DE102008041713A1 - Conductor section i.e. cathode, producing method for e.g. battery, involves connecting contact lugs in lamella composite by conductor poles to form stack to produce conductor section, where contact lugs lie one after another in stack - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Zelle und genauer gesagt auf solch ein Verfahren, bei dem während des Herstellens eines Lamellenverbunds aus den Elektrodenlamellen Kontaktierungsfahnen so ausgeschnitten werden, dass mindestens ein Stapel hintereinander liegender Kontaktierungsfahnen ausgebildet wird.The The present invention relates to a method of manufacture an electric cell, and more specifically such a process, during the manufacture of a lamella composite out the electrode lamellae contact flags are cut out so that formed at least one stack of consecutive contact flags becomes.
Der Begriff Lamellenverbund bezieht sich hierbei entweder auf eine Wicklung von Elektroden- und Separatorlamellen oder auf einen Stapel bestehend aus Elektroden- und Separatorlamellen. Ein gewickelter Lamellenverbund wird hergestellt, indem zwei Lagen eines Elektrodenmaterials mit einem Versatz aufeinander gelegt werden, wobei auf jeder Elektrodenlage eine Lage seines Separators angeordnet wird. Die Separatorlagen bestehen in der Praxis zumeist aus einem Elektrolyt, wodurch mehr Energie in der Zelle gespeichert werden kann. Anschließend werden die aufeinanderliegenden Lagen aufgewickelt. Im Falle eines Stapels von Elektroden- und Separatorlamellen gibt es zwei Alternativen: A) die wie vorstehend aufeinandergelegten Lagen werden im Zickzack gefaltet, oder B) die Lagen werden zu einzelnen Lamellen geschnitten und aufeinander gestapelt.Of the Term lamellar composite refers here either to a winding of electrode and Separatorlamellen or on a stack from electrode and separator lamellae. A wound lamellar composite is prepared by two layers of an electrode material with an offset on each other, wherein on each electrode layer a layer of its separator is arranged. The separator layers In practice, they usually consist of an electrolyte, which means more Energy can be stored in the cell. Subsequently The superimposed layers are wound up. in case of a Stack of electrode and separator blades there are two alternatives: A) The layers stacked as above are zigzagged folded, or B) the layers are cut into individual slats and stacked on top of each other.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Im Stand der Technik sind verschiedene Ableiter- bzw. Kontaktabschnitte und Verfahren zur Herstellung von Ableiterabschnitten für einen Lamellenverbund bekannt.in the State of the art are various arrester or contact sections and method for making arrester sections for a lamellar composite known.
So
offenbart die
In
dem Dokument
Bei
der Herstellung der vorstehend genannten Ableiterabschnitte für
einen Lamellenverbund sind können die Lamellen mittels
Ultraschall angeschweißt werden oder sie können
durch ein so genanntes Stiching angenietet werden. Es ist auch bereits
bekannt, die Lamellen vor dem Wickeln des Lamellenverbunds zu beschneiden,
um eine elektrochemische Zelle herzustellen. In dem Dokument
Das
vorstehend genannte Dokument
Die im Stand der Technik bekannten Verfahren zur Herstellung eines Ableiterabschnitts für elektrische Zellen zeigen einige Nachteile. Werden die Kontaktfahnen beispielsweise mittels Schneiden oder Stanzen hergestellt, so kann es zu einer Spanbildung kommen, was zu Kurzschlüssen führen kann. Des Weiteren erfordert dieser Bearbeitungsschritt zumeist einen gesonderten Nachbearbeitungsschritt. Da die Elektrodenlammellen aus metallischen Materialen bestehen, verschleißen die Schneidwerkzeuge auch sehr schnell, so dass diese sehr häufig ausgetauscht werden müssen. Dies verteuert zudem die Herstellung der elektrischen Zellen.The known in the prior art method for producing a Ableiterabschnitts for electrical cells show some disadvantages. Become the tabs for example by cutting or punching produced, it can lead to a chip formation, resulting in short circuits can lead. Furthermore, this processing step requires usually a separate post-processing step. Since the electrode slats Made of metallic materials, wear the Cutting tools also very fast, so these are very common need to be replaced. This also makes the production more expensive the electrical cells.
