[0001] 本
申请要求于2010年8月19日提交到韩国知识产权局的第10-2010-0080293号韩国
专利申请的优先权和权益，该申请的全部内容通过引用被包含于此。
技术领域
[0002] 描述的技术总体上涉及一种用于校正二次电池的缠绕操作中的带跑偏(belt-meandering)的设备，更具体地讲，涉及一种精确地校正在二次电池的缠绕操作中以高速进行缠绕的胶卷(jelly roll)的跑偏的设备。
背景技术
[0003] 通过高速地缠绕涂覆有正
电极活性材料的正电极集
流体(collector)、涂覆有负电极活性材料的负电极集流体以及用于使这两种集流体彼此绝缘的绝缘膜来制造二次电池。根据按照这种构造进行缠绕的方法，通过反复执行停止/相对于辊以高速进行缠绕来执行包括正/负电极材料以及两层绝缘膜的基材(base material)的缠绕。
[0004] 在这种情况下，由于正/负电极材料的涂层可能不均匀、缠绕过程中的振动或者设备的
精度，因此可能会在基材的传送过程中产生在与传送方向垂直的方向上的跑偏。这样的跑偏现象造成缠绕不合格，因此，最终电池产品的
质量通常劣化。
发明内容
[0005] 本发明的一方面是一种用于校正带跑偏的设备，该设备能够通过简单的构造来使施加到以高速进行传送的基材的应
力最小化。
[0006] 另一方面是一种用于校正带跑偏的设备，该设备能够精确地控制跑偏。
[0007] 另一方面是一种用于校正带跑偏的设备，该设备包括驱动部分、上辊和下辊、
支撑部分以及横向运动机构。上辊和下辊在通过接收由驱动部分提供的旋转力而进行旋转的同时传送基材。支撑部分支撑驱动部分以及上辊和下辊的旋
转轴。横向运动机构使支撑部分沿着与基材的传送方向垂直的方向运动。
[0008] 所述设备还可包括跑偏
传感器以及控制部分。跑偏传感器感测基材的跑偏。当跑偏传感器感测到基材的跑偏时，控制部分控制横向运动机构，以使支撑部分沿着基材的跑偏被校正的方向运动。
[0009] 当跑偏传感器不再感测到基材的跑偏时，控制部分可使横向运动机构停止。
[0010] 横向运动机构可设置有：
电动机，由控制部分控制；滚珠
丝杆式运动机构，将电动机的旋转运动转换成线性运动。
[0011] 跑偏传感器可被设置在上辊和下辊的出口侧。
[0012] 上辊和下辊可进行用于增加
摩擦系数的
表面处理。
[0013] 具有高摩擦系数的材料可被涂覆在上辊的外周表面和下辊的外周表面上。
[0014] 所述设备还可包括压力控制缸，所述压力控制缸控制由上辊和下辊施加到基材的压力。
[0015] 所述设备还可包括皱褶感测部分。皱褶感测部分感测由上辊和下辊传送的基材上的皱褶。当感测到皱褶时，控制部分在一定时间段内控制压力控制缸，以使由上辊和下辊施加到基材的压力降低。
[0016] 皱褶感测部分可被设置在上辊和下辊的入口侧。
[0017] 皱褶感测部分可包括：脉冲激光发射器，发射激光；接收传感器，接收从脉冲激光发射器发射的激光。
[0018] 由上辊和下辊传送的基材可以是电极板。
[0019] 另一方面是一种用于校正在二次电池的缠绕操作中以高速进行缠绕的胶卷的带跑偏的设备，该设备包括：上辊和下辊，被构造成在上辊和下辊之间接收基材，其中，所述基材包括正电极材料和负电极材料以及置于正电极材料与负电极材料之间的绝缘材料；驱动部分，被构造成使上辊和下辊旋转，从而在上辊和下辊的旋转期间沿第一方向传送基材；支撑部分，被构造成支撑驱动部分以及上辊和下辊的轴；横向运动机构，被构造成使支撑部分沿着与第一方向基本上垂直的第二方向运动。
[0020] 上述设备还包括：跑偏传感器，被配置为用于检测基材的跑偏；控制部分，被配置为用于基于检测到的跑偏控制横向运动机构，以使支撑部分沿着基材的跑偏被至少部分地校正的方向运动。在上述设备中，控制部分被配置为当没有检测到基材的跑偏时使横向运动机构停止。
