CN114188586A - 用于制造蓄电池单池的单池堆的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造蓄电池单池(8)的单池堆(57)的方法，其至少具有以下步骤：a)输入至少一个由第一材料制成的第一材料幅(3)；b)输入至少一个由第二材料制成的第二材料幅(22、27)；c)分别在形成至少一个抗拉的运输部段(18)的情况下实施在第一材料幅(3)和第二材料幅(22、27)上的第一次切割，其中，相应的运输部段(18)沿相对于材料幅(3、22、27)的横向错开地布置；d)将第一材料幅(3)和第二材料幅(22、27)汇合；e)实施第二次切割，其中，第一和第二材料幅(3、22、27)的运输部段(18)在至少沿横向或纵向错开的分切部(14)处相互独立地被切割。

Description

用于制造蓄电池单池的单池堆的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于制造蓄电池单池的单池堆的方法和一种用于制造蓄电池单池的单池堆的装置。

背景技术

在现有技术中已知，通过使用单独设备来分离阴极片、阳极片和分隔器片，制造蓄电池单池的单池堆。以此方式制成的片然后分别逐个和分开地以料仓提供并且在形成堆垛期间的单片堆叠时逐个定位和定向。生产单池堆的该过程需要很长的循环时间(或者说生产节拍)。

另一种已知方法是所谓的Z型折叠，在Z型折叠中，分隔器片缠绕在单个电极片上，然而这些电极片同样必须在前置过程步骤中事先分离和定位。Z型折叠也只是实现了相对较慢的循环时间。

此外已知借助层压过程进行垛的形成。然而为此需要将阴极片和阳极片与分隔器膜层压。然而为此需要的可层压的分隔器膜是相对贵的。

已知的方案具有各种缺点。因此，单池堆的形成目前在蓄电池单池的生产中是非常缓慢的过程。目前，在周期较短的堆垛形成过程中，极难达到符合所需的位置公差。此外，通过分开准备用于单池堆的单片、接着存放、汇合、堆叠和连接，使得需要一系列过程步骤，这些过程步骤分别需要对材料复杂的处理。大量过程步骤还需要更大的设备技术上的耗费并且也只能实现相对较慢的循环时间。

发明内容

因此本发明要解决的技术问题是，至少部分解决现有技术出现的问题。尤其应提供一种方法和一种装置，利用其可以特别快速地制造蓄电池单池的单池堆。此外应提高所使用的材料幅的定位精度并且减少设备技术上的耗费。

上述技术问题通过一种用于制造蓄电池单池的单池堆的方法解决上述问题。该方法至少具有以下步骤：

a)输入至少一个由第一材料制成的第一材料幅；

b)输入至少一个由第二材料制成的第二材料幅；

c)在第一材料幅和第二材料幅上实施第一次切割，以分别形成至少一个(抗拉的)运输部段，其中，相应的运输部段沿相对于材料幅的横向错开地布置；

d)将第一材料幅和第二材料幅汇合；

e)实施第二次切割，其中，第一和第二材料幅的运输部段在至少沿横向或纵向错开的分切部处相互独立地被切割。

在方法步骤a)和b)中，首先输入至少一个具有第一材料的第一材料幅和至少一个具有第二材料的第二材料幅。相应的材料幅例如可以被选择用作蓄电池单池的阳极、阴极或分隔器。针对阳极例如合适的是由含铜的材料制成的基层和施加在其上的阳极活性层。相应地例如含铝的材料适于作为用于施加在其上的阴极活性层的基层。针对分隔器例如考虑柔性的微孔塑料或无纺布。

材料幅优选可以从存储设备、例如卷轴或线卷，以较大的幅长度输入，以便在较长时间段上实现该方法连续不断的运行。

例如若输入适于制造阳极的第一材料幅，则该幅面在第一切割装置处经受第一次切割，其中，该切割这样进行，使得保留至少一个抗拉的运输部段。运输部段在此应设计成，其能承受沿材料幅的纵向的拉力。这允许在后续步骤中作为连续的材料幅处理该材料幅，因为继续运输所需的力可以引入运输部段中。

同时在第二材料幅上也实施第一次切割，使得在该材料幅上也产生运输部段，该运输部段适于承受用于继续运输和继续加工的力。然而在此，第二材料幅的运输部段这样产生，使得该运输部段在材料幅的后续汇合之后横向地、即相对于材料幅的纵向在侧向和横向于材料幅的纵向地与第一材料幅的运输部段错开地布置。以此实现彼此独立地实施不同材料幅的剪切。

在该方法的进一步流程中，以此切割的第一材料幅然后与第二材料幅、例如分隔器汇合形成子堆。分隔器的第二材料幅尤其也保存在存储设备中、例如作为分隔器线圈，使得第一次切割的过程和第一与第二材料幅的汇合可以以较高速度进行。除了分切部的可选的横向错开的布置，利用本发明，分切部也可以沿材料幅的纵向布置在不同位置处。这实现在连续进行的生产方法中切割不同长度的材料幅。

在所述汇合之后，子堆然后输送至第二次切割，为此运输部段又用作用于驱动力的作用点。然后可以在第二切割装置上进行子堆的第二次切割，其中，相应的运输部段就从子堆分离或者说横向地分断，由此产生子堆沿横向的完全划分。

