用于二次電池的接片供給裝置以及電極組件制造裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供一種用于二次電池的接片供給裝置以及電極組件制造裝置，其能夠通過減少設備面積而減少安裝成本并且能夠改善工作效率。在一個實施例中，該接片供給裝置包括：電極接片線軸，在該電極接片線軸上纏繞有將被附接至電極板的電極接片，從該電極接片線軸引出纏繞的電極接片；電極接片切割單元，以預定長度切割從電極接片線軸引出的電極接片；以及電極接片分配單元，從電極接片切割單元接收切割的電極接片，并分配所接收的電極接片。
【專利說明】用于二次電池的接片供給裝置以及電極組件制造裝置

【技術領域】
[0001]本發明的方面涉及用于二次電池的接片供給裝置(tab supply apparatus)以及具有該接片供給裝置的電極組件制造裝置。

【背景技術】
[0002]通常，鋰離子二次電池通過將電極組件與電解質溶液一起容納在罐中并通過蓋組件(cap assembly)密封罐的頂端開口而形成。
[0003]電極組件可以通過堆疊第一和第二電極板以及分隔物并纏繞所堆疊的結構而制造為果凍卷(jelly-roll)的構造，分隔物設置在第一和第二電極板之間以使第一和第二電極板彼此絕緣。
[0004]引出至電極組件的外部的第一和第二電極接片附接至分別具有正極性和負極性的第一和第二電極板以傳遞第一和第二電極板的極性。這里，第一和第二電極接片分別附接至第一和第二電極板的未涂覆活性材料部分，然后電連接至蓋組件。
[0005]這里，第一和第二電極接片由附接至電極組件的卷繞設備的接片供給裝置來供給。接片供給裝置被配置為成行地(in a row)供給并傳遞第一和第二電極接片。
[0006]然而，在將電極板成兩行地饋送至電極組件的卷繞設備的情況下，由于單獨的接片供給裝置應當被進一步提供，所以設備面積和成本會增加，需要過于延長的時間來安裝接片供給裝置。


【發明內容】

[0007]本發明的方面提供一種用于二次電池的接片供給裝置以及具有該接片供給裝置的電極組件制造裝置，其能夠通過減少設備面積而減少安裝成本并且能夠改善工作效率。
[0008]根據本發明的一個方面，提供一種接片供給裝置，該接片供給裝置包括:電極接片線軸(electrode tab spool),在電極接片線軸上纏繞有將附接至電極板的電極接片,從電極接片線軸引出纏繞的電極接片；電極接片切割單元，以預定長度切割從電極接片線軸引出的電極接片；以及電極接片分配單元，從電極接片切割單元接收切割的電極接片，并分配所接收的電極接片。
[0009]接片供給裝置還可以包括電極接片傳遞單元，該電極接片傳遞單元將從電極接片分配單元分配的電極接片傳遞至電極板的預定區域。
[0010]電極接片傳遞單元可以包括分別設置在電極接片分配單元的左側和右側的第一電極接片傳遞單元和第二電極接片傳遞單元。
[0011]第一電極接片傳遞單元和第二電極接片傳遞單元可以成兩行地交替傳遞從電極接片分配單元分配的電極接片。
[0012]電極接片分配單元可以在左方向和右方向上交替地分配由電極接片切割單元切割的電極接片。
[0013]接片供給裝置還可以包括在電極接片線軸與電極接片切割單元之間的保護帶附接單元(protecting tape attaching unit),該保護帶附接單元將電極接片保護帶附接至電極接片的一部分。
[0014]根據本發明的另一方面，提供一種電極組件制造裝置，用于通過將電極接片焊接至構成二次電池的電極板來制造電極組件，該制造裝置包括:電極接片線軸，在電極接片線軸上纏繞有電極接片，從電極接片線軸成一行地引出纏繞的電極接片；電極接片切割單元，以預定長度切割從電極接片線軸引出的電極接片；電極接片分配單元，從電極接片切割單元接收切割的電極接片，并將接收的電極接片分配在相對于接收電極接片的方向的左方向上和右方向上；電極接片傳遞單元，將從電極接片分配單元分配的電極接片成兩行地傳遞至電極板的預定區域；以及電極接片焊接單元，將從電極接片傳遞單元傳遞的電極接片交替地焊接至電極板。
