CN115332596A - 制造电池单体的方法、深冲工具、壳体部件和电池单体 - Google Patents

制造电池单体的方法、深冲工具、壳体部件和电池单体 Download PDF

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Abstract

一种用于制造电池单体(1)的方法，所述电池单体至少包括壳体(2)和布置在所述壳体中的至少一个由彼此相叠地布置的板状电极(4)构成的堆垛(3)，其中，所述壳体(2)的至少一个壳体部件(5)由能够弹性地变形的膜材料(6)制造，并且其中，所述堆垛(3)具有预定的三维的几何形状。(7)。此外，建议一种用于将膜材料(6)变形成为用于电池单体(1)的壳体部件(5)的深冲工具(8)、电池单体(1)的壳体(2)的壳体部件(5)以及电池单体(1)。

Description

制造电池单体的方法、深冲工具、壳体部件和电池单体
技术领域
本发明涉及一种用于制造电池单体的方法、一种将膜材料变形成用于电池单体、尤其是通过所述方法制造的电池单体的壳体部件的深冲工具、一种电池单体、尤其是通过所述方法和/或通过所述深冲工具制造的电池单体的壳体的壳体部件，以及一种电池单体，所述电池单体尤其通过所述方法和/或通过所述深冲工具制造和/或具有所述壳体部件。
背景技术
电池单体包括气密地设计的壳体和布置在所述壳体中的至少一个由彼此相叠地布置的板状电极构成的堆垛。壳体至少部分地由能弹性地变形的膜材料制造。
电池单体是蓄电器，该蓄电器例如在机动车中用于存储电能。机动车例如尤其具有用于驱动机动车的电机，其中，所述电机能够通过存储在电池单体中的电能被驱动。在电池单体中，板状电极、即阳极和阴极彼此堆叠地布置，其中，不同的板状电极通过分离薄膜或者分离材料相互分隔地布置。板状电极布置在电解质中。已知例如具有液态的或者固态的电解质(固体电池)的电池单体。
电池模块尤其包括多个电池单体，这些电池单体彼此串联或者并联地电连接并且布置在模块壳体中。各个单独的电池模块也可以彼此串联或者并联地电连接。电池包括一个电池模块或者多个电池模块。
电池单体可以设计为所谓的软包电池单体(或者袋式电池单体)。软包电池单体包括被称为软包膜的复合材料作为用于壳体的膜材料。所述复合材料是复合体材料、尤其包括铝和塑料。壳体可以由多个膜材料构成，所述膜材料彼此相叠地布置并且构成包围堆垛的壳体部件和从所述壳体部件沿着径向向外突伸的边缘区域。壳体也可以由唯一的膜材料构成，其中，所述壳体通过所述膜材料的折叠构成。在这种情况下至少在单体壳体的侧面上不需要用于密封边缘区域的密封接缝。在(其余的)边缘区域中，相互叠置的膜材料尤其是通过密封接缝气密地相互连接。使得板状电极与布置在电池单体外的电流回路电接触的放电器尤其经由密封接缝通过壳体向外延伸。
膜材料通常通过深冲工具变形，从而在膜材料中产生堆垛的至少一部分的负形结构。堆垛被布置在变形后的膜材料中并且封闭壳体。
在深冲设计为软包膜的膜材料时，由于所述膜材料的弹性作用在遮盖面中产生向外的拱形结构。该拱形结构尤其是由于软包膜的不同层的不同E模量而产生的。在单体制造中继续加工软包膜时在完成的电池单体中在壳体处产生褶皱，因为软包膜中的拱形结构产生了多余的材料。由此使电池单体或者壳体的所要求的几何形状和公差无法被保持。
迄今尝试通过适配深冲工具的型材半径、通过改变深冲时的摩擦系数、通过在深冲时以热量进行工作、通过预成型或者通过将深冲分为不同的深冲阶段来避免该拱形结构。对于呈直六面体状的堆垛，所有这些已知的建议均基于深冲工具的负形结构的矩形最大侧面。
