[go: up one dir, main page]

CN115917812B - 具有光泽度计的单一单元制造设备和使用该设备的制造方法 - Google Patents

具有光泽度计的单一单元制造设备和使用该设备的制造方法

Info

Publication number
CN115917812B
CN115917812B CN202280005118.6A CN202280005118A CN115917812B CN 115917812 B CN115917812 B CN 115917812B CN 202280005118 A CN202280005118 A CN 202280005118A CN 115917812 B CN115917812 B CN 115917812B
Authority
CN
China
Prior art keywords
diaphragm
unit
negative electrode
positive electrode
separator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202280005118.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115917812A (zh
Inventor
郑赫
张锡勳
郑守宅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020220009455A external-priority patent/KR102879323B1/ko
Application filed by LG Energy Solution Ltd filed Critical LG Energy Solution Ltd
Publication of CN115917812A publication Critical patent/CN115917812A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115917812B publication Critical patent/CN115917812B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55Specular reflectivity
    • G01N21/57Measuring gloss
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8914Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the material examined
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0404Machines for assembling batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • H01M10/0585Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • H01M50/406Moulding; Embossing; Cutting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/446Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/451Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure comprising layers of only organic material and layers containing inorganic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/457Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/46Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

本发明涉及具有光泽度计的单一单元制造设备和使用该设备的制造方法,更特别地涉及一种单一单元制造设备,该设备包括:第一隔膜供应单元,被配置为供应第一隔膜;负极供应单元,被配置为将负极定位在第一隔膜的上表面处;第二隔膜供应单元,被配置为供应第二隔膜,第二隔膜被配置为覆盖负极的上表面;正极供应单元,被配置为将正极定位在第二隔膜的上表面处;按压单元,被配置为按压第一隔膜、负极、第二隔膜和正极;和光泽度计,定位在第一隔膜之下,和使用该设备的制造方法。

