TWI551534B - 膠帶黏合用之自動裝置 - Google Patents

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姜珉暎
朴相赫
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Description

膠帶黏合用之自動裝置
本發明關於一種膠帶黏合裝置，其用以黏附膠帶以對電池單元外部或電池組外殼之外部或內部提供黏合或絕緣，更特別的是，關於包括薄片供應單元之膠帶黏合裝置，其用以連續供應膠帶堆疊薄片，此膠帶堆疊薄片包括離型紙、複數個附著於該離型紙之頂部的膠帶及附著於該等膠帶頂部之黏合基膜；離型紙移除單元，其用以從薄片供應單元所供應之膠帶堆疊薄片移除該離型紙；膠帶黏合單元，其用以加壓該基膜與該等膠帶反側之的外部以使各膠帶黏附於該電池單元或該電池組外殼；及基膜捲繞單元，其用以捲繞已移除膠帶的基膜。
近年來，可充放電之蓄電池已廣泛用作無線行動裝置的能源。
視使用蓄電池之外部裝置的種類而定，該蓄電池可以單一電池形式或具有彼此電連接之複數個單元電池的電池組形式使用。例如，小型裝置(諸如行動電話)可運作達一 個電池的功率及電容量預定時間期間。另一方面，電池組需要用於中型或大型裝置，諸如膝上型電腦、可攜式數位化多功能光碟(DVD)播放器、小型個人電腦(PC)、電動車及油電混合車，其原因係該等中型或大型裝置需要高功率及大電容量。
各種資訊(諸如製造商、型號、產品編號、各種標準或品質標示，以及使用注意事項)係以文字或標記形式表示在電池單元外部或電池組內部或外部。此等資訊可印在電池之包覆外殼上。在電池組係安裝在外部裝置(諸如行動電話或膝上型電腦)的情況下，可將印有此等資訊之標籤貼紙黏附於該電池組的外部。可使用黏合膠帶將該標籤貼紙黏附於電池組外部。
再者，在將保護電路構件安裝至複數個耦合電池單元以構成電池組的情況下，該等電池單元具有實質上相同的結構及形狀。將該等電池單元以彼此緊密接觸的狀態彼此耦合。此時，雙面黏合膠帶可用以獲致電池單元間之黏著。
另一方面，在電池組係使用電池單元製造的情況下，該電池單元係使用單面或雙面黏合膠帶穩定地固定至電池外殼以構成該電池組。
參考圖1，電池組包括袋形電池主體10，其中以密封狀態設有包括陰極、陽極及隔板以及電解質的電極裝配件；下方外殼20，其具有容納該電池主體10之內部空間；及上方外殼30，其耦合至容納該電池主體10之下方 外殼20，以密封該電池主體10。在電池主體10與下方外殼20之間以及在電池主體10與上方外殼30之間配置雙面黏合膠帶40以將電池主體10穩定地固定在外殼20與30之間所界定的內部空間中。
此外，雙面黏合膠帶係黏附至電池單元的下端，以使底蓋安裝在該電池單元的下端。
尤其是，參考圖2，絕緣蓋100係安裝在電池單元上端，且此外另一絕緣蓋110(底蓋)係安裝在電池單元下端。即，雙面黏合底蓋膠帶111係黏附於該電池單元之下端且絕緣底蓋110另外經由底蓋膠帶111安裝於該電池單元之下端。
為了將此種膠帶黏附於電池單元外部或電池外殼外部或內部，操作員必須從離型紙手動剝離切成預定尺寸的膠帶並將該膠帶黏附至電池單元或電池組外殼的對應區域。因此，需要相當多時間及人力。此外，在使用厚度為50μm之薄膠帶的情況中，不可能使用一般用以剝離膠帶的剝離刀片來剝離膠帶。
