CN102484225A - 制造电化学电池的方法 - Google Patents

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Abstract

在制造电化学电池(1)的方法中，其中电化学电池具有一个至少包含两个被隔板相互分开的电极的电极堆栈(5)，一个由至少两个部件(4)组成的液体密封的外包装(2)，以及至少两个与所述电极电连接并且穿过外包装(2)向外延伸的导电体(3)，首先在第一个方法步骤中，通过成型过程使得导电体(3)与模制件(6，7，8)相连接，并且在第二个方法步骤中使得模制件(6，7，8)与外包装(2)相连接。

Description

制造电化学电池的方法
本发明涉及一种制造电化学电池，特别是平板电池的方法，以及通过这种方法生产的电化学电池。
发明DE 600 29 123 T2涉及一种直流电池。一封闭筒状的电化学电池被至于金属盒子中。有正、负集电器各一个，与封闭筒状的电极相连接。有一个环状的塑料部件，使得阳极与金属盒子间相互绝缘。
本发明要解决的问题是，提供一种更为优化的制造电化学电池的方法。
本发明通过权利要求1中所述的制造电化学电池的方法以及权利要求7所述的电化学电池解决上述问题。本发明的优选实施例和改进在相应的从属权利要求中说明。
本发明所涉及的电化学电池包括由至少两个被隔板相互分开的电极所组成的电极堆栈。此外，该电化学电池具有由至少两个部件组成的液体密封的外包装。包含至少两个与电极电连接且穿过外包装向外延伸的导电体。在第一个方法步骤中，通过成型过程使得导电体与模制件相连接。在第二个方法步骤中使得模制件与外包装连接。优选地，导电体通过外包装的开口穿过外包装。为此，外包装的开口优选设置在外包装的至少两个部件之间的接缝处。特别是，模制件可以和导电体一起与外包装的开口形成密封。由此，模制件与外包装在外包装的开口处相连接，特别是如此与开口相连接，从而特别使模制件与导电体一起将开口完全和/或液体密封地封闭起来。可以在模制件与外包装的部件之间建立一个材料决定的连接。
本发明的导电体被视为可以使电子从电极向用电器的方向流动的装置。导电体也可以在电流的相反方向起作用。导电体可以和电极或电极堆栈的带电的电极集以及电源线电连接。导电体的形态可以与电极堆栈的形态相适应。导电体优选设计成片状或者薄膜状。优选的，一个电极堆栈的各个电极有各自对应的导电体，或者同一极性的电极与相同的导电体相连接。
在本发明中外包装可以理解为至少是一个部分的界限，其将电极堆栈与外界分隔。外包装优选为气体密封和液体密封的，因此避免了与周围环境发生物质交换。电极堆栈被设置在外包装内。至少一个导电体，特别是两个导电体，从外包装延伸出来并且作为电极堆栈的接口。也可以是多个导电体从外包装中延伸出来，特别是两个或者四个导电体。优选将向外延伸的导电体作为电化学电池的电源正极和电源负极的接口。
根据本发明的电极堆栈可以理解为这样的装置，其作为直流或电化学电池的组件，也是存储化学能量的组件，并提供电能的输出。另外，电极堆栈有多个片状元件，至少两个电极，即一个阳极和一个阴极，以及一个容纳至少部分电解质的隔板。优选的，至少一个阳极、一个隔板和一个阴极被重叠放置或堆积，其中隔板至少有部分被放置在阳极和阴极之间。这个阳极、隔板和阴极的放置序列可以在电极堆栈中被任意多次地重复。优选的，片状元件被绕成一个电极卷筒。因此，“电极堆栈”这一词也可以用于表示电极卷筒。在电能输出之前存储的化学能被转化成电能。在充电过程中将输入的电能转化为化学能并存储在电极堆栈中。优选的，电极堆栈包括多个电极对和隔板。特别优选的，一些电极彼此相互连接，特别是相互电连接。
优选的，成型过程包括至少一种铸造方法，特别是压铸方法。优选的，铸造方法是压铸方法。优选的，铸造材料为绝缘材料，特别是塑料。
使用铸造方法来制造模制件时，可以使用在铸造后有一定硬度的材料。电化学电池的外包装的密封经常伴随着对接缝处施加压力。由于模制件也被施加压力，有一定硬度的模制件相对于制造过程中的负荷会更为坚固。
优选的，在成型过程中至少一个导电体至少部分地被模制件封装，或注塑包封。特别是，至少部分地被模制件封装或注塑包封可以被理解为，在成型过程中导电体至少会被模制件环形封装或被其注塑包封。优选的，导电体的两面，特别是所有面被一个优选的整体模制件环状地封装。模制件优选地形成一个环状封闭外套，可特别地作为电化学电池的外包装开口的覆盖面。模制件优选地作为导电体和外包装的至少一个部件之间，特别是在外包装的开口区域的绝缘层。
在铸造过程中以及过程后导电体的尾端从模制件中凸出来。凸出的尾端特别地构成了导电体的一个区域，此区域设置在一块制作完成的电化学电池的外包装的内部。此外，另一个凸出的导电体的尾端特别地构成了导电体的一个特定区域，此区域设置在一块制作完成的电化学电池的外包装的外部。特别地，当塑模成型过程使用铸造方法时，特别是当使用压铸方法时，导电体在成型过程中被模制件用注塑包封。因此，一个导电体，特别是两个或多个导电体能被放入到铸模中并且随后被铸造材料至少部分的封装，特别是被注塑包封。
优选的实施例为，在铸造过程中至少有两个导电体，其至少有部分地被同一个模制件所封装，特别地被注塑包封。方案可以进一步被改进为，一个电化学电池的所有的导电体至少有部分被同一个模制件所封装。此处“同一模制件”可以被理解为模制件主体唯一，或者说一个整体的模制件。优选的，只要上述模制件的所有的材料从空间和物理上相连接在一起即可。优选的，只要一个单独的模制件封装至少两个导电体即可。优选的，模制件使两个导电体互相隔离。优选的，模制件可以使两个导电体互相保持间距，并且由此起到间距保持物的作用。一个模制件可以固定封装两个导电体。
优选的，模制件被设计为密封带的形式。一个密封带仅环形封装一个单独的导电体，并且构成一个环形的表面，其用于与电化学电池的外包装的开口衔接。
