ES3058866T3

ES3058866T3 - Apparatus and method for forming pouch film for secondary battery

Info

Publication number: ES3058866T3
Application number: ES20878181T
Authority: ES
Inventors: Jeong Woo Hong; Sang Wook Kim; Sung Chul Park; Dong Hyeuk Park
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2019-10-22
Filing date: 2020-10-16
Publication date: 2026-03-13
Anticipated expiration: 2040-10-16
Also published as: KR20210047469A; KR102851596B1; WO2021080255A1; CN114222657A; EP4015193A4; CN114222657B; US20220367945A1; EP4015193B1; EP4015193A1; US12592434B2

Abstract

La presente invención se refiere a un aparato y un método para formar una película de bolsa, incluyendo el aparato una lámpara de precalentamiento para precalentar hasta una capa de barrera metálica, y aumentar así la capacidad de estiramiento de la película de bolsa. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0003] Aparato y método para conformar película de bolsa para baterías secundarias

[0004] Sector de la técnica

[0005] Esta solicitud reivindica el beneficio de prioridad de la solicitud de patente coreana n.º 2019-0131104 presentada el 22 de octubre de 2019.

[0006] La presente invención se refiere a un aparato y método de conformación de película de bolsa, y más concretamente a un aparato y método de conformación de película de bolsa capaz de calentar eficazmente una capa de barrera metálica de aluminio de una película de bolsa con el fin de aumentar la elongación de la película de bolsa.

[0007] Antecedentes de la invención

[0008] Una batería en forma de bolsa se forma generalmente conformando una lámina laminada de aluminio y recibiendo un conjunto de electrodos en la lámina laminada de aluminio conformada. Dado que la lámina laminada de aluminio es fácilmente deformable, es posible fabricar la lámina laminada de aluminio en diversas formas. Además, dado que la lámina laminada de aluminio es ligera, es posible aumentar la densidad energética por unidad de peso de la batería en forma de bolsa.

[0009] En los últimos años, la demanda de baterías de alta capacidad, alta densidad ha aumentado con la diversificación de los dispositivos que utilizan baterías. En el caso de las baterías en forma de bolsa, conjuntos de electrodos pueden recibirse adicionalmente en la batería en forma de bolsa o puede reducirse el grosor de la lámina laminada de aluminio para obtener una batería en forma de bolsa de alta capacidad, alta densidad.

[0010] Sin embargo, para recibir muchos conjuntos de electrodos, como se ha descrito anteriormente, es necesario aumentar la profundidad de una unidad de recepción de conjuntos de electrodos formada en la lámina laminada de aluminio correspondiente a una película de bolsa. En general, la lámina laminada de aluminio incluye una capa de recubrimiento exterior hecha de tereftalato de polietileno (PET) o película de nailon orientada, una capa de barrera metálica hecha de aluminio, cobre, plata u oro, y una capa adhesiva interior hecha de polipropileno, por lo que la lámina laminada de aluminio presenta cierta elasticidad. Sin embargo, cuanto mayor es la profundidad de la unidad de recepción de conjunto de electrodos, más fácil es que la unidad de recepción de conjunto de electrodos resulte dañada por impactos externos, debido a las características del material. En el caso de que la profundidad de la unidad de recepción de conjunto de electrodos sea una profundidad predeterminada o superior, una región específica de la capa de barrera metálica puede debilitarse o dañarse debido a un fenómeno de estricción en el momento de la conformación.

[0011] La FIG.1 es una vista conceptual que muestra que la profundidad límite cuando se conforma una película de bolsa utilizando un aparato de conformación de película de bolsa convencional se obtiene mediante un análisis de simulación.

[0012] El aparato de conformación de película de bolsa convencional incluye una unidad de suministro configurada para suministrar una película de bolsa que incluye una capa de barrera metálica y una unidad de conformación configurada para conformar la película de bolsa. Sin embargo, el aparato de conformación de película de bolsa convencional no incluye una unidad de precalentamiento independiente.

