KR20230167069A - 전극 클램핑 요소를 갖는 전극 스태킹 휠, 대응하는 전극 적층 장치 및 전극 스택을 제조하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평면 전극 요소(7)를 수용하고 운반하도록 설계되는 전극 스태킹 휠(1)에 관한 것이며, 전극 스태킹 휠은: 전극 스태킹 휠(1)의 회전을 위해 설계되는 스핀들(2); 스핀들(2)에 대해 반경 방향에 있으며 회전축(2) 주위에 원주 방향으로 배열되는 복수의 스태킹 핑거(3); 각 스태킹 핑거(3) 사이에 형성되는 복수의 중간 공간(6)으로서, 각 중간 공간(6)은 전극 요소(7) 중 적어도 하나에 수용되도록 설계되는, 중간 공간(6); 및 각각의 중간 공간(6)에 형성되는 전극 클램핑 요소(8)로서, 각 전극 클램핑 요소(8)는 클램핑 상태에서 전극 클램핑 요소가 전극 요소(7) 중 하나의 주 표면(9)에 클램핑 힘을 인가하고 힘 인가에 의해 해당 전극 요소(7)를 해당 스태킹 핑거(3)에 대해 가압하도록 설계되는, 전극 클램핑 요소(8);를 포함한다.

Description

전극 클램핑 요소를 갖는 전극 스태킹 휠, 대응하는 전극 적층 장치 및 전극 스택을 제조하는 방법

본 발명은 평면 전극 요소를 수용하고 운반하도록 설계된 전극 스태킹 휠에 관한 것이다. 전극 스태킹 휠은 전극 스태킹 휠을 회전하도록 설계된 스핀들을 갖는다. 또한, 전극 스태킹 휠은 스핀들에 대해 반경 방향에 있고 스핀들 주위에 원주 방향으로 배열되는 복수의 스태킹 핑거를 갖는다. 또한, 전극 스태킹 휠은 복수의 중간 공간을 가지며, 이들 각각은 개별 스태킹 핑거 사이에 형성되며, 각각의 중간 공간은 전극 요소 중 적어도 하나를 수용하도록 설계된다. 본 발명은 또한 대응하는 전극 적층 장치 및 전극 스택을 제조하는 방법에 관한 것이다.

평면 전극 요소의 적층은 알려져 있다. 따라서 리튬 이온 배터리와 같은 전기화학 에너지 저장 장치 또는 연료 셀과 같은 에너지 변환기를 제조하기 위한 전극 요소는 일반적으로 적층된다. 특히, 리튬 이온 이차 배터리의 가장 널리 사용되는 디자인인 파우치 셀(pouch cell)을 제조하기 위해 전극 요소가 적층된다.

전극 요소는 일반적으로 예를 들어 알루미늄 호일을 기반으로 하는 캐소드 및/또는 예를 들어 구리 호일을 기반으로 하는 애노드로 설계된다. 각 리튬 이온 셀의 가장 작은 단위는 두 개의 전극과 전극을 서로 분리시키는 분리막으로 구성된다. 충전한 후 두 전극 사이에 이온 전도성 전해질이 후속적으로 위치된다.

적층 공정 동안, 전극 요소는 애노드, 분리막, 캐소드, 분리막 등을 반복하며 적층된다.

조립 또는 접촉과 같은 전기화학 에너지 저장 장치 또는 연료 셀을 생성하는 나머지 단계에 더하여, 적층 단계는 종종 생산 중 제조 처리량에 대한 병목 현상을 나타낸다. 따라서 적층 프로세스 속도를 높이는데 큰 관심이 있다.

전극 요소를 적층하는 공지된 방법은 전극 요소를 잡고 배치하는 로봇의 그리핑 암을 기반으로 한다. 그러나 이전 지식에 따르면 여기서는 더 이상 속도의 상당한 증가가 예상되지 않는다.

추가로 알려진 방법은 스택 형성을 위해 전극 요소가 전극 스택 상에 배치되는 회전식 스태킹 휠을 사용한다.

이를 위해, WO 2020/212316 A1은 전기 구동 자동차의 리튬 이온 배터리용 애노드 및 캐소드의 전극 스택을 생산하는 방법을 설명하며, 애노드 및 캐소드는 회전 구동되거나 회전 구동 가능한 스태킹 휠의 리셉터클에서 운반되며, 리셉터클에서 수용되는 애노드 및 캐소드는 스태킹 휠의 회전에 의해 적층 구획으로 운반된다.

