[发明专利]包含超声波切割器的电极组件制造装置以及使用该装置的电极组件制造方法

说明书

本发明涉及一种电极组件制造装置，包括：电极板供应单元，用于供应形成有电极混合物涂布部分和电极混合物非涂布部分的电极板；设置在所述电极板供应单元的后部的切割单元，用于在电极板上形成电极接片；以及设置在所述电极板供应单元的后部的层压单元，用于在隔板插入正电极和负电极之间的状态下层压堆叠的正电极和负电极，其中所述切割单元包括用于支撑电极板的模具以及与所述模具分离设置的超声波切割器，所述超声波切割器用于形成电极接片，所述超声波切割器的切割刃的切割线形成为与单元电极的形成所述电极接片的方向上的外周边相对应，所述切割单元和所述层压单元设置在相同的加工线上以执行连续处理。因此，可以减小制造电极组件所需要的空间，并且可以在电极板的切割剖面中防止电极板箔变形以及电极混合物层损坏。

技术领域

本申请要求享有2020年09月14日提交的韩国专利申请第2020-0117858号的优先权，所述申请的公开内容在这里被全部引入以作为参考。

本发明涉及一种包含超声波切割器的电极组件制造装置以及使用该装置的电极组件制造方法。更具体地说，本发明涉及一种包含能够切割电极混合物涂布部分以及电极混合物非涂布部分以在电极板上形成电极接片的超声波切割器的电极组件制造装置以及使用该装置的电极组件制造方法。

背景技术

能够反复充电和放电的二次电池具有电池单元寿命长的优点，并且以二次电池可拆卸地附接于设备或者内置于设备中的方式使用。使用二次电池作为能源的设备的种类已增加。

特别地，对于因为锂离子的移动而充电和放电的锂二次电池来说，由于锂二次电池具有能量密度高和充电电压高的优点，因此，锂二次电池不但用于供移动设备或小型电子产品使用的小型电池单元的领域，而且还用于作为需要高输出和高电压的电动汽车或电力存储系统的能源使用的中型或大型电池组的领域。

基于电池外壳的形状，锂二次电池被分成具有安装在圆柱形金属罐中的电极组件的圆柱形二次电池、具有安装在棱柱形金属罐中的电极组件的棱柱形二次电池、或具有安装在用铝层压板制成的袋状外壳中的电极组件的袋状二次电池。

通过将正电极和负电极相堆叠，在正电极和负电极之间插入隔板而形成电极组件，并且通过在每一个正电极板和负电极板上形成电极接片的处理以及将每一个正电极板和负电极板切割成单元电极的处理而形成正电极和负电极。

传统上，通过移除电极板的非涂布部分中除了电极接片之外的剩余部分的冲压方法而形成电极接片。

特别地，在电极板上放置压力切割器，压力切割器包含上切割器和下切割器，并且使用上切割器执行冲压来刻切(notch)电极板以形成电极接片。然而，如果使用包含上切割器和下切割器的压力切割器，那么上切割器和下切割器之间的距离必须保持为零。结果是，要耗费大量时间来保持压力切割器。此外，在冲压时，由于施加于电极板的压力，电极混合物层容易破裂，并且电极混合物层可能与电极板分离。

此外，在电极板箔的切割剖面可能会产生毛刺，或者电极板箔的切割剖面可能会变形，由此可能会劣化电极板箔的切割剖面的质量。

此外，由于在使用压力切割器的冲压处理期间会产生振动，通过刻切形成了电极接片的电极板会卷绕成卷轴的形式，并且卷绕的电极板被传送到层压加工线以执行层压处理。如上所述，由于刻切处理和层压处理必须分开执行，因此有必要确保电极组件生产设施所必需的宽阔空间，并且将用于制造电极组件的整个处理自动化是非常困难的。

与此相关，专利文献1公开了一种超声波切割装置，所述超声波切割装置用于切割二次电池的前体的一部分，例如正电极突出部和负电极突出部，二次电池的前体包含多个堆叠的发电元件，每一个发电元件包括正电极、隔板以及负电极的堆叠，正电极具有用于端子连接的正电极突出部，负电极具有用于端子连接的负电极突出部。

专利文献1的超声波切割装置在将发电元件堆叠的状态下切割正电极突出部和负电极突出部。然而，没有提供一种用于从电极板切割正电极和负电极的方法，并且该超声波切割装置只切割正电极和负电极的非涂布部分。