Das Herstellen des Ableiterabschnitts am fertigen Lamellenverbund stellt zudem einen gesonderten Arbeitsschritt dar, der die Weiterverarbeitung des Lamellenverbands zu fertigen Batterien oder Akkumulatoren verzögert.The Producing the arrester section on the finished lamellar composite provides Moreover, a separate step, the further processing of the Slats Association to finished batteries or accumulators delayed.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zumindest einige der sich aus dem Stand der Technik ergebenden Nachteile zu beseitigen. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Ableiterabschnitts bereitzustellen.It is therefore the object of the present invention, at least some to overcome the disadvantages resulting from the prior art. In particular, it is the object of the present invention, a improved method for producing a Ableiterabschnitts provide.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch das im Anspruch 1 dargelegte Verfahren gelöst. Insbesondere wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gelöst, indem während des Herstellens des Lamellenverbands aus den Elektrodenlamellen Kontaktierungsfahnen so ausgeschnitten werden, dass ein Ableiterabschnitt ausgebildet wird, der aus mindestens einem Stapel hintereinander liegender Kontaktierungsfahnen besteht. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The The object of the invention is achieved by the method set forth in claim 1 solved. In particular, the object of the present Invention solved by during manufacturing of the lamellar dressing from the electrode lamellae Contact lugs be cut out so that an arrester section is formed is made of at least one stack of consecutive contact flags consists. Advantageous developments of the method are the subject the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass das Ausbilden des Ableiterabschnitts während der Herstellung des Lamellenverbunds erfolgt, so dass es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht erforderlich ist, nach dem Fertigstellen des Lamellenverbands einen gesonderten Schritt zur Ausbildung des Ableiterabschnitts durchzuführen. Das erfindungsgemäße Verfahren führt daher zu einer verkürzten Herstellungszeit einer elektrischen Zelle.The inventive method has the advantage that the formation of the Ableiterabschnitts takes place during the production of the lamellar composite, so that it is not necessary in the inventive method, after completion of the lamellae a separate step to Training the arrester section perform. The method according to the invention therefore leads to a shortened production time of an electrical cell.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat zudem den Vorteil, dass die Form des sich ausbildenden Stapels von Kontaktfahnen freier gestaltet werden kann. Beispielsweise kann sich die Breite (Abmessung in tangentialer Richtung) und/oder Höhe (Abmessung in axialer Richtung) des Stapels entlang der radialen Richtung der elektrischen Zelle in linearer und/oder nichtlinearer Weise verändern.The inventive method also has the advantage that the shape of the forming stack of contact lugs free can be designed. For example, the width (dimension in tangential direction) and / or height (dimension in axial Direction) of the stack along the radial direction of the electric Change cell in a linear and / or nonlinear way.
Gemäß einem Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht der Lamellenverbund aus einer spiralförmigen Wicklung, wobei die Elektroden- und Separatorlamellen während des Herstellens des Lamellenverbunds aus Elektroden- und Separatorlagen gewickelt werden. Das heißt, es gibt nur eine Anodenlage, eine Kathodenlage und zwei Separatorlagen. Die Elektrodenlagen haben eine etwas größere Breite als die Separatorlagen und sind zueinander leicht versetzt.According to one Aspect of the method consists the lamellar composite of a spiral winding, wherein the electrode and Separatorlamellen during the Producing the laminar composite of electrode and separator layers be wrapped. That is, there is only one anode layer, a cathode layer and two separator layers. The electrode layers have a slightly larger width than the Separatorlagen and are slightly offset from each other.
Auf diese Weise ergibt sich die herkömmliche zylindrische Form vieler elektrischer Zellen. In diesem Fall sind die beiden Pole der elektrischen Zelle in axialer Richtung an entgegengesetzten Enden des Wickels vorgesehen.On this way, the conventional cylindrical shape results many electrical cells. In this case, the two poles the electric cell in the axial direction opposite Ends of the coil provided.
Gemäß einem Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht der Lamellenverbund aus geschichteten Lagen und die Elektroden- und Separatorlamellen werden während des Herstellens des Lamellenverbunds gestapelt.According to one Aspect of the method consists the laminar composite of layered layers and the electrode and Separatorlamellen be during the manufacture of the lamellar composite stacked.
Auf diese Weise ergeben sich quaderförmige Zellen. Beim Stapeln können die Elektroden- und Separatorlagen im Zickzack gefaltet werden. Das heißt, es gibt nur eine Anodenlage, eine Kathodenlage und zwei Separatorlagen. Beim Stapeln können aber auch eine Vielzahl einzelner Elektroden- und Separatorlagen verwendet werden, die abwechselnd aufeinander gestapelt werden. Hierbei werden die Lagen einzeln oder auch in vorab gestapelter Weise zu einzelnen Lamellen mit bestimmter Größe vorgefertigt und anschließend aufeinander gestapelt. Die letztere Variante hat den Vorteil, dass die Elektrodenlagen nicht nur in einer Richtung zueinander versetzt sein können, so dass die Anode und Kathode an entgegengesetzten Enden des Stapels ausgebildet werden, sondern auch in zwei Richtungen versetzt sein können, so dass die Anode und Kathode an zwei Seiten des Stapels ausgebildet werden können, die eine Ecke des Stapels gemeinsam haben.On this way, cuboid cells result. When stacking For example, the electrode and separator layers can be zigzag folded become. That is, there is only one anode layer, one cathode layer and two separator layers. But when stacking can also a plurality of individual electrode and separator layers used be alternately stacked on top of each other. Here are the layers individually or in a pre-stacked manner to individual Prefabricated slats of a certain size and then stacked on top of each other. The latter variant has the advantage that the electrode layers not only in one direction can be offset to each other, so that the anode and Cathode formed at opposite ends of the stack, but also be offset in two directions, so that the anode and cathode are formed on two sides of the stack be able to share a corner of the stack.
