异物接收器清洁装置的制作方法

文档序号:11203627
异物接收器清洁装置的制造方法

本发明涉及异物接收器清洁装置。



背景技术:

随着对移动设备的技术开发和需求的增加,对于作为能量源的二次电池(“电池单元”)的需求随之急剧增加,在这样的二次电池单元中锂二次电池单元被商业化而被广泛使用,上述锂二次电池示出较高的能量密度和工作电压,且循环寿命长,自放电率低。

电池单元是指电极组件同电解液一起内置于电池壳体的一个单体的二次电池结构,在广泛意义上也将组装及组合正极、负极、隔膜等电池结构体而成的结构称为电极组件。

这样的电极组件的种类按照结构大体分为电极和隔膜等电池结构体被卷绕的卷绕型和上述电池结构体被层叠的堆叠型。卷绕型电极组件通过如下方法来制造:在用作集电体的金属箔上涂敷电极活性物质等,并进行干燥及压制之后,裁剪成所需的宽度及长度的带形态,利用隔膜对负极和正极进行隔膜处理之后,卷成螺旋形。卷绕型电极组件具有适合于圆筒形电池的结构特征。与此相反,堆叠型电极组件为将单一或多个正极单位体及负极单位体依次层叠的结构,具有容易地获得各种形态的优点。

近年来,作为卷绕型和堆叠型的混合形态的新型结构的电极组件,开发了具有如下结构的电极组件,即,利用具有大长度的连续的隔膜将全电池(full cell)或双电池(bicell)等单体电池折叠而成的结构,所述全电池具有一定单位大小的正极、负极及设在上述正负极之间的隔膜的结构,所述双电池具有将正极(负极)、隔膜、负极(正极)、隔膜、正极(负极)依次层叠的结构。这样的电极组件通常通过半自动化生产线、例如构成电极组件的电池结构体沿着能够移送物体的轨道或旋转辊等引导部件经过切割工序、粘接工序、层叠工序及卷绕工序等多种工序,而组合或制造成电极组件形态。

但是,在上述整体制造过程中,会产生电极粉或源自集电体的金属碎片等多种异物,这样的异物造成如下严重的问题:在作业之间的利用轨道或旋转辊等的移送过程、切割工序、粘接工序、层叠工序及卷绕工序等加工的过程中,因大量掉落而污染作业环境,因进入其他制造装置中而导致故障等。

因此,为了去除从上述过程中所产生的异物,而在作业装置的下端设置异物接收器,并按照一定时间间隔作业者直接进行清扫。例如,利用如下的方式进行异物清扫:在异物接收器的内部底面层叠多层粘垫(sticky mat),若在垫上充分地粘贴有异物则去除垫。但是,在这种方式中,由于作业者按异物接收器的内部空间直接剪切垫,且通过手动作业去除粘贴有异物的垫,因此存在如下问题:不仅清扫时间延长,而且因进行清扫作业而使制造工序暂时被停止,从而导致制造时间延长。

因此,实际情况为需要可以从根本上解决这样的问题的技术。



技术实现要素:

本发明的目的在于解决如上所述的现有问题和以往所要求的技术问题。

本发明人反复进行了深层研究和多种实验的结果,如下面所说明的那样,开发了特定结构的具备吸入部件、拉伸弹簧及减震部件的异物接收器清洁装置,进而确认了在使用这种异物接收器清洁装置时,可以使清扫作业半自动化,由此可以缩短清扫时间,并有效去除异物,从而完成了本发明。

因此,本发明的异物接收器清洁装置,用于去除收集在上部开放的箱型结构的异物接收器中的异物,其特征在于,包括:

吸入部件,沿着异物接收器的中空内部水平移动,具备吸入口和排出口,上述吸入口吸入收集在异物接收器中的异物,上述排出口排出被吸入的异物;

一个以上的拉伸弹簧,在将位于异物接收器的第一内侧面的吸入部件手动地向异物接收器的第二内侧面移动时,向吸入部件提供复原力;以及

一个以上的减震部件,在借助拉伸弹簧使吸入部件水平移动时调节移动速度。

根据本发明的异物接收器清洁装置,在将位于异物接收器的第一内侧面的吸入部件手动地向异物接收器的第二内侧面移动时,借助向吸入部件提供复原力的拉伸弹簧使吸入部件从第二内侧面返回(return)到第一内侧面,并将异物接收器的异物吸入及排出,因此可以进行半自动化的清扫。由此,可以简化清扫作业,并减少清扫时间及成本。

