ES2250355T3 - Procedimiento de fabricacion de eletrodos bobinados para baterias. - Google Patents
Procedimiento de fabricacion de eletrodos bobinados para baterias.Info
- Publication number
- ES2250355T3 ES2250355T3 ES01906313T ES01906313T ES2250355T3 ES 2250355 T3 ES2250355 T3 ES 2250355T3 ES 01906313 T ES01906313 T ES 01906313T ES 01906313 T ES01906313 T ES 01906313T ES 2250355 T3 ES2250355 T3 ES 2250355T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- electrode
- electrode roll
- electrodes
- roll
- roll body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0404—Machines for assembling batteries
- H01M10/0409—Machines for assembling batteries for cells with wound electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/043—Processes of manufacture in general involving compressing or compaction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/043—Processes of manufacture in general involving compressing or compaction
- H01M4/0435—Rolling or calendering
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
Procedimiento para producir un rollo (E) de electrodos para una pila, en el que se enrollan una pluralidad de placas (2, 3) de electrodos de tal manera que dichas placas de electrodos se apilan de forma alternada una sobre otra a través de un separador (1) en la dirección radial, comprendiendo dicho procedimiento: una etapa de enrollado en la que se interpone dicho separador (1) entre dichas placas (2, 3) de los electrodos, presentando cada una de ellas una forma de placa sustancialmente plana, y en la que se enrollan dichas placas de los electrodos mientras se ejerce presión sobre dichas placas de los electrodos en una dirección diametral por medio de un rodillo enrollador (6), para formar un cuerpo (E) de rollo de electrodos; una etapa de sujeción en la que se sujeta dicho cuerpo del rollo de electrodos en una dirección diametral en oposición a una fuerza elástica que provoca una expansión diametral de dicho cuerpo del rollo de electrodos; una etapa de expansión en la que se expande elásticamente el diámetro de dicho cuerpo del rollo de electrodos hasta un diámetro de un agujero circular (8a) formado en un armazón (8), mediante la liberación de la sujeción de dicho cuerpo del rollo de electrodos después de que dicho cuerpo del rollo de electrodos sujetado se haya insertado en el agujero circular; y una etapa de fijación en la que se fija dicho cuerpo del rollo de electrodos expandido para evitar que el diámetro de dicho cuerpo del rollo de electrodos varíe, y en la que se extrae de dicho armazón dicho cuerpo del rollo de electrodos fijado.
Description
Procedimiento de fabricación de electrodos
bobinados para baterías.
La presente invención se refiere en general a un
procedimiento para producir un rollo de electrodos (denominado
"jelly roll" ("brazo de gitano")) para una pila,
tal como una pila cilíndrica sellada de
níquel-cadmio, presentando el rollo de electrodos
una estructura en la que se enrollan una placa de electrodo positivo
y una placa de electrodo negativo de tal manera que las mismas se
apilan de forma alternada una sobre otra a través de un
separador.
La Fig. 3 muestra la estructura de un rollo de
electrodos típico para una pila, en la cual se aplica la presente
invención. El rollo E de electrodos mostrado en la Fig. 3 tiene un
cuerpo E' de rollo de electrodos que presenta una estructura en la
que una pluralidad de placas de electrodo (una placa 2 de electrodo
positivo y una placa 3 de electrodo negativo) están enrolladas de
tal manera que las mismas se apilan de forma alternada una sobre
otra en la dirección radial a través de un separador 1. Este rollo E
de electrodos tiene unos colectores 4 de corriente con forma de
disco soldados a ambos extremos del cuerpo E' del rollo de
electrodos. El separador 1 se forma, por ejemplo, con un género no
tejido de fibras sintéticas que actúa como absorbente del
electrolito. La placa 2 de electrodo positivo y la placa 3 de
electrodo negativo se forman, respectivamente, con un material que
contiene principalmente un metal según el tipo de pila.
La Fig. 7 muestra un procedimiento convencional
para producir el rollo E de electrodos descrito anteriormente, y un
ejemplo de una etapa de alojamiento del rollo E de electrodos
producido en una cápsula envolvente exterior.
