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CN110802672A - 用于冲压电池的电极板的装置 - Google Patents

用于冲压电池的电极板的装置 Download PDF

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Abstract

公开了一种用于冲压电池的电极板的装置,所述装置可以通过设置在冲模上的突起防止涂覆层从电极集流体脱落。为此,所述装置包括:引导辊,传送包括电极集流体和涂覆层的电极板;冲模,从下方支撑通过引导辊传送的电极板;剥离器,位于冲模上并且在上下升降的同时将电极板固定在冲模与剥离器之间;以及冲子,冲压从冲模的一个侧表面和剥离器的一个侧表面突出的固定的电极板,其中,冲模包括在冲模的顶表面的与冲模的所述一个侧表面和剥离器的所述一个侧表面相邻的端部处向上突出预定高度的突起。

Description

用于冲压电池的电极板的装置
本申请要求于2018年8月6日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0091139号韩国专利申请的优先权和权益以及由此产生的全部权益,该韩国专利申请的全部内容通过引用包含于此。
技术领域
本发明涉及一种用于冲压电池的电极板的装置。
背景技术
二次电池是能够将电能转化为化学能并且以相对高的能量密度储存能量的电力储存系统。与通常不再充电的一次电池不同,二次电池可以重复再充电并且广泛地用于诸如智能电话、蜂窝电话、笔记本计算机或平板PC等的IT装置。
二次电池通过容纳电极组件来制造,电极组件包括正电极板、负电极板和与电解质一起位于两个电极板之间的隔膜。
电极组件可以通过堆叠两个电极板和隔膜并卷绕堆叠的结构形成或者通过冲压电极板并且堆叠冲压的电极板和隔膜形成。这里,正电极板和负电极板中的每个可以通过在箔型集流体上涂覆活性物质形成。如果活性物质在电极板的冲压期间从集流体上脱落,二次电池会具有降低的容量。
在此背景技术部分中公开的上述信息仅用于加强对所描述的技术的背景的理解,因此,它可以包含不形成对本领域的普通技术人员而言在本国的已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的实施例提供了一种用于冲压电池的电极板的装置,该装置可以通过突起防止涂覆层从电极集流体脱落,从而抑制电压降并且改善电池特性。
根据本发明的方面,提供了一种用于冲压电池的电极板的装置,该装置包括:引导辊,传送包括电极集流体和涂覆层的电极板;冲模,从下方支撑通过引导辊传送的电极板;剥离器,位于冲模上并且在上下升降的同时将电极板固定在冲模与剥离器之间;以及冲子,冲压从冲模的一个侧表面和剥离器一个侧表面突出的固定的电极板,其中,冲模包括在冲模的顶表面的与冲模的所述一个侧表面和剥离器的所述一个侧表面相邻的端部处向上突出的突起。
突起的距冲模的顶表面高度可以在0.001mm至1mm的范围内。
突起的宽度可以在0.1mm至5mm的范围内,该宽度是在第一方向上距冲模的所述一个侧表面的长度。
突起可以具有与冲模的顶表面平行的顶表面和使突起的顶表面与冲模的顶表面连接的倾斜表面。
突起的倾斜表面的角可以在5度至45度的范围内。
突起在顶表面与倾斜表面之间具有弯曲的边缘。
所述边缘的曲率半径可以在0.1mm至0.5mm的范围内。
突起可以沿冲模的顶表面的端部延伸以具有预定的高度和预定的宽度。
剥离器可以具有平坦的平面形状的底表面,突起比冲模的顶表面更靠近该平坦的平面形状的底表面。
如上所述,根据本发明的电极板冲压装置可以通过设置在冲模的顶表面的一个端部处的突起比其他区域更多地压缩电极板的固定区域,从而防止在电极板的冲压线处涂覆层在电极板的冲压期间从电极集流体脱落。
附图说明
图1是示出根据本发明的用于冲压电池的电极板的装置的构造的视图。
图2A至图2C是顺序地示出图1中示出的电极板冲压装置的冲压工艺的视图。
图3A和图3B是示出图1中示出的电极板冲压装置中的冲模的一部分的放大透视图和放大剖视图。
图4是示出图3A中示出的冲模的另一示例的透视图。
图5A和图5B示出了通过图1中示出的电极板冲压装置冲压的电极板的冲压线和对比示例的电极板的冲压线。
具体实施方式
在下文中,将参照附图详细描述发明的示例实施例。
本发明的各种实施例可以以许多不同形式实施并且不应被解释为限于这里阐述的示例实施例。相反,提供公开的这些示例实施例使得此公开将是彻底的和完整的并且将向本领域的技术人员传达公开的发明构思。
另外,在附图中,为了简洁和清楚,夸大了各种组件的尺寸或厚度。同样的标记始终表示同样的元件。另外,将理解的是,当元件A被称为“连接到”元件B时,元件A可以直接连接到元件B或者可以存在中间元件C,并且元件A与元件B彼此间接连接。