由此产生和分离出的双层的子堆例如具有阳极和分隔器，并且例如可以与另外的双层的由阴极和分隔器组成的子堆布置成一个单池堆。

备选的是，不是所述两个材料幅，而是更多材料幅在第一次切割之后汇合并且然后经受第二次切割。在此尤其有利的是，使用具有阳极、分隔器、阴极、分隔器或阴极、分隔器、阳极、分隔器顺序的四个材料幅，因为这些四层的子堆总是可以直接相互堆叠，直至该单池堆具有需要数量的阳极和阴极。这允许非常快速和位置准确的单池堆生产，生产时间比已知的方法短得多。

尤其可以规定，使用至少沿横向具有不同尺寸的材料幅。在此例如第一材料幅和第二材料幅可以剪切成不同的尺寸，或者在供货状态就具有期望的宽度。对于蓄电池单池的安全需要的是，分隔器沿所有方向并且以足够的程度超出待绝缘的阳极或阴极，以便可靠避免这两种材料幅之间的电流。在此，分隔器环绕超出阴极的过盈量应约为3mm，环绕超出阳极的过盈量应约为1.5mm。这例如意味着，分隔器应比阴极大约6mm并且比阳极大约3mm。

这些不同的尺寸优选可以在第一次切割范围内就借助第一切割装置产生，第一切割装置针对每个材料幅实施个性化的切割。为此，例如阴极切割成期望的宽度加上需要的运输部段的宽度。同时阳极切割成期望的宽度加上3mm的过盈量，因为阳极优选应比阴极大。最后分隔器被切割成期望的宽度加上相对于阴极宽度的6mm的过盈量。在此要注意，在全部三个材料幅中甚至已经可以引入横向的剪切。重要的仅仅是，在此始终保留至少一个适于承受和传递沿材料幅的纵向作用的拉力的运输部段。在所有的宽度尺寸中须相应地考虑以后要部分地再分离的运输部段的宽度。若现在将材料幅相应彼此横向对齐，则可以将它们汇合并输入第二切割装置用于第二次切割，以便然后获得可以相互堆垛的分开的子堆。

特别有利的是，在至少一个材料幅中设置窗口部段，该窗口部段选择为，使得至少一个其他材料幅的运输部段的分切部位于该窗口部段中。这优选可以在第一次切割时就进行，方式是例如在材料幅中引入小的窗口或孔，之后为了继续运输而使用的具有销栓、驱动轮等等的驱动装置可以接合或嵌接在所述窗口或孔上。若将一个材料幅的以此实现的窗口的位置和另一个材料幅的运输部段的分切部选择为，所述窗口位于该另一个材料幅的窗口的内部，则位于该窗口区域中的条带形的运输部段和甚至对应的材料幅也因此与所述另一个材料幅无关地在该位置处分开。为此，例如已经存在但尚不连续的横向的分切部只需延长至材料幅的边缘。因此，该特征实现了相互无关地切割两个间接或者直接相叠布置的材料幅。在此，分切部的位置可以既沿材料幅的横向，也沿纵向位于不同的位置处。

尤其可以如上文所述的是，在第二次切割之后将至少两个子堆布置成一个单池堆。

子堆尤其可以由至少四个材料幅构成。在此，特别有利的是，两个电极和两个分隔器形式的材料幅组合。若由这些材料幅构成可行的组合，则由此制成的子堆可以相叠布置直至需要的单池堆高度，在此仅需要加入一个分隔器作为第一个或者最后一个材料幅。

例如若选择由堆叠布置的阳极、分隔器、阴极、分隔器构成的组合，则必须在开始布置该子堆时插入一个单独的分隔器，否则位于底部的阳极将不会被绝缘。

相反，若选择这样组合，其中，堆叠布置的材料幅顺序为分隔器、阳极、分隔器、阴极，则必须在结束布置该子堆时插入一个单独的分隔器，否则位于顶部的阴极将不会被绝缘。

尤其可以在切割时就在至少两个材料幅上构造放电旗状件。这在阳极和阴极的材料幅中特别有利。在此可行的是，在第一和第二次切割时就已经完整形成和没有额外耗费地形成放电器，方式仅选择相应的和合适的剪切轮廓。

按照本方法制造的单池堆尤其可以在紧随其后的方法步骤中利用连接器件，如胶带或粘合带连接成单池包。该额外的步骤可以特别容易地作为额外的方法步骤添加在本方法后。

对于自动布置尤其有利的是，在将子包布置成单池堆时，至少一个额外的材料幅布置在单池堆中。如上文所述，该材料幅可以或者在单池包的底侧上引入并且从而在开始布置子堆时引入单池堆，或者在单池包的顶侧上引入并且从而在结束布置子堆时引入单池堆。

具有按照上述方法制造的单池堆的蓄电池单池的优点是，该蓄电池单池可以低成本制造并且由于自动化的和连续的处理而可以彼此位置特别精确地布置各单个材料幅。这降低了成本并且提高了蓄电池单池的使用寿命或者说可靠性。

