TW201228788A - Novel device for notching and secondary battery manufactured using the same - Google Patents

Description

201228788 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種切口用之新穎裝置。尤其，本發明 係關於一種切口用之裝置，該裝置係以一單元電極的間距 對於一連續的電極板進行切刻，以由該電極板製備得到複 數個單元電極，該電極板的一或二表面係塗佈有一電極活 性材料，該裝置包括：一施壓機，係施壓於該電極板之頂 部及底部的預定部位使形成切口；以及二個或以上之夹持 器，係配置於施壓機之相對於電極板進料方向的後方，該 夹持器以一間距拉引並傳輸該電極板，該間距之尺寸係對 應至該施壓機所操作之單元電極的尺寸；其中，當該夾持 器中之一者拉引並傳輸該電極板時，其餘之該夾持器係移 動至一拉引位置》 【先前技術】 近來’可充電式二次電池被廣為使用於無線行動裝置 之電源或輔助電源裝置。此外，為了解決傳統汽油車、柴 油車以及使用石化燃料之類似交通工具的空氣污染問題， 二次電池可作為用以替代上述交通工具的電動車（Εν)、複 合動力車（HEV)、插電式複合動力車（phev)、及類似物之 電力來源。 此等二次電池之生產方式為：將電極組與電解質溶液 一同嵌入於電池盒中。依照製備方式不同，電極組可分為 堆疊型（stack-type)、摺疊型（f〇iding-type)、堆指型 201228788 (stack-folding type)、及其他類似型態。堆疊型或堆摺型電 極組中，單元組之結構内，陰極與陽極係堆疊，且—隔離 膜係插置於陰極與陽極之間。而為了生產此等電極組首 先則必須生產陽極與陰極。 亦即，為了提供如陽極與陰極等單元電極，首先必須 進行將連續的電極板以一單元電極的間距形成切口的步 驟，其中該電極板的一或二表面係塗佈有一電極活性材 料。而該切口步驟一般係使用一施壓機對電極板的一部分 切口來進行》 施壓機裝置係一種將電極板（待施壓材料）處理使具有 一預定形狀，且為連續進料狀態的裝置。 此種連續進料情形中，施壓機會自動傳輸並施壓電極 板，且其特徵在於該經壓合之電極板會不停止地持續進料。 以圖1來說明此種連續進料方式，該裝置包含有：施壓 機20’用以對電極板1〇以一預定形狀施壓；以及一進料器 30 ’以將電極板1〇入料至該施壓機2〇，且該施壓機2〇亦作 為進料器。亦即，施壓機20施壓該電極板1〇，且同時傳輸 一半的傳輸長度，且該待機中的進料器30連續地傳輸電極 板10 ’使該進料器20將剩餘長度之電極板1〇傳輸。而電極 板10係以一預定速度連續傳輸。 然而，此種連續進料方式中，雖然電極板1〇可以一預 定速率傳輸，因此可使施壓機20的施壓穩定，但由於施壓 機10左右移動時，與施壓機10—同移動的模具22的慣性， 因此無法將電極板以高速方式進料，而造成成本增加。 201228788 因此’本領域亟需開發出一種新穎的切口裝置，使可 解決上述問題。 【發明内容】 藉此，本發明係為了解決上述問題以及其他尚未解決 的技術性問題而提出。 本發明之一目的係在於提供一切口裝置，其係可以高 速率穩定地於電極板上形成切口 β 本發明之另一目的係在於提供一二次電池，其係藉由 使用該切口裝置而發揮優秀的操作性能。 本發明之一態樣係提供一種切口用之裝置，該裝置係 以一單元電極的間距對於一連續的電極板進行切刻，以由 該電極板製備得到複數個單元電極，該電極板的一或二表 面係塗佈有一電極活性材料，該裝置包括：一施壓機，係 施壓於該電極板之頂部及底部的預定部位使形成切口；以 及二個或以上之夾持器’係配置於施壓機之相對於電極板 進料方向的後方’該夾持器以一間距拉引並傳輸該電極 板’該間距之尺寸係對應至該施壓機所操作之單元電極的 尺寸；其中’當該夾持器中之一者拉引並傳輸該電極板 時’其餘之該夾持器係移動至一拉引位置。 亦即’本發明之切口裝置具有一特徵為，夾持器配 置於該施壓機之後方以一間距拉引該電極板，且施壓機僅 對於由挾持器傳輸來之電極板施壓，如此相較於傳統亦使 用傳輸的施壓機，更可快速地於電極上形成切口。 201228788 於一較佳實施例中，夾持器包含有：一第一夾持器， 係配置鄰近於該施壓機；以及一第二夹持器，係配置於該 第一夾持器之後方，以交替拉引該電極板。