En el procedimiento de producción mostrado en la
Fig. 7, en primer lugar se interpone un separador 1 entre una placa
2 de electrodo positivo a modo de placa plana y una placa 3 de
electrodo negativo a modo de placa plana a enrollar, al mismo tiempo
que se ejerce una presión en una dirección diametral por medio de un
par de rodillos enrolladores 6, para formar un cuerpo E' de rollo de
electrodos (Fig. 7 (a)). A continuación, se enrolla una cinta 9
sobre la periferia exterior del cuerpo E' del rollo de electrodos
para mantener temporalmente su forma, y unos colectores 4 de
corriente con forma de disco se sueldan a ambos extremos del mismo
(Fig. 7(b)) para completar un rollo de electrodos. Tal como
se muestra en la Fig. 8, el rollo E de electrodos producido de esta
manera se inserta en una cápsula envolvente exterior 5.
En el procedimiento convencional descrito
anteriormente para producir el rollo de electrodos para la pila,
aparecen los siguientes problemas.
En primer lugar, el diámetro del rollo E de
electrodos es preferentemente menor que el diámetro interior de la
cápsula envolvente exterior 5 en aproximadamente entre 0,1 y 0,2 mm,
para reducir una resistencia interna de la pila garantizando el
contacto moderado de la superficie periférica exterior del rollo E
de electrodos con la cápsula envolvente exterior 5, al mismo tiempo
que se tiene en cuenta la inserción del rollo E de electrodos en la
cápsula envolvente exterior 5.
No obstante, como la falta de uniformidad de los
diámetros de los rollos E de electrodos producidos con el
procedimiento de producción convencional es elevada, se requiere que
el diámetro del rollo E de electrodos sea ligeramente menor que el
diámetro deseado descrito anteriormente para evitar dificultades en
la inserción del rollo E de electrodos en la cápsula envolvente
exterior 5. Si el diámetro del rollo E de electrodos es demasiado
pequeño, no resulta posible garantizar el contacto de la superficie
periférica exterior del rollo E de electrodos con la cápsula
envolvente exterior 5, de manera que aumenta la resistencia interna
de la pila. Además, no actúa la presión de contacto entre la
superficie periférica exterior del rollo E de electrodos y la
cápsula envolvente exterior 5, de manera que existe alguna
posibilidad de que sobre la superficie periférica exterior del rollo
E de electrodos caigan materiales activos desde las placas de los
electrodos.
Por otro lado, tal como se muestra en la Fig. 9,
se han tomado medidas convencionales para estirar la cápsula
envolvente exterior 5 con vistas a reducir el diámetro de la misma
(Fig. 9 (b)) después de insertar el rollo E de electrodos en la
cápsula envolvente exterior 5 que tiene un diámetro mayor. En este
caso, resulta posible conseguir de forma fiable que la superficie
periférica exterior del rollo E de electrodos entre en contacto con
la cápsula envolvente exterior 5 mediante el estirado de la cápsula
envolvente exterior 5 hasta que el diámetro interior de la cápsula
envolvente exterior 5 sea menor que el diámetro inicial del rollo E
de electrodos. No obstante, existe la posibilidad de que aparezcan
problemas por grietas y/o cortocircuitos en las placas 2 y 3 de los
electrodos ya que el rollo E de electrodos se comprime
radialmente.
En general, durante la producción del rollo E de
electrodos se pueden provocar grietas sobre las superficies de las
placas 2 y 3 de los electrodos, y el aplastamiento (disminución del
grosor) del separador 1. Las grietas sobre las superficies de las
placas 2 y 3 de los electrodos influyen negativamente en el tiempo
de vida de la pila. El aplastamiento del separador 1 influye en la
conducción iónica del electrolito y otros aspectos de manera que
provoca un deterioro de las características de descarga y un
acortamiento del tiempo de vida de la pila. En particular, el
acortamiento del tiempo de vida de la pila lo fomenta un proceso de
"expansión de la placa 3 del electrodo negativo reducción del
grosor del separador 1 reducción de la cantidad del electrolito en
el separador 1 reducción del rendimiento de la pila" a medida que
aparece el deterioro con el envejecimiento de la pila.
No obstante, en el procedimiento de producción
convencional, si la presión aplicada por los rodillos enrolladores 6
durante la formación del cuerpo E' del rollo de electrodos es alta,
se reducen las grietas en las placas 2 y 3 de los electrodos,
mientras que aumenta el aplastamiento del separador 1, y si la
presión aplicada por los rodillos enrolladores 6 es baja, se reduce
el aplastamiento del separador 1, mientras que aumentan las grietas
en las placas 2 y 3 de los electrodos.
Tal como se ha descrito anteriormente, en el
procedimiento convencional para producir el rollo de electrodos para
la pila, resulta difícil cumplir todos los requisitos consistentes
en garantizar el contacto adecuado de la superficie periférica
exterior del rollo E de electrodos con la cápsula envolvente
exterior 5, evitar las grietas en las placas 2 y 3 de los
electrodos, y evitar el aplastamiento del separador 1. Por lo tanto,
existe un problema de influencia en el rendimiento y el tiempo de
vida de la pila que hace uso del rollo E de electrodos.
La presente invención se ha realizado teniendo en
cuenta los factores anteriores, y es un objetivo de la presente
invención proporcionar un procedimiento para producir un rollo de
electrodos para una pila, siendo capaz, el procedimiento, de
garantizar un contacto adecuado de la superficie periférica exterior
de un rollo de electrodos con una cápsula envolvente exterior
mediante la reducción de la falta de uniformidad de los diámetros de
los rollos de electrodos, y siendo capaz de impedir el aplastamiento
de un separador al mismo tiempo que evita las grietas de una placa
de electrodo.
Para alcanzar este objetivo, según la presente
invención, se proporciona un procedimiento para producir un rollo de
electrodos para una pila, en el que se enrollan una pluralidad de
placas de electrodos de tal manera que las placas de electrodos se
apilan de forma alternada una sobre otra a través de un separador en
la dirección radial, comprendiendo el procedimiento: una etapa de
enrollado en la que se interpone el separador entre las placas de
los electrodos, presentando cada una de ellas una forma de placa
sustancialmente plana, y en la que se enrollan las placas de los
electrodos mientras se ejerce presión sobre dichas placas de los
electrodos en una dirección diametral por medio de un rodillo
enrollador, para formar un cuerpo de rollo de electrodos; una etapa
de sujeción en la que se sujeta el cuerpo del rollo de electrodos en
una dirección diametral en oposición a una fuerza elástica que
provoca una expansión diametral del cuerpo del rollo de electrodos;
una etapa de expansión en la que se expande elásticamente el
diámetro del cuerpo del rollo de electrodos hasta un diámetro de un
agujero circular formado en un armazón, mediante la liberación de la
sujeción del cuerpo del rollo de electrodos después de que el cuerpo
del rollo de electrodos sujetado se haya insertado en el agujero
circular; y una etapa de fijación en la que se fija el cuerpo del
rollo de electrodos expandido para evitar que el diámetro del cuerpo
del rollo de electrodos varíe, y en la que se extrae el cuerpo del
rollo de electrodos fijado del armazón.
Según este procedimiento de producción, después
de que el diámetro del cuerpo del rollo de electrodos se haya
expandido elásticamente hasta el diámetro predeterminado, dicho
cuerpo del rollo de electrodos se fija para evitar que su diámetro
varíe, de manera que se puede reducir la falta de uniformidad de los
diámetros de los rollos de electrodos. De este modo, resulta posible
garantizar un contacto adecuado de la superficie periférica exterior
del rollo de electrodos con la cápsula envolvente exterior para
reducir la resistencia interna en la pila.
Como el diámetro del cuerpo del rollo de
electrodos se expande elásticamente para quedar suelto después de
que dicho cuerpo del rollo de electrodos se haya enrollado al mismo
tiempo que se ejerce sobre él una presión en la dirección diametral
por medio del rodillo enrollador, se puede recuperar el grosor del
separador durante la expansión subsiguiente del diámetro del cuerpo
del rollo de electrodos incluso si la presión aplicada por el
rodillo enrollador durante el enrollado es alta. De este modo, se
puede impedir el aplastamiento del separador del rollo de electrodos
producido, al mismo tiempo que se impiden las grietas en las placas
de los electrodos.
En el procedimiento de producción descrito
anteriormente, la sujeción del cuerpo del rollo de electrodos en la
etapa de sujeción se puede llevar a cabo embridando el cuerpo del
rollo de electrodos en una dirección diametral por medio de por lo
menos un par de cuerpos de embridamiento.
