ES3040932T3 - Apparatus and method for manufacturing secondary battery - Google Patents

Apparatus and method for manufacturing secondary battery

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ES3040932T3
ES3040932T3 ES20912515T ES20912515T ES3040932T3 ES 3040932 T3 ES3040932 T3 ES 3040932T3 ES 20912515 T ES20912515 T ES 20912515T ES 20912515 T ES20912515 T ES 20912515T ES 3040932 T3 ES3040932 T3 ES 3040932T3
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Sang Don Lee
Yoon Jong Oh
Sang Uk Yeo
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Abstract

La presente invención se refiere a un aparato y a un método para la fabricación de baterías secundarias. El aparato comprende: una pieza de sujeción para presionar y sujetar una celda, que incluye un conjunto de electrodos, un electrolito y una carcasa para alojar el conjunto de electrodos y el electrolito, sujetando la celda de manera que la cámara de gas quede por encima del cuerpo de la carcasa; una pieza perforadora para perforar la celda sujeta mediante una cuchilla y formar un orificio de descarga de gas; una pieza de vacío para mantener la celda en estado de vacío y descargar el gas interno al exterior; una pieza de prevención de fugas para presionar, mediante un bloque de prevención de fugas, la cámara de gas de la celda, cuyo gas interno se ha descargado a través de la pieza de vacío, evitando así la fuga del electrolito; y una pieza de presellado para sellar la cámara de gas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato y método para fabricar batería secundaria
Referencia cruzada a solicitud relacionada
La presente solicitud reivindica el beneficio de la prioridad de la solicitud de patente coreana n.° 10-2020-0002236, presentada el 7 de enero de 2020.
Sector de la técnica
La presente invención se refiere a un aparato y método para fabricar una batería secundaria.
Antecedentes de la invención
Las baterías secundarias son recargables, a diferencia de las baterías primarias, y también, la posibilidad de un tamaño compacto y alta capacidad es alta. Por lo tanto, recientemente, se están realizando muchos estudios sobre baterías secundarias. A medida que aumentan el desarrollo tecnológico y las demandas de dispositivos móviles, las demandas de baterías secundarias como fuentes de energía están aumentando rápidamente.
Las baterías recargables se clasifican en baterías de tipo moneda, baterías de tipo cilíndrico, baterías de tipo prismático y baterías de tipo bolsa según la forma de una carcasa de batería. La batería secundaria aloja un conjunto de electrodos y un electrolito. En una batería secundaria de este tipo, un conjunto de electrodos montado en una carcasa de batería es un dispositivo de generación de energía cargable y descargable que tiene una estructura en la que se apilan un electrodo y un separador.
El conjunto de electrodos puede clasificarse aproximadamente en un conjunto de electrodos de tipo rollo de gelatina en el que se interpone un separador entre un electrodo positivo y un electrodo negativo, cada uno de los cuales se proporciona en forma de lámina recubierta con un material activo y, a continuación, el electrodo positivo, el separador y el electrodo negativo se enrollan, un conjunto de electrodos de tipo apilado en el que se apilan secuencialmente una pluralidad de electrodos positivos y negativos con un separador entre los mismos, y un conjunto de electrodos de tipo apilado/plegado en el que las celdas unitarias de tipo apilado se enrollan juntas con una película de separación que tiene una longitud larga.
Recientemente, la batería de tipo bolsa en la que se construye un conjunto de electrodos de tipo apilado/plegado en una carcasa de batería de tipo bolsa proporcionada como una lámina de laminación de aluminio está atrayendo mucha atención debido a su bajo coste de fabricación, peso pequeño, fácil deformación de forma y similares y, por lo tanto, su uso está aumentando gradualmente.
Sin embargo, en un proceso de desgasificación para la batería secundaria, que descarga un gas interno de la batería secundaria al exterior cuando se fabrica la batería secundaria, ha habido un problema por el hecho de que un electrolito alojado en el mismo se descarga conjuntamente para contaminar la batería secundaria, deteriorando así el rendimiento de la batería.
[Documento de la técnica anterior] (documento de patente de publicación de patente coreana n.° 10-2014-0015647 La publicación de patente europea EP3474364 del 24 de abril de 2019 describe un aparato para fabricar y desgasificar baterías secundarias.
Explicación de la invención
Problema técnico
Un aspecto de la presente invención es proporcionar un aparato y un método para fabricar una batería secundaria, que sean capaces de minimizar un fenómeno en el que un electrolito alojado en una carcasa de batería se descarga al exterior de la carcasa de batería cuando se fabrica la batería secundaria.
Solución técnica
Un aparato para fabricar una batería secundaria según una realización de la presente invención comprende: una parte de fijación configurada para presionar y fijar una celda que comprende un conjunto de electrodos, un electrolito, y una carcasa de batería configurada para alojar el conjunto de electrodos y el electrolito, en donde la celda se fija de modo que una parte de bolsa de gas esté dispuesta por encima de un cuerpo principal de la carcasa de batería, una parte de perforación configurada para perforar la celda fija a través de una cuchilla para formar un orificio de descarga de gas, una parte de vacío a través de la cual la celda se mantiene en un estado de vacío, y un gas interno de la celda se descarga al exterior, una parte de prevención de fugas configurada para evitar que el electrolito se escape presionando la parte de bolsa de gas de la celda, en la que el gas interno se descarga a través de la parte de vacío, a través de un bloque de prevención de fugas, y una parte de presellado configurada para sellar la parte de bolsa de gas.
