电极组件制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种不同于堆叠折叠方法和堆叠方法的制造电极组件的方法，并且更加具体地，涉及一种通过使用料箱(magazine)制造电极组件的方法。
【背景技术】
[0002]二次电池被非常感兴趣地视为预期减轻由典型的使用化石燃料的汽油和柴油车辆引起的空气污染的电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)和并联混合动力电动车辆(PHEV)的电源。中型到大型装置诸如车辆要求高的功率和高的容量，并且因此，采用通过将大数目的电池单体电连接而形成的中型到大型电池模块。
[0003]为了最优地减小中型到大型电池模块的尺寸和重量，在中型到大型电池模块中，具有高集成度和小的重量容量比的棱型电池和袋型电池被广泛地用作电池单体。
[0004]电极组件被容纳在电池单体的外壳中。电极组件可以根据包括正极(cathode)、分隔物和负极(anode)的结构的类型而被分类。
[0005]例如，电极组件可以被分类成具有通过缠绕在其间带有分隔物的长片型正极和负极而形成的结构的果冻卷(缠绕型)电极组件、通过顺序地堆叠在其间带有分隔物的被切割成预定尺寸的多个正极和负极而形成的堆叠型电极组件以及堆叠和折叠型电极组件。
[0006]现在将描述在由本发明的申请人申请的韩国专利公布N0.2001-0082058、2001-0082059和2001-0082060中公开的堆叠和折叠型电极组件。
[0007]参考图1，具有堆叠和折叠型结构的电极组件1包括:作为单元单体的多个全单体la、lb、2、3和4，它们通过顺序地堆叠正极、分隔物和负极而形成并且彼此交迭；和布置在全单体la、lb、2、3和4的交迭部之间的分隔片5。分隔片5具有用于包围全单体的单元长度，并且被以在交迭部之间的单元长度向内弯曲以包围在从布置在电极组件1的中心中的全单体lb到布置在电极组件1的最外侧上的全单体4的范围中的每一个全单体。通过使用热焊接或者将胶带6附接于此而整饰分隔片5的末端。例如，通过在具有长的长度的分隔片5上排列全单体la、lb、2、3和4并且从分隔片5的端部顺序地缠绕全单体la、lb、2、3和4而制造这种堆叠和折叠型电极组件。然而，在这个结构下，在布置在电极组件1的中心区域中的全单体la、lb和2与布置在电极组件1的最外区域中的全单体3和4之间形成温度梯度，并且因此，在其间热耗散效率改变，当被长时间地使用时，这降低了电极组件1的使用寿命。
[0008]形成这种电极组件的过程采用用于形成每一个电极组件的两个层压设备和单独的折叠设备。因此，在缩短该过程的单件产品生产时间(tact time)方面存在限制。具体地，当通过折叠而形成堆叠结构时，难以准确地对准堆叠结构的上电极组件和下电极组件，这使得难以形成具有可靠质量的组件。
[0009]S卩，应用了这种折叠过程的电极组件的结构要求单独的折叠设备。另外，当使用二分单体结构时，制造并且堆叠两种类型的二分单体(g卩，A型二分单体和C型二分单体)并且在折叠过程之前准确地维持在被布置在长的分隔片上的二分单体之间的距离是相当困难的。即，在折叠过程中难以准确地对准上单元单体和下单元单体(全单体或者二分单体)。另外，当制造高容量单体时，改变类型占用长的时间。
[0010]接着，现在将描述堆叠型电极组件。因为在本技术领域中堆叠型结构是众所周知的，所以现在将简要地描述堆叠型电极组件的限制。
[0011]堆叠型电极组件的分隔物的水平和竖直宽度可以大于电极的水平和竖直宽度。通过重复地执行在具有与分隔物的水平或者竖直宽度对应的宽度的料箱或者模具上放置分隔物并且在分隔物上放置电极的过程而制造这种堆叠型电极组件。
[0012]然而，在此情形中，电极和分隔物是被逐一堆叠的，并且因此，加工时间增加从而显著地降低了生产率。虽然分隔物能够水平地并且竖直地对准，但是无任何料箱或者模具用于准确地对准被放置在分隔物上的电极。因此，堆叠型电极组件的电极可能错位。
[0013]进而，因为在其间带有分隔物的正极和负极的面对面的表面彼此错位，所以在施加到面对面的表面的活性材料的一个部分上不会发生电化学反应，因此降低了电池单体的效率。
【发明内容】
[0014]技术问题
[0015]相应地，本发明旨在提供一种制造具有通过简单的过程经济地制造的结构的电极组件的方法。