[0013] La FIG. 1 muestra los resultados de simulación de un límite de formación utilizando un método de cálculo de línea límite de conformación propuesto por Hecker. En el momento de la simulación, se asumió el caso en el que el grosor inicial de una película de bolsa se fijó en 153 μm, la película de bolsa se fijó y se aumentó la profundidad de conformación utilizando una fuerza de aproximadamente 1,5 toneladas hasta que se generó una estricción 120 local. A partir de los resultados de simulación, puede observarse que, a medida que aumenta la profundidad de una unidad de recepción formada por conformación (véanse las FIGS.1(a) a 1(c)), aumenta el grado de distorsión FLD CRT de una parte exterior de la unidad de recepción. Como puede observarse de la FIG.1, cuando la profundidad de la unidad de recepción es de 5,8 mm como resultado de la simulación, se genera la estricción 120 local.

[0014] La FIG.2 es una fotografía que muestra una parte de película de bolsa rota cuando se conforma una película de bolsa mediante el aparato de conformación de película de bolsa convencional.

[0015] La FIG.2 muestra los valores resultantes obtenidos al medir dos veces el grosor de la película de bolsa convencional en cinco puntos, es decir, del punto 1 al punto 5.

[0016] En la FIG.2 puede observarse que, en el caso en que se forme una unidad de recepción en la película de bolsa de modo que tenga una gran profundidad, el aluminio de una parte de estiramiento específica no se estira, sino que se rompe. En general, una capa de barrera metálica, entre una pluralidad de capas que constituyen la película de bolsa, es una parte que tiene una alta posibilidad de sufrir daños en el momento del estiramiento. Por consiguiente, es preferible aumentar la fuerza de estiramiento de la capa de barrera metálica para reducir los daños en la película de bolsa.

[0017] En relación con ello, el documento de patente 1 divulga un método para formar por separado una capa que incluye una resina a base de silicona y microfibra en una película de bolsa para aumentar la fuerza de estiramiento de toda la película de bolsa. Sin embargo, en este caso, se aumenta el grosor de la película de bolsa, por lo que es difícil obtener una batería de alta capacidad, alta densidad y no es posible aumentar la fuerza de estiramiento de una capa de barrera metálica de la película de bolsa.

[0018] El documento de patente 2 divulga una unidad de precalentamiento situada delante de una unidad de suministro, en la que la unidad de precalentamiento está formada de manera que tiene una estructura de cámara y está configurada para aplicar aire caliente a un material de bolsa en bruto. Sin embargo, en este caso, el aire caliente se aplica a una capa de recubrimiento exterior de una película de bolsa, por lo que la capa de barrera metálica no se calienta y, por tanto, no se aumenta la fuerza de estiramiento de la capa de barrera metálica. Aunque la capa de barrera metálica también se calienta con el aire caliente, se prolonga el tiempo de aplicación del aire caliente para obtener una fuerza de estiramiento suficiente, por lo que la película de la bolsa puede resultar dañada. Además, no es posible precalentar de forma rápida y precisa solo la parte necesaria, por lo que el consumo de energía también es elevado.

[0019] En el caso de que se aumente la temperatura para calentar la capa de barrera metálica utilizando aire caliente, las partículas de polipropileno aplicadas para reducir la fuerza de fricción superficial generada en la película de bolsa en el momento de formar la película de bolsa pueden fundirse. Además, incluso en el caso de que se aumente la intensidad de soplado de aire para calentar de manera uniforme una gran superficie, las partículas de polipropileno pueden ser arrastradas por el aire soplado y eliminadas. Para una película de bolsa que no tiene partículas de polipropileno aplicadas a su superficie, la fuerza de fricción superficial de la película de bolsa aumenta, por lo que no se realiza una formación uniforme y pueden producirse fenómenos de arrugado y decoloración en las esquinas de una unidad de recepción de conjunto de electrodos, y pueden generarse grietas en el caso de que el fenómeno de arrugado y decoloración se agrave.

[0020] Por tanto, existe la necesidad de un aparato y método de conformación de película de bolsa capaces de fabricar una película de bolsa más delgada que presente una unidad de recepción de bolsas más profunda, al tiempo que se reduce la rotura de la película de bolsa en el momento de conformar la película de bolsa. Los documentos US 4390489 A y KR 20180092174A pertenecen al campo de dispositivos de conformación.