由专利文献US 2020/0185668 A1已知一种具有由软包膜构成的壳体的电池单体。针对壳体仅设置了一块变形并且折叠的膜材料。
由专利文献US 2015/0207114 A1已知一种具有由软包膜构成的壳体的电池单体。壳体的相互对置的最大的侧面通过表面的凹槽相互连接，以便由此提高壳体的稳定性。
由专利文献US 10,707,453 B2已知一种用于制造具有软包膜壳体的电池单体的方法。在封闭壳体之后将电池单体布置在真空室内。膨胀的壳体在窄的壳体侧被拉开，因此壳体在最大的壳体侧上无褶皱地贴靠在板状电极的堆垛上。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，至少部分解决关于现有技术提到的问题。尤其应当建议一种用于制造电池单体的方法，通过所述方法能够防止在膜材料中产生拱形结构并且由此防止在完成的壳体上产生褶皱。相应地应当建议一种用于将膜材料变形成为用于电池单体的壳体部件的深冲工具、电池单体的壳体的壳体部件和电池单体。
所述技术问题以此解决，即：
一种用于制造电池单体的方法，所述电池单体至少包括壳体和布置在所述壳体中的至少一个由彼此相叠地布置的板状电极构成的堆垛，其中，所述壳体的至少一个壳体部件由能够弹性地变形的膜材料制造，并且其中，所述堆垛具有预定的三维的几何形状；其中，所述方法至少具有以下步骤：
a)提供所述膜材料；
b)提供用于使所述膜材料变形以构成至少一个壳体部件的深冲工具，其中，所述堆垛设置用于布置在所述壳体部件中，并且其中，所述深冲工具具有相对于所述堆垛的几何形状预定的形状偏差部；
c)深冲形成所述壳体部件并且在所述膜材料中构成所述堆垛的负形结构，其中，所述负形结构包括所述形状偏差部；
d)将所述堆垛布置在所述壳体部件中并且由所述堆垛通过挤压使得所述壳体部件的形状偏差部变形；其中，通过挤压所述形状偏差部在所述壳体部件的与所述形状偏差部相间隔地布置的区域上施加拉应力。
e)封闭所述壳体并且构成电池单体。
一种用于将膜材料变形成为用于电池单体的壳体部件的深冲工具，其中，所述电池单体包括至少一个壳体和布置在所述壳体中的至少一个由彼此相叠地布置的板状电极构成的堆垛，其中，所述壳体的至少一个壳体部件由能弹性地变形的膜材料制造，并且其中，所述堆垛具有预定的三维的几何形状并且设置用于布置在所述壳体部件中；其中，所述深冲工具相对于所述堆垛的几何形状具有预定的形状偏差部，从而在通过所述深冲工具深冲所述壳体部件时能够在所述膜材料中制造所述堆垛的负形结构，所述负形结构包括所述形状偏差部；其中，通过将所述堆垛布置在所述壳体部件中能够使所述形状偏差部被所述堆垛挤压，从而能够通过所述挤压使拉应力施加到所述壳体部件的与所述形状偏差部相间隔地布置的区域上。
一种电池单体的壳体的壳体部件，其中，所述电池单体包括至少一个壳体和布置在所述壳体中的至少一个由彼此相叠地布置的板状电极构成的堆垛，其中，所述壳体的至少一个壳体部件由能弹性地变形的膜材料制造，并且其中，所述堆垛具有预定的三维的几何形状并且设置用于布置在所述壳体部件中；其中，所述壳体部件相对于所述堆垛的几何形状具有预定的形状偏差部，从而在通过将所述堆垛布置在所述壳体部件中能够使所述形状偏差部被所述堆垛挤压，从而能够通过所述挤压使拉应力施加到所述壳体部件的与所述形状偏差部相间隔地布置的区域上。
