用于二次电池的等离子体产生设备和包括该等离子体产生设备的层压系统

摘要

本发明涉及一种用于二次电池的等离子体产生设备和包括该等离子体产生设备的层压系统。用于二次电池的所述等离子体产生设备包括：辊部分，所述辊部分包括传送隔板的传送辊和内置在所述传送辊中的金属构件；和等离子体产生部分，所述等离子体产生部分包括主体和多个电极构件，所述主体与所述传送辊间隔开，所述多个电极构件沿所述主体的两端方向设置在彼此间隔开的位置上并且在所述金属构件与所述主体之间局部地产生等离子体，以在所述隔板的表面上形成图案化粘合层，其中所述多个电极构件可拆卸地耦接至所述主体以根据所述隔板的尺寸调整耦接至所述主体的电极构件的数量。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年6月23日提交的韩国专利申请第10-2017-0079777号的优先权益，通过引用将上述专利申请的公开内容作为整体结合在此。

技术领域

本发明涉及一种用于二次电池的等离子体产生设备和包括该等离子体产生设备的层压系统，且更具体地说，本发明涉及一种用于二次电池的等离子体产生设备，其在隔板的表面上形成图案化粘合层，和涉及一种包括该等离子体产生设备的层压系统。

背景技术

一般而言，与不能充电的原电池不同，二次电池是指能够充电和放电的电池。二次电池被广泛应用在诸如手机、笔记本电脑和摄像机之类的高科技电子领域中。

这种二次电池分为其中电极组件被内置于金属罐中的罐型二次电池和其中电极组件被内置于袋中的袋型二次电池。袋型二次电池包括电极组件、电解质、以及容纳电极组件和电解质的袋。此外，在电极组件中，正极和负极之间设置有隔板。电极接片附接至正极和负极的每一者，电极引线耦接至每一个电极接片。

在二次电池上执行层压工艺，以改善其中层压有正极、隔板和负极的电极组件的粘附性。

然而，二次电池具有以下问题：尽管通过层压工艺改善了正极、隔板和负极之间的粘接性能，但电解质的浸渍显著降低。具体地，在正极与隔板之间产生的气体或在负极与隔板之间产生的气体不能被顺利地排出，因而，很难确保电极组件的均匀质量。

发明内容

技术问题

已做出本发明来解决上述问题，本发明的目的在于提供一种用于二次电池的等离子体产生设备，其改善了正极、隔板和负极的粘接性能，改善了电解质的浸渍性能，并且改善了层压工艺中气体的排放特性，并且本发明还提供一种包括该等离子体产生设备的层压系统。

具体地说，本发明的一个目的是提供一种用于二次电池的等离子体产生设备，其能够适用于具有各种尺寸的所有隔板，并且本发明还提供一种包括该等离子体产生设备的层压系统。

技术方案

为了实现上述目的，根据本发明第一实施方式的用于二次电池的等离子体产生设备包括：辊部分，所述辊部分包括传送隔板的传送辊和内置在所述传送辊中的金属构件；和等离子体产生部分，所述等离子体产生部分包括主体和多个电极构件，所述主体与所述传送辊间隔开，所述多个电极构件沿所述主体的两端方向设置在彼此间隔开的位置上并且在所述金属构件与所述主体之间局部地产生等离子体，以在所述隔板的表面上形成图案化粘合层，其中所述多个电极构件可拆卸地耦接至所述主体以根据所述隔板的尺寸调整耦接至所述主体的电极构件的数量。

所述主体可包括固定件和支撑件，所述固定件与所述传送辊间隔开，所述固定件被固定至所述支撑件，所述支撑件沿所述主体的两端方向在彼此间隔开的位置上具有多个耦接孔，并且所述多个电极构件的每一个可包括由所述固定件支撑的电极件和将所述电极件可拆卸地耦接至所述耦接孔的耦接突出部。

所述主体可包括固定件和支撑件，所述固定件与所述传送辊间隔开，所述固定件被固定至所述支撑件，所述支撑件具有沿所述主体的两端方向纵长地形成的耦接孔，并且所述多个电极构件的每一个可包括电极件和耦接突出部，所述电极件由所述固定件支撑，所述耦接突出部将所述电极件可拆卸地耦接至所述耦接孔并且同时允许所述电极件沿所述主体的两端方向于所述耦接孔内移动。

