制造二次电池的设备及使用该设备制造二次电池的方法与流程

相关申请的交叉引用本技术要求于2021年9月16日提交的韩国专利申请第10-2021-0124357号以及于2022年9月13日提交的韩国专利申请第10-2022-0115228号的优先权的权益，通过引用将上述专利申请整体结合在此。本发明涉及一种制造二次电池的设备及使用该设备制造二次电池的方法，更特定而言，涉及一种能够改善电极单元内部的电极和隔膜的非结合区域以及电极组件内部的电极单元和隔膜片的非结合区域的制造二次电池的设备及使用该设备制造二次电池的方法。

背景技术：

1、当不能获得要被供应到建筑物的ac电力、或者根据由各种电气电子装置包围的生活环境需要dc电力时，使用通过物理或化学反应产生电能以将所产生的电能供应到外部的电池(battery、cell)。

2、在这些电池之中，通常使用一次电池和二次电池，它们是使用化学反应的化学电池。一次电池是可消耗的电池，其统称为干电池。此外，二次电池是通过使用其中在电流与物质之间的氧化还原过程可多次重复的材料制造的可再充电电池。当通过电流对材料执行还原反应时，进行充电，并且当对材料执行氧化反应时，进行放电。重复地执行这种充电-放电以产生电力。

3、在此，在二次电池之中的锂离子电池中，可将其中混合有活性材料、导电材料和粘合剂的电极浆料(slurry)以预定厚度施加到正极导电箔和负极导电箔以制造电极，并且可在两个导电箔之间插置隔膜以制造电极单元。

4、此外，二次电池根据它们的结构来分类。例如，二次电池可分为：圆柱形二次电池，在圆柱形二次电池中，长片型电极单元在之间具有隔膜片的情况下多次卷绕成大个果冻卷(jelly roll)的形式以制造电极组件，然后将所制造的电极组件容纳在圆柱形罐中以使得罐被密封；以及袋型二次电池，在袋型二次电池中，每个具有预定尺寸的电极单元在之间具有隔膜片的情况下堆叠并折叠以制造电极组件，然后将所制造的电极组件容纳在袋中以使得袋被密封。

5、当制造电极时，由于电极浆料的粘性，电极浆料被非均匀地施加至导电箔，引起电极浆料的涂覆厚度的差异。电极浆料的涂覆厚度的差异形成在通过包括电极制造的电极单元内部的电极和隔膜之间的非结合区域。此外，由于通过将电极单元堆叠在隔膜片上来制造袋型二次电池，因此非结合区域形成在包括电极单元的电极组件内部。存在如上所述的非结合区域由于负极的界面电阻而引起锂析出，从而增加电极的电阻的问题。

技术实现思路

1、技术问题

2、已经做出本发明以解决上述问题，并且本发明的目的是提供一种能够改善电极单元内部的电极和隔膜的非结合区域以及电极组件内部的电极单元和隔膜片的非结合区域的制造二次电池的设备及使用该设备制造二次电池的方法。

3、技术方案

4、本发明可包括一种制造二次电池的设备，所述设备包括按压部，所述按压部构造为按压交替设置有电极和隔膜的堆叠体，其中所述按压部包括：主按压部，所述主按压部构造为按压所述堆叠体的整个表面；和副按压部，所述副按压部包括鼓部，所述鼓部构造为按压所述堆叠体的整个表面中的、在所述电极中的每一个上设置的电极活性材料层的边缘部分所在的所述堆叠体的局部表面，其中所述鼓部包括：主体部，所述主体部具有旋转轴；和弹性部，所述弹性部设置在所述主体部的外周表面上并且构造为按压所述堆叠体的所述局部表面。

5、所述电极活性材料层的所述边缘部分可具有弯曲表面，所述弯曲表面的高度朝向其端部逐渐减小，并且所述鼓部可构造为按压所述边缘部分和所述隔膜，使得彼此对应的所述电极活性材料层的所述边缘部分和所述隔膜彼此结合。

6、所述弹性部可设置为弹性可变形。

7、所述弹性部可具有内部空间，并且空气(air)或流体可填充到所述内部空间中以保持预设压力。

8、所述弹性部可由可变形的合成树脂制成，并且所述合成树脂可设置为硅橡胶(silicone rubber)。

9、所述副按压部的形状可仅在按压所述局部表面时变形。

10、所述设备可进一步包括压力检测部，所述压力检测部构造为检测由所述副按压部施加到所述堆叠体的所述局部表面的压力。

11、所述压力检测部可包括：感测压力的传感器部；和显示由所述传感器部感测的压力的显示部。

12、所述传感器部可设置为在之间隔着所述堆叠体的所述局部表面的情况下面对所述副按压部。

13、所述堆叠体可包括连接到所述电极的电极接片，并且所述副按压部可按压在连接到所述电极接片的所述电极上设置的所述电极活性材料层的所述边缘部分所在的所述堆叠体的所述局部表面。

14、所述副按压部可设置在所述主按压部的前侧和后侧中的至少一者上。

15、所述设备可进一步包括加热部，所述加热部设置在所述按压部后方，以将热量施加到堆叠有所述电极和所述隔膜的所述堆叠体，其中所述副按压部可设置在所述加热部与所述主按压部之间。

16、所述边缘部分可位于在所述电极的每一个上设置的所述电极活性材料层的两个端部的每一个，并且所述鼓部可成对设置，一对鼓部分别按压位于所述电极活性材料层的两个端部的所述边缘部分所在的所述堆叠体的所述局部表面。

17、所述边缘部分可分别位于在所述电极上设置的所述电极活性材料层的两个端部，并且所述鼓部可构造为按压包括位于所述电极活性材料层的两个端部的每一个的所述边缘部分所在的所述堆叠体的所述局部表面的表面。

18、所述副按压部可进一步包括压力传感器，所述压力传感器构造为测量填充到所述弹性部的内部空间中的空气(air)或流体的压力。

19、所述副按压部可进一步包括注入部，所述注入部构造为通过所述主体部将空气(air)或流体注入到所述弹性部的内部空间中。

20、本发明可包括一种制造二次电池的方法，所述方法包括：电极单元制造工序，制造交替堆叠有电极和隔膜的电极单元；电极组件制造工序，在电极单元制造工序中制造的多个电极单元之间设置隔膜片，以制造电极组件；以及按压所述电极组件的按压工序，其中所述电极单元制造工序包括：堆叠工序，交替设置所述隔膜和所述电极以形成堆叠体；结合工序，将设置在所述堆叠体中的每个隔膜和每个电极彼此结合；其中所述结合工序包括：按压所述堆叠体的整个表面的整个表面按压工序；和按压所述堆叠体的整个表面中的、在所述电极上设置的电极活性材料层的边缘部分所在的所述堆叠体的局部表面的第一局部表面按压工序。

21、所述电极组件按压工序可包括：按压所述电极组件的整个表面的第二整个表面按压工序；和按压所述电极组件的整个表面中的、在所述电极上设置的电极活性材料层的边缘部分所在的所述电极组件的局部表面的第二局部表面按压工序。

22、有益效果

23、根据本发明的制造二次电池的设备及使用该设备制造二次电池的方法可具有以下优点：使用副按压部按压堆叠体的整个表面中的、在堆叠体的电极上设置的电极活性材料层的边缘部分所在的局部表面，以改善堆叠体内部的非结合区域。

24、此外，根据本发明的制造二次电池的设备可具有以下优点：通过使用包括弹性部的副按压部，能够对应于堆叠体的整个表面中的局部表面的各种尺寸和形状，而无需更换副按压部。

25、此外，根据本发明的制造二次电池的设备可具有以下效果：包括压力检测部以检测副按压部按压堆叠体的压力，从而基于检测的压力根据堆叠体的型号和加工环境容易地管理可加工性。