另一种可选择的实施方案可以是，模制件设计为密封条。一个密封条将两个或多个导电体围住，优选地以环形方式分别围住，并且由此构成一个特别的环形的表面，其用于与电化学电池的外包装的开口衔接。
通过这样的方式，即密封条可以封装多个导电体，特别是可以避免在外包装的紧固凸缘上两个相邻设置的导电体之间的区域上出现一狭窄部。此外，到现在为止单独使用的密封方法可以被结合起来。
在另一种可选择的实施方案中，模制件可以设计成四周围密封框的形式。特别的，密封框将两个或多个导电体封装起来。密封带优选地与两个导电体封装固定在一起，特别是由材料决定地固定在一起。此外，密封框的本身为四周封闭，在其上外包装的两个一半的两个不同的面可以被凸缘封装。基于此，密封框优选设置在外包装的特别是呈壳状的两个一半的或两个外壳的接缝处。这种密封框的优点在于，外包装的一半上全部的接缝都是平整的，不存在三维弯曲的凹进去的空隙。简化了安装也利于更好的密封效果。
密封部件优选设计为压铸部件。密封部件至少密封一个导电体的至少一部分，特别是在引导管的范围。
优选的，模制件至少在密封区域超出外包装。在这里超出被特别理解为，模制件相对于外包装顺着导电体从电池内部向电池外部的方向上延伸，并在电池外部的方向上延伸出外包装。因此设置为，在开口区域模制件基本上比其它区域的要长。因此，模制件在开口以外的部分并不与外包装的一个部件接触。作为另一种或与之前结合的设计，开口区域的比外包装的其他部分要短。长或者短是针对此情况中外包装或者模制件从电池内部向电池外部方向上的延展，即在开口的开口方向上的延伸。
以下通过结合附图对本发明进一步描述。附图中：
图1为发明涉及的电化学电池的第一个实施例
a)透视图
b)分解图
c)一个带有压铸密封带的电导体的细节图
d)截面图
e)密封区域的放大截面图；
图2为发明涉及的电化学电池的第二个实施例
a)透视图
b)分解图
c)一个带有压铸密封条的电导体的细节图
d)密封区域的放大截面图；以及
图3为发明涉及的电化学电池的第三个实施例
a)透视图
b)分解图
c)一个带有压铸密封框的电导体的细节图
d)密封区域的放大截面图；
图1显示了本发明涉及的一种电化学电池1的第一个实施例。电化学电池包括被设置在外包装2中的电极堆栈5。在电极堆栈5的电极上连接着两个穿过外包装2并且被设置为电化学电池1的外部连接的导电体3。外包装2是由两个对称的外包装部件，即外壳4，组装而成。
每个外壳4包括一个环形的紧固凸缘15。在紧固凸缘15处两个外壳4彼此之间接触并相互固定。同时，外壳4在紧固凸缘15上各有两个空隙10。在外壳4被装配在一起的状态下，两个空隙10相互重叠，从而在外包装2上个形成一个开口11。外包装2上开口11的区域称为密封区域9。导电体3从电池内部穿过开口11向外部延伸出来。
为了使导电体3与外壳4相互绝缘，在密封区域9内的导电体3上设置了模制件，其在本实施例中以密封带6的形式呈现。密封带6由塑料制成，并且是通过压铸方法围绕导电体3得到的，即围绕导电体进行压铸。为此，首先导电体被放到铸模中，并且随后被压铸材料注塑包封。每个导电体对应一个单独的用于将导电体3环状密封的密封带6。密封带6和导电体3共同填充开口11，并且消除了外壳4的缝隙10与导电体3之间的环状空间。
外壳4是由多层材料制成的，并且其第一层12由铝制成。第二层13在铝层的内侧，由塑料制成，因而是塑料层13。特别是如图1b)所示，在两个外壳4的紧固凸缘15上，两个空隙10之间各有一个狭窄部14。在两个外壳4上的这两个狭窄部14在电化学电池闭合时相互接触。其他针对两个狭窄部14之间的密封部件没有被披露。外壳4可以通过深冲工艺来制造。
密封带6在缝隙的方向上高出外壳4，沿着平行于导电体3的方向延伸。因此，密封带6从开口11处向外延伸超出外壳4。这可以使得导电体3和外壳4之间达到更好的绝缘效果。
图2显示了本发明涉及的一种电化学电池1的第二个实施例，其基于第一个实施例。因此，以下只表述与第一个实施例的区别。
如图2b)所示，特别之处是在外壳4的紧固凸缘15上仅有一个空隙10，从其中间两个导电体3穿过外包装2并延伸出来。此外，模制件采用密封条7的形式，其作为压铸部件设置在两个导电体3的周围。为此，首先两个导电体被放在铸模内，随后被铸造材料注塑包封。密封条7将每个导电体3环形封装。密封条7使导电体3和外壳4相互电绝缘。密封条7和两个导电体3共同填充开口11。因为这里只设计了一个开口，两个导电体3同时从它中间穿过，在第二个实施例的外包装2中没有在两个开口11之间设置狭窄部14。在第二个实施例中密封条7在开口11的区域也高出外壳4。
图3显示了本发明涉及的一种电化学电池1的第三个实施例。第三个实施例是第二个实施例的延伸，以下仅对与第二个实施例的区别进行描述。特别是在图3c)中可以看到，密封部件制作成环形密封框8的形式，其在整个框结构中采用固定的横截面厚度D。密封框8将两个导电体3环形封装。密封框8为封闭的环形，分别通过两个外壳4的不同侧与其各自的紧固凸缘15安装紧固。密封框8全部周边设计成固定横截面厚度D。由于与密封框8接触，在外壳4上不再设置为形成开口的空隙。取而代之的是在外包装5的外壳4之间形成的一个环形开口11，其在两个外壳4之间通过一个固定存在的缝隙形成。这个缝隙的全部周边为固定的横截面厚度D，并且被环形密封框所完全封装。密封框8的延伸与外包装2的紧固凸缘15的延伸一致，并且设置在外包装2的两个外壳4之间的环状紧固凸缘15整个区域。通过调整两个外壳4的间距，在紧固外壳4之间产生一个环状的开口11，其被密封框8以及被密封框8所包围的导电体3所填充。
附图标记清单
1电化学电池
2外包装
3电导体
4外壳
5电极堆栈
6密封带
7密封条
8密封框
9密封区域
10空隙
11开口
12铝层
13塑料层
14狭窄部
15紧固凸缘
D横截面厚度

Claims (13)

1.制造电化学电池(1)的方法，其中所述电化学电池包括至少两个被隔板相互分开的电极所组成的电极堆栈(5)，由至少两个部件(4)组成的液体密封的外包装(2)，以及至少两个与所述电极电连接并且从外包装(2)向外延伸的导电体(3)，
其特征是，
首先，在第一个方法步骤中，通过成型过程使得所述导电体(3)与所述模制件(6，7，8)相连接，并且在第二个方法步骤中，使得所述模制件(6，7，8)与所述外包装(2)相连接。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述模制件(6，7，8)被连接在所述外包装(2)的开口(11)上。
3.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征是，其成型过程至少是铸造方法，特别是压铸方法。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征是，至少一个，特别是两个或者多个所述导电体(3)被放入铸模中，并且至少部分被铸造材料所包围，特别是被注塑包封。
5.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征是，所述成型过程中，至少一个所述导电体(3)至少部分被所述模制件(6，7，8)所封装，特别是被注塑包封。
6.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征是，至少两个所述导电体(3)至少部分被所述模制件(7，8)所封装，特别是被注塑包封。
7.电化学电池(1)，其特征是，其由前述权利要求中至少一项所述的方法所制造。
8.根据权利要求7所述的电化学电池，其特征是，所述模制件被设置成密封带(6)的形状。
9.根据权利要求7所述的电化学电池，其特征是，所述模制件被设置成密封条(7)的形状。
10.根据权利要求7所述的电化学电池，其特征是，所述模制件被设置成环形密封框(8)的形状。
11.根据权利要求7至10中至少一项所述的电化学电池，其特征是，所述模制件(6，7，8)是压铸部件，特别是其至少封装了部分的所述导电体(3)。
12.根据权利要求7至11中至少一项所述的电化学电池，其特征是，至少一个所述模制件(6，7，8)至少在所述开口(11)的位置超出外包装(2)。
13.根据权利要求7到12中至少一项所述的电化学电池(1)所构成的电池结构。
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