所述多个电极构件可沿所述隔板的宽度方向以相同的间隔或不同的间隔设置在所述主体上。

所述多个电极构件可具有相同的长度、宽度和厚度。

所述多个电极构件的长度、宽度、厚度之一者或更多者可彼此不同。

所述等离子体产生设备可进一步包括移动部分，所述移动部分沿着朝向所述传送辊的方向移动所述等离子体产生部分或沿着与朝向所述传送辊的方向相反的方向移动所述等离子体产生部分。

所述主体可由非金属材料制成。具体地，所述主体可由陶瓷制成。

所述多个电极构件可被提供为电晕放电电极。

所述等离子体产生部分可设置在所述隔板的两个表面中的每一个表面上，以在所述隔板的两个表面中的每一个表面上形成图案化粘合层。

所述等离子体产生部分可在所述隔板的两个表面上形成具有不同粘合力的图案化粘合层。

根据本发明第一实施方式的用于二次电池的层压系统包括：多个供应辊，所述多个供应辊供应电极和隔板以使所述电极和所述隔板交替地层压；切割所述电极的第一切割器；等离子体产生设备，所述等离子体产生设备在所述隔板的表面上形成图案化粘合层；层压机，所述层压机热熔合所述电极和所述隔板以制造基本单元；和第二切割器，所述第二切割器将所述基本单元切割成相同尺寸，其中在热熔合所述隔板和所述电极之前，所述等离子体产生设备在所述隔板的表面上局部地产生等离子体，以形成所述图案化粘合层。

根据本发明的用于二次电池的等离子体产生设备包括：辊部分，所述辊部分包括传送隔板的传送辊和内置在所述传送辊中的金属构件；和等离子体产生部分，所述等离子体产生部分包括主体和多个电极构件，所述主体与所述传送辊间隔开，所述多个电极构件沿所述主体的两端方向设置并且在所述金属构件与所述主体之间产生等离子体，以在所述隔板的表面上形成粘合层，其中所述多个电极构件可拆卸地耦接至所述主体以根据所述隔板的尺寸调整耦接至所述主体的电极构件的数量。

有益效果

根据前述实施方式的本发明具有以下效果。

第一：根据本发明的用于二次电池的等离子体产生设备可包括含有多个电极构件的等离子体产生部分。多个电极构件可拆卸地耦接至主体。因此，由于上述特征，可根据隔板的尺寸容易地调整耦接至主体的电极构件的数量。因此，所述等离子体产生设备可兼容地用于具有各种尺寸的隔板，此外，形成在隔板上的图案化粘合层可自由地在位置上进行调整。

第二：根据第一实施方式，本发明的等离子体产生部分的主体可包括固定件和具有耦接孔的支撑件，并且所述电极构件可包括电极件和耦接突出部。因此，由于上述特征，所述电极构件可容易地耦接至主体或与主体分离。因此，可提高使用方便性。具体地，耦接孔可形成为沿着朝向耦接突出部的方向开放。因此，可改善耦接突出部与耦接孔之间的耦接容易性和方便性。

第三：根据第二实施方式，本发明的等离子体产生部分的主体可包括固定件和具有纵长地形成的耦接孔的支撑件。所述电极构件可包括电极件和耦接突出部。因此，由于上述特征，所述电极构件可拆卸地耦接至纵长地形成的耦接孔并且在所述耦接孔内移动。因此，所述电极构件可以根据隔板的尺寸更简单地在位置上进行调整。具体地，由于电极构件之间的距离是可调节的，因此形成在隔板上的图案化粘合层可在宽度上变窄或加宽。

第四：在本发明的等离子体产生部分中，多个电极构件可以相同的间隔或不同的间隔设置。因此，由于上述特征，可实现具有各种图案的粘合层。

第五：在本发明的等离子体产生部分中，多个电极构件可具有相同的长度、宽度和厚度。因此，由于上述特征，可在隔板的表面上形成具有相同尺寸的图案化粘合层。因此，隔板的整个表面可具有均匀的粘合层。

第六：在本发明的等离子体产生部分中，多个电极构件可具有不同的长度、宽度和厚度。因此，由于上述特征，可在隔板的表面上形成具有各种图案的图案化粘合层。

第七：在本发明的等离子体产生部分中，主体可由作为非金属材料的陶瓷制成。因此，由于上述特征，可以防止阻抗的产生。结果，可在金属构件与主体之间稳定地产生等离子体。

第八：本发明的等离子体产生设备可包括沿着朝向传送辊的方向或与传送辊相反的方向移动所述等离子体产生部分的移动部分。因此，由于上述特征，可以容易地调整传送辊与等离子体产生部分之间的距离。结果，可在金属构件与主体之间稳定地产生等离子体。

第九：本发明的用于二次电池的层压系统可包括形成图案化粘合层的等离子体产生设备。因此，由于上述特征，可以制造出具有相同品质的电极组件。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的基本单元的截面图。

图2是根据本发明第一实施方式的电极组件的截面图。

图3是根据本发明第一实施方式的层压系统的视图。

图4是根据本发明第一实施方式的等离子体产生设备的视图。

图5是根据本发明第一实施方式的等离子体产生部分的透视图。

图6是根据本发明第一实施方式的等离子体产生部分的平面图。

图7是根据本发明第一实施方式的其上形成有图案化粘合层的隔板的视图。

图8是根据本发明第二实施方式的等离子体产生设备的透视图。

具体实施方式

下文中，将以本发明所属领域的普通技术人员可以容易地实施本发明的技术构思的方式参照附图详细地描述本发明的各实施方式。然而，本发明可以不同的形式实施，而不应被解释为受限于在此阐述的各实施方式。在附图中，为了清楚起见，将省略任何对描述本发明不必要的内容，此外，附图中相同的参考标记表示相同的元件。

[本发明的第一实施方式]

基本单元的结构

在根据本发明第一实施方式的基本单元中，电极和隔板交替地设置。在此，电极和隔板可以以相同的数量或不同的数量布置。例如，如图1中所示，基本单元10可通过依次层压两个电极11和13以及两个隔板12和14而形成。在此，两个电极可以是正极和负极，正极和负极可经由隔板彼此面对。因而，基本单元10具有其中正极、隔板、负极和隔板被层压的结构。

电极组件的结构

根据本发明第一实施方式的电极组件可通过按预定顺序重复地层压一种基本单元或两种或更多种基本单元而形成。

例如，如图2中所示，电极组件1可通过垂直地层压多个具有相同的层压结构的基本单元10而形成。也就是说，根据本发明第一实施方式的电极组件1可具有以下结构：具有四层结构的基本单元10重复地层压，在基本单元10中，作为正极的第一电极11、隔板12、作为负极的第二电极13、和隔板14依次层压。

基本单元10可通过层压系统制造。在此，基本单元10可通过层压系统20来改善粘接性能、电解质浸渍性能和气体排放特性。

层压系统

如图3中所示，根据本发明第一实施方式的层压系统20可包括：多个供应辊100，多个供应辊100供应待交替地层压的电极11和13以及隔板12和14；第一切割器200，第一切割器200切割电极11和13；层压机300，层压机300热熔合电极11和13以及隔板12和14以制造基本单元片；和第二切割器400，第二切割器400按预定尺寸切割基本单元片以制造基本单元10。

多个供应辊100包括供应作为正极的第一电极的第一电极供应辊110、供应作为负极的第二电极的第二电极供应辊130、供应一个隔板12的第一隔板供应辊120、和供应另一个隔板14的第二隔板供应辊140。

第一切割器200包括按预定尺寸切割一个电极11的第一切割器构件210和按预定尺寸切割另一个电极13的第二切割器构件220。

层压机300施加热，以在按压电极11和13以及隔板12和14的同时使电极11和13粘附至隔板12和14。

第二切割器400切割位于彼此对应的电极11和13之间的隔板12和14，以制造基本单元10。

根据本发明第一实施方式的包括上述构成部分的层压系统20可制造其中电极11和13以及隔板12和14交替地层压的基本单元10。可将多个基本单元10层压以制造电极组件1。

根据本发明第一实施方式的层压系统20可包括等离子体产生设备500，用于改善基本单元10的粘接性能、电解质浸渍性能和气体排放特性。

根据本发明第一实施方式的等离子体产生设备

如图4和图7中所示，根据本发明第一实施方式的等离子体产生设备500可在电极11和13与隔板12和14彼此粘接之前，在隔板12和14每一者的表面上形成图案化粘合层12a，以改善粘接性能、电解质浸渍性能和气体排放特性。

例如，如图4中所示，等离子体产生设备500包括辊部分510和等离子体产生部分520，辊部分510和等离子体产生部分520分别设置在位于第一隔板供应辊120与层压机300之间的第一隔板上、位于第二隔板供应辊140与层压机300之间的第二隔板14上。