Gemäß einem Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die Separatorlamellen bzw. -lagen aus einem Elektrolyt gefertigt. Auf diese Weise erhöht sich das Energiespeichervermögen der Zelle. Es kann aber auch nur eine Seperatorlamelle bzw. -lage aus einem Elektrolyt gefertigt sein und die andere besteht aus einer dünnen isolierenden Lage. Diese Lage kann auch durch eine auf eine Elektrode aufgebrachte Isolationsschicht bzw. Isolationsbeschichtung verwirklicht werden.According to one Aspect of the method according to the invention are the Separator lamellae or layers made of an electrolyte. On This way, the energy storage capacity increases the cell. But it can also only a Seperatorlamelle or -lage be made of one electrolyte and the other consists of a thin insulating layer. This location can also be through a Insulation layer or insulation coating applied to an electrode be realized.
Gemäß einem Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens bilden die Elektrodenlamellen eine Anode und eine Kathode, wobei die Anode aus Kupfer hergestellt ist und die Kathode aus Aluminium hergestellt ist. Dadurch wird eine Korrosion der Elektroden weitestgehend vermieden.According to one Aspect of the method according to the invention the electrode blades an anode and a cathode, wherein the anode made of copper and the cathode is made of aluminum is. As a result, corrosion of the electrodes is largely avoided.
Gemäß einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Stapel von Kontaktierungsfahnen mittels Schweißen mit dem Ableiterpol verbunden. Dadurch wird eine gut leitende Verbindung zwischen Zellverbund und Ableiterpol sichergestellt.According to one another aspect of the method according to the invention becomes the stack of contact flags by welding connected to the arrester pole. This will be a good conductive connection ensured between cell group and Ableiterpol.
Gemäß einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Kontaktierungsfahnen eines Stapels an den Ableiterpol gepresst und durch Schweißen miteinander und mit dem Ableiterpol verbunden. Diese Vorgehensweise ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn an dem so bearbeiteten Pol der Zelle zwei oder mehr Stapel von Kontaktierungsfahnen ausgebildet sind, die in Umfangsrichtung des Zellwickels gleichmäßig verteilt sind, und in der Mitte des Zellwickels ein Aufnahmeraum für einen Polbolzen vorgesehen ist. In diesem Fall kann der Polbolzen in den Aufnahmeraum eingeführt werden und die Stapel von Kontaktierungsfahnen werden an den Polbolzen gepresst. Da die Kräfte zum Anpressen der Kontaktierungsfahnen entsprechend der Stapel von Kontaktierungsfahnen in Umfangsrichtung des Zellwickels gleichmäßig verteilt sind, heben sich die auf den Polbolzen einwirkenden Anpresskräfte gegenseitig auf, so dass dieser nicht verschoben oder verformt wird.According to one another aspect of the method according to the invention The contact lugs of a stack to the Ableiterpol pressed and welded together and with the Ableiterpol connected. This procedure is particularly advantageous if there are two or more stacks on the pole of the cell that has been processed in this way formed by contact lugs in the circumferential direction of the cell coil are evenly distributed, and in the middle of the cell wrap a receiving space for a Polbolzen is provided. In this case, the pole bolt in the Reception room are introduced and the stacks of contact flags are pressed against the pole pins. Because the forces for pressing the contact flags corresponding to the stack of contact flags in the circumferential direction of the cell coil evenly are distributed, the forces acting on the pole bolt contact forces lift each other, so that it is not moved or deformed.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Ausschneiden der Kontaktierungsfahnen passgenau mittels Laserschneiden bewirkt. Der Vorteil des Laserschneidens liegt darin, dass keine Späne entstehen, wie dies bei einem gewöhnlichen Schneidvorgang passieren könnte. Auch ist eine Nachbearbeitung der Schnittkanten nicht erforderlich. Beim Laserschneiden gibt es auch kein Werkzeug, das durch Abnutzung stumpf wird und/oder ausgetauscht werden muss. Die Standzeiten des Herstellungsverfahrens können somit minimiert werden. Das Laserschneiden ermöglicht auch, dass sich die Form der Kontaktierungsfähnchen im Verlauf der Wicklung verändern kann.According to a further aspect of the method according to the invention Cutting the Kontaktierungsfahnen is accurately by means of Laser cutting causes. The advantage of laser cutting is that that no shavings arise, as with a common one Cutting process could happen. Also is a post the cutting edges are not required. There are laser cutting also no tool that becomes dull due to wear and / or replaced must become. The service life of the manufacturing process can thus minimized. Laser cutting also enables that the shape of the Kontaktierungsnähnchen in the course the winding can change.
