TWI639267B - 用於製造二次電池的電極的裝置、使用用於製造二次電池的電極的裝置的製造二次電池的電極的方法、二次電池的電極及電池組電池 - Google Patents

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Abstract

本文揭露一種用於製造二次電池的電極的裝置，包括：漿 料供應單元，用於供應二次電池的電極混合物漿料；用於形成電極混合物層的模具，經設置以具有空心結構，空心結構具有第一敞開表面以及第二敞開表面，第一敞開表面與第二敞開表面彼此相對，自漿料供應單元供應的電極混合物漿料注入至用於形成電極混合物層的模具的空心區中；乾燥單元，用於乾燥注入至用於形成電極混合物層的模具的空心區中的電極混合物漿料；衝壓機，用於衝壓經乾燥的電極混合物漿料以形成電極混合物層薄片；以及模具支撐單元，用於在模具支撐單元的頂部表面面向用於形成電極混合物層的模具的第一敞開表面的狀態下支撐用於形成電極混合物層的模具。

Description

用於製造二次電池的電極的裝置、使用用於製 造二次電池的電極的裝置的製造二次電池的電極的方法、二次電池的電極及電池組電池 [相關申請案的交叉參考]
本申請案主張2015年8月31日向韓國智慧財產局申請的韓國專利申請案第10-2015-0122688號的權益，此韓國專利申請案的揭露內容的全文以引用的方式併入本文中。
本發明是關於一種包括用於形成電極混合物層的模具的用於製造二次電池的電極的裝置。
隨著能源價格歸因於化石燃料的耗乏而正在增加以及對環境污染的關注正在增加，針對環境友好型替代性能源的需求在未來的作用必然會增加。因此，對用於產生各種動力(諸如核能 (nuclear energy)、太陽能(solar energy)、風能(wind energy)以及潮力(tidal power))的技術的研究正在進行中，且用於更高效地使用所產生的能源的動力儲存設備(power storage apparatus)亦正吸引大量關注。
詳言之，隨著行動裝置技術不斷地發展且針對這些行動裝置的需求不斷地增加，針對作為能源的電池的需求正在快速地增加。因此，已對滿足各種需要的電池進行大量研究。
就電池的形狀而言，針對稜柱形二次電池或袋型二次電池(其足夠薄以應用於諸如行動電話的產品)的需求極高。另一方面，就用於電池的材料而言，針對諸如鋰離子電池以及鋰離子聚合物電池(其展現高的能量密度、放電電壓以及輸出穩定性)的鋰二次電池的需求極高。
另外，可基於電極總成(electrode assembly)的結構而對二次電池分類，電極總成具有正電極與負電極是在分隔物***於正電極與負電極之間的狀態下堆疊的結構。舉例而言，電極總成可經設置以具有以下結構：凝膠捲筒(捲繞)型結構(jelly-roll(wound)type structure)，其中長薄片型正電極與長薄片型負電極是在分隔物安置於正電極與負電極之間的狀態下捲繞；或堆疊型結構(stacked type structure)，其中各自具有預定大小的多個正電極與多個負電極是在分隔物分別安置於正電極與負電極之間的狀態下依序地堆疊。近年來，為了解決由凝膠捲筒型電極總成以及堆疊型電極總成造成的問題，已開發出一種堆疊/摺疊型電極總成(stacked/folded type electrode assembly)，其為凝膠捲筒型電極總成與堆疊型電極總成的組合，此組合具有改良式結構，其中預定數 目個正電極與預定數目個負電極是在分隔物分別安置於正電極與負電極之間的狀態下依序地堆疊以構成單位電池(unit cell)，此後，多個單位電池是在已置放於分離膜上的狀態下依序地摺疊。
另外，基於每一二次電池的電池殼體(battery case)的形狀，可將二次電池分類為：圓柱形電池，經設置以具有電極總成安裝於圓柱形金屬容器中的結構；稜柱形電池，經設置以具有電極總成安裝於稜柱形金屬容器中的結構；以及袋型電池，經設置以具有電極總成安裝於由鋁層壓薄片製成的袋型殼體中的結構。
特定言之，近年來，袋型電池已由於低製造成本、輕重量、其形狀修改簡易性等等而受到大量關注，袋型電池經設置以具有此堆疊或堆疊/摺疊型電極總成安裝於由鋁層壓薄片製成的袋型電池殼體中的結構。另外，此袋型電池的用途已逐漸地增加。
一般而言，藉由將電極活性材料、導電劑與黏合劑的混合物施加至電極集電器(electrode current collector)且接著乾燥以及衝壓混合物而製造二次電池的電極。
圖1是示意性地展示習知的用於製造電極薄片的裝置(electrode sheet manufacturing device)的結構的典型視圖。
參看圖1，用於製造電極薄片的裝置100包括轉移單元(transfer unit)130、用於塗佈電極混合物漿料的槽模(slot die)110，以及乾燥單元(drying unit)121及乾燥單元122。
電極集電器薄片(electrode current collector sheet)140是以捲筒141的形式而捲繞。電極集電器薄片140是由與捲筒141相對地定位的轉移單元130轉移。
轉移單元130包括兩個滾筒(roller)131及滾筒132。使 滾筒131與滾筒132在相對方向上旋轉，如由箭頭101及箭頭102所指示，以朝向轉移單元130轉移電極集電器薄片140，如由箭頭103所指示。
槽模110具有狹槽(slot)111，其為槽模110的兩個分隔式部分之間的間隙。以通過鋼筆的尖端排放墨水的方式通過形成於槽模110中的狹槽111排放塗佈液體(coating liquid)。在轉移電極集電器薄片140時，將自槽模110排放的電極混合物漿料施加至電極集電器薄片140。就維護以及生產力而言，使用槽模110的塗佈方法優於其他塗佈方法。出於此原因，除了將電極混合物漿料施加至電極集電器薄片140以外，使用槽模110的塗佈方法亦廣泛地用於製造平板顯示面板(flat panel display panel)。
將已被施加有電極混合物漿料的電極集電器薄片140轉移至乾燥單元121及乾燥單元122，如由箭頭103所指示。
乾燥單元121及乾燥單元122經設置以使用熱空氣或光源來乾燥已被施加有電極混合物漿料的電極集電器薄片140的相對主表面以製造電極薄片。
將經製造的電極薄片切割為所要大小以製造構成電極總成的電極。
然而，在習知的用於製造電極薄片的裝置100中，由乾燥單元121及乾燥單元122乾燥具有預定長度的電極薄片的部分。在塗佈於電極集電器薄片140上的電極混合物漿料的量大的狀況下，電極薄片的經塗佈部分可能會破裂。因此，可藉由增加塗佈於電極集電器薄片上的電極混合物漿料的量而達成的電極容量增加受到限制。
另外，在電極混合物漿料是液體的狀態下將電極混合物漿料施加至電極集電器薄片140。因此，若電極混合物漿料的黏度低於預定位準，則可能難以將所要量的電極混合物漿料施加至電極集電器薄片140。
此外，在塗佈電極混合物漿料的程序完成之後，在將電極薄片切割為所要大小之前以捲筒的形式捲繞電極薄片。因此，即使將大量電極混合物漿料施加至電極集電器薄片140，電極混合物漿料亦可在電極薄片被捲繞時歸因於電極混合物漿料與電極集電器薄片140之間的物理性質差異而與電極集電器薄片140分離。
因此，非常需要能夠基本上解決以上問題的技術。
已作出本發明來解決以上問題以及尚待解決的其他技術問題。
由於用以解決如上文所描述的問題的多種廣泛且密集的研究以及實驗，本申請案的發明人已發現，在用於製造二次電池的電極的裝置經設置以便包括用於形成電極混合物層的模具(電極混合物漿料注入以及模製至用於形成電極混合物層的模具中)的狀況下，如下文中將描述，將由用於形成電極混合物層的模具分離地製造的電極混合物層薄片附接至經切割以便具有預定長度的電極集電器，藉以有可能更容易地製造被塗佈有大量電極混合物漿料的電極混合物層。另外，與電極集電器薄片被直接地塗佈有電極混合物的狀況相比較，可增加電極混合物層與電極集電器之間的 黏著力。因此，有可能改良二次電池的電極的結構穩定性。此外，防止了電極混合物層破裂，藉此縮減產品缺陷率且因此改良處理可靠性。已基於這些發現而完成本發明。
根據本發明的一個態樣，可藉由提供一種用於製造二次電池的電極的裝置而實現以上目標以及其他目標，用於製造二次電池的電極的裝置包括：漿料供應單元(slurry supply unit)，用於供應二次電池的電極混合物漿料；用於形成電極混合物層的模具，經設置以具有空心結構，空心結構具有第一敞開表面以及第二敞開表面，第一敞開表面與第二敞開表面彼此相對，自漿料供應單元供應的電極混合物漿料注入至用於形成電極混合物層的模具的空心區中；乾燥單元，用於乾燥注入至用於形成電極混合物層的模具的空心區中的電極混合物漿料；衝壓機(press)，用於衝壓經乾燥的電極混合物漿料以形成電極混合物層薄片；以及模具支撐單元(mold support unit)，用於在模具支撐單元的頂部表面面向用於形成電極混合物層的模具的第一敞開表面的狀態下支撐用於形成電極混合物層的模具。
將由用於形成電極混合物層的模具分離地製造的電極混合物層薄片附接至經切割以便具有預定長度的電極集電器。因此，有可能更容易地製造被塗佈有大量電極混合物漿料的電極混合物層。另外，與電極集電器薄片被直接地塗佈有電極混合物的狀況相比較，可增加電極混合物層與電極集電器之間的黏著力。因此，有可能改良二次電池的電極的結構穩定性。此外，防止了電極混合物層破裂，藉此縮減產品缺陷率且因此改良處理可靠性。
在一具體實例中，可通過用於形成電極混合物層的模具的第二敞開表面注入電極混合物漿料。
更具體言之，用於形成電極混合物層的模具可經設置以具有空心結構，空心結構具有第一敞開表面以及第二敞開表面，第一敞開表面與第二敞開表面彼此相對，且用於形成電極混合物層的模具的第一表面可面向模具支撐單元的頂部表面。