辊部分510包括传送辊511和金属构件512，传送辊511支撑隔板12和14每一者的一个表面并传送隔板12和14，金属构件512内置在传送辊511中。

在此，尽管通过参考标记12和14表示隔板，但在以下描述中，将参考标记统一为参考标记12，以便更清楚地描述。

如图4和图7中所示，等离子体产生部分520包括主体521和多个电极构件522，主体521与传送辊511间隔开，多个电极构件522在金属构件512与主体521之间局部地产生等离子体，以在隔板12的表面上形成图案化粘合层12a。

根据本发明第一实施方式的包括上述构成部分的等离子体产生设备500可通过内置在辊部分510中的金属构件512与等离子体产生部分520的多个电极构件522之间的相互作用而在主体521与金属构件512之间局部地产生等离子体。因此，可在由传送辊511传送的隔板12的表面上形成图案化粘合层12a。

在此，在根据本发明第一实施方式的等离子体产生部分520中，多个电极构件522可拆卸地耦接至主体521，以根据隔板12的尺寸调整耦接至主体521的电极构件522的数量。因此，等离子体产生设备500可兼容地用于具有各种尺寸的隔板。

例如，如5和图6中所示，根据本发明第一实施方式的等离子体产生部分520包括主体521和可拆卸地耦接至主体521的多个电极构件522。

主体521被配置为固定多个电极构件522。主体521包括固定件521a和支撑件521b，固定件521a与传送辊511间隔开并沿传送辊511两端的方向纵长地形成，支撑件521b设置在固定件521a的后表面(当从图4观察时，设置在固定件的右表面)上以将固定件521a固定。

支撑件521b可具有与固定件521a相同的长度，以改善固定件的固定。此外，多个耦接孔521b-1可形成在支撑件521b的侧表面的位置上并沿传送辊511两端的方向彼此间隔开，以便可拆卸地耦接多个电极构件522。如图5中所示，耦接孔521b-1可具有在支撑件521b的侧表面方向上开放的“U”形。因此，可在支撑件521b的侧表面方向上拆卸电极构件522，从而提高便利性。

用于防止电极构件522分离的钩突出部可设置在具有“U”形的耦接孔521b-1的出口上。因此，钩突出部可防止电极构件522无意地从耦接孔521b-1分离。

多个电极构件522包括电极件522a和耦接突出部522b，电极件522a被固定件521a支撑，耦接突出部522b将电极件522a可拆卸地耦接至多个耦接孔521b-1。

在根据本发明第一实施方式的包括上述构成部分的等离子体产生部分520中，当耦接突出部522b耦接至耦接孔521b-1时，电极件522a可被牢固地固定至固定件521a。此外，当耦接突出部522b与耦接孔521b-1分离时，电极件522a可与固定件521a分离。也就是说，多个电极构件522可拆卸地耦接至主体521。

更详细地说，由于其上形成有耦接突出部的电极构件522耦接至形成在对应于隔板12的表面的主体521中的多个耦接孔521b-1，因此可获得具有与隔板12的尺寸相对应的尺寸的等离子体产生部分520。因此，无论隔板12的尺寸如何，都可以使用等离子体产生设备，从而提高兼容性。

此外，由于其上形成有耦接突出部522b的电极构件522仅耦接至形成在对应于隔板12的表面的主体521中的多个耦接孔521b-1中的一部分耦接孔，因此可在隔板12的表面上容易地实现具有新形状的图案的粘合层12a。

因此，由于借助于耦接突出部522b和耦接孔521b-1，容易使多个电极构件522脱离主体521，所以根据第一实施方式的等离子体产生部分520可兼容地用于具有各种尺寸的隔板12。

耦接突出部522b可具有圆柱形、矩形和椭圆形之一，只要耦接突出部522b容易耦接至耦接孔521b-1即可。

固定件521a具有支撑槽，用于在电极构件522插入到面向支撑件521b的固定件521a后表面中时稳定地支撑电极构件522。在此，支撑槽可形成为沿固定件521a两端的方向延伸。也就是说，电极件522a可插入到固定件521a的支撑槽中并由固定件521a的支撑槽支撑，以便被稳定地固定。

主体521可由非金属材料制成。因此，可以防止在金属构件512与电极构件522之间产生阻抗，从而在金属构件512与主体521之间稳定地产生等离子体。

主体521可由作为非金属材料的陶瓷制成。陶瓷是通过热处理工艺获得的非金属无机材料并且具有耐热性、高强度和耐腐蚀性。具体而言，由于陶瓷重量轻，因此可以提高使用效率。

