用于组装电极的方法和设备技术

用于形成用于生产二次锂电池的电极组件的方法包括以下步骤：以连续馈送运动馈送两个分离器条带，在两个条带之间以逐渐增加的相互距离插入一系列阳极，将一系列阴极或者全部布置在一个条带的外侧上或者交替地将阴极布置在一个条带的外侧上且将阴极布置在另一条带的外侧上，使得单个阴极叠置在每个单个阳极上，其中置入有两个条带中的一个；然后将条带、阴极和阳极层压在一起，沿单个卷绕方向卷绕层压产品并且将层压产品的其余部分与卷绕产品分离以使得能够形成后续的电极组件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于组装电极的方法和设备
技术介绍
本专利技术涉及用于组装用于生产电能存储装置的电极的方法和设备。本专利技术还涉及电极组件，特别是通过上述组装方法和/或上述组装设备获得的电极组件。具体地但非排他性地，本专利技术可以应用于生产二次锂电池。特别地，涉及通过堆叠卷绕技术的电极组件，其中电极(阴极和阳极)连续地布置在分离器的条带上，然后对分离器的条带进行卷绕使得在由于卷绕得到的产品中，电极彼此堆叠，阴极和阳极交替。每个电极具有接片，在卷绕产品中，该接片必须正确地叠置在具有相同极性的电极的接片上。现有技术包括专利公开EP2750241A1，其示出了包括由彼此辊绕和堆叠的多个电极单元连同两个矩形形状的分离膜组成的电极层压体的电极组件。专利公开US2012/033345A1和KR20080095967A示出了用于形成其中具有极性的电极插入在两个分离带之间并且具有相反极性的电极布置在两个分离带中的一个上的电极组件的方法。现有技术的各个方面都是可改进的。首先，期望提供具有高生产率同时确保最终产品的高质量的组装方法。其次，考虑到卷绕产品的尺寸在卷绕的过程期间逐渐增加的事实，期望卷绕产品中的相同极性的电极接片的始终正确且精确的相互叠置。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种能够解决现有技术的上述问题中的一个或更多个的通过堆叠卷绕以用于生产电能存储装置的电极组件。一个优点是确保在卷绕产品中相同极性的电极接片的正确且精确的相互叠置。一个优点是制造用于具有高生产率的电极组件的设备和/或方法。一个优点是允许生产具有高质量和高效率的电能存储装置。一个优点是使得到一种用于组装电极特别是用于生产诸如电能存储装置例如锂电池的在结构上便宜并且简单的设备。一个优点是降低电能存储装置特别是锂电池的生产成本。一个优点是增加电能存储装置特别是锂电池的封装密度。一个优点是使得能够在材料的连续前进的情况下实现电极组件的工艺。一个优点是提供一种具有相对高的容积效率和能量密度的电能存储装置。一个优点是产生具有自支撑结构的特别是用于锂电池的电极组件。一个优点是减少组装产品中的缺陷(例如起皱)的风险。一个优点是产生用于设置有高的完整性和安全性的电能存储装置的电极组件。通过根据本文阐述的一个或更多个权利要求的方法和/或设备和/或组件，实现了此类目的和优点以及还有其他目的和优点。在一个实施方式中，一种用于形成电极组件的方法包括以下步骤：以连续馈送运动馈送两个分离器条带；在所述两个条带之间以逐渐增加的相互距离一个接一个地插入一系列内部电极(具有相同的极性，例如阳极)；将一系列外部电极(具有相反的极性，例如阴极)或者全部布置在一个条带的外侧上或者交替地将电极布置在一个条带的外侧上且将电极布置在另一条带的外侧上，以这样的方式使得单个外部电极叠置在每个内部电极上，其中置入有两个条带中的一个；将条带和电极层压在一起；沿单个卷绕方向卷绕层压产品；将层压产品的其余部分与卷绕产品分离以使得能够形成下一个电极组件。附图说明参照通过非限制性示例的方式示出本专利技术的实施方式的附图，可以更好地理解和实现本专利技术，其中：图1是根据本专利技术的适于组装用于生产电能存储装置的电极的组装设备的第一实施方式的图；图2至图5按顺序示出了根据本专利技术的特别是使用图1的设备制造的用于形成用于电能存储装置的电极组件的方法的四个步骤；图6示出了通过图2至图5所示的组装方法获得的卷绕产品；图7是根据本专利技术的适于组装用于生产电能存储装置的电极的组装设备的第二实施方式的图；图8至图11按顺序示出了根据本专利技术的特别是使用图7的设备制造的用于形成用于电能存储装置的电极组件的方法的四个步骤；图12是根据本专利技术的适于组装用于生产电能存储装置的电极的组装设备的第三实施方式的图；图13和图14示出了可用于图1和图7的设备中的连续电极条带E的两个实施方式；图15示出了可用于图12的设备中的连续电极条带E的一个实施方式。具体实施方式为了更加清楚和简单起见，不同实施方式的类似元件已经由相同的编号表示。参照1，整体上已经示出了用于组装用于生产电能存储装置特别是用于生产二次锂电池的电池的电极。特别地，组装设备1可以包括具有第一连续分离器条带S1的连续运动的第一馈送路径。特别地，组装设备1可以包括具有第二连续分离器条带S2的连续运动的第二馈送路径。如在这些实施方式中，这两个路径可以在其中第一条带S1和第二条带S2至少部分地彼此叠置的操作部分中汇聚。两个路径中的每个可以包括例如用于退绕相应的条带S1或S2的卷轴(未显示)和/或用于引导和滑动条带的引导滑动装置(例如未示出的支撑辊、传送辊等)和/或用于张紧条带的张紧装置(例如未示出的张紧辊、收紧皮带轮、防偏斜辊等)等。构成条带S1和S2的两个路径的各种元件也可以是已知类型的元件，由于这个原因，它们没有被示出并且将不进行更详细地公开。特别地，组装设备1可以包括插入装置，该插入装置用于在第一条带S1与第二条带S2之间插入一系列至少N个具有第一极性的电极A1、A2、A3、…、AN。如在这些实施方式中，对于原电池的构造，第一极性可以是负极性(电极A1、A2、A3等，将是阳极)。如在图1和图7中的实施方式中，插入装置可以包括两个不同的插入器件2，该两个不同的插入器件2适于以相对于彼此交替的方式插入具有第一极性的电极(阳极)，使得两个插入器件2中的一个可以被配置成用于将电极插入在奇数序数位置A1、A3、A5等中，而两个插入器件2中的另一个可以被配置成用于将电极插入在偶数序数位置A2、A4、A6等中。具有第一极性的电极的每个插入器件2可以包括例如连续电极条带E的馈送路径(例如从卷轴退绕，未示出)以将电极条带E(以连续的馈送运动)馈送至适于将单个电极与连续的电极条带E分离的切割器件3。每个插入器件2可以设置有例如用于在两个分离器S1与S2之间一个接一个连续地施加单个电极的已知类型的装置。特别地，组装设备1可以包括馈送装置，该馈送装置用于选择性地根据如下两个不同的布置模式来布置一系列具有第二极性的电极C1、C2、C3、…、C(N-1)：根据第一模式(图1和图12)，其中所有电极C1、C2等都布置在第一条带S1的外侧上，或者根据第二模式(图7)，其中具有第二极性的电极的一部分布置在第一条带S1的外侧上并且另一部分布置在第二条带S2的外侧上。如在这些实施方式中，对于原电池的构造，第二极性可以是正极性(电极C1、C2、C3等，阴极)。如在图1和图7中的实施方式中，馈送装置可以包括两个不同的馈送器件4，该两个不同的馈送器件4适于相对于彼此交替地布置具有第二极性的电极(阴极)C1、C2、C3等，使得两个馈送器件4中的一个可以被配置成用于将电极插入在奇数序数位置C1、C3、C5等中，而两个馈送器件4中的另一个可以被配置成用于将电极插入在偶数序数位置C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于形成电极组件特别是用于生产电能存储装置的方法，包括以下步骤：/n-沿在其中第一条带(S1)和第二条带(S2)彼此叠置的操作部分中汇聚的路径，馈送所述第一分离器条带(S1)和所述第二分离器条带(S2)，每个条带以连续的馈送运动馈送；/n-在所述馈送步骤期间，在所述两个条带(S1，S2)之间以相互距离(D1，D2，…)一个接一个地插入数目(N)个具有第一极性的电极(A1，A2，A3，…，AN)，所述相互距离(D1，D2，…)从具有第一极性的第一电极(A1)至具有第一极性的最后电极(AN)逐渐增加，从而所述具有第一极性的第一电极(A1)与所述具有第一极性的第二电极(A2)之间的距离(D1)小于所述具有第一极性的第二电极(A2)与所述具有第一极性的第三电极(A3)之间的距离(D2)，转而所述具有第一极性的第二电极(A2)与所述具有第一极性的第三电极(A3)之间的距离(D2)小于所述具有第一极性的第三电极(A3)与所述具有第一极性的第四电极(A4)之间的距离(D3)，对于所有具有第一极性的电极，依此类推；/n-在所述馈送步骤期间，布置一系列具有第二极性的电极(C1，C2，C3，…)以形成具有第二极性的电极(C1，C2，C3，…)的布置，所述第二极性与所述第一极性相反，其中所述具有第二极性的电极(C1，C2，C3，…)交替地布置在所述第一条带(S1)的外侧上和所述第二条带(S2)的外侧上，使得在奇数序数位置中的具有第一极性的电极(A1，A3，…)叠置在具有第二极性的电极(C1，C3，…)上，其中置入有所述第一条带(S1)，并且在偶数序数位置中的具有第一极性的电极(A2，A4，…)叠置在具有第二极性的电极(C2，C4，…)上，其中置入有所述第二条带(S2)。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170915 IT 1020170001037551.一种用于形成电极组件特别是用于生产电能存储装置的方法，包括以下步骤：
-沿在其中第一条带(S1)和第二条带(S2)彼此叠置的操作部分中汇聚的路径，馈送所述第一分离器条带(S1)和所述第二分离器条带(S2)，每个条带以连续的馈送运动馈送；
-在所述馈送步骤期间，在所述两个条带(S1，S2)之间以相互距离(D1，D2，…)一个接一个地插入数目(N)个具有第一极性的电极(A1，A2，A3，…，AN)，所述相互距离(D1，D2，…)从具有第一极性的第一电极(A1)至具有第一极性的最后电极(AN)逐渐增加，从而所述具有第一极性的第一电极(A1)与所述具有第一极性的第二电极(A2)之间的距离(D1)小于所述具有第一极性的第二电极(A2)与所述具有第一极性的第三电极(A3)之间的距离(D2)，转而所述具有第一极性的第二电极(A2)与所述具有第一极性的第三电极(A3)之间的距离(D2)小于所述具有第一极性的第三电极(A3)与所述具有第一极性的第四电极(A4)之间的距离(D3)，对于所有具有第一极性的电极，依此类推；
-在所述馈送步骤期间，布置一系列具有第二极性的电极(C1，C2，C3，…)以形成具有第二极性的电极(C1，C2，C3，…)的布置，所述第二极性与所述第一极性相反，其中所述具有第二极性的电极(C1，C2，C3，…)交替地布置在所述第一条带(S1)的外侧上和所述第二条带(S2)的外侧上，使得在奇数序数位置中的具有第一极性的电极(A1，A3，…)叠置在具有第二极性的电极(C1，C3，…)上，其中置入有所述第一条带(S1)，并且在偶数序数位置中的具有第一极性的电极(A2，A4，…)叠置在具有第二极性的电极(C2，C4，…)上，其中置入有所述第二条带(S2)。


2.根据权利要求1所述的方法，包括以下步骤：在插入具有第一极性的电极(A1，A2，A3，…，AN)并且布置具有第二极性的电极(C1，C2，C3，…)的所述步骤之后，将所述第一条带、所述第二条带和所述具有第一极性的电极和所述具有第二极性的电极层压在一起以产生层压产品。


3.根据权利要求2所述的方法，包括以下步骤：沿单个卷绕方向(F)卷绕所述层压产品以产生包括与所述具有第二极性的电极(C1，C2，C3，…)交替地叠置的所述具有第一极性的电极(A1，A2，A3，…，AN)的堆叠的卷绕产品，其中交替置入有所述第一条带(S1)和所述第二条带(S2)。


4.根据权利要求3所述的方法，包括以下步骤：将所述层压产品的其余部分与所述卷绕产品分离以允许形成后续的电极组件。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述层压步骤借助于层压器件(5)执行，所述卷绕步骤借助于卷绕装置(6)执行，并且所述分离步骤借助于分离器件(7)实现，所述分离器件(7)沿连续的工作线布置在所述层压器件(5)与所述卷绕装置(6)之间。


6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其中，所述具有第一极性的电极(A1，A2，A3，…，AN)和所述具有第二极性的电极(C1，C2，C3，…)中的每一个均设置有接片(T)，并且其中，所述相互距离(D1，D2，D3，…)从所述具有第一极性的第一电极(A1)至所述具有第一极性的最后电极(AN)逐渐增加使得在所述卷绕产品中在考虑到在卷绕期间产品的容积的增加的情况下相同极性的电极的接片(...

【专利技术属性】
技术研发人员：法布里齐奥·南尼，
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