Gemäß einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mit einem Computer berechnet, wie die Elektrodenlamellen zu beschneiden sind, damit der Stapel von Kontaktierungsfahnen ausgebildet wird. Mit moderner Computertechnik ist es möglich, den Herstellungsprozess des Elektrodenverbunds zu beobachten und vorauszuberechnen, an welcher Stelle die Elektrodenlamellen zu bearbeiten sind, so dass sich dann im fertig gestellten Zustand des Lamellenverbunds mindestens ein Stapel von Kontaktierungsfahnen mit der gewünschten Form bildet.According to another aspect of the invention The method according to the invention is calculated with a computer as to how the electrode blades are to be cut so that the stack of contact flags is formed. With modern computer technology, it is possible to observe the manufacturing process of the electrode assembly and to predict at which point the electrode blades are to be processed, so that then forms in the finished state of the lamination composite at least one stack of contact lugs with the desired shape.
Wenn der Lamellenverband beispielsweise durch Wickeln von Elektroden- und Separatorlagen hergestellt wird, so ändert sich der Durchmesser des Wickels von Wicklung zu Wicklung. Dementsprechend ändern sich auch die Abstände der Kontaktierungsfahnen entlang der jeweiligen Elektrodenlage. Diese sich verändernden Abstände werden vorausberechnet und an die Bearbeitungseinrichtung weitergegeben, wodurch eine passgenaue Ausarbeitung der Kontaktierungsfahnen möglich ist.If the lamellar dressing, for example, by winding electrode and Separatorlagen is produced, then the changes Diameter of the winding from winding to winding. Change accordingly also the distances of the contact flags along the respective electrode layer. This changing Distances are calculated in advance and sent to the processing facility passed, whereby a tailor-made elaboration of the contact flags is possible.
Dementsprechend wird gemäß einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens die Berechnung in Echtzeit mittels Daten vorgenommen, die während des Wickelvorgangs erhoben werden.Accordingly is according to another aspect of the invention Procedure, the calculation made in real time using data that be collected during the wrapping process.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELSDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT
Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels im Detail beschrieben.in the The following is an embodiment of the invention Embodiment described in detail.
Bei
dem Ausführungsbeispiel wird eine zylindrische elektrische
Zelle hergestellt, indem die Elektroden- und Separatorlagen aufgewickelt
werden. Der Aufbau der Elektroden- und Sparatorlagen ist im Folgenden
kurz beschrieben. Auf eine Kupferbahn
Danach
wird der Stapel von Elektroden- und Elektrolytlagen bzw. -bahnen
aufgewickelt, so dass er einen zylindrischen Zellwickel
Erfindungsgemäß werden
bei diesem Aufwickelvorgang, nämlich vor dem tatsächlichen
Aufwickeln, aus den überstehenden Abschnitten der Kupfer-
und Aluminiumbahnen
Entweder
berechnet ein Computer die Abstände der Kontaktierungsfahnen
Beim
Wickeln der Elektroden- und Elektrolytlagen
Wenn
die Elektroden- und Elektrolytlagen
Anschließend
wird ein Ableiterpol
ABWANDLUNGENMODIFICATIONS
Bei
dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wurden pro Ableiterabschnitt
zwei Stapel
Bei
dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wurden die überstehenden
Abschnitte der beiden Elektrodenlagen
Bei
dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wurden die Elektroden-
und Elektrolytlagen
Hierbei
gibt es zwei weitere Möglichkeiten. Zum Einen findet die
Bearbeitung der Elektrodenlagen
Das
Bearbeiten der Elektrodenlagen
Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel und dessen Abwandlungen beschrieben und erklärt. Selbstverständlich sind das Ausführungsbeispiel und die Abwandlungen nicht dazu gedacht, die vorliegende Erfindung in irgendeiner Weise zu beschränken. Vielmehr wird die vorliegende Erfindung nur durch die Ansprüche beschränkt, die im Folgenden dargelegt sind.The The present invention has been described with reference to the embodiment and its modifications are described and explained. Of course the embodiment and the modifications are not intended to supplement the present invention in any way restrict. Rather, the present invention only limited by the claims that follow are set out.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- - DE 10341355 [0006, 0007] - DE 10341355 [0006, 0007]
Claims (12)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20111129 |