因此，非常需要能剝離非常薄之膠帶且係自動化的膠帶黏合裝置，從而經由自動化而減少時間及瑕疵率，因此改善生產力及降低製造成本。
因此，已完成本發明以解決上述問題，及其他尚待解 決的技術問題。
由於用以解決如上述問題之各種廣泛及徹底研究以及實驗，本申請案之發明人已發展用以黏附膠帶以對電池單元外部或電池組外殼之外部或內部提供黏合或絕緣的膠帶黏合裝置。本發明已根據該等發現完成。
尤其是，本發明目的係提供黏附膠帶以對電池單元外部或電池組外殼之外部或內部提供黏合或絕緣的自動膠帶黏合裝置，從而改善該電池單元或該電池組外殼之黏附膠帶區域的均一性及該電池單元或該電池組外殼之經黏附區域周圍的密封性。
本發明另一目的係提供能經由連續自動化程序剝離及黏附膠帶之膠帶黏合裝置，從而降低瑕疵率、改善生產力及大幅降低製造成本。
根據本發明一實施樣態，上述及其他目的可藉由提供一種用以黏附膠帶以對電池單元外部或電池組外殼之外部或內部提供黏合或絕緣的膠帶黏合裝置而達成，該膠帶黏合裝置包括薄片供應單元，其用以連續供應膠帶堆疊薄片，該膠帶堆疊薄片包括離型紙、複數個附著於該離型紙之頂部的膠帶及附著於該等膠帶頂部之黏合基膜；離型紙移除單元，其用以從該薄片供應單元所供應之膠帶堆疊薄片移除該離型紙；膠帶黏合單元，其用以加壓該基膜與該等膠帶反側之的外部以使各膠帶黏附於該電池單元或該電 池組外殼；及基膜捲繞單元，其用以捲繞已移除膠帶的基膜。
在根據本發明之膠帶黏合裝置中，當如上述將膠帶黏附至電池單元之外部或電池組外殼之外部或內部時，不必如傳統技術般進行操作員直接從離型紙剝離膠帶並將該膠帶黏附至電池單元外部或電池組外殼之外部或內部的無效率程序。
此外，黏附該膠帶之電池單元或電池組外殼區域的均一性獲得改善。另外，電池單元或電池組外殼之經黏附區域周圍的密封性獲得改善。因此，可能降低瑕疵率、改善生產力及大幅降低製造成本。
可使用各種種類之電池單元。例如，電池單元可包括安裝在金屬容器或由包含樹脂層與金屬層之積層薄片所製成的電池外殼中且具有陰極/隔板/陽極結構的電極裝配件。較佳地，電池單元包括捲繞型(包捲型)電極裝配件、堆疊型電極裝配件、或堆疊/摺疊型電極裝配件。
膠帶可為絕緣膠帶或雙面黏合膠帶。例如，可使用Nomex膠帶、Kapton膠帶或Double膠帶。
在較佳實例中，薄片供應單元可為其上捲繞有膠帶堆疊薄片之進料輥。提供薄片供應單元以將膠帶堆疊薄片供應至離型紙移除單元。薄片供應單元可將膠帶堆疊薄片連續供應至離型紙移除單元。
例如，離型紙移除單元可包括用以從該膠帶堆疊薄片移除該離型紙之剝離刀片及用以將該經剝離之離型紙捲繞 於其上之離型紙捲繞輥。
較佳地，剝離刀片包括相對於該膠帶堆疊薄片之前進側呈0至90度角傾斜之剝離端，以相對於該膠帶堆疊薄片從該薄片供應單元被導至膠帶黏合單元的前進方向呈90至180度角來剝離該離型紙。若必要，一或多個導引滾筒可位於離型紙之剝離方向以改變轉軸之方向。
用以在膠帶黏合程序期間將該膠帶堆疊薄片固持在適當位置之控制滾筒可位於該膠帶黏合單元膠帶黏合單元前方及/或後方。
在較佳實例中，離型紙及/或膠帶堆疊薄片之基膜的上側及/或下側可設有依該膠帶堆疊薄片之縱向以預定間隔依序配置的捲繞孔，且該控制滾筒之外周可設有複數個對應於該等捲繞孔之捲繞突出。以此種結構，膠帶堆疊薄片係針對每一膠帶位於適當位置，因此可能更有效率進行膠帶黏合程序。