因此，用於形成電極混合物層的模具的僅第二表面保持敞開。因此，防止了通過用於形成電極混合物層的模具的第二表面注入的電極混合物漿料通過用於形成電極混合物層的模具的第一表面排放至外部。
另外，用於形成電極混合物層的模具的空心區可經形成以具有圓形、卵形、三角形、四邊形或多邊形平面形狀。然而，本發明並不限於此情形。只要用於形成電極混合物層的模具的空心區的形狀不會招致過多時間或費用來製造用於形成電極混合物層的模具，就不特別地限定用於形成電極混合物層的模具的空心區的形狀，且另外，鑒於由用於製造二次電池的電極的裝置製造的電極被應用的電池組電池(battery cell)以及電池組電池被應用的裝置的各種形狀而適當地選擇用於形成電極混合物層的模具的結構。
同時，只要用於形成電極混合物層的模具經形成以便具有所要形狀以及大小的空心結構，就不特別地限定用於形成電極混合物層的模具的材料。具體言之，用於形成電極混合物層的模具可由金屬、耐熱聚合物樹脂或聚合物複合物製成。
在此狀況下，耐熱聚合物樹脂或聚合物複合物的熔點可 為130℃至400℃。
更具體言之，在電極混合物漿料是高溫液體的狀態下將電極混合物漿料注入至用於形成電極混合物層的模具中。由於製成用於形成電極混合物層的模具的耐熱聚合物樹脂或聚合物複合物的熔點是130℃至400℃，故用於形成電極混合物層的模具在電極混合物漿料的溫度範圍內展現耐熱性。因此，有可能使用於形成電極混合物層的模具在形成電極混合物層薄片的程序中穩定地支撐電極混合物漿料。
只要乾燥單元有效地乾燥注入至用於形成電極混合物層的模具的空心區中的電極混合物漿料，就不特別地限定乾燥單元的種類。在一具體實例中，乾燥單元可使用熱空氣或光源來乾燥電極混合物漿料。
在此狀況下，可取決於在電極混合物漿料有效地乾燥而電極混合物漿料的特性未改變的範圍內注入的電極混合物漿料的量以及電極混合物漿料的溫度而適當地調整熱空氣或光源的溫度。
另外，衝壓機可衝壓通過用於形成電極混合物層的模具的第二敞開表面的經乾燥的電極混合物漿料。
如先前所描述，用於形成電極混合物層的模具的第一表面以及第二表面敞開，且用於形成電極混合物層的模具的第一表面面向模具支撐單元。因此，衝壓機可衝壓通過用於形成電極混合物層的模具(電極混合物漿料已注入至用於形成電極混合物層的模具中)的第二敞開表面的經乾燥的電極混合物漿料，藉以有可能製造具有所要的能量密度及/或孔隙度的電極混合物層薄片。
衝壓機的面向電極混合物漿料的區的外部的形狀可對應於用於形成電極混合物層的模具的第二敞開表面的內部的形狀，使得衝壓機在經乾燥的電極混合物漿料被引入至用於形成電極混合物層的模具中的同時衝壓經乾燥的電極混合物漿料。
換言之，衝壓機衝壓通過用於形成電極混合物層的模具的第二表面的電極混合物漿料。為此目的，衝壓機的面向電極混合物漿料的區的外部的形狀可對應於用於形成電極混合物層的模具的第二敞開表面的內部的形狀。因此，衝壓機可衝壓通過用於形成電極混合物層的模具的第二表面的電極混合物漿料，其已被引入至用於形成電極混合物層的模具的內部(亦即，空心區)中且接著被乾燥。
同時，可在衝壓電極混合物漿料之後將電極混合物層薄片與用於形成電極混合物層的模具以及模具支撐單元分離。
亦即，電極混合物層薄片不包括集電器。因此，可在衝壓電極混合物漿料之後將電極混合物層薄片與用於形成電極混合物層的模具以及模具支撐單元分離，使得將電極混合物層薄片應用於集電器。
可將預定分離劑添加至支撐用於形成電極混合物層的模具的第一表面的模具支撐單元的頂部表面，使得可更容易地將經製造的電極混合物層薄片與模具支撐單元分離。
在一具體實例中，用於製造二次電池的電極的裝置可更包括用於切割集電器薄片以製造電極集電器的集電器切割單元(current collector cutting unit)。
在電極混合物層薄片形成於集電器或集電器薄片上的狀 況下，集電器或集電器薄片可能歸因於由衝壓機施加至電極混合物漿料的高壓而受到損害或變形。
此外，集電器薄片是單一連續薄片，其可能因在電極混合物層薄片附接至集電器薄片時施加至集電器薄片的拉力而受到損害或變形。
根據本發明的用於製造二次電池的電極的裝置可更包括用於切割集電器薄片以製造電極集電器的集電器切割單元。因此，有可能防止出現可在電極混合物層薄片附接至集電器薄片時造成的問題。
在此狀況下，電極集電器的每一主表面的平面面積可大於電極混合物層薄片的平面面積，且電極混合物層薄片可附接至電極集電器的每一主表面的中心區。
更具體言之，電極集電器安置於具有相同極性的電極混合物層薄片之間。在將電極混合物層薄片附接至電極集電器(其相較於電極混合物層薄片具有較大面積)的每一主表面的中心區之後，移除電極集電器的剩餘區，使得電極集電器與電極混合物層薄片具有相同面積。
電極集電器的每一主表面的面積可為電極混合物層薄片的面積的110%至130%。
