用于二次电池的接片供给装置以及电极组件制造装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种用于二次电池的接片供给装置以及电极组件制造装置，其能够通过减少设备面积而减少安装成本并且能够改善工作效率。在一个实施例中，该接片供给装置包括：电极接片线轴，在该电极接片线轴上缠绕有将被附接至电极板的电极接片，从该电极接片线轴引出缠绕的电极接片；电极接片切割单元，以预定长度切割从电极接片线轴引出的电极接片；以及电极接片分配单元，从电极接片切割单元接收切割的电极接片，并分配所接收的电极接片。
【专利说明】用于二次电池的接片供给装置以及电极组件制造装置
【技术领域】
[0001]本发明的方面涉及用于二次电池的接片供给装置(tab supply apparatus)以及具有该接片供给装置的电极组件制造装置。
【背景技术】
[0002]通常，锂离子二次电池通过将电极组件与电解质溶液一起容纳在罐中并通过盖组件(cap assembly)密封罐的顶端开口而形成。
[0003]电极组件可以通过堆叠第一和第二电极板以及分隔物并缠绕所堆叠的结构而制造为果冻卷(jelly-roll)的构造，分隔物设置在第一和第二电极板之间以使第一和第二电极板彼此绝缘。
[0004]引出至电极组件的外部的第一和第二电极接片附接至分别具有正极性和负极性的第一和第二电极板以传递第一和第二电极板的极性。这里，第一和第二电极接片分别附接至第一和第二电极板的未涂覆活性材料部分，然后电连接至盖组件。
[0005]这里，第一和第二电极接片由附接至电极组件的卷绕设备的接片供给装置来供给。接片供给装置被配置为成行地(in a row)供给并传递第一和第二电极接片。
[0006]然而，在将电极板成两行地馈送至电极组件的卷绕设备的情况下，由于单独的接片供给装置应当被进一步提供，所以设备面积和成本会增加，需要过于延长的时间来安装接片供给装置。
【发明内容】
[0007]本发明的方面提供一种用于二次电池的接片供给装置以及具有该接片供给装置的电极组件制造装置，其能够通过减少设备面积而减少安装成本并且能够改善工作效率。
[0008]根据本发明的一个方面，提供一种接片供给装置，该接片供给装置包括:电极接片线轴(electrode tab spool),在电极接片线轴上缠绕有将附接至电极板的电极接片,从电极接片线轴引出缠绕的电极接片；电极接片切割单元，以预定长度切割从电极接片线轴引出的电极接片；以及电极接片分配单元，从电极接片切割单元接收切割的电极接片，并分配所接收的电极接片。
[0009]接片供给装置还可以包括电极接片传递单元，该电极接片传递单元将从电极接片分配单元分配的电极接片传递至电极板的预定区域。
[0010]电极接片传递单元可以包括分别设置在电极接片分配单元的左侧和右侧的第一电极接片传递单元和第二电极接片传递单元。
[0011]第一电极接片传递单元和第二电极接片传递单元可以成两行地交替传递从电极接片分配单元分配的电极接片。
[0012]电极接片分配单元可以在左方向和右方向上交替地分配由电极接片切割单元切割的电极接片。
[0013]接片供给装置还可以包括在电极接片线轴与电极接片切割单元之间的保护带附接单元(protecting tape attaching unit),该保护带附接单元将电极接片保护带附接至电极接片的一部分。
[0014]根据本发明的另一方面，提供一种电极组件制造装置，用于通过将电极接片焊接至构成二次电池的电极板来制造电极组件，该制造装置包括:电极接片线轴，在电极接片线轴上缠绕有电极接片，从电极接片线轴成一行地引出缠绕的电极接片；电极接片切割单元，以预定长度切割从电极接片线轴引出的电极接片；电极接片分配单元，从电极接片切割单元接收切割的电极接片，并将接收的电极接片分配在相对于接收电极接片的方向的左方向上和右方向上；电极接片传递单元，将从电极接片分配单元分配的电极接片成两行地传递至电极板的预定区域；以及电极接片焊接单元，将从电极接片传递单元传递的电极接片交替地焊接至电极板。