多个电极构件522的电极件522a可以是电晕放电电极。可通过电晕放电电极在金属构件512与主体521之间稳定地产生等离子体。

多个电极构件522可在隔板12的宽度方向上以相同的间隔或不同的间隔设置。因此，隔板12和电极11可实现均匀的粘合力；或者隔板12和电极11的一部分可具有强粘合力，而另一部分可具有弱粘合力。

多个电极构件522可具有相同的长度、宽度和厚度，或者多个电极构件522的长度、宽度和厚度之一者或更多者可彼此不同。因此，可在隔板12的表面上形成具有各种图案的粘合层12a。

在电极构件522中，电极件522a和耦接突出部522b可分离地形成。因此，当电极件522a和耦接突出部522b被损坏时，可仅替换损坏的电极件522a或耦接突出部522b以重复使用。

例如，电极件522a可具有耦接槽522a-1，耦接突出部522b的一端可耦接至耦接槽522a-1以制造电极构件522。之后，当耦接突出部522b的一端从耦接槽522a-1中移除时，电极件522a和耦接突出部522b可以容易地彼此分离。

具体地，当电极件522a与耦接突出部522b彼此分离时，具有各种尺寸和形状的电极件522a可选择性地耦接至耦接突出部522b以制造电极构件522。因此，可在隔板12的表面上获得具有各种形状和面积的图案化粘合层12a。

根据本发明第一实施方式的等离子体产生设备500可进一步包括移动部分530，移动部分530沿着朝向传送辊511的方向或与该方向相反的方向移动等离子体产生部分520。移动部分530可提供为液压缸或气压缸。

也就是说，移动部分530可移动等离子体产生部分520以调整等离子体产生部分520与传送辊511之间的距离，从而更稳定地产生等离子体。

根据本发明第一实施方式的等离子体产生设备500可在隔板12的两个表面中的每一个表面上形成具有粘合力的图案化粘合层12a。因此，粘接至隔板12的两个表面的电极可在粘接性能、电解质浸渍性能和气体排放特性方面得到改善。

根据本发明第一实施方式的等离子体产生设备500可在隔板12的两个表面上形成具有不同粘合力的粘合层。因此，粘接至隔板12的两个表面的电极可被调整为具有不同的粘合力。如果需要，可以将电极调整为具有相同的粘合力。

因此，根据本发明第一实施方式的层压系统20可包括等离子体产生设备500以获得如图7中所示的具有图案化粘合层的隔板。

下文中，在对本发明的另一实施方式的描述中，具有与上述实施方式相同的组成和功能的构成部分在附图中给出了相同的参考标记，因此将省略重复的描述。

[本发明的第二实施方式]

如图8中所示，根据本发明第二实施方式的等离子体产生设备500’可包括等离子体产生部分520。等离子体产生部分520包括主体521和多个电极构件522，主体521沿隔板12的宽度方向设置，多个电极构件522在金属构件512与主体521之间局部地产生等离子体，以在隔板12的表面上形成图案化粘合层12a。

主体521包括固定件521a和支撑件521b，固定件521a与传送辊511间隔开，固定件521a被固定至支撑件521b，支撑件521b具有耦接孔521b-3，耦接孔521b-3沿主体521两端的方向纵长地形成。

多个电极构件522的每一个包括电极件522a和耦接突出部522b，电极件522a被固定件521a支撑，耦接突出部522b将电极件522a可拆卸地耦接至耦接孔521b-3并且沿主体521两端的方向于耦接孔521b-3内移动电极件522a。

在根据本发明第二实施方式的包括上述构成部分的等离子体产生设备500’中，耦接突出部522b可拆卸地耦接至耦接孔521b-3并且沿主体521两端的方向于耦接孔521b-3内移动。因此，耦接至耦接孔521b-3的多个电极构件522可经调整以与隔板12的尺寸匹配。因此，等离子体产生设备500’可兼容地用于具有各种尺寸的隔板。

耦接突出部522b可具有另一端，其在穿过耦接孔521b-3之后耦接至螺母。因此，可以改善耦接至主体521的多个电极构件522的固定。

因此，本发明的范围由所附权利要求限定，而不是由前面的描述和其中描述的示例性实施方式限定。在本发明的权利要求范围内和在权利要求的等同意义范围内做出的各种修改均被认为是在本发明的范围内。