尤其这也适用于具有至少一个上述蓄电池单池的机动车。

本发明尤其可以利用制造单池堆的装置实施，所述装置具有至少两个用于至少一个第一材料幅和至少一个第二材料幅的存储设备、用于切割材料幅的至少一个第一切割装置和至少一个第二切割装置、用于输送材料幅的运输装置、用于将材料幅汇合的设备和堆垛装置，其中，所述第一切割装置产生条形的运输部段，第二切割装置沿输送方向布置在用于汇合的设备后方并且设计用于在材料幅中产生材料幅沿输送方向错开的完整的横向的分离。

尤其可以规定，第一切割装置和第二切割装置构造用于切割至少两个汇合的材料幅，由此，若第一或第二次切割同时而不是相继地在尽可能多的材料幅上实施，就可以大大减少生产时间。

尤其还可以规定，第二切割装置设计用于在至少一个材料幅上实施边缘区域的纵向切割。这是有利的，例如，若在实施第二次切割时要分离侧向布置的运输部段。

此外在本发明的范围中可行的是，用于制造单池堆的装置具有至少两个用于至少一个第一材料幅和至少一个第二材料幅的存储设备、用于切割材料幅的至少一个第一切割装置和至少一个第二切割装置、以及用于输送材料幅的运输装置。此外该装置具有用于汇合材料幅的设备和堆垛装置，其中，第一切割装置产生至少一个抗拉的条形的运输部段，第二切割装置沿纵向布置在用于汇合材料幅的设备后方并且设计用于产生材料幅的完整的横向的分离。沿纵向观察，运输部段优选构造在材料幅的外部边缘处并且具有小于材料幅宽度的25％的宽度。若在不同材料幅上配设有多个运输部段，则所述运输部段优选横向于纵向地彼此错开地布置。

第一切割装置尤其可以设计用于平行切割至少两个材料幅。

此外可以规定，第一切割装置设计用于将至少一个材料幅平行于纵向地分割成多个材料幅。由此可以例如在第一切割装置中加工更宽的材料幅。在此优选的是，首先实施期望的第一次切割，然后将材料幅划分成需要的宽度。例如可以切割具有需要的分隔器的两倍宽度的用于分隔器的材料幅。若现在在第一次切割中将该较宽的材料幅划分成分隔器的两个材料幅，则这两个材料幅可以例如立即在具有两个电极和两个分隔器的子堆的范围中不间断地和持续地被进一步加工。

要注意的是，在此使用的序数词(″第一″、″第二″...)主要(仅)用于区分多个同类的对象、尺寸或过程，即尤其不强制规定这些对象、尺寸或过程相互之间的依赖性和/或顺序。若依赖性和/或顺序是必要的，这在此明确指出，或者对本领域技术人员来说在研究具体描述的设计时是显而易见的。

附图说明

下面根据附图进一步阐述本发明以及技术领域。要指出的是，本发明不通过所述实施例限制。尤其若不是另外明确地说明，还可以从图中阐述的事实中提取部分方面并且与源自本说明的其他组成部分和认识相结合。尤其指出的是，附图和尤其所示尺寸关系只是示意性的。其中：

