用于装配电极的方法与设备技术

在一种用于装配多个电极的方法和设备中，为了生产电能储存设备、尤其是锂电池，多个电极被以一个相互间距依次放置在分隔器上，分隔器沿进给路径前进，随后分隔器被一对对旋式刀片沿垂直于分隔器的进给方向的切割线切割，所述切割线设置在包括在两个相邻的电极之间且没有电极的分隔器部分中，该方法和设备允许在高生产力下装配长度受限的多个电极。

Methods and equipment for assembling electrodes

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于装配电极的方法与设备
技术介绍
本专利技术涉及一种用于装配电极(尤其是用于生产电化学电池)的方法和设备。具体地然而并非排他地，本专利技术可应用于制造电能储存设备，例如锂电池。现有技术包括专利申请文献US2015/0033547A1，该文献公开了一种用于装配电极的方法，其中根据取决于电极长度的步骤，具有线性运动的刀片沿横向于分隔器(separator)前进的方向切割具有一系列切口的分隔器。专利文献US6585846B1公开了一种根据权利要求1的前序部分的方法。现有技术的限制之一是在装配多个长度相对受限的电极时，生产力较低。在该情况下，事实上，横向切割的步骤很短，移动质量的惯性不允许分隔器在高进给速度下工作。现有技术的另一个缺点是在不同装配操作期间具有损坏分隔器的风险，这是由于分隔器是由非常薄、具有柔性且易碎的片材制成的，该材料仅当受拉时前进，然而当受拉过度时很容易断裂。一个特别精细的操作是对分隔器的切割，切割必须清晰且精确地进行，不能对装配结构造成损坏或缺陷，这样才能获得高质量的电化学电池。
技术实现思路
本专利技术的一个目标在于克服一个或多个现有技术的前述限制和缺点。本专利技术的一个目标在于提供一种用于装配多个电极的方法和/或设备，该方法和/或设备适用于电化学电池的形成过程，该形成过程能够用于生产电能储存设备。一个益处在于允许以高生产率装配长度相对受限的多个电极。一个益处在于提供一种用于以高生产力和连续的材料加工装配多个电极的设备和/或方法。一个益处在于允许以高效率生产高质量的电能储存设备。一个益处在于可获得结构简单且经济的电极装配设备。通过根据如下所述的一个或多个权利要求的方法和/或设备来实现这些目标和益处以及其他目标和益处。在一个示例中，电极装配方法包括以下步骤：在至少一个分隔器上以相互间距一个接一个地布置多个电极，该至少一个分隔器沿进给路径(例如，以持续运动)前进；随后通过一对对旋式刀片沿切割线切割分隔器，切割线横向于分隔器的进给方向并且设置在分隔器的包括在两个相邻电极之间且不具有电极的部分中，从而允许以高生产率装配长度受限的多个电极。在一个示例中，电极装配设备包括用于将多个电极以相互间距一个接一个地布置在沿进给路径(例如，在持续运动的情况下)前进的至少一个分隔器上的装置和至少一对布置在位于两个相邻电极之间且不存在电极的分隔器部分中切割分隔器的对旋式刀片。附图说明参考附图可以更好地理解和实现本专利技术，附图示出了实施例的多个非限制性示例，在附图中：图1为根据本专利技术制造的装配设备的第一示例的示意图；图2为图1中的装配设备中使用的切割设备的示意图；图3示意性地示出了图2中的放大的细节；图4示出了可在根据本专利技术的装配设备或方法的情况下获得的组件的一些示例；图5示出了可在本专利技术的装配设备或方法的情况下获得的组件的其他示例；图6为根据本专利技术制造的装配设备的第二示例的示意图；图7为可用在根据本专利技术的装配设备中的切割设备的细节的一部分。具体实施方式参考前述附图，出于简化目的，不同实施例的类似元件以相同数字指代。用于装配多个电极的设备整体以1指代。特别地，装配设备1可用于形成电化学电池，电化学电池可用于生产电能储存设备，例如锂电池。特别地，装配设备1可包括至少一个分隔器进给器2，该分隔器进给器构造成沿进给路径以进给方向F持续地或间歇地进给至少一个分隔器S。如这些示例中的，分隔器S可包括连续材料片或材料带。分隔器进给器2具体可包括至少一个线圈3和/或用于将分隔器S从线圈3解开并用于沿进给路径以引导方式移动分隔器S的装置，其中分隔器以连续元件的形式卷绕在线圈3上。例如，可以提供(例如辊类型的)带引导和张紧装置和/或一个或多个(例如辊类型的)带牵引装置和/或其他(例如已知类型的)带处理装置。图1示出了适用于在单个分隔器S上装配多个电极的装配设备1。图6示出了适用于在两个分立的分隔器S1和S2上装配多个电极的装配设备1。