[0015]电极接片传递单元可以包括分别设置在电极接片分配单元的左侧和右侧的第一电极接片传递单元和第二电极接片传递单元。
[0016]第一电极接片传递单元和第二电极接片传递单元可以成两行地交替传递从电极接片分配单元分配的电极接片。
[0017]电极接片分配单元在左方向和右方向上交替地分配由电极接片切割单元切割的电极接片。
[0018]电极板可以成两行地馈送，电极接片传递单元可以将电极接片交替地传递至两行的电极板。
[0019]两行的电极板的极性可以彼此不同。备选地，两行的电极板的极性可以彼此相同。
[0020]电极板可以成多行地馈送，电极接片传递单元将电极接片交替地传递至多行的电极板。
[0021]电极接片焊接单元可以通过超声熔接将电极接片传递单元传递的电极接片焊接至电极板。
[0022]该制造装置还可以包括在电极接片线轴与电极接片切割单元之间的保护带附接单元，该保护带附接单元将电极接片保护带附接至电极接片的一部分。
[0023]如上所述，用于二次电池的接片供给装置和电极组件制造装置被配置为使得电极接片成两行地而不是成一行地馈送，从而通过减少设备面积而降低安装成本并改善工作效率。
[0024]本发明的其他的方面和/或优点将在以下的描述中部分地阐述，并将部分地从该描述而显然，或者可以通过本发明的实践而掌握。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]从以下结合附图的详细描述，本发明的目的、特征和优点将变得更明显，附图中:
[0026]图1是示出二次电池的制造方法的示意图；
[0027]图2是示出根据本发明一个实施例的用于二次电池的接片供给装置的示意方框图；
[0028]图3是示出根据本发明的另一实施例的用于二次电池的电极组件制造装置的示意方框图；
[0029]图4是示出图3所示的电极组件制造装置的透视图；
[0030]图5是示出图3所示的电极组件制造装置的侧视图；
[0031]图6是示出图4所示的电极接片切割单元的透视图；
[0032]图7是示出图4所示的电极接片分配单元的透视图；以及
[0033]图8是示出图4所示的电极接片传递单元的透视图。
【具体实施方式】
[0034]在下文，将参照附图详细描述本发明的实施例的示例，使得其能够被本领域技术人员容易地实施和使用。
[0035]图1是示出二次电池的制造方法的示意图。
[0036]如图1所示，为了制造二次电池，需要提供第一分隔物11、第二分隔物12、负电极板13以及正电极板14。更具体地，第一分隔物11从第一分隔物辊Ila (第一分隔物11在其上卷绕多次)馈送,第二分隔物12从第二分隔物棍12a (第二分隔物12在其上卷绕多次)馈送，负电极板13从负电极板辊13a (负电极板13在其上卷绕多次)馈送，正电极板14从正电极板辊14a (正电极板14在其上卷绕多次)馈送。
[0037]此外，负电极板13位于第一分隔物11与第二分隔物12之间，正电极板14位于第二分隔物12上。也就是说，提供了堆叠结构，该堆叠结构包括第一分隔物11、负电极板13、第二分隔物12以及正电极板14。此外，随着堆叠结构被芯轴构件15在一个方向上旋转，从而获得果冻卷型的电极组件。
[0038]在根据本发明的用于二次电池的接片供给装置中，将被附接至负电极板13和/或正电极板14的未涂覆部分的负电极接片和/或正电极接片可以成两行地馈送，这将在后面详细描述。同时，在本发明中，负电极板13和/或正电极板14将被总称为电极板，将被附接至负电极板13和/或正电极板14的未涂覆部分的负电极接片和/或正电极接片将被总称为电极接片。
[0039]图2为示出根据本发明一个实施例的用于二次电池的接片供给装置的示意方框图。
[0040]参照图2，根据本发明实施例的用于二次电池的接片供给装置20是用于排出将附接至构成二次电池的电极板的电极接片的装置，并可以包括电极接片线轴21、保护带附接单元22、电极接片切割单元23、电极接片分配单元24以及电极接片传递单元25。
