 취약하고 섬세하며 덜 견고한 조립체의 부분에 결합되는 순간을 회피하게 함으로써, 조립체의 전진 운동에 일정한 연속성 및 규칙성을 보장하여 조립체 자체의 찢어짐이나 기타 손상의 위험을 줄이게 된다.

2쌍의 견인 롤러(10)는, 특히 전극의 길이(L; 공급방향으로 고려되는 길이 (L))보다 짧은, 공급방향으로 고려되는 상호 거리(D)로 배치될 수 있다. 따라서, 조립 장치의 작동시에, 2쌍의 견인 롤러(10) 중 적어도 한 쌍(절단 장치의 상류에 있는 쌍 또는 절단 장치의 하류에 있는 쌍)이 항상 적어도 하나의 전극과 맞물리는 것을 보장할 수 있다.

연속된 부재로부터 분리 전극을 형성하는 성형 장치는 이 실시예에서와 같이, 형성된 전극이 2쌍의 견인 롤러(10) 사이의 상호 거리(D)보다 큰 길이(L)를 갖도록 구성될 수 있다.

도 1의 실시예에서, 단일 세퍼레이터는 세퍼레이터의 동일한(상부) 측면에 배열된 일련의 전극을 구비한다. 도 4는 단일 세퍼레이터(S)를 사용하여 본 발명에 따른 조립 장치로 제조될 수 있는 4개의 상이한 조립체를 도시한다. 특히, 도 4의 a)는 단일 세퍼레이터 시트(S) 및 세퍼레이터의 동일한 측면에 배열된 일련의 애노드(A)를 포함하는 조립체를 도시하고; 도 4의 b)는 단일 세퍼레이터 시트(S) 및 세퍼레이터의 동일한 측면에 배열된 일련의 애노드(C)를 포함하는 조립체를 도시하며; 도 4의 c)는 단일 세퍼레이터 시트(S) 및 세퍼레이터의 일 측면에 배열되고서 세퍼레이터의 반대 측면에 배열된 일련의 애노드(A)들 사이의 공간에 위치된 일련의 캐소드(C)를 포함하는 조립체를 도시하고; 도 4의 d)는 단일 세퍼레이터 시트(S)와, 세퍼레이터의 일 측면에 배열된 캐소드(C)들과 교대로 배치되면서 세퍼레이터의 반대 측면에 배열된 애노드(A)들과 교대로 배치되는 일련의 캐소드(C)들 사이의 공간에 위치된 일련의 애노드(A)를 포함하는 조립체를 도시한다. 단일 세퍼레이터에 애노드(A) 및/또는 캐소드(C)의 다른 조합과 배열을 제공하는 것이 가능하다.

도 6의 실시예에서, 일련의 전극(애노드(A) 및 캐소드(C))을 갖는 2개의 세퍼레이터(S1 및 S2)의 조립에 적합한 조립 장치(1)가 도시되어 있는데, 여기서 일부 전극(예를 들어 모든 애노드(A))은 2개의 세퍼레이터(S1, S2) 사이에 배치되고, 다른 전극(예를 들면 캐소드(C)의 절반)은 제1 세퍼레이터(S1)의 외측에 배치되며, 또 다른 전극(예를 들면 캐소드(C)의 나머지 절반)이 제2 세퍼레이터(S2)의 외측에 배치된다. 분리 전극(애노드(A) 및 캐소드(C))은 절단 장치(6; 예를 들어, 알려진 유형의 절단 장치)에 의해 연속된 시트의 형태(예를 들어, 코일로 감겨짐)인 전극(E)으로부터 형성될 수 있다.

도 5는 2개의 세퍼레이터(S1, S2)를 사용하여 본 발명에 따른 조립 장치로 제조될 수 있는 4개의 상이한 조립체를 도시한다. 특히, 도 5의 a)는 2개의 세퍼레이터 사이에 배치된 애노드(A)와 세퍼레이터(S1)의 일측에 배치된 캐소드(C)를 포함하는 조립체를 도시하고; 도 5의 b)는 2개의 세퍼레이터(S1, S2) 사이에 배치된 애노드(A)와, 2개의 세퍼레이터(S1, S2)의 외측에 교대로 배치된 캐소드(C)를 포함하여, 하나의 캐소드(C)가 각각의 애노드(A)에 중첩되도록 된 조립체를 도시하며; 도 5의 c)는 2개의 세퍼레이터(S1, S2) 사이에 배치된 애노드(A)와, 2개의 세퍼레이터(S1, S2)의 외측에 배치된 캐소드를 포함하여, 각각의 애노드(A)에서 2개의 캐소드(C)가 서로 중첩되도록 된 조립체를 도시하고; 도 5의 d)는 2개의 세퍼레이터(S1, S2) 사이에 배치된 캐소드(C)와, 2개의 세퍼레이터(S1, S2)의 외측에 배치된 애노드(A)를 포함하여, 각각의 캐소드(C)가 2개의 애노드(A)와 중첩되도록 된 조립체를 도시한다. 2개의 세퍼레이터(S1 및 S2)에 애노드(A) 및/또는 캐소드(C)의 다른 조합과 배열을 제공하는 것이 가능하다.