[0021] 在上述设备中，横向运动机构包括：电动机，由控制部分控制；滚珠丝杆式运动机构，被构造成将电动机的旋转运动转换成大致的线性运动。
[0022] 在上述设备中，跑偏传感器靠近上辊和下辊的输出基材的出口侧布置。在上述设备中，跑偏传感器被配置为用于检测：i)跑偏的发生；ii)跑偏的方向；以及iii)跑偏的程度，其中，控制部分被配置为用于控制横向运动机构，以使支撑部分沿着与检测到的跑偏的方向相反的方向移动跑偏的程度。
[0023] 在上述设备中，跑偏传感器被配置为用于检测：i)跑偏的发生；以及ii)跑偏的方向，其中，控制部分被配置为用于基于检测到的跑偏的方向来控制横向运动机构，以使支撑部分沿着跑偏被至少部分地校正的方向运动。在上述设备中，上辊和下辊中的至少一个具有经处理以使其摩擦系数增加的外表面。
[0024] 在上述设备中，具有高摩擦系数的材料被涂覆在上辊的外周表面和下辊的外周表面上。上述设备还包括压力控制缸，所述压力控制缸被构造成控制由上辊和下辊施加到基材的压力。上述设备还包括皱褶传感器，所述皱褶传感器被配置为用于在上辊和下辊的旋转期间检测基材上的皱褶，其中，控制部分被配置为用于基于检测到的皱褶在一定时间段内控制压力控制缸，以降低由上辊和下辊施加到基材的压力。
[0025] 在上述设备中，皱褶传感器靠近上辊和下辊的接收基材的入口侧布置。在上述设备中，皱褶传感器包括：脉冲激光发射器，被构造成发射激光；接收传感器，被构造成接收从脉冲激光发射器发射的激光。
[0026] 另一方面是一种用于在传送基材的同时校正基材的跑偏的设备，该设备包括：第一辊和第二辊，彼此相邻并被构造成在第一辊和第二辊之间接收基材；驱动部分，被构造成使第一辊和第二辊旋转，从而在第一辊和第二辊的旋转期间沿第一方向传送基材；横向运动机构，被构造成使第一辊和第二辊沿着与第一方向基本上垂直的第二方向运动。
[0027] 上述设备被构造成校正在二次电池的缠绕操作中以高速进行缠绕的胶卷的跑偏，其中，基材包括正电极材料和负电极材料以及置于正电极材料与负电极材料之间的绝缘材料。
[0028] 上述设备还包括支撑驱动部分以及第一辊和第二辊的轴的支撑结构，其中，横向运动机构被进一步构造成使支撑结构沿第二方向运动。上述设备还包括：跑偏传感器，被配置为用于检测基材的跑偏；控制部分，被配置为用于基于检测到的跑偏控制横向运动机构，以使支撑结构沿着基材的跑偏被至少部分地校正的方向运动。
[0029] 在上述设备中，跑偏传感器被配置为用于检测：i)跑偏的发生；ii)跑偏的方向；以及iii)跑偏的程度，其中，控制部分被配置为用于控制横向运动机构，以使支撑结构沿着与检测到的跑偏的方向相反的方向移动跑偏的程度。
[0030] 另一方面是一种用于在传送基材的同时校正基材的跑偏的设备，该设备包括：第一辊和第二辊，彼此相邻并被构造成在第一辊和第二辊之间接收基材；驱动部分，被构造成使第一辊和第二辊旋转，从而在第一辊和第二辊的旋转期间沿第一方向传送基材；横向运动机构，被构造成使第一辊和第二辊沿着与第一方向基本上垂直的第二方向运动；检测装置，用于检测基材的跑偏以及基材上的皱褶中的至少一种；
控制器，被配置为用于基于所述检测来控制横向运动机构，以使第一辊和第二辊沿着基材的跑偏和皱褶中的至少一种被至少部分地校正的方向运动。
[0031] 在上述设备中，检测装置包括：跑偏传感器，被配置为用于在第一辊和第二辊的旋转期间检测基材的跑偏；皱褶传感器，被配置为用于在第一辊和第二辊的旋转期间检测基材上的皱褶，其中，跑偏传感器和皱褶传感器分别位于第一辊和第二辊的出口侧和入口侧。
附图说明
[0032] 图1是根据
实施例的校正带跑偏的设备的透视图。
[0033] 图2是示出根据实施例的横向运动机构的示意图。
[0034] 图3是示出分别设置跑偏传感器和皱褶感测部分的
位置的示意图。
[0035] 图4是示出产生基材的跑偏的状态的示意图。
[0036] 图5是根据实施例的校正带跑偏的设备的
框图。
具体实施方式