[0041]电极接片线轴21是其上缠绕将被附接至电极板的电极接片并被可旋转地支撑使得其中心配合到支撑轴(图4的211)的线轴。从电极接片供给单元(图4的205)馈送并且卷绕的电极接片成一行地从电极接片线轴21引出，然后被供给至保护带附接单元22。多个支撑辊(未示出)提供在电极接片线轴21周围。多个支撑辊位于电极接片线轴21的上方和下方，并确定电极接片经由支撑辊移动的行进路径，以允许电极接片反复地上升和下降。
[0042]保护带附接单元22提供在电极接片线轴21与电极接片切割单元23之间，并将电极接片保护带附接至从电极接片线轴21引出的电极接片的一部分。这里，保护带以预定的间隔且以预定的长度附接至从电极接片线轴21引出的电极接片，以与电极接片的长度方向交叉。保护带可以通过例如热压而附接至电极接片。然而，本发明并不将保护带的附接方法限于上述方法。
[0043]电极接片切割单元23以预定长度切割从电极接片线轴21引出的电极接片。电极接片切割单元23被配置为确保准确的切割位置和电极接片的长度。将在后面参照图6来描述电极接片切割单元23的构造。
[0044]电极接片分配单元24接收由电极接片切割单元23切割的电极接片并将所接收的电极接片分配在相对于传递电极接片的方向的左方向上和右方向上，然后成两行地馈送电极接片。也就是说，电极接片分配单元24将由电极接片切割单元23切割的电极接片交替地分配在电极接片分配单元24的左方向上和右方向上。更具体地，电极接片分配单元24可以将由电极接片切割单元23切割的电极接片交替地分配到位于左侧和右侧的第一电极接片传递单元25a和第二电极接片传递单元25b。电极接片分配单元24的构造将在后面参照图7来描述。
[0045]电极接片传递单元25将从电极接片分配单元24分配的电极接片传递至电极板的预定区域。电极接片传递单元25包括设置在电极接片分配单元24的左侧和右侧的第一电极接片传递单元25a和第二电极接片传递单元25b。第一电极接片传递单元25a和第二电极接片传递单元25b交替地接收从电极接片分配单元24在左方向上和右方向上分配的电极接片，并将接收的电极接片26a和26b成两行地传递至电极板的区域，以将电极接片26a和26b附接至电极板。电极接片传递单元25的构造将在后面参照图8来描述。
[0046]图3是示出根据本发明的另一实施例的用于二次电池的电极组件制造装置的示意方框图，图4是示出图3所示的电极组件制造装置的透视图，图5是示出图3所示的电极组件制造装置的侧视图，图6是示出图4所示的电极接片切割单元的透视图，图7是示出图4所示的电极接片分配单元的透视图，图8是示出图4所示的电极接片传递单元的透视图。
[0047]如图3至图8所示，根据本发明另一实施例的用于二次电池的电极组件制造装置是用于通过将从根据前述实施例的接片供给装置(图2和图3中所示)馈送的电极接片附接至电极板来制造电极组件的装置，重复的说明将被省略。
[0048]参照图3至图8，根据本发明另一实施例的用于二次电池的电极组件制造装置是用于通过将电极接片焊接到电极板来制造电极组件的装置，并可以包括电极接片线轴210、保护带附接单元220、电极接片切割单元230、电极接片分配单元240、电极接片传递单元250以及电极接片焊接单元270。
[0049]电极接片切割单元230以预定长度切割从电极接片线轴210引出的电极接片。也就是说，电极接片切割单元230以预定间隔将从电极接片线轴210引出的电极接片切割成具有预定长度，然后将切割的电极接片供给至电极接片分配单元240。
[0050]更具体地，参照图6，电极接片切割单元230使用上刀具231和下刀具232以预定长度切割从电极接片线轴210引出的电极接片。这里，电极接片切割单元230通过吸块(suct1n block) 233支撑电极接片的底表面，以防止电极接片移动。此外，上刀具231和下刀具232通过安装于其下的刀具固定单元234固定。此外，由上刀具231和下刀具232切割的电极接片被滑动引导器237和接片引导器235引导，然后进行馈送。电极接片探测传感器239设置在滑动引导器237和接片引导器235上方并探测所切割的电极接片是否被馈送。滑动引导器237和接片引导器235的位置可以通过旋转设置于滑动引导器237和接片引导器235的下部的调节扭236而改变。调节扭236固定地耦接至螺旋夹具238。
[0051]电极接片分配单元240接收由电极接片切割单元230切割的电极接片，并将其分配在相对于接收电极接片的方向的左方向上和右方向上。也就是说，电极接片分配单元240将由电极接片切割单元230切割的电极接片交替地分配到提供在电极接片分配单元240的左侧和右侧的第一电极接片传递单元250a和第二电极接片传递单元250b。
[0052]更具体地，参照图7，电极接片分配单元240包括下板244和上板245。下板244安装在平面分配引导器241中，分配轨242形成在平面引导器241上。上板245安装在下板244上方并包括提供在其相对两侧的两个接片夹具246a和246b，接片夹具246a和246b夹住由电极接片切割单元230切割的电极接片。此外，夹具对准卡盘248安装在上板245与两个接片夹具246a和246b之间，调节用于夹住电极接片的接片夹具246a和246b的位置并支撑接片夹具246a和246b。此外，电极接片分配单元240包括将电极接片引导到中心位置的中心引导器247和调节中心引导器247的位置的接片对准单元243。这里，接片对准单元243包括固定地耦接至中心引导器247的对准卡盘243a和相对于对准卡盘243a和下板244固定地安装的接片对准支撑单元243b。
[0053]电极接片传递单元250将从电极接片分配单元240分配的电极接片传递到电极板的预定区域。电极接片传递单元250包括设置在电极接片分配单元240的左方向上和右方向上的第一电极接片传递单元250a和第二电极接片传递单元250b。第一电极接片传递单元250a和第二电极接片传递单元250b将从电极接片分配单元240分配的第一电极接片260a和第二电极接片260b成两行地交替传递到电极接片焊接单元270。
[0054]更具体地，参照图8，第一电极接片传递单元250a包括第一传递板259a、以线形从第一传递板259a突出的第一传递轨259al、向外地安装在第一传递板259a的一侧的第一支撑框架251a以及向内地安装在第一传递板259a的另一侧的第一滑动构件252a。这里，第一滑动构件252a包括竖直滑动构件252al和水平滑动构件252a2，竖直滑动构件252al在向下的竖直方向上直接耦接至第一传递板259a的内侧，水平滑动构件252a2耦接至竖直滑动构件252al以平行于第一传递板259a。此外，第一传递引导构件253a安装在第一传递板259a上方，第一主传递主体254a安装在第一传递引导构件253a中，第一主传递主体254a基于安装在其一侧的第一伺服电机258a的旋转力而移动。第一主传递主体254a通过第一连接构件257a耦接至第一支撑框架251a。此外，用于夹住切割的电极接片并将其传递到电极接片焊接单元270的第一指形构件255a提供在第一主传递主体254a中。具有形成于其中的引导槽256al的第一传递构件256a提供在第一主传递主体254al下面以允许引导槽256al沿着第一传递轨259al移动。
[0055]此外，第二电极接片传递单元250b设置为面对第一电极接片传递单元250a，并包括平面的第二传递板259b、以线形在第二传递板259b上突出的第二传递轨259bl、向外地安装在第二传递板259b的一侧的第二支撑框架251b以及向内地安装在第二传递板259b的另一侧的第二滑动构件252b。这里，第二滑动构件252b包括竖直滑动构件252bl和水平滑动构件252b2，竖直滑动构件252bI在向下的竖直方向上直接耦接至第二传递板259b的内侧，水平滑动构件252b2耦接至竖直滑动构件252bl以平行于第二传递板259b。此外，第二传递引导构件253b安装在第二传递板25%上方，第二主传递主体254b安装在第二传递引导构件253b中，第二主传递主体254b基于安装在其一侧的第二伺服电机258b的旋转力而移动。第二主传递主体254b通过第二连接构件257b耦接至第二支撑框架251b。此外，用于夹住切割的电极接片并将其传递到电极接片焊接单元270的第二指形构件255b提供在第二主传递主体254b中。具有形成于其中的引导槽(未示出)的第二传递构件(未示出)提供在第二主传递主体254b下面以允许引导槽沿着第二传递轨259bl移动。
