DE102020213462A1 - Process for manufacturing a battery cell - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren (2) zur Herstellung einer Batteriezelle (4), insbesondere einer Pouchzelle, aufweisend einen Elektrodenstapel (6) mit einer Anzahl von ersten und zweiten Stromableitern (8, 10), und einen den Elektrodenstapel (6) aufnehmenden Zellengehäuse (150), bei welchem die ersten Stromableiter (8) zu einer gemeinsamen Kathode (62) und die zweiten Stromableiter (10) zu einer gemeinsamen Anode (64) schmelzfrei stoffschlüssig gefügt werden, bei welchem der Elektrodenstapel (6) in zwei Gehäusehälften (104) eingesetzt wird, wobei die Kathode (62) und die Anode (64) zumindest teilweise aus den Gehäusehälften (104) ragen, und wobei die Gehäusehälften (104) im den Bereichen der Kathode (62) und der Anode (64) jeweils ein vorfixiertes Vorsiegelband (106, 108) aufweisen, bei welchem die Gehäusehälften (104) umlaufend stoffschlüssig zu dem Zellengehäuse (150) gefügt werden, und bei welchem zur Abdichtung des Zellengehäuses (150) im Bereich der Kathode (62) und/oder Anode (64) ein Fügeprozess durchgeführt wird, bei welchem die Kathode (62) und/oder die Anode (64) stoffschlüssig mit den jeweiligen Vorsiegelbändern (106, 108) gefügt werden.The invention relates to a method (2) for producing a battery cell (4), in particular a pouch cell, having an electrode stack (6) with a number of first and second current conductors (8, 10), and a cell housing ( 150), in which the first current conductors (8) are joined to form a common cathode (62) and the second current conductors (10) to form a common anode (64) without melting, in which the electrode stack (6) is divided into two housing halves (104) is used, the cathode (62) and the anode (64) protruding at least partially from the housing halves (104), and the housing halves (104) each have a pre-fixed pre-sealing tape in the areas of the cathode (62) and the anode (64). (106, 108), in which the housing halves (104) are bonded to the cell housing (150) all the way around, and in which the cell housing (150) is sealed in the region of the cathode (62) and/or anode (64) a joining process is carried out, in which the cathode (62) and/or the anode (64) are joined to the respective pre-sealing bands (106, 108) in a cohesive manner.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Batteriezelle, insbesondere zur Herstellung einer Pouchzelle, aufweisend einen Elektrodenstapel mit einer Anzahl von ersten und zweiten Stromableitern, und einen den Elektrodenstapel aufnehmenden Zellengehäuse. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie eine Batteriezelle.The invention relates to a method for producing a battery cell, in particular for producing a pouch cell, having an electrode stack with a number of first and second current collectors, and a cell housing accommodating the electrode stack. The invention also relates to a device for carrying out the method and a battery cell.
Elektrisch beziehungsweise elektromotorisch angetriebene oder antreibbare Kraftfahrzeuge, wie beispielsweise Elektro- oder Hybridfahrzeuge, umfassen in der Regel einen Elektromotor, mit dem eine oder beide Fahrzeugachsen antreibbar sind. Zur Versorgung mit elektrischer Energie ist der Elektromotor üblicherweise an eine fahrzeuginterne (Hochvolt-)Batterie als elektrischen Energiespeicher angeschlossen.Motor vehicles that are driven or can be driven electrically or by an electric motor, such as electric or hybrid vehicles, generally include an electric motor with which one or both vehicle axles can be driven. To supply electrical energy, the electric motor is usually connected to a vehicle-internal (high-voltage) battery as an electrical energy store.
Unter einer insbesondere elektrochemischen Batterie ist hier und im Folgenden insbesondere eine sogenannte sekundäre Batterie (Sekundärbatterie) des Kraftfahrzeugs zu verstehen. Bei einer solchen (sekundären) Fahrzeugbatterie ist eine verbrauchte chemische Energie mittels eines elektrischen (Auf-)Ladevorgangs wiederherstellbar. Derartige Fahrzeugbatterien sind beispielsweise als elektrochemische Akkumulatoren, insbesondere als Lithium-Ionen-Akkumulatoren, ausgeführt. Zur Erzeugung oder Bereitstellung einer ausreichend hohen Betriebsspannung weisen solche Fahrzeugbatterien typischerweise mindestens ein Batteriezellmodul auf, bei welchem mehrere einzelne Batteriezellen modular verschaltet sind.A battery, in particular an electrochemical battery, is to be understood here and in the following in particular as a so-called secondary battery (secondary battery) of the motor vehicle. In such a (secondary) vehicle battery, chemical energy that has been consumed can be restored by means of an electrical (charging) charging process. Such vehicle batteries are designed, for example, as electrochemical accumulators, in particular as lithium-ion accumulators. In order to generate or provide a sufficiently high operating voltage, such vehicle batteries typically have at least one battery cell module in which several individual battery cells are connected in a modular manner.
Die Batteriezellen sind beispielsweise als elektrochemische (Dünn-)Schichtzellen ausgeführt. Die Dünnschichtzellen weisen einen geschichteten Aufbau mit einer Kathodenschicht (Kathode) und mit einer Anodenschicht (Anode) sowie mit einer dazwischen eingebrachten Separatorschicht (Separator) auf. Diese Bestandteile werden beispielsweise von einem flüssigen Elektrolyt (Flüssigelektrolyt) durchdrungen, welcher eine ionenleitfähige Verbindung der Bestandteile beziehungsweise einen Ladungsausgleich erzeugt.The battery cells are designed, for example, as electrochemical (thin) layer cells. The thin-film cells have a layered structure with a cathode layer (cathode) and with an anode layer (anode) and with a separator layer (separator) introduced in between. These components are penetrated, for example, by a liquid electrolyte (liquid electrolyte), which creates an ionically conductive connection between the components or a charge equalization.
Zur Herstellung von Batteriezellen wird beispielsweise eine Aktivmaterial- oder Elektrodenmaterialschicht, auf einen Stromableiter aufgetragen. Die Stromableiter sind hierbei häufig als Metallfolien ausgeführt, wobei typischerweise Kupferfolien für die Anodenschichten und Aluminiumfolien für die Kathodenschichten eingesetzt werden. Derart beschichtete Stromableiter werden als gestapelte Elektroden (Elektrodenstapel) verwendet. Die Stromableiter des Elektroden- oder Zellenstapels werden miteinander zu einer gemeinsamen Anode und einer gemeinsamen Kathode, welche nachfolgend auch als Stromsammler oder Kollektoren bezeichnet werden, elektrisch kontaktiert.To produce battery cells, for example, an active material or electrode material layer is applied to a current conductor. The current conductors are often designed as metal foils, with copper foils typically being used for the anode layers and aluminum foils for the cathode layers. Current collectors coated in this way are used as stacked electrodes (electrode stack). The current conductors of the electrode or cell stack are electrically contacted with one another to form a common anode and a common cathode, which are also referred to below as current collectors.
Um den Elektrodenstapel gegen ein Eindringen von Feuchtigkeit und/oder Schmutz schützen, sowie andererseits ein Austreten von Chemikalien beziehungsweise des Flüssigelektrolyten im Falle einer Beschädigung der Batteriezelle zu verhindern, ist in der Regel ein Zellengehäuse als Ummantelung vorgesehen. Das Zellengehäuse ist beispielsweise als eine Aluminium-Verbundfolie mit Polypropylen (PP) ausgeführt, wobei Batteriezellen mit einem solchen flexiblen oder folienartigen Zellengehäuse (Pouch, Beutel) auch als Pouch- oder Softpack-Zellen bezeichnet sind.In order to protect the electrode stack against the ingress of moisture and/or dirt and, on the other hand, to prevent chemicals or the liquid electrolyte from escaping in the event of damage to the battery cell, a cell housing is generally provided as a casing. The cell housing is designed, for example, as an aluminum composite film with polypropylene (PP), battery cells with such a flexible or film-like cell housing (pouch, bag) also being referred to as pouch or soft pack cells.
