DE102017216131A1 - Method for producing an electrode stack for a battery cell and battery cell - Google Patents

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Martin Reusch
Andreas Letsch
Daniel Sauerteig
Johannes Proell
Juergen Herold
Mathias Derra
Thomas Peter
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels für eine Batteriezelle, umfassend folgende Schritte: Bereitstellen eines bandförmigen ersten Separatorelements (16); Bereitstellen mehrerer plattenförmiger Elektrodensegmente (56); Erzeugen eines bandförmigen Verbundelements (50) durch Ablegen der Elektrodensegmente (55) auf das erste Separatorelement (16); Aufbringen mindestens eines Klebefilms (131) auf das erste Separatorelement (16) des Verbundelements (50), wobei eine Höhe (H) des Klebefilms (131) größer ist als eine Stärke (S) der Elektrodensegmente (56); Aufbringen eines bandförmigen zweiten Separatorelements auf das Verbundelement (50) derart, dass die Elektrodensegmente (56) zumindest weitgehend zwischen den beiden Separatorelementen (16) eingeschlossen sind, und dass die Höhe (H) des Klebefilms (131) verringert wird. Die Erfindung betrifft auch eine Batteriezelle, die mindestens einen Elektrodenstapel umfasst, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.

Figure DE102017216131A1_0000
The invention relates to a method for producing an electrode stack for a battery cell, comprising the following steps: providing a band-shaped first separator element (16); Providing a plurality of plate-shaped electrode segments (56); Producing a band-shaped composite element (50) by depositing the electrode segments (55) on the first separator element (16); Applying at least one adhesive film (131) to the first separator element (16) of the composite element (50), wherein a height (H) of the adhesive film (131) is greater than a thickness (S) of the electrode segments (56); Applying a band-shaped second separator element to the composite element (50) such that the electrode segments (56) are at least largely enclosed between the two separator elements (16) and that the height (H) of the adhesive film (131) is reduced. The invention also relates to a battery cell comprising at least one electrode stack, which is produced by the process according to the invention.
Figure DE102017216131A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels für eine Batteriezelle aus plattenförmigen Elektrodensegmenten und Stapeln der Segmente. Die Erfindung betrifft auch eine Batteriezelle, die einen Elektrodenstapel aufweist, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.The invention relates to a method for producing an electrode stack for a battery cell from plate-shaped electrode segments and stacking of the segments. The invention also relates to a battery cell having an electrode stack, which is produced by the method according to the invention.

Stand der TechnikState of the art

Elektrische Energie ist mittels Batterien speicherbar. Batterien wandeln chemische Reaktionsenergie in elektrische Energie um. Hierbei werden Primärbatterien und Sekundärbatterien unterschieden. Primärbatterien sind nur einmal funktionsfähig, während Sekundärbatterien, die auch als Akkumulator bezeichnet werden, wieder aufladbar sind. In einem Akkumulator finden insbesondere sogenannte Lithium-Ionen-Batteriezellen Verwendung. Diese zeichnen sich unter anderem durch hohe Energiedichten, thermische Stabilität und eine äußerst geringe Selbstentladung aus.Electrical energy can be stored by means of batteries. Batteries convert chemical reaction energy into electrical energy. Here, a distinction is made between primary batteries and secondary batteries. Primary batteries are only functional once, while secondary batteries, also referred to as accumulators, are rechargeable. In particular, so-called lithium-ion battery cells are used in an accumulator. These are characterized among other things by high energy densities, thermal stability and extremely low self-discharge.

Lithium-Ionen-Batteriezellen weisen eine positive Elektrode, die auch als Kathode bezeichnet wird, und eine negative Elektrode, die auch als Anode bezeichnet wird, auf. Die Kathode sowie die Anode umfassen je einen Stromableiter, auf den ein Aktivmaterial aufgebracht ist. Die Elektroden der Batteriezelle sind folienartig ausgebildet und unter Zwischenlage eines Separators, welcher die Anode von der Kathode trennt, beispielsweise zu einem Elektrodenstapel gestapelt. Die Elektroden können auch zu einem Elektrodenwickel gewunden sein oder auf eine andere Art eine Elektrodeneinheit bilden.Lithium-ion battery cells have a positive electrode, also referred to as a cathode, and a negative electrode, also referred to as an anode. The cathode and the anode each comprise a current conductor, on which an active material is applied. The electrodes of the battery cell are formed like a foil and stacked, for example, to form an electrode stack with the interposition of a separator which separates the anode from the cathode. The electrodes can also be wound into an electrode winding or in some other way form an electrode unit.

Die beiden Elektroden der Elektrodeneinheit sind elektrisch mit Polen der Batteriezelle verbunden, welche auch als Terminals bezeichnet werden. Die Elektroden und der Separator sind von einem in der Regel flüssigen Elektrolyt umgeben. Die Batteriezelle weist ferner ein Zellengehäuse auf, welches beispielsweise aus Aluminium gefertigt ist. Das Zellengehäuse ist in der Regel prismatisch, insbesondere quaderförmig, ausgestaltet und druckfest ausgebildet. Aber auch andere Gehäuseformen, beispielsweise kreiszylindrisch, oder auch flexible Pouchzellen, sind bekannt.The two electrodes of the electrode unit are electrically connected to poles of the battery cell, which are also referred to as terminals. The electrodes and separator are surrounded by a generally liquid electrolyte. The battery cell further comprises a cell housing, which is made of aluminum, for example. The cell housing is usually prismatic, in particular cuboid, designed and pressure-resistant. But other forms of housing, such as circular cylindrical, or flexible pouch cells are known.

Wesentliche Bestrebung bei der Entwicklung von neuen Batteriezellen ist, das elektrochemische Nutzvolumen in der Zelle zu erhöhen. Als geeignetste Bauform einer Elektrodeneinheit zur Maximierung des Nutzvolumens hat sich der Elektrodenstapel herausgestellt, da dieser sowohl ideal prismatisch als auch in einer beliebigen anderen Geometrie hergestellt werden kann.An essential goal in the development of new battery cells is to increase the electrochemical useful volume in the cell. The electrode stack has proven to be the most suitable design of an electrode unit for maximizing the useful volume, since it can be produced both prismatically and in any other geometry.

Aus der DE 10 2015 202 894 A1 ist eine Batteriezelle bekannt, die einen Elektrodenstapel mit einer Anode und einer Kathode aufweist. Die Anode und die Kathode umfassen dabei mehrere plattenförmig ausgebildete Segmente, die unter Zwischenlag von plattenförmigen Separatoren zu dem Elektrodenstapel übereinander geschichtet sind.From the DE 10 2015 202 894 A1 For example, a battery cell is known which has an electrode stack with an anode and a cathode. The anode and the cathode in this case comprise a plurality of plate-shaped segments, which are stacked with the interposition of plate-shaped separators to the electrode stack one above the other.