一种电池单体，所述电池单体至少包括壳体和布置在所述壳体中的至少一个由彼此相叠地布置的板状电极构成的堆垛，其中，所述壳体的至少一个壳体部件由能弹性地变形的膜材料制造，并且其中，所述堆垛具有预定的三维的几何形状；其中，在将所述堆垛布置到所述壳体部件中之前，所述壳体部件相对于所述堆垛的几何形状具有预定的形状偏差部，从而在通过将所述堆垛布置在所述壳体部件中能够使所述形状偏差部至少部分地被所述堆垛挤压，并且能够通过所述挤压使所述壳体部件的与所述形状偏差部相间隔地布置的区域受到拉应力。
在说明书中单独提及的特征能够以技术上有意义的方式相互结合并且可以通过说明书中的解释性事实和/或附图中的细节补充，其中示出本发明的其它实施变型，即：
所述堆垛的由所述负形结构呈现的部分具有直六面体状的形状，所述形状具有一个最大的侧面和四个较小的周向面，其中，所述形状偏差部在所述周向面其中的至少一个周向面上产生；
所述形状偏差部在两个相互对置的周向面上形成；
所述形状偏差部在每个周向面上形成；
从所述堆垛观察，所述形状偏差部在所述负形结构上包括至少一个周向面的凸形的隆起；
在步骤d)中通过布置所述堆垛使所述壳体部件朝向所述堆垛的直六面体的几何形状变形并且由此在最大的侧面的区域中通过拉应力拉紧膜材料。
建议一种用于制造电池单体的方法。电池单体包括至少一个壳体和布置在所述壳体中的至少一个由彼此相叠地布置的板状电极构成的堆垛。壳体的至少一个壳体部件或者整个壳体由能够弹性地变形的膜材料制造，在必要时仅由能够弹性地变形的膜材料制造。堆垛具有预先确定的三维的几何形状。
所述方法至少具有以下步骤：
a)提供膜材料；
b)提供用于使膜材料变形以构成至少一个壳体部件的深冲工具，其中，
所述堆垛设置用于布置在所述壳体部件中，并且其中，所述深冲工具具有相对于所述堆垛的几何形状预定的形状偏差部；
c)深冲壳体部件并且(在此)在膜材料中构成堆垛的负形结构，其中，所述负形结构包括所述形状偏差部；
d)将堆垛布置在壳体部件中并且(事后)由所述堆垛通过挤压使得壳体部件的形状偏差部变形；其中，通过挤压形状偏差部在壳体部件的与所述形状偏差部相间隔地布置的区域上施加拉应力。
e)封闭壳体并且构成电池单体。
以上方法步骤a)至e)的(非穷尽式的)划分应首先仅用于区分，而非强制规定顺序和/或从属性。方法步骤的频率也可以变化。同样可行的是，所述方法步骤至少部分在时间上是相互重叠的。尤其以所引用的顺序执行步骤a)至e)。
在电池单体中，尤其板状电极、即阳极和阴极彼此堆叠地布置，其中，不同的板状电极通过分离薄膜或者分离材料相互分隔地布置。板状电极布置在电解质中。已知例如具有液态的或者固态的电解质(固体电池)的电池单体。电池单体尤其是锂离子电池单体。电池单体的电接触尤其通过放电器实现，所述放电器在电池单体内导电地接触板状电极并且通过壳体、尤其是通过边缘区域向外延伸，所述边缘区域通过相叠地布置的壳体部件在步骤e)中形成。
壳体尤其由多个壳体部件、尤其是两个壳体部件构成。壳体部件其中的至少一个壳体部件、必要时两个或者全部壳体部件由膜材料构成。
壳体尤其仅由一体式地设计的膜材料构成，所述膜材料通过折叠构成壳体。壳体由于折叠而在所述壳体的周向面上具有通过连续的膜材料构成的边缘区域，所述边缘区域不需要其它的密封措施。在(基本上)呈长方体状的具有两个相互对置的最大的侧面和四个较小的周向面的壳体中沿着三个周向面延伸的通过由于折叠而相互叠置的膜材料构成的边缘区域尤其是通过密封接缝气密地封闭。