Im Hinblick auf die Dichtigkeit des Zellengehäuses sind die elektrischen Anschlussbereiche, in welchen die Anode und die Kathode aus dem Zellengehäuse geführt sind, anfällig für Undichtigkeiten und Leckagen.With regard to the tightness of the cell housing, the electrical connection areas, in which the anode and the cathode are guided out of the cell housing, are prone to leaks.
Insbesondere bei Anwendungen in Fahrzeugbatterien von elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugen ist ein Schnelladebetrieb der Batteriezellen gewünscht, um die Standzeiten des Kraftfahrzeugs bei einer (Auf-)Ladung der Fahrzeugbatterie möglichst gering zu halten. Aufgrund der Dichtigkeit sammeln sich die entstehenden Gase somit im Inneren des Zellengehäuses an, und bewirken somit eine Volumenzunahme oder Volumenexpansion des Zellengehäuses. Bei einem Schnellladeprozess treten innerhalb kurzer Zeit hohe Volumenänderungen der Batteriezelle auf, wodurch mechanische Belastungen in den Anschlussbereichen auftreten. Häufig weist die Fügeverbindung zwischen dem Kunststoff des Zellengehäuses und den Metallflächen der Kathode oder Anode eine vergleichsweise geringe Festigkeit auf, so dass die auftretenden Belastungen zu einer Leckage und irreversiblen Schäden der Batteriezelle führen können.In particular for applications in vehicle batteries of electrically driven or drivable motor vehicles, rapid charging of the battery cells is desirable in order to keep the downtime of the motor vehicle as short as possible when the vehicle battery is (recharged) charged. Due to the tightness, the resulting gases accumulate inside the cell housing and thus cause an increase in volume or volume expansion of the cell housing. During a rapid charging process, large changes in the volume of the battery cell occur within a short period of time, resulting in mechanical stress in the connection areas. The joint connection between the plastic of the cell housing and the metal surfaces of the cathode or anode is often comparatively weak, so that the stresses that occur can lead to leakage and irreversible damage to the battery cell.
Um bei Pouchzellen die Kollektoren aus dem Zellengehäuse zu führen, ist es beispielsweise aus der
Der Klebestreifen wird mit dem Zellengehäuse durch Erhitzen auf 180°C versiegelt. Durch das Erhitzen beziehungsweise das Heißsiegelverfahren schmilzt das Polypropylen des Zellengehäuses und des Klebestreifens, wodurch eine dichte Verbindung realisiert ist. Nachteiligerweise ist der Metallstreifen mit Klebestreifen als zusätzliches Bauteil vergleichsweise kostenintensiv. Des Weiteren bewirkt ein Laserschweißen des Metallstreifens mit dem Kollektor eine Erwärmung des Klebestreifens, welche die Verbindungsfähigkeit des Klebestreifens mit dem Metallstreifen verringert und somit die Dichtigkeit reduziert. Weiterhin erhöht der Metallstreifen das Baugewicht der Batteriezelle. Gegenwärtig ist es nicht möglich, die Metallstreifen zu entfernen, da der Klebestreifen den Kollektor nicht direkt mit dem Beutel verbinden kann.The adhesive strip is sealed to the cell case by heating to 180°C. The heating or the heat-sealing process melts the polypropylene of the cell housing and the adhesive strip, creating a tight connection. The disadvantage of the metal strip with adhesive strips as an additional component is comparatively expensive. Furthermore, laser welding of the metal strip to the collector causes the adhesive strip to heat up, which reduces the ability of the adhesive strip to connect to the metal strip and thus reduces the tightness. Furthermore, the metal strip increases the structural weight of the battery cell. Currently it is not possible to remove the metal strips as the adhesive strip cannot connect the collector directly to the bag.
Die Stromableiter werden beispielsweise mittels Laserschweißen zu den Kollektoren geschweißt. Beim Laserschweißen wird lediglich eine kleine Fläche des Kollektors mit einer Liniennaht verschweißt. Andere Bereiche des Kollektors werden nicht geschweißt. Da somit lediglich lokal geschweißt wird, kommt es in diesem Bereich zu einer schnelleren Erwärmung, da im Betrieb alle Elektronen des Batteriestroms beim Eintritt oder Austritt aus der Elektrode durch diesen Schweißnahtbereich hindurchströmen.The current conductors are welded to the collectors, for example by means of laser welding. With laser welding, only a small area of the collector is welded with a line seam. Other areas of the collector are not welded. Since only local welding is carried out, this area heats up more quickly, since during operation all the electrons in the battery current flow through this weld seam area when entering or exiting the electrode.
Der Widerstand in der Laserschweißnaht ist hierbei um ein Vielfaches höher als der Widerstand des Kollektormaterials (Kupfer oder Aluminium). Dies bedeutet, dass im Bereich der Laserschweißnaht ein (ohmscher) Leistungsverlust auftritt. Der Widerstand beim Schweißen kann reduziert werden, wenn statt der Nahtschweißung in Linienform eine vollflächige Verschweißung des Kollektors möglich ist. Das Schweißen über die gesamte Kollektorfläche ist jedoch nicht möglich, da am Kollektor der Metallstreifen mit Klebestreifen angebracht ist. Der Klebestreifen ist aufgrund der Oberflächenschweißung nicht in der Lage, hohen Temperaturen standzuhalten.The resistance in the laser weld is many times higher than the resistance of the collector material (copper or aluminum). This means that there is a (resistive) power loss in the area of the laser weld. The resistance during welding can be reduced if, instead of seam welding in line form, the collector can be welded over the entire surface. However, welding over the entire surface of the collector is not possible because the metal strip is attached to the collector with adhesive strips. The adhesive strip is not able to withstand high temperatures due to the surface welding.
Laserschweißen ist ein energieintensives Verfahren. Es schmilzt den Kollektor wie Kupfer und Aluminium, die hochleitende Materialien sind. Die beim Schweißen entstehende Wärme kann auf das aktive Material übertragen werden und führt auch zu einer Zone mit hoher Wärmeeinwirkung am Kollektor.Laser welding is an energy-intensive process. It melts the collector like copper and aluminum which are highly conductive materials. The heat generated during welding can be transferred to the active material and also leads to a high heat impact zone on the collector.
Alternativ ist es beispielsweise möglich, den Kollektor und den Metallstreifen (mit Klebestreifen) durch Ultraschallschweißen zu verbinden. Nachteiligerweise treten hierbei jedoch (mechanische) Vibrationen auf, welche eine Toleranzunwucht des Stapels und auch eine Verformung der (Strom-)Ableiterfolien verursachen. Des Weiteren ist Ultraschallschweißen ist stark abhängig von der Oberflächenqualität des Kollektors. Ein Vorhandensein von Oxid, Feuchtigkeit, Schmutz oder einem Ölfilm kann die Qualität der Schweißverbindung wesentlich verschlechtern.Alternatively, it is possible, for example, to connect the collector and the metal strip (with adhesive strips) by ultrasonic welding. The disadvantage here, however, is that (mechanical) vibrations occur, which cause a tolerance imbalance in the stack and also deformation of the (current) conductor foils. Furthermore, ultrasonic welding is highly dependent on the surface quality of the collector. The presence of oxide, moisture, dirt or an oil film can significantly degrade the quality of the weld.