Description

具有光泽度计的单一单元制造设备和使用该设备的制造方法
技术领域
本申请要求于2021年3月31日提交的韩国专利申请第2021-0042352号和于2022年1月21日提交的韩国专利申请第2022-0009455号的优先权的权益,通过引用将上述专利申请整体结合在此。
本发明涉及具有光泽度计的单一单元制造设备和使用该设备的制造方法,并且更特别地涉及能够立即检查单一单元是否异常、此外快速检验单一单元、由此减少缺陷产品并且提高生产效率的具有光泽度计的单一单元制造设备和使用该设备的制造方法。
背景技术
随着近来由于使用化石燃料所导致的空气污染和能源枯竭而发展替代能源,对能够存储所产生的电能的二次电池的需求增加。能够充放电的二次电池在日常生活中被密切地使用。例如,二次电池用于移动设备、电动交通工具和混合动力电动交通工具。
由于移动设备的使用增加、移动设备的持续增加的复杂度和电动交通工具的发展,在现代社会中作为不可避免地使用的各种电子设备的能源而使用的二次电池的所需容量已经增加。为了满足用户的需求,在小型设备中设置多个电池单元,而在交通工具中使用包括彼此电连接的多个电池单元的电池模块或包括多个电池模块的电池组。
当在需要大容量和高电压的装置(诸如电动交通工具之类)中使用二次电池时,二次电池以电池模块或电池组的形式使用,该电池模块或电池组被配置为具有其中布置多个电池单元的结构。
同时,当制造构成电极组件的单一单元时,执行层压工艺,即同时施加压力和热量以使构成单一单元的正极、负极和隔膜彼此紧密接触并且使上述部件彼此粘合的工艺。此时,由于压力和热量过大,隔膜可能会变形,或者由于压力和热量不足,单一单元部件之间的粘合力可能会是低的,由此单一单元可能有缺陷。
与此相关,图1是一种传统的单一单元制造设备的立体图。参照图1,传统的单一单元制造设备包括被配置为供应电极11与13和隔膜12与14以使电极11与13和隔膜12与14交替堆叠的供应辊20、切割电极11与13的第一切割器30、被配置为将电极11与13和隔膜12与14热熔合以制造基本单元片的层压机40、和被配置为将基本单元片切割成预定尺寸以形成单一单元10的第二切割器50。
在制造单一单元10之后,执行检查单一单元是否异常的缺陷确定工作。然而,当在诸如熔合工艺或切割工艺之类的制造工艺期间所供应的隔膜异常时,很可能将同一生产线上生产的所有单一单元都确定为有缺陷的,由此可能丢弃多个单一单元。另外,获得确定结果之前花费一定量的时间,由此可能降低生产效率。
(现有技术文件)
(专利文献1)韩国专利申请公开第2019-0000589号
发明内容
技术问题
鉴于上述问题而做出本发明,并且本发明的一个目的是提供一种能够立即检查切割的单一单元是否异常并且执行反馈、由此减少废弃单一单元的数量的具有光泽度计的单一单元制造设备和使用该设备的制造方法。
本发明的另一个目的是提供一种能够快速确定单一单元是否有缺陷、由此提高生产工艺效率的具有光泽度计的单一单元制造设备和使用该设备的制造方法。
技术方案
为了实现上述目的,根据本发明的具有光泽度计的单一单元制造设备包括被配置为供应第一隔膜(110)的第一隔膜供应单元(100),被配置为将负极(210)定位在第一隔膜(110)的上表面处的负极供应单元(200),被配置为供应第二隔膜(310)的第二隔膜供应单元(300)(第二隔膜(310)被配置为覆盖负极(210)的上表面),被配置为将正极(410)定位在第二隔膜(310)的上表面处的正极供应单元(400),被配置为按压第一隔膜(110)、负极(210)、第二隔膜(310)、和正极(410)的按压单元(500),和定位在第一隔膜(110)之下的光泽度计(600)。
而且,在根据本发明的单一单元制造设备中,第一隔膜供应单元(100)可以包括缠绕有第一隔膜(110)的第一隔膜供应辊(120)、和被配置为引导第一隔膜(110)的传送的第一引导辊(130)。
而且,在根据本发明的单一单元制造设备中,负极供应单元(200)可以包括缠绕有负极(210)的负极供应辊(220)、被配置为以预定间隔切割负极(210)的第一切割单元(230)、和被配置为检查负极(210)的安置位置的第一视觉相机(240)。