装配设备1具体可包括至少一个电极进给器4，电极进给器构造成用于将多个电极(阳极A和/或阴极C)以相距彼此一定的间距一个接一个地接连布置在沿进给路径的分隔器S、S1、S2的至少一侧上。电极进给器4具体可包括至少一个线圈5，其中至少一个电极E以连续元件的形式卷绕在线圈5上。如在这些示例中的，电极进给器4可包括至少一个成形装置，至少一个成形装置构造成从连续板形式的电极E中形成多个分立的电极。成形装置具体可包括适用于切割多个电极的切割设备6(例如已知类型的电极切割设备)，切割设备6设置为在连续电极E从线圈5解绕时从连续电极E分离多个分立的电极。多个分立的电极随后朝向分隔器的进给路径被进给，这些电极按顺序布置在分隔器上。装配设备1具体可包括至少一个切割设备7，切割设备7适用于切割沿进给路径设置在电极进给器4之后的分隔器，以沿(垂直于)分隔器的进给方向F的横向切割线切割分隔器。切割设备7具体可包括至少一对对旋式刀片8，即两个旋转的刀片8，这两个旋转刀片在待切割材料(一个或多个分隔器)上一起相互作用，彼此配合以进行切割动作。如在这种情况下，这两个刀片8可绕各自的旋转轴线旋转，二者的旋转轴线彼此平行。这两个刀片8可为对旋式的，也就是说，二者的旋转方向相反。如在这些示例中所示的，这两个刀片8的旋转轴线可为固定的。具体地，切割设备7可用于将分立的多个元件(例如单个电化学电池)与包括至少一个连续分隔器和多个分立的电极的组件中分离。(一个或多个)分隔器的切割设备7具体可包括(见图7)两个相对的辊9，这两个辊9的轴彼此平行并且横向(垂直)于分隔器的进给方向F，这两个辊9被驱使以相反的旋转方向协同旋转。(一个或多个)分隔器的切割设备7具体可包括马达(未示出)，例如电机，用于驱动这两个辊9。这两个辊9的旋转轴可通过运动传递机构(未示出)、例如齿轮类型的运动传递机构彼此连接，使得马达的转子能够以协作方式同时操作两个辊9，使二者具有相反的旋转方向。本专利技术提出，包括(一个或多个)分隔器和多个电极的组件可以在两个相对的辊9之间经过。每个辊9携带各自的刀片8以切割(一个或多个)分隔器。如在这些示例中所示的，每个刀片8可嵌入各自的辊9的腔内。每个刀片8可通过固定装置(未示出)、例如螺丝类型的固定装置固定至辊9。这两个辊9可设置为使得两个对旋式刀片8(每个辊9对应一个刀片8)的两个切割边缘(edge，刃)分别沿两个圆形轨迹行进。两个切割边缘的两个(圆形)轨迹可构造成使得这两个切割边缘在其运动中不会沿切割线相互重叠或接触，即，使得一个切割边缘沿切割线在一侧上切割分隔器S，另一个切割边缘沿切割线在相反的一侧上切割分隔器S(图7)。在切割线处的两个切割边缘之间的相互间距可等于零或大于零，该距离被认为在与材料的进给方向F正交的方向上，或在与材料M所处的平面正交的方向上，或在平行于连接辊9的两个旋转轴的平面的方向上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于装配多个电极的方法，包括：/n-沿进给路径以进给方向(F)进给至少一个分隔器(S；S1、S2)的步骤；/n-在所述分隔器的至少一侧上沿所述进给路径以相互间距(H)一个接一个地布置多个电极(A；C)的步骤；/n-沿切割线切割所述分隔器(S；S1、S2)的切割步骤，所述切割线横向于所述进给方向(F)并且布置在分隔器包括在两个相邻电极之间且不存在电极的部分(P)中；/n其特征在于，所述切割步骤通过至少一对对旋式刀片(8)执行，其中所述对旋式刀片(8)分别具有各自的切割边缘，所述切割边缘采用切割配置，在所述切割配置中，所述切割边缘沿所述切割线与所述分隔器同时接触，并且所述切割边缘以不为零且沿着所述进给方向(F)的法线方向的相互间距面向彼此。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171113 IT 1020170001289711.一种用于装配多个电极的方法，包括：
-沿进给路径以进给方向(F)进给至少一个分隔器(S；S1、S2)的步骤；
-在所述分隔器的至少一侧上沿所述进给路径以相互间距(H)一个接一个地布置多个电极(A；C)的步骤；
-沿切割线切割所述分隔器(S；S1、S2)的切割步骤，所述切割线横向于所述进给方向(F)并且布置在分隔器包括在两个相邻电极之间且不存在电极的部分(P)中；
其特征在于，所述切割步骤通过至少一对对旋式刀片(8)执行，其中所述对旋式刀片(8)分别具有各自的切割边缘，所述切割边缘采用切割配置，在所述切割配置中，所述切割边缘沿所述切割线与所述分隔器同时接触，并且所述切割边缘以不为零且沿着所述进给方向(F)的法线方向的相互间距面向彼此。