Eine Verbindung von Aluminium und Kupfer in der Batteriezelle kann eine galvanische Korrosion verursachen, welche zu intermetallischen Verbindungen führt, die die Leitfähigkeit des Kollektors verringern.A combination of aluminum and copper in the battery cell can cause galvanic corrosion, which leads to intermetallic compounds that reduce the conductivity of the collector.
Um die vorstehend genannten Probleme zu lösen ist es beispielsweise möglich die Toleranz der von Hitze betroffenen Zonen im Bereich des Kollektors zu erhöhen. Dies bedingt größere Kollektorlängen, so dass das Laserschweißen in größerer Entfernung vom aktivem Material und dem Klebestreifen durchgeführt werden kann.In order to solve the above problems, it is possible, for example, to increase the tolerance of the heat-affected zones in the area of the collector. This necessitates longer collector lengths so that the laser welding can be carried out further away from the active material and the adhesive strip.
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Verfahren zur Herstellung einer Batteriezelle anzugeben. Insbesondere soll eine Alternative zu dem Konzept eines Laserschweißens des Kollektors mit einem Metallstreifen mit Klebestreifen angegeben werden, welches ein auslaufsicheres Versiegeln des Zellengehäuses ermöglicht. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine besonders geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie eine besonders geeignete Batteriezelle anzugeben.The invention is based on the object of specifying a particularly suitable method for producing a battery cell. In particular, an alternative to the concept of laser welding the collector to a metal strip with adhesive tape is to be provided, which allows for a leakproof sealing of the cell housing. The invention is also based on the object of specifying a particularly suitable device for carrying out the method and a particularly suitable battery cell.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Vorrichtung 10 sowie hinsichtlich der Batteriezelle mit den Merkmalen des Anspruchs 11 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.With regard to the method, the object is achieved with the features of claim 1 and with regard to the
Sofern nachfolgend Verfahrensschritte beschrieben werden, ergeben sich vorteilhafte Ausgestaltungen für die Vorrichtung insbesondere dadurch, dass diese ausgebildet ist, einen oder mehrere dieser Verfahrensschritte auszuführen.Insofar as method steps are described below, advantageous configurations for the device result in particular from the fact that it is designed to carry out one or more of these method steps.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Herstellung einer Batteriezelle vorgesehen, sowie dafür geeignet und ausgestaltet. Die Batteriezelle ist hierbei insbesondere eine Pouch-, Beutel- oder Softpackzelle. Die Batteriezelle weist ein Zellengehäuse und einen darin aufgenommenen Elektrodenstapel mit einer Anzahl von ersten und zweiten Stromableitern auf.The method according to the invention is intended for the production of a battery cell and is suitable and configured for this. In this case, the battery cell is in particular a pouch, pouch or soft pack cell. The battery cell has a cell housing and an electrode stack accommodated therein with a number of first and second current conductors.
Der Elektrodenstapel weist eine Anzahl von übereinander gestapelt angeordneten Dünnschichtzellen mit einer Kathodenschicht und mit einer Anodenschicht sowie mit einer dazwischen eingebrachten Separatorschicht (Separator) auf. Hierbei ist beispielsweise eine Aktivmaterial- oder Elektrodenmaterialschicht auf die Stromableiter aufgetragen. Die Stromableiter sind beispielsweise als Metallfolien ausgeführt, wobei geeigneterweise Kupferfolien für die Anodenschichten und Aluminiumfolien für die Kathodenschichten eingesetzt werden. Vorzugsweise werden hierbei hoch siliziumbasierte Anodenschichten verwendet, um eine Batteriezelle mit möglichst hoher Leistungsdichte zu realisieren sowie andererseits eine Schnellladung der Batteriezelle zu ermöglichen. Nachfolgend sind unter den ersten Stromableitern insbesondere Aluminiumfolien und unter den zweiten Stromableitern insbesondere Kupferfolien zu verstehen.The electrode stack has a number of thin-film cells arranged stacked one on top of the other, with a cathode layer and with an anode layer and with a separator layer (separator) introduced between them. In this case, for example, an active material or electrode material layer is applied to the current collector. The current collectors are designed, for example, as metal foils, copper foils being used suitably for the anode layers and aluminum foils for the cathode layers. Highly silicon-based anode layers are preferably used in this case in order to implement a battery cell with the highest possible power density and, on the other hand, to enable rapid charging of the battery cell. In the following, the first current conductors are to be understood in particular as aluminum foils and the second current conductors are in particular copper foils.
Verfahrensgemäß werden die ersten Stromableiter zu einer gemeinsamen Kathode und die zweiten Stromableiter zu einer gemeinsamen Anode schmelzfrei stoffschlüssig gefügt. Unter „schmelzfrei“ oder „schmelzenfrei“ wird hierbei insbesondere ein stoffschlüssiges Fügen verstanden, ohne dass dabei einer oder beide Fügepartner in eine Schmelzphase übergehen. Dies bedeutet, dass die Fügepartner im Zuge des Fügens möglichst nicht aufgeschmolzen werden.According to the method, the first current collectors are joined to form a common cathode and the second current collectors to form a common anode without melting. In this context, “melt-free” or “melt-free” is understood to mean in particular an integral joining without one or both joining partners going into a melting phase. This means that the joining partners are not melted as much as possible during the joining process.
Unter einem „Stoffschluss“ oder einer „stoffschlüssigen Verbindung“ zwischen wenigstens zwei miteinander verbundenen Teilen wird hier und im Folgenden insbesondere verstanden, dass die miteinander verbundenen Teile an Ihren Kontaktflächen durch stoffliche Vereinigung oder Vernetzung (beispielsweise aufgrund von atomaren oder molekularen Bindungskräften) gegebenenfalls unter Wirkung eines Zusatzstoffs zusammengehalten werden.A "material connection" or a "material connection" between at least two parts connected to one another is understood here and in the following in particular to mean that the parts connected to one another at their contact surfaces through material union or crosslinking (e.g. due to atomic or molecular bonding forces) may be under the effect an additive are held together.
Der kontaktierte Elektrodenstapel wird anschließend in zwei Gehäusehälften eingesetzt, wobei die Kathode und die Anode zumindest teilweise aus den Gehäusehälften als Anschlussbereiche der Batteriezelle hinausragen. Die Gehäusehälften weisen hierbei im Bereich der Kathode beziehungsweise Anode jeweils ein vorfixiertes Vorsiegelband auf.The contacted electrode stack is then inserted into two housing halves, with the cathode and the anode protruding at least partially from the housing halves as connection areas of the battery cell. The housing halves each have a pre-fixed pre-sealing tape in the area of the cathode or anode.
Unter „vorfixiert“ oder „Vorfixierung“ wird hierbei insbesondere eine Halterung oder Befestigung des Vorsiegelbandes in einem Vormontagezustand, also in einer (An-)Lieferposition oder Transportposition, zu verstehen. Mit anderen Worten ist das Vorsiegelband einer vorpositionierten Stellung an der jeweiligen Gehäusehälfte gehalten.“Pre-fixed” or “pre-fixation” is to be understood here in particular as holding or fastening the pre-sealing tape in a pre-assembly state, ie in a (delivery) position or transport position. In other words, the pre-sealing tape is held in a pre-positioned position on the respective housing half.
