参考点标记设备及卷图生成设备的制作方法

本发明涉及用于在具有多个电极列的多列电极移动期间在电极列上有效地标记参考点的参考点标记设备。本发明还涉及使用参考点标记设备的卷图生成设备。本技术要求基于2022年8月30日提交的韩国专利申请no.10-2022-0109335的优先权，并且该韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文。

背景技术：

1、随着移动装置技术的发展和对移动装置需求的增加，对二次电池的需求急剧增加。在二次电池当中，锂二次电池因其高能量密度、高操作电压以及优异的保存和寿命特性已经被广泛用作各种类型的电子产品以及各种类型的移动装置的能源。

2、所谓的制造锂二次电池电极的电极工序包括通过将活性材料和绝缘材料涂覆到作为集流体的金属电极板的表面来形成正极和负极的涂覆工序、卷绕涂覆后的电极的辊压工序、以及根据尺寸切割卷绕后的电极的分切工序。

3、在通过电极工序制造的电极中，通过切口工序形成电极接头，将隔膜置于正极和负极之间以形成电极组件，然后将电极组件层叠、折叠、或者卷绕以封装到袋或罐中，并通过组装过程注入电解质，从而实现二次电池的形式。此后，对组装后的二次电池进行充电或放电，并执行激活工序以赋予电池特性，从而实现作为最终产品的二次电池。

4、当在电极工序中在电极中出现碎裂或缺陷时，可以将碎裂或缺陷部分去除，并通过连接带来连接电极的不连续部分。为了保持电极的质量，可以去除电极中质量不均匀的前端部分或后端部分。在此情况下，在去除了电极的前端部分或后端部分并且将电极的不连续部分连接起来之后，工作人员可以将电极的切割部分的长度(电极损耗率)任意地输入控制器等。然而，由于电极损耗率是由工作人员手动测量和输入的，因此无法准确识别实际消耗的电极损耗率。另外，输入的电极损耗率可以根据工作人员而变化。

5、在此情况下，可以在后续工序中通过检测连接带来识别电极的碎裂和电极不连续部分的连接，但电极损耗率是由工作人员输入的，从而难以识别准确的电极损耗率。当电极的切割部分的损耗率不准确时，电极的位置坐标在后续工序中可能改变，从而妨碍在期望的位置处执行后续工序。当比较和分析电极工序的子工序中的质量变化时，标准可以依据电极损耗率而变化，从而妨碍根据电极的位置可靠地执行质量比较。

6、近来，已经使用卷图来模拟处于卷对卷状态的电极，并在屏幕上显示的卷图条上显示关于质量或缺陷的数据。由于这样的卷图是在电极工序的子工序(诸如，涂覆工序、辊压工序、分切工序)中单独制作的，因此下载关于卷图的信息，以检查在前续工序中关于电极的质量缺陷或碎裂的数据，并在后续工序中检查信息并去除缺陷或执行必要的追踪(follow-up)工序。然而，当如上所述，无法准确地识别电极损耗率时，在卷图上显示的电极的位置数据可能改变，从而妨碍准确地显示关于质量或缺陷位置的数据，并且存在以下风险：当在后续工序中参考卷图时，基于错误位置的坐标来执行后续工序。

7、图1是例示当电极中发生损耗时，根据是否存在参考点而在沿纵向方向的电极的坐标中发生失真的示意图。

8、图1的上图例示了模拟在开卷机uw与复卷机rw之间的卷对卷状态下的电极的移动的卷图rm。为了便于描述，图1仅例示了电极的碎裂和连接带t，尽管在实际卷图rm上可视地显示了关于质量和缺陷的细节的大量数据。

9、图1中上图的卷图rm模拟了实际电极，并且在实际电极中出现各种类型的碎裂。在卷图(rm)上显示当执行电极工序的子工序之一(当前工序)时发生的50m碎裂和60m碎裂。另外，显示了在进入相应工序之前的工序中电极的前端部分被去除30米以及在当前工序中电极的后端部分被去除35米。

10、在此情况下，当考虑电极的前端部分和后端部分的碎裂或去除(电极损耗部分)时，如图1的中间图所示，仅保留连接碎裂的连接带t。也就是说，图1的中间图例示了实际电极的形式。在中间图中，例如，可以例如通过接缝检测传感器来检测连接带t的位置。然而，由于电极的碎裂或去除部分实际上并未保留在电极上，因此无法识别与电极的去除部分(损耗部分)的长度相对应的电极损耗率。如上所述，关于电极的去除部分的数据由工作人员手动输入，因此难以识别准确的电极损耗率。

11、当无法识别电极损耗率时，电极工序的卷图rm可以如图1的中间图所示，从而使得卷图上的位置坐标失真。在图1的上图中，为了便于描述，也是在电极的碎裂/去除部分的长度已知的前提下例示了连接带t，并且在实际电极损耗发生时实现图1的中间图所示的形式。

12、图1的下图示出了使用参考点来防止卷图rm上的坐标失真。

13、在图1的下图的卷图rm中，使用预定时间间隔的参考点m1、m2和m3来显示电极损耗部分。参考点m1、m2和m3的数量和时间间隔可以根据电极的长度或规格而变化。在图1中，假设电极长度为1200m，参考点m1、m2、m3分别标记在300m、600m、900m的点处。当参考点m1、m2和m3实际标记在实际电极上并在发生电极损耗时测量参考点m1、m2和m3时，参考点m1、m2和m3之间的间隔改变，因此可以基于变化率，容易地识别电极损耗率。当如上所述地识别电极损耗率时，可以一起显示参考点m1、m2和m3以及电极损耗长度，如图1的下图中的卷图rm所示。因此，反映了电极损耗长度的电极在长度方向上的尺寸(绝对坐标)和不反映电极损耗长度的电极在长度方向的尺寸(相对坐标)可以一起显示在卷图上。

14、如上所述，当针对电极采用参考点时，可以通过将参考点之间的间隔改变之前的参考点的位置与参考点的测量位置进行比较，来识别电极损耗率并且反映在卷图上。

15、此外，最近已经开发了具有沿宽度方向布置的多个电极列的多列电极，以满足对在大型汽车电池中使用的袋状或圆柱形电池或者在小型电子装置中使用的小电池的需求的增长。多列电极是通过在一个电极板(集流体)上在宽度方向上重复地布置涂敷有电极活性材料的涂敷部分和未涂敷电极活性材料的未涂敷部分而形成的。多列电极在对其执行上述涂覆工序和辊压工序之后在分切工序中被切割成电极列。

16、图2是例示在具用单电极列的电极上标记参考点的示意图。

17、在该图中，箭头表示电极1的行驶方向。在电极1中，未涂覆部分1a形成在涂覆部分1b的两端上。因此，使用相关技术的参考点标记机2在电极1的一端上的未涂覆部分1a或者一端上的未涂覆部分1a上标记参考点m就足够了。然而，参考点标记机2不适合在对于电极的生产率来说高效的多列电极上标记参考点。需要多台标记机在多列电极的多个电极列上标记参考点。然而，当标记机的数量增加时，制造成本增加并且安装过程复杂。每台标记机所需的光学元件数量增加，从而极大地增加了制造成本。

18、因此，为了在多列电极上标记参考点，有必要开发在减少标记机数量的同时高效地标记参考点的技术。

19、[相关技术文献]

20、[专利文献]

21、韩国登记专利公开no.10-601567

技术实现思路

1、技术问题

2、本发明旨在提供用于在具有多个电极列的多列电极上有效地标记参考点的具有简单结构的参考点标记设备。

3、本发明还旨在提供用于通过使用参考点标记设备在卷图上有效地显示关于参考点的信息和关于电极缺陷的信息的卷图生成设备。

4、技术方案

5、为了解决上述问题，根据本发明的参考点标记设备是在具有沿宽度方向布置的多个电极列的多列电极上标记参考点的标记设备，该参考点标记设备包括：

6、第一标记机，其被配置为沿宽度方向在多列电极的一端上的电极列的未涂覆部分或两端上的电极列的未涂覆部分上标记参考点；第二标记机，其被配置为在沿宽度方向移动的同时，在多列电极的除了在一端上的电极列之外的电极列的未涂覆部分或多列电极的除了在两端上的电极列之外的电极列的未涂覆部分上标记参考点；以及控制器，其被配置为控制第一标记机和第二标记机的操作。

7、第一标记机可以是一端标记机，其被配置为沿宽度方向在多列电极的一端上的电极列的未涂覆部分上标记参考点，以及第二标记机可以在多列电极的除了在一端上的电极列之外的电极列的未涂覆部分上标记参考点。

8、第一标记机可以包括被配置为沿宽度方向分别在多列电极的一端上的电极列的未涂覆部分上和另一端的未涂覆部分上标记参考点的一端标记机和另一端标记机。第二标记机可以在一端与另一端之间的一个电极列上的未涂覆部分或者多个电极列的未涂覆部分上标记参考点。

9、例如，引导轴可以沿多列电极的宽度方向设置在多列电极上，第一标记机和第二标记机可以联接至引导轴，以及第二标记机可以安装为能够沿引导轴移动。

10、当在具有不同宽度的多列电极上标记参考点时，第一标记机可以能够根据宽度的变化沿引导轴在宽度方向上移动。

11、当多列电极沿纵向方向移动时，第一标记机和第二标记机可以沿多列电极的纵向方向以预定间隔在电极列的未涂覆部分上标记参考点。

12、在第二标记机在沿宽度方向移动的同时在多个电极列上标记参考点时，标记路径可以是由于多列电极在纵向方向上的移动速度而在纵向方向上向后倾斜的对角线路径。

13、多列电极可以是上表面和下表面涂覆有电极活性材料的双面电极，以及第一标记机和第二标记机可以分别安装在多列电极的上表面和下表面上。

14、所标记的参考点可以包括其在多列电极的纵向方向上的坐标或顺序信息以及每个电极列在多列电极的宽度方向上的顺序信息。

15、参考点标记设备还可以包括位置测量装置，其被配置为在多列电极沿纵向方向在开卷机和复卷机之间以卷对卷状态移动时，根据开卷机或复卷机的旋转量获得关于在纵向方向上多列电极的位置的数据作为坐标数据，并且第一标记机和第二标记机可以基于坐标数据标记参考点。

16、第一标记机可以标记多列电极的缺陷点和/或缺陷区段而不是标记参考点，或与标记参考点一起标记多列电极的缺陷点和/或缺陷区段。

17、在第一标记机的位置之前可以设置有至少一个缺陷检查器，其被配置为检查以卷对卷状态移动的多列电极以获得关于缺陷的检查数据，并且结合位置测量装置获得与获得了检查数据的缺陷点和/或缺陷区段相关的多列电极的坐标数据。第一标记机可以基于从至少一个缺陷检查器接收到的坐标数据，沿宽度方向在多列电极的一端上的未涂覆部分或多列电极的两端上的未涂覆部分上标记缺陷点和/或缺陷区段。

18、控制器可以基于至少一个缺陷检查器与第一标记机之间的距离以及多列电极的移动速度来计算多列电极的与缺陷点和/或缺陷区段相对应的部分到达第一标记机的时间点，并且控制第一标记机在时间点标记缺陷点和/或缺陷区段。

19、根据本发明的另一方面，卷图生成设备包括：位置测量装置，其被配置为在多列电极在开卷机或复卷机之间以卷对卷状态移动时根据开卷机或复卷机的旋转量来获得关于在纵向方向上多列电极的位置的数据作为坐标数据；标记机，其被配置为结合位置测量装置，沿多列电极的纵向方向以预定间隔在多列电极上标记参考点；以及卷图生成器，其被配置为结合位置测量装置和标记机，获得在纵向方向上多列电极的位置和参考点的坐标数据，并且通过在模拟以卷对卷状态移动的电极的卷图上显示坐标数据来生成卷图，其中标记机包括：第一标记机，其被配置为沿宽度方向在多列电极的一端上的电极列的未涂覆部分或者多列电极的两端上的电极列的未涂覆部分上标记参考点；以及第二标记机，其被配置为在沿宽度方向移动的同时在多列电极的除了在一端上的电极列之外的电极列的未涂覆部分或除了在两端上的电极列之外的电极列的未涂覆部分上标记参考点，并且卷图生成器基于由第一标记机和第二标记机标记的参考点的坐标数据，生成多列电极的卷图以及多列电极的每个电极列的卷图。

20、在第一标记机的位置之前可以设置有至少一个缺陷检查器，其被配置为检查多列电极以获得关于缺陷的检查数据，并且结合位置测量装置获得与获得了检查数据的缺陷点和/或缺陷区段相关的多列电极的坐标数据。第一标记机可以基于从至少一个缺陷检查器接收到的坐标数据，沿宽度方向在多列电极的一端上的未涂覆部分或多列电极的两端上的未涂覆部分上标记缺陷点和/或缺陷区段。卷图生成器可以在卷图上显示参考点的坐标数据以及缺陷点和/或缺陷区段的坐标数据二者。

21、技术效果

22、根据本发明，能够使用用于在多列电极的一端上的电极列或者其两端上的电极列上标记参考点的第一标记机和用于在剩余电极列上标记参考点的第二标记机，在所有多个电极列上标记参考点。

23、因此，能够极大地减少标记参考点所需的行进机的数量，从而极大地降低制造成本。因此，还能够减少每台标记机所需的昂贵光学部件(例如视觉摄像头、照明装置等)的数量，从而极大地降低制造成本。

24、使用第一标记机不仅能够显示参考点，而且能够显示电极缺陷，因此能够在多列电极上显示参考点和电极缺陷二者。

25、根据本发明，能够基于通过参考点标记设备的参考点的坐标信息来实现模拟多列电极的卷图。能够在卷图上显示关于参考点的信息和关于电极缺陷的信息二者。因此，参照参考点，能够一目了然地很容易地可视识别与多列电极质量差相关的数据。

26、此外，在进行质量控制、缺陷管理和后续工序时能够参照上面显示有参考点的卷图，从而允许准确地执行后续工序、缺陷去除等。