DE102012009161A1

DE102012009161A1 - Vorrichtung zur Herstellung eines Elektrodenstapels; Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels

Info

Publication number: DE102012009161A1
Application number: DE201210009161
Authority: DE
Inventors: Ralf Berger; Udo Egelkraut; Ralf Gehrmann; Alfred Ciecierski
Original assignee: Harro Hofliger Verpackungsmaschinen GmbH
Current assignee: Harro Hofliger Verpackungsmaschinen GmbH
Priority date: 2012-04-26
Filing date: 2012-04-26
Publication date: 2013-10-31
Anticipated expiration: 2032-04-27
Also published as: DE102012009161B4

Abstract

Es werden eine Vorrichtung (1) zur Herstellung eines Elektrodenstapels (19), bestehend aus Anoden- und Kathodenblättern, die durch ein Separatorenmaterial (5), das eine Außenseite (25) und eine Innenseite (26) aufweist, voneinander getrennt sind, und ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels (19) mittels einer Vorrichtung (1) vorgeschlagen, bei denen der Elektrodenstapel (19) dadurch entsteht, dass die Anoden- und Kathodenblätter jeweils auf der Außenseite (25) des Separatorenmaterials (5) positioniert werden, wobei nach jeder Positionierung mindestens eine Drehung eines Wickelrahmens erfolgt, so dass die Anoden- und Kathodenblätter in das Separatorenmaterial (5) eingewickelt werden.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Herstellung eines Elektrodenstapels bestehend aus Anoden- und Kathodenblättern, die durch ein Separatorenmaterial voneinander getrennt sind, nach der Gattung des Anspruchs 1, und einem Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels mittels einer Vorrichtung, wobei der Elektrodenstapel aus Anoden- und Kathodenblättern, die durch ein Separatorenmaterial voneinander getrennt sind, besteht, nach der Gattung des Anspruchs 12.
Derartige Elektrodenstapel werden beispielsweise in Akkumulatoren (z. B. Lithium-Ionen-Akkumulatoren) verwendet. Zur Herstellung dieser Elektrodenstapel gehört es zur gängigen Praxis, dass die Zellstapel mittels Robotern gebildet werden, die die Komponenten z. B. Elektroden (Anode und Kathode) und den Separator von sortenreinen Stapeln aufnehmen.
Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2010 012 274 A1 ist eine Fertigungsanlage bekannt, bei der das Anoden-, Kathoden- und Separatorenmaterial als Bandmaterial auf Materialspulen gespeichert ist, wobei die Materialspulen nahe der Fertigungsanlage gelagert sind, so dass das Bandmaterial durch eine Zuführvorrichtung zu einer Schnittstation transportiert wird, in der die jeweiligen Zuschnitte erfolgen. Der verwendete Schnittstempel, mit dem das konturgenaue Schneiden des Zuschnitts erfolgt, ist zugleich ein Einleger, mittels dem die Zuschnitte auf den Stapel aufgelegt werden. Zwar hat die Ausgestaltung der Fertigungsanlage den besonderen Vorteil, dass das konturgenaue Zuschneiden der Zuschnitte aus den unterschiedlichen Bandmaterialien mit dem Auflegen der Zuschnitte auf den zu bildenden Stapel gekoppelt ist, doch sind drei Schnittstempel erforderlich. Da die drei Schnittstempel jeweils von einer Schneideposition in eine Einlegeposition verbracht werden müssen, ist die Fertigungsanlage konstruktiv aufwändig und ggfls. auch störanfällig wird.
In der Offenlegungsschrift DE 10 2009 037 727 A1 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels beschrieben, bei dem die auf jeweils einer Lagerfläche vorgehaltene Anoden- und Kathodenblätter auf einem bandförmig vorgehaltenen Separatorenmaterial abgelegt werden. Hierzu wird das Separatorenmaterial auf einem Hubtisch in eine Richtung ausgebreitet, um darauf ein Elektrodenblatt erster Polarität zu positionieren und mittels einer Halteeinrichtung zu fixieren. Anschließend wird das Separatorenmaterial durch eine entgegen gesetzte Bewegung über das Elektrodenblatt erster Polarität gelegt, so dass das Elektrodenblatt erster Polarität bedeckt wird und ein Elektrodenblatt zweiter Polarität auf dem Separatorenmaterial positioniert und mittels einer zweiten Halteeinrichtung fixiert werden kann. Die Lagen des Separatorenmaterials entstehen somit durch eine Hin- und Herbewegung des Separatorenmaterials über dem Hubtisch, wobei jeweils ein Elektrodenblatt abgelegt wird. Nachteilig ist auch bei diesem Verfahren, dass es konstruktiv aufwändig ist.
