用于蓄電池單元的電極的制作方法
【專利說明】
【背景技術】
[0001]EP 2 355 203 Al涉及一種蓄電池和這種蓄電池的制造方法。電極裝置包括第一電極、第二電極和分隔件。電極裝置可以要么作為線圈存在，要么以堆疊的布置方式而存在。電極裝置和電解液容納在殼體內。具有絕緣特性的袋囊(Tasche)包括第一側表面、第二側表面、第三側表面以及第四側表面和底面，該袋囊還開設有用于電解液的連接孔。用于電解液的連接孔被設計為通孔，并且從具有絕緣作用的袋囊的底面向蓄電池殼體的第一和第二側表面的下面的部分延伸。
[0002]KR 2007 0064600 Al涉及一種用于制造蓄電池的電極的方法，其借助于激光來切割電極。電極被射到電極的頂面上的激光束切割。
[0003]現有技術公開了借助于激光來對材料或薄膜進行切割。還披露了對用于蓄電池單元的接觸耳片(Kontaktfahne)進行纏繞，以便接觸耳片在疊繞后彼此疊置。
【發明內容】
[0004]根據本發明，提出了一種用于制造蓄電池單元的電極總裝(Elektrodenensemble)的方法，所述蓄電池單元被填充有電解液的殼體所容納，其中，執行以下方法步驟:
[0005]a)將形成陽極的帶狀的第一材料、形成陰極的帶狀的第二材料和至少一個形成分隔件的帶狀的第三材料輸送給制造設備；
[0006]b)對至少形成陽極的帶狀的第一材料的和形成陰極的帶狀的第二材料的接觸耳片進行切割；
[0007]c)產生由至少三個帶狀的材料組成的層結構；
[0008]d)將處理過的電極總裝沿著安裝方向插入到容納電解液的殼體內。
[0009]在本發明所基于的構思的有利的設計方案中，將基本上為帶狀的材料輸送至卷繞單元的卷筒的周緣面，在該周緣面上產生卷繞形式的電極總裝的層結構。
[0010]電極總裝的特別是層結構的接觸耳片彼此材料配合地連接，優選地彼此焊接在一起。層結構的層對于儲存在蓄電池單元的殼體內的電解液來說可從外側隨意地夠到。按照本發明所提出的解決方案，根據方法步驟b)的對接觸耳片的切割優選地可以按照波紋-輪廓進行。為了避免構造在蓄電池卷繞件旁側的接觸耳片受損，切割出或沖壓出一些凹缺。這些凹缺在陽極側的和陰極側的接觸耳片上均勻地產生，并且例如可以弓形地在兩個接觸耳片的鋁-材料或銅-材料中在陽極側和陰極側延伸。
[0011]此外，這些以有利的方式位于蓄電池卷繞件的接觸耳片的端部區域內的凹缺用于將儲存在蓄電池單元的殼體內的電解液較迅速地引到電極總裝上，從而在對相應的蓄電池單元進行電解液充注時可以實現更短的處理時間。
[0012]在對各個接觸耳片彼此進行材料配合式的接合之前，將它們壓緊，從而產生安裝友好的緊湊的結構。
[0013]此外，除了上述用于制造蓄電池單元的電極總裝的方法之外，本發明還涉及蓄電池單元。該蓄電池單元的特征在于，至少一個包括接觸耳片的、布置在蓄電池單元的殼體內的電極總裝均具有凹缺，這些凹缺用于容納絕緣的部件。絕緣的部件(該部件可以在蓄電池單元的殼體內所提供的空間內部安裝在該殼體內)例如是被稱為保持架(Retainer)的部件，其任務是使得電極總裝對外絕緣并且還保護該電極總裝免受機械的影響。該部件通常由塑料制成；其幾何形狀由蓄電池單元的設計方案得出。
[0014]本發明所提出的解決方案可以以有利的方式實現決定性地減小在將卷繞的電極總裝插入即引入到蓄電池單元的殼體內時例如從蓄電池卷繞件旁側伸出的接觸耳片受損的風險。如果接觸耳片例如從蓄電池卷繞件旁側伸出，并且該蓄電池卷繞件基本上沿著豎直方向從上方經由開口的側面插入到殼體內，那么在組裝時且接觸耳片伸出的長度不同時特別是在接觸耳片端部會出現不期望的折彎、損壞等。