图1：用于阳极的第一切割装置的侧剖视图；

图2：按照图1的切割装置的俯视图；

图3：在第一次切割后的阳极的俯视图；

图4：在第一次切割后的阴极的俯视图；

图5：用于分隔器的第一切割装置的侧剖视图；

图6：用于分隔器的两个可行的切割的俯视图；

图7：四个材料幅的可行的组合；

图8：从材料幅汇合起的过程的侧视图；

图9：四个已汇合的材料幅的俯视图；

图10：第一夹紧装置的作用方式；

图11：第一夹紧装置闭合；

图12：第二夹紧装置的作用方式；

图13：第二夹紧装置闭合；

图14：凸轮驱动装置的侧视图；

图15：剖切凸轮驱动装置的凸轮的剖视图；

图16：具有第一、第二和第三夹紧装置的俯视图和侧视图；

图17：第二切割装置的俯视图；

图18：第二切割装置的第一滚子的斜视图；

图19：第二切割装置的侧剖视图；

图20：具有第二切割装置和两个料仓的俯视图和侧视图；

图21：第三夹紧装置、抓取件和料仓的侧视图；

图22：带有制造好的和未制造好的单池包的输送带的俯视图；

图23：用于粘接单池堆的第一步骤的侧视图；

图24：用于粘接单池堆的第二步骤的侧视图；

图25：用于粘接单池堆的第三步骤的侧视图；

图26：用于粘接单池堆的第四步骤的侧视图；

图27：单池包放置在输送带上的侧视图；

图28：制造好的单池包的俯视图；和

图29：第二切割装置的备选实施方式。

具体实施方式

图1中以侧视图示出第一切割装置1。第一存储设备2位于图1的左侧，该第一存储设备2具有第一材料幅3的储备。第一存储设备2例如可以是预制单元，该预制单元包括具有例如用于蓄电池单池8的阳极7的第一材料幅3的被压光的母卷。被压光的并且卷成卷材的第一材料幅3具有特别均匀的层厚度并且在尽可能恒定和定义的拉力下输送给第一切割设备1，以便避免在第一材料幅3中的褶裥。第一切割设备1由底辊4、顶辊5以及孔单元6构成。第一切割装置1中进行的切割还会在下文中详细说明。在此所示实施方式中，第一材料幅3具有宽度，该宽度选择为，使材料幅3在切割期间可以沿纵向划分，以便在第一切割装置1中同时产生两个第一材料幅3a、3b，这两个第一材料幅3a、3b随后可以被进一步加工。在此处所示的实施方式中，第一材料幅3具有宽度，该宽度相当于切割后的第一材料幅3a、3b的两倍宽度，作为该实施方式的备选，然而也可以直接使用相当于切割后的第一材料幅3a、3b的单倍宽度或多倍宽度的第一材料幅3。在第二种情况中，必须沿材料幅3的纵向配设相应的多个分切部。为了实施该切割，底辊4可以例如由硬化的材料制成，如碳化钨或铬钢。孔单元6构造成冲孔机的形式，该冲孔机适于在相应的划分好的第一材料幅3a、3b中冲制孔。

图2中以俯视图示出按照图1的第一切割装置1。第一材料幅3从布置在左侧的第一存储设备2向右输送给所示底辊4。第一材料幅3具有阳极区域9和边缘10。阳极区域9被用材料涂层，该材料适于之后作为蓄电池单池8的阳极7使用。即所谓的阳极活性层。阳极的基层优选是铜材料。在此可以看到，第一材料幅3与第一次切割后第一材料幅3a、3b的两倍一样宽。底辊4具有旋转刀11，该旋转刀11在材料幅3中居中引入纵切部12。然后，孔单元6产生定位孔13，该定位孔13形成材料幅3或分开的材料幅3a、3b的定义的起点。

图3示出本发明的备选实施方式，在该备选实施方式中，第一切割装置1实施对第一材料幅3的更复杂的切割。在此实施方式中，除了纵向延伸的纵切部12外，通过第一切割设备1还在第一次切割过程中在第一材料幅3中引入了横向延伸的分切部14、窗切部15、分成两部分的放电器切部16和运输孔17。为此仅需要，布置在底辊4中的旋转刀11设计具有相应的切割轮廓。在此重要的是，边缘10沿横向在任何位置都没有被完全切断。只有通过连续的连接，边缘10才能发挥其作为运输部段18的作用并且承受和传输沿第一材料幅3的纵向的拉力。这种运输力例如会借助滚子传输到运输部段18上。但是备选地，机械元件也可以嵌接到运输孔17中并且以此连续地、快速地、不中断地和以较高精确度地输送第一材料幅3。此外，利用窗切部15引入的窗口19对于本发明是重要的，因为通过该窗口19可以实现对位于其下方或者上方的材料幅的剪切。在此位置已经引入的分切部14沿纵向20以X+Δ₁的间距引入。这意味着，之后制造好的阳极7将具有X+Δ₁的长度。相应地，阳极7的宽度21将具有Y+Δ₁的尺寸，该尺寸基本上相当于放电器切部16的远离边缘10的并且位于内部的部段的宽度。放电器部段16的两个在运输部段18中并排布置的横向的部段已经定义了在此情况中是阳极7的电极的有待之后产生的放电器25的宽度。定位孔13只在材料幅3首次对接时被需要，而运输孔17可以连续地、即在整个制造过程中，既用于传输驱动力，也用于非常精确地定位材料幅3。

图4示出第二材料幅22，该第二材料幅22经历第一次切割，该第一次切割基本上与图3中所述的切割相符。在该图4中示出的实施方式的区别在于，它涉及到的是阴极23。为此，第二材料幅22首先从第二存储设备26输入第一切割装置1。在此特别有效的是，并行使用多个第一切割装置，为了例如在阳极7的第一材料幅3上和阴极23的第二材料幅22上同时实施第一次切割。为了用作阴极23，带有边缘10的运输部段18和阴极区域24由相应的适用于蓄电池单池8的阴极23的材料制成。为此，例如考虑含铝的基层作为用于阴极活性材料的载体。与阳极7的另外的区别是，阴极23沿纵向20的长度和其宽度21略小于按照图3的阳极7沿纵向20的长度和宽度21。在所示实施方式中，阳极7比阴极23大一个差值尺寸Δ₁。这在纵向20和宽度21的方向上都适用。

在第一次切割之后产生的单独的第二材料幅22a、22b之后可以立即并且相互分开地被继续加工。

在图5中示出另外的第一切割装置1，第三材料幅27从第三存储设备28输入该另外的第一切割装置1。第三材料幅27是分隔器29，该分隔器29具有绝缘性能并且适于将阳极7和阴极23彼此电绝缘。第三材料幅27还是借助底辊4和顶辊5经受第一次切割。同样设置有孔单元6，用于形成定位孔13。

图6在上部区域示出从底辊4观察的视图，其中，未示出孔单元6。在此实施方式中，在底辊4中设置有旋转刀11，旋转刀11构造成在第三材料幅27的定义的位置处引入横向的分切部14，然而其中，这些分切部14不在第三材料幅27的整个宽度上延伸，而是留出边缘10。以此在边缘10中在第三材料幅27的两侧上产生能承受拉力的运输部段18，由此实现在连续和未分断的状态中对第三材料幅27的另外的机械加工。此外已经由在此附图中未示出的孔单元6将定位孔13引入第三材料幅27中。