En el procedimiento de producción descrito
anteriormente, la sujeción del cuerpo de rollo de electrodos en la
etapa de sujeción se puede llevar a cabo manteniendo un estado en el
que el cuerpo del rollo de electrodos es presionado por el rodillo
enrollador, continuamente desde la etapa de enrollado. Llevando a
cabo dicha sujeción, no es necesario usar adicionalmente medios para
sujetar el cuerpo del rollo de electrodos, de manera que resulta
posible simplificar los equipos de fabricación.
En el procedimiento de producción descrito
anteriormente, la fijación en la etapa de fijación se puede llevar a
cabo soldando colectores de corriente a ambos extremos del cuerpo
del rollo de electrodos.
La Fig. 1 es una vista esquemática que muestra
etapas de enrollado de una forma de realización preferida de un
procedimiento para producir un rollo de electrodos para una pila
según la presente invención, en el orden (a) y (b);
la Fig. 2 es una vista esquemática que muestra
una forma de realización preferida de un procedimiento para producir
un rollo de electrodos para una pila según la presente invención, en
el orden de las etapas (a) a (e);
la Fig. 3 es una vista en perspectiva,
parcialmente seccionada, que muestra la estructura de un rollo de
electrodos típico para una pila, a la cual se aplica la presente
invención;
la Fig. 4 es un gráfico que muestra una
diferencia en el grosor de un separador con respecto a las
posiciones radiales en un rollo de electrodos;
la Fig. 5 es un gráfico que muestra una
diferencia en la retención de líquidos con respecto al grosor de un
separador;
la Fig. 6 es un gráfico que muestra una
diferencia en la capacidad de descarga de una pila con respecto al
grosor de un separador en cada velocidad de descarga;
la Fig. 7 es una vista esquemática que muestra un
ejemplo de un procedimiento convencional para producir un rollo de
electrodos para una pila, en el orden de las etapas (a) y (b);
la Fig. 8 es una vista en perspectiva que muestra
el estado en el que un rollo de electrodos completado se inserta en
una cápsula envolvente exterior; y
la Fig. 9 es una vista en perspectiva que muestra
una cubierta en la que se estira la cápsula envolvente exterior que
incluye el rollo de electrodos para reducir el diámetro del mismo,
en el orden de (a) y (b).
Haciendo referencia a los dibujos adjuntos, a
continuación se describirá una forma de realización preferida de la
presente invención.
Las Figs. 1 y 2 muestran una forma de realización
preferida de un procedimiento para producir un rollo de electrodos
para una pila según la presente invención. En la forma de
realización preferida de la presente invención mostrada en las Figs.
1 y 2, se asignan los mismos números de referencia a los mismos
componentes que los correspondientes a los del rollo de electrodos
típico mostrado en la Fig. 3, y la forma de realización preferida se
describirá también haciendo referencia a las Figs. 3 a 6 según lo
requiera la ocasión.
En primer lugar, tal como se muestra en la Fig.
3, un rollo de electrodos típico, en el cual se aplica la presente
invención, incluye un cuerpo E' de rollo de electrodos que presenta
una estructura en la que una pluralidad de placas de electrodo (una
placa 2 de electrodo positivo y una placa 3 de electrodo negativo)
están enrolladas de tal manera que las mismas se apilan de forma
alternada una sobre otra en la dirección radial a través de un
separador 1. Este rollo E de electrodos incluye además unos
colectores 4 de corriente con forma de disco soldados a ambos
extremos del cuerpo E' del rollo de electrodos.
El separador 1 se forma, por ejemplo, con un
género no tejido de fibras sintéticas que actúa como absorbente del
electrolito. Por ejemplo, como fibra sintética se usa una fibra de
poliamida o polipropileno. La placa 2 del electrodo positivo y la
placa 3 del electrodo negativo se forman, respectivamente, con un
material que contiene principalmente un metal según el tipo de pila.
Por ejemplo, en el caso de una pila sellada de
níquel-cadmio, la placa 2 del electrodo positivo es
una placa de electrodo en la que un sustrato, tal como un sustrato
poroso de níquel, incluye un material activo que contiene níquel, y
la placa 3 del electrodo negativo es una placa de electrodo en la
que el mismo sustrato incluye un material activo que contiene
cadmio.
Haciendo referencia a las Figs. 1 y 2, en esta
forma de realización preferida se describirá en el orden
correspondiente de las etapas un procedimiento para producir un
rollo de electrodos para una pila.
En primer lugar, tal como se muestra en la Fig.
1, una placa 2 de electrodo positivo y una placa 3 de electrodo
negativo, presentando cada una de ellas una forma de placa plana, se
enrollan con un separador 1 interpuesto entre las placas 2 y 3 de
electrodo, al mismo tiempo que se ejerce una presión en una
dirección diametral por medio de un par de rodillos enrolladores 6,
para formar un cuerpo E' de rollo de electrodos (Fig. 1 (b)) (etapa
de enrollado).
A continuación, el cuerpo E' del rollo de
electrodos formado en la "etapa de enrollado" se sujeta en una
dirección diametral en oposición a una fuerza elástica que provoca
una expansión diametral del cuerpo E' del rollo de electrodos (etapa
de sujeción). La sujeción del cuerpo E' del rollo de electrodos en
esta etapa de sujeción se lleva a cabo embridando el cuerpo E' del
rollo de electrodos en una dirección diametral, por ejemplo, por
medio de un par de mordazas 7 de mandril (cuerpos de embridamiento)
según se muestra en la Fig. 2 (a).
A continuación, tal como se muestra en las Figs.
2 (b) y 2(C), se prepara un armazón 8 que tiene un agujero
circular 8a que presenta un diámetro predeterminado D, y el cuerpo
E' del rollo de electrodos sujetado en una dirección diametral se
inserta en el agujero circular 8a del armazón 8 de manera que es
extraído de las mordazas 7 de mandril. Después de esto, tal como se
muestra en la Fig. 2 (d), se libera la sujeción en una dirección
diametral por parte del par de mordazas 7 de mandril para expandir
elásticamente, es decir, por su propia elasticidad, el diámetro del
cuerpo E' del rollo de electrodos hasta el diámetro D del agujero
circular 8a (etapa de expansión).
A continuación, después de haber fijado el cuerpo
E' del rollo de electrodos expandido para evitar que su diámetro D
varíe, el cuerpo E' del rollo de electrodos fijado se extrae del
armazón 8 (etapa de fijación). La fijación del cuerpo E' del rollo
de electrodos en esta etapa de fijación se lleva a cabo, por
ejemplo, soldando los colectores 4 de corriente a ambos extremos del
cuerpo E' del rollo de electrodos antes de extraer el cuerpo E' del
rollo de electrodos del armazón 8, según se muestra en la Fig. 2
(e).
El rollo E de electrodos completado por medio de
las etapas de producción descritas anteriormente se inserta en la
cápsula envolvente exterior 5 de la misma forma que la mostrada en
la Fig. 8 (no obstante, en esta forma de realización preferida se
omite la cinta 9). El diámetro predeterminado D descrito
anteriormente se fija de manera que es menor que el diámetro
interior de la cápsula envolvente exterior 5 en, por ejemplo, entre
0,1 y 0,2 mm, teniendo en cuenta la falta de uniformidad de las
dimensiones de las cápsulas envolventes exteriores 5.
A continuación se describirá el efecto de esta
forma de realización preferida con la construcción descrita
anteriormente.
Según esta forma de realización preferida,
después de que el diámetro del cuerpo E' del rollo de electrodos se
haya expandido elásticamente hasta el diámetro predeterminado D, el
cuerpo E' del rollo de electrodos se fija para evitar que su
diámetro D varíe, de manera que se puede reducir la falta de
uniformidad de diámetros de los rollos E de electrodos. De este
modo, resulta posible garantizar un contacto adecuado de la
superficie periférica exterior del rollo E de electrodos con la
cápsula envolvente exterior 5 para reducir la resistencia interna en
la pila.
Según esta forma de realización preferida,
resulta posible aumentar el área de contacto de la superficie
periférica exterior del rollo E de electrodos con la cápsula
envolvente exterior 5, ya que, a diferencia del procedimiento
convencional, no es necesario enrollar una cinta sobre la periferia
exterior del cuerpo E' del rollo de electrodos. De este modo,
resulta posible reducir adicionalmente la resistencia interna de la
pila.
Como el diámetro del cuerpo E' del rollo de
electrodos se expande elásticamente para quedar suelto después de
que dicho cuerpo E' del rollo de electrodos se haya enrollado al
mismo tiempo que se ejerce sobre él una presión en una dirección
diametral por medio del rodillo enrollador 6, se puede recuperar el
grosor del separador 1 durante la expansión subsiguiente del
diámetro del cuerpo E' del rollo de electrodos incluso si la presión
aplicada por los rodillos enrolladores 6 durante el enrollado es
alta. De este modo, se puede impedir el aplastamiento del separador
1 del rollo de electrodos producido, al mismo tiempo que se impiden
las grietas en las placas 2 y 3 de los electrodos.
En las Figs. 4 a 6 se muestran los resultados de
experimentos con respecto al grosor de un separador.
En primer lugar, la Fig. 4 muestra una diferencia
en el grosor del separador con respecto a posiciones radiales en el
rollo de electrodos. Tal como puede verse a partir de la Fig. 4, el
grosor de un separador en los procedimientos de producción
convencionales se reduce rápidamente desde la periferia exterior del
rollo de electrodos hacia el centro del mismo tanto cuando la
presión de enrollado (la presión aplicada por los rodillos
enrolladores) es alta como cuando es baja.
Por otro lado, puede verse que el grosor del
separador en el procedimiento de producción según la presente
invención es sustancialmente igual al correspondiente a los
procedimientos convencionales en la periferia más externa del rollo
de electrodos, mientras que únicamente se reduce de forma ligera
desde la periferia exterior hacia el centro, de manera que se impide
sustancialmente en conjunto el aplastamiento del separador.
La Fig. 5 muestra la variación de la retención de
líquidos (retención del electrolito) con respecto al grosor del
separador. Tal como puede verse a partir de la Fig. 5, la retención
de líquidos aumenta cuando aumenta el grosor del separador. Debido a
esta diferencia en la retención de líquidos, el grosor del separador
influye en la capacidad de descarga de la pila.
La Fig. 6 muestra una diferencia en la capacidad
de descarga de una pila con respecto al grosor de un separador para
cada velocidad de descarga (velocidad C). Tal como puede verse a
partir de la Fig. 6, la capacidad de descarga aumenta cuando aumenta
el grosor del separador (dentro de un intervalo no mayor que 0,16
mm) particularmente en el caso de una velocidad de descarga elevada
(3C).
En este caso, puede decirse que el intervalo
preferible del grosor del separador es un intervalo de entre
aproximadamente 0,12 y 0,16 mm. Puede verse que el grosor del
separador según el procedimiento de producción de la presente
invención se mantiene en el intervalo preferible de entre 0,12 y
0,16 durante todo el rollo de electrodos tal como se muestra en la
Fig. 4.
Tal como se ha descrito anteriormente, usando el
rollo de electrodos producido con el procedimiento de producción en
esta forma de realización preferida, es posible reducir la
resistencia interna debido a un contacto adecuado del rollo de
electrodos con la cápsula envolvente exterior, para impedir la
aparición de grietas en la superficie de las placas de los
electrodos, y para optimizar el grosor del separador durante todo el
rollo de electrodos. De este modo, resulta posible mejorar el
rendimiento de la pila que usa el rollo de electrodos y prolongar el
tiempo de vida de la misma.
La sujeción del cuerpo E' del rollo de electrodos
en la "etapa de sujeción" descrita anteriormente se puede
llevar a cabo manteniendo el estado en el que el cuerpo E' del rollo
de electrodos es presionado por los rodillos enrolladores 6,
continuamente desde la "etapa de enrollado" descrita
anteriormente, al mismo tiempo que omitiendo el embridamiento por
parte del par de mordazas 7 de mandril. Como no se requiere el uso
adicional de medios, tales como las mordazas 7 de mandril, para
sujetar el cuerpo del rollo de electrodos, resulta posible
simplificar los equipos de fabricación.
Si las pilas usan el rollo de electrodos descrito
anteriormente, la presente invención se puede aplicar a otro tipo de
pilas, tales como pilas cilíndricas selladas de
níquel-hidruro metálico (Ni-MH), no
solamente a la pila cilíndrica sellada de
níquel-cadmio descrita a título de ejemplo.