每一捲繞孔的尺寸無特別限制，只要該等捲繞突出係插穿個別捲繞突出以展現上述效果即可。各捲繞突出可具有相當於膠帶堆疊薄片之寬度的1/30至1/20之尺寸。
在其他較佳實例中，控制滾筒可包括位於該膠帶黏合單元前方之第一控制滾筒及位於該膠帶黏合單元後方之第二控制滾筒。
於膠帶黏合單元之膠帶黏合程序期間，可停止該第一控制滾筒並可以反向(即，以與該膠帶堆疊薄片前進方向相反的方向)旋轉該第二控制滾筒。該第二控制滾筒的反 向旋轉均勻地維持膠帶黏合單元與該第二控制滾筒之間的張力。
在具體實例中，膠帶黏合單元可包括用於加壓該基膜以使各膠帶之一部分黏附於該電池單元或該電池組的一側之第一壓模及用於加壓該基膜以使各膠帶之其餘部分黏附於該電池單元或該電池組的另一側之第二壓模。
該第一壓模及第二壓模可在彼此緊密接觸情況下獨立地驅動，以使各膠帶各有效黏附至電池單元或電池組的對應部分。
在這種情況下，各膠帶可黏附至電池單元或電池組之二或更多側。該電池單元或電池組之兩側可為相連。當各膠帶黏附至電池單元或電池組的兩相連側時，黏著獲得改善。
在具體實例中，第一壓模主要可將該基膜加壓至該電池單元或電池組之一側，然後該第二壓模可將該基膜與各膠帶輔助地加壓至該電池單元或電池組之另一側，從而達成各膠帶黏附至該電池單元或電池組的膠帶黏合程序。當該等壓模施加預定之力至如上述的電池單元或電池組之對應側時，可在該電池單元或電池組外殼之黏附各膠帶的區域獲致均勻黏著。
本發明之基膜捲繞單元可為捲繞輥。因此，基膜捲繞單元可有效收集已移除膠帶的基膜。
根據該等情況，一或多個導引滾筒可位於該膠帶黏合單元與該基膜捲繞單元之間。可提供複數個導引滾筒以改 變轉軸方向或獲致基膜之平順移動。
根據本發明其他實施樣態，提供使用具有上述構造之膠帶黏合裝置所製造的蓄電池。蓄電池可為鋰蓄電池。
根據本發明另一實施樣態，提供經構造成具有特殊結構的膠帶堆疊薄片。尤其是，膠帶堆疊薄片包括離型紙；二或多個附著於該膠帶頂部之離型紙，該等膠帶係黏附於電池單元外部或電池組外殼外部以提供黏合或絕緣；附著於該等膠帶頂部之基膜，該基膜一側與具黏性之膠帶接觸；及複數個設於該離型紙及該基膜上側及/或下側之捲繞孔，該等捲繞孔係依縱向以預定間隔依序配置。
本發明之膠帶堆疊薄片包括本發明相關之技術中尚未知的新穎結構。
在較佳實例中，捲繞孔可具有與控制滾筒之捲繞突出相同尺寸以在膠帶黏合程序期間將膠帶堆疊薄片固持在適當位置。
膠帶堆疊薄片係在其捲繞孔與控制滾筒之捲繞突出嚙合的狀態下移動。因此，可降低瑕疵率，從而改善生產力並大幅降低電池組外殼製造成本。
從前文描述明顯看出，本發明之膠帶黏合裝置可經由自動化使用用以連續供應包括離型紙、複數個附著於該離型紙之頂部的膠帶及附著於該等膠帶頂部之黏合基膜的膠帶堆疊薄片的薄片供應單元、離型紙移除單元、膠帶黏合 單元及基膜捲繞單元來黏附膠帶以對電池單元外部或電池組外殼之外部或內部提供黏合或絕緣，從而改善電池單元或電池組外殼之經黏附區域周圍的密封性及改善黏附該膠帶之電池單元或電池組外殼區域的均一性。
10‧‧‧電池主體
20‧‧‧下方外殼
30‧‧‧上方外殼
40‧‧‧雙面黏合膠帶
100/110‧‧‧絕緣蓋
111‧‧‧雙面黏合底蓋膠帶