Aus der JP 2015-197977 A ist ein Verfahren zum Verbinden eines Separators und einer Elektrode bekannt. Der Separator umfasst dabei eine Schicht aus Polypropylen und eine Schicht aus Keramik, also aus einem hitzebeständigen Material.From the JP 2015-197977 A For example, a method for connecting a separator and an electrode is known. The separator comprises a layer of polypropylene and a layer of ceramic, ie of a heat-resistant material.

Aus der DE 10 2009 013 345 A1 ist ein Elektrodenstapel für eine galvanische Zelle bekannt. Der Elektrodenstapel umfasst dabei plattenförmig ausgebildete Kathoden, Anoden und Separatoren, welche mittels Klebstoffs miteinander verbunden sind.From the DE 10 2009 013 345 A1 For example, an electrode stack for a galvanic cell is known. The electrode stack comprises plate-shaped cathodes, anodes and separators, which are connected to one another by means of adhesive.

Die DE 10 2006 054 308 A1 offenbart eine Elektrodenanordnung für eine Batterie. Die Elektrodenanordnung umfasst ein flaches erstes Elektrodenelement, ein flaches zweites Elektrodenelement und ein flaches Separatorelement. Die Elektrodenelemente sind dabei mittels Klebstoffs mit dem Separatorelement verbunden.The DE 10 2006 054 308 A1 discloses an electrode assembly for a battery. The electrode arrangement comprises a flat first electrode element, a flat second electrode element and a flat separator element. The electrode elements are connected by means of adhesive to the separator.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels für eine Batteriezelle vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst dabei mindestens die nachfolgend aufgeführten Schritte.A method for producing an electrode stack for a battery cell is proposed. The method comprises at least the steps listed below.

Zunächst wird ein bandförmiges erstes Separatorelement bereitgestellt. Das erste Separatorelement ist vorliegend flach und bandförmig ausgebildet. Das bedeutet in diesem Zusammenhang, dass eine Ausdehnung des ersten Separatorelements in eine Längsrichtung viel größer, insbesondere mindestens zehnmal größer, ist als eine Ausdehnung des ersten Separatorelements in eine Querrichtung, welche rechtwinklig zu der Längsrichtung orientiert ist.First, a band-shaped first separator element is provided. In the present case, the first separator element is flat and band-shaped. In this context, this means that an expansion of the first separator element in a longitudinal direction is much greater, in particular at least ten times greater, than an extension of the first separator element in a transverse direction, which is oriented at right angles to the longitudinal direction.

Ferner werden mehrere plattenförmige Elektrodensegmente bereitgestellt. Die Elektrodensegmente sind dabei flach und plattenförmig ausgebildet. Das bedeutet in diesem Zusammenhang, dass eine Ausdehnung der Elektrodensegmente in Längsrichtung annähernd gleich groß, insbesondere mindestens halb so groß und höchstens doppelt so groß, ist wie eine Ausdehnung der besagten Segmente in Querrichtung.Furthermore, a plurality of plate-shaped electrode segments are provided. The electrode segments are flat and plate-shaped. In this context, this means that an extension of the electrode segments in the longitudinal direction is approximately the same size, in particular at least half as large and at most twice as large, as an extension of the said segments in the transverse direction.

Bei den Elektrodensegmenten kann es sich beispielsweise um Anodensegmente handeln, welche einen anodischen Stromableiter umfassen, auf den ein anodisches Aktivmaterial aufgebracht ist. Ebenso kann es sich bei den Elektrodensegmenten um Kathodensegmente handeln, welche einen kathodischen Stromableiter umfassen, auf den ein kathodisches Aktivmaterial aufgebracht ist.The electrode segments can be, for example, anode segments which comprise an anodic current conductor to which an anodic active material is applied. Likewise, it can be at the electrode segments to be cathode segments, which comprise a cathodic current collector, on which a cathodic active material is applied.

Durch Ablegen der plattenförmigen Elektrodensegmente auf das bandförmige erste Separatorelement wird dann ein bandförmiges Verbundelement erzeugt.By depositing the plate-shaped electrode segments on the band-shaped first separator element, a band-shaped composite element is then produced.

Anschließend wird mindestens ein Klebefilm auf das erste Separatorelement des Verbundelements aufgebracht. Dabei ist eine Höhe des Klebefilms größer als eine Stärke der Elektrodensegmente. Die Höhe des Klebefilms ist eine Ausdehnung des Klebefilms in eine Stapelrichtung, welche rechtwinklig zu der Längsrichtung und rechtwinklig zu der Querrichtung orientiert ist. Die Stärke der Elektrodensegmente ist eine Ausdehnung der Elektrodensegmente in die Stapelrichtung.Subsequently, at least one adhesive film is applied to the first separator element of the composite element. In this case, a height of the adhesive film is greater than a thickness of the electrode segments. The height of the adhesive film is an extension of the adhesive film in a stacking direction which is oriented perpendicular to the longitudinal direction and perpendicular to the transverse direction. The thickness of the electrode segments is an extension of the electrode segments in the stacking direction.

Danach wird ein bandförmiges zweites Separatorelement auf das Verbundelement derart aufgebracht, dass die Elektrodensegmente zumindest weitgehend zwischen den beiden Separatorelementen eingeschlossen sind. Insbesondere sind die Elektrodensegmente derart zwischen den beiden Separatorelementen angeordnet, dass lediglich Kontaktfahnen der Elektrodensegmente zwischen den Separatorelementen heraus ragen. Das zweite Separatorelement wird dabei derart auf das Verbundelement aufgebracht, dass das zweite Separatorelement den Klebefilm in der Stapelrichtung komprimiert, wodurch die Höhe des Klebefilms verringert wird.Thereafter, a band-shaped second separator is applied to the composite element such that the electrode segments are at least largely enclosed between the two separator elements. In particular, the electrode segments are arranged between the two separator elements such that only contact lugs of the electrode segments protrude outward between the separator elements. In this case, the second separator element is applied to the composite element in such a way that the second separator element compresses the adhesive film in the stacking direction, as a result of which the height of the adhesive film is reduced.

Bevorzugt wird das zweite Separatorelement dabei derart auf das Verbundelement aufgebracht, dass die Höhe des Klebefilms durch das Komprimieren zumindest annähernd auf die Stärke der Elektrodensegmente verringert wird. Die Höhe des Klebefilms entspricht somit der Stärke der Elektrodensegmente und die beiden Separatorelemente sind gleichmäßig voneinander beabstandet.In this case, the second separator element is preferably applied to the composite element such that the height of the adhesive film is reduced by the compression at least approximately to the thickness of the electrode segments. The height of the adhesive film thus corresponds to the thickness of the electrode segments and the two separator elements are evenly spaced from each other.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das zweite Separatorelement mittels einer zylindrischen Walze auf das Verbundelement gepresst.According to an advantageous embodiment of the invention, the second separator is pressed by means of a cylindrical roller on the composite element.

Bevorzugt wird das bandförmige Verbundelement von einer Transportvorrichtung in eine Transportrichtung bewegt, während das zweite Separatorelement auf das Verbundelement aufgebracht wird. Vorzugsweise rotiert die Walze dabei um eine Walzenachse, die in der Querrichtung verläuft. Die Querrichtung ist dabei rechtwinklig zu der Transportrichtung orientiert. Die Transportrichtung verläuft parallel zu der Längsrichtung.Preferably, the band-shaped composite element is moved by a transport device in a transport direction, while the second separator is applied to the composite element. Preferably, the roller rotates about a roller axis which extends in the transverse direction. The transverse direction is oriented at right angles to the transport direction. The transport direction is parallel to the longitudinal direction.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der mindestens eine Klebefilm derart auf das erste Separatorelement aufgebracht, dass ein erster Abstand von einer Mitte des Klebefilms zu dem nächstgelegenen Elektrodensegment kleiner ist als ein zweiter Abstand von der Mitte des Klebefilms zu einer Längskante des ersten Separatorelements. Die Längskante verläuft dabei in die Längsrichtung und die Abstände erstrecken sich in der Querrichtung.According to a preferred embodiment of the invention, the at least one adhesive film is applied to the first separator such that a first distance from a center of the adhesive film to the nearest electrode segment is smaller than a second distance from the center of the adhesive film to a longitudinal edge of the first separator. The longitudinal edge extends in the longitudinal direction and the distances extend in the transverse direction.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der mindestens eine Klebefilm vorgehärtet wird, insbesondere durch eine UV-Strahlung, bevor das zweite Separatorelement auf das Verbundelement aufgebracht wird. Unter der UV-Strahlung ist eine elektromagnetische Strahlung im ultravioletten Bereich zu verstehen.According to an advantageous development of the invention, the at least one adhesive film is precured, in particular by UV radiation, before the second separator element is applied to the composite element. By UV radiation is meant electromagnetic radiation in the ultraviolet range.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der mindestens eine Klebefilm gehärtet, insbesondere durch eine UV-Strahlung, während das zweite Separatorelement auf das Verbundelement aufgebracht wird.According to a further advantageous development of the invention, the at least one adhesive film is cured, in particular by UV radiation, while the second separator element is applied to the composite element.

Gemäß noch einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der mindestens eine Klebefilm gehärtet, insbesondere durch eine UV-Strahlung, nachdem das zweite Separatorelement auf das Verbundelement aufgebracht wurde.According to yet another advantageous development of the invention, the at least one adhesive film is hardened, in particular by UV radiation, after the second separator element has been applied to the composite element.

Bevorzugt werden das bandförmige zweite Separatorelement und das Verbundelement zwischen den Elektrodensegmenten, bevorzugt in Querrichtung, geschnitten. Dann werden durch Aufbringen weiterer plattenförmiger Elektrodensegmente plattenförmige Stapelsegmente erzeugt. Sofern das Verbundelement Anodensegmente aufweist, werden nun Kathodensegmente aufgebracht. Sofern das Verbundelement Kathodensegmente aufweist, werden nun Anodensegmente aufgebracht.The ribbon-shaped second separator element and the composite element are preferably cut between the electrode segments, preferably in the transverse direction. Then plate-shaped stack segments are produced by applying further plate-shaped electrode segments. If the composite element has anode segments, cathode segments are now applied. If the composite element has cathode segments, anode segments are now applied.

Jedes Stapelsegment umfasst somit ein Anodensegment, ein Kathodensegment und zwei Separatorsegmente. Die Stapelsegmente werden dann zu dem Elektrodenstapel gestapelt.Each stack segment thus comprises an anode segment, a cathode segment and two separator segments. The stack segments are then stacked to the electrode stack.

Es wird auch eine Batteriezelle vorgeschlagen, die mindestens einen Elektrodenstapel umfasst, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.It is also proposed a battery cell comprising at least one electrode stack, which is produced by the process according to the invention.

Eine erfindungsgemäße Batteriezelle findet vorteilhaft Verwendung in einem Elektrofahrzeug (EV), in einem Hybridfahrzeug (HEV), in einem Plug-In-Hybridfahrzeug (PHEV) oder in einem Consumer-Elektronik-Produkt. Unter Consumer-Elektronik-Produkten sind insbesondere Mobiltelefone, Tablet-PCs oder Notebooks zu verstehen.A battery cell according to the invention advantageously finds use in an electric vehicle (EV), in a hybrid vehicle (HEV), in a plug-in hybrid vehicle (PHEV) or in a consumer electronics product. Consumer electronics products are in particular mobile phones, tablet PCs or notebooks.

Vorteile der Erfindung Advantages of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet eine Verringerung der erforderlichen Prozesszeit beim Stapeln der Elektroden und des Separators zu dem Elektrodenstapel. Vorteilhaft sind die beiden Separatorelemente nach Aufbringen des zweiten Separatorelements auf das Verbundelement zumindest annähernd flach und nicht gebogen. Dadurch ist die Gefahr einer Beschädigung der Separatorelemente, insbesondere an den Ecken der Elektrodensegmente, vermieden. Ferner sind die Stapelsegmente homogen und mit gleichmäßiger Stärke ausgestaltet und in dem Elektrodenstapel sind Hohlräume vermieden. Durch die Anordnung des Klebefilms näher an dem Elektrodensegment als an der Längskante des Separatorelements wird verhindert, dass beim Komprimieren des Klebefilms Klebstoff seitlich zwischen den beiden Separatorelementen austritt.The inventive method allows a reduction of the required process time when stacking the electrodes and the separator to the electrode stack. Advantageously, the two separator elements are at least approximately flat and not bent after application of the second separator element to the composite element. This avoids the risk of damaging the separator elements, in particular at the corners of the electrode segments. Furthermore, the stack segments are designed to be homogeneous and with uniform thickness, and cavities are avoided in the electrode stack. The arrangement of the adhesive film closer to the electrode segment than to the longitudinal edge of the separator element prevents adhesive from exiting laterally between the two separator elements when the adhesive film is compressed.