若電極集電器的每一主表面的面積小於電極混合物層薄片的面積的110%，則可能難以將電極混合物層薄片附接至電極集電器的每一主表面的中心區。因此，可能會耗費更多時間來製造電極。
另一方面，若電極集電器的每一主表面的面積大於電極 混合物層薄片的面積的130%，則電極集電器可因在電極混合物層薄片附接至電極集電器的每一主表面時施加至電極集電器的拉力而受到損害或變形。另外，將被移除的電極集電器的剩餘區會過度地增加，結果是製造電極的成本會增加。
同時，只要電極集電器不受到損害或變形且以所要的黏著力將電極混合物層薄片附接至電極集電器，就不特別地限定電極混合物層薄片附接至電極集電器的每一主表面的方式或結構。具體言之，可使用黏合劑將電極混合物層薄片附接至電極集電器的每一主表面。
另外，電極集電器可具有形成於其至少一個側上的電極突片(electrode tab)。在將電極混合物層薄片附接至電極集電器的每一主表面之後，可移除不包括電極集電器的中心區以及電極突片的電極集電器的剩餘區。
因此，電極可經製造以便具有如下結構：其中電極集電器具有電極突片，且不包括電極突片的電極集電器可與電極混合物層薄片具有相同面積。
根據本發明的另一態樣，提供一種使用用於製造二次電池的電極的裝置的用於製造二次電池的電極的方法，用於製造二次電池的電極的方法包括：a)將用於形成電極混合物層的模具置放於模具支撐單元的頂部表面上，使得用於形成電極混合物層的模具的第一敞開表面面向模具支撐單元的頂部表面；b)將電極混合物漿料注入至用於形成電極混合物層的模具的空心區中；c)乾燥注入至用於形成電極混合物層的模具的空心區中的電極混合物漿料；d)衝壓經乾燥的電極混合物漿料以形成電極混合物層薄片； e)將電極混合物層薄片與用於形成電極混合物層的模具以及模具支撐單元分離；f)切割集電器薄片以製造電極集電器；g)將電極混合物層薄片附接至電極集電器的每一主表面的中心區；以及h)移除不包括電極集電器的中心區以及形成於電極集電器的至少一個側上的電極突片的電極集電器的剩餘區，以製造電極。
亦即，用於製造二次電池的電極的方法的特徵在於：分離地製造被塗佈有大量電極混合物漿料的電極混合物層薄片以及電極集電器，此後將經製造的電極混合物層薄片附接至電極集電器以製造電極。
因此，在用於製造二次電池的電極的方法中，有可能更容易地製造被塗佈有大量電極混合物漿料的電極混合物層。因此，有可能改良二次電池的電極的結構穩定性。此外，防止了電極混合物層破裂，藉此縮減產品缺陷率且因此改良處理可靠性。
根據本發明的另一態樣，提供一種使用用於製造二次電池的電極的方法而製造的二次電池的電極。電極可為正電極或負電極。
亦即，根據本發明的電極可被應用為正電極或負電極，而不管電極的極性，只要電極被塗佈有大量電極混合物漿料即可。
根據本發明的其他態樣，提供一種包括電極的電池組電池以及一種包括電池組電池的裝置。此電池組電池以及此裝置在本發明所屬領域為吾人所熟知，且因此將省略其詳細描述。
100‧‧‧裝置
101、102、103‧‧‧箭頭
110‧‧‧槽模
111‧‧‧狹槽
121、122‧‧‧乾燥單元
130‧‧‧轉移單元
131、132‧‧‧滾筒
140‧‧‧電極集電器薄片
141‧‧‧捲筒
200‧‧‧裝置
210‧‧‧模具
210a、220a‧‧‧高度
211、212、213、214、221、222、223、224‧‧‧側壁
215‧‧‧第一表面/第一敞開表面
216‧‧‧第二表面
220‧‧‧模具支撐單元
230‧‧‧漿料供應單元
240‧‧‧乾燥單元
250‧‧‧衝壓機
260‧‧‧集電器切割單元
271‧‧‧電極混合物層薄片
280‧‧‧集電器薄片
290‧‧‧電極集電器
291‧‧‧電極突片
292‧‧‧中心區
293‧‧‧剩餘區
自結合隨附圖式所採取的以下詳細描述，將更清楚地理解本發明的以上及其他目標、特徵以及其他優勢，在圖式中：
圖1是示意性地展示習知的用於製造電極薄片的裝置的結構的典型視圖。
圖2是示意性地展示根據本發明的一實施例的用於製造二次電池的電極的裝置的結構的典型視圖。
圖3是示意性地展示圖2的用於形成電極混合物層的模具以及模具支撐單元的結構的典型視圖。
圖4是示意性地展示將由圖2的用於製造二次電池的電極的裝置製造的電極混合物層薄片附接至電極集電器的程序的典型視圖。
現在，將參考隨附圖式來詳細地描述本發明的例示性實施例。然而，應注意，本發明的範疇並不受到所說明的實施例限制。
圖2是示意性地展示根據本發明的一實施例的用於製造二次電池的電極的裝置的結構的典型視圖。
參看圖2，用於製造二次電池的電極的裝置200包括漿料供應單元230、用於形成電極混合物層的模具210、乾燥單元240、衝壓機250、模具支撐單元220，以及集電器切割單元260。
在用於形成電極混合物層的模具210的第一表面面向模具支撐單元220的頂部表面的狀態下，將自漿料供應單元230供 應的二次電池的電極混合物漿料注入至用於形成電極混合物層的模具210的空心區中。
