[實用新型]電極組件制造裝置、電極組件及含該電極組件的二次電池

有效

• 申請號: 202220205806.4
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN216749957U
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 權春浩;尹世賢;樸東赫;洪晶友;李忠熙
• 申請（專利權）人: 株式會社LG新能源
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;H01M50/46;H01M10/04
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王婉馨;張美芹

電極組件制造裝置、電極組件及含該電極組件的二次電池。公開了一種用于制造電極組件的電極組件制造裝置，該電極組件被配置為使得長片型隔膜以之字形彎曲并且一個正極或一個負極設置在隔膜的一個彎曲部分和另一個彎曲部分之間，該電極組件制造裝置包括：堆疊臺，其被配置為允許在其上制造電極組件；隔膜供應單元，其被配置為將隔膜供應到堆疊臺；彎曲單元，其被配置為可移動的，以使隔膜以之字形彎曲；心軸，其被配置為允許隔膜在所述心軸處彎曲，所述心軸被配置為在電極一側的外周將電極和隔膜彼此固定；以及張力輥，其被配置為保持隔膜的張力，其中，堆疊臺被配置為可上下移動。

技術領域

本實用新型涉及包括可垂直移動的堆疊臺的電極組件制造裝置和使用該裝置制造的電極組件。更具體地，本實用新型涉及包括可垂直移動的堆疊臺的電極組件制造裝置以及使用該裝置制造的電極組件，所述堆疊臺能夠在制造之字堆疊型電極組件期間保持隔膜的均勻張力，從而防止隔膜損壞。

背景技術

由于使用化石燃料造成的環境污染迅速增加，已經積極地進行了對作為替代能源的核能、太陽能、水力、風力等的研究。

二次電池被提出作為替代能源之一。由于二次電池能夠被重復充電和放電，所以可以延長二次電池的壽命并大大減少從二次電池排出的二氧化碳的量。

可以基于電極材料的種類對二次電池進行分類，并且具有高能量密度和高輸出的鋰二次電池已被用于各種設備中。

鋰二次電池通過鋰離子從正極可逆地嵌入負極并且鋰離子可逆地從負極脫嵌的過程進行充電和放電。正極和負極以隔膜介于其間的狀態堆疊以構成電極組件。

根據制造電極組件的方法，電極組件可主要分為兩種電極組件。

果凍卷型電極組件(其被構造成具有正極片、隔膜片、以及負極片以該順序布置的狀態卷繞的結構)主要用于小型二次電池，并且堆疊型電極組件(其被構造為具有正極和負極以在它們之間插入隔膜的狀態堆疊的結構)主要用于中型或大型二次電池。

可以根據隔膜的彎曲形狀使用各種方法制造堆疊型電極組件。被配置成使得隔膜以之字形彎曲并且正極和負極交替地設置在隔膜的彎曲部分之間的電極組件被稱為 Z折疊型電極組件或之字折疊型電極組件。

圖1是傳統電極組件制造裝置的前視圖。

參照圖1，傳統電極組件制造裝置100是用于制造Z折疊型電極組件的裝置，該裝置被配置為使得正極101和負極102交替堆疊，而隔膜103以之字形彎曲。

隔膜103、正極101和負極102堆疊在電極組件制造裝置100的堆疊臺110上以制造電極組件。如果隔膜103的張力未保持均勻，從而隔膜沒有被拉緊，則隔膜可能會損壞。因此，在整個電極組件制造過程中保持隔膜處于拉緊狀態是很重要的。

為此，設置考慮到彎曲單元130的移動方向而被配置成可旋轉的張力輥140，并且隔膜103通過設置在電極的一側的外周的上表面處的心軸(mandrel)120固定，從而可以防止隔膜103的張力降低。

如圖1的(a)所示，隔膜103被拉緊。然而，當彎曲單元130移動以使隔膜彎曲時，彎曲單元與心軸120之間的距離由此減小，如圖1的(b)所示，包括在彎曲單元130中的引導輥131執行防止隔膜折疊的功能，但難以控制隔膜的供應速度。結果，隔膜103松弛，由此隔膜的張力瞬間減小。

當彎曲單元130在隔膜的張力減小的狀態下移動時，如圖1的(c)所示，隔膜 103被突然拉緊，因此隔膜103可能破裂。

此外，在提高電極組件制造速度的情況下，僅使用張力輥140難以保持隔膜的均勻張力，從而在增加電極組件制造速度方面存在限制。