用于制造二次电池的方法及用于制造二次电池的设备与流程

用于制造二次电池的方法及用于制造二次电池的设备
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求享有于2020年5月29日提交的韩国专利申请第10-2020-0065215号的优先权权益，通过引用将该韩国专利申请整体并入本技术。
技术领域
3.本发明涉及用于制造二次电池的方法及用于制造二次电池的设备。


背景技术：

4.不同于一次电池，二次电池是可再充电的，而且有较高可能具有紧凑尺寸和高容量。因此，近来对二次电池进行了许多研究。随着技术发展以及对移动装置的需求增加，对作为能量源的二次电池的需求正快速增大。
5.根据电池壳体的形状，可再充电电池被分类为硬币型电池、圆柱型电池、棱柱型电池和袋型电池。在二次电池中，安装在电池壳体中的电极组件是可充电及可放电的电力产生装置，具有其中堆叠电极和隔膜的结构。
6.电极组件可大致分类为卷绕型电极组件、堆叠型电极组件和堆叠/折叠型电极组件。在卷绕型电极组件中，隔膜插入在正极与负极之间，正极和负极的每一者被设置成涂覆有活性材料的片材的形式，之后将正极、隔膜和负极卷绕。在堆叠型电极组件中，多个正负极以及介于正负极间的隔膜被顺序地堆叠。在堆叠/折叠型电极组件中，多个堆叠型单元电池与具有较长长度的隔离膜一起被卷绕。
7.根据现有技术，通过模压来执行电极的切口处理。这里，在模压的情况中，除非更换模具，否则切口形状不会改变，并且当在切口处理之前确定电极有缺陷时，可人工停止设备的操作以显示缺陷。之后，即使在切口处理之后，也要为了显示缺陷而降低生产速率，以进行显示和处理。因此，存在制造生产率降低的问题。
8.[现有技术文献](专利文献)韩国专利公开案第10-2014-0015647号


技术实现要素：

[0009]
技术问题
[0010]
本发明的一个方面提供一种能够在制造二次电池期间允许连续操作而无需移动设备以便提高制造生产率的用于制造二次电池的方法及用于制造二次电池的设备。
[0011]
技术方案
[0012]
根据本发明的实施方式的用于制造二次电池的方法包括：通过电极供应部供应电极的电极供应处理；通过第一检查部检测所供应的电极以区分正常电极部分和异常电极部分的第一检查处理；和在切口部中将经历了所述第一检查处理的电极切口的切口处理，其中所述切口处理通过激光器执行切口，使得在所述第一检查处理中检测出的所述正常电极部分和所述异常电极部分彼此分开。
[0013]
此外，根据本发明的实施方式的用于制造二次电池的设备包括：电极供应部，被配
置为供应电极；第一检查部，被配置为检测所供应的电极以将正常电极部分和异常电极部分彼此区分开；和切口部，被配置为将通过了所述第一检查部的所述电极切口，其中所述切口部通过激光器将所述电极切口，使得在所述第一检查部中检测出的所述正常电极部分和所述异常电极部分彼此分开。
[0014]
有益效果
[0015]
根据本发明，可通过激光器将电极的正常电极部分和异常电极部分切口成不同形状，以执行连续的操作而无需移动设备，从而提高制造生产率。之后，当制造包括切口的电极的多个电池时，可检测出及排除包括异常电极部分(被切口为异常电极部分)的缺陷电池以执行连续的操作而无需移动设备，从而显著提高制造生产率。
附图说明
[0016]
图1是示出根据本发明实施方式的用于制造二次电池的设备的示例的正视图。
[0017]
图2是示出根据本发明实施方式的用于制造二次电池的方法中的第一检查处理和切口处理的透视图。
[0018]
图3是示出根据本发明另一实施方式的用于制造二次电池的设备的示例的正视图。
[0019]
图4是示出根据本发明另一实施方式的用于制造二次电池的方法中的第一检查处理和切口处理的透视图。
[0020]
图5是示出根据本发明另一实施方式的用于制造二次电池的方法中的第二检查处理、电池切割处理和排除处理的透视图。
具体实施方式
[0021]
本发明的目的、具体优点和新颖特征将由以下结合附图进行的详细描述变得更加显而易见。应注意到，尽可能以相同数字对本说明书的附图的部件添加附图标记，即使它们被示于其他附图中。另外，本发明可以以不同形式实施并且不应解释为限制于本文阐述的实施方式。在本发明的以下描述中，将省略可能会不必要地混淆本发明的要点的相关部分的详细描述。
[0022]
根据实施方式的用于制造二次电池的方法
[0023]
图1是示出根据本发明实施方式的用于制造二次电池的设备的示例的正视图，图2是示出根据本发明实施方式的用于制造二次电池的方法中的第一检查处理和切口处理的透视图。