2.根据权利要求1所述的方法，包括驱动所述分隔器(S；S1、S2)和布置在所述分隔器上的所述多个电极(A；C)的驱动步骤，所述驱动步骤通过两对驱动辊(10)执行，所述两对驱动辊(10)中的一对驱动辊布置在所述一对对旋式刀片(8)的上游，另一对驱动辊布置在所述一对对旋式刀片(8)的下游。


3.根据权利要求2所述的方法，其中沿布置在位于两个相邻电极之间的分隔器部分(P)中的切割线切割所述分隔器的步骤发生在所述两对驱动辊(10)与所述两个相邻电极接合的时刻。


4.根据权利要求2或3所述的方法，其中布置在所述分隔器的至少一侧上的所述多个电极沿所述进给路径前进经过所述两对驱动辊(10)，使得两对驱动辊中的至少一对始终与至少一个电极接合。


5.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中，在切割所述分隔器(S；S1、S2)的时刻，所述一对对旋式刀片的每个刀片(8)的切割边缘的切向速度等于所述分隔器的进给速度。


6.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中，所述多个电极以预设步程(P)布置，并且其中所述一对对旋式刀片的每个刀片(8)旋转，使得所述一对对旋式刀片在所述分隔器(S；S1、S2)和所述多个电极(A；C)沿所述进给路径前进步程(P)时执行整转。


7.用于装配多个电极的设备，尤其是用于实现根据前述权利要求任一项所述的方法的设备，所述设备包括：
-至少一个分隔器进给器(2)，所述至少一个分隔器进给器(2)构造成沿进给路径以进给方向(F)进给至少一个分隔器(S；S1、S2)；
-至少一个电极进给器(4)，所述至少一个电极进给器(4)构造成沿所述进给路径在分隔器(S；S1、S2)的至少一侧上以相互间距(H)一个接一个地接连布置多个电极(A；C)；
-至少一对对旋式刀片(8)，所述至少一对对旋式刀片(8)沿所述进给路径布置在所述电极进给器(4)之后，以沿横向于所述进给方向(F)的至少一个切割线来切割分隔器(S；S1、S2)，其中，所述对旋式刀片(8)各自具有采用切割配置的切割边缘，在所述切割配置中所述切割边缘沿所述切割线与所述分隔器同时接触并且所述切割边缘以不为零且被认定为在所述进给方向(F)的法线方向上的相互间距面向彼此。


