用于蓄电池单元的电极的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]EP 2 355 203 Al涉及一种蓄电池和这种蓄电池的制造方法。电极装置包括第一电极、第二电极和分隔件。电极装置可以要么作为线圈存在，要么以堆叠的布置方式而存在。电极装置和电解液容纳在壳体内。具有绝缘特性的袋囊(Tasche)包括第一侧表面、第二侧表面、第三侧表面以及第四侧表面和底面，该袋囊还开设有用于电解液的连接孔。用于电解液的连接孔被设计为通孔，并且从具有绝缘作用的袋囊的底面向蓄电池壳体的第一和第二侧表面的下面的部分延伸。
[0002]KR 2007 0064600 Al涉及一种用于制造蓄电池的电极的方法，其借助于激光来切割电极。电极被射到电极的顶面上的激光束切割。
[0003]现有技术公开了借助于激光来对材料或薄膜进行切割。还披露了对用于蓄电池单元的接触耳片(Kontaktfahne)进行缠绕，以便接触耳片在叠绕后彼此叠置。
【发明内容】
[0004]根据本发明，提出了一种用于制造蓄电池单元的电极总装(Elektrodenensemble)的方法，所述蓄电池单元被填充有电解液的壳体所容纳，其中，执行以下方法步骤:
[0005]a)将形成阳极的带状的第一材料、形成阴极的带状的第二材料和至少一个形成分隔件的带状的第三材料输送给制造设备；
[0006]b)对至少形成阳极的带状的第一材料的和形成阴极的带状的第二材料的接触耳片进行切割；
[0007]c)产生由至少三个带状的材料组成的层结构；
[0008]d)将处理过的电极总装沿着安装方向插入到容纳电解液的壳体内。
[0009]在本发明所基于的构思的有利的设计方案中，将基本上为带状的材料输送至卷绕单元的卷筒的周缘面，在该周缘面上产生卷绕形式的电极总装的层结构。
[0010]电极总装的特别是层结构的接触耳片彼此材料配合地连接，优选地彼此焊接在一起。层结构的层对于储存在蓄电池单元的壳体内的电解液来说可从外侧随意地够到。按照本发明所提出的解决方案，根据方法步骤b)的对接触耳片的切割优选地可以按照波纹-轮廓进行。为了避免构造在蓄电池卷绕件旁侧的接触耳片受损，切割出或冲压出一些凹缺。这些凹缺在阳极侧的和阴极侧的接触耳片上均匀地产生，并且例如可以弓形地在两个接触耳片的铝-材料或铜-材料中在阳极侧和阴极侧延伸。
[0011]此外，这些以有利的方式位于蓄电池卷绕件的接触耳片的端部区域内的凹缺用于将储存在蓄电池单元的壳体内的电解液较迅速地引到电极总装上，从而在对相应的蓄电池单元进行电解液充注时可以实现更短的处理时间。
[0012]在对各个接触耳片彼此进行材料配合式的接合之前，将它们压紧，从而产生安装友好的紧凑的结构。
[0013]此外，除了上述用于制造蓄电池单元的电极总装的方法之外，本发明还涉及蓄电池单元。该蓄电池单元的特征在于，至少一个包括接触耳片的、布置在蓄电池单元的壳体内的电极总装均具有凹缺，这些凹缺用于容纳绝缘的部件。绝缘的部件(该部件可以在蓄电池单元的壳体内所提供的空间内部安装在该壳体内)例如是被称为保持架(Retainer)的部件，其任务是使得电极总装对外绝缘并且还保护该电极总装免受机械的影响。该部件通常由塑料制成；其几何形状由蓄电池单元的设计方案得出。
[0014]本发明所提出的解决方案可以以有利的方式实现决定性地减小在将卷绕的电极总装插入即引入到蓄电池单元的壳体内时例如从蓄电池卷绕件旁侧伸出的接触耳片受损的风险。如果接触耳片例如从蓄电池卷绕件旁侧伸出，并且该蓄电池卷绕件基本上沿着竖直方向从上方经由开口的侧面插入到壳体内，那么在组装时且接触耳片伸出的长度不同时特别是在接触耳片端部会出现不期望的折弯、损坏等。
[0015]通过在接触耳片的区域内开设凹缺，还可以有利地实现:储存在蓄电池单元的壳体内的电解液更易到达电极，并较迅速地激发电化学过程。根据本发明所提出的解决方案，通过改善将电解液输送给电极总装，还可以显著地缩短填充电解液所需的充注时间，进而缩短了处理时间。
[0016]通过根据本发明所提出的解决方案，电极装置的护套边缘(Umlagekanten)并不妨碍卷绕边缘，从而可以避免在该区域内对蓄电池卷绕件造成损坏。按照本发明所提出的解决方案，在蓄电池单元的壳体内提供了可以用于安装其他绝缘部件例如保持架的空间。保持架通常是由塑料制成的部件，其任务是使得电极总装对外绝缘，并且还保护所述电极总装免受机械的影响。保持架的几何形状由蓄电池的设计方案得出。
[0017]通过根据本发明所提出的在对蓄电池卷绕件进行卷绕之前切割接触耳片的解决方案，可以显著缩地短接触耳片的自由的长度。这种缩短可以实现使得电极总装在整体上来看构造得更宽，即更有效地使用壳体的宽度，进而将更多的活性材料装入例如被构造为蓄电池卷绕件的蓄电池单元内，并由此提高蓄能。
【附图说明】
[0018]下面借助于附图对本发明进行详述。
[0019]在附图中:
[0020]图1示出了用于制造由以带状存在的材料构成的电极总装的制造设备，其中，电极总装被卷绕，
[0021]图2示出了将电极总装装配到填充有电解液的壳体内，
[0022]图3示出了电极总装的层结构，
[0023]图4示出了电极总装的层结构，其接触耳片被切割并且具有波浪-轮廓，
[0024]图5示出在接触耳片的端部在电极总装的两侧的凹缺，
[0025]图6示出了电极总装的层结构的被截成不同长度的层，
[0026]图7示出了以规定的间隔将层结构的各个层彼此上下叠置地连接。
【具体实施方式】
[0027]由根据图1的示意图可看到可以用来由用于阳极、阴极、分隔件的带状的材料卷绕地制造电极总装的制造设备。
[0028]制造设备10包括供给部分20，在所述制造设备上可以卷绕地制造电极总装或电极装置。在供给部分20中把用于制造阳极的第一材料12、用于制造阴极的第二材料14和至少一个用于制造分隔件的第三材料16输送给切割位置22。用于制造分隔件的优选为带状的第三材料16的造型通常不需要侧向切割该材料。仅在分隔件的长度方面对其进行切害J。这在供给-和切割单元24内进行。切割位置22包含有用于制造电极的第一材料12和第二材料14的对齐件，对齐方式为，对带边缘进行控制。此外，在切割位置22对用于切割的激光器包括保护组装件(Schutzmimik)在内进行对齐，以便保护涂层免受激光的损坏，并保护电极总装在整体上免受颗粒的损坏。还设置有相应的清洁单元，该清洁单元例如可以实现有针对性的吹气和有针对性的吸气。为了避免颗粒转移，切割位置22通常封装地构造。对于每一个电极，即对于用于制造阳极的第一材料12以及对于用于制造阴极的第二材料14，都需要单独的单元。为了确保过程控制，例如可以使用诸如照相机形式的可视化的检查系统。通过过程控制可以进行供给、对齐、切割以及必要时对结果进行控制。
[0029]在图1中适当设计供给部分20，从而除了三个带状的材料12、14、16之外，还可以将同样为带状的并且形成分隔件外侧的第四材料18输送给切割位置22。在卷绕单元28的卷筒30的周缘面32上将带状的材料12、14、16必要时18 —起形成层结构之前，借助于供给-和切割单元24对至少三个独立的带状的材料12、14、16并且必要时对所存在的第四材料18进行切割。将一涂层单元26配设给卷绕单元28的卷筒30的周缘面32，借助于该涂层单元可以给在卷筒30的周缘面32上产生的层结构设置有粘胶带。内置的第一和第二卷轮34、36位于卷筒30的内部。
[0030]图2示出了在组装在蓄电池单元的壳体