[0021] Documentos de la técnica anterior

[0022] Documentos de patente

[0023] (Documento de patente 1) Publicación de solicitud de patente coreana n.º 2018-0060697 (07.06.2018) (Documento de patente 2) Publicación de patente coreana registrada n.º 10-1587554 (15.01.2016)Explicación de la invención

[0024] Problema técnico

[0025] La presente invención se ha realizado teniendo en cuenta los problemas anteriores, y un objeto de la presente invención es proporcionar un aparato y un método de conformación de película de bolsa capaces de aumentar la fuerza de estiramiento de una capa de barrera metálica de una película de bolsa utilizando una lámpara de precalentamiento configurada para precalentar la capa de barrera metálica de la película de bolsa, por lo que es posible reducir los daños y defectos en la película de bolsa.

[0026] Otro objeto de la presente invención es proporcionar un aparato y un método de conformación de película de bolsa capaces de conformar una unidad de recepción de una película de bolsa de modo que tenga una profundidad mayor que la profundidad de una unidad de recepción convencional.

[0027] Solución técnica

[0028] Para lograr los objetos anteriores, el aparato de conformación de película de bolsa se define en el conjunto de reivindicaciones adjuntas e incluye una unidad de suministro configurada para suministrar una película de bolsa que incluye una capa de barrera metálica, una lámpara de precalentamiento configurada para precalentar la capa de barrera metálica de la película de bolsa y una unidad de conformación configurada para conformar la película de bolsa. La lámpara de precalentamiento utiliza luz infrarroja media. La luz infrarroja media tiene un rango de longitud de onda entre 2 μm y 4 μm.

[0029] La capa de barrera metálica puede estar hecha de aluminio.

[0030] La lámpara de precalentamiento precalienta la película de la bolsa de 40 °C a 70 °C.

[0031] Una región de precalentamiento de la lámpara de precalentamiento puede incluir una parte de formación de recipiente de bolsa de la película de bolsa.

[0032] La lámpara de precalentamiento puede estar situada antes de la unidad de conformación en la dirección de avance. La presente invención proporciona una batería secundaria en forma de bolsa que incluye una película de bolsa conformada por el aparato de conformación de película de bolsa.

[0033] La presente invención proporciona un paquete de baterías que incluye la batería secundaria en forma de bolsa. La presente invención proporciona un método de conformación de película de bolsa que incluye (S1) suministrar una película de bolsa, (S2) precalentar una parte de formación de recipiente de bolsa de la película de bolsa suministrada, y (S3) conformar la parte de formación de recipiente de bolsa precalentada.

[0034] El precalentamiento de la etapa (S2) se realiza mediante una lámpara de infrarrojo medio.

[0035] La lámpara de infrarrojo medio utiliza luz infrarroja media que presenta un rango de longitud de onda entre 2 μm y 4 μm.

[0036] En la etapa (S2), la parte de formación de recipiente de bolsa se precalienta de 40 °C a 70 °C.

[0037] La película de bolsa puede incluir una capa de barrera metálica y, en la etapa (S2), la capa de barrera metálica puede precalentarse.

[0038] La capa de barrera metálica puede estar hecha de aluminio.

[0039] En la presente invención, pueden seleccionarse y combinarse una o más construcciones que no entren en conflicto entre sí de entre las construcciones anteriores.

[0040] Breve descripción de los dibujos

[0041] La FIG.1 es una vista conceptual que muestra que la profundidad límite cuando se conforma una película de bolsa utilizando un aparato de conformación de película de bolsa convencional se obtiene mediante análisis de simulación. La FIG.2 es una fotografía que muestra una parte de película de bolsa rota cuando se conforma una película de bolsa mediante el aparato de conformación de película de bolsa convencional.

[0042] La FIG.3 es una vista conceptual de un aparato de conformación de película de bolsa según la presente invención. La FIG. 4 es una vista en planta de una película de bolsa que muestra una región de precalentamiento que es precalentada por el aparato de conformación de película de bolsa según la presente invención.

[0043] La FIG.5 es una fotografía que muestra el aspecto exterior de las unidades de recepción de bolsas formadas por los aparatos de conformación de película de bolsa según el ejemplo comparativo 1 y el ejemplo 1.

[0044] La FIG. 6 es un gráfico que muestra los grosores de las capas de barrera metálicas de las bolsas formadas por aparatos de conformación de película de bolsa según el ejemplo comparativo 1 y los ejemplos 2 y 3.

[0045] Realización preferente de la invención

[0046] A continuación, se describirán detalladamente las realizaciones preferidas de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos, de modo que las realizaciones preferidas de la presente invención puedan ser fácilmente implementadas por una persona con conocimientos ordinarios en la materia a la que pertenece la presente invención. Sin embargo, al describir detalladamente el principio de funcionamiento de las realizaciones preferidas de la presente invención, se omitirá una descripción detallada de las funciones y configuraciones conocidas incorporadas en el presente documento cuando las mismas puedan enmascarar el objeto de la presente invención.

[0047] En la presente solicitud, debe entenderse que los términos “comprende”, “tiene”, “incluye”, etc. especifican la presencia de características, números, etapas, operaciones, elementos, componentes o combinaciones de los mismos indicados, pero no excluyen la presencia o adición de una o más características, números, etapas, operaciones, elementos, componentes o combinaciones adicionales de los mismos.

[0048] Además, se utilizarán los mismos números de referencia en todos los dibujos para referirse a partes que realizan funciones u operaciones similares. En el caso de que se diga en la memoria descriptiva que una parte está conectada a otra parte, no solo puede la parte estar conectada directamente a la otra parte, sino que la parte también puede estar conectada indirectamente a la otra parte a través de una parte adicional. Además, el hecho de que se incluya un determinado elemento no significa que se excluyan otros elementos, sino que significa que dichos elementos pueden incluirse adicionalmente, salvo que se indique lo contrario.

[0049] A continuación, se describirá en detalle un aparato y un método de conformación de película de bolsa según la presente invención, con referencia a los dibujos adjuntos.

[0050] La FIG.3 es una vista conceptual de un aparato de conformación de película de bolsa según la presente invención. El aparato de conformación de película de bolsa según la presente invención incluye una unidad 200 de suministro configurada para suministrar una película 100 de bolsa que incluye una capa de barrera metálica, una lámpara 500 de precalentamiento configurada para precalentar la capa de barrera metálica de la película de bolsa y una unidad 600 de conformación configurada para conformar la película de bolsa.

[0051] En el aparato de conformación de película de bolsa, como se muestra en la FIG.3, una unidad 300 de corte configurada para cortar la película de bolsa al tamaño deseado y una unidad 400 de eliminación de materias extrañas configurada para aspirar o eliminar materias extrañas que puedan generarse en el momento de cortar la película de bolsa pueden disponerse además entre la unidad 200 de suministro y la lámpara 500 de precalentamiento. Alternativamente, la unidad 300 de corte y la unidad 400 de eliminación de materias extrañas pueden estar dispuestas además detrás de la unidad 600 de conformación. Teniendo en cuenta que puede producirse un cambio de forma después del corte, es preferible que la unidad 300 de corte y la unidad 400 de eliminación de materias extrañas estén situadas entre la unidad 200 de suministro y la lámpara 500 de precalentamiento. En ese momento, la unidad 400 de eliminación de materias extrañas puede mover las materias extrañas a un lugar distinto de la película de bolsa, por lo que es posible reducir la tasa de defectos en el momento de la conformación de la película de bolsa. Alternativamente, la unidad 400 de eliminación de materias extrañas puede aspirar las materias extrañas para eliminar las materias extrañas de la película de bolsa. El movimiento y la aspiración pueden realizarse a la vez.

[0052] En general, una película de bolsa incluye una capa de recubrimiento exterior, que constituye la parte más exterior de la misma, una capa de barrera metálica configurada para impedir la penetración de materia, y una capa de sellado interior para el sellado.

[0053] La capa de recubrimiento exterior sirve para proteger una batería del exterior y, por tanto, se requiere una alta resistencia a la tracción en comparación con su grosor y resistencia a inclemencias temporales. La capa de recubrimiento exterior está compuesta principalmente por un polímero, como una película de nailon orientada o PET. Sin embargo, la presente invención no se limita a ello.