8.根据权利要求7所述的设备，包括至少两对驱动辊(10)，所述至少两对驱动辊(10)中的一对布置在所述一对对旋式刀片(8)的上游并且另一对布置在所述一对对旋式刀片(8)的下游，以沿所述进给路径驱动分隔器和多个电极。


9.根据权利要求8所述的设备，其中所述至少两对驱动辊(10)以沿所述进给方向(F)的相互间距(D)布置，所述相互间距(D)大于相互间距(H)，其中两个相邻电极(A)以相互间距(H)布置在分隔器(S；S1、S2)上，使得当所述两对驱动辊(10)接合两个相邻电极时，分隔器能够在包括在这两个相邻电极之间且不存在电极的分隔器部分(P)中被切割。


10.根据权利要求8或9所述的设备，其中所述两对驱动辊(10)以沿所述进给方向(F)的相互间距(D)布置，所述相互间距(D)小于电极(A)沿所述进给方向(F)的长度(L)，使得所述两对驱动辊中的至少一对始终与至少一个电极接合。


11.根据权利要求10所述的设备，其中所述电极进给器(4)包括至少一个成形装置，所述至少一个成形装置构造成从连续元件(E)形成分立的多个电极(A；C)，所述成形装置构造成使得形成的多个电极的长度(L)大于所述两对驱动辊之间的所述相互间距(D)。


12.用于装配多个电极的方法，包括：
-沿进给路径以进给方向(F)进给至少一个分隔器(S；S1、S2)的步骤；
-在所述分隔器的至少一侧上沿所述进给路径以相互间距(H)一个接一个地布置多个电极(A；C)的步骤；
-沿切割线切割所述分隔器(S；S1、S2)的切割步骤，所述切割线横向于所述进给方向并且布置在包括在两个相邻的电极之间且不存在电极的分隔器部分(P)中，所述切割步骤通过至少一个切割设备(7)执行；
-驱动所述分隔器(S；S1、S2)和布置在所述分隔器上的所述多个电极(A；C)的驱动步骤；
其特征在于：
-所述驱动步骤通过两对驱动辊(10)执行，所述两对驱动辊(10)中的一对设置在所述切割设备(7)的上游，另一对设置在所述切割设备(7)的下游；
-沿布置位于两个相邻电极之间的分隔器部分(P)中的切割线切割所述分隔器的所述切割步骤发生在所述两对驱动辊(10)接合所述两个相邻电极的时刻。


13.根据权利要求12所述的方法，其中布置在所述分隔器的至少一侧上的所述多个电极沿所述进给路径前进经过所述两对驱动辊(10)，使得所述两对驱动辊中的至少一对始终接合至少一个电极。


14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，所述切割设备(7)包括至少一对对旋式刀片(8)。


15.根据权利要求14所述的方法，其中，在切割所述分隔器(S；S1、S2)时，所述一对对旋式刀片的每个刀片(8)的切割边缘的切向速度等于所述分隔器的进给速度。


16.根据权利要求14或15所述的方法，其中，所述多个电极以预设步程(P)布置，并且其中，所述一对对旋式刀片的每个刀片(8)旋转，使得所述一对对旋式刀片在所述分隔器(S；S1、S2)和所述多个电极(A；C)沿所述进给路径前进步程(P)时执行整转。


17.根据权利要求14-16中任一项所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕斯夸利诺·阿隆基，马西米利亚诺·赛利，
申请(专利权)人：曼兹意大利有限责任公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT