用于制造电池的接合方法以及电池与流程

本发明涉及一种根据独立方法权利要求的用于制造电池的接合方法以及一种根据独立装置权利要求的电池。

背景技术：

在生产电池时通常要将多个构件相互连接。在此已知不同的用于构件的连接可能性。因此，例如已知将构件用螺纹相互旋接。然而，在此由于结构空间不足，根据设计通常不可能使用其它的机械连接元件用于连接构件。

因此，为了进一步锁定机械连接以防该连接在动态载荷的情况下松开或者为了实现机械连接的备选方案，常常将构件粘接。为了缩短粘接剂的固化时间并且因此加快批量生产，还已知将构件置于高的温度下。然而，由于需要高的温度，这对于所有的可能温度敏感的构件来说不完全是可能的。

例如由文献us4,460,663a公开了一种用于制造电池壳体的方法，其中，首先在盖板与电池壁之间设有两个环状物，这样加热所述两个环状物，使得它们熔化并且在冷却时导致盖板与电池壁的材料锁合连接。然而，在此一方面需要高的温度，从而也必须提供相应的能量，并且另一方面在加热连接环时也可能不利地影响其它构件，从而不仅待连接构件的材料选择受到了限制，而且必要时还必须对待连接构件进行绝缘处理。

技术实现要素：

本发明包括一种用于制造尤其是用于车辆的电池的接合方法，所述电池具有至少两个接合件，所述接合方法具有下列步骤：

-将液态的粘接剂至少涂覆到电池的第一接合件的第一接合部位上，

-通过组合电池的第一接合件和第二接合件来构建装配组件，

-利用微波至少局部照射装配组件、尤其是第一接合部位，从而粘接剂为了在所述至少两个接合件之间建立材料锁合连接而至少部分固化。

由此尤其提供了如下非常良好的技术可能性，即，在制造电池时能量有效地、无传热地且可靠地将至少两个构件相互连接。

本发明的其它特征和细节由从属权利要求、说明书以及附图得出。在此，结合按照本发明的接合方法说明了的特征和细节当然也适用于结合按照本发明的电池，并且相应地反之亦然，从而关于各个发明方面的公开内容始终相互参考或者能够相互参考。

在此，也能够将粘接剂涂覆到第一接合件的其它接合部位上并且优选产生连续的接合缝。此外可想到的是，将液态的粘接剂不仅涂覆到第一接合件的第一接合部位上，而且也涂覆到第二接合件的第二接合部位上，以便确保：当产生材料锁合连接时，两个接合件在相应的接合部位或接合缝上被粘接剂足够润湿。在此，第一和/或第二接合部位例如能够由壳体的边缘或接合件的其它模制部（ausprägung）形成。所述接合件例如是电池的、电池的电池模块的或电池的电池单池的两个构件。接合件尤其能够是电池壳体的必要时可导电的构件。按照本发明的接合方法能特别有利地用于壳体的构件，因为在该情况下在连接壳体部件时可能已经装配好大部分电池部件，从而壳体半部的绝缘连接在传统的方法中是困难的或不可能的。因此，按照本发明的通过微波的照射能够导致仅粘接剂固化并且不影响或仅轻微地影响其它构件，尤其是当所述其它构件构成为对微波没有活性时。在此，粘接剂能够至少部分固化或者完全固化。组合电池的第一接合件和第二接合件在本发明的意义中能够优选理解为：将第一接合件的被液态的粘接剂润湿的第一接合部位与第二接合件的第二接合部位连接。为此能够将构件例如相互压紧或夹紧，第一接合件能够设置在第二接合件上，从而发挥第一接合件的自身重量的挤压作用，或者反过来。因此，优选能够利用微波照射第一和第二接合部位。然而同样可想到的是，使第一接合件仅靠近第二接合件地运动，从而被涂覆的粘接剂至少在固化时与两个接合件接触。有利地，装配组件的创建也能够在将液态的粘接剂涂覆到第一接合部位上之前进行，从而将液态的粘接剂同时施加到第一和第二接合部位上。