Un método para fabricar una batería secundaria según una realización de la presente invención comprende una parte de fijación para presionar y fijar una celda que comprende un conjunto de electrodos, un electrolito, y una carcasa de batería que aloja el conjunto de electrodos y el electrolito, en donde la celda se fija de modo que una parte de bolsa de gas esté dispuesta por encima de un cuerpo principal de la carcasa de batería, una etapa de perforación de perforar la parte de bolsa de gas a través de una cuchilla después de fijar la celda para formar un orificio de descarga de gas, una etapa de vacío de mantener la celda perforada en un estado de vacío y descargar un gas interno de la celda al exterior, una etapa de prevención de fugas de presionar la parte de bolsa de gas para evitar que el electrolito se escape después de que el gas interno se descargue a través de la etapa de vacío, y una etapa de presellado para sellar la parte de bolsa de gas después de la etapa de prevención de fugas.
Efectos ventajosos
Según la presente invención, el gas interno de la celda puede descargarse al exterior después de que la parte de bolsa de gas se disponga por encima del cuerpo principal de la carcasa de batería para minimizar la descarga del electrolito al exterior de la carcasa de batería, evitando así que el rendimiento de la batería se deteriore. En este momento, el gas interno de la celda puede descargarse al exterior después de que la celda se disponga verticalmente para minimizar la descarga del electrolito.
Además, según la presente invención, después de que el gas interno de la celda se descargue al exterior, el bloque de prevención de fugas puede presionar la parte de bolsa de gas para presellar la parte de bolsa de gas, evitando así que el electrolito se filtre a través de la parte de bolsa de gas durante el sellado.
Breve descripción de los dibujos
La FIG. 1 es una vista en perspectiva despiezada que ilustra una celda aplicada a un aparato para fabricar una batería secundaria según una realización de la presente invención.
La FIG. 2 es una vista en perspectiva que ilustra el aparato para fabricar la batería secundaria según una realización de la presente invención.
La FIG. 3 es una vista frontal que ilustra una parte principal en el aparato para fabricar la batería secundaria según una realización de la presente invención.
La FIG. 4 es una vista frontal que ilustra un estado en el que la celda está fijada a través de una parte de fijación en el aparato para fabricar la batería secundaria según una realización de la presente invención.
La FIG. 5 es una vista frontal que ilustra un estado en el que la celda está perforada a través de una parte de perforación en el aparato para fabricar la batería secundaria según una realización de la presente invención. La FIG. 6 es una vista frontal que ilustra un estado en el que la celda está presionada a través de una parte de prevención de fugas en el aparato para fabricar la batería secundaria según una realización de la presente invención.
La FIG. 7 es una vista frontal que ilustra un estado en el que la celda se presiona y presella a través de la parte de prevención de fugas y la parte de presellado en el aparato para fabricar la batería secundaria según una realización de la presente invención.
Realización preferente de la invención
Los objetivos, ventajas específicas y características novedosas de la presente invención se harán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada considerada junto con los dibujos adjuntos. Cabe señalar que los números de referencia se añaden a los componentes de los dibujos en la presente memoria descriptiva con los mismos números posibles, incluso si se ilustran en otros dibujos. También, la presente invención puede realizarse en diferentes formas y no debería interpretarse como limitada a las realizaciones expuestas en el presente documento. En la siguiente descripción de la presente invención, se omitirán las descripciones detalladas de las técnicas relacionadas que pueden oscurecer innecesariamente la esencia de la presente invención.
Aparato para fabricar batería secundaria
La FIG. 1 es una vista en perspectiva despiezada que ilustra una celda aplicada a un aparato para fabricar una batería secundaria según una realización de la presente invención, la FIG. 2 es una vista en perspectiva que ilustra el aparato para fabricar la batería secundaria según una realización de la presente invención, y la FIG. 3 es una vista frontal que ilustra una parte principal del aparato para fabricar la batería secundaria según una realización de la presente invención.
Haciendo referencia a las FIG. 1 a 3, un aparato 100 para fabricar una batería secundaria según una realización de la presente invención comprende una parte de fijación 110 que presiona y fija una celda 1, una parte de perforación 120 que forma un orificio de descarga de gas en la celda 1, una parte de vacío 130 que mantiene la celda 1 en un estado de vacío, presionando la parte de prevención de fugas 140 una parte de bolsa de gas 12 de la celda 1 a través de los bloques de prevención de fugas 141 y 142, y una parte de presellado 150 que sella la parte de bolsa de gas 12.
También, el aparato 100 para fabricar la batería secundaria según una realización de la presente invención comprende, además, una parte móvil 160 y una parte de montaje 170.
Haciendo referencia a la FIG. 1, la celda 1 comprende una carcasa de batería 10, un conjunto de electrodos 20 alojado en una parte de alojamiento 13 de la carcasa de batería 10, y un electrolito. También, el conjunto de electrodos 20 puede comprender un cable de electrodo 30 conectado eléctricamente a los electrodos 23.
El conjunto de electrodos 20 puede ser un elemento de generación de energía cargable y descargable y formarse apilando alternativamente los electrodos 23 y un separador 24.
El electrodo 23 puede comprender un electrodo positivo 21 y un electrodo negativo 22. En el presente documento, el conjunto de electrodos 20 puede tener una estructura en la que el electrodo positivo 21/el separador 24/el electrodo negativo 22 se laminan alternativamente. También, el cable de electrodo 30 puede comprender un cable de electrodo positivo conectado al electrodo positivo 21 y un cable de electrodo negativo conectado al electrodo negativo 22. En el presente documento, el cable de electrodo 30 se muestra formado en una dirección del conjunto de electrodos 20 en la FIG. 1, pero también puede formarse en ambas direcciones del conjunto de electrodos 20.
El electrodo positivo 21 puede comprender un colector de electrodo positivo y un material activo de electrodo positivo apilado sobre el colector de electrodo positivo.
El colector de electrodo positivo puede estar hecho de una lámina de aluminio.
El material activo de electrodo positivo puede comprender óxido de litio y manganeso, óxido de litio y cobalto, óxido de litio y níquel, fosfato de hierro y litio, o un compuesto o mezcla que contenga al menos uno de los materiales descritos anteriormente.
El electrodo negativo 22 puede comprender un colector de electrodo negativo y un material activo de electrodo negativo apilado sobre el colector de electrodo negativo.
El colector de electrodo negativo puede estar hecho, por ejemplo, de una lámina hecha de un material de cobre (Cu).
El material activo negativo puede ser un compuesto o una mezcla que contenga un material a base de grafito.
El separador 24 está hecho de un material aislante para aislar eléctricamente el electrodo positivo 21 del electrodo negativo 22. En el presente documento, el separador 24 puede estar hecho de una película de resina a base de poliolefina, tal como polietileno o polipropileno, que tiene microporos.
La FIG. 4 es una vista frontal que ilustra un estado en el que la celda está fijada a través de una parte de fijación en el aparato para fabricar la batería secundaria según una realización de la presente invención.
Haciendo referencia a las FIG. 1 y 4, una parte de fijación 110 presiona y fija la celda 1 que comprende el conjunto de electrodos 20, el electrolito, y la carcasa de batería 10 que aloja el conjunto de electrodos 20 y el electrolito. En el presente documento, la carcasa de batería 10 de la celda 1 puede comprender un cuerpo principal 11 en el que se forma la parte de alojamiento 13 y una parte de bolsa de gas 12 que forma un paso que se extiende desde la parte de alojamiento 13 para recoger un gas interno. En este momento, la parte de fijación 110 puede fijar la celda 1 de modo que la parte de bolsa de gas 12 esté dispuesta por encima del cuerpo principal 11 de la carcasa de batería 10. Por lo tanto, cuando el gas interno de la celda 1 se descarga al exterior, se puede evitar que el electrolito se filtre a través de un extremo de la parte de bolsa de gas 12.
También, la parte de fijación 110 puede presionar y fijar el cuerpo principal 11 de la carcasa de batería 10 después de que el extremo de la parte de bolsa de gas 12 se disponga para estar orientado hacia un lado superior. En este momento, la parte de fijación 110 puede presionar y fijar la celda 1 en un estado en el que la celda 1 está dispuesta verticalmente. Por lo tanto, se puede evitar de manera más eficaz que el electrolito se escape a través del extremo de la parte de bolsa de gas 12 cuando el gas interno de la celda 1 se descarga al exterior. En este momento, si la celda 1 está dispuesta horizontalmente en una cámara de vacío 131, puede procesarse una celda 1, pero si la celda 1 está dispuesta verticalmente, se pueden presionar dos o más celdas 1 en la cámara de vacío 131. Por lo tanto, una cantidad de fabricación puede aumentar y los costes de fabricación pueden disminuir.
Asimismo, la parte de fijación 110 puede comprender una plantilla de presión 111 que presiona ambas superficies de la celda 1. En el presente documento, la plantilla de presión 111 puede proporcionarse en un par para presionar ambas superficies de la celda 1, es decir, presionar el cuerpo principal 11 de la carcasa de batería 10. En este momento, el par de plantillas de presión 111 puede ajustarse mutuamente en distancia entre ellas mediante un accionador (no mostrado) para ajustar la fuerza de presión aplicada a la celda 1.
También, la parte de fijación 110 puede comprender, además, unos medios de movimiento de la parte de fijación 112 que mueven la plantilla de presión 111. En el presente documento, los medios de movimiento de la parte de fijación 112 pueden mover la plantilla de presión 111 a un espacio interior 131a de la cámara de vacío 131. En este momento, la plantilla de presión 111 soporta la celda 1 cuando se realiza una etapa de perforación y una etapa de vacío en la celda 1 dispuesta en la cámara de vacío 131, logrando así una excelente procesabilidad.
Los medios de movimiento de la parte fija 112 pueden comprender un motor móvil 112a, un eje de tornillo (no mostrado) que gira por la rotación del motor móvil 112a, y un marco de parte de fijación 112b que se mueve a lo largo del eje de tornillo según la rotación del eje de tornillo y sobre el que se monta la plantilla de presión 111. En el presente documento, dado que una tecnología de movimiento lineal de un dispositivo en una dirección del eje de tornillo según la rotación del eje de tornillo es una técnica conocida en la materia, se omitirán las descripciones detalladas.
También, cuando los medios de movimiento de la parte de fijación 112 pueden comprender, además, una placa de sellado 112c que cierra una abertura lateral 131b de la cámara de vacío 131 cuando se mueve la plantilla de presión 111 al espacio interior 131a a través de la abertura lateral 131b de la cámara de vacío 131.
La FIG. 5 es una vista frontal que ilustra un estado en el que la celda está perforada a través de la parte de perforación en el aparato para fabricar la batería secundaria según una realización de la presente invención.
Haciendo referencia a la FIG. 5, la parte de perforación 120 puede perforar la celda fija 1 a través de una cuchilla 121 para formar un orificio de descarga de gas.
También, la parte de perforación 120 puede formar el orificio de descarga de gas en una primera porción 12a de la parte de bolsa de gas 12.