In der Offenlegungsschrift DE 10 2010 012 997 A1 wird eine Einzelzelle beschrieben, bei denen bandförmige Elektrodenmaterial durch eine bandförmige Separatorenmaterial getrennt sind, wobei das bandförmige Material auf einem kreiszylindrischen oder flachen Wickeldorn aufgewickelt wird, so dass, nach dem Entfernen des Wickeldornes der durch die Wicklung entstandene Elektrodenwickel zu einem Elektrodenflachwickel gepresst wird. Nachteilig ist hierbei, dass die bandförmigen Folien exakt geführt sein müssen, so dass auch dieses Verfahren konstruktiv aufwändig ist.
Die Erfindung und ihre Vorteile
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Elektrodenstapels (Elektrodenwickel) bestehend aus Anoden- und Kathodenblättern, die durch ein Separatorenmaterial voneinander getrennt sind, mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1, und das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels mittels einer Vorrichtung, wobei der Elektrodenstapel aus Anoden- und Kathodenblättern, die durch ein Separatorenmaterial voneinander getrennt sind, mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 12, haben demgegenüber den Vorteil, dass ein Elektrodenstapel mit konstruktiv einfachen Mitteln herstellbar ist.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Anoden- und/oder Kathodenblatt über eine Zuführeinrichtung zugeführt.
Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Zuführeinrichtung ein Lufttisch.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Positioniereinrichtung ein Sauger (z. B. Vakuumsauger). Bevorzugt werden ein Sauger für die Anoden und ein Sauger für die Kathoden eingesetzt, so dass dadurch eine Querkontamination zwischen einem Anoden- oder Kathodenblatt vermieden wird.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist mindestens ein Greifer vorhanden.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist mindestens ein Greifer vorhanden, der nach Ergreifen des Rahmens (Wickelrahmen) den Antrieb des Rahmens bildet.
Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergreift der Greifer den Rahmen an einer Stelle, an der das Separatorenmaterial verlaufen könnte bzw. verläuft.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein auf der Oberseite des Separatorenmaterials positioniertes Anoden- oder Kathodenblatt zumindest während der Drehung des Rahmens durch eine Halteeinrichtung gehalten.
Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Halteeinrichtung der Greifer, der nach Ergreifen des Rahmens den Antrieb des Rahmens bildet.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der Rahmen mindestens eine Aufnahme für einen Ableiter eines Anoden- oder Kathodenblattes auf. Diese Aufnahme dient zur Positionierung des Anoden- oder Kathodenblattes.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Rahmen zerlegbar.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Elektrodenstapels mittels einer Vorrichtung, wobei der Elektrodenstapel aus Anoden- und Kathodenblättern, die durch ein Separatorenmaterial voneinander getrennt sind, besteht, wobei bandförmiges Separatorenmaterial, das eine Oberseite und eine Unterseite aufweist, an einem mittels eines Antriebes um eine Drehachse drehbaren Rahmen fixiert wird, so dass sich das Separatorenmaterial, dessen Unterseite dem Rahmen zugewandt ist, bei Drehung des Rahmens in eine Drehrichtung um den Rahmen wickelt, so dass ein Anoden- oder Kathodenblatt, das durch eine Positioniereinrichtung auf der Oberseite des Separatorenmaterials positioniert wird, durch eine anschließende Drehung des Rahmens mindestens teilweise in das Separatorenmaterial eingewickelt wird, wird als erstes Blatt ein Kathodenblatt auf die Oberseite des Separatorenmaterials positioniert, dem bis zur Erreichung der gewünschten Stapelhöhe abwechselnd jeweils zwei Anodenblätter und zwei Kathodenblätter usw. folgen oder wird als erstes Blatt ein Anodenblatt auf die Oberseite des Separatorenmaterials positioniert, dem bis zur Erreichung der gewünschten Stapelhöhe abwechselnd jeweils zwei Kathodenblätter und zwei Anodenblätter usw. folgen.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weisen das Anoden- und das Kathodenblatt jeweils einen Ableiter auf, der mindestens teilweise außerhalb des das Anoden- oder Kathodenblatt umwickelnden Separatorenmaterials angeordnet wird. Bevorzugt werden die Ableiter der Anoden- und Kathodenblätter auf der selben Seite angeordnet.
Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist der Rahmen mindestens eine an den Ableiter angepasste Aufnahme auf.
Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Aufnahme eine Aussparung.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Positionierung des Anoden- oder Kathodenblattes mittels des mit der Aufnahme zusammenwirkenden Ableiters.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Antrieb des Rahmens mindestens ein Greifer eingesetzt, der an den Rahmen angreifen kann.
Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergreift der Greifer den Rahmen an einer Stelle, an der Separatorenmaterial verlaufen könnte bzw. verläuft, so dass der Greifer nur mit dem Rahmen oder allenfalls mit dem Separatorenmaterial in Berührung kommt. Bevorzugt kommt der Greifer nicht mit einem Anoden- oder Kathodenblatt in Berührung, so dass eine Querkontamination zwischen einem Anoden- oder Kathodenblatt vermieden wird.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens bewirkt jede Drehung des Rahmens eine Drehung um 180°. Bevorzugt wird die Zelle (Anode, Kathode) vor der Drehung mit der Separatorbahn abgedeckt, so dass ein Umklappen der Zelle beim Drehen verhindert wird. Bevorzugt ist dieses Abdecken mit der Bewegung des Saugers gekoppelt, so dass durch die Bewegung des Saugers in Richtung Zuführeinrichtung die Abdeckung mit der Separatorbahn, die bevorzugt über eine an dem Sauger angeordneten Umlenkrolle geführt ist, erfolgt.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Anoden- und/oder Kathodenblatt über eine Zuführeinrichtung zugeführt.
Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Zuführeinrichtung ein Lufttisch.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach Erreichen der angestrebten Stapelhöhe das bandförmige Separatorenmaterial abgetrennt.
Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Abtrennung durch einen Schnitt.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vor oder nach dem Abtrennen des Separatorenmaterials das Ende des umwickelnden Separatorenmaterials an dem Elektrodenstapel fixiert.
Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Fixierung des Endes des umwickelnden Separatorenmaterials an dem Elektrodenstapel durch Klebung, Verschweißung odgl..
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird am Ende des Herstellungsprozesses der Rahmen aus dem Elektrodenstapel entfernt. Bevorzugt besteht der Rahmen (Wickelrahmen) aus zwei Seitenleiste, an denen der Rahmen gelagert ist, und zwei Verbindungsstäben, um welche das Separatorenmaterial gewickelt wird. Die Verbindungsstäbe sind bevorzugt dünn ausgestaltet, so dass diese leicht aus dem fertig gewickelten Elektrodenstapel herausziehbar sind.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die eingesetzte Vorrichtung eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
1 und 2 perspektivische Ansichten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines Elektrodenstapels und
3 eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die 1 und 2 zeigen perspektivische Ansichten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Herstellung eines Elektrodenstapels. Diese weist eine Zuführung 2 auf, mittels der Elektrodenblätter 3 zu einer Übergabeposition zugeführt werden, in der sie von einer Positioniereinrichtung, insbesondere einem Sauger 4, abgeholt werden können. Zur Bildung des Elektrodenstapels wird ein bandförmiges Separatorenmaterial 5, das über Umlenkrollen 6, 7 und 8a und 8b geführt ist, an einem Wickelrahmen (Rahmen) befestigt, der in dem Lager frei gelagert ist. Angetrieben wird der Wickelrahmen durch einen ersten Greifer 9, der nach Ergreifen des Wickelrahmens diesen im Uhrzeigersinn bewegen kann, und einen zweiten Greifer 10, der nach Ergreifen des Wickelrahmens nur auf der rechten Seite im Wechsel mit Greifer 9 diesen im Uhrzeigersinn bewegen kann, wobei der erste Greifer 9 durch einen Antrieb 11 und der zweite Greifer 10 durch einen Antrieb 12 angetrieben werden. Beide Greifer können ein- und ausgefahren werden und auf unterschiedlichen Durchmessern aneinander vorbeidrehen, also eine Rückdrehbewegung gegen den Uhrzeigersinn machen ohne Wickelrahmen. Am Ende des Wickelprozesses, der im Folgenden noch näher beschrieben wird, wird das Separatorenmaterial 5 mittels eines Messers 13 abgetrennt.