膜材料尤其是软包膜、优选是设计为复合体材料的优选多层的复合材料、尤其包括铝和塑料。
按照步骤a)尤其进行膜材料的提供。膜材料尤其平坦地设计并且相对于平坦的延伸尺寸尤其不具有变形。
按照步b)提供用于使膜材料变形以构成至少一个壳体部件的深冲工具。所述深冲工具尤其包括冲头，所述冲头与凹模共同作用以构成壳体部件、尤其是通过膜材料的至少部分的塑性变形构成壳体部件。
堆垛设置用于布置在由变形后的膜材料构成的壳体部件中。壳体部件尤其设置用于该目的。所述堆垛由此具有已知的几何形状、例如在不考虑放电器的情况下呈直六面体状的几何形状。由此预设了深冲工具的形状。深冲工具具有相对于堆垛的该几何形状的预定的形状偏差部。深冲工具恰好不具有与堆垛的形状对应并且适用于容纳所述堆垛的造型、即堆垛或者堆垛的部分的负形结构，而是具有与之偏差的形状偏差部。
按照步骤c)进行壳体部件的深冲并且优选同时通过深冲工具在膜材料中构成堆垛或者堆垛的部分的负形结构，其中，所述负形结构包括所述形状偏差部。现在在变形后的膜材料上已经能够看到或者确定通过深冲产生的负形结构与设置用于布置在该壳体部件中的堆垛的几何形状有偏差。
按照步骤d)将堆垛布置在通过深冲膜材料产生的壳体部件中并且优选接着由堆垛通过挤压使壳体部件的形状偏差部变形。通过对形状偏差部的挤压在壳体部件的与所述形状偏差部相间隔地布置的区域上施加或者产生拉应力。
因此，在堆垛的几何形状与壳体部件中冲压的负形结构之间存在空间上的重叠。这种重叠通过将堆垛布置在壳体部件中来消除。在此通过堆垛挤压膜材料，从而使所述膜材料在布置堆垛之后基本上具有所述堆垛的几何形状。
膜材料的由于布置堆垛而产生的变形使得拉应力至少施加在壳体部件的与形状偏差部相间隔地布置的区域上。形状偏差部例如设置在壳体部件的第一侧面上，其中，通过挤压形状偏差部在与所述第一侧面相邻地布置的侧面上产生拉应力。
按照布置e)(必要时不是紧接着，而是在时间上错开地)封闭壳体并且构成电池单体。
由于在壳体部件的至少一个区域中产生的拉应力可以防止膜材料形成拱形结构。由此确保了使膜材料尽可能紧密地贴靠在堆垛的几何形状上。由此能够有效地防止在封闭壳体时并且在构成电池单体时在壳体部件中产生褶皱。
堆垛的由负形结构呈现的部分尤其具有直六面体状的形状，其具有一个最大的侧面和四个较小的周向面，其中，形状偏差部在所述周向面其中的至少一个周向面上产生。负形结构尤其针对堆垛的尤其是在不考虑放电器的情况下呈直六面体状的几何形状设置，所述堆垛具有两个最大的侧面和四个较小的周向面。与该几何形状对应的凹槽状的负形结构相应地仅具有所述堆垛的几何形状的其中一个最大的侧面和周向面或者周向面的局部区域。
尤其至少在至少两个相互对置的周向面上产生所述形状偏差部。尤其至少在每个周向面上产生所述形状偏差部。尤其在两个相互对置的周向面上分别相同地产生所述形状偏差部。尤其是在其它两个周向面上不同地设计形状偏差部。
从堆垛观察，负形结构上的形状偏差部尤其包括至少一个周向面的凸形的隆起。所述隆起尤其包括除了拱形结构之外平坦地设计的周向面的所述拱形结构。所述拱形结构尤其是朝向堆垛的，即从所述堆垛观察凸形地设计。所述隆起尤其形成堆垛的几何形状与在壳体部件中冲压的负形结构之间的空间上的重叠。通过将堆垛布置在壳体部件中至少部分地消除所述隆起。在此通过堆垛向外、即远离所述堆垛地挤压膜材料，从而使所述膜材料在布置膜材料之后基本上具有所述堆垛的几何形状、即具有平坦的周向面。
尤其是在步骤d)中通过布置堆垛使壳体部件朝向所述堆垛的直六面体的几何形状变形并且由此在最大的侧面的区域中通过拉应力拉紧膜材料。