Asimismo, la parte de perforación 120 puede mover la cuchilla en forma de aguja 121 para permitir que la cuchilla 121 pase a través de la primera porción 12a de la parte de bolsa de gas 12. En este momento, la cuchilla 121 puede moverse a través del accionador (no mostrado).
Haciendo referencia a las FIG. 1 a 3, la parte de vacío 130 puede mantener la celda 1 en un estado de vacío y descargar el gas dentro de la celda 1 al exterior. En el presente documento, en la celda 1, el orificio de descarga de gas se forma en la parte de bolsa de gas 12 a través de la parte de perforación 120, de modo que el gas interno se descargue al exterior de la celda 1 a través del orificio de descarga de gas.
También, la parte de vacío 130 puede comprender una cámara de vacío 131 que tiene un espacio interior 131a formado en la misma y una bomba de vacío 132 que forma el espacio interior 131a de la cámara de vacío 131 en un estado de vacío.
Asimismo, la parte de vacío 130 puede alojar la celda 1 en la cámara de vacío 131 y luego puede aspirar el interior de la cámara de vacío 131 para mantener la celda 1 en el estado de vacío.
También, la parte de prevención de fugas 140 y la parte de presellado 150 pueden estar dispuestas dentro de la cámara de vacío 131 para funcionar en el proceso de mantenimiento del estado de vacío de la celda 1 en la parte de vacío 130. En el presente documento, la parte de prevención de fugas 140 y la parte de presellado 150 pueden estar dispuestas dentro de la cámara de vacío 131. Cada una de la parte de prevención de fugas 140 y las partes de presellado 150 pueden proporcionarse en pluralidad dentro de la cámara de vacío 131 para procesar la pluralidad de celdas 1 al mismo tiempo. (La parte de perforación 120, la parte de prevención de fugas 140 y la parte de presellado 150 están dispuestas dentro de la cámara de vacío 131, pero solo la parte de presellado 150 se ilustra en la FIG. 2 para mayor comodidad).
La FIG. 6 es una vista frontal que ilustra un estado en el que la celda se presiona a través de la parte de prevención de fugas en el aparato para fabricar la batería secundaria según una realización de la presente invención, y la FIG. 7 es una vista frontal que ilustra un estado en el que la celda se presiona y presella a través de la parte de prevención de fugas y la parte de presellado en el aparato para fabricar la batería secundaria según una realización de la presente invención.
Haciendo referencia a las FIG. 6 y 7, la parte de prevención de fugas 140 puede presionar la parte de bolsa de gas 12 de la celda 1, desde la que el gas interno se descarga a través de la parte de vacío 130, mediante el uso de bloques de prevención de fugas 141 y 142, para evitar que el electrolito se escape cuando la parte de bolsa de gas 12 se sella a través de la parte de presellado 150.
También, la parte de prevención de fugas 140 puede presionar una segunda porción 12b dispuesta debajo de la primera porción 12a, en la que se forma el orificio de descarga de gas, en la parte de bolsa de gas 12.
Los bloques de prevención de fugas 141 y 142 pueden comprender un primer bloque de prevención de fugas 141 y un segundo bloque de prevención de fugas 142, que presionan ambas superficies de la parte de bolsa de gas 12 de la celda 1.
El primer bloque de prevención de fugas 141 puede estar provisto de una protuberancia 141a que sobresale en una dirección del segundo bloque de prevención de fugas 142. El segundo bloque de prevención de fugas 142 puede tener una ranura de inserción 142a en la que se inserta un extremo de la protuberancia 141a del primer bloque de prevención de fugas 141.
La protuberancia 141a del primer bloque de prevención de fugas 141 y la ranura de inserción 142a del segundo bloque de prevención de fugas 142 pueden formarse en una dirección horizontal.
También, la protuberancia 141a del primer bloque de prevención de fugas 141 y la ranura de inserción 142a del segundo bloque de prevención de fugas 142 pueden formarse con formas correspondientes entre sí.
También, la protuberancia 141a del primer bloque de prevención de fugas 141 puede formarse en forma de protuberancia rectangular o trapezoidal, y la ranura de inserción 142a del segundo bloque de prevención de fugas 142 puede formarse con forma de ranura rectangular o trapezoidal. En el presente documento, la protuberancia 141a puede formarse con una forma en la que un grosor de la protuberancia disminuye gradualmente en la dirección de la ranura de inserción 142a, y la ranura de inserción 142a puede formarse con una forma correspondiente a esta.
En el presente documento, la segunda porción 12b de la parte de bolsa de gas 12, que está entre la protuberancia 141a del primer bloque de prevención de fugas 141 y la ranura de inserción 142a del segundo bloque de prevención de fugas 142 puede presionarse cuando la protuberancia 141a se inserta en la ranura de inserción 142a y doblarse en una forma correspondiente a la forma de cada una de la protuberancia 141a y la ranura de inserción 142a. En el presente documento, la segunda porción 12b de la parte de bolsa de gas 12 puede doblarse en una forma.
Haciendo referencia a la FIG. 7, la parte de presellado puede sellar la parte de bolsa de gas 12.
También, la parte de presellado 150 puede sellar una tercera porción 12c dispuesta debajo de la segunda porción 12b presionada a través de los bloques de prevención de fugas 141 y 142 en la parte de bolsa de gas 12.
Asimismo, la parte de presellado 150 puede comprender un primer bloque de sellado 151 y un segundo bloque de sellado 152, que presionan ambas superficies de la parte de bolsa de gas 12 aplicando calor para sellar la parte de bolsa de gas 12.
Un extremo de cada uno del primer bloque de sellado 151 y el segundo bloque de sellado 152 puede sobresalir en la dirección horizontal para presionar la tercera porción 12c de la parte de bolsa de gas 12, formando así una porción sellada en la dirección horizontal.
El primer bloque de prevención de fugas 141 y el segundo bloque de sellado 151 pueden montarse en la parte móvil 160, y el segundo bloque de prevención de fugas 142 y el segundo bloque de sellado 152 pueden montarse en la parte de montaje 170.
En el presente documento, la parte móvil 160 puede mover el primer bloque de prevención de fugas 141 y el primer bloque de sellado 151 en una dirección orientada hacia el segundo bloque de prevención de fugas 142 y el segundo bloque de sellado 152.
También, la parte móvil 160 puede comprender, además, un cilindro 161, que mueve el primer bloque de prevención de fugas 141 y el primer bloque de sellado 151. En el presente documento, el cilindro 161 puede proporcionarse como un accionador neumático o un accionador hidráulico.
A modo de ejemplo, cuando la segunda porción 12b de la parte de bolsa de gas 12 es presionada por los bloques de prevención de fugas 141 y 142 de la parte de prevención de fugas 140, la parte de presellado 150 puede sellar simultáneamente la tercera porción 12c de la parte de bolsa de gas 12.
Como otro ejemplo, la parte de presellado 150 puede sellar la tercera porción 12c de la parte de bolsa de gas 12 después de que la segunda porción 12b de la parte de bolsa de gas 12 sea presionada por los bloques de prevención de fugas 141 y 142 de la parte de prevención de fugas 140. En el presente documento, una distancia mutua entre el primer y segundo bloque de prevención de fugas 141 y 142 puede ser más cercana que la distancia entre el primer y segundo bloque de sellado 151 y 152. Por lo tanto, cuando el primer bloque de prevención de fugas 141 y el primer bloque de sellado 151 se mueven a través de la parte móvil 160, el segundo bloque de sellado 152 El bloque 141 y el segundo bloque de prevención de fugas 142 pueden presionar primero la parte de bolsa de gas 12 en lugar del primer bloque de sellado 151 y el segundo bloque de sellado 152.
Método para fabricar una batería secundaria
En lo sucesivo en el presente documento, se describe un método para fabricar una batería secundaria según una realización de la presente invención.
Haciendo referencia a las FIG. 1 a 3, un método para fabricar una batería secundaria según una realización de la presente invención comprende una etapa de fijación para presionar y fijar una celda 1, una etapa de perforación para perforar la celda 1 a través de una cuchilla 121 para formar un orificio de descarga de gas, una etapa de vacío para mantener la celda perforada 1 en un estado de vacío, una etapa de prevención de fugas para presionar una parte de bolsa de gas 12 para evitar fugas de un electrolito, y una etapa de presellado para sellar la parte de bolsa de gas 12.
Un método de desgasificación previa para fabricar la batería secundaria según una realización de la presente invención es un método para fabricar una batería secundaria a través del aparato 100 para fabricar la batería secundaria según una realización de la presente invención. Por lo tanto, en las descripciones del método para fabricar la batería secundaria según esta realización de la presente invención, el contenido duplicado con el aparato 100 para fabricar la batería secundaria según la realización anterior de la presente invención se omitirá o se describirá brevemente, y también, se describirán principalmente las diferencias entre las mismas.
Con más detalle, haciendo referencia a las FIG. 1 y 4, en la etapa de fijación, comprendiendo la celda 1 el conjunto de electrodos 20, el electrolito y la carcasa de batería 10 que aloja el conjunto de electrodos 20 y el electrolito pueden presionarse y fijarse.
También, en la etapa de fijación, la celda 1 puede fijarse a través de la parte de fijación 110 para que la parte de bolsa de gas 12 esté dispuesta por encima del cuerpo principal 11 de la carcasa de batería 10. En el presente documento, la carcasa de batería 10 de la celda 1 puede comprender un cuerpo principal 11 en el que se forma la parte de alojamiento 13 y una parte de bolsa de gas 12 que forma un paso que se extiende desde la parte de alojamiento 13 para recoger un gas interno. En el presente documento, en la etapa de fijación, el extremo de la parte de bolsa de gas 12 puede estar dispuesto para estar orientado hacia un lado superior y luego presionar y fijar el cuerpo principal 11 de la carcasa de batería 10. Por lo tanto, en la etapa de fijación, se puede evitar que el electrolito se escape a través de un extremo de la parte de bolsa de gas 12 cuando el gas interno de la celda 1 se descarga al exterior.
Asimismo, en la etapa de fijación, la parte de fijación 110 puede presionar y fijar la celda 1 en un estado en el que la celda 1 está dispuesta verticalmente. Por lo tanto, se puede evitar de manera más eficaz que el electrolito se escape a través del extremo de la parte de bolsa de gas 12 cuando el gas interno de la celda 1 se descarga al exterior.
También, en la etapa de fijación, ambas superficies de la celda 1 pueden presionarse a través de la plantilla de presión de la parte de fijación 110.
En el presente documento, en la etapa de fijación, la celda 1 fijada a la plantilla de presión 111 a través de los medios de movimiento de la parte de fijación 112 puede moverse al espacio interior 131a de la cámara de vacío 131. En el presente documento, la plantilla de presión 111 puede soportar la celda 1 para lograr una procesabilidad superior cuando se realizan la etapa de perforación y la etapa de vacío.
Haciendo referencia a la FIG. 5, en la etapa de perforación, después de que se fije la celda 1, la parte de bolsa de gas 12 puede perforarse a través de la cuchilla 121 de la parte de perforación 120 para formar el orificio de descarga de gas.