上述异物接收器可以按照作业环境进行多样的选择,但作为具体的例子,可以构成为在垂直截面上呈圆形或多边形形状的箱型结构。

在一个具体的例子中,可以具有如下结构:上述吸入部件的两个侧面以分别紧贴于与异物接收器的第一内侧面及第二内侧面相邻的内表面的状态水平移动,上述吸入口形成于吸入部件的第一面的下部,上述排出口以与吸入口相连通的状态从吸入部件的第二面突出。尤其,上述吸入口的两个侧面以分别紧贴于与异物接收器的第一内侧面及第二内侧面相邻的内表面的状态水平移动,从而当吸入部件从第二内侧面向第一内侧面返回时,可以一次性全部去除收集在异物接收器中的异物。

具体地,上述吸入部件的第二面可以形成为从外周边向中心轴方向呈渐缩形的结构,上述排出口可以形成于吸入部件的第二面的上部。并且,上述排出口可以以通过吸入口被吸入的异物沿着垂直方向移动而沿着水平方向排出的方式弯曲。根据这种结构,被吸入的异物不积累在上述吸入部件中而是实时地被排出,由此可以缩短清扫时间。

上述拉伸弹簧可以为如下结构,即,上述拉伸弹簧的一侧端部固定于吸入部件的第二面,上述拉伸弹簧的另一侧端部固定于异物接收器的第一内侧面或外部装置,以能够向吸入部件提供水平移动力。并且,可以考虑异物的量和异物接收器的形状,来增减拉伸弹簧的数量而调节吸入部件的移动力。

在一个具体的例子中,可以为如下结构,即,上述减震部件包括两个减震部件,这样的减震部件在使一侧端部以对称的方式与吸入部件的两个侧面相连接的状态下使另一侧端部固定于异物接收器的第一内侧面或外部装置。上述减震部件可以采用例如以液压式进行工作的方式,以能够适当地调节通过拉伸弹簧的弹性移动的吸入部件的移动速度。

如上所示,本发明的异物去除装置构成为如下结构,即,在将异物接收器清洁装置安装于收集有异物的异物接收器之后,若借助人力使吸入部件沿着异物接收器的中空内部水平移动,则借助拉伸弹簧的复原力使吸入部件水平移动的同时通过吸入口吸入异物并通过排出口排出异物。因此,本发明的异物接收器清洁装置可以应用为去除在多种电池结构体的制造或加工过程中产生的异物的装置。

本发明还提供包括如上所述的异物接收器清洁装置的电池单元制造装置。此时,可以为在上述异物接收器清洁装置的排出口连接有用于向外部排出异物的排出管的结构。并且,上述电池单元制造装置还可以包括收集从上述排出管排出的异物的异物收集装置,此时,可以向上述异物收集装置施加用于引导向异物收集装置移送异物的吸入压。

本发明的电池单元制造装置可以用于包括如下结构的电池单元制造过程中。

上述电池单元可以为锂离子电池单元或锂离子聚合物电池单元,上述电池单元可以由正极、负极、隔膜及含锂盐的非水电解液构成。

例如,上述正极是在正极集电体上涂敷正极活性物质、导电材料及粘结剂的混合物之后进行干燥而制造的,根据需要可以向上述混合物中添加填料。

上述正极活性物质可以举出如下物质:锂钴氧化物(LiCoO2)、锂镍氧化物(LiNiO2)等层状化合物或由一个或一个以上的过渡金属所取代的化合物;化学式为Li1+xMn2-xO4(其中,x为0~0.33)、LiMnO3、LiMn2O3、LiMnO2等锂锰氧化物;锂铜氧化物(Li2CuO2);LiV3O8、LiFe3O4、V2O5、Cu2V2O7等钒氧化物;用化学式LiNi1-xMxO2(其中,M=Co、Mn、Al、Cu、Fe、Mg、B或Ga,x=0.01~0.3)表示的Ni位点型锂镍氧化物;用化学式LiMn2-xMxO2(其中,M=Co、Ni、Fe、Cr、Zn或Ta,x=0.01~0.1)或Li2Mn3MO8(其中,M=Fe、Co、Ni、Cu或Zn)来表示的锂锰复合氧化物;化学式中的一部分Li被碱土金属离子所取代的LiMn2O4;二硫化合物;Fe2(MoO4)3等,但并不仅局限于此。

上述导电材料通常以包含正极活性物质的混合物总重量为基准添加1重量百分比至30重量百分比。这些导电材料只要不会对该电池产生化学变化且具有导电性,就并不特别限制,例如可以使用如下物质:天然石墨或人造石墨等石墨;碳黑、乙炔黑、科琴黑、槽法炭黑、炉法炭黑、灯黑、热炭黑等碳黑;碳纤维或金属纤维等的导电纤维;氟化碳、铝、镍粉末等金属粉末;氧化锌、钛酸钾等导电晶须;钛氧化物等导电金属氧化物;聚苯撑衍生物等导电性材料等。