[0015]電極接片傳遞單元可以包括分別設置在電極接片分配單元的左側和右側的第一電極接片傳遞單元和第二電極接片傳遞單元。
[0016]第一電極接片傳遞單元和第二電極接片傳遞單元可以成兩行地交替傳遞從電極接片分配單元分配的電極接片。
[0017]電極接片分配單元在左方向和右方向上交替地分配由電極接片切割單元切割的電極接片。
[0018]電極板可以成兩行地饋送，電極接片傳遞單元可以將電極接片交替地傳遞至兩行的電極板。
[0019]兩行的電極板的極性可以彼此不同。備選地，兩行的電極板的極性可以彼此相同。
[0020]電極板可以成多行地饋送，電極接片傳遞單元將電極接片交替地傳遞至多行的電極板。
[0021]電極接片焊接單元可以通過超聲熔接將電極接片傳遞單元傳遞的電極接片焊接至電極板。
[0022]該制造裝置還可以包括在電極接片線軸與電極接片切割單元之間的保護帶附接單元，該保護帶附接單元將電極接片保護帶附接至電極接片的一部分。
[0023]如上所述，用于二次電池的接片供給裝置和電極組件制造裝置被配置為使得電極接片成兩行地而不是成一行地饋送，從而通過減少設備面積而降低安裝成本并改善工作效率。
[0024]本發明的其他的方面和/或優點將在以下的描述中部分地闡述，并將部分地從該描述而顯然，或者可以通過本發明的實踐而掌握。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]從以下結合附圖的詳細描述，本發明的目的、特征和優點將變得更明顯，附圖中:
[0026]圖1是示出二次電池的制造方法的示意圖；
[0027]圖2是示出根據本發明一個實施例的用于二次電池的接片供給裝置的示意方框圖；
[0028]圖3是示出根據本發明的另一實施例的用于二次電池的電極組件制造裝置的示意方框圖；
[0029]圖4是示出圖3所示的電極組件制造裝置的透視圖；
[0030]圖5是示出圖3所示的電極組件制造裝置的側視圖；
[0031]圖6是示出圖4所示的電極接片切割單元的透視圖；
[0032]圖7是示出圖4所示的電極接片分配單元的透視圖；以及
[0033]圖8是示出圖4所示的電極接片傳遞單元的透視圖。

【具體實施方式】
[0034]在下文，將參照附圖詳細描述本發明的實施例的示例，使得其能夠被本領域技術人員容易地實施和使用。
[0035]圖1是示出二次電池的制造方法的示意圖。
[0036]如圖1所示，為了制造二次電池，需要提供第一分隔物11、第二分隔物12、負電極板13以及正電極板14。更具體地，第一分隔物11從第一分隔物輥Ila (第一分隔物11在其上卷繞多次)饋送,第二分隔物12從第二分隔物棍12a (第二分隔物12在其上卷繞多次)饋送，負電極板13從負電極板輥13a (負電極板13在其上卷繞多次)饋送，正電極板14從正電極板輥14a (正電極板14在其上卷繞多次)饋送。
[0037]此外，負電極板13位于第一分隔物11與第二分隔物12之間，正電極板14位于第二分隔物12上。也就是說，提供了堆疊結構，該堆疊結構包括第一分隔物11、負電極板13、第二分隔物12以及正電極板14。此外，隨著堆疊結構被芯軸構件15在一個方向上旋轉，從而獲得果凍卷型的電極組件。
[0038]在根據本發明的用于二次電池的接片供給裝置中，將被附接至負電極板13和/或正電極板14的未涂覆部分的負電極接片和/或正電極接片可以成兩行地饋送，這將在后面詳細描述。同時，在本發明中，負電極板13和/或正電極板14將被總稱為電極板，將被附接至負電極板13和/或正電極板14的未涂覆部分的負電極接片和/或正電極接片將被總稱為電極接片。
[0039]圖2為示出根據本發明一個實施例的用于二次電池的接片供給裝置的示意方框圖。
[0040]參照圖2，根據本發明實施例的用于二次電池的接片供給裝置20是用于排出將附接至構成二次電池的電極板的電極接片的裝置，并可以包括電極接片線軸21、保護帶附接單元22、電極接片切割單元23、電極接片分配單元24以及電極接片傳遞單元25。