[0016]本发明还旨在提供一种制造其中电极被准确地排列以提尚其效率的电极组件的方法。
[0017]本发明还旨在提供一种电极组件制造方法，该电极组件制造方法只是通过对于每一个基础单元执行对准过程和尺寸检查过程而不单独地对于整个电极组件执行对准过程和尺寸检查过程来制造具有多个基础单元层的准确的电极组件。
[0018]技术方案
[0019]根据本发明的一个方面，提供一种电极组件制造方法，包括:制造其中电极和分隔物交替地堆叠的基础单元(操作S 10);在用于容纳基础单元的对准料箱中装载并且对准基础单元(操作S20);检查在操作S20中对准的基础单元的尺寸(操作S30);并且向堆叠料箱转移在操作S30中被认为具有正常尺寸的基础单元，以对准并且堆叠基础单元，由此形成电极组件(操作S40)。
[0020]有利的效果
[0021]根据本发明，提供了一种制造具有通过简单的过程而经济地制造的结构的电极组件的方法。
[0022]而且，提供了一种制造其中电极被准确地排列以提高其效率的电极组件的方法。
[0023]进而，提供了一种电极组件制造方法，该方法只是通过对于每一个基础单元执行对准过程和尺寸检查过程而不单独地对于整个电极组件执行对准过程和尺寸检查过程来制造具有多个基础单元层的准确的电极组件。
【附图说明】
[0024]从与附图相结合所作的以下详细说明，将更加清楚地理解本发明的以上和其它方面、特征和其它优点，其中:
[0025]图1是示意在相关技术中的堆叠和折叠型电极组件的概略视图；
[0026]图2是示意根据本发明的实施例的应用了电极组件制造方法的电极组件制造装置的视图；
[0027]图3是示意在对准料箱中堆叠基础单元的过程的概略视图；
[0028]图4是示意对准在对准料箱中装载的基础单元并且检查其尺寸的过程的概略视图；
[0029]图5是对应于图4的透视图；
[0030]图6是示意在对准料箱中堆叠并且对准的基础单元的电极突片区域的平面视图；
[0031]图7是示意其中机械臂抓持在对准料箱中装载并且对准的基础单元的状态的概略视图；
[0032]图8是示意其中机械臂向堆叠料箱转移基础单元的状态的概略视图；
[0033]图9是示意使用根据本发明的电极组件制造方法制造的电极组件的基础单元的第一结构的侧视图；
[0034]图10是示意使用根据本发明的电极组件制造方法制造的电极组件的基础单元的第二结构的侧视图；
[0035]图11是示意根据本发明制造基础单元的过程的视图；
[0036]图12是示意包括基础单元和第一辅助单元的电极组件的第一结构的侧视图；
[0037]图13是示意包括基础单元和第一辅助单元的电极组件的第二结构的侧视图；
[0038]图14是示意包括基础单元和第二辅助单元的电极组件的第三结构的侧视图；
[0039]图15是示意包括基础单元和第二辅助单元的电极组件的第四结构的侧视图；
[0040]图16是示意包括基础单元和第一和第二辅助单元的电极组件的第五结构的侧视图；
[0041]图17是示意包括基础单元和第一辅助单元的电极组件的第六结构的侧视图；并且
[0042]图18是示意包括基础单元和第二辅助单元的电极组件的第七结构的侧视图。
【具体实施方式】
[0043]在下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。然而，本发明不限于以下实施例。
[0044]在以下说明中和权利要求的范围中使用的术语不限于词典中已经存在的术语，并且仅仅用于在不限制本发明的同时解释具体的示例性实施例。
[0045]在附图中，为了描述方便和清楚起见，每一个元件或者构成元件的具体部分的尺寸被夸大、省略或者概略地示意。因此，每一个元件的尺寸并不完全地反映实际尺寸。而且，将取消与众所周知的功能或者构造有关的详细说明从而不会不必要地模糊本发明的主题。
[0046]图2是示意根据本发明的实施例的应用了电极组件制造方法的电极组件制造装置的视图。参考图2，该电极组件制造装置可以包括:对准料箱10，在该对准料箱10中堆叠并且对准基础单元110 ;堆叠料箱20，在该堆叠料箱20中堆叠从对准料箱10转移的基础单元110 ;机械臂40，该机械臂40抓持基础单元110并且将基础单元110从对准料箱10转移到堆叠料箱20 ;和照相机30，该照相机30用于对在对准料箱10中堆叠并且对准的基础单元110执行视觉检查。
[0047]对准料箱10包括:夹具16，该夹具16将在基部12上放置的基础单元110挤压抵靠基部12 ;和侧壁14，该侧壁