在图6的下部区域中示出一种变型，其中，第三材料幅27与对于蓄电池单池8所需的分隔器29的宽度的两倍一样宽。在此情况中，例如底辊4可以构造成它作为横向的分切部14的补充还实现纵向延伸的纵切部12并且将第三材料幅27沿长度划分成两半。对于蓄电池单池8的安全运行有利的是，分隔器29比待绝缘的阳极7或阴极23大。因此，从上述阴极23的基本尺寸X和Y开始，分隔器29被切割成Y+Δ₂的宽度和X+Δ₂的长度。在此，Δ₂是过盈量，分隔器29应比阴极23大该过盈量。

在图7中示出四个材料幅，它们应相叠汇合成子堆。在此，从下到上是阳极7、分隔器29、阴极23以及另一个分隔器29。所有材料幅在所示状态中已经经受过第一次切割。

在图8中以侧视图示出后续方法步骤。从左出开始，在第一次切割之后的状态中，分别以这样的方式输入一个第一材料幅3、一个第二材料幅22以及两个第三材料幅27，使得一个第三材料幅27布置在第一材料幅3和第二材料幅22之间，并且另外一个第三材料幅布置在第二材料幅22的上方。在此，四个材料幅3、27、22通过导引器件30汇合成子堆31。在此，第一夹紧装置32接合在子堆31的右侧端部上，第二夹紧装置33接合在子堆31的左侧端部上。夹紧装置32和33的原理在下文中还会详述。通过运输销34实现子堆31沿纵向20的进一步运输，运输销嵌接在第一材料幅3和第二材料幅22的运输孔17中。运输销34由未示出的驱动设备驱动并且将驱动力施加到相应的运输部段18上。此外，为了材料幅的第一次对接，设置有定位销35，该定位销嵌接在定位孔13中并且这样协调，使得来自第一次切割的待新对接的材料幅和其切割轮廓被精确输送到定义的位置中。在进一步的过程中，接着是凸轮驱动装置36，该凸轮驱动装置36一方面设计用于驱动运输销34或定位销35，另一方面允许第一夹紧装置32和第二夹紧装置33顺利地通过而进入进一步在右侧所示的位置中，在该位置中，第三夹紧装置37施加在子堆31上。

上面示出的图9再次以俯视图示出根据图8的子堆31。在此可以看到第一夹紧装置31和第二夹紧装置33。在此也可以看到，阳极7、阴极23和分隔器29的运输部段18沿横向、即沿横贯方向错开地布置。这尤其导致分隔器29的运输部段18完全位于阳极7或阴极23中的窗口19内。为了始终确保材料幅的正确的横向定向，设置有监视装置38，该监视装置38例如可以构造成位置识别装置或光学的幅面边缘调节装置，用于对分隔器29进行宽度控制。

图10以沿子堆31的纵向20的剖面示出第一夹紧装置32。在施加第一夹紧装置31时，两个夹具39在子堆31上方和下方就位。

在图11中然后示出在闭合状态中的第一夹紧装置32，在该闭合状态中，夹子39相向移动并且在此牢固夹紧子堆31。由此确保在后续加工时不会出现材料幅3、22、27之间的相对运动。

图12示出第二夹紧装置33，左侧在打开状态中，右侧在闭合状态中。在应用第二夹紧装置33时，多个夹子39从侧面出发插入材料幅3、22、27之间。在插入完成之后，夹子39再次相向移动，以闭合第二夹紧装置33。

如图13中所示，在第二夹紧装置33的此实施方式中夹子39构造不同。有圆形横截面的夹子39和矩形横截面的夹子39。现在若夹子39相向移动，则圆形的夹子39被分别位于其间的材料幅以逐渐增大的程度包绕，在此情况中，材料幅是分隔器29的两个第三材料幅27。由此出现的效果是，该包绕所需的、第三材料幅27的额外的路径长度从外部导引。若现在首先闭合第一夹紧装置32，并且接着闭合第二夹紧装置33，则第三材料幅27的位于子堆31后方的左侧端部的松散端部沿纵向20被补充，并且以此被向前拉或者在图面中被向右拉。

图14示出在经过凸轮驱动装置36时具有补充的分隔器29的子堆31。在此，第一运输销34伸出，并且与对面的凸轮40和子堆31嵌接。通过凸轮驱动装置36的两个凸轮40的转动，子堆31沿纵向20被继续输送。第二运输销34在上部的凸轮40中以缩入的状态示出并且尚未与子堆31嵌接。

在图15中以剖视图示出凸轮驱动装置36的凸轮40。凸轮40具有可伸出的运输销34和凹部41。运输销34用于嵌接在材料幅的运输孔17中，而凹部41用于使得第一夹紧装置32和第二夹紧装置33可以顺利通过凸轮40。运输销34的伸出和缩入可以以特别简单的方式借助曲线轨道42控制，方式是与运输销34相连的板43借助弹簧44压在曲线轨道42上。曲线轨道42在此构造为，使得当在凸轮40的旋转运动期间存在与运输孔17嵌接的可能性时运输销34正好就伸出。