此種包含有二 個挾持器之挾持器可廣泛地稱為「雙挾持器（dual gripper)r 具趙而言，雙挾持器的操作如下所示。第一夾持器由 該施壓機拉引並傳輸該電極板，且於該第一夾持器之傳輸 已完成後，該第二夾持器係即刻回到拉引電極板的位置並 開始傳輸由該施壓機而來的電極板。 該些切口係分別形成於該電極板之頂部及底部，且該 切口係互相對稱。藉此，切口可於後續的步帮中輕易形成。 在此’施屋機的施屋速率例如可為150至300 SPM (每 分鐘冲程次數），其相較於傳統同時作為進料器使用之施壓 速率更快。例如’傳統可同時作為進料器與施壓機之施壓 速率為100 SPM或以下。 本發明之施壓機可包含有一模具，該模具係具有至少 二孔洞以透過單一施壓操作而形成複數切口。如此，生產 效率可改善" 較佳地’該模具具有四個至六個孔洞。如此，含有 此模具的施壓器可透過僅單一操作步驟而形成4至6個切 口，且該些切口可具有如接頭的形狀。 某些態樣中，該施壓器可於線單元之間施壓形成缺 口’使該電極板於其移動方向切分為二個或以上之線單 兀，該二個或以上之單元電極係以一間距於相對的線單元 上形成缺口。如此，該切口可形成於電極板之頂部及底部 7 201228788 並以相對的線分開，且相對於不以線單元分開的電極板， 可改善生產效率兩倍。 於一較佳實施例子中，切口裝置可更包括一拉張部， 其係由該施壓機後方以相對該夾持器傳輸方向給予該電極 板一回拉張力。 拉張部可包括一滾輪，係可旋轉；以及一馬達，係軸 連至該滾輪；其中，該馬達係與該夾持器同步動作。 在此，馬達可在夾持器到達停止處的前方5至1 Omm處 時停止運作。如此，電極板與滾輪一同滑動，並提供背張 力給與該電極板。 拉張部可包含有一滾輪，以傳輸該電極板；以及一粉 煞車（powder brake)或一扭矩限制器（torque limiter)，以停止 該滾輪。 具體而言，粉煞車或扭矩限制器在夾持器完成傳輸電 極板至施壓器前，停止滾輪，以給予電極板一背張力。 切口裝置的結構中，一拆捲器以及一蜿流控制器係依 序配置於該拉張部之前，該拆捲器係拆捲該電極板，且該 蜿流控制器係控制該電極板之彎折（meandering)。 於此，裝置可更包括一張力維持模組，係配置於蜿流 控制器及拉張部之間，以與拆捲器一同使電極板維持預定 的張力。 此張力維持模紐可由重量輻i或空氣報（air dancer)組 201228788 某些情形中，切口裝置可更包括有一檢查器，係檢查 以施壓機形成有切口之電極板，且係配置於第二夾持器的 後方。 在此，檢查器可包含有：一攝影機，以得到經施壓 之電極板的影像資料；以及一判斷模組，以分析該影像資 料。 同時’電極板可包含一接頭（tap)。此接頭可與切口於 切口步驟中一同形成。 本發明亦提供一種電極組，其係使用該切口裝置形成。 電極組之結構中，係包含依序堆疊之陰極與陽極，並 具有一隔離膜插置於其間。 例如，陰極係經由將泥漿塗佈至一陰極集流器，並接 著乾燥及軋延而得到；其中’該泥漿係透過將一含有陰極 活性材料之陰極混合物與一溶劑（如，NMP)混合而製得。 陰極混合物除了陰極活性材料以外，可選擇性地更包 括一組成，例如導電材料、黏結劑、或填充劑。 陰極活性材料係作為可造成電化學反應的物質，其係 鋰過渡金屬氧化物（包括二個以上之過渡金屬），其例子可包 括’但不限於：層狀化合物，如經一個以上之過渡金屬取 代之鐘銘氧化物（LiCo02)或鋰鎳氧化物（LiNi〇2);經一個 以上之過渡金屬取代之鋰錳氧化物；鋰鎳氧化物，且係由 式LiNh.yMyO】（其中，μ = Co、Μη、Al、Cu、Fe、Mg、B、 Cr、Zn、或Ga’該鋰鎳氧化物包含此些元素之一锢以上， 且0.0lSyS0_7)所表示；鋰鎳鈷錳氧化物，且係由式 201228788

Lil+2NibMncC〇i.(b+c+d)MdO(2.c)Ac 所表示 ，如 Li|+zNi1/3C〇i/3Mni/302 或 Li1+zNi〇.4Mn〇.4Co〇.2〇2 (其中， -0.5<z<0.5 » 0.1<b<0.8 ♦ 0.1<c<0.B » 0<d<0.2 > 0<e<0.2 > b+c+d<l，M = A1、Mg、Cr、Ti、Si、或 Y，A = F、P、或 Cl)；以及撖欖石鋰金屬磷酸化物，且係由式 Li|+xM|.yM’yP〇4-zXz(其中，M=過渡金屬，較佳為Fe、Μη、 Co、或Ni’ Μ’ = Α卜 Mg、或Ti，X = F、S、或N，-0.5SXS+0.5， 〇SyS〇.5，以及OSzSO.l)所表示。 以該包含有陰極活性材料混合物之總重量為基準，該 導電材料一般的添加量為1至30重量百分比。只要導電材料 具有適當的導電性，且不會造成對電池不利之化學改變， 皆可用於本發明中》導電材料之例子包含：包含石墨；碳 黑（如，碳黑、乙炔黑、科琴黑（Ketjen black)、槽黑（channel black)、爐黑（furnace black)、燈黑（lamp black)、以及熱黑 (thermal black))之有導電材料；導電纖維，例如碳織維及金 屬纖維；金屬粉末，例如氟化碳粉末、鋁粉末、以及鎳粉 末；導電鬍，如氧化辞及鈦酸鉀；導電金屬氧化物，例如 氧化鈦；以及聚亞苯基衍生物。 黏結劑係為可將電極活性材料與導電材料及集流器黏 結之組成。黏結劑一般的添加量為1至30重量百分比，此係 以該包含有陰極活性材料之混合物的總重量為基準計算。 黏結劑的例子包括：聚亞乙稀（polyvinylidene)、聚乙稀醇 (polyvinyl alcohol)、叛甲基纖維素（carboxymethylcellulose (CMC)) 、 Μ粉（starch)、 經丙基纖維素 201228788 (hydroxy propyl cellulose)、再生纖維（regenerated cellulose)、聚乙稀四氫嘻酮（polyvinyl pyrrolidone)、四氟 乙稀（tetrafluoroethylene)、聚乙稀（polyethylene)、聚丙稀 (polypropylene)、乙稀-丙稀··二稀三元共聚物（ethylene propylene diene terpolymer (EPDM))、績化 EPDM (sulfonated EPDM)、苯乙烯丁二稀橡膝（styrene butadiene rubbers)、氟橡膝（fluororubbers)、及各種共聚物。 填充劑係一成分，選擇性用以抑制電極膨漲。任何填 充劑皆可使用，無特殊限制，只要在電池生產過程中不會 造成對電池不利的化學改變且為一織維性材料即可。填充 劑的例子包括：烯烴（olefin)聚合物，如聚乙烯、及聚丙烯； 以及纖維材料’如玻璃織維、及碳織維。 陰極集流器一般之厚度係為3至500仁m。在此，任何 陰極集流器皆可使用，無特殊限制，只要其具有適當的導 電性’且在電池生產過程中不會造成對電池不利的化學改 變即可。陰極集流器之例子包括：不鍵鋼、銘、錄、飲、 燒結碳、以及表面以碳、錄、鈦、或銀處理的铭或不鑛鋼。 集流器表面可具有微細的不規則物，以加強對電極活性材 料的黏著度。此外，集流器可以各種形式呈現，包括薄膜、 片狀、箔狀、網狀、孔洞結構、泡床狀、以及不織布狀。 例如’陽極可透過以下方式製作：將泥漿塗佈至一陽 極集流器，並接著乾燥；其中’該泥漿係透過將一含有陽 極活性材料之陽極混合物與一溶劑（如，NMP)混合而製得。 201228788 陽極混合物可選擇性地更包括一如上述之組成，例如導電 材料、黏結劑、或填充劑。 陽極活性材料的例子可包括：碳與石墨材料，如天然 石墨、人造石墨、膨涨石墨（expanded graphite)、碳織維、 硬碳（hard carbon)、碳黑、奈米碳管、茈（peryiene)、活性 碳；可與經合金化之金屬，如Al、Si、Sn ' Ag、Bi、Mg、 Zn、In、Ge、Pb、Pd、Pt、及Ti以及含有此些元素之化合 物’碳與石墨材料與金屬的複合物、及其化合物；含經之 氮化物。其中’較佳為碳基活性材料、矽基活性材料、錫 基活性材料、或矽碳基活性材料。該些材料可單獨使用互 相稠合使用。 陽極集流器一般之厚度係為3至500μιη。在此，任何陽 極集流器皆可使用’無特殊限制，只要其具有適當的導電 性’且不會造成對電池不利的化學改變即可。陽極集流器 之例子包括：銅、不鏽鋼、鋁、鎳、鈦、燒結碳、以及表 面以碳、鎳、鈦、或銀處理的銅或不鏽鋼、以及鋁鎘合金。 與陰極集流器相似，陽極集流器的表面可具有微細的不規 則物’以加強對電極活性材料的黏著度。此外，集流器可 以各種形式呈現，包括薄膜、片狀、箔狀、網狀、孔洞結 構、泡沫狀、以及不織布狀。 隔離膜係配置於陰極及陽極之間。關於隔離膜，係使 用具有高離子穿透性以及機械性質的絕緣薄膜。一般，隔 離膜的孔洞率為0.01至10 μιη，厚度為5至300 μη。關於隔 離膜，可使用烯烴（olefin)聚合物（如聚丙烯）及/或玻璃纖維 12 201228788 或聚乙烯所製得之板材或不織布。當使用如聚合物之固態 電解質在此作為電解質，固態電解質亦可同時作為隔離膜 以及電解質。 本發明又提供一種二次電池，其結構中電極組係與一 含鋰鹽之非水性電解質溶液一同密封於一電池殼中。 該含鋰鹽之非水性電解質係由非水性電解質與鋰鹽組 成，電解質的較佳例子包括：非水性有機溶劑、有機固態 電解質、無機固態電解質、及類似物。 該包含有非質子有機溶劑之非水性溶劑的例子包括： N-甲基吼洛烧嗣（N-methyl-2-pyrrolidinone)、丙稀碳酸輯 (propylene carbonate)、乙稀碳酸 S旨（ethylene carbonate)、丁 稀碳酸醋（butylene carbonate)、二曱基碳酸醋（dimethyl carbonate)、二乙基碳酸醋（diethyl carbonate)、加馬 丁内醋 (gamma-butyrolactone)、1，2-二甲氧基已烧（1,2-dimethoxy ethane)、四經基法蘭克（tetrahydroxy franc)、2-甲基四氫吱 喃（2-methyl tetrahydrofuran) 、二 甲亞礙 (dimethylsulfoxide)、1,3-二氧五環烧（l，3-dioxolane)、甲醯 胺（formamide)、二甲基曱醯胺（dimethylformamide)、二氧 戊環（dioxolane)、乙腈（acetonitrile)、硝基甲烧 (nitromethane)、曱酸甲醋（methyl formate)、乙酸甲酿（methyl acetate)、碟酸三酯（phosphoric acid triester)、三甲氧基甲烧 (trimethoxy methane)、二氧戊環衍生物、環丁礙 (sulfolane)、甲基薩弗蘭（methyl sulfolane)、1，3-二甲基-2-0米吐琳嗣（l,3-dimethyl-2-imidazolidinone)、丙稀碳酸醋衍 13 201228788 生物、四氫咬鳴衍生物、喊類（ether)、丙酸甲醋（methyl propionate )、以及丙酸乙醋（ethyl propionate)。 有機固態電解質的例子包括：聚乙烯衍生物、聚乙烯 氧化物衍生物（polyethylene oxide derivatives)、聚丙稀氧化 物衍生物（polypropylene oxide derivatives)、碟酸酷聚合物 (phosphoric acid ester polymers)、聚擾動離胺酸（poly agitation lysine)、聚醋硫化物（polyester sulfide)、聚乙稀醇 (polyvinyl alcohols)、聚二氟亞乙稀（polyvinylidene fluoride)、以及含有離子離去基的聚合物》 無機固態電解質的例子包括：鋰之氮化物、画化物、 以及硫化物，例如 Li3N、Lil、Li5NI2、Li3N-LiI-LiOH、 LiSi04 ' LiSi04-LiI-LiOH 、 Li2SiS3 、 Li4Si04 、 Li4Si04-LiI-Li0H、及 Li3P04-Li2S-SiS2。 鋰鹽係為可溶於上述非水性電解質的材料，其例子包 括：Lia、LiBr、Lil、LiC104、LiBF4、LiB10Cl10、LiPF6、 LiCF3S03、LiCF3C02、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3S03Li、 CF3S〇3Li、（CF3S〇2)2NLi、鐘氣棚燒（chloroborane lithium)、 短鍵脂肪族碳酸链（lower aliphatic carboxylic acid lithium)、四苯基觸酸經（lithium tetraphenyl borate)、以及 亞胺（imide) e 此外，為了提升充電/放電特性以及燃燒特性。例如， 可將桃咬（pyridine)、三乙基亞填酸醋（triethylphosphite)、 三乙醇胺（triethanolamine)、環謎類（cyclic ether)、乙二胺 (ethylenediamine)、η-甘醇二甲謎（n-glyme)、六麟酸三酿胺 14 201228788 (hexaphosphoric triamide) ' 苯胺衍生物（nitrobenzene derivatives)、硫（sulfur)、酿亞胺染料（quinone imine dyes)、 經氣取代之嘴嗤淋明（N-substituted oxazolidinone)、N，N-取 代之味吐咬（N，N-substituted imidazolidine)、乙稀乙二醇二 炫基醚（ethylene glycol dialkyl ether)、敍鹽（ammonium salts)、0比洛（pyrrole)、2-甲氧基乙醇（2-methoxy ethanol)、 三氯化銘（aluminum trichloride)或相似物添加至非水性電 解質中。視所需，為了具有耐燃性，該非水性電解質可更 包括含鹵素溶劑，例如四氣化碳及三說乙稀。此外，為了 提升高溫儲存特性，非水性電解質可更包括二氧化碳氣體 或類似物。 電池殼可為柱狀筒罐、方形罐、或袋狀，其可使壓合 板熱鍵結。其中，一般係使用袋狀的電池殼，係由於其具 有低重量、低製造成本以及易塑形的優點。 壓合板可包含：一内樹脂層，其係可進行熱鍵結；一 阻障金屬層；以及一外樹脂層，其係可提供耐性。 外樹脂層可對外部環境具有良好抵抗性，因此需要預 定程度以上的張力強度以及耐候性。為此，可使用包含有 具較佳張力強度與耐候性之聚萘二甲酸已二醇酯 (polyethylene naphthalate (PEN))、聚對苯二甲酸乙二醋 (polyethylene terephthalate (PET))或取向尼龍（oriented nylon) ° 此外，外塗佈層之材質係聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN) 及/或其外表面係具有苯二甲酸乙二酯（PET)層。 15 201228788 與聚對笨二甲酸乙二酯（PET)相比，聚萘二甲酸乙二醇 醋（PEN)即使厚度很薄，仍具有優秀的張力強度 以及耐候 性，因此適合作為外部塗佈層。 内樹脂層的聚樹脂可為具有熱鍵結特性（熱黏結特 性）對電解質溶液具有低吸水性（hygroscopicity)的聚樹 脂，以防止電解質溶液進入其中，且不會因電解質溶液而 膨脹或沉積，且較佳為氣化聚丙烯（cpp)薄膜。 於較佳的實施例中，本發明之該壓合板的外塗佈層厚 度可為5至40#m，阻障層的厚度可為2〇至，且内谬 層的厚度可為10至50#m。當壓合板各層的厚度過小時，材 料的阻障效能以及張力的改善會無法達成；而另一方面， 當厚度過大時，則會產生生產性惡化以及厚度增加等缺點。 此等二次電池可用於電池中作為小裝置的電力源，或 是作為需要高溫穩定性、長循環特性、以及高速特性及相 似性質之中型或大型裝置的電力源，其中中型或大型裝置 的電力源係為包含複數個電池之中型或大型電池模組的單 位電池。 中型或大型裝置較佳包括’但不限於：電池驅動馬達 的電源工具；電動車（EV)、複合動力車（HEV)'以及插電式 複合動力車（PHEV)等電力車；電動腳踏車（E-bikes)、速克 達（scooters)等兩輪車；電動高球車、電源儲存系統及相似 物。 【實施方式】 201228788 於此，本發明之一較佳實施例將配合參照圖式，加以 詳述於下。然而，需注意的是，本發明之技術範疇與精神 並不受到此些實施例之限制。 圓2係本發明一較佳實施例之切口裝置之部分示意 圖。圖3係圖2中電極板之平面示意圖。 如該些圖所示，切口裝置100a以一單元電極16的間距 對連續電極板10進行切刻，以由該連續電極板10製備得到 複數個單元電極16,其中，該連續電極板10的二表面係塗 佈有電極活性材料。 此外，切口裝置100a包括施壓機20a，其可分別施壓於 電極板10之頂部及底部的切口 11及12的預定部位；以及雙 夾持器結構的第一夾持器30a及第二夾持器30b，係以一間 距（p)拉引並傳輸該電極板10，該間距（p)之尺寸係對應至施 壓機20a所操作之單元電極16的尺寸。 第一夾持器30a及第二夾持器30b係配置於施壓機20a 之相對於電極板10進料方向的後方，且當第一夾持器30a拉 引並傳輸該電極板10，第二夾持器30b會移動至拉引的位 置。 具體而言，當第一夹持器30a由施壓機20a將電極板10 拉引並傳輸至同B的位置，第二夾持器30b會回到拉引之C 的位置以傳輸由施壓機20a連續而來的位於B的位置（其中 第一夹持器30a的傳輸操作係已完成）的電極板10。 切口 11及12係透過施壓機20a形成於電極板10之頂部 及底部並互相對稱。 201228788 此外，施壓機20a包含有模具22a，其可對電極板⑺施 壓使形成切口 11及12’且僅以一預定狀態對電極板1〇施壓。 同時，施壓機20a係與第一失持器3〇a及第二夾持器3〇b 同步。亦即’當施壓機20a停止，第一夾持器3加及第二炎 持器30b會以一間距（p)拉引該電極板1〇並將電極板1〇進料 至施壓機20a;而當施壓機20a施壓時，第一失持器3〇a及第 二夾持器30b的動作會停止》 第一炎持器30a及第二失持器3〇1)係藉由以—間距⑻ 抓取而拉引該電極板10,使電極板1〇進料至施壓機。而第 一夾持器30a及第二夹持器30b會交替動作。亦即，當第一 夾持器30a操作時’係將電極板1〇以一間距（p)由位置「a 移動至位置「B」使電極板Η)進料’第二失持器⑽會由： 置「D」移動回到位置「C」（待機位置）並排列使將電極板 10可隨即由第一夹持器30a成功進料β 當第一夾持器30a的操作完成，亦即，當第一夾持器3如 移動至位置「B」則完成進料，且施壓機2〇a施壓缺口時， 第二夾持器30b會抓住電極板10以預備進料並由位置「c」 移動至位置「D」’使將電極㈣在_機心完成施壓後 成功地立即進料。 如此，二個失持器3〇a&3〇b係用以防止間歇性的進料 發生’而此可提升生產效率，其中此間歇性的進料係於使 用-個挾持㈣，挾持器將電極板1〇進料並回到原本位置 時所發生的情形。 圖4係本發明另—較佳實施例之電極板之平面示意圖。 201228788 請同時參閱圖4與圖2,施壓機20a於第一線及第二線之 間施壓形成缺口 13及14，且二個單元電極係於電極板10a移 動方向以間距（p)分為二個線單元，且二個單元電極以一間 距（p)於相對的線單元上形成缺口。 施壓機20a包含有模具22b，模具22b具有四對孔洞以透 過單一施壓操作而形成四個接頭15以及切口 11，12，13及 14。 此外，施壓機20a在電極板10a上形成切口 11，12, 13及 14的過程中，形成四個接頭15。此些接頭15係形成於電極 板10a中電極活性材料未塗佈的區域並相對於電極板10a之 單元線具有對稱結構。 圖5係本發明另一較佳實施例之切口裝置之配置圓。圖 6係圖5製程說明之示意圖》 如圖2及3所示，切口裝置200包括有拆捲器50;蜿流控 制器60;拉張部70;施壓機20a，係對於電極板10之頂部及 底部施壓以形成切口 11及12;第一夾持器30a及第二夹持 器30b，係拉引電極板10並將電極板10傳輸至施壓機20a; 檢查器80;以及回捲機90。 拉張部70包含有一張力維持模組71，其係由施壓機20a 的前方給予電極板10—相對第一夾持器30a及第二夾持器 30b傳輸方向之回拉張力，以維持電極板10具有預定的張 力。 此外，蜿流控制器60係控制電極板10的蜿流，且係配 置於該捲繞有電極板10之拆捲器50與該施予張力至電極板 201228788 10之拉張部70之間；檢查器80係檢查已施壓而形成有切口 11及12之電極板10，且係配置於第二夹持器3〇b的後方。 回捲機90係配置於檢查器80的後方，並回捲該經檢查 後之電極板’且檢查器80包含有：一攝影機81，以得到經 施壓具切口之電極板的影像資料；以及一判斷模組82，以 分析該影像資料。 具趙地’該待施壓的電極板1〇係捲繞於拆捲器5〇的軋 輥上’拆捲器50的軋輥係軸連接至伺服馬達，如此，電極 板10係可依據提供至伺服馬達的控制訊號而進行主動拆 捲。 蜿流控制器60係可防止電極板1〇在運送途中臀折 (meandering)。蜿流控制器60所包含之感應器（囷未示）係在 運送電極板10途中感應該電極板10的蜿流，使蜿流控制器 60所包含之第一捲筒61及第二捲筒62於軸線方向移動並防 止電極板10哮折。該透過蜿流控制器60控制蜿流的電極板 10則傳輸至拉張部70。 拉張部70控制施壓機20a前方的電極板10的張力，以防 止電極板10弩折，且該通過拉張部70的電極板10係透過中 間滾輪72而傳輸至施壓機20a。 施壓機20a使用模具，於預定位置施壓該電極板10使形 成缺口。此電極板10係依據第一夾持器30a及第二夾持器 30b的操作，以一切口 12之間的距離（p)入料至該施壓機 20a’且該距離在此係指「間距（p)」。 20 201228788 第一夾持器30a及第二夾持器30b係依照施壓機20a的 施壓速率之間距，拉引電極板10並將電極板10傳輸至施壓 機 20a。 檢查器80透過外觀測試，確認施壓機20a的施壓是否在 誤差可接受範圍内。通過檢查器80的電極板10則會傳輸至 回捲機90，並捲繞於軋輥91上。 視需求，可配置另一拉張部（圖未示）於檢查器80及回 捲機90之間，使得拉張部70可維持電極板10於施壓機20a後 方的張力，而使電極板10維持於緊收的狀態。 除上述部件以外，可更增加一裝置使提供與經施壓後 之電極板一同捲繞的保護材料，以提供經施壓後之電極板 10捲繞於回捲機90之軋輥上時的保護措施。 另外，電極板10傳輸至拉張部70時，該電極板的蜿流 係透過蜿流控制器60而控制。 施壓機20a於一特定位置施壓該電極板10，當施壓機 20a的施壓步驟完成後，第一夾持器30a及第二夾持器30b係 以高速拉引該電極板10，並將電極板10再次入料至施壓機 20a。如此，電極板10由於快速移動及停止之慣性而緊縮。 此問題則可由拉張部70得到解決。 拉張部70包括張力維持模組71以及背張力模組（圖未 示），且張力維持模組71給予傳送至施壓機前待施壓之電極 板一預定張力。一作為張力維持模組71的重量親（weight dancer)係同軸連接至氣缸（pneumatic cylinder，圖未示），並 包含有一電位計（圖未示）以測量重量輥的移動角度。 201228788 重量輥71的移動會透過電位計量測’而拆捲器50依據 所測量得到的值維持電極板於張力狀態下將材料拆解至較 大或較小的分解程度（至某種程度）。更具體而言，當重量輥 71以逆時針方向移動時，拆捲器50會增加伺服馬達的旋轉 速率，將更多材料由軋輥卸下，重量輥71受到氣缸的力而 回復，使施與張力於電極板10 ° 當重量報71以順時針方向移動時’拆捲器5〇會降低祠 服馬達的旋轉速率，使由軋輥卸下較少的材料，重量輥71 會回到初始位置，並降低給予電極板10的張力。 如此，重量輥71則與拆捲器5〇同步化，並維持傳送至 施壓機20a之電極板使具有預定的張力。 背張力模組（圖未示）係防止夾持器3〇a及第二夾持器 30b瞬間操作造成電極板10彎折。背張力模組係配置於施壓 機20a前方，並較佳包含一伺服軋輥（servoroller)。 伺服軋輥係轴連至伺服馬達（囷未示），並利用控制訊 號控制伺服軋輥的旋轉。 此伺服軋輥係與第一夾持器3〇a及第二夾持器30b進行 同步移動《亦即，當操作第一央持器3〇a及第二夾持器30b 時，伺服馬達會使伺服軋輥以向前的方向旋轉，當第一夾 持器30a及第二夾持器30b的操作結束時，伺服馬達停止， 且伺服軋輥停止旋轉。較佳地，伺服馬達停在第一夾持器 30a及第二夾持器30b停止處之前方5至10 mm處，以防止伺 服軋輥在第一夾持器30a及第二夾持器30b停止後因慣性而 造成的旋轉。如此，在第一夾持器30a及第二夾持器30b停 22 201228788 止操作前（亦即，電極板10傳輸至施壓機20的動作完成前）， 伺服馬達停止轉動伺服軋輥並藉由電極板10及伺服軋輥之 間所產生的摩擦防止電極板更進一步的拉引。如此，電極 板10受到第一夾持器30a及第二夾持器30b的更近一步拉 引，可解決由慣性所造成電極板10的跳動。 攝影機81無特殊限制，只要可獲得數位影像資料即 可，且較佳地該攝影機係一使用電荷耦合元件（CCD)並可提 供優秀影像品質作為圖像感應器之攝影機。判斷模組82係 依照一演算法而決定是否對電極板10壓合。 該經由檢查器80進行間距測試完成之電極板10係透過 滚筒傳送至回捲機90,且受施壓完成之電極板則捲放於回 捲機90上。 同時，後拉張部包含有一重量輥以及空氣親（air dancer) 以維持材料的張力，且其係配置於檢查器80及回捲機90之 間。 此外，蜿流控制器可配置於檢查器80及回捲機90之 間。如此，蜿流控制器可防止電極板10在壓合材料重新捲 繞於軋報時受到彎折（meandering) 〇 上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所 主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限 於上述實施例。熟習此技藝之人士可基於不同觀點與應 用，在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。 上述本發明之切口裝置，係以高速方式於電極板上形 成切口，因此可大幅改善製程整體之生產效率。 23 201228788 【圖式簡單說明】 為讓本發明之上述與其他目的'特徵、和優點能更 懂，配合所附圊式加以說明較佳實施例，其中： 易 圖1係一習知切口裝置之部分示意圖； 圊2係本發明一較佳實施例之切口裝置之部分示意圖 圖3係圓2中電極板之平面示意囷； 圖4係本發明另一較佳實施例之電極板之平面示意圓 圊5係本發明另一較佳實施例之切口裝置之配置示惫 以及 、’。囫’ 囷6係本發明另一較佳實施例之切口裝置之流程示意囷。 【主要元件符號說明】 100 切口裝置 2 0施壓機 100a切口裝置 20a 施壓機 10電極板 22模具 11切口 22a 模具 12切口 30進料器 13缺口 30a 第一夾持器 14缺口 30b 第二夹持器 15接頭 50拆捲器 16單元電極 60蜿流控制器 24 201228788 61第一捲筒 62第二捲筒 70拉張部 71張力維持模組 72中間滾輪 80檢查器 81攝影機 82判斷模組 90回捲機 91軋輥 200 切口裝置 A，B，C,D 位置 25

Claims (1)

1. 201228788 七、申請專利範圍： 1‘一種切口用之裝置，該裝置係以一單元電極的間距 對於一連續的電極板進行切刻，以由該電極板製備得到複 數個早元電極’該電極板的一或二表面係塗佈有一電極活 性材料，該裝置包括： 一施壓機’係施壓於該電極板之頂部及底部的預定部 位使形成切口；以及 二個或以上之夾持器，係配置於施壓機之相對於電極 板進料方向的後方，該夾持器以一間距拉引並傳輸該電極 板，該間距之尺寸係對應至該施壓機所操作之單元電極的 尺寸； 其中’當該夾持器中之一者拉引並傳輸該電極板時， 其餘之該夾持器係移動至一拉引位置。 2·如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中，該夹持 器係包括：一第一夾持器，係與該施壓機相鄰；以及一第 一夾持器’係配置於該第一夾持器之後方，以交替拉引該 電極板。 3. 如申請專利範圍第2項所述之裝置，其中，該第_ 夾持器由該施壓機拉引並傳輸該電極板，且於該第一夹持 器之傳輸已完成後’該第二夾持器係即刻回到拉引電極板 的位置並開始傳輸由該施壓機而來的電極板。 4. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中，該切口 係分別形成於該電極板之頂部及底部，且該切口係互相對 稱。 26 201228788 5-如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中，該施壓 機包含有一模具’該模具係具有至少二孔洞以透過單一施 壓操作而形成複數切口。 6·如申請專利範圍第5項所述之裝置，其中，該模具 具有四個至六個孔洞。 7. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中，該施麼 機係於線單元之間施麼形成缺口，使該電極板於其移動方 向切分為二個或以上之線單元，且該二個或以上之單元電 極係以一間距於相對的線單元上形成缺口。 8. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，更包括一拉張 部’其係由該施壓機後方以相對該夾持器傳輸方向給予該 電極板一回拉張力。 9. 如申請專利範圍第8項所述之裝置，其中，該拉張 部包括一滾輪’係可旋轉；以及一馬達，係轴連至該滚輪； 其中，該馬達係與該夾持器同步動作。 10. 如申請專利範圍第8項所述之裝置，其中，該拉張 部係包括一滾輪，以傳輸該電極板；以及一粉煞車（p〇wder brake)或一扭矩限制器（torque limiter)，以停止該滾輪。 11. 如申請專利範圍第8項所述之裝置，其中，一拆捲 器以及一蜿流控制器係依序配置於該拉張部之前，該拆捲 器係拆捲該電極板’且該婉流控制器係控制該電極板之弯 折（meandering) 〇 12. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，更包括一檢查 器，以於該夾持器後方檢查該經施壓器切口之電極板。 27 201228788 i3·如申請專利範圍第丨項所述之裝置，其t，該電極 板係包括一接頭。 14. 一種電極組，係使用如申請專利範圍第丨項至第13 項中任何一項所述之切口裝置所製備。 15. —種二次電池，其中，如申請專利範圍第14項所述 之電極組係與一電解質溶液一同密封於一電池殼中。 16. —種電池包，係包括二個或以上之如申請專利範圍 第15項所述之二次電池以作為一單元電池。 17. 如申請專利範圍第16項所述之電池包，其中，該電 池包係用於作為一電動車（EV)、一複合動力車（HEV)、一插 電式複合動力車（PHEV) '或是一儲電系統之電力來源。 八、圖式（請見下頁）： 28