Figurenlistelist of figures

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings and the description below.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Batteriezelle,
  • 2 eine schematische Darstellung einer Anlage zur Herstellung von Elektrodenstapeln für Batteriezellen,
  • 3 eine Draufsicht auf ein bandförmiges Verbundelement während ein Klebefilm aufgebracht wird,
  • 4 einen Schnitt durch das Verbundelement mit Klebefilm entlang der Schnittlinie A - A in 3,
  • 5 das Verbundelement mit Klebefilm nach 4, während ein zweites Separatorelement aufgebracht wird,
  • 6 das Verbundelement mit Klebefilm nach 4, nachdem ein zweites Separatorelement aufgebracht wurde, und
  • 7 eine schematische Darstellung eines aus mehreren Stapelsegmenten gebildeten Elektrodenstapels.
Show it:
  • 1 a schematic representation of a battery cell,
  • 2 a schematic representation of a plant for the production of electrode stacks for battery cells,
  • 3 a plan view of a band-shaped composite element while an adhesive film is applied,
  • 4 a section through the composite element with adhesive film along the cutting line A - A in 3 .
  • 5 the composite element with adhesive film after 4 while applying a second separator element,
  • 6 the composite element with adhesive film after 4 after a second separator element has been applied, and
  • 7 a schematic representation of an electrode stack formed from a plurality of stack segments.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.In the following description of the embodiments of the invention, the same or similar elements are denoted by the same reference numerals, wherein a repeated description of these elements is dispensed with in individual cases. The figures illustrate the subject matter of the invention only schematically.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Batteriezelle 2. Die Batteriezelle 2 umfasst ein Gehäuse 3, welches prismatisch, vorliegend quaderförmig, ausgebildet ist. Das Gehäuse 3 ist vorliegend elektrisch leitend ausgeführt und beispielsweise aus Aluminium gefertigt. Das Gehäuse 3 kann auch in Form einer flexiblen Pouch-Folie ausgebildet sein. 1 shows a schematic representation of a battery cell 2 , The battery cell 2 includes a housing 3 , which is prismatic, in the present cuboid, is formed. The housing 3 In the present case, it is designed to be electrically conductive and, for example, made of aluminum. The housing 3 can also be designed in the form of a flexible pouch film.

Die Batteriezelle 2 umfasst ein negatives Terminal 11 und ein positives Terminal 12. Über die Terminals 11, 12 kann eine von der Batteriezelle 2 zur Verfügung gestellte Spannung abgegriffen werden. Ferner kann die Batteriezelle 2 über die Terminals 11, 12 auch geladen werden.The battery cell 2 includes a negative terminal 11 and a positive terminal 12 , About the terminals 11 . 12 can one from the battery cell 2 provided voltage can be tapped. Furthermore, the battery cell 2 over the terminals 11 . 12 also be loaded.

Innerhalb des Gehäuses 3 der Batteriezelle 2 ist eine Elektrodeneinheit angeordnet, welche vorliegend als Elektrodenstapel 10 ausgeführt ist. Der Elektrodenstapel 10 weist zwei Elektroden, nämlich eine Anode 21 und eine Kathode 22, auf. Die Anode 21 und die Kathode 22 sind jeweils folienartig ausgeführt und durch einen Separator 18 voneinander separiert. Der Separator 18 ist ionisch leitfähig, also für Lithiumionen durchlässig.Inside the case 3 the battery cell 2 an electrode unit is arranged, which in the present case as an electrode stack 10 is executed. The electrode stack 10 has two electrodes, namely an anode 21 and a cathode 22 , on. The anode 21 and the cathode 22 are each carried out like a foil and by a separator 18 separated from each other. The separator 18 is ionic conductive, so permeable to lithium ions.

Die Anode 21 umfasst ein anodisches Aktivmaterial 41 und einen anodischen Stromableiter 31. Der anodische Stromableiter 31 ist elektrisch leitfähig ausgeführt und aus einem Metall gefertigt, beispielsweise aus Kupfer. Der anodische Stromableiter 31 ist elektrisch mit dem negativen Terminal 11 der Batteriezelle 2 verbunden.The anode 21 includes an anodic active material 41 and an anodic current collector 31 , The anodic current conductor 31 is made electrically conductive and made of a metal, such as copper. The anodic current conductor 31 is electric with the negative terminal 11 the battery cell 2 connected.

Die Kathode 22 umfasst ein kathodisches Aktivmaterial 42 und einen kathodischen Stromableiter 32. Der kathodische Stromableiter 32 ist elektrisch leitfähig ausgeführt und aus einem Metall gefertigt, beispielsweise aus Aluminium. Der kathodische Stromableiter 32 ist elektrisch mit dem positiven Terminal 12 der Batteriezelle 2 verbunden.The cathode 22 comprises a cathodic active material 42 and a cathodic current collector 32 , The cathodic current conductor 32 is made electrically conductive and made of a metal, such as aluminum. The cathodic current conductor 32 is electric with the positive terminal 12 the battery cell 2 connected.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer Anlage 60 zur Herstellung von Elektrodenstapeln 10 für Batteriezellen 2. Von einer ersten Separatorrolle 71 wird ein bandförmiges erstes Separatorelement 16 einer Transportvorrichtung 110 zugeführt. Bei der Transportvorrichtung 110 kann es sich um ein umlaufendes Band oder auch um ein lineares Mover-System oder dergleichen handeln. Auf der Transportvorrichtung 110 wird das erste Separatorelement 16 in eine Transportrichtung 64 transportiert. 2 shows a schematic representation of a plant 60 for the production of electrode stacks 10 for battery cells 2 , From a first separator roll 71 becomes a belt-shaped first separator element 16 a transport device 110 fed. At the transport device 110 it may be a circulating belt or a linear mover system or the like. On the transport device 110 becomes the first separator element 16 in a transport direction 64 transported.

Von einer Kathodenrolle 62 erfolgt die Zufuhr eines bandförmigen Kathodenelements 46. Die Zufuhr des bandförmigen Kathodenelements 46 erfolgt über mehrere hier nicht dargestellte Umlenkrollen an eine in einer Förderrichtung 68 umlaufende Fördereinheit 100. Die Fördereinheit 100 ist mit einem Antrieb 90 versehen, welcher einen Encoder und eine Antriebssteuerung umfasst.From a cathode roll 62 the supply of a ribbon-shaped cathode element takes place 46 , The supply of the ribbon-shaped cathode element 46 takes place via a plurality of pulleys, not shown here, to one in a conveying direction 68 circulating conveyor unit 100 , The conveyor unit 100 is with a drive 90 provided, which comprises an encoder and a drive control.

Der Fördereinheit 100 ist ein Laser 96 oder eine sonstige, insbesondere messerartige Schneideinrichtung zugeordnet. Durch den Laser 96 oder die Schneideinrichtung erfolgt ein Schnitt durch das bandförmige Kathodenelement 46, wodurch plattenförmige Kathodensegmente 56 erzeugt werden. Die Kathodensegmente 56 werden dabei insbesondere in einer Querrichtung y geschnitten, welche rechtwinklig zu der Förderrichtung 68 verläuft und vorliegend senkrecht zu der Zeichenebene orientiert ist. Zusätzlich werden Konturschnitte durchgeführt, um Kontaktfahnen 36 der Kathode 22 an den Kathodensegmenten 56 zu erzeugen. The conveyor unit 100 is a laser 96 or associated with another, in particular knife-like cutting device. By the laser 96 or the cutting device is cut through the band-shaped cathode element 46 , whereby plate-shaped cathode segments 56 be generated. The cathode segments 56 are cut in particular in a transverse direction y, which is perpendicular to the conveying direction 68 runs and in this case is oriented perpendicular to the plane of the drawing. In addition, contour cuts are made to contact lugs 36 the cathode 22 at the cathode segments 56 to create.