조립 장치(1)는, 특히 전극과 세퍼레이터(들)의 적층을 수행하기 위한 적층 수단(11; 예를 들어, 롤러 형태)을 포함할 수 있다. 적층 수단(11)은 (도 6의 실시예에서와 같이) 세퍼레이터의 절단 장치(7) 앞에 또는 절단 장치(7) 뒤에 배치될 수 있다. 적층 수단 없이, 본 발명에 따라 이루어진 장치 및 조립 방법을 제공하는 것도 가능하다.

조립 장치(1)의 동작은 다음과 같다.

공급경로를 따라 연속적인 또는 간헐적인 운동으로 적어도 하나의 연속적인 세퍼레이터(S, S1, S2; 예를 들어, 릴(3)로부터 풀림)를 공급방향(F)으로 공급할 수 있다. 적어도 하나의 연속된 전극(E; 예를 들어, 코일(5)로부터 풀림)을 제공하고, 연속된 전극(E)의 연속적인 절단에 의해 분리 전극(애노드(A) 및/또는 캐소드(C))을 형성하는 것이 가능하다. 이와 같이 형성된 전극은, 특히 공급경로를 따라 세퍼레이터의 적어도 일측에 상호 거리를 두고 차례로 배열될 수 있어, 하나 또는 둘 이상의 연속적인 세퍼레이터와 분리 전극들의 정렬된 배열을 포함하는 조립체를 형성하게 된다.

이 조립체는 연속적인 또는 간헐적인 운동으로 절단 장치(7)에 공급될 수 있으며, 절단 장치는 세퍼레이터(S, S1, S2)의 절단을 연속적으로 수행하는데, 각 절단은 공급방향(F)을 가로지르는 절단선을 따라 일어난다. 세퍼레이터의 절단선은 전극이 없으며 2개의 인접한 전극 사이에 있는 세퍼레이터 부분(P)에 배치된다. 세퍼레이터의 절단은 한 쌍의 반대로 회전하는 블레이드(8)에 의해 이루어질 수 있다.

세퍼레이터 및 세퍼레이터 상에 배치된 전극은 2쌍의 견인 롤러(10)에 의해 공급방향(F)으로 견인될 수 있다.

조립 장치(1)는 (전자적으로 그리고 프로그램 가능하게) 구성된 제어 수단(특히 적절한 컴퓨터 프로그램 명령이 제공된)을 포함하여, 2개의 인접한 전극 사이에 놓인 절단선을 따라 세퍼레이터(S1, S1, S2)의 절단이, 2쌍의 견인 롤러(10)가 2개의 인접한 전극과 맞물리는 순간, 즉 반대로 회전하는 블레이드(8)의 하류에 있는 한 쌍의 견인 롤러(10)가 전방 전극(블레이드(8)의 하류에 있는)과 맞물리고 반대로 회전하는 블레이드(8)의 상류에 있는 한 쌍의 견인 롤러(10)가 바로 뒤의 후방 전극(블레이드(8)의 상류에 있는)과 맞물릴 때 일어나게 된다.

조립 장치(1)의 (전자) 제어 수단은, 적어도 하나의 세퍼레이터 상에 배치된 다양한 전극이 항상 순식간에 즉시 2쌍의 견인 롤러(10)를 통과하게 되는 공급경로를 따라 전진하도록 구성될 수 있으며, 2쌍의 견인 롤러(10) 중 적어도 한 쌍은 적어도 하나의 전극과 맞물리게 된다.

조립 장치(1)의 (전자) 제어 수단은, 세퍼레이터가 절단될 때 한 쌍의 반대로 회전하는 블레이드의 각 블레이드(8)가 절삭날에서 실질적으로 세퍼레이터의 전진속도와 동일한 접선속도를 갖도록 구성될 수 있다.

전극(애노드(A) 및 캐소드(C))은 소정의 스텝(예를 들어, 전극의 길이(L)에다 2개의 인접한 전극 사이의 거리(H)를 더한 스텝(P))에 따라 배열된다. 도 3의 특정한 실시예에서는, 통상 애노드(A)가 캐소드(C)보다 길기 때문에, 애노드(A)의 길이(L) 및 2개의 연속하는 애노드(A) 사이의 거리(H)에 대해 특별히 언급하고 있다.