Die Gehäusehälften werden umlaufend stoffschlüssig zu dem Zellengehäuse gefügt. Die Gehäusehälften werden beispielsweise mit einem definiertem Druck und mit einer definierten (Siegel-)Zeit sowie einer definierten (Siegel-)Temperatur in einem Heißsiegelverfahren gefügt, so dass eine umlaufende, randseitige, Siegelnaht als Fügestelle erzeugt wird.The housing halves are bonded to the cell housing all the way around. The housing halves are joined, for example, with a defined pressure and with a defined (sealing) time and a defined (sealing) temperature in a heat-sealing process, so that a circumferential, edge-side, sealing seam is produced as a joint.
Zur Abdichtung des Zellengehäuses ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass im Bereich der Kathode und/oder Anode ein Fügeprozess durchgeführt wird, bei welchem die Kathode und/oder die Anode stoffschlüssig mit den jeweiligen Vorsiegelbändern gefügt werden. Dadurch ist ein besonders geeignetes Verfahren zur Herstellung einer Batteriezelle realisiert.In order to seal the cell housing, it is provided according to the invention that a joining process is carried out in the region of the cathode and/or anode, in which the cathode and/or the anode are joined to the respective pre-sealing strips in a materially bonded manner. A particularly suitable method for producing a battery cell is thereby implemented.
Auf die Reihenfolge beim Fügen des Zellengehäuses und der Vorsiegelbänder kommt es hierbei nicht an. Beispielsweise werden zunächst die Gehäusehälften zum Zellengehäuse gefügt und hernach die Anode/Kathode mit dem jeweiligen Vorsiegelband. Ebenso denkbar ist es beispielsweise zunächst die Anode/Kathode mit dem jeweiligen Vorsiegelband in den Gehäusehälften zu verbinden und anschließend die Gehäusehälften umlaufend zum Zellengehäuse zu fügen.The order in which the cell housing and the pre-sealing strips are joined is not important here. For example, the housing halves are first joined to form the cell housing and then the anode/cathode with the respective pre-sealing tape. It is also conceivable, for example, to first connect the anode/cathode to the respective pre-sealing strip in the housing halves and then to join the housing halves all the way around to form the cell housing.
Die Konjunktion „und/oder“ ist hier und im Folgenden derart zu verstehen, dass die mittels dieser Konjunktion verknüpften Merkmale sowohl gemeinsam als auch als Alternativen zueinander ausgebildet sein können.The conjunction “and/or” is to be understood here and in the following in such a way that the features linked by means of this conjunction can be designed both together and as alternatives to one another.
In einer vorteilhaften Ausführung werden die ersten und zweiten Stromableiter mittels Festkörperschweißen, insbesondere mittels Heißpressschweißen, zu der Kathode und Anode gefügt. Mit anderen Worten werden die Kollektoren durch ein Festkörperschweißverfahren wie das Heißpressschweißen verbunden. Vorzugsweise werden die Kollektoren, also die Anode und die Kathode, während des Festkörperschweißvorgangs auf das Endmaß getrimmt.In an advantageous embodiment, the first and second current conductors are joined to form the cathode and anode by means of solid-state welding, in particular by means of hot pressure welding. In other words, the collectors are joined by a solid state welding method such as hot pressure welding. The collectors, ie the anode and the cathode, are preferably trimmed to the final dimensions during the solid-state welding process.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren entfällt der zusätzliche Metallstreifen mit Klebestreifen, wodurch es möglich ist, die Kollektoren über ein Festkörperschweißverfahren (Heißpressschweißen) zu verbinden. Dies bedeutet, dass die Verbindung im Gegensatz zum Stand der Technik rein vom Kollektor ausgeht. Dadurch wird der Wärmeeintrag in den Elektrodenstapel beziehungsweise auf die aktiven Schichten (Kathodenschicht, Anodenschicht) reduziert. Das Festkörperschweißen des Kollektors führt zu einer Oberflächenschweißung und nicht zu einer Liniennahtschweißung wie beim Laserschweißen, somit ist im Vergleich zu einer Laserschweißnaht eine (groß-)flächige Kontaktierung und Verbindung der Stromableiter ermöglicht, wodurch ohmsche Wärmeverluste im Batteriebetrieb vorteilhaft reduziert werden.The method according to the invention eliminates the need for additional metal strips with adhesive strips, which makes it possible to connect the collectors using a solid-state welding process (hot pressure welding). This means that, in contrast to the prior art, the connection originates purely from the collector. This reduces the heat input into the electrode stack or onto the active layers (cathode layer, anode layer). The solid-state welding of the collector leads to a surface weld and not to a line seam weld as with laser welding. In comparison to a laser weld seam, this enables (large) surface contact and connection of the current collector, which advantageously reduces ohmic heat losses in battery operation.
Unter „Festkörperschweißen“ oder einem „Festkörperschweißverfahren“ ist insbesondere ein Fügeverfahren zu verstehen, bei welchem die Fügeverbindung durch Anwendung von Druck allein oder durch eine Kombination von Wärme und Druck entsteht. Wenn Wärme eingesetzt wird, liegt die Temperatur bei diesem Verfahren unter dem Schmelzpunkt der zu schweißenden Metalle. Weiterhin wird kein Zusatzwerkstoff verwendet.“Solid body welding” or a “solid body welding process” is to be understood in particular as a joining process in which the joint is created by the application of pressure alone or by a combination of heat and pressure. When heat is used, the temperature in this process is below the melting point of the metals being welded. Furthermore, no additional material is used.
Unter Festkörperschweißen wird beispielsweise ein Diffusionsschweißen, bei welchem die Fügepartner unter Druck bei erhöhter Temperatur zusammengehalten werden, und die Teile durch Festkörperdiffusion verschmelzen, verstanden. Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Press- oder Reibschweißen als Festkörperschweißen verwendet, bei welchem durch Reibung der Fügebereich der metallischen Fügepartner erwärmt und unter Druck verbunden wird.Solid-state welding is understood to mean, for example, diffusion welding in which the joining partners are held together under pressure at elevated temperature and the parts fuse by solid-state diffusion. In the method according to the invention, pressure or friction welding is preferably used as solid-state welding, in which the joining area of the metal joining partners is heated by friction and joined under pressure.
Geeigneterweise werden die ersten und zweiten Stromableiter vor der Kontaktierung beziehungsweise vor dem schmelzfreien stoffschlüssigen Fügen gereinigt. Mit anderen Worten werden die Stromableiter von Verschmutzungen auf der Oberfläche befreit. Beispielsweise werden die Oberflächen der Stromableiter mittels einer Plasmareinigung von Verschmutzungen befreit. In einer bevorzugten Ausgestaltung werden die ersten und zweiten Stromableiter vor dem Fügen oder Festkörperschweißen insbesondere in einem Ultraschallbad gereinigt. Dadurch wird sichergestellt, dass möglichst keine Verschmutzungen im Fügebereich vorhanden sind. Durch die sauberen Oberflächen wird die Qualität der Fügeverbindung und somit die Qualität der elektrischen Kontaktierung verbessert.The first and second current conductors are suitably cleaned before the contact is made or before the non-melting, materially bonded joining. In other words, the current conductors are freed from dirt on the surface. For example, the surfaces of the current conductors are freed from contamination using plasma cleaning. In a preferred embodiment, the first and second current collectors are cleaned in particular in an ultrasonic bath before joining or solid-state welding. This ensures that there is as little contamination as possible in the joining area. The clean surfaces improve the quality of the joint and thus the quality of the electrical contact.
Um eine galvanische Korrosion zu verhindern, werden die Anode und/oder die Kathode in einer zweckmäßigen Weiterbildung nach dem schmelzfreien Fügen mit einer Schutzschicht versehen. Insbesondere wird auf der Kupferseite, also auf der Anodenseite, unmittelbar nach dem Festkörper- oder Pressschweißen eine Verzinnung aufgebracht. Mit anderen Worten wird die Anode mit einer Zinnschicht als Schutzschicht versehen. Alternativ ist beispielsweise auch eine Nickelbeschichtung der Anode denkbar.In order to prevent galvanic corrosion, the anode and/or the cathode are provided with a protective layer in an expedient development after the non-melting joining. In particular, tinning is applied to the copper side, ie the anode side, immediately after solid-state or pressure welding. In other words, the anode is provided with a layer of tin as a protective layer. Alternatively, for example, a nickel coating of the anode is also conceivable.
Ein zusätzlicher oder weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass ein mehrschichtiges Vorsiegelband mit einer Metallschicht und mit einer Kunststoffschicht sowie mit einer dazwischen angeordneten Isolationsschicht verwendet wird, wobei die Metallschicht der Kathode oder Anode und die Kunststoffschicht der Gehäusehälfte zugewandt ist.An additional or further aspect of the invention provides that a multi-layer pre-sealing tape is used with a metal layer and a plastic layer and with an insulating layer arranged in between, the metal layer facing the cathode or anode and the plastic layer facing the housing half.
Im Gegensatz zum Stand der Technik ist das erfindungsgemäße Vorsiegelband oder der Klebestreifen nicht ausschließlich aus Polypropylen hergestellt. Das erfindungsgemäße Vorsiegelband weist drei Basisschichten auf, welche beispielsweise in einem Rollkaschierverfahren zu einem Vorsiegelband zusammengefügt werden. Die erste Schicht besteht aus Metall (Kupfer oder Aluminium) und weist zum Beispiel eine Schichtdicke von etwa 0,05 mm (Millimeter). Die zweite Schicht ist aus einem Kunststoffmaterial, wie beispielsweise Polypropylen (PP) oder Polyester (PET), hergestellt, und weist beispielsweise eine Schichtdicke von 0,1 mm auf. Zur Verbindung der Metallschicht mit der Kunststoffschicht wird vorzugsweise ein Klebstoff auf Silikonbasis als Isolationsschicht verwendet. Die Isolationsschicht ist vorzugsweise bis zu 200 °C (Grad Celsius) temperaturbeständig.In contrast to the prior art, the pre-sealing tape or the adhesive strip according to the invention is not made exclusively from polypropylene. The pre-sealing tape according to the invention has three base layers which are joined together to form a pre-sealing tape, for example in a roll lamination process. The first layer consists of metal (copper or aluminum) and has a layer thickness of about 0.05 mm (millimeters), for example. The second layer is made of a plastic material such as polypropylene (PP) or polyester (PET) and has a layer thickness of 0.1 mm, for example. A silicone-based adhesive is preferably used as the insulating layer to connect the metal layer to the plastic layer. The insulating layer is preferably temperature-resistant up to 200°C (degrees Celsius).
In einer geeigneten Ausbildung wird eine an die Kathode oder Anode angepasste Metallschicht verwendet. Dies bedeutet, dass das erfindungsgemäße Vorsiegelband in zwei Typen oder Ausführungen bereitgestellt wird. Für die Anode wird eine Kupferschicht als Metallschicht verwendet, wobei bei der Kathode entsprechend eine Aluminiumschicht als Metallschicht verwendet wird. Die Metallschicht ist also vorzugsweise aus dem gleichen Material hergestellt, wie das zugeordnete Kollektormaterial. Geeigneterweise weist die Gehäusehälfte hierbei zumindest anteilig ebenfalls das Kunststoffmaterial auf. Dadurch ist eine zuverlässige und dichte stoffschlüssige Verbindung zwischen der Kunststoffschicht und der Gehäusehälfte einerseits und der Metallschicht und dem jeweiligen Kollektor andererseits realisierbar, wobei die Kunststoffschicht und die Gehäusehälfte im Zuge des umlaufenden Heißsiegelverfahrens stoffschlüssig gefügt werden, und wobei die Metallschicht und der jeweilige Kollektor im zusätzlichen Fügeprozess stoffschlüssig gefügt werden.In a suitable embodiment, a metal layer matched to the cathode or anode is used. This means that the pre-sealing tape according to the invention is provided in two types or designs. A copper layer is used as the metal layer for the anode, with an aluminum layer correspondingly being used as the metal layer for the cathode. The metal layer is therefore preferably made from the same material as the associated collector material. In this case, the housing half suitably also has the plastic material, at least in part. This is a reliable and tight material connection between the plastic layer and the housing half on the one hand and the metal layer and the respective collector on the other hand can be realized, with the plastic layer and the housing half being bonded in the course of the circumferential heat-sealing process, and with the metal layer and the respective collector being bonded in the additional joining process .
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird als Fügeprozess zur stoffschlüssigen Verbindung der Kollektoren mit den jeweiligen Vorsiegelbändern ein elektromagnetisches Pulsschweißen (EMP-Schweißen) verwendet, welche die Metallschicht mit dem jeweiligen Kollektormaterial fügt. Dies bedeutet, dass ein Magnetumformen stattfindet, bei welchem einer der Fügepartner mittels eines Magnetfeldes berührungslos einen Impuls erfährt und gegen den anderen Partner prallt. Aufgrund der hohe Geschwindigkeit beim Zusammenprall der Fügepartner kommt es wie beim Sprengschweißen zu einer stoffschlüssigen Verbindung in der festen Phase. Durch das EMP-Schweißen erfolgt lediglich ein geringer Wärmeeintrag, so dass im Wesentlichen kein thermischer Verzug des Zellengehäuses und/oder der Kollektoren auftritt.In an advantageous development, electromagnetic pulse welding (EMP welding) is used as the joining process for the materially bonded connection of the collectors with the respective pre-sealing strips, which joins the metal layer with the respective collector material. This means that a magnetic forming takes place, in which one of the joining partners experiences a non-contact impulse by means of a magnetic field and collides with the other partner. Due to the high speed when the joining partners collide, a material bond is formed in the solid phase, as in explosive welding. Only a small amount of heat is introduced by the EMP welding, so that essentially no thermal distortion of the cell housing and/or the collectors occurs.
Das Zellengehäuse ist beispielsweise als eine Aluminium-Verbundfolie mit Polypropylen (PP) und/oder Polyester (PET) ausgeführt. In einer bevorzugten Ausführung werden die Gehäusehälften mittels eines Tiefziehprozesses hergestellt, wobei die Vorsiegelbänder im Zuge des Tiefziehprozesses an den Gehäusehälften vorfixiert werden. Dies bedeutet, dass die Vorsiegelbänder während des Tiefziehvorgangs direkt an der Beutelzelle befestigt.The cell housing is designed, for example, as an aluminum composite film with polypropylene (PP) and/or polyester (PET). In a preferred embodiment, the housing halves are produced by means of a deep-drawing process, with the pre-sealing strips being pre-fixed to the housing halves in the course of the deep-drawing process. This means that the pre-seal bands are attached directly to the pouch cell during the thermoforming process.
Hierzu wird das Vorsiegelband beispielsweise durch doppelseitiges Klebeband (mit Schmelzkleber) mit der Gehäusehälfte verbunden. Das Vorsiegelband weist hierzu beispielsweise eine zusätzliche Heißschmelzkleberschicht mit einer Schichtdicke von etwa 0,01 mm auf der Kunststoffschicht auf, um das Vorsiegelband an der Gehäusehälfte zu befestigen.For this purpose, the pre-sealing tape is connected to the housing half, for example, by means of double-sided adhesive tape (with hot-melt adhesive). For this purpose, the pre-sealing tape has, for example, an additional layer of hot-melt adhesive with a layer thickness of approximately 0.01 mm on the plastic layer in order to attach the pre-sealing tape to the housing half.