[0024]
参见图1和图2，根据本发明实施方式的用于制造二次电池的方法包括供应电极10的电极供应处理，在第一检查部v1中检测电极10以将正常电极部分与异常电极部分彼此区分开的第一检查处理，和在切口部130中将电极切口的切口处理。
[0025]
此外，根据本发明实施方式的用于制造二次电池的方法可进一步包括围绕电极卷绕部140卷绕切口的电极10的卷绕处理。
[0026]
更详细地，参见图1，在电极供应处理中，可通过电极供应部110供应电极10。这里，电极供应部110包括其上卷绕电极10的电极供应滚筒111。在电极供应处理中，围绕电极供应滚筒111卷绕的电极10可被退绕以将电极10供应至用于后续处理的位置。这里，电极10可
以以各种形式(诸如片状或膜状)围绕电极供应滚筒111卷绕。
[0027]
在电极供应处理中，可根据切口处理中执行切口的速度调整电极10的供应速度。
[0028]
在电极供应处理中，电极供应部110可包括用于供应电极的辊r。这里，可调整每个辊r的旋转速度以调整供应速率。
[0029]
在第一检查处理中，第一检查部v1检测供应的电极10以将正常电极部分与异常电极部分彼此区分开。
[0030]
此外，在第一检查处理中，第一检查部v1可通过视觉传感器将正常电极部分与异常电极部分区分开，并且可通过主控制系统120向切口部130传输切口信号。这里，当向切口部130传输切口信号时，主控制系统120可一起传输切口类型信号。在该情况中，根据本发明实施方式的用于制造二次电池的方法可进一步包括在主控制系统120中控制切口部130以调整电极10的切口形状的控制处理。
[0031]
此外，在第一检查处理中，例如，第一检查部v1感测贴附到电极10的缺陷部分的缺陷电极显示标签(ng tag)t以检测正常电极部分和异常电极部分。在第一检查处理中，作为另一示例，第二检查部v2可感测电极10的形状以检测正常电极部分和异常电极部分。这里，可通过感测电极10中的宽度尺寸、变形、活性材料的施加状态等来检测正常电极部分和异常电极部分。
[0032]
在切口处理中，可在切口部130中将经历了第一检查处理的电极10切口。
[0033]
此外，在切口处理中，可由激光器131向电极10照射激光b来执行切口，使得在第一检查处理中检测出的正常电极部分和异常电极部分彼此分开。
[0034]
另外，在切口处理中，切口部130可基于所接收的切口信号将在第一检查部v1中彼此区分开的正常电极部分和异常电极部分切口成不同形状。
[0035]
在切口处理中，正常电极部分被切口以形成电极接片11，而异常电极部分被切口成带标记的形状、具有孔的形状、或切割过的电极接片11'的形状中的至少一种形状。这里，在切口处理中，切口部130通过激光器131向电极10中的异常电极部分的侧端照射激光b以将异常电极部分切口，使得异常电极部分处的电极接片11的形状不同于正常电极部分处的电极接片11的形状。这里，更详细而言，异常电极部分的切口形状可具有：切割出矩形电极接片11'并且要形成电极接片11'的部分较短的形状；要形成电极接片11”的部分的边缘被切角的形状；形成图案的带标记形状；或形成圆形孔或多边形孔的形状。
[0036]
在卷绕处理中，切口的电极10可围绕电极卷绕部140卷绕。这里，电极卷绕部140可包括在其上卷绕电极10的电极卷绕滚筒141，以围绕电极卷绕滚筒141卷绕在卷绕处理中移动的电极10。
[0037]
参见图1和图2，在根据本发明实施方式的具有上述配置的用于制造二次电池的方法中，所供应的电极10中的正常电极部分和异常电极部分可通过第一检查部v1彼此区分开，并接着通过激光器131切口成不同形状，以执行连续处理，而无需移动设备，从而提高制造生产率。
[0038]
根据另一实施方式的用于制造二次电池的方法
[0039]
以下，将描述根据本发明另一实施方式的用于制造二次电池的方法。
[0040]
图3是示出根据本发明另一实施方式的用于制造二次电池的设备的示例的正视图，图4是示出根据本发明另一实施方式的用于制造二次电池的方法中的第一检查处理和
切口处理的透视图，图5是示出根据本发明另一实施方式的用于制造二次电池的方法中的第二检查处理、电池切割处理和排除处理的透视图。
[0041]