조립 장치(1)의 (전자) 제어 수단은, 한 쌍의 반대로 회전하는 블레이드의 각 블레이드(8)가 제어된 회전속도로 회전하여 세퍼레이터(들) 및 전극에 의해 형성된 조립체가 공급경로를 따라 스텝(P)을 전진함과 동시에 완전한 회전이 이루어지도록 구성될 수 있다.

조립 장치(1)의 (전자) 제어 수단은 연속 운동(예를 들어 일정한 속도로)으로 제품을 공급하도록 구성될 수 있으며, 한 쌍의 반대로 회전하는 블레이드의 각 블레이드(8)가 가변적인 회전속도로 회전하여, 특히 공급경로를 따라 비교적 빠른 제품의 공급속도로 작업하기 위해, 적어도 하나의 가속 및 적어도 하나의 감속을 각각의 완전한 회전에서 수행함으로써, 완전한 회전과 동시에 절단시 제품의 공급속도와 동일한 접선절단속도를 가지면서 제품(즉, 다양한 전극을 가진 적어도 하나의 세퍼레이터의 조립체)이 스텝(P)을 전진하게 된다.

도시된 바와 같이, 2쌍의 견인 롤러 사이의 상호 거리(D)는, 특히 길이(L) 및/또는 2개의 인접한 전극 사이의 거리(H)에 따라 전극 조립체의 적어도 하나의 치수 특성에 기초하여 선택된다. 2쌍의 견인 롤러 사이의 상호 거리(D)는 2개의 전극 사이의 상호 거리(H)보다 커서, 2쌍의 견인 롤러가 2개의 인접한 전극, 즉 상대적으로 강성이 높고 저항이 큰 제품의 부분에서 맞물릴 때, 세퍼레이터를 절단하는 것이 가능하게 된다.

Claims (33)

