[发明专利]用于生产电能存储设备的支撑装置和方法

说明书

一种用于生产电能存储设备的支撑装置(50)，包括：支撑元件(51)，其沿着给料平面(FP)线性地可移动；致动器系统，其被配置为以间歇方式驱动支撑元件(51)；第一辊筒54，其被配置为以可变的速度旋转；以及第二辊筒(55)，其与第一辊筒(54)相对。另一个致动器系统被配置为控制第一辊筒(54)的速度，以补偿支撑元件(51)的间歇性移动。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2020年4月14日提交的申请号为102020000007840的意大利专利申请和于2020年4月14日提交的申请号为102020000007849的意大利专利申请的优先权，其全部公开通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及用于生产电能存储设备的支撑装置、机器和相关方法。

尤其，本发明在可充电电池的生产中发现了有利的(尽管非排他性的)应用，这将在下面的描述中明确提及，而不会因为这样而失去一般性。

背景技术

可充电电池的生产通常涉及通过隔膜层而彼此间隔开的不同的电极层(正极和负极；阴极和阳极)的重叠，这种设计是为了避免可能的短路，并且尤其，是用电解液浸渍。

近年来，开发了用于生产电能存储设备的不同卷绕装置。在这些装置中，电极和隔膜通常围绕具有长方形、非圆形的芯进行卷绕，因此，由于芯的圆形度不足，进料材料的运动通常是不稳定的且不均匀的。

建议采用不同的补偿系统，以使给料到卷绕装置的材料的运动更加稳定和均匀。

文献WO 2018146638描述了一种装置，其具有曲柄装置并且被设计用于以均匀的方式调节材料带的给料和卷绕。

待卷绕的材料带通常包括以预定距离(尤其渐进的距离)布置的电极，以允许电极在卷绕期间以堆叠的方式被正确地定位；即，使得电极沿着可用的最大表面彼此面对，尤其，也对齐端部极耳(end tabs)。

为了在卷绕期间确保和保持电极的位置，即为了避免由于卷绕期间产生的震动而导致要堆叠的电极的未对准，电极和至少一个连续的隔膜层被辊制(rolled)，以使它们与隔膜成为一体，从而确保稳定的附着。

然而，辊制过程削弱了隔膜(通过压缩和加热隔膜，这通常是多孔的)，因此由于形成金属(尤其锂)树枝晶，对可能的短路是有利的，这些金属树枝晶穿过隔膜，使具有相反极性的两个电极产生电连接，从而在电池内部产生短路。

此外，在已知的卷绕装置中，通常很难显著提高卷绕速度，因为所产生的气流可能会危及在横向和纵向待卷绕的材料的良好对齐(例如，由于隔膜的弹性)。

近年来，制造商试图通过使用对非圆形形状的芯体进行垂直和水平补偿，试图保持材料带给料速度基本恒定的卷绕装置来解决这一问题。然而，这些解决方案不能进一步提高卷绕速度，不能减少树枝晶的形成，因此，不能增加电池的安全性。

此外，将材料引入卷绕装置的已知支撑方法存在许多缺点，因为，为了不干扰卷绕装置的旋转，材料通常以固定的方式被支撑，直到其接近卷绕装置，因此使材料在最后几厘米悬空，并利用先前的辊制(rolling)来保持电极的位置。

本发明的目的是为了提供一种用于生产电能存储设备的卷绕装置、机器和相关方法，其被设计为至少部分地克服现有技术的缺点，并且同时，经济且易于制造。

发明内容

根据本发明，根据所附的独立权利要求，并且优选地，根据直接或间接从属于独立权利要求的从属权利要求中的任意一项提供了一种用于生产电能存储设备的支撑装置、机器和方法。

所附权利要求描述了本发明的优选实施例，并形成了说明书的组成部分。

附图说明

现在将参考附图描述本发明，附图示出了本发明的一些非限制性实施例，其中：