微波在本发明的意义中能够理解为在微波范围内的电磁波。在此，所述电磁波的频率范围优选能够处于300mhz至300ghz之间、特别优选地处于1至300千兆赫之间。尤其所述电磁波能够具有1mm至大约300mm的波长。在通过微波照射装配组件时至少照射粘接剂，从而使得粘接剂固化，其中，粘接剂从液体状态转变为至少部分固体状态。在此能够利用微波照射整个装配组件或者仅照射第一和/或第二接合部位的区域。因此，利用微波照射在本发明的意义中能够理解为发射在微波范围内的电磁波。粘接剂尤其是装配组件的一部分并且能够直接或间接地被微波照射。因此，例如能够这样设置磁发射器，使得该磁发射器直接对准第一接合部位和/或第二接合部位并且由此对准粘接剂。由此能够进一步降低对接合部位的周围环境以及其它构件的影响。

因此，非所述连接的一部分的周围构件尤其不被影响或仅轻微被影响、尤其不被或仅轻微被传热影响，但同时通过利用微波的照射加速了粘接剂的固化。在此，同时实现仅轻微影响或不影响电池的其它部件和/或接合件的温度。此外，按照本发明的接合方法是成本低廉的，因为能量吸收由于仅产生小的余热而受到限制并且同时通过加速粘接剂的固化能够加速生产。在此，还能够至少部分自动化地或完全自动化地进行所述方法步骤，从而能够降低成本并且能够提高可重复性。

此外，在按照本发明的接合方法中能够规定，装配组件的提供包括将第一接合件与电池的电源电连接以及将第二接合件与电池的电源电连接。在此，电源能够例如理解为（在电池内的）电池单池或电池模块。在此，所述至少两个接合件能够分别形成电池的一个壳体元件。因此，接合件优选能够分别形成一个适合于获取电压（spannungsabgriff）的电导体。那么，例如通过电池的所述两个壳体元件能够形成一个壳体，通过该壳体能够实现获取电压，从而不需要附加的电池连接器或附加的电导体。由此能够在制造和装配时避免其它构件和其它成本以及结构空间要求。为了将所述两个接合件彼此电绝缘，在此例如能够设有附加的绝缘体，该绝缘体设置在所述两个构件之间并且由粘接剂跨接。尤其接合件的第一接合部位和/或第二接合件的第二接合部位能够构成为电绝缘的，从而在接合部位上例如使用与在和电源的连接部位上不同的材料。

此外优选能够规定，在按照本发明的接合方法中，粘接剂至少在建立材料锁合连接之后将第一接合件与第二接合件电流分离。为此，粘接剂例如能够具有氧化铝和/或二氧化硅。因此，粘接剂能够构成为电绝缘的，从而第一接合件能够具有与第二接合件不同的电势。由此，例如不需要上述绝缘体以用于能够实现在接合件上获取电压。因此能够节省其它成本，因为第一和第二接合件例如能够构成为材料一致的。此外，由此也能够确保接合件的可靠装配，因为通过装配工人考虑较少不同的步骤，并且在通过粘接剂固定连接时也确保自动将第一和第二接合件电流分离。

有利地，在按照本发明的接合方法中，在照射装配组件时能够将微波聚焦到第一接合部位上。因此，例如能够将磁发射器这样设置在装配组件上，使得发射出的微波仅局部区域地或者逐点地射到装配组件上。在此例如可能的是，通过相应地构造微波发射器进一步限制该区域。因此，例如能够设有用于微波的凹形的或凸形的反射元件，以便使所述微波集束并且将所述微波对准接合部位。由此，微波能够被有效地发射到接合部位上，从而需要较少能量，以便用相同强度照射接合部位并且由此照射粘接剂或者给接合部位并且由此给粘接剂供应相同能量，以用于确保粘接剂的固化。此外，通过所述聚焦也能够进一步避免或减少通过微波对其它构件的照射并且由此避免或减少通过微波对所述其它构件的影响或加热。