1. - 적어도 하나의 세퍼레이터(S; S1, S2)를 공급경로를 따라 공급방향(F)으로 공급하는 단계;
   - 상기 공급경로를 따라 상기 세퍼레이터의 적어도 일측에 상호 거리(H)를 두고 전극(A; C)을 차례로 배치하는 단계;
   - 상기 공급방향(F)을 가로지르고 전극이 없으며 2개의 인접한 전극 사이에 있는 세퍼레이터 부분(P)에 배치된 절단선을 따라 상기 세퍼레이터(S; S1, S2)를 절단하는 단계; 및
   - 상기 세퍼레이터(S; S1, S2)와 상기 세퍼레이터 상에 배열된 상기 전극(A; C)을 견인하는 단계
   를 포함하는, 전극을 조립하는 방법에 있어서,
   상기 절단 단계는 적어도 한 쌍의 반대로 회전하는(counter-rotating) 블레이드(8)에 의해 수행되고, 상기 반대로 회전하는 블레이드(8)는, 상기 절단선을 따라 상기 세퍼레이터와 동시에 간섭하고 영(null)이 아니면서 상기 공급방향(F)에 수직방향으로 고려되는 상호 거리를 두고 서로 마주보는 절단 형태를 취하는 각각의 절삭날을 갖고,
   상기 견인 단계는, 쌍으로 된 상기 반대로 회전하는 블레이드(8)의 상류에 한 쌍이 배치되고 하류에 다른 쌍이 배치된 2쌍의 견인 롤러(10)에 의해 수행되고, 상기 2쌍의 견인 롤러(10)는 상기 공급방향(F)으로 고려되는 상호 거리(D)로 배치되며, 상기 상호 거리(D)는 상기 공급방향(F)으로 고려되는 전극(A)의 길이(L)보다 작은 것을 특징으로 하는 방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   2개의 인접한 전극 사이의 세퍼레이터 부분(P)에 배치된 절단선을 따라 상기 세퍼레이터를 절단하는 단계는, 상기 2쌍의 견인 롤러(10)가 상기 2개의 인접한 전극과 맞물릴 때에 일어나는 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 세퍼레이터의 적어도 일측에 배치된 상기 전극은 상기 2쌍의 견인 롤러(10)를 통해 상기 공급경로를 따라 전진하여, 상기 2쌍의 견인 롤러 중 적어도 한 쌍 또는 다른 쌍이 항상 적어도 하나의 전극과 맞물리는 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 세퍼레이터(S; S1, S2)를 절단할 때, 쌍으로 된 상기 반대로 회전하는 블레이드의 각 블레이드(8)의 절삭날은 상기 세퍼레이터의 공급속도와 동일한 접선속도를 갖는 방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 전극은 소정의 스텝(P)으로 배열되고, 쌍으로 된 상기 반대로 회전하는 블레이드의 각 블레이드(8)는, 상기 세퍼레이터(S; S1, S2)와 상기 전극(A; C)이 상기 공급경로를 따라 스텝(P)을 전진함과 동시에 완전한 회전을 수행하도록 회전하는 방법.
7. 제1항, 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 방법을 구현하기 위한, 전극을 조립하는 장치로서,
   - 공급경로를 따라 공급방향(F)으로 적어도 하나의 세퍼레이터(S; S1, S2)를 공급하도록 된 적어도 하나의 세퍼레이터 공급기(2);
   - 상기 공급경로를 따라 상기 세퍼레이터(S; S1, S2)의 적어도 일측에 상호 거리(H)를 두고 연속하여 전극(A; C)을 차례로 배열하도록 된 적어도 하나의 전극 공급기(4);
   - 상기 공급방향(F)을 가로지르는 적어도 하나의 절단선을 따라 상기 세퍼레이터(S; S1, S2)를 절단하도록 상기 전극 공급기(4) 뒤에 상기 공급경로를 따라 배치되고, 상기 절단선을 따라 상기 세퍼레이터와 동시에 간섭하고 영이 아니면서 상기 공급방향(F)에 수직방향으로 고려되는 상호 거리를 두고 서로 마주보는 절단 형태를 취하는 각각의 절삭날을 갖는 적어도 한 쌍의 반대로 회전하는 블레이드(8); 및
   - 쌍으로 된 상기 반대로 회전하는 블레이드(8)의 상류에 한 쌍이 배치되고 쌍으로 된 상기 반대로 회전하는 블레이드(8)의 하류에 다른 쌍이 배치되어, 상기 공급경로를 따라 세퍼레이터와 전극을 견인하고, 상기 공급방향(F)으로 고려되는 상호 거리(D)로 배치되며, 상기 상호 거리(D)는 상기 공급방향(F)으로 고려되는 전극(A)의 길이(L)보다 작은, 적어도 2쌍의 견인 롤러(10)
   를 포함하는 장치.
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9. 제7항에 있어서,
   상기 적어도 2쌍의 견인 롤러(10)는 상기 공급방향(F)으로 고려되는 상호 거리(D)로 배치되고, 상기 상호 거리(D)는 2개의 인접한 전극(A)이 세퍼레이터(S; S1, S2) 상에 배열되는 상호 거리(H)보다 커서, 상기 2쌍의 견인 롤러(10)가 2개의 인접한 전극과 맞물릴 때 상기 세퍼레이터가 2개의 인접한 전극 사이의 전극이 없는 세퍼레이터 부분(P)에서 절단되는 것이 가능한 장치.
10. 제7항에 있어서,
    상기 2쌍의 견인 롤러 중 적어도 한 쌍은 항상 적어도 하나의 전극과 맞물리는 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 전극 공급기(4)는 연속된 부재(E)로부터 분리 전극(A; C)을 형성하도록 된 적어도 하나의 성형 장치를 포함하고, 상기 성형 장치는, 형성된 전극이 상기 2쌍의 견인 롤러 사이의 상기 상호 거리(D)보다 큰 길이(L)를 갖도록 구성된 장치.