[0054] La capa de barrera metálica sirve para evitar que entre aire o humedad en la batería. El material de la capa de barrera metálica no está particularmente restringido, siempre que el material presente una alta capacidad de conformación y ductilidad. Por ejemplo, la capa de barrera metálica puede estar hecha de aluminio o una aleación de aluminio. La capa de sellado interior sirve para proporcionar sellabilidad como resultado de la fusión térmica mutua mediante calor y presión que se aplican en el estado en el que se monta un conjunto de electrodos en su interior, y está compuesta principalmente por una película de polipropileno fundido (CPP). Puede añadirse una capa adhesiva entre la capa de recubrimiento exterior y la capa de barrera metálica y/o entre la capa de barrera metálica y la capa de sellado interior. La capa adhesiva sirve para complementar la baja fuerza adhesiva entre las capas situadas en las superficies opuestas de la capa adhesiva.

[0055] La unidad 200 de suministro sirve para suministrar una película de bolsa al aparato de conformación de película de bolsa. La unidad 200 de suministro sirve para suministrar la película de bolsa de manera que pueda conformarse fácilmente, y no se requiere que tenga necesariamente la forma mostrada en la FIG.3. La unidad 200 de suministro puede configurarse en forma de rollo o de riel. La velocidad de suministro y la dirección de suministro de la unidad de suministro, si se suministra la película de bolsa desde la unidad de suministro, y similares, se deciden mediante un controlador conectado a la unidad de suministro.

[0056] La lámpara de precalentamiento realiza el precalentamiento en un modo en el que la luz irradiada por la lámpara precalienta directamente la película de bolsa. La razón de ello es que, en el caso de que la película de la bolsa se precaliente indirectamente, se requiere mucho tiempo y la eficiencia es baja.

[0057] La lámpara 500 de precalentamiento precalienta de forma rápida y precisa la capa de barrera metálica utilizando luz infrarroja media. La luz infrarroja media tiene un rango de longitud de onda entre 2 μm y 4 μm, que es un rango de longitud de onda en el que el aluminio de la capa de barrera metálica se precalienta rápidamente sin dañar la capa de recubrimiento exterior de la película de bolsa.

[0058] La película de bolsa se prepara de manera que tenga un tamaño de 200 mm x 500 mm. Posteriormente, la película de la bolsa se precalienta con la lámpara de precalentamiento durante 4 segundos hasta que la temperatura de la película de la bolsa alcance de 40 °C a 70 °C, de modo que la unidad de conformación pueda dar forma a la película de bolsa precalentada. En el caso de que la película de bolsa se precaliente a una temperatura superior a 70 °C, la capa de recubrimiento exterior de la película de bolsa puede dañarse o la capa de sellado interior de la película de bolsa puede derretirse. En el caso de que la temperatura de precalentamiento sea inferior a 40 °C, es posible que la capa de barrera metálica de la película de bolsa no se caliente, por lo que es posible que no se obtenga la fuerza de estiramiento deseada. Además, en el caso de que la película de bolsa se precaliente durante un tiempo superior a 4 segundos con la lámpara de precalentamiento, la película de bolsa puede resultar dañada. En el caso de que la película de bolsa se precaliente durante un tiempo inferior a 1 segundo, es posible que la capa de barrera metálica de la película de bolsa no se caliente, por lo que puede no obtenerse la fuerza de estiramiento deseada. La temperatura de la película de bolsa no está limitada al rango de temperatura definido anteriormente, siempre que los componentes de la película de bolsa no se deformen ni se dañen.

[0059] La lámpara de precalentamiento puede precalentar solo una parte de la película de bolsa, en lugar de toda la película de bolsa. La FIG.4 es una vista en planta de una película de bolsa que muestra una región 510 de precalentamiento que es precalentada por el aparato de conformación de película de bolsa según la presente invención, que muestra que la región 510 de precalentamiento precalentada por la lámpara de precalentamiento incluye una parte 110 de formación de recipiente de bolsa de la película de bolsa. La región 510 de precalentamiento tiene un área equivalente del 100 % al 120 % del área de la parte 110 de formación de recipiente de bolsa. La razón de ello es que solo se precalienta la región de la capa de barrera metálica que puede resultar dañada debido a la distorsión que se produce en el momento de la conformación de la bolsa, por lo que es posible evitar la deformación y el daño de otras regiones y fijar más fácilmente las regiones. El precalentamiento puede realizarse solo dentro de un rango específico, lo que permite simplificar el proceso y acortar el tiempo. Además, dado que se irradia luz para el precalentamiento, el calor se transmite de manera uniforme. En la FIG.3, el rango de la parte 110 de formación de recipiente de bolsa se muestra como toda la región en la que se forma un recipiente y se muestra como completamente precalentada. Alternativamente, el aparato de conformación de película de bolsa según la presente invención puede utilizar un método de precalentamiento solo de una región realmente extendida por el aparato de conformación.

[0060] La lámpara 500 de precalentamiento está situada antes de la unidad 600 de conformación en la dirección de avance. La lámpara 500 de precalentamiento está situada separada de la unidad 600 de conformación de 20 mm a 40 cm. Dado que el precalentamiento se realiza a una distancia de 20 mm a 40 cm de la unidad de conformación en la dirección de avance, la película de bolsa precalentada puede proporcionarse directamente a la unidad 600 de conformación. Además, dado que la película de bolsa se conforma en un estado en el que se aumenta su fuerza de estiramiento, puede evitarse la rotura de la película de bolsa que puede producirse en el momento de la conformación y puede formarse una unidad de recepción más profunda.

[0061] Esto puede observarse en los resultados experimentales del ejemplo 1, en donde se precalentó una capa de barrera metálica de una película de bolsa utilizando luz infrarroja media con una longitud de onda de 2 μm y, a continuación, se conformó una unidad de recepción, y en el ejemplo comparativo 1, en donde se conformó una unidad de recepción sin precalentar una capa de barrera metálica de una película de bolsa.

[0062] Ejemplo experimental 1

[0063] En el ejemplo 1 y el ejemplo comparativo 1, se sometieron a prueba películas de bolsa, cada una de las cuales incluía una capa de recubrimiento exterior hecha de PET que presentaba un grosor de 20 μm, una capa de barrera metálica de aluminio que presentaba un grosor de 40 μm y una capa de sellado interior de película de polipropileno fundido que presentaba un grosor de 20 μm.

[0064] Además, en el ejemplo 1 y el ejemplo comparativo 1, la unidad de conformación se sustituyó por una matriz y un punzón, y se realizó el prensado utilizando un peso de aproximadamente 1,5 toneladas para conformar dos unidades de recepción.

[0065] El proceso anterior se realizó 25 veces para obtener la probabilidad de aparición de grietas, que se muestra en la Tabla 1.

[0066] [Tabla 1]

[0069]

[0071] En la tabla 1 anterior puede observarse que, en el caso en que la profundidad de conformación no sea grande, no se producen grietas ni en el ejemplo 1 ni en el ejemplo comparativo 1, pero en el caso en que la conformación se realice hasta 8,0 mm, se producen grietas en el ejemplo comparativo 1.

[0072] La FIG. 5 es una fotografía que muestra el aspecto exterior de las unidades de recepción de bolsa formadas por los aparatos de conformación de película de bolsa según el ejemplo comparativo 1 y el ejemplo 1. En la FIG. 5 puede observarse que, en el ejemplo 1 (b), la película de bolsa puede estirarse uniformemente utilizando luz infrarroja media, por lo que se obtiene una unidad de recepción con forma uniforme, pero en el ejemplo comparativo 1 (a), la fuerza de estiramiento es baja y el grado de estiramiento varía en función de las regiones, por lo que se forman muchas arrugas. Ejemplo experimental 2

[0073] En el ejemplo comparativo 1 descrito anteriormente, el ejemplo 2, en donde se conformó una película de bolsa después de calentarla a 60 °C utilizando luz infrarroja media con una longitud de onda de 2 μm, y el ejemplo 3, en donde se conformó una película de bolsa después de calentarla a 80 °C utilizando luz infrarroja media con una longitud de onda de 2 μm, se midieron los grosores residuales de aluminio por región.

[0074] En el ejemplo 2, el ejemplo 3 y el ejemplo comparativo 1, se sometieron a prueba películas de bolsa, cada una de las cuales incluía una capa de recubrimiento exterior de PET que presentaba un grosor de 20 μm, una capa de barrera metálica de aluminio que presentaba un grosor de 40 μm y una capa de sellado interior hecha de película de polipropileno fundido que presentaba un grosor de 20 μm.

[0075] Además, en el ejemplo 2, el ejemplo 3 y el ejemplo comparativo 1, la unidad de conformación estaba constituida por una matriz y un punzón, y se realizó el prensado utilizando un peso de aproximadamente 1,5 toneladas para conformar dos unidades de recepción.

[0076] En el ejemplo 2, el ejemplo 3 y el ejemplo comparativo 1, se midieron los grosores de una parte ① de esquina de la superficie inferior de cada unidad de recepción, una parte ② lateral de la unidad de recepción y un punto ③ de contacto entre un ala de bolsa y la unidad de recepción, que son las regiones en las que se producen principalmente las roturas. La FIG.6 es un gráfico que muestra los grosores de las capas de barrera metálicas de las bolsas formadas por aparatos de conformación de película de bolsa según el ejemplo comparativo 1 y los ejemplos 2 y 3. El eje horizontal del gráfico indica los puntos①, ② y ③ respectivos, y el eje vertical del gráfico indica el grosor (μm) de la capa de barrera metálica. Además, en este gráfico, REF indica el ejemplo comparativo 1, 60 °C indica el ejemplo 2 y 80 °C indica el ejemplo 3.

[0077] Como puede observarse en la FIG. 6, el grosor de la capa de barrera metálica se reduce gradualmente hacia la superficie inferior de la unidad de recepción. Además, puede observarse que los ejemplos 2 y 3, en los que en cada uno la película de la bolsa se precalentó antes de la conformación, tienen capas de barrera metálica más gruesas que el ejemplo comparativo 1. Puede observarse que, en el caso en que la conformación se realiza después del precalentamiento, la elongación del aluminio en la capa de barrera metálica es alta, por lo que se aumenta la resistencia a la rotura, mientras que en el caso en que no se realiza precalentamiento antes de la conformación, el aluminio en una parte de estiramiento específica a la que se aplica una gran fuerza se rompe, en lugar de estirarse. Puede observarse en la FIG.6 que la temperatura del ejemplo 3 es más alta que la temperatura del ejemplo 2, pero la cantidad residual de aluminio del ejemplo 2, en el que la conformación se realizó después del precalentamiento a una temperatura inferior a la temperatura del ejemplo 3, es mayor que la cantidad residual de aluminio del ejemplo 3. Es decir, puede observarse que, en el caso en el que la conformación se realiza a una temperatura excesivamente alta, el alargamiento es bastante excesivamente elevado, por lo que se reduce el efecto de prevenir la rotura de la película de bolsa. Por consiguiente, es preferible que solo se precaliente de 40 °C a 70 °C una región específica necesaria de la película de bolsa.

[0078] Aunque se ha descrito detalladamente la presente invención, los expertos en la materia comprenderán que la descripción detallada de la misma solo divulga las realizaciones preferidas de la presente invención y, por tanto, no limita el alcance de la presente invención. La invención se expone en el conjunto de reivindicaciones adjuntas.Descripción de números de referencia

[0079] 100: Película de bolsa

[0080] 110: Parte de formación de recipiente de bolsa

[0081] 120: Estricción local

[0082] 200: Unidad de suministro

[0083] 300: Unidad de corte

[0084] 400: Unidad de eliminación de materias extrañas

[0085] 500: Lámpara de precalentamiento

[0086] 510: Región de precalentamiento

[0087] 600: Unidad de conformación

[0088] ①: Parte de esquina de superficie inferior de unidad de recepción

[0089] ②: Parte lateral de unidad de recepción

[0090] ③: Punto de contacto entre ala de bolsa y unidad de recepción

[0091] Aplicabilidad industrial

[0092] El aparato y el método de conformación de lámina de bolsa según la presente invención son capaces de precalentar una capa de barrera metálica con el fin de aumentar la fuerza de estiramiento de una lámina de bolsa, por lo que es posible reducir los daños y los defectos en la lámina de bolsa. Dado que la capa de barrera metálica se precalienta para aumentar la fuerza de estiramiento de la lámina de bolsa, es posible formar una unidad de recepción más profunda que una unidad de recepción convencional.

[0093] Dado que se utiliza luz infrarroja media, solo se precalienta de forma rápida y precisa una región necesaria de la película de bolsa, por lo que es posible aumentar la fuerza de estiramiento de la película de bolsa y reducir los daños en la película de bolsa debidos al calor. Además, dado que solo se precalienta de forma rápida y precisa la región necesaria de la película de bolsa, puede no alargarse el tiempo de procesamiento y también puede reducirse el consumo de energía.

[0094] Además, una unidad de irradiación de luz infrarroja media no ocupa mucho espacio, por lo que es posible evitar un aumento del tamaño del aparato de conformación de película de bolsa.

[0095] Dado que no es necesario utilizar una película de bolsa gruesa para formar más profundamente una unidad de recepción de la película de bolsa, es posible conformar una batería secundaria en forma de bolsa de alta capacidad, alta densidad.

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Un aparato de conformación de película de bolsa que comprende:

una unidad (200) de suministro configurada para suministrar una película (100) de bolsa que comprende una capa de barrera metálica;

una lámpara (500) de precalentamiento configurada para precalentar directamente la capa de barrera metálica de la película (100) de bolsa; y

una unidad (600) de conformación configurada para conformar la película (100) de bolsa,

caracterizado porquela lámpara (500) de precalentamiento está configurada para utilizar luz infrarroja media; la lámpara (500) de precalentamiento está configurada para precalentar una parte de formación de recipiente de bolsa de la película (100) de bolsa durante 1 a 4 segundos hasta que la temperatura de la película de bolsa alcance de 40 °C a 70 °C; y

la luz infrarroja media tiene un rango de longitud de onda entre 2 μm y 4 μm,

en el que la lámpara de precalentamiento está configurada para precalentar un área equivalente del 100 % al 120 % del área de la parte de formación de recipiente de bolsa, y

en el que la lámpara de precalentamiento está situada delante de la unidad de conformación en la dirección de avance, separada de la unidad de conformación de 20 mm a 40 cm.

2. El aparato de conformación de película de bolsa según la reivindicación 1, en el que la capa de barrera metálica está hecha de aluminio.

3. El aparato de conformación de película de bolsa según la reivindicación 1, en el que una región de precalentamiento de la lámpara (500) de precalentamiento comprende una parte (110) de formación de recipiente de bolsa de la película de bolsa.

4. El aparato de conformación de película de bolsa según la reivindicación 1, en el que la lámpara (500) de precalentamiento está situada antes de la unidad (600) de conformación en una dirección de avance.

5. Un método de conformación de película de bolsa que comprende:

(S1) suministrar una película (100) de bolsa;

(S2) precalentar una parte (110) de formación de recipiente de bolsa de la película (100) de bolsa suministrada directamente; y

(S3) conformar la parte (110) de formación de recipiente de bolsa precalentada,

caracterizado porqueel precalentamiento en la etapa (S2) se realiza mediante una lámpara de infrarrojo medio, en la etapa (S2), la parte (110) de formación de recipiente de bolsa se precalienta de 1 a 4 segundos hasta que la temperatura de la película de bolsa alcanza de 40 °C a 70 °C, y

la lámpara de infrarrojo medio utiliza luz infrarroja media con un rango de longitud de onda entre 2 μm y 4 μm, en el que la lámpara de precalentamiento está configurada para precalentar un área equivalente del 100 % al 120 % del área de la parte de formación de recipiente de bolsa, y

en el que la lámpara de precalentamiento está situada delante de la unidad de conformación en la dirección de avance, separada de la unidad de conformación entre 20 mm y 40 cm.

6. El método de conformación de película de bolsa según la reivindicación 5, en el que

la película (110) de bolsa comprende una capa de barrera metálica, y

en la etapa (S2), se precalienta la capa de barrera metálica.

7. El método de conformación de película de bolsa según la reivindicación 6, en el que la capa de barrera metálica está hecha de aluminio.