参见图3和图5，根据本发明另一实施方式的用于制造二次电池的方法包括供应电极10的电极供应处理，在第一检查部v1中检测电极10以将正常电极部分和异常电极部分彼此区分开的第一检查处理，及在切口部130中将电极10切口的切口处理。此外，根据本发明另一实施方式的用于制造二次电池的方法可进一步包括在切口处理之后层压电极10和隔膜20的层压处理，通过第二检查部v2检测被切口成异常电极部分的电极部分的第二检查处理，将电极部分切割成多个电池30的电池切割处理，及排除包括异常电极部分的缺陷电池30'的排除处理。
[0042]
根据本发明另一实施方式的用于制造二次电池的方法与根据本发明的前述实施方式的用于制造二次电池的方法的不同之处在于，根据本发明另一实施方式的用于制造二次电池的方法进一步包括层压处理、第二检查处理、电池切割处理和排除处理。因此，在描述根据本发明另一实施方式的用于制造二次电池的方法时，将省略或简要描述与根据本发明的前述实施方式的用于制造二次电池的方法重复的内容，并且将主要描述其间的不同之处。
[0043]
更详细而言，参见图3至图5，在电极供应处理中，可通过电极供应部110供应电极10。
[0044]
在电极供应处理中，可根据在切口处理中执行切口的速度调整电极10的供应速度。
[0045]
在电极供应处理中，电极供应部110可包括供应电极10的辊r。这里，每个辊r的旋转速度可被调整以调整供应速度。
[0046]
在第一检查处理中，第一检查部v1检测所供应的电极10以将正常电极部分和异常电极部分彼此区分开。
[0047]
在第一检查处理中，第一检查部v1可通过视觉传感器将正常电极部分与异常电极部分区分开，并且可通过主控制系统220向切口部130传输切口信号。
[0048]
在切口处理中，可在切口部130中将经历了第一检查处理的电极10切口。
[0049]
此外，在切口处理中，可通过激光器131将在第一检查处理中检测出的正常电极部分和异常电极部分切口，以将它们彼此分开。
[0050]
另外，在切口处理中，切口部130可基于所接收的切口信号将在第一检查部v1中彼此区分开的正常电极部分和异常电极部分切口成不同形状。
[0051]
在切口处理中，正常电极部分被切口以形成电极接片11，而异常电极部分被切口成带标记的形状、具有孔的形状或切割过的电极接片11'的形状中的至少一种形式。这里，在切口处理中，切口部130可通过激光器131向电极10中的异常电极部分的侧端照射激光b以将异常电极部分切口，使得在异常电极部分处的电极接片11的形状不同于在正常电极部分处的电极接片11的形状。这里，更详细而言，异常电极部分的切口形状可具有：切割出矩形电极接片11'并且要形成电极接片11'的部分较短的形状；要形成电极接片11”的部分的边缘被切角的形状；形成图案的带标记形状；或形成圆形孔或多边形孔的形状。
[0052]
在切口处理之后，在层压处理中，电极10和隔膜20可被交替堆叠以进行层压。这里，在层压处理中，通过层压部260将热和压力施加到切口的电极10和隔膜20的堆叠s，因
而，电极10和隔膜20可彼此结合。
[0053]
这里，围绕隔膜供应滚筒250卷绕的隔膜20可被退绕以向层压部260供应隔膜20。
[0054]
在层压处理之后，在第二检查处理中，第二检查部v2可检测被切口为异常电极部分的电极部分。这里，在第二检查处理中，可通过包括视觉传感器的第二检查部v2感测被切口为异常电极部分的电极部分的切割过的电极接片11'、标记或孔，以检测异常电极部分，从而向排除部280传输检测信号。
[0055]
在第二检查处理之后，在电池切割处理中，可将层压的电极10和隔膜20的堆叠s切割成多个电池30。这里，在电池切割处理中，可通过包括一对切割器的电池切割部270来切割设置在一对切割器之间的电极10和隔膜20的堆叠s。
[0056]
在该情况中，可通过输送带c1和c2将切割过的电池30传送到后续处理。
[0057]
在切割处理之后，在排除处理中，排除部280可从多个电池30排除通过第二检查处理检测到的包括异常电极部分的缺陷电池30'。这里，在排除处理中，可通过包括夹具的排除部280抓取包括异常电极部分的缺陷电池30'以将缺陷电池30'与包括正常电极部分的电池30分离。
[0058]
在根据本发明另一实施方式的如上所述配置的用于制造二次电池的方法中，可通过激光器131将电极10的正常电极部分和异常电极部分切口成不同形状，接着，包括异常电极部分(其被切口为异常电极部分)的缺陷电池30'可在后续检查处理中被检测到，然后在排除处理中被排除。因此，可在不移动设备的情况下进行连续的操作，以显著地提高制造生产率。
[0059]
根据实施方式的用于制造二次电池的设备
[0060]
以下，将描述根据本发明实施方式的用于制造二次电池的设备。