Anhand der nachfolgenden Beschreibung soll der Wickelprozess näher erläutert werden.
Am Anfang des Wickelprozesses wird der Greifer 10 im offenen Zustand an ein Rahmenteil 14 des Wickelrahmens herangeführt.
Der Greifer 9 ist beabstandet angeordnet und geöffnet. Der Greifer 10 ergreift das Rahmenteil 14 des Wickelrahmens. Der Separator wird am Rahmenteil 16 befestigt (z. B. umklebt, umschweißt, umklemmt odgl.). Der Greifer 10 wird geöffnet und der Greifer 9 an den Wickelrahmen eingefahren und geschlossen mit dem Separator. Nachdem der Greifer 10 ausgefahren ist bewegt sich der Sauger 4 zur Zuführung 2, um das Elektrodenblatt 3, insbesondere eine Kathode, abzuholen. Da an dem Sauger 4 eine Umlenkrolle 8b für das Separatorenmaterial 5 angeordnet ist, folgt das Separatorenmaterial 5 der Bewegung des Saugers 4.
Nach dem Absenken des Saugers 4 auf der Kathode wird die Kathode mittels des Saugers 4 angehoben. Anschließend wird der Wickelrahmen um seine Achse 15 im Uhrzeigersinn mittels des durch den Antrieb 11 angetriebenen Greifers 9 gedreht, wodurch sich das Separatorenmaterial 5 um das Rahmenteil 14 wickelt bis der Wickelrahmen um 180° gedreht ist. Zeitgleich oder versetzt bewegt sich der geöffnete Greifer 10 um 180° gegen den Uhrzeigersinn.
Nachdem der Sauger 4 übergesetzt hat, wird die Kathode auf dem Separatorenmaterial 5 abgesetzt und der Greifer 10 eingefahren und geschlossen, wodurch der Greifer 10, da das Separatorenmaterial 5 um das Rahmenteil 14 gewickelt ist, das Separatorenmaterial 5 und die aufgelegte Kathode berührt und fixiert. Der Greifer 9 öffnet und fährt heraus. Anschließend wird der Sauger 4 angehoben und zur Zuführung 2 bewegt, um ein Elektrodenblatt 3, insbesondere eine Anode abzuholen. Dadurch wird die auf dem Separatorenmaterial 5 abgesetzte Kathode mit Separatorenmaterial 5 abgedeckt. Nach dem Absenken des Saugers 4 wird die Anode angehoben und der Wickelrahmen um seine Achse 15 im Uhrzeigersinn mittels des durch den Antrieb 12 angetriebenen Greifers 10 gedreht, wodurch sich anfänglich eine Tasche aus Separatorenmaterial 5 bildet, in der die Kathode verklemmt wird, so dass die Kathode beim Drehen des Wickelrahmens gegen ein Verrutschen gesichert ist, und wodurch sich das Separatorenmaterial 5 um das Rahmenteil 16 wickelt bis der Wickelrahmen um 180° gedreht ist. Zeitgleich oder versetzt bewegt sich der geöffnete Greifer 9 um 180° gegen den Uhrzeigersinn.
Nachdem der Sauger 4 übergesetzt hat, wird die Anode auf dem Separatorenmaterial 5 abgesetzt und der Greifer 9 eingefahren und geschlossen. Der Greifer 10 öffnet und fährt heraus. Anschließend wird der Sauger 4 angehoben und zur Zuführung 2 bewegt, um eine weitere Anode abzuholen.
Der Sauger 4 wird auf die Anode abgesenkt und hebt diese an. Der Wickelrahmen wird um seine Achse 15 im Uhrzeigersinn mittels des durch den Antrieb 11 angetriebenen Greifers 9 gedreht, wodurch sich das Separatorenmaterial 5 um das Rahmenteil 14 wickelt bis der Wickelrahmen um 180° gedreht ist. Zeitgleich oder versetzt bewegt sich der geöffnete Greifer 10 um 180° gegen den Uhrzeigersinn.
Nachdem der Sauger 4 übergesetzt hat, wird die Anode auf dem Separatorenmaterial 5 abgesetzt und der Greifer 10 eingefahren und geschlossen, so dass das Separatorenmaterial 5 und die Anode an dem Rahmenteil 14 fixiert ist.
Anschließend wird der Sauger 4 wieder zur Abholung einer weiteren Anode zur Zuführung bewegt, wodurch die Anode mit Separatorenmaterial 5 überspannt wird. Anschließend werden solange jeweils nacheinander zwei Kathoden und zwei Anoden abgeholt, bis der gewünschte Elektrodenstapel entstanden ist.
Am Ende des Verfahrens setzt der Sauger 4 über, so dass das transportierte Elektrodenblatt 3 auf dem Separatorenmaterial 5 abgesetzt werden kann und z. B. der Greifer 10 eingefahren und geschlossen wird. Nachdem der Greifer 9 geöffnet wurde, fährt dieser heraus. Anschließend wird der Sauger 4 angehoben und zur Zuführung 2 bewegt, wodurch Separatorenmaterial 5 über die Anode gespannt wird. Der Greifer 9 wird gegen den Uhrzeigersinn um 180° gedreht während der Wickelrahmen um seine Achse 15 im Uhrzeigersinn mittels des durch den Antrieb 12 angetriebenen Greifers 10 gedreht wird, so dass sich das Separatorenmaterial 5 um das Rahmenteil 16 wickelt. Anschließend wird der Sauger 4 in die Grundstellung querverfahren, der Greifer 9 greift das um das Rahmenteil 16 gewickelte Separatorenmaterial 5. Durch Ausfahren eines Hubzylinders 17 wird ein Führungsteil 18 geschwenkt, so dass das Separatorenmaterial 5 um 130° geschwenkt sowie mit Klemmplatte 27 auf der Umlenkrolle verklemmt wird und dann mittels des Messers 13 abgeschnitten werden kann. Anschließend wird das Messer 13 zurück gefahren, das Separatorenmaterial 5 angeklebt und der Sauger 4 mit dem abgetrennten Separatorenmaterial 5, welches durch z. B. Vakuum an der Saugplatte 28 gehalten wird, in Richtung Zuführung 2 bewegt.
Zur Entnahme des Elektrodenstapels (Elektrodenwickel) 19 wird die Klemmung des Greifers 9 und 10 gelöst und der Wickelrahmen geöffnet (3), so dass der Elektrodenstapel 19 durch Abziehen von den Rahmenteilen 14 und 16 entnommen werden kann. In 3 wird deutlich, dass der Elektrodenstapel 19 Ableiter aufweist, die außerhalb des Separatorenmaterials 5 angeordnet sind und sich auf der selben Seite befinden, wobei die Kathoden die Kathodenableiter 20 und die Anoden die Anodenableiter 21 aufweisen. Damit bei der Herstellung des Elektrodenstapels 19 die Kathoden und die Anoden präzise auf dem Separatorenmaterial 5 positioniert werden können, sind am Wickelrahmen Aussparungen angeordnet, so dass die Kathodenableiter 20 in einer Aussparung (Aufnahme) 22 und die Anodenableiter 21 in einer Aussparung (Aufnahme) 23 positioniert werden.
Nach der Entnahme des Elektrodenstapels 19 wird der Wickelrahmen wieder geschlossen und der Greifer 9 geöffnet und ausgefahren wird. Anschließend wird der Wickelrahmen mittels des Greifers 10 um 180° gedreht.
Um das Separatormaterial 5 erneut am Wickelrahmen zu fixieren wird anschließend der geöffnete Greifer 9 und ein Zwischenanschlag 24 eingefahren und der Sauger 4 auf den Zwischenanschlag 24 quer gefahren.
Anschließend wird die Klemmung des Separatrorenmaterials 5 mittels des Hubzylinders 17 und des daran angeordneten Führungsteiles 18 um 130° zurück geschwenkt, wobei das Separatorenende an der Saugplatte 28 angesaugt bleibt.
Nach einer Schwenkung des Wickelrahmens mit dem Greifer 9 und 10 um 37,5°, mit Rahmenteil 16 gegen Saugplatte 28, wird anschließend eine Klammer 29 am Wickelrahmen um 180° geöffnet.
Mittels eines Schwertes wird eine entstandene Falte beidseitig herausgedrückt. Nachdem das Separatorenmaterial 5 abgelassen wurde, wird eine Anlegestange um 90° abgeschwenkt und anschließend eine Klammer 29 um 180° geschlossen und somit das Separatormaterial 5 am Rahmenteil 16 fixiert.
Nachdem die Klemmplatte 27 des Separatorenmaterials 5, das eine Außenseite 25 (Oberseite) und eine Innenseite 26 (Unterseite) aufweist, wobei die Ablage der Elektrodenblätter auf der Außenseite 25 des Separatorenmaterials 5 erfolgt, gelöst wurde, wird die Anlegestange um 90° hochgeschwenkt. Anschließend verfährt der Sauger 4 in die Abholposition und der Zwischenanschlag 24 wird hochgefahren. Der Wickelrahmen wird um 142,5° gedreht und der Greifer 9 ausgefahren und um 180° gedreht. Anschließend wird der Greifer 9 eingefahren und geschlossen, so dass anschließend die Positionierung der Elektrodenblätter wie oben beschrieben erneut erfolgen kann.
Alle hier dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Zuführung
3: Elektrodenblatt
4: Sauger
5: Separatorenmaterial
6: Umlenkrolle
7: Umlenkrolle
8a: Umlenkrolle
8b: Umlenkrolle
9: Erster Greifer
10: Zweiter Greifer
11: Antrieb
12: Antrieb
13: Messer
14: Rahmenteil
15: Achse
16: Rahmenteil
17: Hubzylinder
18: Führungsteil
19: Elektrodenstapel
20: Kathodenableiter
21: Anodenableiter
22: Aussparung
23: Aussparung
24: Zwischenanschlag
25: Außenseite
26: Innenseite
27: Klemmplatte
28: Saugplatte
29: Klammer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010012274 A1 [0003]
DE 102009037727 A1 [0004]
DE 102010012997 A1 [0005]

Claims

Vorrichtung (1) zur Herstellung eines Elektrodenstapels (19), bestehend aus Anoden- und Kathodenblättern, die durch ein Separatorenmaterial (5) voneinander getrennt sind, wobei zur Stapelung des Elektrodenstapels (19) ein Rahmen, der mittels eines Antriebes um eine Drehachse drehbar ist, vorhanden ist, an dem das Separatorenmaterial (5), das bandförmig ist und eine Außenseite (25) und eine Innenseite (26) aufweist, derart fixiert ist, dass sich das Separatorenmaterial (5), dessen Innenseite (26) dem Rahmen zugewandt ist, bei Drehung des Rahmens in eine Drehrichtung um den Rahmen wickelt, so dass ein Anoden- oder Kathodenblatt, durch eine Positioniereinrichtung auf der Außenseite (25) des Separatorenmaterials (5) positioniert wird, mindestens teilweise durch eine erneute Drehung des Rahmens in das Separatorenmaterial (5) einwickelbar ist.
Vorrichtung (1), nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anoden- und/oder Kathodenblatt über eine Zuführeinrichtung (2) zugeführt wird.
Vorrichtung (1), nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung (2) ein Lufttisch ist.
Vorrichtung (1), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung ein Sauger (4) ist.
Vorrichtung (1), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Greifer (9, 10) vorhanden ist.
Vorrichtung (1), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Greifer (9, 10) vorhanden ist, der nach Ergreifen des Rahmens den Antrieb (11, 12) des Rahmens bildet.
Vorrichtung (1), nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (9, 10) den Rahmen an einer Stelle ergreift, an der das Separatorenmaterial (5) verlaufen könnte bzw. verläuft.