[0056]电极接片焊接单元270将从电极接片传递单元250传递的电极接片260a和260b交替地焊接至电极板271和272。这里，电极接片焊接单元270可以通过超声熔接将从电极接片传递单元250传递的电极接片260a和260b焊接至电极板271和272。
[0057]为了接收从第一电极接片传递单元250a和第二电极接片传递单元250b成两行地传递的第一电极接片260a和第二电极接片260b，电极接片焊接单元270包括相应于第一电极接片传递单元250a和第二电极接片传递单元250b的位置定位的第一电极接片焊接单元270a和第二电极接片焊接单元270b。然而，本发明并不将电极接片焊接单元270的数目限于这里所述。而是，可以提供多个电极接片焊接单元以对应于电极接片传递单元250的数目。
[0058]第一电极接片焊接单元270a和第二电极接片焊接单元270b可以包括在其中移动的第一电极板271和第二电极板272，并可以将从第一电极接片传递单元250a和第二电极接片传递单元250b成两行地交替传递的第一电极接片260a和第二电极接片260b分别焊接至移动的第一电极板271和第二电极板272。第一电极接片焊接单元270a和第二电极接片焊接单元270b可以分别包括传送带271a和271b以及超声波供给单元272a和272a。也就是说，在与从第一电极接片传递单元250a和第二电极接片传递单元250b传递第一电极接片260a和第二电极接片260b的方向垂直的方向上，第一电极板271和第二电极板272在第一电极接片焊接单元270a和第二电极接片焊接单元270b的传送带271a和271b上移动。然后，第一电极接片260a和第二电极接片260b被设置在移动的第一电极板271和第二电极板272的预定区域处，使用超声波供给单元272a和272b将超声波施加至第一电极接片260a和第二电极接片260b，从而将第一电极接片260a和第二电极接片260b焊接至第一电极板271和第二电极板272。
[0059]第一电极接片焊接单元270a和第二电极接片焊接单元270b中的一个安装得邻近第一电极接片传递单元250a和第二电极接片传递单元250b。因此,在第一电极接片焊接单元270a和第二电极接片焊接单元270b的传送带271a和271b上移动的第一电极板271和第二电极板272可以形成两行。从第一电极接片传递单元250a和第二电极接片传递单元250b成两行地传递的第一电极接片260和第二电极接片260b可以交替地附接至第一电极板271和第二电极板272。两行的第一电极板271和第二电极板272可以具有不同的极性或相同的极性。
[0060]如上所述，根据本发明，接片供给装置被配置为使得从电极接片线轴210成一行地引出且由电极接片切割单元230切割的电极接片经由电极接片分配单元240交替地分配至第一电极接片传递单元250a和第二电极接片传递单元250b。备选地,第一电极接片可以通过第一电极接片传递单元250a和第二电极接片传递单元250b成两行地传递至第一电极板271和第二电极板272，从而通过减少由接片供给装置占据的设备面积而减少安装成本并改善工作效率。
[0061]尽管以上已经详细描述根据本发明的示例性实施例的用于二次电池的接片供给装置以及具有该接片供给装置的电极组件制造装置，应当理解，这里描述的基本发明构思的许多变形和修改(可以被本领域技术人员想到)将仍然落入本发明的示例性实施例的精神和范围内，本发明的范围由权利要求书限定。