Die Kathodensegmente 56 werden an der Fördereinheit 100 beispielsweise mittels eines Vakuums fixiert, bevor die Kathodensegmente 56 auf das erste Separatorelement 16 auf der Transportvorrichtung 110 abgelegt werden. So entsteht ein bandartiges Verbundelement 50, wobei zwischen den einzelnen Kathodensegmenten 56 in der Transportrichtung 64 Lücken 51 erzeugt werden. Die Kathodensegmente 56 sind danach in der Transportrichtung 64 regelmäßig beabstandet voneinander auf dem ersten Separatorelement 16 angeordnet. Somit sind benachbarte Kathodensegmente 56 in dem Verbundelement 50 durch entsprechende Lücken 51 voneinander getrennt. Das Verbundelement 50 wird dabei von der Transportvorrichtung 110 weiter in die Transportrichtung 64 transportiert.The cathode segments 56 be at the conveyor unit 100 For example, fixed by means of a vacuum before the cathode segments 56 on the first separator element 16 on the transport device 110 be filed. This creates a band-like composite element 50 , wherein between the individual cathode segments 56 in the transport direction 64 Gaps 51 be generated. The cathode segments 56 are then in the transport direction 64 regularly spaced from each other on the first separator 16 arranged. Thus, adjacent cathode segments 56 in the composite element 50 through corresponding gaps 51 separated from each other. The composite element 50 is doing by the transport device 110 further in the transport direction 64 transported.

In der Transportvorrichtung 110 wird ein Vakuum erzeugt, mittels welchem die Kathodensegmente 56 durch das erste Separatorelement 16 hindurch angesaugt werden. So werden die Kathodensegmente 56 auf dem ersten Separatorelement 16 zusätzlich gehalten.In the transport device 110 a vacuum is generated by means of which the cathode segments 56 through the first separator element 16 be sucked through. So are the cathode segments 56 on the first separator element 16 additionally held.

Auf das Verbundelement 50 werden Klebefilme 131, 132, 133 aufgebracht. Danach erfolgt die Zuführung eines bandförmigen zweiten Separatorelements 17 von einer zweiten Separatorrolle 72. Dieses wird auf das Verbundelement 50 auf der Transportvorrichtung 110 überführt und mittels einer Walze 119 auf das Verbundelement 50 gepresst. Das bandförmige erste Separatorelement 16 und die regelmäßig beabstandeten Kathodensegmente 56 sind somit von dem zweiten Separatorelement 17 überdeckt. Dabei sind die Kathodensegmente 56 weitgehend zwischen dem ersten Separatorelement 16 und dem zweiten Separatorelement 17 eingeschlossen.On the composite element 50 become adhesive films 131 . 132 . 133 applied. Thereafter, the supply of a band-shaped second separator takes place 17 from a second separator roll 72 , This will be on the composite element 50 on the transport device 110 transferred and by means of a roller 119 on the composite element 50 pressed. The band-shaped first separator element 16 and the regularly spaced cathode segments 56 are thus of the second separator 17 covered. Here are the cathode segments 56 largely between the first separator 16 and the second separator element 17 locked in.

Anschließend erfolgt innerhalb eines Übergabebereiches 74 die Überführung des Verbundelements 50 mit dem zweiten Separatorelement 17 an ein lineares Mover-System 76. Das lineare Mover-System 76 umfasst beispielsweise einzelne mit Unterdruck beaufschlagbare Schlitten, wobei aus 2 hervorgeht, dass dem linearen Mover-System 76 an dessen Unterseite angeordnete einzelne diskrete Stapelvorrichtungen 78 zugeordnet sind.Subsequently, within a transfer area 74 the transfer of the composite element 50 with the second separator element 17 to a linear movers system 76 , The linear movers system 76 For example, includes individual acted upon with negative pressure slide, wherein 2 shows that the linear mover system 76 arranged on the underside of individual discrete stacking devices 78 assigned.

Nach Passage des Übergabebereiches 74 erfolgt bevorzugt mittels eines Lasers 96 ein Laserschnitt 80 der an das lineare Mover-System 76 übergebenen Anordnung aus Verbundelement 50 und zweiten Separatorelement 17. Es entstehen dreilagig ausgebildeten Stapel, welche zwei Separatorsegmente 53 sowie ein dazwischen liegendes Kathodensegment 56 umfassen. Diese dreilagig ausgebildeten Stapel werden seitlich über Greifvorrichtungen oder Vakuum auf einzelnen voneinander getrennten mit Vakuum beaufschlagbaren Schlitten des linearen Mover-Systems 76 fixiert.After passage of the transfer area 74 is preferably carried out by means of a laser 96 a laser cut 80 the to the linear mover system 76 given arrangement of composite element 50 and second separator element 17 , The result is three-ply stack, which two Separatorsegmente 53 and an intermediate cathode segment 56 include. These three-layered stacks are laterally gripped or vacuum on each separate vacuum-loadable carriage of the linear mover system 76 fixed.

Aus 2 geht hervor, dass dem linearen Mover-System 76 ein angetriebenes Rad 92 zugeordnet ist. Dieses wird mit einem bandförmigen Anodenelement 45 von einer Anodenrolle 61 beaufschlagt, welches auf dem Rad 92 bevorzugt durch einen Laser 96 zu Anodensegmenten 55 geschnitten wird. Die von dem bandförmigen Anodenelement 45 abgetrennten Anodensegmente 55 werden innerhalb eines Vakuumbereiches 86 auf dem angetriebenen Rad 92 fixiert und auf die von den einzelnen Schlitten des linearen Mover-Systems 76 herantransportierten dreilagig ausgebildeten Stapel aus zwei Separatorsegmenten 53 sowie dazwischen liegendem Kathodensegment 56 aufgebracht.Out 2 it turns out that the linear mover system 76 a powered wheel 92 assigned. This is done with a band-shaped anode element 45 from an anode roll 61 which is on the wheel 92 preferably by a laser 96 to anode segments 55 is cut. The of the band-shaped anode element 45 separated anode segments 55 be within a vacuum range 86 on the driven wheel 92 fixed and to those of the individual carriages of the linear mover system 76 transported three-layered stack of two Separatorsegmenten 53 as well as intervening cathode segment 56 applied.

So erhaltene, beispielsweise von Greifern des linearen Mover-Systems 76 fixierten, vierlagige Stapelsegmente 58 werden in einem Auslaufbereich des linearen Mover-Systems 76 um 180° gewendet und auf die einzelnen Stapelvorrichtungen 78 abgelegt. Die Stapelsegmente 58 sind plattenförmig ausgebildet und umfassen zwei Separatorsegmente 53, ein Anodensegment 55 und ein Kathodensegment 56.So obtained, for example, grippers of the linear mover system 76 fixed, four-ply stack segments 58 be in a run-out area of the linear mover system 76 turned by 180 ° and on the individual stacking devices 78 stored. The stack segments 58 are plate-shaped and comprise two separator segments 53 , an anode segment 55 and a cathode segment 56 ,

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass das angetriebene Rad 92, welches oberhalb des linearen Mover-Systems 76 angeordnet ist, neben dem Vakuumbereich 86 auch einen Abblasbereich 88 aufweist. Auf dem Rad 92 erfolgt der Laserschnitt des Anodenelements 45 bevorzugt mittels des Lasers 96. Alternativ zu dem Laser 96 kann auch eine messerartige Schneidvorrichtung eingesetzt werden, um die plattenförmigen Anodensegmente 55 zu erzeugen. Das angetriebene Rad 92 ist mit einem Antrieb 90 versehen.For completeness, it should be mentioned that the driven wheel 92 , which is above the linear mover system 76 is arranged next to the vacuum area 86 also a blow-off area 88 having. On the bike 92 the laser cut of the anode element takes place 45 preferably by means of the laser 96 , Alternative to the laser 96 also a knife-like cutting device can be used to the plate-shaped anode segments 55 to create. The driven wheel 92 is with a drive 90 Mistake.