[0061]
参见图1和图2，根据本发明实施方式的用于制造二次电池的设备100包括供应电极10的电极供应部110、检测所供应的电极10以将正常电极部分和异常电极部分彼此区分开的第一检查部v1、将通过了第一检查部v1的电极10切口的切口部130、和从第一检查部v1接收切口信号以向切口部130传输切口信号的主控制系统120。此外，根据本发明实施方式的用于制造二次电池的设备100可进一步包括卷绕电极10的电极卷绕部140。
[0062]
根据本发明实施方式的用于制造二次电池的设备100涉及应用于根据本发明的前述实施方式及另一实施方式的用于制造二次电池的方法的用于制造二次电池的设备。
[0063]
因此，在描述根据本实施方式的用于制造二次电池的设备100时，将省略或简要描述与根据本发明的前述实施方式及另一实施方式的设备的内容重复的内容，并且将主要描述不同之处。
[0064]
更详细而言，电极供应部110可供应电极10。这里，电极供应部110包括其上卷绕电极10的电极供应滚筒111，并且围绕电极供应滚筒111卷绕的电极10可被退绕以将电极10供应到用于后续处理的位置。
[0065]
另外，电极供应部110可根据由切口部130执行切口的速度调整电极10的供应速率。这里，电极供应部110可包括供应电极10的辊r。这里，每个辊r的旋转速度可被调整以调整供应速率。
[0066]
第一检查部v1可检测所供应的电极10以将正常电极部分与异常电极部分彼此区分开。
[0067]
此外，第一检查部v1可通过视觉传感器将正常电极部分和异常电极部分区分开以传输切口信号。
[0068]
例如，第一检查部v1感测贴附到电极10的缺陷部分的缺陷电极显示标签(ng tag)t，以检测正常电极部分和异常电极部分。
[0069]
又例如，第二检查部v2可感测电极10的形状以检测正常电极部分和异常电极部分。这里，可通过感测电极10中的宽度尺寸、变形、活性材料的施加状态等来检测正常电极部分和异常电极部分。
[0070]
主控制系统120可从第一检查部v1接收切口信号，以向切口部130传输切口信号。这里，当向切口部130传输切口信号时，主控制系统120可一起传输切口类型信号。也就是说，可通过在主控制系统120中控制切口部130来调整电极10的切口形状。
[0071]
切口部130可将通过了第一检查部v1的电极10切口。
[0072]
另外，切口部130可通过激光器131将电极10切口，使得在第一检查部v1中检测出的正常电极部分和异常电极部分彼此分开。
[0073]
此外，切口部130可基于所接收的切口信号将在第一检查部v1中彼此区分开的正常电极部分和异常电极部分切口成不同形状。
[0074]
另外，切口部130可将正常电极部分切口以形成电极接片11。这里，切口部130可通过激光器131向正常电极部分的侧端照射激光b，以形成矩形电极接片11。
[0075]
另外，切口部130可以将异常电极部分切口成带标记的形状、具有孔的形状或切割过的电极接片11’的形状中的至少一种形式。这里，切口部130可通过激光器131向电极10中的异常电极部分的侧端照射激光b，以将异常电极部分切口，使得在异常电极部分处的电极接片11的形状不同于在正常电极部分处的电极接片11的形状。这里，更详细而言，异常电极部分的切口形状可具有：切割出矩形电极接片11'并且要形成电极接片11'的部分较短的形状；要形成电极接片11”的部分的边缘被切角的形状；形成图案的带标记形状；或形成圆形孔或多边形孔的形状。
[0076]
电极卷绕部140可卷绕通过了切口部130的被切口的电极10。这里，电极卷绕部140可包括在其上卷绕电极10的电极卷绕辊141，以围绕电极卷绕辊141卷绕移动的电极10。
[0077]
根据另一实施方式的用于制造二次电池的设备
[0078]
以下，将描述根据本发明另一实施方式的用于制造二次电池的设备。
[0079]
参见图3至图5，根据本发明另一实施方式的用于制造二次电池的设备200包括供应电极10的电极供应部110、检测所供应的电极10以将正常电极部分与异常电极部分彼此区分开的第一检查部v1、将通过了第一检查部v1的电极10切口的切口部130、从第一检查部v1接收切口信号以向切口部130传输切口信号的主控制系统220、层压被切口的电极10和隔膜20的层压部260、检测被切口为异常电极部分的电极部分的第二检查部v2、将电极10和隔膜20的堆叠s切割成多个电池30的电池切割部270、及排除包括异常电极部分的缺陷电池30’的排除部280。
[0080]