Vorrichtung (1), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf der Außenseite (25) des Separatorenmaterials (5) positioniertes Anoden- oder Kathodenblatt zumindest während der Drehung des Rahmens durch eine Halteeinrichtung gehalten wird.
Vorrichtung (1), nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung der Greifer (9, 10) ist, der nach Ergreifen des Rahmens den Antrieb (11, 12) des Rahmens bildet.
Vorrichtung (1), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen mindestens eine Aufnahme für einen Ableiter eines Anoden- oder Kathodenblattes aufweist.
Vorrichtung (1), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen zerlegbar ist.
Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels (19) mittels einer Vorrichtung, wobei der Elektrodenstapel aus Anoden- und Kathodenblättern, die durch ein Separatorenmaterial (5) voneinander getrennt sind, besteht, dadurch gekennzeichnet, dass bandförmiges Separatorenmaterial (5), das eine Außenseite (25) und eine Innenseite (26) aufweist, an einem mittels eines Antriebes um eine Drehachse (15) drehbaren Rahmen fixiert wird, so dass sich das Separatorenmaterial (5), dessen Innenseite (26) dem Rahmen zugewandt ist, bei Drehung des Rahmens in eine Drehrichtung um den Rahmen wickelt, so dass ein Anoden- oder Kathodenblatt, das durch eine Positioniereinrichtung auf der Außenseite (25) des Separatorenmaterials (5) positioniert wird, durch eine anschließende Drehung des Rahmens mindestens teilweise in das Separatorenmaterial (5) eingewickelt wird.
Verfahren, nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass als erstes Blatt ein Kathodenblatt auf die Außenseite (25) des Separatorenmaterials (5) positioniert wird, dem bis zur Erreichung der gewünschten Stapelhöhe abwechselnd jeweils zwei Anodenblätter und zwei Kathodenblätter folgen oder dass als erstes Blatt ein Anodenblatt auf die Außenseite (25) des Separatorenmaterials (5) positioniert wird, dem bis zur Erreichung der gewünschten Stapelhöhe abwechselnd jeweils zwei Kathodenblätter und zwei Anodenblätter folgen.
Verfahren, nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Anoden- und das Kathodenblatt jeweils einen Ableiter (20, 21) aufweisen, der mindestens teilweise außerhalb des das Anoden- oder Kathodenblatt umwickelnden Separatorenmaterials (5) angeordnet wird.
Verfahren, nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen mindestens eine an den Ableiter (20, 21) angepasste Aufnahme aufweist.
Verfahren, nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme eine Aussparung (22, 23) ist.
Verfahren, nach Anspruch 15 oder Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierung des Anoden- oder Kathodenblattes mittels des mit der Aufnahme zusammenwirkenden Ableiters (20, 21) erfolgt.
Verfahren, nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Antrieb (11, 12) des Rahmens mindestens ein Greifer (9, 10) eingesetzt wird, der an den Rahmen angreifen kann.
Verfahren, nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (9, 10) den Rahmen an einer Stelle ergreift, an der Separatorenmaterial (5) verlaufen könnte bzw. verläuft.
Verfahren, nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass jede Drehung des Rahmens eine Drehung um 180° bewirkt.
Verfahren, nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Anoden- und/oder Kathodenblatt über eine Zuführeinrichtung (2) zugeführt wird.
Verfahren, nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung (2) ein Lufttisch ist.
Verfahren, nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erreichen der angestrebten Stapelhöhe das bandförmige Separatorenmaterial (5) abgetrennt wird.
Verfahren, nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennung durch einen Schnitt erfolgt.
Verfahren, nach Anspruch 23 oder Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder nach dem Abtrennen des Separatorenmaterials (5) das Ende des umwickelnden Separatorenmaterials (5) an dem Elektrodenstapel (19) fixiert wird.
Verfahren, nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung des Endes des umwickelnden Separatorenmaterials (5) an dem Elektrodenstapel (19) durch Klebung, Verschweißung odgl. erfolgt.
Verfahren, nach einem der Ansprüche 12 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende des Herstellungsprozesses der Rahmen aus dem Elektrodenstapel (19) entfernt wird.
Verfahren, nach einem der Ansprüche 12 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die eingesetzte Vorrichtung (1) eine Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 ist.