而且,在根据本发明的单一单元制造设备中,第二隔膜供应单元(300)可以包括缠绕有第二隔膜(310)的第二隔膜供应辊(320)、和被配置为引导第二隔膜(310)的传送的第二引导辊(330)。
而且,在根据本发明的单一单元制造设备中,正极供应单元(400)可以包括缠绕有正极(410)的正极供应辊(420)、被配置为以预定间隔切割正极(410)的第二切割单元(430)、和被配置为检查正极(410)的安置位置的第二视觉相机(440)。
而且,在根据本发明的单一单元制造设备中,按压单元(500)可以包括被配置为以预定压力按压由按所描述顺序堆叠的第一隔膜(110)、负极(210)、第二隔膜(310)和正极(410)构成的堆叠的一对按压辊(510),和被配置为以预定间隔切割第一隔膜(110)和第二隔膜(310)的第三切割单元(520)。
而且,在根据本发明的单一单元制造设备中,光泽度计(600)可以定位在一对按压辊(510)的后方处。
而且,在根据本发明的单一单元制造设备中,第一隔膜(110)可以包括由无机粒子构成的SRS。
另外,根据本发明的单一单元制造方法包括供应第一隔膜(110)并且将负极(210)安置在第一隔膜(110)的上表面上的步骤(S1),将第二隔膜(310)供应到负极(210)的上表面并且将正极(410)安置在第二隔膜(310)的上表面上的步骤(S2),按压第一隔膜(110)、负极(210)、第二隔膜(310)和正极(410)以形成堆叠的步骤(S3),和以预定间隔切割堆叠以制备单单元的步骤(S4),其中,在步骤S3之后,进一步执行测量第一隔膜(110)的光泽度的步骤。
而且,在根据本发明的制造方法中,可以在步骤S4之后执行测量光泽度的步骤。
另外,根据本发明的制造方法可以进一步包括当测量的光泽度在预定范围内时确定单一单元正常、并且当测量的光泽度偏离预定范围时确定单一单元有缺陷的步骤(S5)。
而且,在根据本发明的制造方法中,可以根据第一隔膜(110)与负极(210)之间的粘合力和第一隔膜与负极(210)的渗透性来设定光泽度的正常范围和有缺陷范围。
另外,本发明提供一种通过单一单元制造方法制造的单一单元。
有益效果
如从以上说明而清楚的,根据本发明的具有光泽度计的单一单元制造设备和使用该设备的制造方法具有如下优势:通过光泽度计测量隔膜的无机粒子层的光泽度,并且基于此确定单一单元是否有缺陷,由此非常方便地执行测量并且快速地执行检验。
另外,根据本发明的具有光泽度计的单一单元制造设备和使用该设备的制造方法具有如下优点:当所制造的单一单元有缺陷时,可以采取快速的措施,由此可以减少由于制造缺陷而被丢弃的数量,因此可以降低制造成本。
附图说明
图1是一种传统的单一单元制造设备的立体图。
图2是根据本发明的一个优选实施方式的单一单元制造设备的立体图。
图3是图2中所示的单一单元制造设备的主视图。
图4是图示根据本发明的一个优选实施方式的单一单元制造方法的流程图。
图5是根据本发明的一个优选实施方式的单一单元的截面图。
图6是示出多个样品的光泽度的测量结果的图。
图7是示出多个样品中每个样品的负极与隔膜之间的粘合力的测量结果的图。
图8是示出多个样品的渗透性的测量结果的图。
具体实施方式
现在将参照附图详细描述本发明的优选实施方式,使得本发明所属领域的普通技术人员可以容易地实施本发明的优选实施方式。然而,在详细描述本发明的优选实施方式的操作原理时,当并入在本文中的已知功能和配置的详细描述可能使本发明的主题模糊时,将省略这些详细描述。
另外,在所有附图中将使用相同的附图标记来表示执行相似功能或操作的部分。在整个说明书中一个部分被描述为连接到另一部分的情况下,这一个部分不仅可以直接连接到另一部分,而且也可以经由另外的部分而间接连接到另一部分。另外,包括某个元素不意味着排除其他元素,而是意味着除非另有说明,可以进一步包括这样的元素。
在下文中,将参照附图描述根据本发明的具有光泽度计的单一单元制造设备和使用该设备的制造方法。
图2是根据本发明的一个优选实施方式的单一单元制造设备的立体图,并且图3是图2中所示的单一单元制造设备的主视图。