上述粘结剂作为有助于活性物质与导电材料等之间的结合和对于集电体的结合的成分,通常以包含正极活性物质的混合物的总重量为基准添加1重量百分比至30重量百分比。作为这种粘结剂的例子可以举出:聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、三元乙丙橡胶(EPDM)、磺化三元乙丙橡胶、丁苯橡胶、氟橡胶及各种共聚物等。

上述填料为用于抑制正极的膨胀的成分,可以选择性地使用,只要不会对该电池产生化学变化且属于纤维材料,就不特别限制,可以使用例如聚乙烯、聚丙烯等烯烃类聚合物;玻璃纤维、碳纤维等纤维状物质。

上述负极是通过在负极集电体上涂敷负极活性物质并进行干燥而制造的,根据需要,也可以选择性地还包含如上所述的成分。

作为上述负极活性物质可以使用例如难石墨化碳、石墨类碳等碳;LixFe2O3(0≤x≤1)、LixWO2(0≤x≤1)、SnxMe1-xMe’yOz(Me:Mn、Fe、Pb、Ge;Me’:Al、B、P、Si、周期率表中的1族、2族、3族元素、卤素;0<x≤1;1≤y≤3;1≤z≤8)等金属复合氧化物;锂金属;锂合金;硅类合金;锡类合金;SnO、SnO2、PbO、PbO2、Pb2O3、Pb3O4、Sb2O3、Sb2O4、Sb2O5、GeO、GeO2、Bi2O3、Bi2O4及Bi2O5等金属氧化物;聚乙炔等导电高分子;Li-Co-Ni类材料等。

上述隔膜设在正极与负极之间,使用具有高离子渗透性和机械强度的绝缘性薄膜。隔膜的气孔直径通常为0.01~10μm,厚度通常为5~300μm。作为这种隔膜,可以使用例如耐化学性及疏水性的聚丙烯等烯烃类聚合物;由玻璃纤维或聚乙烯等制成的薄片或无纺布等。在将如聚合物等固体电解质用作电解质的情况下,固体电解质可以充当隔膜。

含锂盐的非水电解液由极性有机电解液和锂盐构成。作为电解液可以使用非水液态电解液、有机固体电解质及无机固体电解质等。

作为上述非水液态电解液,可以使用例如N-甲基-2-吡咯烷酮、碳酸丙烯酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、γ-丁内酯、1,2-二甲氧基乙烷、四羟基(franc)、2-甲基四氢呋喃、二甲基亚砜、1,3-二氧戊烷、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二氧戊环、乙腈、硝基甲烷、甲酸甲酯、乙酸甲酯、磷酸三酯、三甲氧基甲烷、二氧戊环衍生物、环丁砜、甲基环丁砜、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、碳酸丙烯酯衍生物、四氢呋喃衍生物、乙醚、丙酸甲酯及丙酸乙酯等非质子有机溶剂。

作为上述有机固体电解质,可以使用例如聚乙烯衍生物、聚氧化乙烯衍生物、聚环氧丙烷衍生物、磷酸酯聚合物、聚赖氨酸(agitation lysine)、聚苯硫醚、聚乙烯醇、聚偏二氟乙烯及包含离子性解离基团的聚合物等。

作为上述无机固体电解质,可以使用例如Li3N、LiI、Li5NI2、Li3N-LiI-LiOH、LiSiO4、LiSiO4-LiI-LiOH、Li2SiS3、Li4SiO4、Li4SiO4-LiI-LiOH、Li3PO4-Li2S-SiS2等Li的氮化物、卤化物及硫酸盐等。

上述锂盐作为在上述非水电解质中易于溶解的物质,可以使用例如LiCl、LiBr、LiI、LiClO4、LiBF4、LiB10Cl10、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3SO3Li、CF3SO3Li、(CF3SO2)2NLi、氯硼烷锂、低级脂族羧酸锂、四苯基硼酸锂及酰亚胺等。

并且,在非水电解液中以改善充放电特性和阻燃性等为目的可以还添加例如吡啶、亚磷酸三乙酯、三乙醇胺、环醚、乙二胺、n-乙二醇二甲醚(glyme)、六磷酸三酰胺、硝基苯衍生物、硫、醌亚胺染料、N-取代恶唑烷酮、N,N-取代咪唑烷、乙二醇二烷基醚、铵盐、吡咯、2-甲氧基乙醇及三氯化铝等。根据需要,为了赋予不燃性,还可以包含四氯化碳、三氟化硼等含卤素的溶剂,为了提高高温保存特性,还可以包含二氧化碳气体。