[0062]本申请要求于2013年3月12日提交的韩国专利申请N0.10-2013-0026161的优先权和权益，其全部内容通过引用结合于此。
【权利要求】
1.一种接片供给装置，用于馈送电极接片，该电极接片将被附接至构成二次电池的电极板，所述接片供给装置包括: 电极接片线轴，在所述电极接片线轴上缠绕有将被附接至所述电极板的所述电极接片，从所述电极接片线轴引出缠绕的电极接片； 电极接片切割单元，以预定长度切割从所述电极接片线轴引出的所述电极接片；以及 电极接片分配单元，从所述电极接片切割单元接收切割的电极接片，并分配所接收的电极接片。
2.根据权利要求1所述的接片供给装置，还包括电极接片传递单元，所述电极接片传递单元将从所述电极接片分配单元分配的所述电极接片传递至所述电极板的预定区域。
3.根据权利要求2所述的接片供给装置，其中所述电极接片传递单元包括分别设置在所述电极接片分配单元的左侧和右侧的第一电极接片传递单元和第二电极接片传递单元。
4.根据权利要求3所述的接片供给装置，其中所述第一电极接片传递单元和所述第二电极接片传递单元成两行地交替传递从所述电极接片分配单元分配的所述电极接片。
5.根据权利要求1所述的接片供给装置，其中所述电极接片分配单元在左方向和右方向上交替地分配所述电极接片切割单元切割的所述电极接片。
6.根据权利要求1所述的接片供给装置，还包括在所述电极接片线轴与所述电极接片切割单元之间的保护带附接单元，所述保护带附接单元将电极接片保护带附接至所述电极接片的一部分。
7.一种电极组件制造装置，用于通过将电极接片焊接至构成二次电池的电极板而制造电极组件，所述制造装置包括: 电极接片线轴，在该电极接片线轴上缠绕有所述电极接片，所缠绕的电极接片从所述电极接片线轴成一行地引出； 电极接片切割单元，以预定长度切割从所述电极接片线轴引出的所述电极接片； 电极接片分配单元，从所述电极接片切割单元接收切割的电极接片，并将接收的电极接片分配在相对于接收所述电极接片的方向的左方向上和右方向上； 电极接片传递单元，将从所述电极接片分配单元分配的所述电极接片成两行地传递至所述电极板的预定区域；以及 电极接片焊接单元，将从所述电极接片传递单元传递的所述电极接片交替地焊接至所述电极板。
8.根据权利要求7所述的制造装置，其中所述电极接片传递单元包括分别设置在所述电极接片分配单元的左侧和右侧的第一电极接片传递单元和第二电极接片传递单元。
9.根据权利要求8所述的制造装置，其中所述第一电极接片传递单元和所述第二电极接片传递单元成两行地交替传递从所述电极接片分配单元分配的所述电极接片。
10.根据权利要求7所述的制造装置，其中所述电极接片分配单元在左方向和右方向上交替地分配所述电极接片切割单元切割的所述电极接片。
11.根据权利要求7所述的制造装置，其中所述电极板成两行地馈送，所述电极接片传递单元将所述电极接片交替地传递至两行的电极板。
12.根据权利要求11所述的制造装置，其中所述两行的电极板的极性彼此不同。
13.根据权利要求11所述的制造装置，其中所述两行的电极板的极性彼此相同。
14.根据权利要求7所述的制造装置，其中所述电极板成多行地馈送，所述电极接片传递单元将所述电极接片交替地传递至多行的电极板。
15.根据权利要求7所述的制造装置，其中所述电极接片焊接单元通过超声熔接将从所述电极接片传递单元传递的所述电极接片焊接至所述电极板。
16.根据权利要求7所述的制造装置，还包括在所述电极接片线轴与所述电极接片切割单元之间的保护带附接单元，所述保护带附接单元将电极接片保护带附接至所述电极接片的一 部分。
【文档编号】H01M4/139GK104051707SQ201310363230
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年8月20日 优先权日:2013年3月12日
【发明者】孙丈秉, 金银豪 申请人:三星Sdi株式会社