También, en la etapa de perforación, el orificio de descarga de gas puede formarse en la primera porción 12a de la parte de bolsa de gas 12.
Asimismo, en la etapa de perforación, la cuchilla en forma de aguja 121 puede moverse para pasar a través de la primera porción 12a de la parte de bolsa de gas 12.
Haciendo referencia a las FIG. 1 y 2, en la etapa de vacío, la celda perforada 1 se mantiene en un estado de vacío a través de la parte de vacío 130, y el gas interno de la celda 1 puede descargarse al exterior.
También, en la etapa de vacío, después de alojar la celda 1 en la cámara de vacío 131 de la parte de vacío 130, el interior de la cámara de vacío 131 puede aspirarse para mantener la celda 1 en el estado de vacío. En este momento, en la celda 1, el orificio de descarga de gas se forma en la parte de bolsa de gas 12 a través de la etapa de perforación para que el gas interno se descargue al exterior de la celda 1 a través del orificio de descarga de gas.
En el presente documento, el espacio interior 131a de la cámara de vacío 131 puede formarse en el estado de vacío a través de una bomba de vacío 132 de la parte de vacío 130.
Haciendo referencia a las FIG. 6 y 7, en la etapa de prevención de fugas, después de que el gas interno se descargue a través de la etapa de vacío, la parte de bolsa de gas 12 puede ser presionada por los bloques de prevención de fugas 141 y 142 para evitar que el electrolito se escape cuando la parte de bolsa de gas 12 se sella en la etapa de presellado.
También, en la etapa de prevención de fugas, la segunda porción 12b dispuesta debajo de la primera porción 12a, en la que se forma el orificio de descarga de gas, en la parte de bolsa de gas 12, puede presionarse.
Los bloques de prevención de fugas 141 y 142 pueden comprender un primer bloque de prevención de fugas 141 y un segundo bloque de prevención de fugas 142, que presionan ambas superficies de la parte de bolsa de gas 12 de la celda 1.
El primer bloque de prevención de fugas 141 puede estar provisto de una protuberancia 141a que sobresale en una dirección del segundo bloque de prevención de fugas 142. El segundo bloque de prevención de fugas 142 puede tener una ranura de inserción 142a en la que se inserta un extremo de la protuberancia 141a del primer bloque de prevención de fugas 141.
La protuberancia 141a del primer bloque de prevención de fugas 141 y la ranura de inserción 142a del segundo bloque de prevención de fugas 142 pueden formarse en una dirección horizontal.
También, la protuberancia 141a del primer bloque de prevención de fugas 141 y la ranura de inserción 142a del segundo bloque de prevención de fugas 142 pueden formarse con formas correspondientes entre sí.
También, la protuberancia 141a del primer bloque de prevención de fugas 141 puede formarse con forma de protuberancia rectangular, y la ranura de inserción 142a del segundo bloque de prevención de fugas 142 puede formarse con forma de ranura rectangular.
En el presente documento, la segunda porción 12b de la parte de bolsa de gas 12, que está entre la protuberancia 141a del primer bloque de prevención de fugas 141 y la ranura de inserción 142a del segundo bloque de prevención de fugas 142 puede presionarse cuando la protuberancia 141a se inserta en la ranura de inserción 142a en la etapa de prevención de fugas y doblarse en una forma correspondiente a la forma de cada una de la protuberancia 141a y la ranura de inserción 142a. En el presente documento, en la etapa de prevención de fugas, la segunda porción 12b de la parte de bolsa de gas 12 puede doblarse en una forma "TZ".
Haciendo referencia a la FIG. 7, en la etapa de presellado, la parte de bolsa de gas 12 puede sellarse a través de la parte de presellado 150 después de la etapa de prevención de fugas.
También, en la etapa de presellado, una tercera porción 12c dispuesta debajo de la segunda porción 12b presionada a través de los bloques de prevención de fugas 141 y 142 en la parte de bolsa de gas 12 puede sellarse.
En el presente documento, la parte de presellado 150 puede comprender un primer bloque de sellado 151 y un segundo bloque de sellado 152, que presionan ambas superficies de la parte de bolsa de gas 12 aplicando calor para sellar la parte de bolsa de gas 12.
También, en la etapa de presellado, un extremo de cada uno del primer bloque de sellado 151 y el segundo bloque de sellado 152 puede sobresalir en la dirección horizontal para presionar la tercera porción 12c de la parte de bolsa de gas 12, formando así una porción sellada en la dirección horizontal.
La etapa de prevención de fugas y la etapa de presellado pueden realizarse durante el proceso de mantenimiento del estado de vacío de la celda 1 en la etapa de vacío.
A modo de ejemplo, la etapa de prevención de fugas y la etapa de presellado pueden realizarse al mismo tiempo. Es decir, cuando la segunda porción 12b de la parte de bolsa de gas 12 es presionada por los bloques de prevención de fugas 141 y 142 de la parte de prevención de fugas 140, la parte de presellado 150 puede sellar simultáneamente la tercera porción 12c de la parte de bolsa de gas 12.
Como otro ejemplo, después de que la parte de bolsa de gas 12 sea presionada por los bloques de prevención de fugas 141 y 142 en la etapa de prevención de fugas, se puede realizar la etapa de presellado. En el presente documento, en la etapa de presellado, después de que la segunda porción 12b de la parte de bolsa de gas 12 sea presionada por los bloques de prevención de fugas 141 y 142, la tercera porción 12c de la parte de bolsa de gas 12 puede sellarse. En el presente documento, una distancia mutua entre el primer y segundo bloque de prevención de fugas 141 y 142 puede ser más cercana que la distancia entre el primer y segundo bloque de sellado 151 y 152. Por lo tanto, en la etapa de prevención de fugas, cuando el primer bloque de prevención de fugas 141 y el primer bloque de sellado 151 se mueven a través de la parte móvil 160, el segundo bloque de sellado 152 El bloque 141 y el segundo bloque de prevención de fugas 142 pueden presionar la parte de bolsa de gas 12 por adelantado en lugar del primer bloque de sellado 151 y el segundo bloque de sellado 152. En el presente documento, en la etapa de prevención de fugas, el primer bloque de prevención de fugas 141 y el primer bloque de sellado 151 pueden montarse en la parte móvil 160, y el primer bloque de prevención de fugas 141 y el primer bloque de sellado 151 pueden moverse mediante la parte móvil 160 en la dirección orientada hacia el segundo bloque de prevención de fugas 142 y el segundo bloque de sellado 152.
En el método de fabricación de la batería secundaria según una realización de la presente invención, después de un proceso de desgasificación previa, la porción restante de la parte de bolsa de gas 12, excepto la parte sellada de la carcasa de batería 10, puede retirarse para fabricar la batería secundaria.
Además, el método de fabricación de batería secundaria según la realización de la presente invención puede comprender, además, una primera etapa de carga para cargar principalmente la celda 1 antes de la etapa de vacío y una segunda etapa de carga/descarga para cargar y descargar la celda 1 después de la etapa de presellado.
Aunque la presente invención se ha descrito con detalle haciendo referencia a los ejemplos de realizaciones, debe entenderse que el alcance de la presente invención no se limita al aparato y método para fabricar la batería secundaria según la presente invención. Los expertos en la técnica entenderán que se pueden realizar diversos cambios en la forma y los detalles sin alejarse del alcance de la presente invención.
Asimismo, el alcance de protección de la presente invención se aclarará mediante las reivindicaciones adjuntas.
Descripción de los símbolos
1: Celda
10: Carcasa de celda
11: Cuerpo principal
12: Parte de bolsa de gas
12a: Primera porción
12b: Segunda porción
12c: Tercera porción
13: Parte de alojamiento
20: Conjunto de electrodos
21: Electrodo positivo
22: Electrodo negativo
23: Electrodo
24: Separador
30: Cable de electrodo
100: Aparato para fabricar batería secundaria
110: Parte de fijación
111: Plantilla de prensado
112: Medios de movimiento de la parte de fijación
112a: Motor móvil
112b: Marco de parte de fijación
112c: Placa de sellado
120: Parte de perforación
121: Cuchilla
130: Parte de vacío
131: Cámara de vacío
131a: Espacio interior
131b: Abertura lateral
132: Bomba de vacío
140: Parte de prevención de fugas
141: Primer bloque de prevención de fugas
141a: Protuberancia
142: Segundo bloque de prevención de fugas
142a: Ranura de inserción
150: Parte de presellado
151: Primer bloque de sellado
152: Segundo bloque de sellado
160: Parte móvil
161: Cilindro
170: Parte de montaje

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato (100) para fabricar una batería secundaria, comprendiendo el aparato:
una parte de fijación (110) configurada para presionar y fijar una celda (1) que comprende un conjunto de electrodos (20), un electrolito, y una carcasa de batería (10) configurada para alojar el conjunto de electrodos (20) y el electrolito, en donde la celda (1) se fija de modo que una parte de bolsa de gas (12) esté dispuesta por encima de un cuerpo principal (11) de la carcasa de batería (10);
una parte de perforación (120) configurada para perforar la celda fija (1) a través de una cuchilla (121) para formar un orificio de descarga de gas;
una parte de vacío (130) a través de la cual la celda (1) se mantiene en un estado de vacío, y un gas interno de la celda (1) se descarga al exterior;
caracterizado por:
una parte de prevención de fugas (140) configurada para evitar que el electrolito se escape presionando la parte de bolsa de gas (12) de la celda (1), en la que el gas interno se descarga a través de la parte de vacío (130), a través de un bloque de prevención de fugas (141, 142); y
una parte de presellado (150) configurada para sellar la parte de bolsa de gas (12).
2. El aparato (100) de la reivindicación 1, en donde la parte de fijación (110) presiona y fija el cuerpo principal (11) de la carcasa de batería (10) después de que un extremo de la parte de bolsa de gas (12) esté dispuesto para estar orientado hacia un lado superior,
la parte de perforación (120) forma el orificio de descarga de gas en una primera porción (12a) de la parte de bolsa de gas (12),
la parte de prevención de fugas (140) presiona una segunda porción (12b) dispuesta debajo de la primera porción (12a), en la que se forma el orificio de descarga de gas, en la parte de bolsa de gas (12), y
la parte de presellado (150) sella una tercera porción (12c) dispuesta debajo de la segunda porción (12b), que se presiona a través del bloque de prevención de fugas (141, 142), en la parte de bolsa de gas (12).
3. El aparato (100) de la reivindicación 2, en donde la parte de presellado (150) comprende un primer bloque de sellado (151) y un segundo bloque de sellado (152), que presionan y sellan ambas superficies de la parte de bolsa de gas (12) aplicando calor, y
la parte de prevención de fugas (140) comprende un primer bloque de prevención de fugas (141) y un segundo bloque de prevención de fugas (142), que presionan ambas superficies de la parte de bolsa de gas (12), en donde el primer bloque de prevención de fugas (141) está provisto de una protuberancia (141a) que sobresale hacia el segundo bloque de prevención de fugas (142), y
el segundo bloque de prevención de fugas (142) está provisto de una ranura de inserción (142a) en la que se inserta un extremo de la protuberancia (141a) del primer bloque de prevención de fugas (141).
4. El aparato (100) de la reivindicación 3, que comprende, además:
una parte móvil (160) sobre la que están montados el primer bloque de prevención de fugas (141) y el primer bloque de sellado (151); y
una parte de montaje (170) sobre la que están montados el segundo bloque de prevención de fugas (142) y el segundo bloque de sellado (152),
en donde la parte móvil (160) mueve el primer bloque de prevención de fugas (141) y el primer bloque de sellado (151) en una dirección orientada hacia el segundo bloque de prevención de fugas (142) y el segundo bloque de sellado (152).
5. El aparato (100) de la reivindicación 4, en donde, cuando la segunda porción (12b) de la parte de bolsa de gas (12) es presionada por el bloque de prevención de fugas (141, 142) de la parte de prevención de fugas (140), la parte de presellado (150) sella simultáneamente la tercera porción (12c) de la parte de bolsa de gas (12).
6. El aparato (100) de la reivindicación 4, en donde la parte de presellado (150) sella la tercera porción (12c) de la parte de bolsa de gas (12) después de que la segunda porción (12b) de la parte de bolsa de gas (12) sea presionada por el bloque de prevención de fugas (141, 142 ) de la parte de prevención de fugas (140).
7. El aparato (100) de la reivindicación 6, en donde una distancia mutua entre el primer bloque de prevención de fugas (141) y el segundo bloque de prevención de fugas (142) es más cercana que la distancia entre el primer bloque de sellado (151) y el segundo bloque de sellado (152), y
cuando el primer bloque de prevención de fugas (141) y el primer bloque de sellado (151) se mueven a través de la parte móvil (160), el primer bloque de prevención de fugas (141) y el segundo bloque de prevención de fugas (142) presionan la parte de bolsa de gas (12) por adelantado en lugar del primer bloque de sellado (151) y el segundo bloque de sellado (152).
8. El aparato (100) de una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 7, en donde la parte de fijación (110) presiona y fija la celda (1) en un estado en el que la celda (1) está dispuesta verticalmente, y
la protuberancia (141a) del primer bloque de prevención de fugas (141) y la ranura de inserción (142a) del segundo bloque de prevención de fugas (142) están formadas en una dirección horizontal.
9. El aparato (100) de la reivindicación 1, en donde la parte de vacío (130) aspira el interior de una cámara de vacío (131) después de alojar la celda (1) en la cámara de vacío (131) para mantener la celda (1) en el estado de vacío, y la parte de prevención de fugas (140) y la parte de presellado (150) funcionan mientras se mantiene el estado de vacío de la celda (1) en la parte de vacío (130).
10. Un método para fabricar una batería secundaria, comprendiendo el método:
una etapa de fijación para presionar y fijar una celda (1) que comprende un conjunto de electrodos (20), un electrolito, y una carcasa de batería (10) que aloja el conjunto de electrodos (20) y el electrolito, en donde la celda (1) se fija de modo que una parte de bolsa de gas (12) esté dispuesta por encima de un cuerpo principal (11) de la carcasa de batería (10);
una etapa de perforación para perforar la parte de bolsa de gas (12) a través de una cuchilla (121) después de fijar la celda (1) para formar un orificio de descarga de gas;
una etapa de vacío para mantener la celda perforada (1) en un estado de vacío y descargar un gas interno de la celda (1) al exterior;
caracterizado por:
una etapa de prevención de fugas para presionar la parte de bolsa de gas (12) para evitar que el electrolito se escape después de que el gas interno se descargue a través de la etapa de vacío; y
una etapa de presellado para sellar la parte de bolsa de gas (12) después de la etapa de prevención de fugas.
11. El método de la reivindicación 10, en donde, en la etapa de fijación, el cuerpo principal (11) de la carcasa de batería (10) se presiona y se fija después de que un extremo de la parte de bolsa de gas (12) se disponga para estar orientado hacia un lado superior,
en la etapa de perforación, el orificio de descarga de gas está formado en una primera porción (12a) de la parte de bolsa de gas (12),
en la etapa de prevención de fugas, una segunda porción (12b) dispuesta debajo de la primera porción (12a), en la que se forma el orificio de descarga de gas, en la parte de bolsa de gas (12), se presiona, y
en la etapa de presellado, una tercera porción (12c) dispuesta debajo de la segunda porción (12b), que se presiona a través del bloque de prevención de fugas (141, 142), en la parte de bolsa de gas (12), se sella.
12. El método de la reivindicación 11, en donde la etapa de prevención de fugas y la etapa de presellado se realizan al mismo tiempo.
13. El método de la reivindicación 11, en donde, en la etapa de prevención de fugas, después de que la parte de bolsa de gas (12) sea presionada por el bloque de prevención de fugas (141, 142), se realiza la etapa de presellado.
14. El método de la reivindicación 10, en donde, en la etapa de vacío, el interior de la cámara de vacío (131) se aspira después de alojar la celda (1) en la cámara de vacío (131) para mantener la celda (1) en el estado de vacío, y la etapa de prevención de fugas y la etapa de presellado se realizan mientras se mantiene el estado de vacío de la celda (1) en la etapa de vacío.
15. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, en donde, en la etapa de fijación, la celda (1) se presiona y se fija en un estado en el que la celda (1) está dispuesta verticalmente.
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