参照图2和图3,根据本发明的优选实施方式的单一单元制造设备包括第一隔膜供应单元100、负极供应单元200、第二隔膜供应单元300、正极供应单元400、按压单元500和光泽度计600。
当首先详细描述第一隔膜供应单元100时,第一隔膜供应单元包括被配置为供应到单一单元制造设备的第一隔膜110、缠绕有第一隔膜110的第一隔膜供应辊120、和被配置为引导第一隔膜110以使第一隔膜110在水平方向中传送的第一引导辊130。
在此,展现高离子渗透性和机械强度的绝缘薄膜被用作第一隔膜110。第一隔膜通常具有0.01μm至10μm的孔径和5μm至300μm的厚度。作为第一隔膜,例如,使用由展现化学抗性和疏水性的诸如聚丙烯之类的基于烯烃的聚合物、玻璃纤维或聚乙烯制成的片材或无纺布。此外,第一隔膜可以是安全性强化隔膜(SRS隔膜)。
SRS隔膜是通过将无机粒子和粘合剂聚合物作为活性层成分设置在基于烯烃的隔膜基底上而制造的,因此,SRS隔膜由于隔膜基底中包括的多孔结构和在作为活性层成分之一的无机粒子之间的间隙体积而具有均匀的多孔结构。
在使用SRS隔膜的情况下,与使用普通隔膜的情况相比,具有可以抑制由于形成时的膨胀而增加电池厚度的优势。在使用以液体电解质溶液浸渍时能够凝胶化的聚合物作为粘合剂聚合物成分的情况下,SRS隔膜也可以用作电解质。
另外,通过调整作为隔膜中活性层成分的无机粒子和粘合剂聚合物的含量,SRS隔膜可以展现优异的粘合力特性,由此可以容易地执行电池组装工艺。
在此,无机粒子没有特别限制,只要无机粒子是电化学稳定的即可。无机粒子优选地在电池的操作电压范围(例如,基于Li/Li+的0V至5V)内不被氧化和/或还原。在使用具有离子传输能力的无机粒子的情况下,无机粒子更优选地具有尽可能高的离子电导率,因为可以提高电化学装置中的离子电导率,由此可以提高电池的性能。
负极供应单元200包括被配置为安置在第一隔膜110的上表面上的负极210、缠绕有负极210的负极供应辊220、被配置为以预定间隔切割负极210的第一切割单元230、和被配置为检查已被切割并且安置于第一隔膜110的上表面上的负极210的第一视觉相机240。
在此,通过将负极活性物质施加到负极集流体并且对负极活性物质进行干燥来制造负极。负极是已知的结构,因此将省略其详细说明。
第一切割单元230切割负极以获得具有预定尺寸的单一单元,并且第一视觉相机240确定切割的负极是否准确地安置在期望的位置处。
作为示例,第一视觉相机240处理通过相机执行的图像采集而获得的图像,以检验安置在第一隔膜110上的负极210是否在预定位移范围内。视觉相机的结构和视觉相机的操作原理是已知的,因此将省略其更详细的说明。
第二隔膜供应单元300包括被配置为被供应以覆盖负极210的上表面的第二隔膜310、缠绕有第二隔膜310的第二隔膜供应辊320、和被配置为引导第二隔膜310以使第二隔膜310在水平方向中传送的第二引导辊330。
在此,第二隔膜310可以是通常已知的隔膜或SRS隔膜,类似于第一隔膜110。
正极供应单元400包括被配置为安置在第二隔膜310的上表面上的正极410、缠绕有正极410的正极供应辊420、被配置为以预定间隔切割正极410的第二切割单元430、和被配置为检查已被切割并且安置在第二隔膜310的上表面上的正极410的第二视觉相机440。
在此,通过将正极活性物质、导电剂和粘合剂的混合物施加到正极集流体并且对该混合物进行干燥来制造正极。根据需要进一步添加填充物。这些是已知的结构,因此将省略其详细说明。
第二切割单元430切割卷型正极,以获得具有预定尺寸的单一单元,并且除了第二视觉相机440和第一视觉相机240的安装位置彼此不同之外,第二视觉相机440在操作上与第一视觉相机240相同。第二视觉相机检验安置在第二隔膜310上的正极410是否在预定位移范围内。
为层压工艺而提供的按压单元500包括被配置为在向上-向下方向中以预定压力按压由按所描述顺序从下方堆叠的第一隔膜110、负极210、第二隔膜310和正极410构成的堆叠的一对按压辊510,和被配置为以预定间隔切割第一隔膜110和第二隔膜310的第三切割单元520。
在此,一对按压辊510按压第一隔膜110、负极210、第二隔膜310和正极410,使得这些部件彼此粘合。被配置为将按压辊加热到预定温度的加热丝可以安装到按压辊。