3 zeigt eine Draufsicht auf ein bandförmiges Verbundelement 50 während ein erster Klebefilm 131, ein zweiter Klebefilm 132 und ein dritter Klebefilm 133 aufgebracht werden. Die plattenförmigen Kathodensegmente 56 liegen in einer Längsrichtung x, welche rechtwinklig zu der Querrichtung y verläuft, voneinander beabstandet auf dem bandförmigen ersten Separatorelement 16. Die Kathodensegmente 56 sind in Längsrichtung x durch die Lücken 51 voneinander getrennt. Die Längsrichtung x verläuft dabei parallel zu der Transportrichtung 64, in die das Verbundelement 50 transportiert wird. 3 shows a plan view of a band-shaped composite element 50 while a first adhesive film 131 , a second adhesive film 132 and a third adhesive film 133 be applied. The plate-shaped cathode segments 56 lie in a longitudinal direction x which is perpendicular to the transverse direction y runs, spaced from each other on the band-shaped first separator element 16 , The cathode segments 56 are in the longitudinal direction x through the gaps 51 separated from each other. The longitudinal direction x runs parallel to the transport direction 64 into which the composite element 50 is transported.

Das erste Separatorelement 16 weist zwei Längskanten 125 auf, welche parallel zueinander in der Längsrichtung x verlaufen. Die Kathodensegmente 56 liegen annähernd vollständig auf dem ersten Separatorelement 16 und sind annähernd vollständig von den Längskanten 125 beabstandet. Die Kathodensegmente 56 weisen Kontaktfahnen 36 der Kathode 22 auf, welche sich in Querrichtung y erstrecken. Lediglich die Kontaktfahnen 36 der Kathode 22 ragen in der Querrichtung y über eine der beiden Längskanten 125 des ersten Separatorelements 16 seitlich heraus.The first separator element 16 has two longitudinal edges 125 on, which are parallel to each other in the longitudinal direction x run. The cathode segments 56 are approximately completely on the first separator 16 and are almost completely off the longitudinal edges 125 spaced. The cathode segments 56 have contact flags 36 the cathode 22 on which are in the transverse direction y extend. Only the contact flags 36 the cathode 22 protrude in the transverse direction y over one of the two longitudinal edges 125 of the first separator element 16 sideways out.

Mittels einer nicht dargestellten ersten Düse wird der erste Klebefilm 131 zwischen einer der Längskanten 125 und je einem Kathodensegment 56 auf das erste Separatorelement 16 aufgebracht. Mittels einer nicht dargestellten zweiten Düse wird der zweite Klebefilm 132 zwischen der anderen Längskante 125 und dem Kathodensegment 56 auf das erste Separatorelement 16 aufgebracht. Der zweite Klebefilm 132 wird dabei nahe der Längskante 125 aufgebracht, über welche die Kontaktfahnen 36 der Kathode 22 heraus ragen. Mittels einer nicht dargestellten dritten Düse wird der dritte Klebefilm 133 zwischen je zwei benachbarten Kathodensegmenten 56 auf das erste Separatorelement 16 aufgebracht.By means of a first nozzle, not shown, the first adhesive film 131 between one of the longitudinal edges 125 and one cathode segment each 56 on the first separator element 16 applied. By means of a second nozzle, not shown, the second adhesive film 132 between the other longitudinal edge 125 and the cathode segment 56 on the first separator element 16 applied. The second adhesive film 132 will be close to the longitudinal edge 125 applied over which the tabs 36 the cathode 22 stick out. By means of a third nozzle, not shown, the third adhesive film 133 between every two adjacent cathode segments 56 on the first separator element 16 applied.

Der erste Klebefilm 131 und der zweite Klebefilm 132 erstrecken sich dabei in Längsrichtung x. Der dritte Klebefilm 133 erstreckt sich in Querrichtung y. Die Klebefilme 131, 132, 133 sind dabei von den Kathodensegmenten 56 beabstandet. Insbesondere ist der zweite Klebefilm 132 von den Kontaktfahnen 36 der Kathode 22 beabstandet.The first adhesive film 131 and the second adhesive film 132 extend in the longitudinal direction x , The third adhesive film 133 extends in the transverse direction y , The adhesive films 131 . 132 . 133 are of the cathode segments 56 spaced. In particular, the second adhesive film 132 from the contact flags 36 the cathode 22 spaced.

4 zeigt einen Schnitt durch das Verbundelement 50 mit dem ersten Klebefilm 131 entlang der Schnittlinie A - A in 3. Der erste Klebefilm 131 weist in einer Stapelrichtung z eine Höhe H auf. Das Kathodensegment 56 weist in der Stapelrichtung z eine Stärke S auf. Die besagte Stapelrichtung z verläuft rechtwinklig zu der Längsrichtung x und rechtwinklig zu der Querrichtung y. Die Höhe H des ersten Klebefilms 131 ist dabei größer als die Stärke S des Kathodensegments 56. 4 shows a section through the composite element 50 with the first adhesive film 131 along the cutting line A - A in 3 , The first adhesive film 131 points in a stacking direction z a height H on. The cathode segment 56 points in the stacking direction z a strength S on. The said stacking direction z is perpendicular to the longitudinal direction x and perpendicular to the transverse direction y , The height H of the first adhesive film 131 is greater than the strength S of the cathode segment 56 ,

Der erste Klebefilm 131 weist eine Ausdehnung in der Querrichtung y auf. Eine zentrale Stelle des ersten Klebefilms 131, an welcher sich beispielsweise der geometrische Schwerpunkt des Querschnitts des ersten Klebefilms 131 befindet, wird im Folgenden als Mitte M des ersten Klebefilms 131 bezeichnet.The first adhesive film 131 has an extension in the transverse direction y on. A central location of the first adhesive film 131 at which, for example, the geometric center of gravity of the cross section of the first adhesive film 131 is located below as the middle M of the first adhesive film 131 designated.