根据本发明另一实施方式的用于制造二次电池的设备200与根据本发明的前述实施方式的用于制造二次电极的设备的不同之处在于，设备200进一步包括层压部260、第二检查部v2、电池切割部270和排除部280。
[0081]
因此，在对根据本实施方式的用于制造二次电池的设备200的描述中，将省略或简
要描述与根据本发明的前述实施方式的设备的内容重复的内容，并且将主要描述不同之处。
[0082]
更详细而言，电极供应部110可供应电极10。这里，电极供应部110包括其上卷绕电极10的电极供应滚筒111，并且围绕电极供应滚筒111卷绕的电极10可被退绕以将电极10供应到用于后续处理的位置。
[0083]
而且，电极供应部110可根据切口部130执行切口的速度调整电极10的供应速率。这里，电极供应部110可包括供应电极10的辊r。这里，每个辊r的旋转速度可被调整以调整供应速率。
[0084]
第一检查部v1可检测供应的电极10以将正常电极部分与异常电极部分彼此区分开。
[0085]
第一检查部v1可通过视觉传感器将正常电极部分和异常电极部分区分开以传输切口信号。
[0086]
主控制系统220可接收切口信号以向切口部130传输切口信号。这里，当向切口部130传输切口信号时，主控制系统220可一起传输切口类型信号。
[0087]
切口部130可将通过了第一检查部v1的电极10切口。
[0088]
另外，切口部130可通过激光器131将电极切口，使得在第一检查部v1中检测出的正常电极部分和异常电极部分彼此分开。
[0089]
切口部130可基于所接收的切口信号将在第一检查部v1中彼此区分开的正常电极部分和异常电极部分切口成不同形状。
[0090]
切口部130可将正常电极部分切口以形成电极接片11，并且将异常电极部分切口成带标记的形状、具有孔的形状或切割过的电极接片11’的形状中的至少一种形式。
[0091]
层压部260可交替地堆叠被切口的电极10和隔膜20以层压电极10和隔膜20。这里，层压部260可按压被切口的电极10和隔膜20的堆叠s，同时施加热以使电极10和隔膜20彼此结合。
[0092]
这里，围绕隔膜供应滚筒250卷绕的隔膜20可被退绕以向层压部260供应隔膜20。
[0093]
在通过层压部260之后，第二检查部v2可检测被切口为异常电极部分的电极部分。这里，第二检查部v2可通过视觉传感器检测被切口为异常电极部分的电极部分的切割过的电极接片11’、标记或孔，以检测异常电极部分，从而向排除部280传输检测信号。
[0094]
电池切割部270可将在通过第二检查部v2之后被层压的电极10和隔膜20的堆叠s切割成多个电池30。这里，电池切割部270可包括一对切割器，并且可在垂直地移动一对切割器的同时切割设置在一对切割器之间的电极10和隔膜20的堆叠s。
[0095]
然后，可通过传输带c1和c2将切割过的电池30传送到后续处理。
[0096]
在通过电池切割部270之后，排除部280可从多个电池30排除通过第二检查部v2检测出包括异常电极部分的缺陷电池30’。这里，排除部280可通过夹具抓取包括异常电极部分的缺陷电池30'以将缺陷电池30'与包括正常电极部分的电池30分离。
[0097]
虽然已参照本发明的示例性实施方式具体地示出及描述了本发明，但应理解，本发明的范围不限于此。本领域普通技术人员将理解的是，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下在形式及细节上对其做出各种改变。
[0098]
另外，本发明的保护范围将由随附权利要求书来明确。
[0099]
[符号说明]
[0100]
10：电极
[0101]
11、11’、11”：电极接片
[0102]
20：隔膜
[0103]
30：电池
[0104]
100、200：用于制造二次电池的设备
[0105]
110：电极供应部
[0106]
111：电极供应滚筒
[0107]
120：主控制系统
[0108]
130：切口部
[0109]
131：激光器
[0110]
140：电极卷绕部
[0111]
141：电极卷绕滚筒
[0112]
250：隔膜供应滚筒
[0113]
260：层压部
[0114]
270：电池切割部
[0115]
280：排除部
[0116]
b：激光
[0117]
c1、c2：传输带
[0118]
r：辊
[0119]
y：正常电极部分
[0120]
n：异常电极部分
[0121]
v1：第一检查部
[0122]
v2：第二检查部