Claims (4)
1. Procedimiento para producir un rollo (E) de
electrodos para una pila, en el que se enrollan una pluralidad de
placas (2, 3) de electrodos de tal manera que dichas placas de
electrodos se apilan de forma alternada una sobre otra a través de
un separador (1) en la dirección radial, comprendiendo dicho
procedimiento:
una etapa de enrollado en la que se interpone
dicho separador (1) entre dichas placas (2, 3) de los electrodos,
presentando cada una de ellas una forma de placa sustancialmente
plana, y en la que se enrollan dichas placas de los electrodos
mientras se ejerce presión sobre dichas placas de los electrodos en
una dirección diametral por medio de un rodillo enrollador (6), para
formar un cuerpo (E) de rollo de electrodos;
una etapa de sujeción en la que se sujeta dicho
cuerpo del rollo de electrodos en una dirección diametral en
oposición a una fuerza elástica que provoca una expansión diametral
de dicho cuerpo del rollo de electrodos;
una etapa de expansión en la que se expande
elásticamente el diámetro de dicho cuerpo del rollo de electrodos
hasta un diámetro de un agujero circular (8a) formado en un armazón
(8), mediante la liberación de la sujeción de dicho cuerpo del rollo
de electrodos después de que dicho cuerpo del rollo de electrodos
sujetado se haya insertado en el agujero circular; y
una etapa de fijación en la que se fija dicho
cuerpo del rollo de electrodos expandido para evitar que el diámetro
de dicho cuerpo del rollo de electrodos varíe, y en la que se extrae
de dicho armazón dicho cuerpo del rollo de electrodos fijado.
2. Procedimiento para producir un rollo de
electrodos para una pila según la reivindicación 1, en el que la
sujeción de dicho cuerpo (E') del rollo de electrodos en dicha etapa
de sujeción se lleva a cabo embridando dicho cuerpo del rollo de
electrodos en una dirección diametral por medio de por lo menos un
par de cuerpos (7,7) de embridamiento.
3. Procedimiento para producir un rollo de
electrodos para una pila según la reivindicación 1, en el que la
sujeción de dicho cuerpo del rollo de electrodos en dicha etapa de
sujeción se lleva a cabo manteniendo un estado en el que dicho
cuerpo del rollo de electrodos es presionado por dicho rodillo
enrollador (6), continuamente desde dicha etapa de enrollado.
4. Procedimiento para producir un rollo de
electrodos para una pila según cualquiera de las reivindicaciones 1
a 3, en el que la fijación de dicho cuerpo (E') del rollo de
electrodos en dicha etapa de fijación se lleva a cabo soldando
colectores (4) de corriente a ambos extremos de dicho cuerpo del
rollo de electrodos.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000049522A JP3710669B2 (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | 電池用捲回電極の製造方法 |
| JP2000-49522 | 2000-02-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2250355T3 true ES2250355T3 (es) | 2006-04-16 |
Family
ID=18571450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES01906313T Expired - Lifetime ES2250355T3 (es) | 2000-02-25 | 2001-02-26 | Procedimiento de fabricacion de eletrodos bobinados para baterias. |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1265306B1 (es) |
| JP (1) | JP3710669B2 (es) |
| CN (1) | CN1196216C (es) |
| AT (1) | ATE312416T1 (es) |
| DE (1) | DE60115611T2 (es) |
| ES (1) | ES2250355T3 (es) |
| TW (1) | TW488102B (es) |
| WO (1) | WO2001063685A1 (es) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4992599B2 (ja) * | 2007-08-06 | 2012-08-08 | トヨタ自動車株式会社 | 円筒型電極体の異物混入検査方法および装置 |
| JP5706743B2 (ja) | 2011-04-07 | 2015-04-22 | 株式会社京都製作所 | 積層装置および積層方法 |
| JP5997877B2 (ja) * | 2011-04-07 | 2016-09-28 | 株式会社京都製作所 | 積層装置および積層方法 |
| JP5901135B2 (ja) | 2011-04-07 | 2016-04-06 | 株式会社京都製作所 | 積層装置および積層方法 |