Der erste Klebefilm 131 wird derart auf das erste Separatorelement 16 aufgebracht, dass ein erster Abstand D1 von der Mitte M des ersten Klebefilms 131 zu dem nächstgelegenen Kathodensegment 56 kleiner ist als ein zweiter Abstand D2 von der Mitte M des ersten Klebefilms 131 zu der nächstgelegenen Längskante 125 des ersten Separatorelements 16. Die Abstände D1, D2 erstrecken sich dabei in der Querrichtung y.The first adhesive film 131 is so on the first separator 16 applied that a first distance D1 from the middle M of the first adhesive film 131 to the nearest cathode segment 56 less than a second distance D2 from the middle M of the first adhesive film 131 to the nearest longitudinal edge 125 of the first separator element 16 , The distances D1 . D2 extend in the transverse direction y ,

Vorliegend wird der erste Klebefilm 131 durch eine UV-Strahlung 135 von einer UV-Lampe 136 vorgehärtet bevor das zweite Separatorelement 17 auf das Verbundelement 50 aufgebracht wird.In the present case, the first adhesive film 131 through a UV radiation 135 from a UV lamp 136 precured before the second separator element 17 on the composite element 50 is applied.

5 zeigt das Verbundelement 50 mit dem ersten Klebefilm 131 nach 4 während das zweite Separatorelement 17 aufgebracht wird. Das zweite Separatorelement 17 wird mittels einer zylindrischen Walze 119 auf das Verbundelement 50 gepresst. Dabei rotiert die Walze 119 um eine Walzenachse 117, die in der Querrichtung y verläuft. 5 shows the composite element 50 with the first adhesive film 131 to 4 while the second separator element 17 is applied. The second separator element 17 is by means of a cylindrical roller 119 on the composite element 50 pressed. The roller rotates 119 around a roll axis 117 in the transverse direction y runs.

Die Walze 119 übt einen Druck in der Stapelrichtung z auf das zweite Separatorelement 17 aus, was durch entsprechende Pfeile in der 5 verdeutlich wird. Dabei komprimiert das zweite Separatorelement 17 den ersten Klebefilm 131 in der Stapelrichtung z, wodurch die Höhe H des ersten Klebefilms 131 verringert wird.The roller 119 applies a pressure in the stacking direction z to the second separator element 17 from what is indicated by corresponding arrows in the 5 becomes clear. In this case, the second separator element compresses 17 the first adhesive film 131 in the stacking direction z , causing the height H of the first adhesive film 131 is reduced.

Insbesondere wird die Höhe H des ersten Klebefilms 131 dabei annähernd auf die Stärke S des nächstgelegenen Kathodensegments 56 verringert. Die Höhe H des ersten Klebefilms 131 entspricht somit nach Aufbringen des zweiten Separatorelements 17 der Stärke S des nächstgelegenen Kathodensegments 56. Der erste Abstand D1 von der Mitte M des ersten Klebefilms 131 zu dem nächstgelegenen Kathodensegment 56 bleibt kleiner ist als der zweite Abstand D2 von der Mitte M des ersten Klebefilms 131 zu der nächstgelegenen Längskante 125 des ersten Separatorelements 16.In particular, the height H of the first adhesive film 131 thereby approximately on the strength S of the nearest cathode segment 56 reduced. The height H of the first adhesive film 131 thus corresponds to the application of the second separator 17 the strength S of the nearest cathode segment 56 , The first distance D1 from the middle M of the first adhesive film 131 to the nearest cathode segment 56 stays smaller than the second distance D2 from the middle M of the first adhesive film 131 to the nearest longitudinal edge 125 of the first separator element 16 ,

Vorliegend wird der erste Klebefilm 131 durch eine UV-Strahlung 135 von einer UV-Lampe 136 gehärtet während das zweite Separatorelement 17 auf das Verbundelement 50 aufgebracht wird.In the present case, the first adhesive film 131 through a UV radiation 135 from a UV lamp 136 hardened during the second separator 17 on the composite element 50 is applied.

6 zeigt das Verbundelement 50 mit dem ersten Klebefilm 131 nach 4 nachdem das zweite Separatorelement 17 aufgebracht wurde. Der erste Abstand D1 von der Mitte M des ersten Klebefilms 131 zu dem nächstgelegenen Kathodensegment 56 bleibt kleiner ist als der zweite Abstand D2 von der Mitte M des Klebefilms 131 zu der nächstgelegenen Längskante 125 des ersten Separatorelements 16. 6 shows the composite element 50 with the first adhesive film 131 to 4 after the second separator element 17 was applied. The first distance D1 from the middle M of the first adhesive film 131 to the nearest cathode segment 56 stays smaller than the second distance D2 from the middle M of the adhesive film 131 to the nearest longitudinal edge 125 of the first separator element 16 ,

Vorliegend wird der erste Klebefilm 131 durch eine UV-Strahlung 135 von einer UV-Lampe 136 gehärtet, nachdem das zweite Separatorelement 17 auf das Verbundelement 50 aufgebracht wurde. Insbesondere wird die UV-Lampe 136 derart angeordnet, dass die UV-Strahlung 135 das zweite Separatorelement 17 durchdringt.In the present case, the first adhesive film 131 through a UV radiation 135 from a UV lamp 136 hardened after the second separator element 17 on the composite element 50 was applied. In particular, the UV lamp 136 arranged such that the UV radiation 135 the second separator element 17 penetrates.

7 zeigt eine schematische Darstellung eines aus mehreren Stapelsegmenten 58 gebildeten Elektrodenstapels 10. Die Stapelsegmente 58 sind dabei in der Stapelrichtung z zu dem Elektrodenstapel 10 gestapelt. Jedes Stapelsegment 58 weist, wie bereits erwähnt, ein Anodensegment 55, ein Kathodensegment 56 und zwei Separatorsegmente 53 auf. Dabei ist eines der Separatorsegmente 53 zwischen dem Kathodensegment 56 und dem Anodensegment 55 angeordnet, wobei vorliegend das Kathodensegment 56 zwischen den beiden Separatorsegmenten 53 angeordnet ist. 7 shows a schematic representation of one of several stack segments 58 formed electrode stack 10 , The stack segments 58 are doing in the stacking direction z to the electrode stack 10 stacked. Each stack segment 58 has, as already mentioned, an anode segment 55 , a cathode segment 56 and two separator segments 53 on. One of the separator segments 53 between the cathode segment 56 and the anode segment 55 arranged, wherein present the cathode segment 56 between the two separator segments 53 is arranged.