同时,第三切割单元520切割由按所描述顺序堆叠的第一隔膜110、负极210、第二隔膜310和正极410构成的堆叠,以获得具有预定尺寸的单一单元。
光泽度计600优选地定位在一对按压辊510的后方处,并且光泽度计更优选地被提供在第一隔膜110之下,同时在第三切割单元520的附近定位在该第三切割单元520的后方,以测量第一隔膜110的一个表面(即第一隔膜110的下侧)的光泽度。
传统地,存在如下问题:测量构成单一单元的负极、隔膜、正极的粘合力和渗透性以确定单一单元是否有缺陷,由此测量困难并且需要大量测量时间。
相比之下,在本发明中,测量第一隔膜110的光泽度以确定单一单元是否有缺陷,由此可以非常方便且快速地执行测量。
也就是说,隔膜的无机粒子层的尺寸在按压工艺期间通过压力和热量而改变,这影响隔膜的渗透性和粘合力。结果,测量无机粒子的光泽度以确定无机粒子层的变形程度,最终可以检查隔膜的渗透性和粘合力的改变。
当然,为了从无机粒子的光泽度预测隔膜的渗透性和粘合力,显然需要预先获得无机粒子的光泽度与隔膜的渗透性和粘合力之间的关系。
图4是图示根据本发明的一个优选实施方式的单一单元制造方法的流程图,并且图5是根据本发明的一个优选实施方式的单一单元的截面图。
参照图4,使用上述制造设备的单一单元制造方法包括在供应第一隔膜110的同时将负极210安置在第一隔膜110的上表面上的步骤(S1)、在将第二隔膜310供应到负极210的上表面的同时将正极410安置在第二隔膜310的上表面上的步骤(S2)、按压第一隔膜110、负极210、第二隔膜310和正极410以形成堆叠的步骤(S3)、以预定间隔切割堆叠以制备单一单元的步骤(S4)、和测量第一隔膜110的光泽度而当测量值在预定范围内时确定单一单元为正常且当测量值偏离预定范围时确定单一单元有缺陷的步骤(S5)。
首先,在供应第一隔膜110的同时将负极210安置在第一隔膜110的上表面上的步骤(S1)是供应缠绕第一隔膜供应辊120的第一隔膜110、并且同时将以预定间隔切割的负极210安置在第一隔膜110的上表面上的步骤。
在此,第一隔膜110由第一引导辊130在水平方向中传送和供应。
此时,优选地进一步执行通过第一视觉相机240检查供应到第一隔膜110的上表面的负极210是否安置在预定位置处的步骤。
在将第二隔膜310供应到负极210的上表面的同时将正极410安置在第二隔膜310的上表面上的步骤(S2)是将缠绕第二隔膜供应辊320的第二隔膜310安置在负极210的上表面上并且将由第二切割单元430以预定间隔切割的正极410安置在所安置的第二隔膜310的上表面上的步骤。
在此,第二隔膜310由第二引导辊330在水平方向中传送和供应,并且以预定间隔切割的正极410被安置在与负极210相同的竖直位置处。
此时,优选地进一步执行通过第二视觉相机440检查供应到第二隔膜310的上表面的正极410是否安置在预定位置处的步骤。
按压第一隔膜110、负极210、第二隔膜310和正极410以形成堆叠的步骤(S3)是使用按压辊510按压由按所描述顺序从下方堆叠的第一隔膜110、负极210、第二隔膜310和正极410构成的堆叠以使这些部件彼此紧密接触并且彼此粘合的步骤。
此时,优选地将堆叠加热到预定温度以增加堆叠的粘合力。
以预定间隔切割堆叠以制备单一单元的步骤(S4)是使用第三切割单元520切割在步骤S3中获得的堆叠的第一隔膜110和第二隔膜310以获得单一单元的步骤。
最后,步骤S5是确定在步骤S4中获得的单一单元是否有缺陷的步骤。具体地,测量第一隔膜110的光泽度。当测量值在预定范围内,即在基于光泽度、渗透性和粘合力之间的预定关系的参考值内时,确定单一单元正常。当测量值偏离预定范围时,确定单一单元有缺陷。
当测量的光泽度在预定范围内时,确定单一单元正常,因此继续执行单一单元制造工艺。在确定单一单元有缺陷时,中断制造工艺,并且采取诸如原因分析之类的措施。
同时,单一单元不一定在由第三切割单元520切割之后被测量。例如,在测量光泽度之后,只有当测量值在正常范围内时,才可以切割堆叠以形成单一单元;然而,考虑到在切割工艺期间可能发生的堆叠被按压的现象,更优选地在切割工艺之后测量光泽度。