210/310‧‧‧膠帶
220/320‧‧‧離型紙
240‧‧‧剝離刀片
330‧‧‧黏著基膜
331‧‧‧捲繞孔
350‧‧‧離型紙捲繞輥
410‧‧‧進料輥
510‧‧‧導引滾筒
611/612‧‧‧控制滾筒
620‧‧‧第一壓模
630‧‧‧第二壓模
640‧‧‧電池單元
720‧‧‧捲繞輥
從以下詳細描述並結合附圖，將更清楚暸解本發明之上述及其他目的、特徵及其他優點；該等附圖中：圖1係顯示在電池主體與上方外殼之間以及在電池主體與下方外殼之間提供有雙面膠帶之範例電池組的透視圖；圖2係顯示底蓋係使用黏合膠帶附著至電池單元之下端的另一範例電池組的放大透視圖；圖3係典型顯示將膠帶堆疊在離型紙上之習用膠帶堆疊薄片的垂直斷面圖；圖4係典型顯示膠帶及基膜係依序堆疊在離型紙上之本發明膠帶堆疊薄片的垂直斷面圖；圖5係顯示圖4之用以連續供應膠帶堆疊薄片的薄片供應單元之視穿圖，其中膠帶及基膜係依序堆疊在離型紙上，且該膠帶堆疊薄片係由該薄片供應單元供應；圖6係顯示黏附本發明之膠帶堆疊薄片的膠帶之程序的典型視圖；及圖7係顯示用以將本發明之膠帶堆疊薄片黏附至電池單元外部的膠帶黏合單元之操作的典型視圖。
現在，茲參考附圖詳細描述本發明較佳具體實例。然而應注意的是，本發明範圍不受所舉例說明之具體實例限制。
圖3係典型顯示將膠帶堆疊在離型紙上之習用膠帶堆疊薄片的垂直斷面圖。
尤其是，圖3(a)係顯示膠帶210堆疊在離型紙220上之膠帶堆疊薄片的典型視圖，圖3(b)係顯示使用剝離刀片240將離型紙220一部分從膠帶堆疊薄片剝離之狀態的典型視圖，及圖3(c)係顯示離型紙220從膠帶堆疊薄片剝離之後的膠帶210之典型視圖。
圖4係典型顯示膠帶及基膜係依序堆疊在離型紙上之本發明膠帶堆疊薄片的垂直斷面圖。
參考圖4，膠帶堆疊薄片包括用於提供黏著或絕緣之膠帶310，其將黏附至電池單元之外部或電池組外殼之外部或內部。尤其是，圖4(a)為顯示包括離型紙320、附著至該離型紙320之頂部的膠帶310及附著至該膠帶310之頂部黏著基膜330的膠帶堆疊薄片之典型視圖，圖4(b)為顯示使用剝離刀片240將離型紙320一部分從膠帶堆疊薄片剝離之狀態的典型視圖，及圖4(c)為顯示離型紙320從膠帶堆疊薄片剝離之後該膠帶310及附著於該膠帶310頂部之基膜330的典型視圖。
圖5係顯示圖4之用以連續供應膠帶堆疊薄片的薄片 供應單元之視穿圖，其中膠帶及基膜係依序堆疊在離型紙上，且該膠帶堆疊薄片係由該薄片供應單元供應。
參考圖5，薄片供應單元為其上捲繞有膠帶堆疊薄片之進料輥410。薄片供應單元(即，進料輥410)連續供應包括離型紙320、附著至該離型紙320之頂部的複數個膠帶310及附著至該等膠帶310之黏著基膜330的膠帶堆疊薄片。膠帶堆疊薄片之離型紙320及基膜330的上側及下側係設有複數個捲繞孔331，該等捲繞孔331係依該膠帶堆疊薄片之縱向以預定間隔依序配置。
圖6係顯示黏附本發明之膠帶堆疊薄片的膠帶之程序的典型視圖。
參考圖6，顯示用以黏附膠帶以對電池單元外部或電池組外殼之外部或內部提供黏合或絕緣的自動膠帶黏合裝置。
膠帶黏合裝置包括薄片供應單元、離型紙移除單元、膠帶黏合單元及基膜捲繞單元。
薄片供應單元(即，進料輥410)連續供應包括離型紙320、附著至該離型紙320之頂部的複數個膠帶310及附著至該等膠帶310之黏著基膜330的膠帶堆疊薄片。該膠帶堆疊薄片係朝該離型紙移除單元進料。
該離型紙移除單元從該進料輥410所供應之膠帶堆疊薄片移除該離型紙320。該離型紙移除單元包括用以從該膠帶堆疊薄片移除該離型紙320之剝離刀片240及用以將該經剝離之離型紙320捲繞於其上之離型紙捲繞輥350。 該剝離刀片240包括相對於該膠帶堆疊薄片之前進側呈約45度角傾斜之剝離端，以相對於該膠帶堆疊薄片從該薄片供應單元被導至膠帶黏合單元的前進方向呈約135度角來剝離該離型紙320。
在剝離離型紙320之後，膠帶310及附著於膠帶310頂部之黏著基膜330朝該膠帶黏合單元前進。
一對控制滾筒611與612係位在膠帶黏合單元之前方與後方以在膠帶黏合程序期間將該膠帶堆疊薄片固持在適當位置。即，第一控制滾筒611係位於膠帶黏合裝置前方且第二控制滾筒612係位在膠帶黏合單元後方。
控制滾筒611與612之外周設有複數個對應於在基膜330上所形成之捲繞孔331的捲繞突出。
膠帶黏合單元將基膜330之外部壓向膠帶310以將各膠帶310黏附至電池單元640的外部。為此，膠帶黏合單元包括用於加壓該基膜330以使各膠帶310之一部分黏附於電池單元640的一側之第一壓模620及用於加壓該基膜330以使各膠帶310之其餘部分黏附於該電池單元640的另一側之第二壓模630。第一壓模620及第二壓模630為獨立驅動而彼此緊密接觸。
藉由基膜捲繞單元(即，捲繞輥720)捲繞已移除膠帶310之基膜330。複數個導引滾筒510係位於膠帶黏合單元與捲繞輥720之間。
圖7係顯示用以將本發明之膠帶堆疊薄片黏附至電池單元外部的膠帶黏合單元之操作的典型視圖。
參考圖7，膠帶黏合單元將各膠帶310黏附至電池單元640外部。為此，膠帶黏合單元包括第一壓模620及第二壓模630，彼等係與各膠帶310及基膜330緊密接觸地配置。為了將各膠帶310黏附至電池單元640外部，(a)將各膠帶310係黏附於電池單元640外部的兩側。為此，(b)可獨立驅動之第一壓模620主要將基膜330壓至電池單元640外部的其中一側，且(c)第二壓模630輔助地將基膜與各膠帶310壓至電池單元640外部的另一側。此時，為了均勻地維持膠帶黏合單元與第二控制滾筒之間的基膜330張力，停止第一控制滾筒611(見圖4)，並以反向(即，以與該膠帶堆疊薄片前進方向相反的方向)旋轉第二控制滾筒612(見圖4)。隨後，(d)在各膠帶310黏附至電池單元640外部之後，以與膠帶黏著方向相反之方向驅動第一壓模620及第二控制滾筒612，然後使基膜330朝基膜捲繞單元移動。
雖然已基於舉例說明目的揭示本發明之較佳具體實例，但熟悉本技術之人士將明白在不違背如附錄申請專利範圍所揭示之本發明範圍與精神的情況下，各種修改、添加及取代係屬可能。
240‧‧‧剝離刀片
310‧‧‧膠帶
320‧‧‧離型紙
330‧‧‧黏著基膜
350‧‧‧離型紙捲繞輥
410‧‧‧進料輥
510‧‧‧導引滾筒
611/612‧‧‧控制滾筒
620‧‧‧第一壓模
630‧‧‧第二壓模
640‧‧‧電池單元
720‧‧‧捲繞輥

Claims (16)