此外建议一种用于将膜材料变形成为用于电池单体的壳体部件的深冲工具。所述深冲工具尤其设计为适合于在所述方法中或者在执行所述方法时使用。电池单体包括至少一个壳体和布置在所述壳体中的至少一个由彼此相叠地布置的板状电极构成的堆垛。壳体的至少一个壳体部件由能弹性地变形的膜材料制造。堆垛具有预定的三维的几何形状并且设置用于布置在壳体部件中。深冲工具相对于堆垛的几何形状具有预定的形状偏差部，从而在通过深冲工具深冲壳体部件时能够在膜材料中制造所述堆垛的负形结构，所述负形结构包括所述形状偏差部。通过将堆垛布置在壳体部件中使所述壳体部件中的形状偏差部被所述堆垛挤压或者能够被所述堆垛挤压。通过所述挤压使拉应力施加或者能够施加到壳体部件的与所述形状偏差部相间隔地布置的区域上。
此外建议一种电池单体的壳体的壳体部件。所述壳体部件尤其通过所述方法和/或在使用所述深冲工具的情况下制造。电池单体包括至少一个壳体和布置在所述壳体中的至少一个由彼此相叠地布置的板状电极构成的堆垛。壳体的至少一个壳体部件由能弹性地变形的膜材料制造。堆垛具有预定的三维的几何形状并且设置用于布置在壳体部件中。壳体部件相对于所述堆垛的几何形状具有预定的形状偏差部，从而通过将所述堆垛布置在所述壳体部件中使所述形状偏差部被所述堆垛挤压或者能够被所述堆垛挤压。通过所述挤压使拉应力施加或者能够施加到壳体部件的与所述形状偏差部相间隔地布置的区域上。
此外建议一种电池单体。所述电池单体尤其通过所述方法和/或在使用所述深冲工具的情况下制造和/或具有所述壳体部件。电池单体包括至少一个壳体和布置在所述壳体中的至少一个由彼此相叠地布置的板状电极构成的堆垛。壳体的至少一个壳体部件由能弹性地变形的膜材料制造。堆垛具有预先确定的三维的几何形状。壳体部件在将堆垛布置在所述壳体部件中之前相对于所述堆垛的几何形状具有预定的形状偏差部，从而通过将堆垛布置在壳体部件中通过所述堆垛至少部分地挤压形状偏差部并且通过所述挤压使得壳体部件的与形状偏差部相间隔地布置的区域受到拉应力。
所述电池单体尤其安装在或使用在机动车中，以便尤其提供用于牵引驱动装置的电能。
关于所述方法的设计方案尤其能够转用至深冲工具、壳体部件、电池单体和机动车上，反之亦然。
尤其在说明书中使用的不定冠词(“一个”、“一种”)应当理解为其本身并且不应当理解为量词。因此，相应地借此表示的术语或者部件应当如此理解，即，这些部件出现至少一次并且尤其也可以多次出现。
应当注意，此处使用的数词(“第一”、“第二”等)首要(仅)用于区分多个同类的对象、尺寸或过程，因此尤其不是对这些对象、尺寸或过程彼此的相关性和/或顺序的强制规定。如果需要相关性和/或顺序，则在此会明确地记载或者对本领域技术人员而言在研究具体描述的设计方案时是显而易见的。如果一个构件可以出现多次(“至少一个”)，则关于这些构件之一的描述可以同样适用于这些构件的全部或大多数，但这不是强制性的。
附图说明
以下根据附图更详细地阐述本发明和技术背景。应当指出，本发明不应当由所列举的实施例限制。尤其地，如果未明确地另作说明，也可以提取在图中描述的事实的局部并且将其与说明书中的其它组成部分和认识相结合。尤其应当指出，附图和尤其所示的尺寸比例仅是示意性的。在附图中：
图1在立体的视图中示出了针对用于电池单体的壳体部件中的堆垛的已知的预定的负形结构；
图2在立体视图中示出了通过已知的深冲工具制造的壳体部件；
图3在立体视图中示出了板状电极的具有预定的几何形状的堆垛；