图5是根据本发明的一个优选实施方式的单一单元的截面图。在通过上述方法获得的单一单元中,第一隔膜110、负极210、第二隔膜310和正极410按所描述顺序堆叠,并且可以堆叠多个单一单元以构成电池单元。
在下文中,将参照以下示例描述本发明。提供示例只是为了更容易理解本发明,而不应将示例解释为限制本发明的范围。
示例
使用图3中所示的设备制造由从下方按所描述顺序堆叠的第一隔膜、负极、第二隔膜和正极构成的单一单元。
在此,通过用包括基于镍锰钴的正极活性材料、粘合剂和导电剂的正极混合物涂布薄铝箔的相对表面并且对正极混合物进行干燥来制备正极。通过用包括Al2O3无机粒子和PVDF粘合剂的涂布浆料涂布由聚丙烯制成的、具有多孔结构的隔膜基底的相对表面并且对涂布浆料进行干燥来制备隔膜。
另外,通过用包括基于石墨的负极活性物质、粘合剂和导电剂的负极混合物涂布薄铜箔的相对表面并且将负极混合物进行干燥来制备负极。
同时,在由按所描述顺序堆叠的第一隔膜、负极、第二隔膜和正极构成的单一单元的层压工艺中,使用一对按压辊在300kgf至350kgf的范围内执行按压。随后,以预定间隔执行切割以制备多个单一单元。
<实验示例>
光泽度的测量
在第一隔膜和负极彼此紧密接触的状态下,将第二隔膜和正极从每个所制备的单一单元剥离,以制备用于测量的样品,并且测量第一隔膜的光泽度。
测量同一样品的总共三个点,例如样品的中间和相对边缘。使用BYK光泽度计(型号AG-4563)作为光泽度计,并且在60°下执行测量而为标准光泽度。
渗透性的测量
在用于测量光泽度的同一样品上测量渗透性。在此,渗透性测量对象是在负极已与第一隔膜分离的状态下的第一隔膜。为了去除Al2O3无机粒子和PVDF粘合剂,执行使用丙酮的洗涤和干燥,并且使用渗透性测量仪器(来自旭精工株式会社的EG01-55-1MR)执行测量。
粘合力的测量
根据ASTM D3330在用于测量光泽度的同一样品上测量负极与隔膜之间的粘合力。具体地,将双面胶带附接到载玻片,并且将所制备样品的负极表面附接到胶带。随后,使用万能试验机(UTM)以100mm/min的速度通过90°剥离法测量将负极与隔膜彼此分离所需的力。
图6是示出多个样品的光泽度的测量结果的图,图7是示出多个样品的负极与隔膜的粘合力的测量结果的图,并且图8是示出多个样品的渗透性的测量结果的图。
首先,光泽度的测量结果显示,第1组至第4组具有5.9GU的最小平均值至8.5GU的最大平均值,并且第5组具有4.2GU的平均值。
同时,负极与隔膜之间的粘合力的测量结果显示,第1组至第4组具有13.9gf/20mm至33.0gf/20mm的平均粘合力,而第5组具有4.1gf/20mm的平均粘合力。
另外,渗透性测量结果(100cc气体穿过直径为5cm的样品所需的时间)显示,第5组具有68.7s/100cc的平均渗透性,远低于第1组至第4组的73.8至78.6s/100cc的平均渗透性。
考虑到示例的条件下所需的粘合力和渗透性分别为10gf/20mm以上和70s/100cc以上,对应于第5组的样品是有缺陷产品。
即使仅测量所制造的单一单元的隔膜的光泽度而不测量负极与隔膜之间的粘合力或隔膜的渗透性,如上所述,也可以确定样品是否有缺陷。
当然,所需的粘合力或渗透性可能取决于负极、隔膜和正极的物理性质的改变而变化。然而,在预先准备光泽度、渗透性和粘合力之间的关系的情况下,仅通过测量光泽度就可以确定单一单元是正常还是有缺陷。
本发明所属领域的技术人员将理解,基于以上说明,在本发明的范畴内可以存在各种应用和修改。
(参考标号说明)
100:第一隔膜供应单元
110:第一隔膜
120:第一隔膜供应辊
130:第一引导辊
200:负极供应单元
210:负极
220:负极供应辊
230:第一切割单元
240:第一视觉相机
300:第二隔膜供应单元
310:第二隔膜
320:第二隔膜供应辊
330:第二引导辊
400:正极供应单元
410:正极
420:正极供应辊
430:第二切割单元
440:第二视觉相机
500:按压单元
510:按压辊
520:第三切割单元
600:光泽度计

Claims (13)

1.一种单一单元制造设备,包含:
第一隔膜供应单元,所述第一隔膜供应单元被配置为供应第一隔膜;
负极供应单元,所述负极供应单元被配置为将负极定位在所述第一隔膜的上表面处;
第二隔膜供应单元,所述第二隔膜供应单元被配置为供应第二隔膜,所述第二隔膜被配置为覆盖所述负极的上表面;
正极供应单元,所述正极供应单元被配置为将正极定位在所述第二隔膜的上表面处;
按压单元,所述按压单元被配置为按压所述第一隔膜、所述负极、所述第二隔膜和所述正极;和
光泽度计,所述光泽度计定位在所述第一隔膜之下。
2.根据权利要求1所述的单一单元制造设备,其中所述第一隔膜供应单元包含:
第一隔膜供应辊,所述第一隔膜供应辊缠绕有所述第一隔膜;和
第一引导辊,所述第一引导辊被配置为引导所述第一隔膜的传送。
3.根据权利要求1所述的单一单元制造设备,其中所述负极供应单元包含:
负极供应辊,所述负极供应辊卷绕有所述负极;
第一切割单元,所述第一切割单元被配置为以预定间隔切割所述负极;和
第一视觉相机,所述第一视觉相机被配置为检查所述负极的安置位置。
4.根据权利要求1所述的单一单元制造设备,其中所述第二隔膜供应单元包含:
第二隔膜供应辊,所述第二隔膜供应辊缠绕有所述第二隔膜;和
第二引导辊,所述第二引导辊被配置为引导所述第二隔膜的传送。
5.根据权利要求1所述的单一单元制造设备,其中所述正极供应单元包含:
正极供应辊,所述正极供应辊卷绕有所述正极;
第二切割单元,所述第二切割单元被配置为以预定间隔切割所述正极;和
第二视觉相机,所述第二视觉相机被配置为检查所述正极的安置位置。
6.根据权利要求1所述的单一单元制造设备,其中所述按压单元包含:
一对按压辊,所述一对按压辊被配置为以预定压力按压由按顺序堆叠的所述第一隔膜、所述负极、所述第二隔膜和所述正极构成的堆叠;和
第三切割单元,所述第三切割单元被配置为以预定间隔切割所述第一隔膜和所述第二隔膜。
7.根据权利要求6所述的单一单元制造设备,其中所述光泽度计定位在所述一对按压辊的后方处。
8.根据权利要求1所述的单一单元制造设备,其中所述第一隔膜包含由无机粒子构成的SRS。
9.一种使用根据权利要求1至8中任一项所述的单一单元制造设备的单一单元制造方法,所述单一单元制造方法包含:
供应第一隔膜并且将负极安置在所述第一隔膜的上表面上的步骤(S1);
将第二隔膜供应到所述负极的上表面并且将正极安置在所述第二隔膜的上表面上的步骤(S2);
按压所述第一隔膜、所述负极、所述第二隔膜和所述正极以形成堆叠的步骤(S3);和
以预定间隔切割所述堆叠以制备单一单元的步骤(S4),其中
在步骤S3之后,进一步执行测量所述第一隔膜的光泽度的步骤。
10.根据权利要求9所述的单一单元制造方法,其中测量光泽度的步骤在步骤S4之后执行。
11.根据权利要求9所述的单一单元制造方法,进一步包含当测量的光泽度在预定范围内时确定所述单一单元正常并且当测量的光泽度偏离所述预定范围时确定所述单一单元有缺陷的步骤(S5)。
12.根据权利要求11所述的单一单元制造方法,其中光泽度的正常范围和有缺陷范围根据所述第一隔膜与所述负极之间的粘合力和所述第一隔膜与所述负极的渗透性来设定。
13.一种通过根据权利要求9所述的单一单元制造方法制造的单一单元。
CN202280005118.6A 2021-03-31 2022-03-10 具有光泽度计的单一单元制造设备和使用该设备的制造方法 Active CN115917812B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2021-0042352 2021-03-31
KR20210042352 2021-03-31
KR10-2022-0009455 2022-01-21
KR1020220009455A KR102879323B1 (ko) 2021-03-31 2022-01-21 광택계가 구비된 모노셀 제조장치 및 이를 이용한 제조방법
PCT/KR2022/003325 WO2022211299A1 (ko) 2021-03-31 2022-03-10 광택계가 구비된 모노셀 제조장치 및 이를 이용한 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115917812A CN115917812A (zh) 2023-04-04
CN115917812B true CN115917812B (zh) 2025-11-14