[0037] 通常，按照如下方式来控制二次电池的胶卷的带跑偏，该方式为：基于由用于感测跑偏的传感器读取的校正值，通过利用横向运动
电机将恒定压力施加到基材来正确地传送基材。在这样的跑偏控制方法中，当基材的传送速度慢时，施加到基材的
应力低，因此，不可能在基材上产生皱褶或类似物。然而，在以高速传送基材的情况下，恒定压力沿着与基材的传送方向基本上垂直的方向被施加到基材，因此，频繁地产生皱褶。此外，当开始执行缠绕时，即，当基材停止然后以高速传送时，当上辊/下辊施加到基材时，上辊/下辊使得基材的
张力迅速增加，这有可能对后续过程造成不利影响。
[0038] 将参照附图对实施例进行描述，所述附图本质上是说明性的而非限制性的。此外，当元件被称为“在”另一元件“上”时，它可直接在另一元件上，或者可间接在另一元件上，一个或多个中间元件置于两元件之间。另外，当元件被称为“连接到”另一元件时，它可被直接或间接连接到另一元件。以下，相同的标号表示相同的元件。在附图中，为了清楚起见，层的尺寸或厚度可被夸大，并且不一定按比例绘制。
[0039] 用在二次电池中的电极组件可被分成(例如)缠绕式电极组件和堆叠式电极组件。缠绕式电极组件通过缠绕被分隔件(separator)绝缘的长片状正电极板和长片状负电极板而形成。如上所述地缠绕的正电极板、负电极板和分隔件被称为电极板。电极板包括涂覆有正电极活性材料的正电极集流体、涂覆有负电极活性材料的负电极集流体以及用于使这两种集流体彼此绝缘的绝缘膜。以下，为了方便描述，将电极板称为基材。
[0040] 第一实施例
[0041] 参照图1和图2，校正带跑偏的设备100包括驱动部分110、上辊120和下辊130、支撑部分(或支撑结构)150以及横向运动机构200。以下，将详细描述每个部件。在一个实施例中，基材是用于二次电池的电极板。基材可用于除了二次电池以外的装置，并且可以是由辊传送的板或片。
[0042] 驱动部分110通过将
电能转换成旋转
动能来驱动设备100。驱动部分110通过
旋转轴将驱动力提供给
齿轮部分115。齿轮部分115利用齿轮和各种类型的带轮将旋转力提供给上辊120固定于其上的第一旋转轴121以及下辊130固定于其上的第二旋转轴131，将在稍后对第一旋转轴121和第二旋转轴131进行描述。在一个实施例中，驱动部分110利用
直齿轮(spur gear)或类似物使第一旋转轴121和第二旋转轴131相对于彼此反方向旋转。可使用各种齿轮、带轮、正时带和类似物来构造齿轮部分115，但是为了方便描述，它们都被称为齿轮部分。
[0043] 上辊120和下辊130对齐，并在沿着彼此相反的方向旋转时传送进入这两个辊之间的基材10。在这种情况下，上辊120被连接到通过驱动部分110而旋转的第一旋转轴121，并且下辊130被连接到通过驱动部分110而旋转的第二旋转轴131。
[0044] 同时，可增加上辊120和下辊130的
摩擦力，从而高效地传送基材10。可对上辊120的表面和下辊130的表面进行适当的处理，以增加摩擦力。此外，可通过在上辊120的外周表面和下辊130的外周表面上涂覆摩擦系数高的材料来增加在上辊120和/或下辊
130与基材10之间产生的摩擦力。
[0045] 支撑部分150构成设备100的主体。支撑部分150支撑驱动部分110、包括
驱动轴的齿轮部分、上辊120固定于其上的第一旋转轴121以及下辊130固定于其上的第二旋转轴131。
[0046] 参照图1和图2，横向运动机构200使支撑部分150沿着与基材10的传送方向D 1(图1)基本上垂直的方向运动。可通过安装单独的
导轨或者通过使用气压缸(air pressure cylinder)或油压缸来实现横向运动机构200。然而，横向运动机构200可包括由控制部分300(图5，将在稍后进行描述)控制的电动机。可使用用于将电动机的旋转运动转换成直线运动的滚珠丝杆式运动机构来执行精确的运动。