本发明还提供包括上述电池单元作为单体电池的电池组,并提供包括上述电池组的设备,上述设备可以为笔记本电脑、上网本、平板电脑、移动电话、MP3、可佩戴的电子设备、动力工具(power tool)、电动车(Electric Vehicle,EV)、混合动力汽车(Hybrid Electric Vehi cle,HEV)、插电式混合动力汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle,P HEV)、电动自行车(E-bike)、电动摩托车(E-scooter)、电动高尔夫球车(electric golf cart)或者电力存储用系统,但并不仅局限于此,这是不言而喻的。

这些设备的结构及其制造方法在该所属的技术领域已公知,因此在本说明书中省略对此的详细说明。

发明效果

如上所述,本发明的异物接收器清洁装置具备:吸入部件,具备吸入口和排出口,上述吸入口吸入收集在异物接收器中的异物,上述排出口排出被吸入的异物;一个以上的拉伸弹簧,在将位于异物接收器的第一内侧面的吸入部件手动地向异物接收器的第二内侧面移动时,向吸入部件提供复原力;以及一个以上的减震部件,在借助拉伸弹簧使吸入部件水平移动时调节移动速度,由此可提供如下效果:可以进行半自动化的清扫作业,不仅可以缩短清扫时间,而且还可以有效去除异物。

附图说明

图1为适用于本发明的一实施例的上部开放的箱型结构的异物接收器的示意图。

图2为本发明的一实施例的异物接收器清洁装置的平面示意图。

图3为图2的异物接收器清洁装置的侧面示意图。

图4为图2的异物接收器清洁装置安装于图1的异物接收器的平面示意图。

图5为示出将图4的吸入部件手动地移动至异物接收器的第二内侧面时的平面示意图。

图6为示出图5的吸入部件向异物接收器的第一内侧面返回并吸入异物的平面示意图。

具体实施方式

以下,参照本发明的实施例的附图,进行说明,但这只是为了更容易理解本发明,本发明的范围并不局限于此。

图1为适用于本发明的一实施例的上部开放的箱型结构的异物接收器的示意图,图2为本发明的一实施例的异物接收器清洁装置的平面示意图,图3为图2的异物接收器清洁装置的侧面示意图,图4为图2的异物接收器清洁装置安装于图1的异物接收器的平面示意图,图5为示出将图4的吸入部件手动地移动至异物接收器的第二内侧面时的平面示意图,图6为示出图5的吸入部件向异物接收器的第一内侧面返回并吸入异物的平面示意图。

一同参照图1至图6,异物接收器清洁装置100包括:吸入部件102,沿着异物接收器10的中空内部水平(图1的A方向)移动;两个拉伸弹簧104,向吸入部件102提供复原力;以及两个减震部件103,在借助拉伸弹簧104使吸入部件102水平移动时(参照图6的白色箭头方向),调节移动速度。

吸入部件102具备:吸入口105,吸入收集在异物接收器10中的异物;以及排出口101,排出被吸入的异物。在将位于异物接收器10的第一内侧面11的吸入部件102(参照图4,作为参考,在图4中未示出拉伸弹簧)手动地向异物接收器10的第二内侧面12移动时(参照图5),吸入部件102借助拉伸弹簧104的复原力返回到异物接收器10的第一内侧面,并通过吸入口105吸入异物接收器10的异物。作为参考,图3的箭头表示异物通过吸入口105被吸入的方向。图6的多个黑色箭头表示通过吸入口105被吸入的异物通过排出口101被排出的路径。

参照图1至图3,吸入部件102的两个侧面以分别紧贴于与异物接收器10的第一内侧面11及第二内侧面12相邻的内表面13、14的状态水平移动(图1的A方向)。吸入口105形成于吸入部件102的第一面106的下部,排出口101以与吸入口105相连通的状态从吸入部件102的第二面107突出。并且,第二面107形成为从外周边向中心轴方向呈渐缩形的结构,排出口101位于第二面107的上部。排出口101以通过吸入口105被吸入的异物沿着垂直方向移动而沿着水平方向排出的方式弯曲。

参照图2,拉伸弹簧104的一侧端部固定于吸入部件102的第二面107,且拉伸弹簧104的另一侧端部固定于外部装置(未图示),以能够向吸入部件102提供水平移动力。

以液压式进行工作的两个减震部件103在使一侧端部以对称的方式与吸入部件102的两个侧面相连接的状态下使另一侧端部固定于外部装置(未图示)。

在将本发明的异物接收器清洁装置安装于收集有异物的异物接收器之后,若借助人力使吸入部件沿着异物接收器的中空内部水平移动,则借助拉伸弹簧的复原力使吸入部件水平移动的同时通过吸入口吸入异物并通过排出口排出异物,由此可以提供如下效果:可以进行半自动化的清扫作业,不仅可以缩短清扫时间,而且可以有效去除异物。

只要是本发明所属领域的普通技术人员,就能够以上述内容为基础在本发明的范围内可以执行各种应用及变更。

再多了解一些
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