[0015]通過在接觸耳片的區域內開設凹缺，還可以有利地實現:儲存在蓄電池單元的殼體內的電解液更易到達電極，并較迅速地激發電化學過程。根據本發明所提出的解決方案，通過改善將電解液輸送給電極總裝，還可以顯著地縮短填充電解液所需的充注時間，進而縮短了處理時間。
[0016]通過根據本發明所提出的解決方案，電極裝置的護套邊緣(Umlagekanten)并不妨礙卷繞邊緣，從而可以避免在該區域內對蓄電池卷繞件造成損壞。按照本發明所提出的解決方案，在蓄電池單元的殼體內提供了可以用于安裝其他絕緣部件例如保持架的空間。保持架通常是由塑料制成的部件，其任務是使得電極總裝對外絕緣，并且還保護所述電極總裝免受機械的影響。保持架的幾何形狀由蓄電池的設計方案得出。
[0017]通過根據本發明所提出的在對蓄電池卷繞件進行卷繞之前切割接觸耳片的解決方案，可以顯著縮地短接觸耳片的自由的長度。這種縮短可以實現使得電極總裝在整體上來看構造得更寬，即更有效地使用殼體的寬度，進而將更多的活性材料裝入例如被構造為蓄電池卷繞件的蓄電池單元內，并由此提高蓄能。
【附圖說明】
[0018]下面借助于附圖對本發明進行詳述。
[0019]在附圖中:
[0020]圖1示出了用于制造由以帶狀存在的材料構成的電極總裝的制造設備，其中，電極總裝被卷繞，
[0021]圖2示出了將電極總裝裝配到填充有電解液的殼體內，
[0022]圖3示出了電極總裝的層結構，
[0023]圖4示出了電極總裝的層結構，其接觸耳片被切割并且具有波浪-輪廓，
[0024]圖5示出在接觸耳片的端部在電極總裝的兩側的凹缺，
[0025]圖6示出了電極總裝的層結構的被截成不同長度的層，
[0026]圖7示出了以規定的間隔將層結構的各個層彼此上下疊置地連接。
【具體實施方式】
[0027]由根據圖1的示意圖可看到可以用來由用于陽極、陰極、分隔件的帶狀的材料卷繞地制造電極總裝的制造設備。
[0028]制造設備10包括供給部分20，在所述制造設備上可以卷繞地制造電極總裝或電極裝置。在供給部分20中把用于制造陽極的第一材料12、用于制造陰極的第二材料14和至少一個用于制造分隔件的第三材料16輸送給切割位置22。用于制造分隔件的優選為帶狀的第三材料16的造型通常不需要側向切割該材料。僅在分隔件的長度方面對其進行切害J。這在供給-和切割單元24內進行。切割位置22包含有用于制造電極的第一材料12和第二材料14的對齊件，對齊方式為，對帶邊緣進行控制。此外，在切割位置22對用于切割的激光器包括保護組裝件(Schutzmimik)在內進行對齊，以便保護涂層免受激光的損壞，并保護電極總裝在整體上免受顆粒的損壞。還設置有相應的清潔單元，該清潔單元例如可以實現有針對性的吹氣和有針對性的吸氣。為了避免顆粒轉移，切割位置22通常封裝地構造。對于每一個電極，即對于用于制造陽極的第一材料12以及對于用于制造陰極的第二材料14，都需要單獨的單元。為了確保過程控制，例如可以使用諸如照相機形式的可視化的檢查系統。通過過程控制可以進行供給、對齊、切割以及必要時對結果進行控制。
[0029]在圖1中適當設計供給部分20，從而除了三個帶狀的材料12、14、16之外，還可以將同樣為帶狀的并且形成分隔件外側的第四材料18輸送給切割位置22。在卷繞單元28的卷筒30的周緣面32上將帶狀的材料12、14、16必要時18 —起形成層結構之前，借助于供給-和切割單元24對至少三個獨立的帶狀的材料12、14、16并且必要時對所存在的第四材料18進行切割。將一涂層單元26配設給卷繞單元28的卷筒30的周緣面32，借助于該涂層單元可以給在卷筒30的周緣面32上產生的層結構設置有粘膠帶。內置的第一和第二卷輪34、36位于卷筒30的內部。
[0030]圖2示出了在組裝在蓄電池單元的殼體