图16以俯视图和侧视图示出在经过凸轮驱动装置36时的子堆31。在此使用了第一夹紧装置32和第二夹紧装置33。分隔器29中的横向分切部18在此一次以虚线示出，一次以实线示出。虚线示出在施加第一夹紧装置32和第二夹紧装置33之前，分切部18的位置。在此首先施加了第一夹紧装置32，接着施加第二夹紧装置33。在施加第二夹紧装置33时需要的分隔器29的额外的路径长度由此可以仅从左侧，即从第三存储设备28补充。与该额外补充的路径长度相应的是，虚线示出的分切部18向右移动到以实线示出的分切部18的位置。这意味着在连续的制造过程中，第三材料幅27的长度比由第一存储设备2和第二存储设备26给出的第一材料幅3和第二材料幅22的长度大。由此实现的是，在制造好的状态中分隔器29不仅沿横向突伸超出阳极7和阴极23，而且也沿纵向20突伸超出阳极7和阴极23，并且以此保证安全和可靠的绝缘。在图16的下部区域中再次示出上方所示部段的侧视图。在此可以清楚看到，第二夹紧装置33如何在使用状态中增大了分隔器29的路径长度。在此视图中还可以清楚看到，三个材料幅3、22、27的运输部段18沿横向明显地相互分开地布置。此外，分隔器29的运输部段18在此也位于内部，即远离边缘10地布置，使得其位于窗口19内部。侧向地，即沿横向错开布置运输部段18在此有多个优点。因此运输销34可以在一侧嵌接在阳极7的运输孔17中，在相对的一侧嵌接在阴极22的运输孔17中。两个材料幅3、22以此可以被同步驱动，方式是将为此所需的通常作为拉力引入材料幅3、22、27中的驱动力传输到材料幅3、22上。

若材料幅3、22、27的运输部段18、例如分隔器29的运输部段18布置成使得其位于相邻的材料幅3、22，例如阳极7或阴极23的至少一个窗口19上方，则可以实现侧向错开布置运输部段18的另一个优点。在此实施方式中可以实现在窗口19内部的任意位置处分离分隔器29。更确切地说，为此，其运输部段18在该于窗口19内部自由可选择的位置处沿横向分断。为此，仅需将在第一次切割中由第一切割装置1引入分隔器29的分切部14相应地定位在窗口19内部。若其如图所示地进行，则现在仍存在于分隔器中的运输部段18可以非常简单地以此被横向分断，方式是将分切部18延长至分隔器29的侧向的边缘。这可以非常简单地借助第二切割装置45实施，该第二切割装置例如构造成滚子冲裁或者滚子切割装置。在该第二次切割的范畴中尤其还可以实施另外的切割，例如通过将放电器切部16延长至边缘来切割放电器25，或者通过沿子堆31的纵向的切割将横向的运输部段18与阳极7和阴极23分断。

图17中以俯视图示出第二切割装置45。借助该第二切割装置45实施第二次切割，在该第二次切割中，子堆31现在也沿横向切开。在此，直至此时所使用的运输部段18被分断。在此所示状态中，子堆31同时由在此未示出的第一、第二和第三夹紧装置32、33、37保持。在此，由于使用了第二夹紧装置33，分切部14从虚线所示的起点向右移动到用实线示出的位置中。

第二切割装置45具有第一滚子46和第二滚子47，该第一滚子46和第二滚子47分别与配合滚子48共同作用。在此，第一滚子46切割阳极7和分隔器29的一侧。第二滚子47切割阴极23和分隔器29的另一侧。进行分隔器29的切割，方式是窗口19的区域中分切部14被横向延长穿过分隔器29，以便从连续的分隔器29现在产生沿纵向细分的单个分隔器29。通过窗口19才能将分隔器29与电极分开地切割。

此外切割好阳极7和阴极23，方式相应的放电器切部16由第一滚子46或由第二滚子47或者横向向外向边缘10延长，或者通过沿纵向延伸的纵切部分断。然后通过纵切部切断条带49。这两种切割，即沿横向和沿纵向的切割也可以同时实施。

图18以放大视图示出第一滚子46。在此，滚子46具有凹部41，使得第一和第二夹紧装置能顺利通过滚子。此外设置有用于延长分隔器29中的分切部14的分隔器刀50和用于延长放电器切部16的放电器刀50。此外，可以在滚子46、47、48之一上设置径向布置的刀，以便在相同工序中切断条带49。

在图19中再次示出第一滚子46连同配合滚子48，子堆31位于第一滚子46和配合滚子48之间。配合滚子48和第一滚子46都具有凹部41，以便保证第一夹紧装置32和第二夹紧装置33的顺利通过。此外，第一滚子46具有运输销34，该运输销34嵌接在阳极7或者阴极23的运输部段18中并且若该运输部段18尚未被切断就保证安全的运输。为了实施第二次切割，第一滚子46具有一个分隔器刀50和两个放电器刀51，利用它们可以延长在分隔器29中的分切部14并且切出放电器25。