图4在立体视图中示出了用于根据图3的堆垛的壳体部件的负形结构；并且
图5在立体视图中示出了在布置堆垛之后的壳体部件。
具体实施方式
图1在立体的视图中示出了针对用于电池单体1的壳体部件5中的堆垛3的已知的预定的负形结构10。图2在立体视图中示出了通过已知的深冲工具8制造的壳体部件5。以下共同描述图1和图2。
壳体部件5通过深冲膜材料6制造。膜材料6在此通过深冲工具8变形，从而在所述膜材料6中产生板状电极4的堆垛3(例如参见图3)的至少一部分的负形结构10。堆垛3被布置在变形后的膜材料6中并且封闭壳体2。
在深冲设计为软包膜的膜材料6时由于所述膜材料6的弹性作用在最大的侧面12中产生向外的拱形结构(参见图2)。该拱形结构是由于软包膜的不同层的不同E模量而产生的。在单体制造中继续加工软包膜时在完成的电池单体1中在壳体2处产生褶皱，因为软包膜中的拱形结构产生了多余的材料。由此使电池单体1或者壳体2的所要求的几何形状和公差无法被保持。
图3在立体视图中示出了板状电极4的具有预定的几何形状7的堆垛。图4在立体视图中示出了用于根据图3的堆垛3的壳体部件5的负形结构10。图5在立体视图中示出了在布置堆垛3之后的壳体部件5。以下共同描述图3至图5。在此参照关于图1和图2的描述。
所述壳体部件5通过所述方法和/或在使用所述深冲工具8的情况下制造。电池单体1包括壳体2和布置在所述壳体中的按照图3的由相互叠置的板状电极4构成的堆垛3，壳体部件5设置用于所述电池单体1。壳体2的至少一个壳体部件5由能弹性地变形的膜材料6制造。堆垛3具有预定的三维的几何形状7并且设置用于布置在壳体部件5中。所述壳体部件5相对于所述堆垛的几何形状7具有预定的形状偏差部9(参见图4)，从而通过将所述堆垛3布置在所述壳体部件5中使所述形状偏差部9被所述堆垛3挤压或者能够被所述堆垛挤压。通过所述挤压使拉应力施加到壳体部件5的与所述形状偏差部9相间隔地布置的区域11上或者被施加到所述区域11上。
按照所述方法的步骤a)尤其进行膜材料6的提供。膜材料6平坦地设计并且相对于平坦的延伸尺寸尤其不具有变形。
按照步骤b)提供用于使膜材料6变形以构成壳体部件(参见图4)的深冲工具8。所述深冲工具8包括冲头14，所述冲头与凹模15共同作用以通过膜材料6的至少部分的塑性变形构成壳体部件5。
堆垛3设置用于布置在由变形后的膜材料6构成的壳体部件5中。所述堆垛3由此具有已知的几何形状7、即在不考虑放电器的情况下呈直六面体状的几何形状(参见图3)。由此预设了深冲工具8的形状。深冲工具8具有相对于堆垛3的该几何形状7的预定的形状偏差部9。深冲工具8恰好不具有与堆垛3的形状相同并且适用于容纳所述堆垛3的造型、即堆垛3或者堆垛3的部分的负形结构，而是具有与之偏差的形状偏差部9。
按照步骤c)进行壳体部件5的深冲并且通过深冲工具8在膜材料6中构成堆垛3或者堆垛3的部分的负形结构10，其中，所述负形结构10包括所述形状偏差部9(参见图4)。现在在变形后的膜材料6上已经能够看到通过深冲产生的负形结构10与设置用于布置在该壳体部件5中的堆垛3的几何形状7有偏差。
按照步骤d)将堆垛3布置在通过深冲膜材料6产生的壳体部件5中并且由堆垛3通过挤压使壳体部件5的形状偏差部9变形(参见图5)。通过对形状偏差部9的挤压在壳体部件5的与所述形状偏差部9相间隔地布置的区域11上施加或者产生拉应力。