In einer zusätzlichen oder alternativen Weiterbildung wird zur Vorfixierung des Vorsiegelbands eine Textur in die Gehäusehälften eingeprägt. Dies bedeutet, dass vorzugsweise während des Tiefziehprozesses eine Textur auf der Gehäusehälfte erzeugt wird, welche die Haftung zwischen der Gehäusehälfte und dem Vorsiegelband verbessert. Bei dieser Weiterbildung ist insbesondere keine zusätzliche Klebeschicht mit Heißschmelzkleber auf der Kunststoffschicht erforderlich.In an additional or alternative development, a texture is embossed into the housing halves to pre-fix the pre-sealing tape. This means that a texture is preferably produced on the housing half during the deep-drawing process, which improves the adhesion between the housing half and the pre-sealing tape. In this development, in particular, no additional adhesive layer with hot-melt adhesive is required on the plastic layer.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zur Durchführung eines vorstehend beschriebenen Verfahrens vorgesehen, sowie dafür geeignet und eigerichtet. Dabei gelten die Ausführungen im Zusammenhang mit dem Verfahren sinngemäß auch für die Vorrichtung und umgekehrt. Dadurch ist eine besonders geeignete Vorrichtung zur Herstellung einer Batteriezelle realisiert.The device according to the invention is intended for carrying out a method described above and is suitable and set up for this. The explanations in connection with the method also apply to the device and vice versa. As a result, a particularly suitable device for producing a battery cell is realized.
Die erfindungsgemäße Batteriezelle ist insbesondere als eine Pouchzelle ausgeführt. Die Batteriezelle ist beispielsweise für eine Anwendung in einer Fahrzeugbatterie eines elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugs vorgesehen.The battery cell according to the invention is designed in particular as a pouch cell. The battery cell is provided, for example, for use in a vehicle battery of an electrically driven or drivable motor vehicle.
Die Batteriezelle weist einen Elektrodenstapel mit einer Anzahl von ersten und zweiten Stromableitern, und ein den Elektrodenstapel aufnehmendes Zellengehäuse auf. Die ersten Stromableiter sind zu einer gemeinsamen Kathode und die zweiten Stromableiter zu einer gemeinsamen Anode schmelzfrei stoffschlüssig gefügt, wobei das Zellengehäuse zwei umlaufend stoffschlüssig gefügte Gehäusehälften aufweist, aus welchen die Kathode und die Anode zumindest teilweise hinausragen. Die Gehäusehälften weisen im den Bereichen der Kathode und der Anode jeweils ein Vorsiegelband auf, welches stoffschlüssig mit dem jeweiligen Kollektor gefügt ist. Dadurch ist eine besonders geeignete Batteriezelle realisiert. Die im Hinblick auf das Verfahren und/oder die Vorrichtung angeführten Vorteile und Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf die Batteriezelle übertragbar und umgekehrt.The battery cell has an electrode stack with a number of first and second current conductors, and a cell housing accommodating the electrode stack. The first current collectors are joined to form a common cathode and the second current collectors to form a common anode without melting, the cell housing having two circumferentially joined housing halves, from which the cathode and the anode protrude at least partially. The housing halves each have a pre-sealing band in the areas of the cathode and the anode, which is joined to the respective collector in a materially bonded manner. A particularly suitable battery cell is thereby realized. The advantages and configurations given with regard to the method and/or the device can also be transferred to the battery cell and vice versa.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in schematischen und vereinfachten Darstellungen:
-
1 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Batteriezelle, -
2 einen Reinigungsprozess des Verfahrens, -
3 einen Vorerwärmungsprozess des Verfahrens, -
4 einen Druckschweißprozess des Verfahrens zur Kontaktierung eines Kollektors, -
5 einen Abtrennvorgang des Druckschweißprozesses, -
6 einen Beschichtungsvorgang des Verfahrens, -
7 ein Vorsiegelband für eine Kathode und für eine Anode, -
8 einen Prägeprozess zur Erzeugung einer Textur an einer Gehäusehälfte -
9 einen Fügeprozess zur Vorfixierung des Vorsiegelbands auf der Gehäusehälfte, -
10 die Gehäusehälfte mit der Textur und mit dem Vorsiegelband, -
11 ,12 einen alternativen einen Fügeprozess zur Vorfixierung des Vorsiegelbands auf der Gehäusehälfte, -
13 die Gehäusehälfte mit dem Vorsiegelband, -
14 einen Heißsiegelprozess des Verfahrens, -
15 die Batteriezelle in einer Seitenansicht, -
16 ,17 einen Fügeprozess zur stoffschlüssigen Verbindung der Vorsiegelbänder mit einem Kollektor, -
18 eine alternative Ausführung des Vorsiegelbandes für eine Kathode und für eine Anode, und -
19 einen alternativen Fügeprozess des Verfahrens zur Kontaktierung des Kollektors.
-
1 a flow chart of a method according to the invention for producing a battery cell, -
2 a cleaning process of the procedure, -
3 a preheating process of the method, -
4 a pressure welding process of the method for contacting a collector, -
5 a separation process of the pressure welding process, -
6 a coating operation of the method, -
7 a pre-sealing tape for a cathode and for an anode, -
8th an embossing process to create a texture on a case half -
9 a joining process for pre-fixing the pre-sealing tape on the housing half, -
10 the case half with the texture and with the pre-sealing tape, -
11 ,12 an alternative joining process for pre-fixing the pre-sealing tape on the housing half, -
13 the case half with the pre-sealing tape, -
14 a heat sealing process of the method, -
15 the battery cell in a side view, -
16 ,17 a joining process for the material connection of the pre-sealing tapes with a collector, -
18 an alternative embodiment of the pre-sealing tape for a cathode and for an anode, and -
19 an alternative joining process of the method for contacting the collector.
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts and sizes are always provided with the same reference symbols in all figures.