在图20中示出第二切割设备45的俯视图。在此，从左向右观察，首先第三夹紧装置37与第一夹紧装置32和第二夹紧装置33同时启用。在子堆31向右移动的进一步进程中，然后首先释放第二夹紧装置33并且之后再释放第一夹紧装置32，以便补充的分隔器29能从在第二夹紧装置33中的缠绕位置返回到平坦位置中并且可以平行于阳极7或者阴极22地移动。在此，分隔器29的沿纵向观察在后部的分切部14就远离相应的放电器25移动，并且以此安全地也沿纵向20突伸超出阳极7或阴极22。

在释放第一夹紧器件32和第二夹紧器件33之后，该第一夹紧器件32和第二夹紧器件33然后借助输送带52移动返回它们的初始位置，在该初始位置中它们可以重新应用到子堆31上。同时，抓取件53施加到子堆31上，以便在第三夹紧器件37释放后，它们能继续运输到料仓54并在那里堆垛。抓取件53以及夹紧装置32、33和37都在循环的过程中工作，以实现快速和连续地生产单池堆57。

图21以侧视图示出第三夹紧装置37。第三夹紧装置37也具有多个夹紧元件55，多个夹紧元件固定在第二输送带56上，其中，第二输送带56以与子堆31从第一夹紧装置32和第二夹紧装置33转移所用的速度相同的速度移动。在子堆31转移到抓取件53上之后，夹紧元件55就向下或向上移开，并且以反向移动再向左移动，以便在那里重新应用在后续的子堆31上。作为下一步骤，抓取件53将子堆31输入料仓54，多个子堆31在那里相叠堆垛成单池堆57。

由于子堆31由四个材料幅组成，包括一个阳极7、一个分隔器29、一个阴极22和另一个分隔器29，并且以此顺序从下到上相叠布置，因此首先将一个单独的分隔器29置入空的料仓54中。这用于通过该单个分隔器29避免在子堆31中位于下方的阳极7与其他构件的电气接触。为此目的，在料仓54处在容纳部58中维持有单个分隔器29的储备。在此，每次开始填充空的料仓54时，进料装置59都例如借助抽吸提升器将分隔器29作为第一个材料幅置入料仓54中。一旦使单池堆57完整，就将料仓54移动并用另一个空的料仓54来替代。在该第二个料仓54被填充期间，在第一个料仓54中的单池堆57被连接成单池包60并且然后被运走。在生产速度更高的情况下也可以使用多个料仓54。为此，例如可以布置两个额外的料仓54，它们平行于头两个料仓布置并且可以借助能到达更远距离的抓取件53填充子堆31。其中，这些额外的料仓54在空的状态中也能由进料装置59用分隔器29预先配设。由此，生产能够不间断地并且以较高速度继续进行。

图22以俯视图在左侧示出在输送带61上用单池堆57填充的料仓54。在其右侧示出在输送带61上制造好的单池包60，该单池包60准备被运走。滑块62用于将单池堆57用胶带63连接成固定的单池包60。在此，单池堆57在料仓54内部被固定在单池堆的端侧64处，放电器25也位于端侧64处。

在图23中示出用于粘接的第一步骤。在此，滑块62首先侧向向外移动，并且四个胶带63借助胶带牵拉器65从胶带卷66拉出。

在图24中示出第二步骤，在第二步骤中，滑块62行进到单池堆57处并且将胶带63侧向压靠到该单池堆57上。在此，胶带63同时用布置在滑块62上的刀67切割。在切割期间，胶带牵拉器65同时用作刀67的配合固持器。

图25示出滑块62如何接着继续向单池堆57的方向移动，并且在此将切割好的胶带63压靠到单池堆57上，以形成单池包60。

然后如图26所示，这样产生的单池包60被放在输送带61上并被运走。

图27示出料仓54的底部71为此如何通过向下枢转而打开并且滑块62将单池包60放置在输送带61上。

图28示出制造好的单池包60，其具有放电器25和包围的胶带63。

最后在图29中示出备选的实施方式，其可以发挥第一和第二夹紧装置32、33以及第二切割装置45的作用。示出的是子堆31，该子堆31已经经过第一切割装置1并且现在由凸轮驱动装置36运输至第二切割装置45。在此使用底辊4，该底辊4例如可以作为凸轮驱动的配合辊子构造带有由橡胶制成的成形冲头68。成形冲头68在此设计成，若分隔器29的分切部14进入第二切割装置45，则子堆31通过近似椭圆的而非圆形的成形冲头68被迫进入弯曲的运动轨道69。在此产生的曲率被再次增强，方式是成形冲头68在该位置中额外通过销栓70向子堆31的方向变形。由此可以产生材料幅3、22、27的弯曲，该弯曲在该状态中也造成这些材料幅3、22、27相对彼此的移动。若现在在该位置中用布置在顶辊5上的分隔器刀50分离分隔器29，则得到比位于其下方的阳极7或者阴极23更长的分隔器29。然后可以用随后的分隔器刀51实现放电器切部16，其中，在顶辊5和底辊4的该旋转位置中，子堆31不经历弯曲，因为在该随后的旋转位置中，成形冲头68不贴靠在子堆31上。这意味着，用放电器刀51在笔直的和拉伸的子堆31上实现放电器切部16。