Die Anodensegmente 55 bilden zusammen die Anode 21 des Elektrodenstapels 10. Die Kathodensegmente 56 bilden zusammen die Kathode 22 des Elektrodenstapels 10. Die Separatorsegmente 53 bilden zusammen den Separator 18 des Elektrodenstapels 10. Die hier nicht dargestellten Kontaktfahnen 35 der Anode 21 sind miteinander verschweißt und elektrisch mit dem negativen Terminal 11 der Batteriezelle 2 verbunden. Die hier nicht dargestellten Kontaktfahnen 36 der Kathode 22 sind ebenfalls miteinander verschweißt und elektrisch mit dem positiven Terminal 12 der Batteriezelle 2 verbunden.The anode segments 55 together form the anode 21 of the electrode stack 10 , The cathode segments 56 together form the cathode 22 of the electrode stack 10 , The separator segments 53 together form the separator 18 of the electrode stack 10 , The contact flags, not shown here 35 the anode 21 are welded together and electrically connected to the negative terminal 11 the battery cell 2 connected. The contact flags, not shown here 36 the cathode 22 are also welded together and electrically connected to the positive terminal 12 the battery cell 2 connected.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.The invention is not limited to the embodiments described herein and the aspects highlighted therein. Rather, within the scope given by the claims a variety of modifications are possible, which are within the scope of expert action.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102015202894 A1 [0006]DE 102015202894 A1 [0006]
  • JP 2015197977 A [0007]JP 2015197977 A [0007]
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Claims (11)

Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels (10) für eine Batteriezelle (2), umfassend folgende Schritte: - Bereitstellen eines bandförmigen ersten Separatorelements (16); - Bereitstellen mehrerer plattenförmiger Elektrodensegmente (55, 56); - Erzeugen eines bandförmigen Verbundelements (50) durch Ablegen der Elektrodensegmente (55, 56) auf das erste Separatorelement (16); - Aufbringen mindestens eines Klebefilms (131, 132, 133) auf das erste Separatorelement (16) des Verbundelements (50), wobei eine Höhe (H) des Klebefilms (131, 132, 133) größer ist als eine Stärke (S) der Elektrodensegmente (55, 56); - Aufbringen eines bandförmigen zweiten Separatorelements (17) auf das Verbundelement (50) derart, dass die Elektrodensegmente (55, 56) zumindest weitgehend zwischen den beiden Separatorelementen (16, 17) eingeschlossen sind, und dass die Höhe (H) des Klebefilms (131, 132, 133) verringert wird.Method for producing an electrode stack (10) for a battery cell (2), comprising the following steps: - Providing a band-shaped first separator element (16); - Providing multiple plate-shaped electrode segments (55, 56); - Producing a band-shaped composite element (50) by depositing the electrode segments (55, 56) on the first separator element (16); - applying at least one adhesive film (131, 132, 133) to the first separator element (16) of the composite element (50), wherein a height (H) of the adhesive film (131, 132, 133) is greater than a thickness (S) of the electrode segments (55, 56); - Applying a band-shaped second separator element (17) on the composite element (50) such that the electrode segments (55, 56) at least substantially between the two separator elements (16, 17) are included, and that the height (H) of the adhesive film (131 , 132, 133) is reduced. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das zweite Separatorelement (17) derart auf das Verbundelement (50) aufgebracht wird, dass die Höhe (H) des Klebefilms (131, 132, 133) zumindest annähernd auf die Stärke (S) der Elektrodensegmente (55, 56) verringert wird.Method according to Claim 1 in that the second separator element (17) is applied to the composite element (50) such that the height (H) of the adhesive film (131, 132, 133) is reduced at least approximately to the thickness (S) of the electrode segments (55, 56) , Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das zweite Separatorelement (17) mittels einer zylindrischen Walze (119) auf das Verbundelement (50) gepresst wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the second separator element (17) by means of a cylindrical roller (119) is pressed onto the composite element (50). Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Verbundelement (50) von einer Transportvorrichtung (110) in eine Transportrichtung (64) bewegt wird, während das zweite Separatorelement (17) auf das Verbundelement (50) aufgebracht wird, und wobei die Walze (119) um eine Walzenachse (117) rotiert, die in einer Querrichtung (y) verläuft, welche rechtwinklig zu der Transportrichtung (64) orientiert ist.Method according to Claim 3 in that the composite element (50) is moved by a transport device (110) in a transport direction (64) while the second separator element (17) is applied to the composite element (50), and wherein the roller (119) is mounted about a roller axis (117 ) which extends in a transverse direction (y) which is oriented at right angles to the transporting direction (64). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Klebefilm (131, 132, 133) derart auf das erste Separatorelement (16) aufgebracht wird, dass ein erster Abstand (D1) von einer Mitte (M) des Klebefilms (131, 132, 133) zu dem Elektrodensegment (55, 56) kleiner ist als ein zweiter Abstand (D2) von der Mitte (M) des Klebefilms (131, 132, 133) zu einer Längskante (125) des ersten Separatorelements (16).Method according to one of the preceding claims, wherein the at least one adhesive film (131, 132, 133) is applied to the first separator element (16) such that a first distance (D1) from a center (M) of the adhesive film (131, 132, 133) to the electrode segment (55, 56) is smaller than a second distance (D2) from the center (M) of the adhesive film (131, 132, 133) to a longitudinal edge (125) of the first separator element (16). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Klebefilm (131, 132, 133) vorgehärtet wird, insbesondere durch eine UV-Strahlung (135), bevor das zweite Separatorelement (17) auf das Verbundelement (50) aufgebracht wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the at least one adhesive film (131, 132, 133) is precured, in particular by a UV radiation (135), before the second separator element (17) is applied to the composite element (50). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Klebefilm (131, 132, 133) gehärtet wird, insbesondere durch eine UV-Strahlung (135), während das zweite Separatorelement (17) auf das Verbundelement (50) aufgebracht wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the at least one adhesive film (131, 132, 133) is cured, in particular by a UV radiation (135), while the second separator element (17) is applied to the composite element (50). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Klebefilm (131, 132, 133) gehärtet wird, insbesondere durch eine UV-Strahlung (135), nachdem das zweite Separatorelement (17) auf das Verbundelement (50) aufgebracht wurde.Method according to one of the preceding claims, wherein the at least one adhesive film (131, 132, 133) is cured, in particular by a UV radiation (135), after the second separator element (17) has been applied to the composite element (50). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das bandförmige zweite Separatorelement (17) und das Verbundelement (50) zwischen den Elektrodensegmenten (55, 56) geschnitten werden, plattenförmige Stapelsegmente (58) durch Aufbringen weiterer plattenförmiger Elektrodensegmente (55, 56) erzeugt werden und die Stapelsegmente (58) zu dem Elektrodenstapel (10) gestapelt werden.Method according to one of the preceding claims, wherein the band-shaped second separator element (17) and the composite element (50) are cut between the electrode segments (55, 56), plate-shaped stack segments (58) are produced by applying further plate-shaped electrode segments (55, 56) and the stack segments (58) are stacked to the electrode stack (10). Batteriezelle (2), umfassend mindestens einen Elektrodenstapel (10) hergestellt nach einem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche.Battery cell (2) comprising at least one electrode stack (10) produced by a method according to any one of the preceding claims. Verwendung einer Batteriezelle (2) nach Anspruch 10 in einem Elektrofahrzeug (EV), in einem Hybridfahrzeug (HEV), in einem Plug-In-Hybridfahrzeug (PHEV) oder in einem Consumer-Elektronik-Produkt.Use of a battery cell (2) after Claim 10 in an electric vehicle (EV), in a hybrid vehicle (HEV), in a plug-in hybrid vehicle (PHEV) or in a consumer electronics product.
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