[發明專利]二次電池的電池單元堆制造系統及方法

在審

• 申請號: 201911067579.2
• 申請日: 2019-11-04
• 公開（公告）號: CN112490479A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 姜銓英;金榮坤;金庚鎬;羅成守;金仁坤;許晟彬;李精九
• 申請（專利權）人: 株式會社DA技術有限公司
• 主分類號: H01M10/04
• 分類號: H01M10/04
• 代理公司: 北京冠和權律師事務所 11399
• 代理人: 陳國軍

本發明涉及一種二次電池的電池單元堆制造系統及方法，能夠向左右往復移動的堆疊臺上供應分離膜，并在堆疊臺的兩側交替傳遞電極板(正極板及負極板)，在將分離膜折疊成Z字形的同時按既定順序層疊正極板和負極板而制造電池單元堆，本發明的二次電池的電池單元堆制造系統包括：堆疊臺，其安裝得借助于線性運動裝置而左右水平往復移動；分離膜供應部，其向所述堆疊臺供應分離膜；正極供應部，其配置于所述堆疊臺的一側；負極供應部，其配置于所述堆疊臺的另一側，向所述堆疊臺上的分離膜供應、層疊負極板；及分離膜引導單元，其在所述堆疊臺的上側，引導并支撐通過所述分離膜供應部供應的分離膜。

技術領域

本發明涉及制造二次電池的電池單元堆(cell stack)的裝置，更詳細而言，涉及一種能夠在向左右往復移動的堆疊臺上供應分離膜的同時，在堆疊臺的兩側交替傳遞電極板(正極板及負極板)，將分離膜折疊成Z字形并將正極板和負極板按既定順序層疊而制造電池單元堆(cell stack)的二次電池的電池單元堆制造系統及方法。

背景技術

一般而言，化學電池作為由正極板與負極板的一對電極和電解質構成的電池，可存儲的能量的量因構成所述電極與電解質的物質而異。這種化學電池分為充電反應非常慢而只用作一次放電用途的一次電池、能通過反復充放電而再使用的二次電池，最近，由于能充放電的優點，二次電池的使用處于增加趨勢當中。

即，所述二次電池因其優點而應用于所有產業的多樣技術領域，作為一個示例，不僅廣泛用作諸如無線移動設備的尖端電子設備的能量源，而且作為混合動力電動汽車等的能量源也倍受矚目，其中，所述混合動力電動汽車是作為用于解決使用化石燃料的原有汽油及柴油內燃機的大氣污染等的方案而被提出的。

這種二次電池由正極板、分離膜、負極板依次層疊并以浸于電解質溶液的形態構成，制造這種二次電池的內部電池單元堆的方式大致分為兩種。

就小型二次電池而言，大量使用將負極板及正極板配置于分離膜上后將其卷繞(winding)而制作成卷芯(jelly-roll)形態的方式，當是具有更大電容量的中大型二次電池時，大量使用將負極板、正極板及分離膜按適當順序層疊(stacking)而制作的方式。

以層疊式制作二次電池內部電池單元堆的方式有多種，其中在Z-堆疊(Z-stacking)方式中，分離膜構成Z字形折疊形態，在其之間，負極板及正極板以交替插入的形態層疊。

以這種Z-堆疊形態構成的二次電池內部電池單元堆在諸如授權專利第10-0313119號、授權專利第10-1140447號等的多種先行技術中公開。

為了實際體現Z-堆疊形態，在諸如韓國授權專利第10-0309604號的先行技術中，公開了在展開狀態的分離膜的一側面配置多個負極板、在另一側面配置多個負極板后折疊的方式。這種方式是在制作卷芯形態的二次電池內部電池單元堆時也廣泛使用的方式。但是，當使用這種方式時，在對齊(alignment)負極板及正極板方面存在困難。

因此，最近在制作Z-折疊層疊形態的二次電池的電池單元堆方面，使用如下方式：在左右隔開的料盒分別堆放負極板及正極板，在料盒之間，以左右水平往復移動的方式安裝供負極板與正極板層疊的堆疊臺，電極拾放裝置交替拾起及移送所述料盒上的負極板及正極板，在以Z字形態供應于堆疊臺上的分離膜上交替層疊。

可是，這種以往的Z-堆疊方式由于只有堆疊臺左右直線往復運動并層疊，因而電極板(正極板及負極板)的堆疊作業時間耗時長，因而發生生產率低下的問題。

另外，在授權專利第10-1956758號中公開了一種二次電池的電池單元堆制造裝置，可以使交替放置負極板與正極板的斜置工作臺，以相對于地面水平的軸為中心，向兩個方向旋轉既定角度地往復旋轉運動，將負極板和正極板交替層疊于斜置工作臺上連續供應的分離膜而制造電池單元堆(cell stack)。