[0047] 参照图3和图4，跑偏传感器135在基材10被传送的同时感测基材的跑偏。跑偏传感器135可被设置在上辊120和下辊130的输出基材10的出口侧。如图4中所示，当传送基材10时，由于正/负电极材料的涂层可能不均匀、缠绕过程中的振动或者设备的质量，因此可能会在基材10的传送过程中出现在与传送方向基本上垂直的方向上的跑偏M。在这种情况下，跑偏传感器135感测跑偏M并将跑偏M作为电
信号提供给控制部分(或控制器)300(图5，将在稍后进行描述)。
[0048] 参照图1，压力控制缸140控制由上辊120和下辊130施加到基材10的压力。压力控制缸140通过利用气压缸或油压缸来控制上辊120固定于其上的第一旋转轴121的高和低。尽管使用气压缸或油压缸来简化设备100的构造，但不限于此。即，气压缸或油压缸可被利用各种方法进行高和低控制的机构替代。
[0049] 在一个实施例中，如图5中所示，控制部分300基于由跑偏传感器135检测到的感测信号来控制横向运动机构200，所述感测信号包括跑偏的产生。
[0050] 在一个实施例中，控制部分300在基材10被传送的同时持续地接收来自跑偏传感器135的感测信号。所述感测信号可包含关于跑偏的产生、跑偏的产生方向以及跑偏的产生程度(即，跑偏的量)的信息。控制部分300可基于所述感测信号来控制横向运动机构200，以使横向运动机构200沿着由跑偏传感器135感测到的跑偏被校正的方向运动。例如，控制部分300控制横向运动机构200来使支撑部分150沿着与跑偏的产生方向相反的方向移动跑偏的产生程度。
[0051] 第二实施例
[0052] 将参照图4描述另一实施例。该实施例涉及跑偏传感器135不向控制部分300提供跑偏的产生程度的情形。即，跑偏传感器135仅向控制部分300提供关于跑偏的产生和跑偏的产生方向的信息。在这种情况下，如果控制部分300控制横向运动机构200以使其沿着跑偏被校正的方向R运动，则包括上辊120和下辊130的整个支撑部分150都沿着校正的方向R运动(图4)。在跑偏传感器135持续地监测基材10的位置的同时，如果基材10返回到正常位置，则跑偏传感器135不再向控制部分300提供关于跑偏的存在的信息。那么，控制部分300停止横向运动机构200的位置控制。
[0053] 第三实施例
[0054] 将参照图3描述又一实施例。皱褶感测部分(或皱褶传感器)感测在传送的基材10上产生的皱褶。在该实施例中，皱褶感测部分包括发射激光的脉冲激光发射器136，并具有接收从脉冲激光发射器136发射的激光的接收传感器137。在这种情况下，根据基材
10的高度设置多个脉冲激光发射器136，并设置与脉冲激光发射器136的数量一样多的多个接收传感器137。在基材10上没有产生皱褶的情况下，
激光束正常到达多个接收传感器
137。在基材10上产生皱褶的情况下，激光不能到达多个接收传感器137。
[0055] 同时，如图3中所示，皱褶感测部分可被设置在上辊120和下辊130的在基材10的传送过程中频繁地产生皱褶的入口侧，即，上辊120和下辊130的接收基材的一侧。
[0056] 在通过接收传感器137感测到皱褶的情况下，控制部分300在一定时间段内控制压力控制缸140，使得由上辊120和下辊130施加到基材10的压力降低。在上辊120和下辊130持续旋转的同时上辊120和下辊130以弱压力(ataweak pressure)传送基材10的情况下，在基材10上产生的皱褶趋于平滑。
[0057] 根据公开的实施例中的至少一个实施例，能够更加精确地校正跑偏。
[0058] 另外，以与基材的传送速度相同的线速度驱动用于控制跑偏的辊，从而可在为控制跑偏而进行的横向运动中降低施加到基材的应力，从而提高了如此制造出来的二次电池的质量。
[0059] 尽管已经参照附图描述了公开的实施例，但是应该理解的是，公开的实施例不被认为是限制。
权利要求将
覆盖各种变型和等同布置。