在本发明的范畴内还能够规定，粘接剂在照射装配组件时至少部分起化学反应。因此，粘接剂能够具有由环氧化物或胺类的族构成的化学的功能组分，以便能够相应地起化学反应。因此，粘接剂能够通过被微波照射而被激励至起化学反应，其方式为：例如使各个分子关于化学元素波动。因此能够提高粘接剂的熵并且由此有利于化学反应。因此，粘接剂的反应性的使用或者化学反应是通过粘接剂固化实现连接的简单措施，而不必引入关键性的温度。

此外，在按照本发明的接合方法中能够规定，在利用微波照射装配组件时将微波按比例施加（skaliert）到粘接剂上，从而至少基本上仅粘接剂的限定的功能组分通过微波起化学反应。在此，按比例施加能够理解为微波在其频率、波长和/或强度方面与所述限定的功能组分匹配，为此能够设有控制单元。所述限定的功能组分能够包括化学元素和/或化学分子，它们能够尤其是与其它功能组分相互配合地确保第一和第二接合件之间的材料锁合连接。由此，例如其它能够用于将接合件电流分离的功能组分能够不被微波影响或仅轻微地被微波影响。为此，尤其用于发射微波的微波发射器能够构造为微波激射器、即在微波范围内的激光器。此外，微波能够进一步与粘接剂的期望作用适配，从而电池的其它构件也在此经受至少减小的通过微波的影响。因此，总体上能够进一步提高所述接合方法的效率，因为所耗费的能量确实也能够实际用于真正目的、即粘接剂的固化。

有利地，在按照本发明的接合方法中，能够通过利用微波照射装配组件（仅）提高粘接剂的温度。在此，所述温度在粘接剂的熔化温度之下。虽然通过提高温度能够增加粘接剂的熵，从而该粘接剂例如能够起化学反应，但是能够不需要超过粘接剂的熔化温度，从而所述温度对于周围构件来说也能够处于可接受的范围内。由此也限制了所需能量，因为不必达到粘接剂的熔化温度。尤其经由较高的微波照射强度能够进一步减小粘接剂的固化时间。由此能够实现加快电池的尤其是在批量制造中的制造。

此外能够规定，在按照本发明的接合方法中，有利地利用微波至少在一个平面中全面地或全包围地照射装配组件，尤其其中，接合部位环绕地构成。因此，微波发射器例如能够围绕装配组件设置，从而产生对接合部位和/或接合缝的环绕照射。附加地或备选地，此外能够设有围绕装配组件或接合部位转动的微波发射器。在此，例如能够设有用于微波发射器的环绕的引导装置、例如通过机械手来导引，在所述引导装置中微波发射器尤其是自动运动。备选地或附加地，装配组件能够转动。因此，所述装配组件例如能够设置在转动支架上，该转动支架旋转并且由此确保全面地照射接合部位。通过环绕地或全面地照射接合部位，与此相应地也能够确保全面的材料锁合连接，从而所述连接特别可靠并且同时也能够发挥密封作用。由此例如能够取消另外的密封件。

此外，在本发明的范畴内能够规定，在照射期间调节对装配组件的照射强度。由此能够确保：一方面微波以尽可能高的强度被引入到粘接剂中，以便确保粘接剂快速固化；并且另一方面所引入的能量不会提高过多，从而周围构件不被加热。因此，例如能够根据第一和/或第二接合部位的局部构造尤其是自适应地调节所述强度，以便始终确保最佳的固化。

按照本发明的另一方面要求保护一种尤其是用于车辆的电池，所述电池具有所述至少两个接合件，所述至少两个接合件通过按照本发明的接合方法尤其是如上所述地相互连接。因此，按照本发明的电池带来了与已经通过按照本发明的接合方法详细阐述了的优点相同的优点。

此外，在此能够规定，第一接合件是电池的第一壳体元件并且第二接合件是电池的第二壳体部件。优选地，所述壳体元件能够分别是一个壳体半部。由此能够这样构成壳体，使得要求少的结构空间并且同时能够实现所述两个壳体半部或所述两个壳体元件的更可靠的连接。在装配壳体元件时，尤其是在电池中已经设置好许多其它构件。如果此时两个壳体元件通过按照本发明的接合方法相互材料锁合，则所述其它构件不被影响或仅轻微被影响。

附图说明

其它改进本发明的措施由以下对本发明的一些实施例的说明得出，所述实施例在附图中示意性地示出。所有由权利要求、说明书或附图得出的特征和/或优点，包括结构细节、空间布置结构和方法步骤在内不仅能够单独对本发明是重要的，而且能够以最不同的组合对本发明是重要的。在此要注意，附图仅具有说明性的特性并且不被认为以任何形式限制本发明。附图中：

图1以示意透视图在第一实施例中示出了用于实施按照本发明的接合方法的组件；

图2以示意剖视图示出了第一实施例的用于实施按照本发明的接合方法的组件；

图3示出了第一实施例的装配组件的接合部位的细节视图；

图4在另一实施例中示出了粘接剂的成分；

图5在另一实施例中示出了在按照本发明的接合方法中的温度曲线；

图6示出了按照本发明的接合方法的方法步骤；

图7在另一实施例中示出了具有按照本发明的电池的车辆；并且

图8在另一实施例中示出了用于实施按照本发明的接合方法的组件。

在以下附图中，对于即使是不同实施例的相同技术特征使用同一附图标记。

具体实施方式

图1和图2以第一实施例的透视图示出了用于实施按照本发明的接合方法100的组件。在此示出了电池10的装配组件1，该装配组件具有第一接合件11和第二接合件12，所述第一接合件和第二接合件在第一接合件11的第一接合部位13和第二接合件12的第二接合部位14上相互连接。在此，第一和第二接合部位13、14全面地设置在第一接合件11上和在第二接合件12上。在实施用于制造电池10的接合方法100时，接合部位13、14在此通过微波发射器40至少局部被微波2照射，从而至少被施加到第一接合部位13上的粘接剂20为了在接合件11、12之间建立材料锁合连接而至少部分固化。在此，微波发射器40全面地设置在电池10的装配组件1的周围，从而接合部位13、14也能够被全面地被照射。

此外由图2变得清楚的是，第一接合件11形成电池的第一壳体元件、尤其是第一壳体半部，并且第二接合件12形成电池的第二壳体元件、尤其是第二壳体半部。在此，接合件11、12和接合部位13、14利用被微波发射器40的微波2照射的粘接剂20连接。在此，微波发射器40能够直接地或者至少部分穿过另外的构件地照射粘接剂20，只要所述构件对于微波2是可透过的。此外，第一接合件11经由连接器件16与电池10的电源15连接。此外，第二接合件12经由连接器件17同样与电源15连接。由此能够确保直接在由所述接合件11、12形成的壳体上获取电压。在此，电源15例如能够是电池10的电池单池或电池模块。因此，尤其接合件11、12构成为能导电的，而粘接剂20优选在建立第一和第二接合件11、12的连接之后将接合件11、12彼此电流分离。由此不需要设置另外的电池连接器用于获取电池10的电源15。因此，壳体或电池10能够特别紧凑地构成。

此外，在图3中示出了第一实施例的装配组件1的接合部位13、14的细节视图。在此，粘接剂20设置在第一接合件11与第二接合件12之间。如果粘接剂20由于被微波2照射而被激励以便固化，则因此能够产生温度上升。尤其粘接剂20能够构成为用于由于被微波2照射而具有化学反应。然而，由于微波2能够适应于粘接剂20，所以能够产生周围构件温度的仅局部提高，从而仅在第一接合件11和第二接合件12的边缘区域11.1、12.2中产生尤其是可测量的温度梯度。

此外，图4示出了用于按照本发明的接合方法100的粘接剂20的成分的示意图。在此，粘接剂20具有不同的功能组分21、22、23，所述功能组分尤其是在温度不同的情况下或在能量供应不同的情况下起化学反应。因此，微波2在装配组件1被微波2照射时能够被按比例施加到粘接剂20上，从而至少基本上仅粘接剂20的限定的功能组分21、22通过微波2起化学反应。因此，例如能够为此使用大部分能量，使得限定的功能组分21、22起反应并且粘接剂20由此能够固化并且确保两个接合件11、12之间的材料锁合连接。在此能够不影响或仅轻微影响另外的功能组分23，从而所述另外的功能组分例如不起化学反应并且所述另外的功能组分的功能由此不受微波2影响。这尤其是能够经由微波2的集束和/或进一步聚焦来实现。在此，功能组分21、22、23能够理解为化学元素和/或化学分子的不同的化学族。此外，限定的功能组分21、22能够理解为这样的功能组分，所述功能组分在粘接剂20固化时负责或至少基本上负责所述材料锁合连接。

图5在另一实施例中示出了在按照本发明的接合方法100期间的温度曲线。在此示出了描绘关于时间t的温度t的图表。在于时间t上进行接合方法100期间，当通过微波2照射粘接剂20并且该粘接剂在此尤其是起化学反应时，粘接剂20的温度24在此至少短暂提高。然而在此规定，所述温度24在接合方法100期间始终保持在粘接剂20的熔化温度25之下。由此，为了实施接合方法100而需要的能量也被限制。同时粘接剂20不继续熔化，从而仅进行期望的固化。因此能够实现电池10的快速的制造方法。

图6以示意图示出了按照本发明的用于制造具有至少两个接合件11、12的电池10的接合方法100。在此，按照第一方法步骤101规定，将液态的粘接剂20涂覆到电池10的第一接合件11的第一接合部位13上。接着在第二方法步骤102中规定，通过组合电池10的第一接合件11和第二接合件12来构建装配组件1。根据电池10的结构形式或根据装配期间的效率能够规定，在方法步骤102之前实施方法步骤101。然而也能够规定，方法步骤102设置在方法步骤101之前，尤其是从而将液态的粘接剂20同时涂覆到电池10的第一接合部位13和第二接合件12的第二接合部位14上。此外接着设有方法步骤103，其中，通过微波2至少局部照射装配组件1，从而粘接剂20为了在所述至少两个接合件11、12之间建立材料锁合连接而至少部分固化。有利地能够规定，在上一方法步骤102期间已经至少部分利用微波2照射装配组件1，从而粘接剂20在组合第一和第二接合件11、12时已经是固化的（angehärtet）。通过按照本发明的接合方法100实现如下简单的可能性，即，在使用高效的减少的能量的情况下设置电池的两个构件的低成本连接。

此外，图7示出了具有电池10的车辆30。在此，电池10通过按照本发明的接合方法100、例如通过按照图6的实施例的接合方法来制造。此外，电池10与车辆30的电动机31连接，以便驱动该车辆。因此，尤其是能够涉及混合电池。

此外，图8示出了用于实施按照本发明的接合方法100的组件，其中示意性地居中地示出了装配组件1。此外，围绕该装配组件1设有引导器件41，该引导器件构造成用于引导微波发射器40。在此，微波发射器40能够环绕装配组件1从第一位置ⅰ移动到第二位置ⅱ、第三位置ⅲ和第四位置ⅳ中。因此，也能够通过仅一个微波发射器40实现至少局部环绕地照射装配组件1的接合部位13。附加地或备选地也可想到的是，所述微波发射器40借助自动的机械手来移动。附加地或备选地同样可想到的是，所述装配组件1设置成可转动的，其中，微波发射器40的所示出的位置ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ是当装配组件1转动并且微波发射器40保持静止时微波发射器40相对于装配组件1的相对位置。

上面对实施方式的阐述仅在示例范畴内说明本发明。当然，在不离开本发明的范畴的情况下，所述实施方式的各个特征能够自由相互组合，只要在技术上是有意义的。