[发明专利]用于卷绕可再充电电池的电极的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于卷绕电极的装置和方法，更具体地，涉及用于卷绕可再充电电池的电极的装置和方法。

背景技术

与不能再充电的一次电池不同，可再充电电池能够重复地充电和放电。小容量可再充电电池用于诸如移动电话、笔记本电脑和摄像机的便携式小型电子设备，大容量电池广泛地用于驱动混合型汽车的发动机的电源。

可再充电电池具有电极组件，该电极组件包括正电极、负电极和隔板。电极组件以隔板插置在正电极和负电极之间的状态被卷绕，或者正电极和负电极交替地层叠且使隔板插置在其间。

对于卷绕电极的工艺，电极通过利用夹具固定电极的前端然后旋转卷料轴（winding reel）而被卷绕。由于前端被夹具固定，所以在卷绕工艺期间过度的张力被施加到电极，从而使电极变形。

具体地，安装在棱柱形壳体中的电极组件通过形成为具有拐角的平行四边形型或形成为叶片型的卷料轴来卷绕。在该情形下，由于过度的张力被施加到拐角部，所以产生使电极变形的问题。

此外，形成为圆形或椭圆形的卷料轴主要用于圆柱形电池。当电极组件通过形成为圆形或椭圆形的卷料轴卷绕时，产生相对小的张力。然而，当卷绕成圆形或椭圆形的电极组件被压平时，由于在弯曲部处间隔被加宽，所以产生不必要地增大长度的问题。

在本背景部分公开的以上信息仅用于增强对本发明背景的理解，因此，它可以包含不构成对于本领域的普通技术人员来说已经在该国中已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明致力于提供能够减小张力作用和变形的卷绕装置以及卷绕方法。

本发明的示范性实施例提供一种电极卷绕装置，该电极卷绕装置包括：第一卷料轴部和第二卷料轴部，设置为彼此面对且具有被电极组件卷绕的外表面；第一夹具和第二夹具，设置在第一卷料轴部和第二卷料轴部之间且配置为固定电极组件的前端；以及第一移动部（first transfer part），配置为调整第一卷料轴部和第二卷料轴部之间的间隔。

第一卷料轴部或第二卷料轴部的外表面可以形成为曲面形状，第一卷料轴部或第二卷料轴部可以形成为弯曲成弧形的曲面板形。

第一移动部可以包括：导螺杆（lead screw），包括第一螺杆部和第二螺杆部，该第一螺杆部中形成有沿第一方向旋转的螺纹，该第二螺杆部中形成有沿与第一方向相反的第二方向旋转的螺纹；第一驱动器，与第一螺杆部耦接以沿第一螺杆部移动且连接到第一卷料轴部；第二驱动器，与第二螺杆部耦接以沿第二螺杆部移动且连接到第二卷料轴部；以及电机，配置为旋转导螺杆。第一移动部可以包括配置为移动第一卷料轴部和第二卷料轴部的液压缸或气压缸。

电极卷绕装置还可以包括第二移动部，该第二移动部配置为调整第一夹具和第二夹具之间的间隔，第一夹具和第二夹具可以安装成通过第二移动部而朝向第一卷料轴部和第二卷料轴部的外部伸出。

第二移动部可以包括：导螺杆，包括第一螺杆部和第二螺杆部，该第一螺杆部中形成有沿第一方向旋转的螺纹，该第二螺杆部中形成有沿与第一方向相反的第二方向旋转的螺纹；第一驱动器，与第一螺杆部耦接以沿第一螺杆部移动且连接到第一夹具；第二驱动器，与第二螺杆部耦接以沿第二螺杆部移动且连接到第二夹具；以及电机，配置为旋转导螺杆。

第二移动杆可以包括配置为移动第一夹具和第二夹具的液压缸或气压缸，第一夹具和第二夹具可以形成为板形且位于相同的平面上。

本发明的另一示范性实施例提供一种电极卷绕方法，该方法包括：通过将电极插入第一夹具和第二夹具之间来固定电极；通过旋转彼此面对的第一卷料轴部和第二卷料轴部，第一次卷绕所述电极；以及通过使第一卷料轴部和第二卷料轴部之间的间隔变窄并使第一夹具和第二夹具之间的间隔变宽，第一次调整间隔。

电极卷绕方法还可以包括：在所述第一次调整间隔之后，通过旋转第一卷料轴部和第二卷料轴部来第二次卷绕电极，以及通过使第一卷料轴部和第二卷料轴部之间的间隔进一步变窄以及使第一夹具和第二夹具之间的间隔进一步变宽，第二次调整间隔。

根据本发明的示范性实施例，可以通过移动卷料轴部和夹具而容易地将电极组件卷绕成椭圆形。

此外，可以根据卷料轴部和夹具的移动速度和移动距离通过使用一个卷绕装置来卷绕具有不同标准的电极组件。

另外，由于夹具最初固定电极组件的前端然后在卷绕工艺期间解除固定力，所以可以通过去除施加到拐角部的过度张力而防止电极组件变形。

附图说明

图1是透视图，示出根据本发明第一示范性实施例的电极卷绕装置；