在这是使用的术语仅是为了描述具体实施例的目的,而不旨在限制发明。如在这里使用的,除非上下文明确指出,否则单数形式也旨在包括复数形式。还将理解的是,当在此说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件,但不排除存在或附加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
将理解的是,尽管可以在这里使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件,但是这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅由于将一个元件与另一元件区分开。因此,在不脱离本发明的教导的情况下,以下讨论的例如第一元件、第一组件或第一部分可以被称为第二元件、第二组件或第二部分。
参照图1,示出了示出根据本发明的用于冲压电池的电极板的装置的构造的视图。参照图2A至图2C,顺序地示出了示出图1中示出的电极板冲压装置的冲压工艺的视图。参照图3A和图3B,示出了示出图1中示出的电极板冲压装置中的冲模的一部分的放大透视图和放大剖视图。
如在图1中示出的,电极板冲压装置可以包括引导辊110、冲模120、剥离器130和冲子140。在电极板冲压装置100中,如果将板形的电极板10供给到冲模120与剥离器130之间,冲子140下降以切割电极板10。
首先,引导辊110可以包括至少两个或更多个引导辊并且允许电极板10在具有恒定拉力的同时以薄膜的形式供给到冲模120与剥离器130之间。也就是说,引导辊110可以以恒定拉力传送电极板10。电极板10可以依靠引导辊110沿第一方向A连续地供给到冲模120与剥离器130之间。这里,第一方向A表示其中供应电极板10的方向。
引导辊110可以设置在冲模120和剥离器130的前面,冲子140可以设置在冲模120和剥离器130的后面。也就是说,基于冲模120和剥离器130,引导辊110和冲子140可以沿第一方向A位于相对侧处。
这里,电极板10可以是用于电池的正电极板或负电极板。电极板10可以包括电极集流体11和涂覆层12,电极集流体11是薄金属片(例如,已知的金属箔),涂覆层12具有浆料,浆料包括涂覆在电极集流体11的至少一个表面上的活性物质。如果电极板10是正电极板,铝或镍可以用于电极集流体11,并且过渡金属氧化物可以用作涂覆层12的正电极活性物质。如果电极板10是负电极板,铜、铜合金、镍或镍合金可以用于电极集流体11,并且石墨或碳可以用作涂覆层12的负电极活性物质。另外,尽管在本发明中示出了包括位于电极集流体11的两个表面上的涂覆层12的电极板10,涂覆层12可以仅位于至少一个表面上,但是本发明的各方面不限于此。
另外,电极板10可以以卷状构造卷绕并且可以供给到电极板冲压装置100。可以从支撑并固定电极板10的构件(未示出)将电极板10供应到引导辊110。
冲模120可以从下方支撑通过引导辊110移动的电极板10。也就是说,电极板10可以在其中电极板10的底表面与冲模120的顶表面121接触的状态下通过引导辊110移动。另外,尽管未示出,但是冲模120的侧部或下部的区域可以固定到电极板冲压装置100。下面将详细描述冲模120的具体构造。
剥离器130可以位于冲模120上。这里,剥离器130的底表面131可以面向冲模顶表面121并且可以是平坦的平面。剥离器130可以在上下升降的同时将连续供给的电极板10固定到冲模120。剥离器130被安装为依靠例如液压缸或气动缸的通用驱动装置(未示出)来上下升降。尽管示出了具有矩形形状的剥离器130,但是它可以具有在其底表面上具有平坦的平面的任何形状,但本发明的各方面不限于此。如果剥离器130向下移动,电极板10可以被固定在冲模顶表面121与剥离器130的底表面131之间。如果剥离器130向上移动,电极板10可以通过引导辊110沿冲模顶表面121移动。
冲子140可以沿剥离器130的一个侧表面和冲模120的一个侧表面上下移动并且可以冲压突出的电极板10。这里,电极板10可以固定在冲模120与剥离器130之间。另外,剥离器130的一个侧表面和冲模120的一个侧表面可以用作用于冲子140的移动的引导线。如图2A至图2C中示出的,冲子140可以冲压从冲模120的一个侧表面和剥离器130的一个侧表面突出的固定的电极板10。冲子140被安装为依靠例如液压缸或气动缸的通用驱动装置(未示出)来上下升降。