利用本发明可以实现在一个设施中实施四个工作步骤。这些工作步骤包括单池堆的纵向切割、横向切割、堆叠和胶粘。此外可以实现非常高的堆垛速度，其中，优选四个材料幅连续被夹紧装置32、33、37或抓取件53固定，由此可以实现非常高的定位和制造精度。材料幅也不必先分开然后再汇合，由此只需要很少的材料处理，并且与例如Z型折叠相比实现很好的材料利用率。

由于高的位置精度，因此也可以可靠地确保分隔器29相对于阴极23所需的例如6mm的过盈量。最后也可以省去其他常见的层压过程，由此可以省去昂贵的能层压的分隔器29的使用。

应当理解，以上描述仅为本公开的一些实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。

附图标记列表：

1 第一切割装置

2 第一存储设备

3 第一材料幅

3a、3b 分开的第一材料幅

4 底辊

5 顶辊

6 孔单元

7 阳极

8 蓄电池单池

9 阳极区域

10 边缘

11 旋转刀

12 纵切部

13 定位孔

14 分切部

15 窗切部

16 放电器切部

17 运输孔

18 运输部段

19 窗口

20 纵向

21 宽度

22 第二材料幅

22a、22b 分开的第二材料幅

23 阴极

24 阴极区域

25 放电器

26 第二存储设备

27 第三材料幅

28 第三存储设备

29 分隔器

30 导引器件

31 子堆

32 第一夹紧装置

33 第二夹紧装置

34 运输销

35 定位销

36 凸轮驱动装置

37 第三夹紧装置

38 监视装置

39 夹子

40 凸轮

41 凹部

42 曲线轨道

43 板

44 弹簧

45 第二切割装置

46 第一滚子

47 第二滚子

48 配合滚子

49 条带

50 分隔器刀

51 放电器刀

52 输送带

53 抓取件

54 料仓

55 夹紧元件

56 第二输送带

57 单池堆

58 容纳部

59 进料装置

60 单池包

61 输送带

62 滑块

63 胶带

64 端侧

65 胶带牵拉器

66 胶带卷

67 刀

68 成形冲头

69 运动轨道

70 销栓

71 底部

Claims (13)

1.一种用于制造蓄电池单池(8)的单池堆(57)的方法，其至少具有以下步骤：

a)输入至少一个由第一材料制成的第一材料幅(3)；

b)输入至少一个由第二材料制成的第二材料幅(22、27)；

c)在所述第一材料幅(3)和所述第二材料幅(22、27)上实施第一次切割，以分别形成至少一个抗拉的运输部段(18)，其中，相应的运输部段(18)沿相对于所述第一材料幅(3)和所述第二材料幅(22、27)的横向错开地布置；

d)将所述第一材料幅(3)和所述第二材料幅(22、27)汇合；

e)实施第二次切割，其中，所述第一材料幅(3)和所述第二材料幅(22、27)的运输部段(18)在至少沿横向或纵向错开的分切部(14)处相互独立地被切割。

2.按照权利要求1所述的方法，其中，使用至少沿横向具有不同尺寸的材料幅(3、22、27)。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其中，在至少一个材料幅(3、22、27)中设置窗口(19)，所述窗口选择为，使得至少一个其他材料幅(3、22、27)的运输部段(18)的分切部(14)位于所述窗口(19)中。

4.按照上述权利要求之一所述的方法，其中，在所述第二次切割之后将至少两个子堆(31)布置成一个单池堆(57)。

5.按照上述权利要求之一所述的方法，其中，所述子堆(31)由至少四个材料幅(3、22、27)构成。

6.按照上述权利要求之一所述的方法，其中，在所述切割时在至少两个材料幅(3、22、27)上构造放电旗状件(25)。

7.按照上述权利要求之一所述的方法，其中，利用连接器件(63)将所述单池堆(57)连接成单池包(60)。

8.按照上述权利要求之一所述的方法，其中，在将所述子堆(31)布置成单池堆(57)时，将至少一个额外的材料幅(29)布置在所述单池堆(57)中。

9.一种蓄电池单池(8)，其具有按照权利要求1至8之一所述的方法制造的单池堆(57)。

10.一种机动车，其具有至少一个按照权利要求9所述的蓄电池单池(8)。

11.一种用于制造单池堆(57)的装置，所述装置具有至少两个用于至少一个第一材料幅(3)和至少一个第二材料幅(22、27)的存储设备(2、26、28)、用于切割所述第一材料幅(3)和所述第二材料幅(22、27)的至少一个第一切割装置(1)和至少一个第二切割装置(45)、用于输送所述第一材料幅(3)和所述第二材料幅(22、27)的运输装置(34)、用于将所述第一材料幅(3)和所述第二材料幅(22、27)汇合的设备(30)和堆垛装置(54)，其中，所述第一切割装置(1)产生条形的运输部段(18)，所述第二切割装置(45)沿输送方向布置在用于汇合的设备(30)后方并且设计用于，

在所述第一材料幅(3)和所述第二材料幅(22、27)中产生所述第一材料幅(3)和所述第二材料幅(22、27)沿输送方向错开的完整的横向的分离。

12.按照权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一切割装置(1)和第二切割装置(45)设计用于切割至少两个汇合的材料幅(3、22、27)。

13.按照权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述第二切割装置(45)设计用于在至少一个材料幅(3、22、27)上实施边缘区域(10)的纵向切割。

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