[0041]電極接片線軸21是其上纏繞將被附接至電極板的電極接片并被可旋轉地支撐使得其中心配合到支撐軸(圖4的211)的線軸。從電極接片供給單元(圖4的205)饋送并且卷繞的電極接片成一行地從電極接片線軸21引出，然后被供給至保護帶附接單元22。多個支撐輥(未示出)提供在電極接片線軸21周圍。多個支撐輥位于電極接片線軸21的上方和下方，并確定電極接片經由支撐輥移動的行進路徑，以允許電極接片反復地上升和下降。
[0042]保護帶附接單元22提供在電極接片線軸21與電極接片切割單元23之間，并將電極接片保護帶附接至從電極接片線軸21引出的電極接片的一部分。這里，保護帶以預定的間隔且以預定的長度附接至從電極接片線軸21引出的電極接片，以與電極接片的長度方向交叉。保護帶可以通過例如熱壓而附接至電極接片。然而，本發明并不將保護帶的附接方法限于上述方法。
[0043]電極接片切割單元23以預定長度切割從電極接片線軸21引出的電極接片。電極接片切割單元23被配置為確保準確的切割位置和電極接片的長度。將在后面參照圖6來描述電極接片切割單元23的構造。
[0044]電極接片分配單元24接收由電極接片切割單元23切割的電極接片并將所接收的電極接片分配在相對于傳遞電極接片的方向的左方向上和右方向上，然后成兩行地饋送電極接片。也就是說，電極接片分配單元24將由電極接片切割單元23切割的電極接片交替地分配在電極接片分配單元24的左方向上和右方向上。更具體地，電極接片分配單元24可以將由電極接片切割單元23切割的電極接片交替地分配到位于左側和右側的第一電極接片傳遞單元25a和第二電極接片傳遞單元25b。電極接片分配單元24的構造將在后面參照圖7來描述。
[0045]電極接片傳遞單元25將從電極接片分配單元24分配的電極接片傳遞至電極板的預定區域。電極接片傳遞單元25包括設置在電極接片分配單元24的左側和右側的第一電極接片傳遞單元25a和第二電極接片傳遞單元25b。第一電極接片傳遞單元25a和第二電極接片傳遞單元25b交替地接收從電極接片分配單元24在左方向上和右方向上分配的電極接片，并將接收的電極接片26a和26b成兩行地傳遞至電極板的區域，以將電極接片26a和26b附接至電極板。電極接片傳遞單元25的構造將在后面參照圖8來描述。
[0046]圖3是示出根據本發明的另一實施例的用于二次電池的電極組件制造裝置的示意方框圖，圖4是示出圖3所示的電極組件制造裝置的透視圖，圖5是示出圖3所示的電極組件制造裝置的側視圖，圖6是示出圖4所示的電極接片切割單元的透視圖，圖7是示出圖4所示的電極接片分配單元的透視圖，圖8是示出圖4所示的電極接片傳遞單元的透視圖。
[0047]如圖3至圖8所示，根據本發明另一實施例的用于二次電池的電極組件制造裝置是用于通過將從根據前述實施例的接片供給裝置(圖2和圖3中所示)饋送的電極接片附接至電極板來制造電極組件的裝置，重復的說明將被省略。
[0048]參照圖3至圖8，根據本發明另一實施例的用于二次電池的電極組件制造裝置是用于通過將電極接片焊接到電極板來制造電極組件的裝置，并可以包括電極接片線軸210、保護帶附接單元220、電極接片切割單元230、電極接片分配單元240、電極接片傳遞單元250以及電極接片焊接單元270。
[0049]電極接片切割單元230以預定長度切割從電極接片線軸210引出的電極接片。也就是說，電極接片切割單元230以預定間隔將從電極接片線軸210引出的電極接片切割成具有預定長度，然后將切割的電極接片供給至電極接片分配單元240。
[0050]更具體地，參照圖6，電極接片切割單元230使用上刀具231和下刀具232以預定長度切割從電極接片線軸210引出的電極接片。這里，電極接片切割單元230通過吸塊(suct1n block) 233支撐電極接片的底表面，以防止電極接片移動。此外，上刀具231和下刀具232通過安裝于其下的刀具固定單元234固定。此外，由上刀具231和下刀具232切割的電極接片被滑動引導器237和接片引導器235引導，然后進行饋送。電極接片探測傳感器239設置在滑動引導器237和接片引導器235上方并探測所切割的電極接片是否被饋送。滑動引導器237和接片引導器235的位置可以通過旋轉設置于滑動引導器237和接片引導器235的下部的調節扭236而改變。調節扭236固定地耦接至螺旋夾具238。
[0051]電極接片分配單元240接收由電極接片切割單元230切割的電極接片，并將其分配在相對于接收電極接片的方向的左方向上和右方向上。也就是說，電極接片分配單元240將由電極接片切割單元230切割的電極接片交替地分配到提供在電極接片分配單元240的左側和右側的第一電極接片傳遞單元250a和第二電極接片傳遞單元250b。
[0052]更具體地，參照圖7，電極接片分配單元240包括下板244和上板245。下板244安裝在平面分配引導器241中，分配軌242形成在平面引導器241上。上板245安裝在下板244上方并包括提供在其相對兩側的兩個接片夾具246a和246b，接片夾具246a和246b夾住由電極接片切割單元230切割的電極接片。此外，夾具對準卡盤248安裝在上板245與兩個接片夾具246a和246b之間，調節用于夾住電極接片的接片夾具246a和246b的位置并支撐接片夾具246a和246b。此外，電極接片分配單元240包括將電極接片引導到中心位置的中心引導器247和調節中心引導器247的位置的接片對準單元243。這里，接片對準單元243包括固定地耦接至中心引導器247的對準卡盤243a和相對于對準卡盤243a和下板244固定地安裝的接片對準支撐單元243b。
[0053]電極接片傳遞單元250將從電極接片分配單元240分配的電極接片傳遞到電極板的預定區域。電極接片傳遞單元250包括設置在電極接片分配單元240的左方向上和右方向上的第一電極接片傳遞單元250a和第二電極接片傳遞單元250b。第一電極接片傳遞單元250a和第二電極接片傳遞單元250b將從電極接片分配單元240分配的第一電極接片260a和第二電極接片260b成兩行地交替傳遞到電極接片焊接單元270。
[0054]更具體地，參照圖8，第一電極接片傳遞單元250a包括第一傳遞板259a、以線形從第一傳遞板259a突出的第一傳遞軌259al、向外地安裝在第一傳遞板259a的一側的第一支撐框架251a以及向內地安裝在第一傳遞板259a的另一側的第一滑動構件252a。這里，第一滑動構件252a包括豎直滑動構件252al和水平滑動構件252a2，豎直滑動構件252al在向下的豎直方向上直接耦接至第一傳遞板259a的內側，水平滑動構件252a2耦接至豎直滑動構件252al以平行于第一傳遞板259a。此外，第一傳遞引導構件253a安裝在第一傳遞板259a上方，第一主傳遞主體254a安裝在第一傳遞引導構件253a中，第一主傳遞主體254a基于安裝在其一側的第一伺服電機258a的旋轉力而移動。第一主傳遞主體254a通過第一連接構件257a耦接至第一支撐框架251a。此外，用于夾住切割的電極接片并將其傳遞到電極接片焊接單元270的第一指形構件255a提供在第一主傳遞主體254a中。具有形成于其中的引導槽256al的第一傳遞構件256a提供在第一主傳遞主體254al下面以允許引導槽256al沿著第一傳遞軌259al移動。
[0055]此外，第二電極接片傳遞單元250b設置為面對第一電極接片傳遞單元250a，并包括平面的第二傳遞板259b、以線形在第二傳遞板259b上突出的第二傳遞軌259bl、向外地安裝在第二傳遞板259b的一側的第二支撐框架251b以及向內地安裝在第二傳遞板259b的另一側的第二滑動構件252b。這里，第二滑動構件252b包括豎直滑動構件252bl和水平滑動構件252b2，豎直滑動構件252bI在向下的豎直方向上直接耦接至第二傳遞板259b的內側，水平滑動構件252b2耦接至豎直滑動構件252bl以平行于第二傳遞板259b。此外，第二傳遞引導構件253b安裝在第二傳遞板25%上方，第二主傳遞主體254b安裝在第二傳遞引導構件253b中，第二主傳遞主體254b基于安裝在其一側的第二伺服電機258b的旋轉力而移動。第二主傳遞主體254b通過第二連接構件257b耦接至第二支撐框架251b。此外，用于夾住切割的電極接片并將其傳遞到電極接片焊接單元270的第二指形構件255b提供在第二主傳遞主體254b中。具有形成于其中的引導槽(未示出)的第二傳遞構件(未示出)提供在第二主傳遞主體254b下面以允許引導槽沿著第二傳遞軌259bl移動。
[0056]電極接片焊接單元270將從電極接片傳遞單元250傳遞的電極接片260a和260b交替地焊接至電極板271和272。這里，電極接片焊接單元270可以通過超聲熔接將從電極接片傳遞單元250傳遞的電極接片260a和260b焊接至電極板271和272。
[0057]為了接收從第一電極接片傳遞單元250a和第二電極接片傳遞單元250b成兩行地傳遞的第一電極接片260a和第二電極接片260b，電極接片焊接單元270包括相應于第一電極接片傳遞單元250a和第二電極接片傳遞單元250b的位置定位的第一電極接片焊接單元270a和第二電極接片焊接單元270b。然而，本發明并不將電極接片焊接單元270的數目限于這里所述。而是，可以提供多個電極接片焊接單元以對應于電極接片傳遞單元250的數目。
[0058]第一電極接片焊接單元270a和第二電極接片焊接單元270b可以包括在其中移動的第一電極板271和第二電極板272，并可以將從第一電極接片傳遞單元250a和第二電極接片傳遞單元250b成兩行地交替傳遞的第一電極接片260a和第二電極接片260b分別焊接至移動的第一電極板271和第二電極板272。第一電極接片焊接單元270a和第二電極接片焊接單元270b可以分別包括傳送帶271a和271b以及超聲波供給單元272a和272a。也就是說，在與從第一電極接片傳遞單元250a和第二電極接片傳遞單元250b傳遞第一電極接片260a和第二電極接片260b的方向垂直的方向上，第一電極板271和第二電極板272在第一電極接片焊接單元270a和第二電極接片焊接單元270b的傳送帶271a和271b上移動。然后，第一電極接片260a和第二電極接片260b被設置在移動的第一電極板271和第二電極板272的預定區域處，使用超聲波供給單元272a和272b將超聲波施加至第一電極接片260a和第二電極接片260b，從而將第一電極接片260a和第二電極接片260b焊接至第一電極板271和第二電極板272。
[0059]第一電極接片焊接單元270a和第二電極接片焊接單元270b中的一個安裝得鄰近第一電極接片傳遞單元250a和第二電極接片傳遞單元250b。因此,在第一電極接片焊接單元270a和第二電極接片焊接單元270b的傳送帶271a和271b上移動的第一電極板271和第二電極板272可以形成兩行。從第一電極接片傳遞單元250a和第二電極接片傳遞單元250b成兩行地傳遞的第一電極接片260和第二電極接片260b可以交替地附接至第一電極板271和第二電極板272。兩行的第一電極板271和第二電極板272可以具有不同的極性或相同的極性。
[0060]如上所述，根據本發明，接片供給裝置被配置為使得從電極接片線軸210成一行地引出且由電極接片切割單元230切割的電極接片經由電極接片分配單元240交替地分配至第一電極接片傳遞單元250a和第二電極接片傳遞單元250b。備選地,第一電極接片可以通過第一電極接片傳遞單元250a和第二電極接片傳遞單元250b成兩行地傳遞至第一電極板271和第二電極板272，從而通過減少由接片供給裝置占據的設備面積而減少安裝成本并改善工作效率。
[0061]盡管以上已經詳細描述根據本發明的示例性實施例的用于二次電池的接片供給裝置以及具有該接片供給裝置的電極組件制造裝置，應當理解，這里描述的基本發明構思的許多變形和修改(可以被本領域技術人員想到)將仍然落入本發明的示例性實施例的精神和范圍內，本發明的范圍由權利要求書限定。
[0062]本申請要求于2013年3月12日提交的韓國專利申請N0.10-2013-0026161的優先權和權益，其全部內容通過引用結合于此。
【權利要求】
1.一種接片供給裝置，用于饋送電極接片，該電極接片將被附接至構成二次電池的電極板，所述接片供給裝置包括: 電極接片線軸，在所述電極接片線軸上纏繞有將被附接至所述電極板的所述電極接片，從所述電極接片線軸引出纏繞的電極接片； 電極接片切割單元，以預定長度切割從所述電極接片線軸引出的所述電極接片；以及 電極接片分配單元，從所述電極接片切割單元接收切割的電極接片，并分配所接收的電極接片。
2.根據權利要求1所述的接片供給裝置，還包括電極接片傳遞單元，所述電極接片傳遞單元將從所述電極接片分配單元分配的所述電極接片傳遞至所述電極板的預定區域。
3.根據權利要求2所述的接片供給裝置，其中所述電極接片傳遞單元包括分別設置在所述電極接片分配單元的左側和右側的第一電極接片傳遞單元和第二電極接片傳遞單元。
4.根據權利要求3所述的接片供給裝置，其中所述第一電極接片傳遞單元和所述第二電極接片傳遞單元成兩行地交替傳遞從所述電極接片分配單元分配的所述電極接片。
5.根據權利要求1所述的接片供給裝置，其中所述電極接片分配單元在左方向和右方向上交替地分配所述電極接片切割單元切割的所述電極接片。
6.根據權利要求1所述的接片供給裝置，還包括在所述電極接片線軸與所述電極接片切割單元之間的保護帶附接單元，所述保護帶附接單元將電極接片保護帶附接至所述電極接片的一部分。
7.一種電極組件制造裝置，用于通過將電極接片焊接至構成二次電池的電極板而制造電極組件，所述制造裝置包括: 電極接片線軸，在該電極接片線軸上纏繞有所述電極接片，所纏繞的電極接片從所述電極接片線軸成一行地引出； 電極接片切割單元，以預定長度切割從所述電極接片線軸引出的所述電極接片； 電極接片分配單元，從所述電極接片切割單元接收切割的電極接片，并將接收的電極接片分配在相對于接收所述電極接片的方向的左方向上和右方向上； 電極接片傳遞單元，將從所述電極接片分配單元分配的所述電極接片成兩行地傳遞至所述電極板的預定區域；以及 電極接片焊接單元，將從所述電極接片傳遞單元傳遞的所述電極接片交替地焊接至所述電極板。
8.根據權利要求7所述的制造裝置，其中所述電極接片傳遞單元包括分別設置在所述電極接片分配單元的左側和右側的第一電極接片傳遞單元和第二電極接片傳遞單元。
9.根據權利要求8所述的制造裝置，其中所述第一電極接片傳遞單元和所述第二電極接片傳遞單元成兩行地交替傳遞從所述電極接片分配單元分配的所述電極接片。
10.根據權利要求7所述的制造裝置，其中所述電極接片分配單元在左方向和右方向上交替地分配所述電極接片切割單元切割的所述電極接片。
11.根據權利要求7所述的制造裝置，其中所述電極板成兩行地饋送，所述電極接片傳遞單元將所述電極接片交替地傳遞至兩行的電極板。
12.根據權利要求11所述的制造裝置，其中所述兩行的電極板的極性彼此不同。
13.根據權利要求11所述的制造裝置，其中所述兩行的電極板的極性彼此相同。
14.根據權利要求7所述的制造裝置，其中所述電極板成多行地饋送，所述電極接片傳遞單元將所述電極接片交替地傳遞至多行的電極板。
15.根據權利要求7所述的制造裝置，其中所述電極接片焊接單元通過超聲熔接將從所述電極接片傳遞單元傳遞的所述電極接片焊接至所述電極板。
16.根據權利要求7所述的制造裝置，還包括在所述電極接片線軸與所述電極接片切割單元之間的保護帶附接單元，所述保護帶附接單元將電極接片保護帶附接至所述電極接片的一 部分。
【文檔編號】H01M4/139GK104051707SQ201310363230
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年8月20日 優先權日:2013年3月12日
【發明者】孫丈秉, 金銀豪 申請人:三星Sdi株式會社