Family

ID=83457654

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280005118.6A Active CN115917812B (zh) 2021-03-31 2022-03-10 具有光泽度计的单一单元制造设备和使用该设备的制造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230343982A1 (zh)
EP (1) EP4156360A4 (zh)
CN (1) CN115917812B (zh)
WO (1) WO2022211299A1 (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106797034A (zh) * 2014-09-17 2017-05-31 丰田自动车株式会社 非水电解质二次电池及其制造方法
EP3955364A1 (en) * 2019-05-13 2022-02-16 Lg Energy Solution, Ltd. Electrode assembly manufacturing method, electrode assembly manufactured thereby and secondary battery

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5329310B2 (ja) * 2009-06-10 2013-10-30 第一工業製薬株式会社 イオン液体を用いたリチウム二次電池
KR101561735B1 (ko) * 2013-09-25 2015-10-19 주식회사 엘지화학 전극조립체 제조방법
JP6222528B2 (ja) * 2015-05-13 2017-11-01 トヨタ自動車株式会社 非水電解液二次電池
KR101681452B1 (ko) * 2015-09-24 2016-11-30 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 비수 전해액 이차 전지용 세퍼레이터 및 비수 전해액 이차 전지
US10008706B2 (en) * 2015-10-29 2018-06-26 Sumitomo Chemical Company, Limited Laminated separator for nonaqueous electrolyte secondary battery, nonaqueous electrolyte secondary battery member, and nonaqueous electrolyte secondary battery
KR101940168B1 (ko) * 2016-05-12 2019-01-18 삼성에스디아이 주식회사 리튬 금속 전지
JP6979313B2 (ja) * 2016-12-23 2021-12-08 住友化学株式会社 セパレータ巻芯、セパレータ捲回体、セパレータ巻芯の洗浄方法、およびセパレータ捲回体の製造方法
EP3588653B1 (en) * 2017-02-27 2021-03-24 Envision AESC Japan Ltd. Method for producing mono-cell
KR102167118B1 (ko) * 2017-04-26 2020-10-16 주식회사 엘지화학 이차전지용 라미네이션장치
KR102054467B1 (ko) * 2017-06-23 2019-12-11 주식회사 엘지화학 이차전지용 플라즈마 발생장치 및 그를 포함하는 라미네이션 시스템
BR112021002472A2 (pt) 2018-08-09 2021-07-27 Shanghai Benemae Pharmaceutical Corporation anticorpos antifator xi
KR102544744B1 (ko) * 2019-03-12 2023-06-16 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지용 라미네이션장치 및 방법
KR102841147B1 (ko) * 2019-05-29 2025-07-31 주식회사 엘지에너지솔루션 기본단위체, 이차전지용 라미네이션장치 및 방법
EP3757449A1 (de) 2019-06-27 2020-12-30 ZKW Group GmbH Beleuchtungsvorrichtung eines kraftfahrzeugscheinwerfers

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106797034A (zh) * 2014-09-17 2017-05-31 丰田自动车株式会社 非水电解质二次电池及其制造方法
EP3955364A1 (en) * 2019-05-13 2022-02-16 Lg Energy Solution, Ltd. Electrode assembly manufacturing method, electrode assembly manufactured thereby and secondary battery

Also Published As

Publication number Publication date
EP4156360A4 (en) 2025-04-23
EP4156360A1 (en) 2023-03-29
US20230343982A1 (en) 2023-10-26
WO2022211299A1 (ko) 2022-10-06
CN115917812A (zh) 2023-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9768440B2 (en) Method of manufacturing electrode assembly
JP2012226866A (ja) 溶融塩電池及びその液漏れ検知方法
KR101826894B1 (ko) 전극 조립체 및 이를 제조하는 장치
KR101664945B1 (ko) 전극 조립체의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 전극 조립체
KR20200059563A (ko) 지그 가압 방식의 가압 단락 검사 방법
CN108933266B (zh) 电池及其制造方法
CN115428211A (zh) 包括配置为其按压力可调节的按压辊的层压设备及使用该层压设备制造的电极组件
TW201419628A (zh) 電極組、電極組之製備方法、以及包含電極組之電化學電池
CN115210553B (zh) 焊接缺陷检查方法
KR20220118250A (ko) 모노셀 형태의 분리막 손상 검출 장치 및 방법
EP4286830A1 (en) Method for evaluating adhesion of separator
WO2001007901A1 (en) Infrared thermographic method for process monitoring and control of multilayer conductive compositions
CN115917812B (zh) 具有光泽度计的单一单元制造设备和使用该设备的制造方法
JP6993277B2 (ja) 絶縁層形成用組成物、電気化学素子用電極体、および電気化学素子
CN112005427A (zh) 包括电解质离子浓度测量单元的电池单体和使用该电池单体测量电解质浓度的方法
CN111279447A (zh) 电容储能装置及其生产方法
KR20220136086A (ko) 광택계가 구비된 모노셀 제조장치 및 이를 이용한 제조방법
US20230098222A1 (en) Evaluation method and evaluation system for separator for battery, production method for separator for battery, production method for electrode unit, and production method for battery
CN114447443A (zh) 电化学装置、电化学装置的制造方法及用电设备
JP2024510340A (ja) 電極セル検査装置及び検査方法
JP2019057700A (ja) 容量性エネルギー貯蔵デバイス及び同デバイスを作製する方法
CN1440086A (zh) 用于制造原电池的方法
US20250208013A1 (en) Apparatus for Testing the Degree of Peeling of Electrode Active Material
JP2017084678A (ja) リチウムイオン電池の製造方法および製造装置
JP2020095887A (ja) 装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant