用于连续制造电极的装置和方法

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求在韩国知识产权局于2021年3月9日提交的韩国专利申请第10-2021-0030954号以及于2022年3月3日提交的韩国专利申请第10-2022-0027640的优先权，通过引用将上述专利申请的全部内容结合在此。

本公开内容涉及一种用于连续制造电极的装置和方法，能够通过在用于传输和辊压电极板以便连续制造电极的装置中自动且连续地移除其中出现缺陷的电极板来改善连续电极制造工艺的批量生产率。

背景技术

通过在壳体中插入包括正极板和负极板的电极板的电极组件以及隔膜并且密封壳体来形成二次电池。通过向每一个电极集流体施加包含活性材料浆料的合成物来形成涂布层而获得诸如正极板或者负极板这样的电极板，并且当这样的电极板被连续传输时，能够利用辊压装置或者类似物对它进行辊压以制造每一个电极。

此时，辊压步骤是改善涂布层和电极集流体之间的粘合属性并且增加活性材料的容量密度的步骤。在这一辊压步骤之后，辊压的电极板可以被干燥并且接着被切割为预定大小，以便最终连续制造包含在二次电池中的电极。

在电极的这样的连续制造工艺中，存在被放置在辊压装置中用于辊压的电极板中出现缺陷的许多情况。例如，当出现缺陷的电极板被包括在其中卷绕有电极板的母卷(Jumbo roll)内侧时，需要移除并且去除出现缺陷的电极板，以便防止电极中的缺陷。

然而，在传统的连续电极制造装置和工艺中，当如上所述在电极板的部分中出现缺陷时，操作者别无选择只能停止电极制造设施的运行并且手动单独地去除并且取出其中出现缺陷的电极板。

结果，不仅在电极的连续制造工艺中产生批量生产率的明显降低，而且也会对操作者产生大的工作负荷，这归因于如下因素之一：好的电极板被作为缺陷电极板错误地取出；或者缺陷电极板没有被取出，增加了电极的缺陷率。

由于这些缺点，在传输和辊压电极板以便连续制造电极的工艺中，存在对于能够自动移除出现缺陷的电极板并且改善连续电极制造工艺中的批量生产率的系统的开发的持续需求。

发明内容

技术问题

因此，在用于通过传输和辊压电极板来连续制造电极的装置方面，本公开内容的目的在于提供一种电极连续制造装置，其能够通过自动且连续移除并且取出出现缺陷的电极板来改善电极连续制造工艺的批量生产率。

本公开内容的另一目的在于提供一种能够通过应用用于连续制造电极的装置来以高批量生产率制造电极的方法。

然而，本公开内容实施例要解决的技术问题并不局限于上述问题，并且能够在本公开内容包括的技术构思范围内进行各种扩展。

技术方案

根据本公开内容的一个方面，提供一种用于在传输和辊压包括形成在电极集流体上的涂布层的电极板的同时连续制造电极的装置，所述装置包括：

多个引导辊，连续传输所述电极板；

第一切割部分，检测正被连续传输的所述电极板中的缺陷并且在出现缺陷的开始部分处切割所述电极板；

第一胶粘部分，将被切割的电极板中出现缺陷的开始部分连接到缺陷电极卷；

缺陷电极卷绕部分，卷绕并且取出所述缺陷电极卷；

第二切割部分，在所述电极板中出现缺陷的结束部分处切割所述电极板；

第二胶粘部分，将在所述第二切割部分中与所述缺陷电极板分离的正常电极板与正常电极卷连接；以及

正常电极卷绕部分，卷绕并且传输所述正常电极卷。

根据本公开内容的另一方面，提供一种用于使用根据权利要求1所述的装置连续制造电极的方法，所述方法包括步骤：在向多个引导辊连续传输电极板的同时检测所述电极板中的缺陷，所述电极板包括形成在电极集流体上的涂布层；

在所述电极板中出现缺陷的开始部分处切割所述电极板，并且将切割部分与所述缺陷电极卷胶粘且连接；

在所述电极板中出现缺陷的结束部分处切割所述电极板，并且将切割部分与所述正常电极卷胶粘且连接；并且

从所述正常电极卷中取出所述缺陷电极卷并且连续传输所述电极板以制造所述电极。

有益效果

根据实施例，当在电极的连续制造工艺中在电极板的部分中出现缺陷时，其中出现的缺陷的电极板被连续移除和取出，同时剩余的正常电极板能够连接到正常电极卷以便连续进行包括随后的辊压步骤的电极制造工艺。

结果，不必停止电极制造设备并且手动移除其中出现缺陷的电极板，并且在电极的连续制造工艺期间能够使电极被自动移除的同时进行连续制造。因此，能够极大地改善用于制造诸如锂二次电池这样的二次电池的电极的批量生产率，并且能够极大地减轻工人的工作负荷。

经由此，在二次电池的电极制造工艺中，能够极大地降低由于电极板出现缺陷而导致的电极的缺陷率。

附图说明

图1是根据本公开内容的一个实施例示意性示出电极的连续制造装置的横截面图；

图2是根据本公开内容的一个实施例示意性示出电极的连续制造装置的俯视图；并且

图3是示意性示出本公开内容的另一实施例的电极的连续制造方法的流程图。

具体实施方式

下文中，将参照附图详细描述本公开内容的各种实施例，以使得本领域普通技术人员能够容易地实施。本公开内容可以按照各种不同的方式进行修改，并且不局限于本文阐述的实施例。

这里为了清楚起见，将省去对与说明书不相关的部分的描述，并且在整个描述中，类似的附图标记指代类似的元件。

进而，在附图中，为了描述的方便起见，对每一个元件的大小和厚度进行了任意说明，并且本公开内容不必局限于附图中说明的内容。在附图中，为了清晰起见，层的厚度、区域等被放大。在附图中，对了描述的方便，一些层的厚度和区域被放大。

进而，在整个说明书中，当一部分被称为“包括”或者“包含”某一部件时，意味着该部分能够进一步包括其它部件，不排除其它部件，除非以其它方式进行说明。

进而，在整个说明书中，当被称为“平面”时，意味着目标部分被从上侧进行观察时，当被称为“横截面”时，意味着当目标部分被从垂直切割的横截面部分侧进行观察时。

同时，图1是根据本公开内容的一个实施例示意性示出电极的连续制造装置的横截面图。图2是根据本公开内容的一个实施例示意性示出电极的连续制造装置的俯视图；并且图3是示意性示出本公开内容另一实施例的电极的连续制造方法的流程图。

如图1和图2所示，根据本公开内容的实施例，提供一种用于在传输和辊压电极板100的同时连续制造电极的装置，所述电极板100包括形成在电极集流体上的涂布层，所述装置包括：

多个引导辊202和204，所述多个引导辊202和204连续传输电极板100；

第一切割部分300，所述第一切割部分300检测被连续传输的电极板100中的缺陷并且在缺陷出现的开始部分处切割电极板100；

第一胶粘部分400，所述第一胶粘部分400将被切割的电极板100中出现缺陷的开始部分连接到缺陷电极卷；

缺陷电极卷绕部分500，所述缺陷电极卷绕部分500卷绕并且取出缺陷电极卷；

第二切割部分600，所述第二切割部分600在电极板100中出现缺陷的结束部分处切割电极板100；

第二胶粘部分700，所述第二胶粘部分700将从第二切割部分600中的缺陷电极板100分离的正常电极板与正常电极卷连接；以及

正常电极卷绕部分800，所述正常电极卷绕部分800卷绕并传输正常电极卷。

在应用这样的电极连续制造装置的情况下，当在将电极板100连续传输到引导辊202和204的同时制造电极的工艺中在电极板100的部分中出现缺陷时，其中出现缺陷的电极板100在第一切割部分300和第二切割部分600处被分别切割，并且与正常电极板100分离。

接着，在第二胶粘部分400中，电极板100中出现缺陷的开始部分被连接到缺陷电极卷，已经出现缺陷被连接到该缺陷电极卷，并且包括缺陷电极板的缺陷电极卷由缺陷电极卷绕部分500连续卷绕并且取出。

进而，在第二切割部分600中与缺陷电极板100分离的正常电极板100在第二胶粘部分700中被连接到正常电极卷，以使得包括随后滚动步骤或者类似步骤的电极制造工艺在连续传输正常电极卷的同时被连续执行。

经过这一工艺，缺陷电极板100被从正常电极卷连续移除并且取出，同时缺陷电极板100已经被移除的剩余正常电极板100被连接到正常电极卷，以使得电极制造工艺能够连续执行。

结果，在电极的连续制造工艺期间，电极在被自动移除的同时能够被连续制造，而不需要停止电极制造设备并且手动移除缺陷电极板100。因此，能够极大改善制造诸如锂二次电池这样的二次电池的批量生产率，并且操作者的工作负荷能够显著降低，并且进而，由于电极板中出现缺陷而导致的电极的缺陷率显著降低。

同时，在根据本公开内容实施例的电极的连续制造装置中，多个引导辊202和204包括第一引导辊202和第二引导辊204，并且第一切割部分300和第二切割部分600以及第一胶粘部分400和第二胶粘部分700可以设置在第一引导辊202和第二引导辊204之间。

通过这样的布置，电极板100通过第一引导辊202和第二引导辊204连续传输，并且其中在第一引导辊202和第二引导辊204之间出现缺陷的电极板100被有效分离和移除，从而连接并且取出缺陷电极卷。剩余的正常电极板100与正常电极卷连续连接，以使得电极制造工艺能够连续地执行。

进而，在电极的连续制造装置中，当第一切割部分300检测并且确认在正被连续传输的电极板100中出现缺陷时，电极板100在出现缺陷的开始部分处被切割，并且第二切割部分600在出现缺陷的结束部分进行切割。为了按照这一方式在第一切割部分300和第二切割部分600中更加有效地切割缺陷电极板100并且将其与正常电极板100分离，第一切割部分300和/或第二切割部分600可以包括切割器302和602，所述切割器302和602分别与传输方向垂直地切割正被连续传送的电极板100。

参照图2的平面图(然而，在图2中，省去了安装在装置的下部分上的第一切割部分和第一胶粘部分)，提供在第一切割部分300中的切割器302和/或提供在第二切割部分600中的切割器602能够在与电极板的传输方向垂直移动的同时在出现缺陷的开始部分和结束部分处切割电极板100。

同时，在电极的连续制造装置中，第一胶粘部分400将在第一切割部分300中切割的缺陷电极板100与连接有先前的缺陷电极板的缺陷电极卷连接，并且第二胶粘部分700将在第二切割部分600中切割的正常电极板100与连接有先前的正常电极板的正常电极卷连接。

为了这些电极板100的相互连接，第一胶粘部分400和/或第二胶粘部分700可以包括分别吸附电极板100和电极卷的连接部分的吸附板402和702；以及在向电极板100和电极卷之间的连接施加压力的同时进行胶粘的胶粘压紧辊404和704。为了参考，在图1的连续制造装置中，吸附板702和胶粘压紧辊704提供在第二胶粘部分700中，并且吸附板402和胶粘压紧辊404提供在第一胶粘部分400中。当然，仅第一胶粘部分400和第二胶粘部分700中的一个可以提供有吸附板402和702以及胶粘压紧辊404和704。

参照图2的平面图(然而，在图2中，省去了安装在装置的下部分上的第一切割部分和第一胶粘部分)，吸附板402和702可以包括用于真空吸附要连接到彼此的电极板100的多个真空吸附孔706。电极板100通过真空吸附孔706的作用被固定到位，同时用于连接的胶带708被添加到这些电极板100的一个表面。在胶带708上，能够在胶粘压紧辊404和704沿着电极板100的连接部分移动的同时通过施加压力而将该胶带附接，从而连接电极板100。

同时，在图2中示出了其中例如通过胶粘来将提供在第二胶粘部分700中的吸附板702和胶粘压紧辊704的电极板100连接的工艺，但是即使在第一胶粘部分400中，电极板100也能够通过相同的工艺进行互相连接。

在上述的电极的连续制造工艺中，在出现缺陷的开始部分处切割电极板100并且将缺陷电极板100与缺陷电极卷连接的第一切割部分300和第一胶粘部分400可以彼此相邻地布置。进而，在出现缺陷的结束部分处切割电极板100并且将与缺陷电极板100分离的正常电极板100与正常电极卷700连接的第一切割部分300和第一胶粘部分可以彼此相邻地布置。由于这一布置，能够使分离缺陷电极板并且与电极卷连接的工艺变得有效。

进而，为了能够在不打断正常电极板100的连续传输和随后的制造工艺的情况下有效地移除并且取出缺陷电极板100，第二切割部分600和第二胶粘部分700可以沿着电极板100的传输方向形成，并且用于分离并且取出缺陷电极板100的第一切割部分300和第一胶粘部分400能够在与电极板100的传输方向垂直的方向布置在连续制造装置的下部分中，例如布置在第二切割部分600和第二胶粘部分700的下部分中。

进而，在当前实施例的连续制造装置中，为了从装置的下部分的第一切割部分300和第一胶粘部分400有效地分离并且取出其中检测到缺陷的电极板100，可以进一步提供第三引导辊300以在与正常电极板100的传输方向垂直的方向朝向第一切割部分300和第一胶粘部分400传输缺陷电极板。

同时，在电极的连续制造装置中，与正常电极板分离并且连接到缺陷电极卷的缺陷电极板100由缺陷电极卷绕部分500连续卷绕并且取出，并且与缺陷电极板100分离的正常电极板连接到正常电极卷，同时正常电极板由正常电极卷绕部分800卷绕并且连续传输。

按照这一方式，由正常电极卷绕部分800卷绕并且被连续传输的正常电极板100可以进行随后的电极制造工艺，例如随后的辊压、干燥和切割。对于这一随后的电极制造工艺，可以进一步提供用于辊压正常电极板100的辊压辊(未示出)。在这样的辊压辊中，可以向电极板100上的涂布层施加压力以继续进行辊压工艺。

当如图3所示应用上述实施例的电极的连续制造装置时，包括形成在电极集流体上的涂布层的电极板100被连续传输到多个引导辊202和204，以便检测电极板中的缺陷。

电极板100中出现缺陷的开始部分在第一切割部分300中被切割，同时这一切割部胶粘/连接到第一胶粘部分400中的缺陷电极卷。

电极板100中出现缺陷的结束部分在第二切割部分600中被切割，同时剩余正常电极板100的切割部分在第二胶粘部分700中被胶粘/连接到正常电极卷。

包括缺陷电极板的缺陷电极卷被缺陷电极卷绕部分500连续卷绕并且从缺陷电极卷绕部分500中取出，并且包括正常电极板的正常电极卷由正常电极卷绕部分800卷绕并且传输。

进而，关于包括在顶部电极卷中的顶部电极板，诸如随后的辊压工艺的电极制造工艺可以在连续传输下被连续执行。

通过这一工艺，在电极的连续制造工艺期间，能够在自动移除缺陷电极板的同时连续制造电极，而不需要停止连续电极制造装备并且手动移除缺陷电极板，从而能够极大提高用于制造诸如锂二次电池这样的二次电极的电极的批量生产率，并且能够极大地改善工人的负荷和缺陷率。

尽管上面参照优选实施例示出并描述了本发明，但是本公开内容的范围不局限于此，并且本领域普通技术人员利用落入本公开内容精神和范围内的所附权利要求书限定的本发明的原理可以设计各种其它修改和变型。

附图标记说明

100：电极板

202，204：第一引导辊和第二引导辊

300：第一切割部分

400：第一胶粘部分

500：缺陷电极卷绕部分

600：第二切割部分

302，602：切割器

700：第二胶粘部分

402，702：吸附板

404，704：胶粘压紧辊

706：真空吸附孔

708：胶带

800：正常电极卷绕部分