| JP6022783B2 (ja) * | 2011-04-07 | 2016-11-09 | 日産自動車株式会社 | 袋詰電極の製造装置および製造方法 |
| JP5953083B2 (ja) * | 2011-04-07 | 2016-07-13 | 日産自動車株式会社 | 積層装置および積層方法 |
| DE102024118931A1 (de) | 2024-07-03 | 2026-01-08 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Lagerung eines Elektrodenwickels mit einem Druckelement, Elektrodenwickel mit dem Druckelement und Verwendung des Druckelements |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3734778A (en) * | 1971-05-10 | 1973-05-22 | Gates Rubber Co | Method for producing a spirally wound electrolytic cell |
| US4802275A (en) * | 1987-03-12 | 1989-02-07 | Saft, S.A. | Method of manufacturing an electrochemical cell having an alkaline electrolyte and spiral-wound electrodes |
| DE69408917T2 (de) * | 1993-06-15 | 1998-06-25 | Fuji Photo Film Co Ltd | Verfahren zur Herstellung von blattartigen Platten |
| JPH08306362A (ja) * | 1995-04-28 | 1996-11-22 | Fuji Photo Film Co Ltd | 巻回電極構造体の挿入装置 |
| JP2000076942A (ja) * | 1998-08-31 | 2000-03-14 | Hitachi Cable Ltd | ジェリーロール製造方法及びその装置 |
| JP2001068142A (ja) * | 1999-08-24 | 2001-03-16 | Toshiba Battery Co Ltd | 電池の製造方法および製造装置 |
-
2000
- 2000-02-25 JP JP2000049522A patent/JP3710669B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-02-23 TW TW090104213A patent/TW488102B/zh not_active IP Right Cessation
- 2001-02-26 WO PCT/JP2001/001423 patent/WO2001063685A1/ja not_active Ceased
- 2001-02-26 AT AT01906313T patent/ATE312416T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-02-26 CN CNB018080456A patent/CN1196216C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2001-02-26 DE DE60115611T patent/DE60115611T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-02-26 EP EP01906313A patent/EP1265306B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-02-26 ES ES01906313T patent/ES2250355T3/es not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1196216C (zh) | 2005-04-06 |
| WO2001063685A1 (fr) | 2001-08-30 |
| DE60115611T2 (de) | 2006-08-10 |
| EP1265306A4 (en) | 2005-03-02 |
| DE60115611D1 (de) | 2006-01-12 |
| ATE312416T1 (de) | 2005-12-15 |
| EP1265306A1 (en) | 2002-12-11 |
| JP2001236984A (ja) | 2001-08-31 |
| TW488102B (en) | 2002-05-21 |
| EP1265306B1 (en) | 2005-12-07 |
| CN1423846A (zh) | 2003-06-11 |
| JP3710669B2 (ja) | 2005-10-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100467690B1 (ko) | 이차전지의 전극 젤리 롤용 마감 테이프를 구비한 이차전지의 전극 조합체 | |
| KR101671176B1 (ko) | 내구성을 높인 권취형 전지 | |
| ES2250355T3 (es) | Procedimiento de fabricacion de eletrodos bobinados para baterias. | |
| JP5183691B2 (ja) | 巻回素子の製造装置 | |
| KR20060022127A (ko) | 권취형 전극 조립체와 이를 구비하는 리튬 이온 이차 전지및 이의 제조 방법 | |
| KR102917983B1 (ko) | 전극조립체 및 그 제조방법 | |
| US9608247B2 (en) | Energy storage device including spiral electrode group with reinforced separator | |
| JP4603108B2 (ja) | 二次電池の電極ロール | |
| US6177210B1 (en) | Separator for electrochemical cell and method of assembly | |
| JP2005123186A (ja) | 分離下部テープが付着された二次電池の電極組立体 | |
| JP2012038439A (ja) | 捲回型電極体の製造方法、及び捲回型電極体 | |
| EP2631971B1 (en) | Electrode plate, wound electrode group, and cylindrical battery | |
| KR102239364B1 (ko) | 원통형 젤리롤을 포함하는 리튬 이차전지 | |
| KR101757381B1 (ko) | 원통형 젤리롤 전극조립체 제조용 권심 | |
| JPH11176463A (ja) | シート体の巻回装置 | |
| ES3054405T3 (en) | Electrode and method for manufacturing the same | |
| KR102886044B1 (ko) | 이차전지 및 그 제조방법 | |
| JPH11307085A (ja) | 二次電池用電極 | |
| CN113764840A (zh) | 一种储液装置和包括该储液装置的锂电池及其制造方法 | |
| JP7772424B2 (ja) | ゼリーロール型電極組立体及びその製造方法 | |
| US10431794B2 (en) | Method for producing assembly, and assembly | |
| KR101472878B1 (ko) | 신규한 구조의 이차전지용 권취기 | |
| JP4852779B2 (ja) | 円筒型蓄電池 | |
| KR100528896B1 (ko) | 이차전지의 전극롤 | |
| KR101804600B1 (ko) | 젤리 롤형 전극 조립체 및 이의 제조 방법 |