由位於用於形成電極混合物層的模具210上方以及模具支撐單元220下方的乾燥單元240乾燥注入至用於形成電極混合物層的模具210的空心區中的電極混合物漿料。由衝壓機250衝壓經乾燥的電極混合物漿料。因此，製造了電極混合物層薄片271。
將經製造的電極混合物層薄片271與用於形成電極混合物層的模具210以及模具支撐單元220分離。
集電器切割單元260切割長集電器薄片280以製造電極集電器290。
將經製造的電極混合物層薄片271附接至電極集電器290。因此，製造了二次電池的電極。
在根據本發明的用於製造二次電池的電極的裝置中，如上文所描述，分離地製造被塗佈有大量電極混合物漿料的電極混合物層薄片以及電極集電器，且接著將經製造的電極混合物層薄片附接至電極集電器，藉以有可能更容易地製造包括被塗佈有大量電極混合物漿料的電極混合物層的二次電池的電極。
圖3是示意性地展示圖2的用於形成電極混合物層的模具以及模具支撐單元的結構的典型視圖。
參看圖3，用於形成電極混合物層的模具210經設置以具有空心結構，其中第一表面215以及與第一表面215相對的第二表面216敞開。用於形成電極混合物層的模具210的空心區是由四個側壁211、側壁212、側壁213及側壁214界定。
模具支撐單元220具有四個側壁221、側壁222、側壁223 及側壁224，其自模具支撐單元220的頂部表面向上凸起，模具支撐單元220的頂部表面面向用於形成電極混合物層的模具210的第一敞開表面215。
模具支撐單元220的側壁221、側壁222、側壁223及側壁224環繞用於形成電極混合物層的模具210的側壁211、側壁212、側壁213及側壁214的外部的下部部分。模具支撐單元220的側壁221、側壁222、側壁223及側壁224中的每一者的高度220a低於用於形成電極混合物層的模具210的側壁211、側壁212、側壁213及側壁214中的每一者的高度210a。
因此，可由模具支撐單元220的頂部表面穩定地封閉用於形成電極混合物層的模具210的第一表面215。另外，當由衝壓機250衝壓電極混合物漿料時，可防止用於形成電極混合物層的模具210移動。
此外，在以上結構中，可由工人或工作工具或設備容易地將用於形成電極混合物層的模具210與模具支撐單元220分離。因此，可容易地將藉由衝壓電極混合物層而製造的電極混合物層薄片與用於形成電極混合物層的模具210以及模具支撐單元220分離。
圖4是示意性地展示將由圖2的用於製造二次電池的電極的裝置製造的電極混合物層薄片附接至電極集電器的程序的典型視圖。
參看圖4，分別將電極混合物層薄片271及電極混合物層薄片272附接至電極集電器290的頂部表面以及底部表面。
電極集電器290具有自其一個側凸起的電極突片291。電 極集電器290的平面面積大於電極混合物層薄片271及電極混合物層薄片272中的每一者的平面面積。
在電極混合物層薄片271及電極混合物層薄片272與電極集電器290的被形成有電極突片291的側對準的狀態下，分別將電極混合物層薄片271及電極混合物層薄片272附接至電極集電器290的中心區292的頂部表面以及底部表面。
在分別將電極混合物層薄片271及電極混合物層薄片272附接至電極集電器290的頂部表面以及底部表面之後，移除不包括電極集電器290的中心區292以及電極突片291的電極集電器290的剩餘區293。因此，最終製造了二次電池的電極。
儘管已出於說明性目的而揭露本發明的例示性實施例，但在本領域具有知識者將瞭解，在不脫離如隨附申請專利範圍中所揭露的本發明的範疇以及精神的情況下，各種修改、添加以及取代是可能的。
[工業適用性]
自以上描述顯而易見，根據本發明的用於製造二次電池的電極的裝置經設置以便包括用於形成電極混合物層的模具，電極混合物漿料注入以及模製至用於形成電極混合物層的模具中。將由用於形成電極混合物層的模具分離地製造的電極混合物層薄片附接至經切割以便具有預定長度的電極集電器。因此，有可能更容易地製造被塗佈有大量電極混合物漿料的電極混合物層。另外，與集電器薄片被直接地塗佈有電極混合物的狀況相比較，可增加電極混合物層與電極集電器之間的黏著力。因此，有可能改良二次電池的電極的結構穩定性。此外，防止了電極混合物層破裂，藉此 縮減產品缺陷率且因此改良處理可靠性。

Claims (20)

  1. 一種用於製造二次電池的電極的裝置，包含：漿料供應單元，用於供應二次電池的電極混合物漿料；用於形成電極混合物層的模具，經設置以具有空心結構，所述空心結構具有第一敞開表面以及第二敞開表面，所述第一敞開表面與所述第二敞開表面彼此相對，自所述漿料供應單元供應的所述電極混合物漿料注入至所述用於形成電極混合物層的模具的空心區中；乾燥單元，用於乾燥注入至所述用於形成電極混合物層的模具的所述空心區中的所述電極混合物漿料；衝壓機，用於衝壓經乾燥的所述電極混合物漿料以形成電極混合物層薄片；以及模具支撐單元，其在所述模具支撐單元的頂部表面面向所述用於形成電極混合物層的模具的所述第一敞開表面的狀態下支撐所述用於形成電極混合物層的模具。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的用於製造二次電池的電極的裝置，其中通過所述用於形成電極混合物層的模具的所述第二敞開表面注入所述電極混合物漿料。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的用於製造二次電池的電極的裝置，其中所述用於形成電極混合物層的模具的所述空心區形成為具有圓形、卵形、三角形、四邊形或多邊形平面形狀。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的用於製造二次電池的電極的裝置，其中所述用於形成電極混合物層的模具是由金屬、耐熱 聚合物樹脂或聚合物複合物製成。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的用於製造二次電池的電極的裝置，其中所述耐熱聚合物樹脂或所述聚合物複合物的熔點是130℃至400℃。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的用於製造二次電池的電極的裝置，其中所述乾燥單元使用熱空氣或光源來乾燥所述電極混合物漿料。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的用於製造二次電池的電極的裝置，其中所述衝壓機衝壓通過所述用於形成電極混合物層的模具的所述第二敞開表面的經乾燥的所述電極混合物漿料。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的用於製造二次電池的電極的裝置，其中所述衝壓機的面向所述電極混合物漿料的區的外部的形狀對應於所述用於形成電極混合物層的模具的所述第二敞開表面的內部的形狀，使得所述衝壓機在經乾燥的所述電極混合物漿料被引入至所述用於形成電極混合物層的模具中的同時衝壓經乾燥的所述電極混合物漿料。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的用於製造二次電池的電極的裝置，其中在衝壓所述電極混合物漿料之後將所述電極混合物層薄片與所述用於形成電極混合物層的模具以及所述模具支撐單元分離。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的用於製造二次電池的電極的裝置，更包含用於切割集電器薄片以製造電極集電器的集電器切割單元。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的用於製造二次電池的 電極的裝置，其中所述電極集電器的每一主表面的平面面積大於所述電極混合物層薄片的平面面積，且所述電極混合物層薄片附接至所述電極集電器的每一主表面的中心區。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的用於製造二次電池的電極的裝置，其中所述電極集電器的每一主表面的所述平面面積是所述電極混合物層薄片的所述平面面積的110%至130%。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的用於製造二次電池的電極的裝置，其更包含使用黏合劑將所述電極混合物層薄片附接至所述電極集電器的每一主表面。
  14. 如申請專利範圍第11項所述的用於製造二次電池的電極的裝置，其中所述電極集電器具有形成於其至少一個側上的電極突片。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的用於製造二次電池的電極的裝置，其中在將所述電極混合物層薄片附接至所述電極集電器的每一主表面之後，移除不包括所述電極集電器的所述中心區以及所述電極突片的所述電極集電器的剩餘區。
  16. 一種使用如申請專利範圍第1項至第15項中任一項所述的用於製造二次電池的電極的裝置的用於製造二次電池的電極的方法，所述用於製造二次電池的電極的方法包含：a)將用於形成電極混合物層的模具置放於模具支撐單元的頂部表面上，使得所述用於形成電極混合物層的模具的第一敞開表面面向所述模具支撐單元的所述頂部表面；b)將電極混合物漿料注入至所述用於形成電極混合物層的模具的空心區中； c)乾燥注入至所述用於形成電極混合物層的模具的所述空心區中的所述電極混合物漿料；d)衝壓經乾燥的所述電極混合物漿料以形成電極混合物層薄片；e)將所述電極混合物層薄片與所述用於形成電極混合物層的模具以及所述模具支撐單元分離；f)切割集電器薄片以製造電極集電器；g)將所述電極混合物層薄片附接至所述電極集電器的每一主表面的中心區；以及h)移除不包括所述電極集電器的所述中心區以及形成於所述電極集電器的至少一個側上的電極突片的所述電極集電器的剩餘區，以製造電極。
  17. 一種二次電池的電極，其是使用如申請專利範圍第16項所述的用於製造二次電池的電極的方法而製造。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的二次電池的電極，其中所述電極是正電極或負電極。
  19. 一種電池組電池，包含如申請專利範圍第17項所述的電極。
  20. 一種包含如申請專利範圍第19項所述的電池組電池的裝置。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102277733B1 (ko) * 2018-01-29 2021-07-16 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 장착유닛 및 그를 포함하는 전극 건조장치
CN112952042A (zh) * 2021-03-08 2021-06-11 上海兰钧新能源科技有限公司 一种锂离子电池极片的合膏制砖制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201312839A (zh) 2011-08-04 2013-03-16 Mitsui Mining & Smelting Co 鋰離子二次電池負極材之製造方法及鋰離子二次電池用負極材
JP5509998B2 (ja) 2010-03-31 2014-06-04 日産自動車株式会社 電極製造装置及び電極製造方法

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU567813A1 (ru) 1974-12-09 1977-08-05 Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт добычи угля гидравлическим способом Механо-гидравлический комбайн дл добычи угл
JPS63298964A (ja) * 1987-05-28 1988-12-06 Toshiba Battery Co Ltd 扁平型電池の正極の製造方法
JPH05101818A (ja) * 1991-08-07 1993-04-23 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 負極用炭素成形体及びリチウム二次電池
US5919493A (en) * 1992-10-13 1999-07-06 Ushers, Inc. Apparatus for producing shaped articles
JP3594481B2 (ja) * 1998-03-16 2004-12-02 三洋電機株式会社 密閉型電池及びその製造方法
KR100362286B1 (ko) 2000-05-27 2002-11-23 삼성에스디아이 주식회사 리튬 2차 전지의 극판 제조 방법
JP4121260B2 (ja) * 2001-07-31 2008-07-23 三洋電機株式会社 偏平型電池用電極の製造方法
US8709648B2 (en) * 2002-06-04 2014-04-29 Ener1, Inc. Conductor-mixed active electrode material, electrode structure, rechargeable battery, and manufacturing method of conductor-mixed active electrode material
EP1511097A4 (en) * 2002-06-04 2008-09-17 Itochu Corp ELECTRODE ACTIVE MATERIAL, ELECTRODE STRUCTURE, SECONDARY CELL, AMD PROCESS FOR PREPARING A ELECTRODE ACTIVE MATERIAL MIXED WITH CONDUCTIVE MATERIAL
US20040086774A1 (en) * 2002-11-05 2004-05-06 Munoz Beth C. Gas diffusion electrodes
KR100583672B1 (ko) 2004-06-07 2006-05-26 한국전기연구원 리튬이차전지용 고출력 극판의 제조방법
KR100580122B1 (ko) * 2004-09-16 2006-05-15 주식회사 디지털텍 이차전지의 집전체 절단장치