如图3A和图3B中示出的,冲模120具有基本上平坦的顶表面121和从冲模顶表面121沿基本上竖直的方向弯曲的平坦的一个侧表面123。一个侧表面123可以是与冲子140相邻的表面并且可以在通过冲子140冲压期间起引导线的作用。另外,冲模120还可以包括在冲模顶表面121的与一个侧表面123相邻的端部处向上突出的突起122。这里,冲模顶表面121的与一个侧表面123相邻的端部可以被称为冲模120的顶表面端部。
突起122可以具有平行于冲模顶表面121延伸的突起顶表面122a和使突起顶表面122a与冲模顶表面121连接的倾斜表面122b。
突起122可以在第二方向B上沿冲模120的顶表面端部延伸。这里,第二方向B可以是与其中供给电极板10的第一方向A垂直的方向,优选与第一方向A垂直的电极板10的宽度的方向。突起122可以向上突出以在冲模顶表面121的整个端部具有相同的高度。另外,突起122可以比冲模顶表面121更靠近剥离器130的底表面131。另外,电极板10的固定在冲模120与剥离器130之间的固定区域10a可以通过突起122比其他区域被更多地压缩。这里,电极板10的固定区域10a表示电极板10的在电极板10的冲压期间固定在突起顶表面122a与剥离器130的底表面131之间的部分。另外,可以冲压电极板10的从固定区域10a朝向冲子140突出的区域。也就是说,电极板10的固定区域10a可以是最靠近通过冲子140冲压的电极板10的冲压线10b的区域。优选地,电极板10的固定在冲模120和剥离器130之间的冲压线10b可以与冲模120的一个侧表面123位于同一条线上。
由于冲模120通过突起122更多地压缩电极板10的固定区域10a,所以能够防止在电极板10的冲压线10b上的涂覆层12从电极集流体11脱落。
突起122可以沿冲模顶表面121设置以具有宽度W和高度H。这里,突起122的宽度W表示在第一方向A上距一个侧表面123的长度,优选突起顶表面122a在第一方向A上的长度。另外,突起122的高度H可以表示从冲模顶表面121至突起顶表面122a的距离。
突起122距一个侧表面123的宽度W可以在0.1mm至5mm的范围内。如果突起122的宽度W小于0.1mm,则不能够防止在电极板10的冲压线10b上的涂覆层12在电极板10的冲压期间从电极集流体11脱落。另外,如果突起122的宽度W大于5mm,由于在突起122的宽度的增大,局部地施加到电极板10的固定区域10a的压力会降低,导致压缩比的降低,则不能够防止涂覆层12从电极集流体11脱落。
另外,突起122距冲模顶表面121的高度H可以在0.001mm至1mm的范围内。如果突起122的高度H小于0.001mm,则不能够防止在电极板10的冲压线10b上的涂覆层12在冲压期间从电极集流体11脱落。另外,如果突起122的高度H大于1mm,则电极板10的固定区域10a会变形并损坏。更优选地,突起122的高度可以在0.05mm至0.1mm的范围内。
突起122的倾斜表面122b的角C可以在5度至45度的范围内。当突起122的高度H和宽度W变化时,突起122的倾斜表面122b的角C可以在上述范围内变化。倾斜表面122b可以是直线的或者可以具有弯曲轮廓。
例如,如图3B中示出的,突起122的倾斜表面122b可以是直线的。对于另一示例,如图4中示出的,突起122的倾斜表面122b可以具有弯曲轮廓。如果突起122的倾斜表面122b具有弯曲轮廓,则连接突起顶表面122a和倾斜表面122b的边缘可以是弯曲的。
如果连接突起顶表面122a和倾斜表面122b的边缘如上所述是弯曲的,则弯曲的边缘的曲率半径可以在0.1mm至5mm的范围内。
参照图5A,示出了通过图1中示出的电极板冲压装置100冲压的电极板10的冲压线10b的拍摄图像,参照图5B,示出了在没有突起(对比示例)的情况下通过冲模冲压的电极板20的冲压线20b的拍摄图像。
这里,当突起122具有1mm的宽度W和0.1mm的高度H并且通过电极板冲压装置100冲压电极板10时,获得图5A中示出的电极板10的拍摄图像。
如果突起122设置在冲模120的顶表面121的一个端部处,则如图5A中示出的,电极板10的固定区域10a通过突起122比电极板10的其他区域被更多地压缩。因此,可以防止在电极板10的冲压线10b上的涂覆层12在冲压期间从电极集流体11脱落。相反,如果冲模具有平坦的顶表面而没有突起,则如图5B中示出的,在电极板20的冲压线20b上的涂覆层22在冲压期间从电极集流体21脱落。
如上所述,当根据本发明的电极板冲压装置100冲压电极板10时,通过突起122能够防止涂覆层12从电极集流体11脱落,从而抑制电池的电压降并且改善电池特性。
虽然已经参照本发明的示例实施例具体地示出并描述了本发明的电极板冲压装置,但是本领域普通技术人员将理解的是,在不脱离如由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下,可以在其中进行形式和细节上的各种改变。

Claims (9)

1.一种用于冲压电池的电极板的装置,所述装置包括:
引导辊,传送包括电极集流体和涂覆层的电极板;
冲模,从下方支撑通过引导辊传送的电极板;
剥离器,位于冲模上并且在上下升降的同时将电极板固定在冲模与剥离器之间;以及
冲子,冲压从冲模的一个侧表面和剥离器的一个侧表面突出的固定的电极板,
其中,冲模包括在冲模的顶表面的与冲模的所述一个侧表面和剥离器的所述一个侧表面相邻的端部处向上突出的突起。
2.根据权利要求1所述的装置,其中,突起距冲模的顶表面的高度在0.001mm至1mm的范围内。
3.根据权利要求1所述的装置,其中,突起的宽度在0.1mm至5mm的范围内,所述宽度是在第一方向上距冲模的所述一个侧表面的长度。
4.根据权利要求1所述的装置,其中,突起具有与冲模的顶表面平行的顶表面和使突起的顶表面与冲模的顶表面连接的倾斜表面。
5.根据权利要求4所述的装置,其中,突起的倾斜表面的角在5度至45度的范围内。
6.根据权利要求4所述的装置,其中,突起在顶表面与倾斜表面之间具有弯曲的边缘。
7.根据权利要求6所述的装置,其中,边缘的曲率半径在0.1mm至5mm的范围内。
8.根据权利要求1所述的装置,其中,突起沿冲模的顶表面的所述端部延伸以具有预定的高度和预定的宽度。
9.根据权利要求1所述的装置,其中,剥离器具有平坦的平面形状的底表面,突起比冲模的顶表面更靠近所述平坦的平面形状的底表面。
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