12. - 적어도 하나의 세퍼레이터(S; S1, S2)를 공급경로를 따라 공급방향(F)으로 공급하는 단계;
    - 상기 공급경로를 따라 상기 세퍼레이터의 적어도 일측에 상호 거리(H)를 두고 전극(A; C)을 차례로 배치하는 단계;
    - 상기 공급방향(F)을 가로지르고 전극이 없으며 2개의 인접한 전극 사이에 있는 세퍼레이터 부분(P)에 배치된 절단선을 따라, 적어도 하나의 절단 장치(7)에 의해 수행되는, 상기 세퍼레이터(S; S1, S2)를 절단하는 단계;
    - 상기 세퍼레이터(S; S1, S2)와 상기 세퍼레이터 상에 배열된 상기 전극(A; C)을 견인하는 단계
    를 포함하는, 전극을 조립하는 방법에 있어서,
    - 상기 견인 단계는, 상기 절단 장치(7)의 상류에 한 쌍이 배치되고 하류에 다른 쌍이 배치된 2쌍의 견인 롤러(10)에 의해 수행되고, 상기 2쌍의 견인 롤러(10)는 상기 공급방향(F)으로 고려되는 상호 거리(D)로 배치되며, 상기 상호 거리(D)는 상기 공급방향(F)으로 고려되는 전극(A)의 길이(L)보다 작고,
    - 2개의 인접한 전극 사이의 세퍼레이터 부분(P)에 배치된 절단선을 따라 상기 세퍼레이터를 절단하는 단계는, 상기 2쌍의 견인 롤러(10)가 상기 2개의 인접한 전극과 맞물릴 때에 일어나는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 세퍼레이터의 적어도 일측에 배치된 상기 전극은 상기 2쌍의 견인 롤러(10)를 통해 상기 공급경로를 따라 전진하여, 상기 2쌍의 견인 롤러 중 적어도 한 쌍 또는 다른 쌍이 항상 적어도 하나의 전극과 맞물리는 방법.
14. 제12항에 있어서,
    상기 절단 장치(7)는 적어도 한 쌍의 반대로 회전하는 블레이드(8)를 포함하는 방법.
15. 제14항에 있어서,
    상기 세퍼레이터(S; S1, S2)를 절단할 때, 쌍으로 된 상기 반대로 회전하는 블레이드의 각 블레이드(8)의 절삭날은 상기 세퍼레이터의 공급속도와 동일한 접선속도를 갖는 방법.
16. 제14항에 있어서,
    상기 전극은 소정의 스텝(P)으로 배열되고, 쌍으로 된 상기 반대로 회전하는 블레이드의 각 블레이드(8)는, 상기 세퍼레이터(S; S1, S2)와 상기 전극(A; C)이 상기 공급경로를 따라 스텝(P)을 전진함과 동시에 완전한 회전을 수행하도록 회전하는 방법.
17. 제14항에 있어서,
    상기 반대로 회전하는 블레이드(8)는, 상기 절단선을 따라 상기 세퍼레이터와 동시에 간섭하고 영이 아니면서 상기 공급방향(F)에 수직방향으로 고려되는 상호 거리를 두고 서로 마주 보는 절단 형태를 취하는 각각의 절삭날을 갖는 방법.
18. 제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 방법을 구현하기 위한, 전극을 조립하는 장치로서,
    - 공급경로를 따라 공급방향(F)으로 적어도 하나의 세퍼레이터(S; S1, S2)를 공급하도록 된 적어도 하나의 세퍼레이터 공급기(2);
    - 상기 공급경로를 따라 상기 세퍼레이터(S; S1, S2)의 적어도 일측에 상호 거리(H)를 두고 연속하여 전극(A; C)을 차례로 배열하도록 된 적어도 하나의 전극 공급기(4);
    - 상기 공급방향(F)을 가로지르는 적어도 하나의 절단선을 따라 상기 세퍼레이터(S; S1, S2)를 절단하도록 상기 전극 공급기(4) 뒤에 상기 공급경로를 따라 배치된 적어도 하나의 절단 장치(7);
    - 상기 절단 장치(7)의 상류에 한 쌍이 배치되고 상기 절단 장치(7)의 하류에 다른 쌍이 배치되어 상기 공급경로를 따라 세퍼레이터와 전극을 견인하고, 상기 공급방향(F)으로 고려되는 상호 거리(D)로 배치되는 적어도 2쌍의 견인 롤러(10)로서, 상기 상호 거리(D)는 2개의 인접한 전극(A)이 세퍼레이터(S; S1, S2) 상에 배열되는 상호 거리(H)보다 커서, 상기 2쌍의 견인 롤러(10)가 2개의 인접한 전극과 맞물릴 때 상기 세퍼레이터가 2개의 인접한 전극 사이의 전극이 없는 세퍼레이터 부분(P)에서 절단되는 것이 가능하며, 상기 상호 거리(D)는 상기 공급방향(F)으로 고려되는 전극(A)의 길이(L)보다 작은, 적어도 2쌍의 견인 롤러(10)
    를 포함하는 장치.
19. 제18항에 있어서,
    상기 2쌍의 견인 롤러 중 적어도 한 쌍은 항상 적어도 하나의 전극과 맞물리는 장치.
20. 제18항에 있어서,
    상기 전극 공급기(4)는 연속된 부재(E)로부터 분리 전극(A; C)을 형성하도록 구성된 적어도 하나의 성형 장치를 포함하고, 상기 성형 장치는, 형성된 전극이 상기 2쌍의 견인 롤러 사이의 상기 상호 거리(D)보다 큰 길이(L)를 갖도록 구성된 장치.
21. 제18항에 있어서,
    상기 절단 장치(7)는 적어도 한 쌍의 반대로 회전하는 블레이드(8)를 포함하는 장치.
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