用于测试电极活性材料的脱离程度的装置的制作方法

相关申请的交叉引用本技术要求享有于2022年10月19日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2022-0134889的权益，其内容通过引用的方式整体上结合于此。本公开内容涉及一种用于测试电极活性材料的脱离程度的装置，更具体而言，涉及一种可以自动执行电极活性材料脱离测试的装置。

背景技术：

1、由于化石燃料使用的快速增加，对使用替代能源或清洁能源的需求正在增加，其中，正在最活跃研究中的领域是利用电化学发电和存储电力的领域。

2、目前，二次电池是利用这种电化学能量的电化学装置的代表性示例，并且其使用范围逐渐扩大。

3、近来，随着技术的发展以及对诸如便携式计算机、便携式电话、照相机等移动设备的需求增加，对作为能源的二次电池的需求也急剧增加。在这种二次电池中，锂二次电池表现出高能量密度和工作电势、长循环寿命和低自放电率，已经对锂二次电池进行了许多研究，并且锂二次电池现在已经被商业化并广泛使用。

4、此外，使用化石燃料的车辆，例如汽油车辆和柴油车辆，是空气污染的主要原因之一，随着对环境问题的关注增加，对可以代替这些车辆的电动车辆、混合动力车辆等进行了大量研究。尽管镍金属氢化物二次电池主要用作电动车辆和混合动力车辆的电源，但是正在积极地研究使用具有高能量密度和放电电压的锂二次电池，一部分研究已处于商业化阶段。

5、通过将电极组件与电解质一起放入电池壳体中来制造这种锂二次电池，其中通过将浆料形式的正极或负极活性材料、粘合剂和导电材料涂覆在集电器上并将它们干燥以形成电极混合物层，从而制造正电极和负电极，在正电极和负电极之间插入隔板，然后将它们层压而获得电极组件。

6、安装在电池壳体内的电极组件用作可以充电和放电的发电元件，具有正电极/隔板/负电极的堆叠结构。电极组件可以分类为果冻卷型电极组件或堆叠型电极组件，果冻卷型电极组件具有其中施加有活性材料的长片型正电极和长片型负电极在它们之间设置有隔板的状态下卷绕的结构，堆叠型电极组件具有其中多个预定尺寸的正电极和多个预定尺寸的负电极在它们之间设置有隔板的状态下顺序堆叠的结构。

7、已经开发了堆叠/折叠型电极组件作为具有改进结构的电极组件，堆叠/折叠型电极组件是果冻卷型电极组件和堆叠型电极组件的组合。堆叠/折叠型电极组件具有其中使用长的连续分隔膜折叠多个全电池或多个双电池的结构，每个全电池具有一定的单位尺寸并且具有正电极/隔板/负电极结构，每个双电池具有一定的单位尺寸并且具有正电极(负电极)/隔板/负电极(正电极)/隔板/正电极(负电极)结构。

8、此外，为了改善常规堆叠型电极组件的可加工性并满足各种二次电池的需求，还开发了一种堆叠了单元电池的层压/堆叠型电极组件，在单元电池中，电极和隔板交替层压并接合。

9、为了定量分析在这种二次电池的电极制造处理(例如，分切处理)中制造的电极的质量，计算电极活性材料的脱离面积。

10、根据现有技术，存在用于胶带测试的国际标准方法(astm d3359，iso 2409)。参考根据现有技术的图1至图3，在国际标准方法的情况下，人工进行切割，用胶带剥离表面，并以五个等级确定涂膜的粘附程度。

11、更具体地，1)根据所需标准选择刀片1，并在涂覆表面2上制作网格图案3。此时，刀片1必须穿透涂覆表面2并与位于涂覆表面2下方的材料表面接触(参见图1)。2)使用国际标准中规定的方法除去涂层碎片的残留物。3)如果材料是硬的，则将粘附测试胶带4平行地放置到网格图案3上，然后在5分钟内以60度角均匀地分离胶带4(iso标准)，或者在90秒(±30秒)内以180度角均匀地分离胶带4达0.5秒至1秒(参见图2)。4)使用放大镜或显微镜检查涂层已经脱离的位置的形状。此时，将剥离程度与5级指数(参见图3)进行比较，并使用放大镜、显微镜等人工进行视觉判断。因此，存在不能量化电极质量(例如，电极活性材料的脱离程度)的问题。

12、此外，参考根据现有技术的图4，在电极生产处理的情况下，因为剥离区域的尺寸非常细微，在实验阶段期间，即使胶带的压缩压力、胶带剥离的角度和速度等存在轻微偏差，剥离程度也会发生很大的差异。因此，电极质量(例如，电极的活性物质的脱离程度)的测试结果的误差范围大，导致测试的可靠性降低的问题。

技术实现思路

1、[技术问题]

2、本公开内容的目的是改进用于测试电极活性材料的脱离程度的常规装置，以便提高制造效率和产品质量。

3、然而，本公开内容的实施例要解决的技术问题不限于上述问题，并且可以在本公开内容中包括的技术构思的范围内进行各种扩展。

4、[技术方案]

5、根据本公开内容的实施例，提供了一种用于自动测试电极活性材料的脱离程度的装置，所述装置包括：胶带提供构件，所述胶带提供构件用于提供胶带；胶带粘合构件，所述胶带粘合构件用于按压所述胶带，使得所述胶带粘附到电极；以及测试单元，所述测试单元用于测试所述电极活性材料的脱离程度，其中，所述电极和所述胶带被所述胶带粘合构件按压，然后彼此分离，从而引起所述电极活性材料的脱离。

6、所述测试单元基于脱离区域与测量区域的比率来测试所述电极活性材料的脱离程度，所述测量区域是发生脱离的电极表面被指定为具有预定水平长度和预定垂直长度的区域，所述脱离区域是所述电极活性材料脱离并且电极箔暴露的区域。

7、所述测试单元可以基于所述脱离区域的面积与所述测量区域的面积的比率来测试所述电极活性材料的脱离程度。

8、所述测量区域包括多个子区域，所述多个子区域在水平方向和垂直方向上以规则间隔划分并形成为网格形状，所述测试单元可以基于发生脱离的子区域的数量与子区域的总数的比率来测试所述电极活性材料的脱离程度。

9、所述测试单元可以被配置为使得在所述多个子区域中：如果所述电极的所述子区域的表面的色度落在预设值的范围内；或者所述电极的所述子区域的表面的亮度大于预设值；或者所述电极的所述子区域的高度小于预设值，则可以将所述子区域设定为脱离子区域。

10、所述测试单元可以被配置为使得：如果所述电极的表面的色度落在预设值的范围内；或者所述电极的表面的亮度大于预设值；或者所述电极的高度小于预设值，则可以识别出已经发生了脱离。

11、所述测试单元可以将所述电极活性材料的脱离程度计算为分数(score)或等级。

12、所述测试装置还包括：胶带回收构件，所述胶带回收构件用于回收已经通过所述胶带粘合构件的胶带；以及隔离纸回收构件，所述隔离纸回收构件用于回收从所述胶带的粘合剂表面分离的隔离纸，其中，当从所述胶带提供构件提供所述胶带时，所述隔离纸从所述胶带的所述粘合剂表面分离。

13、所述胶带提供构件是展开卷绕的胶带的胶带退绕机，所述胶带回收构件是重绕胶带的胶带重绕机，所述隔离纸回收构件是重绕隔离纸的隔离纸重绕机。

14、所述测试装置还可以包括电极提供构件，所述电极提供构件用于提供所述电极；以及电极回收构件，所述电极回收构件用于回收已经通过所述测试单元的电极。

15、所述电极可以以卷型提供。

16、所述电极提供构件可以是展开卷绕的电极的电极退绕机，所述电极回收构件可以是重绕电极的电极重绕机。

17、所述测试装置还可以包括工作台，所述电极放置在所述工作台上并且所述工作台支撑所述电极。

18、所述电极以片型提供，所述胶带粘合构件在按压片型电极的表面的同时移动，从而引起所述电极活性材料的脱离，所述测试单元可以在所述片型电极上通过时测试所述电极活性材料的脱离程度。

19、所述测试装置还可以包括：移动盒，所述移动盒用于容纳所述胶带粘合构件并在所述电极上移动；以及驱动单元，所述驱动单元用于移动所述移动盒，其中，所述测试单元设置在所述移动盒的后端并在所述电极上移动；或者所述测试单元与所述移动盒分开设置，并且可以跟随所述移动盒的移动而在所述电极上移动。

20、所述工作台可以包括抽吸构件，所述抽吸构件能够将所述片型电极抽吸到所述工作台上，并且所述抽吸构件可以包括至少一个抽吸端口。

21、所述移动盒还可以容纳：所述胶带提供构件；胶带回收构件，所述胶带回收构件用于回收已经通过所述胶带粘合构件的胶带；以及隔离纸回收构件，所述隔离纸回收构件用于回收从所述胶带的粘合剂表面分离的隔离纸。

22、所述胶带提供构件是展开卷绕的胶带的胶带退绕机，所述胶带回收构件是重绕胶带的胶带重绕机，所述隔离纸回收构件是重绕隔离纸的隔离纸重绕机。

23、所述测试装置还可以包括：胶带分离构件，所述胶带分离构件用于将所述胶带的移动路径与所述电极的移动路径分离，使得可以分离通过所述胶带粘合构件粘附到所述电极的所述胶带。

24、所述胶带粘合构件可以是压力辊。

25、所述胶带的粘合剂可以是选自包括丙烯酸基粘合剂和硅酮基粘合剂的组中的任何一种。

26、所述胶带粘合构件可以用具有1kgf至5kgf中的任何一个值的力按压所述胶带和所述电极，持续大于0秒且小于等于1秒的时间。

27、所述电极可以是圆柱形的果冻卷型电极组件。

28、[有益效果]

29、根据本公开内容，可以量化电极活性材料的脱离程度测试并减少误差。此外，由于用自动化设备执行电极活性材料的脱离程度的测试，因此可以使电极组件的生产效率达到最大，并且可以提高所生产的电极组件的质量。

30、可以从本公开内容获得的效果不限于上述效果，本领域技术人员将从所附权利要求的描述中清楚地理解本文未提及的另外的其他效果。