因此，在堆垛3的几何形状7和壳体部件5中冲压的负形结构10之间存在空间上的重叠。这种重叠通过将堆垛3布置在壳体部件5中来消除。在此通过堆垛3挤压膜材料6，从而使所述膜材料6在布置堆垛3之后基本上具有所述堆垛3的几何形状。
按照步骤e)封闭壳体2并且构成电池单体1(参见图3)。
由于在壳体部件5的区域11中产生的拉应力可以防止膜材料6形成拱形结构。由此确保了使膜材料6尽可能紧密地贴靠在堆垛3的几何形状7上。由此能够有效地防止在封闭壳体2时并且在构成电池单体1时在壳体部件5中产生褶皱。
堆垛3的由负形结构10呈现的部分具有直六面体状的形状，其具有一个最大的侧面12和四个较小的周向面13，其中，形状偏差部9在相互对置的两个周向面13上产生。
负形结构10针对堆垛3的在不考虑放电器的情况下呈直六面体状的几何形状7设置，所述堆垛具有两个最大的侧面12和四个较小的周向面13(参见图3)。与该几何形状7对应的凹槽状的负形结构10(参见图4)相应地仅具有堆垛3的几何形状7的一个最大的侧面12和周向面13的局部区域。
从堆垛3观察，形状偏差部9在负形结构10上包括两个周向面13的凸形的隆起(参见图4)。隆起包括除了拱形结构之外平坦地设计的周向面13的所述拱形结构。所述拱形结构朝向堆垛3，即从所述堆垛观察凸形地设计。所述隆起形成堆垛3的几何形状7与在壳体部件5中冲压的负形结构10之间的空间上的重叠。通过将堆垛3布置在壳体部件5中至少部分地消除所述隆起。在此通过堆垛3向外、即远离所述堆垛3地挤压膜材料6，从而使所述膜材料在布置膜材料6之后基本上具有所述堆垛3的几何形状7、即具有平坦的周向面13(参见图5)。
在步骤d)中通过布置堆垛3使壳体部件5朝向所述堆垛3的直六面体的几何形状7变形并且由此在最大的侧面12的区域中通过拉应力拉紧膜材料6。
附图标记列表
1 电池单体
2 壳体
3 堆垛
4 板状电极
5 壳体部件
6 膜材料
7 几何形状
8 深冲工具
9 形状偏差部
10 负形结构
11 区域
12 侧面
13 周向面
14 冲头
15 凹模
16 褶皱

Claims (9)

1.一种用于制造电池单体(1)的方法，所述电池单体至少包括壳体(2)和布置在所述壳体中的至少一个由彼此相叠地布置的板状电极(4)构成的堆垛(3)，其中，所述壳体(2)的至少一个壳体部件(5)由能够弹性地变形的膜材料(6)制造，并且其中，所述堆垛(3)具有预定的三维的几何形状(7)；其中，所述方法至少具有以下步骤：
a)提供所述膜材料(6)；
b)提供用于使所述膜材料(6)变形以构成至少一个壳体部件(5)的深冲工具(8)，其中，所述堆垛(3)设置用于布置在所述壳体部件(5)中，并且其中，所述深冲工具具有相对于所述堆垛(3)的几何形状(7)预定的形状偏差部(9)；
c)深冲形成所述壳体部件(5)并且在所述膜材料(6)中构成所述堆垛(3)的负形结构(10)，其中，所述负形结构(10)包括所述形状偏差部(9)；
d)将所述堆垛(3)布置在所述壳体部件(5)中并且由所述堆垛(3)通过挤压使得所述壳体部件(5)的形状偏差部(9)变形；其中，通过挤压所述形状偏差部(9)在所述壳体部件(5)的与所述形状偏差部(9)相间隔地布置的区域(11)上施加拉应力。
e)封闭所述壳体(2)并且构成电池单体(1)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述堆垛(3)的由所述负形结构(10)呈现的部分具有直六面体状的形状，所述形状具有一个最大的侧面(12)和四个较小的周向面(13)，其中，所述形状偏差部(9)在所述周向面(9)其中的至少一个周向面上产生。
3.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述形状偏差部(9)在两个相互对置的周向面(13)上形成。
4.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述形状偏差部(9)在每个周向面(13)上形成。
5.根据前述权利要求2至4之一所述的方法，其中，从所述堆垛(3)观察，所述形状偏差部(9)在所述负形结构(10)上包括至少一个周向面(13)的凸形的隆起。
6.根据前述权利要求2至5之一所述的方法，其中，在步骤d)中通过布置所述堆垛(3)使所述壳体部件(5)朝向所述堆垛(3)的直六面体的几何形状(7)变形并且由此在最大的侧面(12)的区域(11)中通过拉应力拉紧膜材料(6)。
7.一种用于将膜材料(6)变形成为用于电池单体(1)的壳体部件(5)的深冲工具(8)，其中，所述电池单体包括至少一个壳体(2)和布置在所述壳体中的至少一个由彼此相叠地布置的板状电极(4)构成的堆垛(3)，其中，所述壳体(2)的至少一个壳体部件(5)由能弹性地变形的膜材料(6)制造，并且其中，所述堆垛(3)具有预定的三维的几何形状(7)并且设置用于布置在所述壳体部件(5)中；其中，所述深冲工具(8)相对于所述堆垛(3)的几何形状(7)具有预定的形状偏差部(9)，从而在通过所述深冲工具(8)深冲所述壳体部件(5)时能够在所述膜材料(6)中制造所述堆垛(3)的负形结构(10)，所述负形结构包括所述形状偏差部；其中，通过将所述堆垛(3)布置在所述壳体部件(5)中能够使所述形状偏差部(9)被所述堆垛(3)挤压，从而能够通过所述挤压使拉应力施加到所述壳体部件(5)的与所述形状偏差部(9)相间隔地布置的区域(11)上。
8.一种电池单体(1)的壳体(2)的壳体部件(5)，其中，所述电池单体(1)包括至少一个壳体(2)和布置在所述壳体中的至少一个由彼此相叠地布置的板状电极(4)构成的堆垛(3)，其中，所述壳体(2)的至少一个壳体部件(5)由能弹性地变形的膜材料(6)制造，并且其中，所述堆垛(3)具有预定的三维的几何形状(7)并且设置用于布置在所述壳体部件(5)中；其中，所述壳体部件(5)相对于所述堆垛(3)的几何形状(7)具有预定的形状偏差部(9)，从而在通过将所述堆垛(3)布置在所述壳体部件(5)中能够使所述形状偏差部(9)被所述堆垛(3)挤压，从而能够通过所述挤压使拉应力施加到所述壳体部件(5)的与所述形状偏差部(9)相间隔地布置的区域(11)上。
9.一种电池单体(1)，所述电池单体(1)至少包括壳体(2)和布置在所述壳体中的至少一个由彼此相叠地布置的板状电极(4)构成的堆垛(3)，其中，所述壳体(2)的至少一个壳体部件(5)由能弹性地变形的膜材料(6)制造，并且其中，所述堆垛(3)具有预定的三维的几何形状(7)；其中，在将所述堆垛(3)布置到所述壳体部件(5)中之前，所述壳体部件(5)相对于所述堆垛(3)的几何形状(7)具有预定的形状偏差部(9)，从而在通过将所述堆垛(3)布置在所述壳体部件(5)中能够使所述形状偏差部(9)至少部分地被所述堆垛(3)挤压，并且能够通过所述挤压使所述壳体部件(5)的与所述形状偏差部(9)相间隔地布置的区域(11)受到拉应力。
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