  1. 一種用以黏附膠帶以對電池單元外部或電池組外殼之外部或內部提供黏合或絕緣的膠帶黏合裝置，該膠帶黏合裝置包含：薄片供應單元，其用以連續供應膠帶堆疊薄片，此膠帶堆疊薄片包含離型紙、複數個附著於該離型紙之頂部的膠帶及附著於該等膠帶頂部之黏合基膜；離型紙移除單元，其用以從該薄片供應單元所供應之膠帶堆疊薄片移除該離型紙；膠帶黏合單元，其用以加壓該基膜與該等膠帶反側的外部以使各膠帶黏附於該電池單元或該電池組外殼；基膜捲繞單元，其用以捲繞已移除膠帶的基膜，其中用以在膠帶黏合程序期間將該膠帶堆疊薄片固持在適當位置之控制滾筒係位於該膠帶黏合單元前方及/或後方，其中該離型紙及/或該膠帶堆疊薄片之基膜之上側及/或下側設有依該膠帶堆疊薄片之縱向以預定間隔依序配置的複數個捲繞孔，及該控制滾筒之外周設有對應於該等捲繞孔之複數個捲繞突出。
  2. 如申請專利範圍第1項之膠帶黏合裝置，其中該電池單元包含安裝在金屬容器或由包含樹脂層與金屬層之積層薄片所製成的電池外殼中且具有陰極/隔板/陽極結構的電極裝配件。
  3. 如申請專利範圍第1項之膠帶黏合裝置，其中該等膠帶為絕緣膠帶或雙面黏合膠帶。
  4. 如申請專利範圍第1項之膠帶黏合裝置，其中該薄片供應單元為其上捲繞有膠帶堆疊薄片之進料輥。
  5. 如申請專利範圍第1項之膠帶黏合裝置，其中該離型紙移除單元包含：剝離刀片，其用以從該膠帶堆疊薄片移除該離型紙；及離型紙捲繞輥，其用以將該經剝離之離型紙捲繞於其上。
  6. 如申請專利範圍第5項之膠帶黏合裝置，其中該剝離刀片包含相對於該膠帶堆疊薄片之前進側呈0至90度角傾斜之剝離端，以相對於該膠帶堆疊薄片從該薄片供應單元被導至膠帶黏合單元的前進方向呈90至180度角來剝離該離型紙。
  7. 如申請專利範圍第1項之膠帶黏合裝置，其中該控制滾筒包含位於該膠帶黏合單元前方之第一控制滾筒及位於該膠帶黏合單元後方之第二控制滾筒。
  8. 如申請專利範圍第7項之膠帶黏合裝置，其中於該膠帶黏合單元之膠帶黏合程序期間，停止該第一控制滾筒並以反向(即，以與該膠帶堆疊薄片前進方向相反的方向)旋轉該第二控制滾筒。
  9. 如申請專利範圍第1項之膠帶黏合裝置，其中該膠帶黏合單元包含： 第一壓模，其用於加壓該基膜以使各膠帶之一部分黏附於該電池單元或該電池組的一側；及第二壓模，其用於加壓該基膜以使各膠帶之其餘部分黏附於該電池單元或該電池組的另一側。
  10. 如申請專利範圍第9項之膠帶黏合裝置，其中該第一壓模及該第二壓模為獨立驅動而彼此緊密接觸。
  11. 如申請專利範圍第9項之膠帶黏合裝置，其中各膠帶係黏附至該電池單元或電池組的二或更多側。
  12. 如申請專利範圍第9項之膠帶黏合裝置，其中該第一壓模主要將該基膜加壓至該電池單元或電池組之一側，然後該第二壓模將該基膜與各膠帶輔助地加壓至該電池單元或電池組之另一側，從而達成各膠帶黏附至該電池單元或電池組的膠帶黏合程序。
  13. 如申請專利範圍第1項之膠帶黏合裝置，其中該基膜捲繞單元為捲繞輥。
  14. 如申請專利範圍第1項之膠帶黏合裝置，其中一或多個導引滾筒係位於該膠帶黏合單元與該基膜捲繞單元之間。
  15. 如申請專利範圍第1項之膠帶黏合裝置，其中該電池用於製造蓄電池。
  16. 如申請專利範圍第15項之膠帶黏合裝置，其中該蓄電池為鋰蓄電池。
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