스태킹 휠을 사용하여 전극 요소를 적층할 때 중요한 단계는 전극 요소가 스태킹 휠에 의해 운반되는 정확도이다. 운반 정확도는 적층 정확도에 직접적인 영향을 미친다. 간단히 말해서, 스태킹 휠이 전극 요소를 더 정확하게 운반할수록 전극 스택이 더 정확하게 제조될 수 있다.

본 발명의 목적은 전극 요소가 보다 정확하게 적층될 수 있는 전극 스태킹 휠, 전극 적층 장치 및 전극 스택을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

이러한 목적은 본 발명에 따라 개별 독립항의 특징을 갖는 전극 스태킹 휠, 전극 적층 장치 및 방법에 의해 달성된다. 본 발명의 유리한 실시예는 종속항의 주제이다.

본 발명에 따른 전극 스태킹 휠은 평면 전극 요소를 수용하고 운반하도록 설계된다. 극 스태킹 휠은 다음을 포함한다:

- 전극 스태킹 휠을 회전시키도록 설계되는 스핀들;

- 스핀들에 대해 반경 방향에 있으며 스핀들 주위에 원주 방향으로 배열되는 복수의 스태킹 핑거; 및

- 복수의 중간 공간으로서, 이들 각각은 스태킹 핑거 사이에 형성되며, 개별 중간 공간은 전극 요소 중 적어도 하나를 수용하거나 수용할 수 있도록 설계되는, 중간 공간.

본 발명의 핵심 아이디어는 전극 스태킹 휠이 각 경우에서 중간 공간에서 형성되는 전극 클램핑 요소를 포함한다는 사실에서 알 수 있다. 전극 클램핑 요소는 클램핑 상태에서 전극 요소 중 하나의 주 표면에 클램핑 힘을 가하고 힘의 인가에 의해 개별 스태킹 핑거에 대해 개별 전극 요소를 누르도록 설계된다.

본 발명은 클램핑된 상태에서 전극 스태킹 휠로부터 전극 요소를 운반함으로써 운반의 정확도가 증가될 수 있다는 지식에 기초한다. 결과적으로, 전극 요소가 전극 적층 휠 내에서 이동하여 결과적으로 전극 스택에 부정확하게 증착되는 것을 방지할 수 있다.

각각의 전극 클램핑 요소는 2 개의 상이한 상태: 전극 요소가 중간 공간에 배열되고 전극 클램핑 요소가 전극 요소에 클램핑 힘을 가할 때 존재하는 클램핑 상태. 및 중간 공간이 비어 있을 때 존재하는 비클램핑 상태, 즉 이 공간에 전극 요소가 배치되지 않은 상태를 가질 수 있다. 비클램핑 상태에서, 전극 클램핑 요소는 장력이 없거나 이완될 수 있다.

특히, 전극 스태킹 휠은 복수의 스태킹 핑거를 갖는다. 각 스태킹 핑거 사이에는 중간 공간이 바람직하게 형성된다. 전극 클램핑 요소 중 적어도 하나는 각각의 중간 공간에 바람직하게 형성된다. 설명을 더 간단하게 유지하기 위해, 전극 클램핑 요소, 스태킹 핑거 또는 중간 공간은 때때로 단지 하나의 개별 예를 통해 아래에서 설명된다.

스태킹 핑거는 각 경우에 바람직하게는 세장형이다. 또한, 각 스태킹 핑거는 스핀들로부터의 거리가 증가함에 따라 바람직하게 테이퍼진다.

전극 클램핑 요소는 바람직하게는 세장형 및/또는 손가락 형상이다. 특히, 전극 클램핑 요소는 자유 단부, 즉 스태킹 핑거와의 접촉 지점으로부터 멀어지는 단부에서 평평하게 테이퍼진다.

또한, 전극 클램핑 요소는 힘이 인가될 때 적어도 접촉 지점의 영역에서 구부러질 수 있도록 바람직하게 설계되며, 특히 전극 클램핑 요소는 힘의 인가가 중단될 때 시작 위치로 다시 이동한다. 결과적으로, 전극 클램핑 요소는 전극 요소에 의해 변위될 수 있지만, 다시 원래 위치로 돌아가기를 원하기 때문에 전극 요소에 클램핑 힘을 가한다.

전극 스태킹 휠, 스태킹 핑거 및 특히 전극 클램핑 요소는 바람직하게는 단일 부품으로 형성된다.

특히 전극 요소의 주 표면은 측면보다 더 큰 표면적을 갖는 표면으로 설계된다. 특히, 주 표면은 클램핑 상태에서 스태킹 핑거 방향으로 형성된 표면, 즉 특히 주 표면보다 배수만큼 좁은 단부면 또는 측면이 아닌 표면이다.

각각의 중간 공간은 축방향으로 바람직하게 개방된다.

특히, 스태킹 핑거는 곡률을 갖는다. 곡률은 특히 전극 스태킹 휠의 주행 방향에 반대된다.

그러나, 스태킹 핑거 및/또는 중간 공간은 특히 유연성이 제한된 전극 요소 또는 강성 전극 요소를 수용하기 위해 곡률 없이 설계될 수도 있다. 전극 스태킹 휠의 위치는 방사형 또는 시컨트(secant)일 수 있다.

특히, 전극 스택을 제조하기 위해 복수의 전극 요소가 전극 스태킹 휠로 운반된다. 전극 요소는 캐소드 및/또는 애노드로 설계될 수 있다. 특히, 캐소드 및 애노드는 교대로 운반된다. 분리막 또는 분리 층은 전극 요소 사이, 특히 캐소드 및 애노드 사이에 특히 배열된다.

대안적으로, 전극 요소는 또한 캐소드, 애노드 및 바람직하게는 또한 적어도 하나의 분리 층을 포함하는 조립식 셀로서 형성될 수 있다. 전극 요소는 이미 셀로 형성될 수 있으며 완성된 셀은 전극 스태킹 휠에 의해 서로의 위에 적층될 수 있다.

전극 클램핑 요소는 특히 탄성이 있고 스프링 장착형이며, 스프링 힘은 전극 클램핑 요소에 의해 전극 요소에 인가될 수 있다. 특히, 스프링 장착 특성은 전극 클램핑 요소의 재료 및 재료 두께에 의해 가능해진다. 스프링 장착형 설계로 인해 클램핑 힘은 수동으로, 즉 외부 에너지 없이 제공될 수 있다. 이 경우 전동 액추에이터가 생략될 수 있다. 전극 클램핑 요소는 비클램핑 상태에서 인접한 스태킹 핑거에 기대어 놓일 수 있으며 중간 공간에 삽입된 전극 요소에 의해서 움직이기만 하거나 이로부터 멀어진다.

추가적으로 또는 대안적으로, 전극 클램핑 요소는 특히 바람직하게는 전동인 액추에이터에 의해 클램핑 힘을 제공할 수 있다.

또한, 전극 클램핑 요소는 각각의 스태킹 핑거의 일부로서 설계되는 것이 바람직하게 제공된다. 따라서 전극 클램핑 요소는 예를 들어 스태킹 핑거의 브랜치(branch) 또는 브랜칭(branching)으로 설계될 수 있다. 전극 클램핑 요소는 바람직하게는 각각의 스태킹 핑거보다 더 좁거나 얇다. 전극 클램핑 요소는 따라서 예를 들어 하프 슬롯이 스태킹 핑거에 도입되도록 제조될 수 있다. 전극 클램핑 요소는 하프 슬롯에 의해 스태킹 핑거에서 부분적으로 분리된다. 그러나, 부분적인 분리로 인해, 전극 클램핑 요소는 바람직하게는 여전히 접촉 지점에서 스태킹 핑거에 연결되며 스프링 장착 방식으로 그 위에 형성될 수 있다.

또한, 전극 클램핑 요소는 접촉 지점에 의해 각각의 스태킹 핑거에 연결되는 것이 바람직하게 제공된다. 접촉 지점의 표면적은 바람직하게는 전극 클램핑 요소가 스태킹 핑거에 유연하게 형성될 수 있을 만큼 크다. 접촉 지점은 전극 클램핑 요소가 클램핑 힘을 확실하게 제공하는 수단을 제공한다.

또한, 전극 클램핑 요소는 스태킹 핑거와 동일한 재료로 제조되는 것이 바람직하게 제공된다. 예를 들어 재료는 플라스틱으로 설계된다. 결과적으로, 전극 클램핑 요소는 비용 효율적이고 신뢰성 있게 설계될 수 있다.

본 발명은 또한 특히 재충전 가능한 배터리 또는 연료 셀용 전극 스택을 제조하기 위한 전극 적층 장치에 관한 것이다. 전극 적층 장치는 본 발명에 따른 적어도 하나의 전극 스태킹 휠을 갖는다.

특히, 전극 적층 장치는 본 발명에 따라 복수의 전극 스태킹 휠을 갖는다.

전극 적층 장치는 전극 스태킹 휠로부터 축방향으로 오프셋되어 동일한 스핀들을 갖는 적어도 하나의 클램핑 요소가 없는 스태킹 휠을 갖는 것이 바람직하게 제공된다. 전극 클램핑 요소가 있는 전극 스태킹 휠과 전극 클램핑 요소가 없는 스태킹 휠을 결합하면 전극 요소의 운반 정확도가 더 증가될 수 있다. 전극 클램핑 요소가 있는 몇 개의 전극 스태킹 휠(예를 들어, 한 개 또는 두 개)만으로도 운반 중에 각 전극 요소를 클램핑하는데 충분할 수 있다. 전극 클램핑 요소의 수가 너무 많으면 삽입 시 발생하는 모든 전극 클램핑 요소의 저항을 극복해야 하므로 중간 공간에 전극 요소를 삽입하는 것이 불필요하게 더 어려워지는 단점이 있을 수 있다.

본 발명은 공통 스핀들 상에 배치된 복수의 스태킹 휠 또는 전극 스태킹 휠을 갖는 전극 적층 장치의 다른 양태에 관한 것이다. 다른 양태에 따르면, 스태킹 휠 또는 전극 스태킹 휠은 스핀들에 대해 이들이 회전될 수 있도록, 즉 회전의 방향으로 회전에 의해 회전될 수 있도록 추가적으로 또는 대안적으로 전극 클램핑 요소와 결합될 수 있어 중간 공간이 더 이상 축방향으로 정확히 정렬되지 않고 축방향에 대해 비스듬히 정렬된다. 이는 전극 요소가 서로에 대해 회전하는 스태킹 휠에 의해 클램핑되기 때문에 유리하다. 회전된 스태킹 휠은 전극 클램핑 요소에 추가하여 형성될 수 있거나, 대안적으로 전극 클램핑 요소 없이 형성될 수 있다.

본 발명은 또한 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법에서, 특히 재충전 가능한 배터리 또는 연료 셀용 전극 스택은 평면 전극 요소로 제조된다. 다음 단계가 수행된다:

a) 전극 요소를 제공하는 단계;

b) 스핀들을 중심으로 전극 스태킹 휠을 회전시키는 단계;

c) 전극 스태킹 휠의 스태킹 핑거에 의해 형성되는 중간 공간으로 제공된 전극 요소를 도입하는 단계;

d) 스핀들을 중심으로 회전하는 전극 스태킹 휠을 통해 도입된 전극 요소를 이동시키는 단계;

e) 중간 공간으로부터 이동 전극 요소를 제거하는 단계; 및

f) 중간 공간으로부터 제거된 전극 요소로 전극 스택을 제조하는 단계.

핵심 아이디어로서, 클램핑 힘이 전극 클램핑 요소에 의해 클램핑 위치에서 전극 스태킹 휠을 통한 이동 동안 전극 요소에 인가되는 것이 제공된다.

특히, 전극 요소는 전극 클램핑 요소에 의해 고정될 때 클램핑 위치에 있다.

단계 e)에서 중간 공간으로부터 전극 요소 제거하기 위해 클램핑 힘을 극복하는 수동 스트리핑 요소가 사용되는 것이 바람직하게 제공된다. 수동 스트리핑 요소는 예를 들어 스트리핑 암으로부터 형성될 수 있으며, 전극 요소는 운반 경로가 완료되면 전극 스태킹 휠에 의해 얽히고 전극 스태킹 휠의 지속적인 회전에 의해 자동으로 스트리핑된다.

또한, 단계 e)에서 중간 공간으로부터 전극 요소를 제거하기 위해 클램핑 힘을 극복하는 능동 스트리핑 요소가 사용되는 것이 바람직하게 제공된다. 활성 스트리핑 요소는 예를 들어 캠 휠로 설계될 수 있다. 캠 휠은 예를 들어 전극 요소를 따라 작동하고 운반 경로가 완료되면 전극 요소를 능동적으로 벗겨낼 수 있다. 능동 스트리핑 요소는 전극 스태킹 휠의 구동 또는 별도의 구동, 특히 전용 구동에 의해 구동될 수 있다.

또한, 단계 c)에서 전극 클램핑 요소에 의해 전극 요소가 제동되는 것이 바람직하게 제공된다. 전극 클램핑 요소의 제동 효과로 인해 전극 요소는 중간 공간에서 보다 정확하게 배열되고 운반될 수 있다. 전극 스태킹 휠의 보다 정확한 배열의 결과로, 전극 요소는 전극 스택에 보다 정확하게 증착될 수 있다.

또한, 단계 a)에서 공급 장치에 의해 제어된 방식으로 전극 요소가 클램핑 위치로 운반되는 것이 바람직하게 제공된다. 이러한 맥락에서, “제어된 방식”은 예를 들어 유도되지 않거나 공기를 통해 자유 비행하는 경우와 같이 전극 요소의 움직임이 우연히 이루어지지 않는다는 것을 의미한다. 제어된 운반의 경우, 전극 요소의 위치는 언제든지 실질적으로 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 전극 요소가 벨트를 통해 클램핑될 때 제어된 운반이 존재한다. 이 경우, 전극 요소는 제어된 방식으로 벨트에 의해 전극 스태킹 휠 또는 각각의 중간 공간으로 바람직하게 운반되며, 전극 클램핑 요소에 의해 거기에 고정된다. 벨트 안내는 전극 클램핑 요소에 의한 클램핑 이후 가장 빠른 시점에 공급 장치에 의해 바람직하게 종료된다.

또한, 전극 요소가 클램핑 위치에 위치되는 시점부터 전극 요소에 대한 제어가 공급 장치로부터 전극 스태킹 휠로 전달되는 것이 바람직하게 제공된다. 따라서, 전극 요소는 전극 요소가 클램핑된 상태에 있을 때까지 공급 장치로부터 중간 공간으로 바람직하게 밀리며, 그런 다음 공급 장치는 전극 요소의 이동 및 제어를 종료한다. 전극 요소의 이동 및 제어는 전극 스태킹 휠에 의해 실질적으로 원활한 방식으로 후속적으로 가정되거나 계속된다. 따라서 전극 스택은 보다 정확하게 제조될 수 있다.

또한, 전극 요소는 공급 휠의 일부 주위에만 원주 방향으로 연장하는 상승된 접촉 부착부를 갖는 공급 휠, 특히 공급 장치에 의해 중간 공간으로 도입되는 것이 바람직하게 제공된다. 이 경우, 접촉 부착부는 특히 부분적으로만 원주 방향인 상승된 세그먼트로 설계된다. 공급 휠 또는 공급 장치에 의한 제어의 시작과 끝이 더 정확하게 결정될 수 있으므로 접촉 부착부를 사용하여 각 전극 요소를 클램핑 위치로 더 정확하게 가져올 수 있다.

전극 요소는 셀 어레스터(cell arrester)를 가질 수 있다. 셀 어레스터는 각 전극 요소의 전기 전도성 접촉에 사용된다.

본 발명에 따른 전극 스태킹 휠 및 그 장점을 참조하여 제시된 바람직한 실시예는 본 발명에 따른 적층 장치 및 본 발명에 따른 방법에 적용되며 그 반대도 마찬가지이다.

본 발명의 추가 특징은 청구 범위, 도면 및 도면의 설명으로부터 명백하다.

본 발명의 예시적인 실시예는 개략적인 도면을 통해 아래에서 더 자세히 설명된다.

도 1은 전극 클램핑 요소를 갖는 본 발명에 따른 전극 스태킹 휠의 예시적인 실시예의 개략적인 표현의 측면도를 도시한다.
도 2는 전극 클램핑 요소의 개략적인 상세도를 도시한다.
도 3은 전극 스태킹 휠 및 공급 장치를 갖는 본 발명에 따른 전극 적층 장치의 예시적인 실시예의 개략도이다.
도 4는 공급 장치의 개략적인 상세도를 도시한다.
도 5는 복수의 전극 스태킹 휠 및 클램핑 요소가 없는 스태킹 휠을 갖는 전극 적층 장치의 추가 예시적인 실시예의 개략도이다.

도면에서 동일하거나 기능적으로 동일한 요소는 동일한 참조 번호가 주어졌다.

도 1은 스핀들(2)을 갖는 전극 스태킹 휠(1)의 예시적인 실시예를 개략적으로 도시한다.

스태킹 핑거(3)는 스핀들(2) 주위에 원주 방향으로 배열된다. 스태킹 핑거(3)는 특히 스핀들(2)에 대해 반경 방향으로 배열되며, 즉 스태킹 핑거(3)는 스핀들(2)로부터 돌출되도록 배열된다.

또한, 예시적인 실시예에 따르면 스태킹 핑거(3)는 곡률(4)을 갖는다. 곡률(4)은 전극 스태킹 휠(1)의 주행 방향 또는 회전 방향(5)과 반대 방향으로 진행한다. 스태킹 핑거(3)는 특히 반시계 방향으로 만곡되도록 형성된다.

또한, 각각의 스태킹 핑거(3)의 두께는 스핀들(2)로부터의 거리가 증가함에 따라 실질적으로 테이퍼진다.

시태킹 핑거(3) 사이에는 포켓형 중간 공간(6)이 형성된다. 중간 공간(6)은 평면 전극 요소(7)(도 3 내지 5에 도시됨)를 수용하도록 설계된다. 중간 공간(6)은 양 축방향으로 바람직하게 개방된다.

전극 스태킹 휠(1)은 스핀들(2)을 중심으로 회전한다. 특히, 전극 스태킹 휠(1)은 도 1에 도시된 이미지 평면에서 볼 때 시계 방향으로 회전한다. 회전 속도는 분당 20회전 이상인 것이 바람직하다. 또한, 회전 속도는 예를 들어 분당 최대 60회전까지 가능하다. 특히, 회전 속도는 전극 요소의 운반 속도와 관련하여 중간 공간의 수에 따라 달라진다.

각각의 중간 공간(6)에는 전극 클램핑 요소(8)가 형성된다.

클램핑 상태에서, 전극 클램핑 요소(8)에 의해 전극 요소(7)의 주 표면(9)(도 5에 도시됨)에 클램핑 힘이 인가된다.

클램핑 힘은 클램핑 상태에서 인접한 스태킹 핑거 또는 삽입된 전극 요소(7) 방향으로 작용하는 작용 방향(10)을 갖는다.

전극 클램핑 요소(8)는 스태킹 핑거(3)와 동일한 재료, 특히 플라스틱으로 바람직하게 제조된다.

도 1은 전극 스태킹 휠(1)의 세부사항(11)을 도시하며, 이는 도 2에서 더 자세히 설명된다.

도 2는 전극 스태킹 휠(1)의 세부사항(11)을 도시한다. 예시적인 실시예에 따르면, 전극 클램핑 요소(8)는 스태킹 핑거(3)의 일부로서 설계된다. 전극 클램핑 요소(8)는 하프 슬롯(12)에 의해 스태킹 핑거(3)로부터 부분적으로만 분리된다.

전극 클램핑 요소(8)는 접촉 지점(23)에서 스태킹 핑거(3)에 연결된다.

특히, 전극 클램핑 요소(8)는 스프링 효과를 가지거나 스프링 힘을 제공할 수 있을 정도로 유연하도록 설계된다. 클램핑 상태에서, 스프링 힘은 전극 요소(7)에 가해진다.

도 3은 전극 스태킹 휠(1) 및 공급 장치(14)를 갖는 전극 적층 장치(13)를 개략적으로 도시한다.

예시적인 실시예에 따르면, 전극 적층 장치(13)는 복수의 전극 스태킹 휠(1)로 설계된다. 전극 스태킹 휠(1)은 공통 스핀들(2) 상에 배열된다.

또한, 전극 적층 장치(13)는 스트리핑 요소(15) 및 스태킹 베이스(16)를 갖는다. 전극 스택(17)은 스태킹 베이스(16)에 형성된다.

다음은 적층 공정의 예이다: 전극 요소(7)는 공급 장치(14)에 의해 전극 스태킹 휠(1) 또는 전극 스태킹 휠(1)에 공급된다. 각각의 중간 공간(6)에 수용되고 관련 전극 클램핑 요소(8)에 의해 클램핑된다. 전극 요소(7)는 능동 전극 스태킹 휠(1)이 회전함으로써 전극 스태킹 휠(1)에 의해 운반된다. 스트리핑 요소(15)는 중간 공간(6)으로부터 전극 요소(7)를 제거하며, 이는 스태킹 베이스(16) 상에 또는 스태킹 베이스(16) 상에 이미 안착된 전극 요소(8)의 상부 상에 증착된다.

예시적인 실시예에 따르면, 스트리핑 요소(15)는 수동적으로 설계된다. 그러나, 이는 예를 들어 전동 구동 유닛에 의해 구동되는 캠 휠과 같은 능동 스트립 요소로 설계될 수도 있다.

특히, 각 전극 요소(7)는 공급 장치(14) 또는 전극 스태킹 휠(1)에 의해 중단 없이 제어된다.

예시적인 실시예에 따르면, 공급 장치(14)는 상부 벨트(18) 및 하부 벨트(19)를 갖는다. 벨트(18, 19)는 각각의 전극 요소(7)가 전극 스태킹 휠(1)로 운반되는 방식으로 이동된다.

하부 벨트는 상부 벨트보다 짧은 것이 바람직하다. 결과적으로, 각각의 전극 요소(7)는 제어된 방식으로 전극 스태킹 휠(1)에 도입 또는 삽입될 수 있다.

도 4는 공급 장치(14)의 개략적인 상세도를 도시한다.

공급 장치(14)는 공급 휠(20)을 갖는다. 공급 휠(20)은 전극 클램핑 요소(8)에 의해 클램핑 힘이 인가될 때까지 각 전극 요소(7)를 중간 공간(6)으로 밀어 전극 요소를 제자리에 고정시킨다.

예시적인 실시예에 따르면, 공급 휠(20)은 접촉 부착부(21)를 갖는다. 접촉 부착부(21)는 상승하여 공급 휠(20)의 일부, 특히 180도 미만의 주위로 원주 방향으로 연장한다. 공급 휠(20)이 접촉 부착부(21)가 상부 벨트(18)의 방향을 향하지 않도록 배향되는 경우, 전극 요소(7)는 공급 휠(20)에 의해 더 이상 밀리지 않는다. 접촉 부착부(21)는 따라서 공급 휠(20)로부터 각 전극 요소(7)에 대한 공급 힘의 작용을 차단하는데 유리하다.

특히, 접촉 부착부(21)와 상부 벨트(18) 또는 상부 벨트(18)의 카운터 휠 사이의 전극 요소(7)의 클램핑은 전극 요소(7)가 이미 중간 공간(6)의 내부에 부분적으로 있으면 시작될 수 있는 것이 바람직하게 제공된다. 또한, 접촉 부착부(21) 및 상부 벨트(18) 사이의 클램핑은 바람직하게는 전극 요소(7)가 중간 공간(6) 내부에 완전히 있기 전에 종료된다.

공급 휠(20)은 접촉 부착부(21)가 상부 벨트(18)에 대해 다시 정렬될 때까지 도 4에 도시된 이미지 평면에 도시된 바와 같이 시계 방향으로 더 회전한다. 그러면 전극 요소(7) 중 하나가 접촉되고 다시 이동될 수 있다.

공급 휠(20)은 하부 벨트(19)의 구동부에 결합될 수 있거나, 대안적으로 이는 별도의 구동부로 구동될 수 있다.

도 5는 전극 적층 장치(13)의 예시적인 실시예를 개략적으로 도시한다.

두 개의 전극 스태킹 휠(1)은 각각 스핀들(2)에 전극 클램핑 요소(8)로 배열된다. 클램핑 요소가 없는 스태킹 휠(22)은 두 개의 전극 스태킹 휠(1) 사이의 스핀들(2) 상에 배열된다. 클램핑 요소가 없는 스태킹 휠(22)은 전극 클램핑 요소(8)가 없지만 특히 전극 스태킹 휠(1)과 유사하게 설계된다. 클램핑 요소가 없는 스태킹 휠(22)과 전극 스태킹 휠(1)의 결합은 전극 요소(7)가 제자리에 클램핑되게 하지만 여전히 중간 공간(6) 내로 쉽게 삽입되게 한다.

추가적으로 또는 대안적으로, 전극 스태킹 휠(1) 및/또는 스태킹 휠(22)은 약간 회전되도록 스핀들(2) 상에 배열될 수 있으며, 그 결과 각 휠(1, 22)의 중간 공간(6)이 축방향으로 정확히 정렬되지 않는다. 그 결과, 전극 요소(7) 또한 제자리에 고정될 수 있다. 회전된 스태킹 휠은 전극 클램핑 요소(8)에 대한 대체 또는 추가일 수 있다.

Claims (14)

1. 평면 전극 요소(7)를 수용 및 운반하도록 설계된 전극 스태킹 휠(1)로서,
   상기 전극 스태킹 휠은:
   - 전극 스태킹 휠(1)을 회전하도록 설계된 스핀들(2);
   - 스핀들(2)에 대해 반경 방향에 있으며 스핀들(2) 주위에 원주 방향으로 배열되는 복수의 스태킹 핑거(3); 및
   - 각각이 스태킹 핑거(3) 사이에 형성된 복수의 중간 공간(6) ― 각각의 중간 공간(6)은 전극 요소(7) 중 적어도 하나를 수용하도록 설계됨 ―;을 포함하며,
   전극 클램핑 요소(8)는 각각의 중간 공간(6)에 형성되며, 전극 클램핑 요소(8)는 클램핑 상태에서 전극 요소(7) 중 하나의 주 표면(9)에 클램핑 힘을 인가하고 힘의 인가에 의해 각각의 스태킹 핑거(3)에 대해 각각의 전극 요소(7)를 가압하도록 설계되는,
   전극 스태킹 휠.
2. 제1항에 있어서,
   전극 클램핑 요소(8)는 스프링 장착되며, 스프링 힘은 전극 클램핑 요소(8)에 의해 전극 요소(7)에 인가될 수 있는,
   전극 스태킹 휠.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   전극 클램핑 요소(8)는 각각의 스태킹 핑거(3)의 일부로서 설계되는,
   전극 스태킹 휠.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   전극 클램핑 요소(8)는 접촉 지점(23)에 의해 각각의 스태킹 핑거(3)에 연결되는,
   전극 스태킹 휠.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   전극 클램핑 요소(8)는 스태킹 핑거(3)와 동일한 재료로 제조되는,
   전극 스태킹 휠.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 전극 스태킹 휠(1)을 포함하는 전극 적층 장치(13).
7. 제6항에 있어서,
   전극 적층 장치(13)는 전극 스태킹 휠(1)로부터 축방향으로 오프셋되어 동일한 스핀들(2)을 갖는 적어도 하나의 클램핑 요소가 없는 스태킹 휠(22)을 갖는,
   전극 적층 장치.
8. 평면 전극 요소(7)를 갖는 전극 스택(17)을 제조하는 방법으로서,
   a) 전극 요소(7)를 제공하는 단계;
   b) 스핀들(2)을 중심으로 전극 스태킹 휠(1)을 회전시키는 단계;
   c) 전극 스태킹 휠(1)의 스태킹 핑거(3)에 의해 형성되는 중간 공간(6)으로 제공된 전극 요소(7)를 도입시키는 단계;
   d) 스핀들(2)을 중심으로 회전하는 전극 스태킹 휠(1)을 통해 도입된 전극 요소(7)를 이동시키는 단계;
   e) 중간 공간(6)으로부터 이동하는 전극 요소(7)를 제거하는 단계; 및
   f) 중간 공간(6)으로부터 제거된 전극 요소(7)를 갖는 전극 스택(17)을 제조하는 단계;가 수행되며,
   전극 클램핑 요소(8)에 의해 클램핑 위치에서 전극 스태킹 휠(1)을 통해 전극 요소가 이동하는 동안 클램핑 힘이 전극 요소(7)에 인가되는,
   방법.
9. 제8항에 있어서,
   클램핑 힘을 극복하는 수동 스트리핑 요소(15)는 단계 e)에서 중간 공간(6)으로부터 전극 요소(7)를 제거하는데 사용되는,
   방법.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    클램핑 힘을 극복하는 능동 스트리핑 요소는 단계 e)에서 중간 공간으로부터 전극 요소(7)를 제거하는데 사용되는,
    방법.
11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    전극 요소(7)는 단계 c)에서 전극 클램핑 요소(8)에 의해 제동되는,
    방법.
12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    전극 요소(7)는 단계 a)에서 공급 장치(14)에 의해 제어된 방식으로 클램핑 위치로 운반되는,
    방법.
13. 제12항에 있어서,
    전극 요소(7)가 클램핑 위치에 위치되는 시점으로부터, 전극 요소(7)에 대한 제어는 공급 장치(14)로부터 전극 스태킹 휠(1)로 전달되는,
    방법.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    전극 요소(7)는 공급 휠(20)의 일부 주위에만 원주 방향으로 연장하는 상승된 접촉 부착부(21)를 갖는 공급 휠(20)에 의해 중간 공간으로 도입되는,
    방법.