KR20060102440A (ko) 2005-03-23 2006-09-27 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지용 막-전극 접합체의 전극 코팅장치 및 코팅방법
KR101808902B1 (ko) 2006-01-17 2017-12-13 헨켈 아이피 앤드 홀딩 게엠베하 결합된 연료 전지 조립체, 이를 제조하기 위한 방법, 시스템 및 실란트 조성물
JP2007200665A (ja) 2006-01-25 2007-08-09 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池用セパレータの製造方法および製造装置
JP2008016581A (ja) 2006-07-05 2008-01-24 Ricoh Elemex Corp 蓄電デバイス用電極およびその製造方法、ならびに蓄電デバイス
JP5577565B2 (ja) 2006-09-19 2014-08-27 ソニー株式会社 リチウムイオン二次電池
KR101101148B1 (ko) 2008-01-18 2012-01-05 주식회사 엘지화학 제조 공정성이 향상된 전극 제조방법
KR20090118588A (ko) * 2008-05-14 2009-11-18 한국전기연구원 에너지 저장 디바이스용 전극 제조방법
CN102449777A (zh) 2009-05-26 2012-05-09 株式会社Lg化学 用于制造高效率太阳能电池用前电极的方法
JP2011048967A (ja) 2009-08-26 2011-03-10 Nec Energy Devices Ltd 積層型二次電池および製造方法
CN103782419A (zh) 2011-08-31 2014-05-07 Nec能源元器件株式会社 制造电池电极的方法
JP2013073685A (ja) * 2011-09-26 2013-04-22 Toppan Printing Co Ltd 非水電解液二次電池用電極、その製造方法、及び非水電解液二次電池
US9455471B2 (en) 2012-03-28 2016-09-27 Zeon Corporation Electrode for all solid-state secondary battery and method for producing same
KR101540618B1 (ko) 2012-09-07 2015-07-30 주식회사 엘지화학 이차전지용 전극 및 그것의 제조 방법
US10033029B2 (en) * 2012-11-27 2018-07-24 Apple Inc. Battery with increased energy density and method of manufacturing the same
KR101523016B1 (ko) 2013-03-12 2015-05-27 이재우 주먹밥 제조방법 및 성형틀

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5509998B2 (ja) 2010-03-31 2014-06-04 日産自動車株式会社 電極製造装置及び電極製造方法
TW201312839A (zh) 2011-08-04 2013-03-16 Mitsui Mining & Smelting Co 鋰離子二次電池負極材之製造方法及鋰離子二次電池用負極材

Also Published As

Publication number Publication date
EP3346525A1 (en) 2018-07-11
CN108028351A (zh) 2018-05-11
EP3346525B1 (en) 2021-12-08
WO2017039148A1 (ko) 2017-03-09
US10964969B2 (en) 2021-03-30
KR20170025760A (ko) 2017-03-08
JP2018519635A (ja) 2018-07-19
KR101936339B1 (ko) 2019-04-03
CN108028351B (zh) 2021-03-05
US20180301737A1 (en) 2018-10-18
JP6611377B2 (ja) 2019-11-27
TW201711254A (zh) 2017-03-16
EP3346525A4 (en) 2019-04-17

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