Die
Die Batteriezelle 4 weist einen Elektroden- oder Zellenstapel 6 mit eine Anzahl von übereinander gestapelt angeordneten Dünnschichtzellen mit einer Kathodenschicht und mit einer Anodenschicht sowie mit einer dazwischen eingebrachten Separatorschicht (Separator) auf. Hierbei ist beispielsweise eine Aktivmaterial- oder Elektrodenmaterialschicht auf jeweils einen Stromableiter 8, 10 aufgetragen. Die Stromableiter 8, 10 sind beispielsweise als Metallfolien ausgeführt, wobei geeigneterweise Kupferfolien für die Anodenschichten und Aluminiumfolien für die Kathodenschichten eingesetzt werden. Die Stromableiter 8, 10 stehen dem Elektrodenstapel 6 randseitig über. Nachfolgend sind unter den Stromableitern 8 insbesondere Aluminiumfolien und unter den Stromableitern 10 insbesondere Kupferfolien zu verstehen.The battery cell 4 has an electrode or
Die
Die Vorrichtung weist hierfür einen Ultraschallreiniger 12 mit einem Ultraschallbad 14 auf. In dem Ultraschallbad 14 ist ein Ultraschallgenerator 16 für Frequenzen bis 40 kHz (Kilohertz) angeordnet, wobei das Ultraschallbad 14 mit einer Flüssigkeit 18 gefüllt ist. Die Flüssigkeit 18 ist beispielsweise destilliertes Wasser mit alkalischen Lösungsmittel oder Zusätzen für eine Oxidreinigung. Im Betrieb erzeugt der Ultraschallgenerator 16 eine Ultraschallwelle 20, welche im Bereich der eingetauchten Stromableiter 8, 10 die größte Amplitude aufweist. Die Ultraschallwelle 20 erzeugt in der Flüssigkeit 18 schnell bewegte Kavitationsblasen 22, welche sich mit der Ultraschallfrequenz bewegen und Schmutz und ölige Substanzen von den Oberflächen der Stromableiter 8, 10 entfernen. Die alkalische Zusätze der Flüssigkeit 18 helfen, Oxide auf der Oberflächen zu entfernen.The device has an ultrasonic cleaner 12 with an
Das Ultraschallbad 14 ist mit einem Deckel 24 abgedeckt. Der Deckel 24 ist aus einem Gummi hergestellt und weist Schlitze zur Führung der Stromableiter 8, 10 auf. Im Bereich des Deckels 24 sind Reinigungsrollenbürsten 26 mit Polyamidfasern für die mechanische Reinigung der Stromableiter 8, 10 vorgesehen. Die Reinigungsrollenbürsten 26 werden durch den Kontakt mit den Stromableiter 8, 10 bewegt.The
Der Elektrodenstapel 6 wird von einem Greifer 28 in einer Führungsplatte 30 für die Ultraschallreinigung fixiert. Der Elektrodenstapel 6 wird mittels der Führungsplatte 30 abgesenkt, so dass der Stromableiter 8 durch den geschlitzten Deckel 24 in das Ultraschallbad 14 eintaucht, und von den Kavitationsblasen 22 und den Reinigungsrollenbürsten 26 gereinigt wird. Anschließend wird der Elektrodenstapel 6 mittels eines Greifers 32 vertikal nach oben bewegt und mittels eines Gelenks 34 um 180° verschwenkt. Anschließend wird der Stromableiter 10 in das Ultraschallbad 14 eingetaucht und gereinigt. Der Elektrodenstapel 6 ist hierbei in einer Schutzabdeckung 36 aufgenommen, so dass möglichst keine Flüssigkeit 18 an den Elektrodenstapel 6 gelangt. Abschließend wird der Elektrodenstapel 6 von einem Greifer 38 von der Führungsplatte 30 entnommen und zu dem Verfahrensschritt OP2 geführt.The
Alternativ zu dem Verfahrensschritt OP1 ist es beispielsweise denkbar, die Stromableiter 8, 10 mittels eines Plasmas zu reinigen.As an alternative to method step OP1, it is conceivable, for example, to clean
Sobald die Oberfläche gereinigt ist, wird sie in dem Verfahrensschritt OP2 mittels Induktions- oder Widerstandserwärmung unter einer inerten Stickstoffatmosphäre vorgeheizt. Bei der Widerstandserwärmung werden beispielsweise zwei bestrombare Stempel an die Stromableiter 8, 10 gepresst. Die Stempel sind hierbei insbesondere aus Graphit, Titan, oder Wolfram hergestellt.Once the surface is cleaned, it is preheated in process step OP2 using induction or resistance heating under an inert nitrogen atmosphere. In the case of resistance heating, for example, two stamps that can be energized are pressed against the
Bei der Kupferanode der Stromableiter 10 erfolgt die Vorwärmung beispielsweise auf bis zu 600°C. Bei der Aluminiunkathode der Stromableiter 8 erfolgt die Vorwärmung beispielsweise bis 300°C. Hierzu weist die Vorrichtung eine Heizkammer 40 auf. Die Heizkammer 40 weist in ihrem Inneren ein Gas 42 auf.In the case of the copper anode of the
Das inerte Gas 42 ist beispielsweise als Stickstoff ausgeführt, und unter einem Überdruck von zum Beispiel 15 mbar (Millibar) in die Heizkammer 40 eingebracht. Um eine unerwünschter Erwärmung des Elektrodenstapels 6 zu vermeiden sind zwei Kühlungsplatten 44 vorgesehen. Die Kühlungsplatten 44 werden mittels eines Greifers 46 mit einer als Pfeile dargestellten Klemmkraft beidseitig gegen den Elektrodenstapel 6 gepresst, so dass der Elektrodenstapel 6 während der Vorerwärmung auf eine Temperatur von maximal 50 °C temperiert wird. Die Kühlung der Kühlungsplatten 44 erfolgt durch eine Wasser und Glykolsuspension, wobei die Temperierung anhand der Wasserkühlrate eingestellt oder geregelt wird.The
Die Stromableiter 8, 10 werden mittels jeweils einer Heizvorrichtung 48 vorerwärmt. Die Heizvorrichtung 48 erwärmt die Stromableiter 8, 10 beispielsweise über Induktion oder über einen elektrischen (Heiz-)Widerstand.The
Nach dem Vorheizen oder Vorerwärmen werden die Stromableiter 8, 10 in dem Verfahrensschritt OP3 innerhalber der Heizkammer 40 mit jeweils einer beheizten Stempeleinrichtung 50, 52 gedrückt. Die Stempeleinrichtungen 50, 52 weisen jeweils einen beweglichen (DruckStempel 54 und einen festen Stempel 56 als Gegenlager auf. Die Stempel 56 sind an einer Basisplatte 58 abgestützt. Sowohl der feststehende als auch der bewegliche Stempel 54, 56 werden durch Heizpatronen 60 erwärmt, die in eine Keramikabdeckung oder einen Keramikmantel eingebettet sind.After the preheating or preheating, the
Der Stempel 54 der Stempeleinrichtung 50 wird insbesondere auf eine Temperatur zwischen 350 °C bis 600 °C, beispielsweise auf bis zu 400 °C, erwärmt und erzeugt einen Druck von beispielsweise 4 bar bis 6 bar auf die Stromableiter 8. Der Stempel 54 der Stempeleinrichtung 52 wird insbesondere auf eine Temperatur zwischen 550 °C und 750 °C, beispielweise auf bis zu 700 °C, erwärmt und erzeugt einen Druck von beispielsweise 6 bar bis 7 bar auf die Stromableiter 10. Die Temperatur der Stempel 54 ist somit stets niedriger als die Schmelztemperatur des jeweiligen Stromableitermaterials. Mittels der Stempeleinrichtungen 50, 52 werden die Stromableiter 8 zu einer gemeinsamen Kathode 62 und mittels der Stempeleinrichtung 52 werden die Stromableiter 10 zu einer gemeinsamen Anode 64 schmelzfrei stoffschlüssig gefügt. Insbesondere erfolgt hierbei ein Pressschweißen, wobei die für das Pressschweißen erforderliche Kraft 65 anhand der folgenden Formel berechnet wird:
Geeigneterweise werden die Stromableiter 8, 10 auf eine solche Temperatur geheizt, dass die Fließbeginnspannung etwa gleich ist, wodurch die Stromableiter 8, 10 im Wesentlichen mit einem gleichen Stempeldruck pressgeschweißt werden können. Bei 700°C und 550°C beträgt die Fließoberfläche von Kupfer und Aluminium etwa 50 MPa. Sofern niedrigere Temperaturen verwendet werden wird der Druck für das Pressschweißen entsprechend erhöht. Der Faktor (5 bis 10) ist mittels Messungen vorcharakterisiert und im Wesentlichen abhängig von dem Reinigungsgrad oder der Oberflächenreinheit der Stromableiter 8, 10. Das Pressschweißen wird auch unter der inerten Stickstoffatmosphäre des Gases 42 durchgeführt. Der Elektrodenstapel 6 wird wie im Verfahrensschritt OP2 durch die Kühlungsplatten auf unter 50 °C gekühlt. Während des Pressschweißens werden die Kollektoren 62, 64 drei bis fünf Sekunden lang unter den erhitzten Stempeln 54, 56 gehalten.Suitably, the
Bei dem Pressschweißen verformt sich das Material der Kollektoren 62, 64 um maximal 5 %. Aufgrund der Scherverformung bricht die verbleibende Oxidschicht auf, und es kommt zu atomarem Kontakt zwischen den Verbindungsmetallen. Das Material wird hierbei durch das Feststoffdiffusionsverfahren geschweißt. Wesentlich ist, dass das Material bei diesem Schweißvorgang nicht geschmolzen wird, und sich daher keine intermetallische Verbindungen in den Kollektoren 62, 64 ausbilden.During the pressure welding, the material of the
Anschließend werden die gefügten Kollektoren 62, 64 nach Beendigung des Pressschweißens ebenfalls getrimmt. Das in
Der Stempel 54 weist hierbei einen integrierten Schneidstempel 66 zur Abtrennung oder Trimmung der Anode 64 auf. Der Schneidstempel 66 ist mit einer Pneumatik mit einem Federkolben 68 und mit einem Federzylinderkopf 70 gekoppelt, wobei der Federzylinderkopf 70 mit dem Stempel 54 an einem Pressstößel 72 gelagert ist. Der Stempel 56 ist mit einer Schneidmatrize 74 als Gegenlager für den Schneidstempel 66 ausgeführt, welche mit einer Abfallrutsche 76 für das abgetrennte Material versehen ist.In this case, the stamp 54 has an integrated cutting
Anschließend wird ein optionaler Verfahrensschritt OP4 durchgeführt. Hierbei wird eine Schutzbeschichtung auf die Anode 64 als Korrosionsschutz aufgebracht. Bei dem in
Der optionale Verfahrensschritt OP4 verbessert die Leitfähigkeit und realisiert einen galvanischen Korrosionsschutz der Anode 64. Nach dem Trimmvorgang wird die Anode beziehungsweise der Kupferkollektor 64 in ein geschmolzenes Zinnbad getaucht. Zu Beginn des Verfahrensschritts OP4 wird der Elektrodenstapel 6 hierzu von einem Greifer 86 in einer Führungsplatte 88 fixiert. Der Elektrodenstapel 6 wird mittels der Führungsplatte 80 abgesenkt, so dass Anode 64 durch den geschlitzten Deckel 84 in das Zinn-Schmelzbad 78 eintaucht und mit einer Schutzschicht mit einer Beschichtungsdicke von etwa 0,01 mm beschichtet wird. Zinn schmilzt bei 232°C und das Zinnschmelzbad wird daher bei 300°C gehalten. Die nach dem Schmelztauchen erzeugte Beschichtung besteht aus einer sehr dünnen intermetallischen Schicht, welche sich zuerst an der Grenzfläche von Kupfer und Zinn bildet und dann von einer Schicht aus Reinzinn (ca. 0,01 mm) gefolgt wird. Anschließend wird der Elektrodenstapel 6 mittels eines Greifers 90 vertikal nach oben bewegt und mittels eines Gelenks 92 um 180° verschwenkt. Anschließend wird die beschichtete Anode 64 mit einer Kühlungsplatte 94 auf Raumtemperatur abgekühlt.The optional method step OP4 improves the conductivity and implements galvanic corrosion protection for the
Während des Schmelztauchens von Zinn ist es wichtig, dass der Rest des Kollektors aus dem Schmelztauchbereich abgekühlt wird. Auf diese Weise wird die Wärme nicht auf den Rest der Elektrode übertragen. Der Elektrodenstapel 6 ist hierbei - ähnlich zu dem Verfahrensschritt OP2 - in einer Schutzabdeckung 96 zur Kühlung der Beschichtung aufgenommen.During the hot dipping of tin it is important that the remainder of the collector is cooled from the hot dipping area. This way the heat is not transferred to the rest of the electrode. In this case, the
Nach der Verfestigung der Zinnschicht wird die beschichtete Anode 64 mittels einer Zinn-Partikel-Reinigung 98 durch einen Luftstrom gereinigt, wobei eine Absaugung 100 vorgesehen ist. Abschließend wird der Elektrodenstapel 6 von einem Greifer 102 von der Führungsplatte 88 entnommen und zu dem Verfahrensschritt OP6 geführt.After the solidification of the tin layer, the
Das Schmelztauchen von Zinn, wie bei den vorhergehenden Operationen, wird ebenfalls unter sauerstofffreier Umgebung durchgeführt (vorzugsweise unter Stickstoff). Obwohl es keine Zinnschicht auf Aluminium gibt, ist es auch ratsam, den Aluminiumkollektor beziehungsweise die Kathode 62 mittels einer nicht näher gezeigten Kühlplatte auf Raumtemperatur abzukühlen. Zinn reduziert die Oxidation von Kupfer, sobald die Elektrodenstapel eine stickstoffreiche Umgebung verlassen.The hot dipping of tin, as in the previous operations, is also carried out under an oxygen-free environment (preferably under nitrogen). Although there is no layer of tin on aluminum, it is also advisable to cool the aluminum collector or
Die Zinnbeschichtung verhindert einerseits eine Oxidation von Kupfer an der Anode 64. Andererseits wird eine galvanische Korrosion verhindert, wenn Kupfer mit Aluminium verbunden wird. Zinn reduziert die Spannungsdifferenz zwischen Aluminium und Kupfer und verlangsamt somit die galvanische Korrosion.On the one hand, the tin coating prevents oxidation of copper at the
Anstelle einer Zinnbeschichtung ist beispielsweise auch eine Nickelbeschichtung denkbar.Instead of a tin coating, for example, a nickel coating is also conceivable.
Nach dem Verfahrensschritt OP4 werden die Elektrodenstapel 4 in tiefgezogene Beutel oder Gehäusehälften (Beutelhalbschale) 104 gelegt. An der als Tiefziehbeutel ausgeführten Gehäusehälfte 104 sind zwei Vorsiegelbänder 106, 108 angebracht.After method step OP4, the electrode stacks 4 are placed in deep-drawn bags or housing halves (bag half shells) 104. Two
Die Bereitstellung der Vorsiegelbänder 106, 108 erfolgt in einem Verfahrensschritt OP5. Nachfolgend sind anhand der
Die Vorsiegelbänder 106, 108 weisen einen mehrschichtigen Aufbau mit einer Metallschicht 110, 112 und mit einer Isolationsschicht 114 sowie mit einer Kunststoffschicht 116 auf. Die Metallschicht 110, 112 weist eine Schichtdicke von 0,05 mm auf. Bei dem Vorsiegelband 106 ist die Metallschicht 110 als eine Aluminiumplatte und bei dem Vorsiegelband 108 ist die Metallschicht 112 als eine Kupferplatte ausgeführt. Das Vorsiegelband 106 wird für die Kathode 62 und das Vorsiegelband 108 für die Anode 64 verwendet.The
Die Metallschichten 110, 112 werden auf einem Polypropylenstreifen als Kunststoffschicht 116 befestigt. Die Kunststoff- oder Polypropylenschicht weist eine Schichtdicke von etwa 0,1 mm auf. Zur Befestigung der Schichten 110, 112, 114 ist ein Klebstoff auf Silikonbasis als Isolationsschicht 114 vorgesehen. Silikon kann bis zu 200°C standhalten und wirkt auch als Isolator. Das verwendete Kupfer der Kupferschicht 112 besteht zu 99,99% aus E-Kupfer und das Aluminium der Aluminiumschicht 110 besteht zu mehr als 99,3% aus reinem Aluminium.The metal layers 110, 112 are attached to a polypropylene strip as a
In der zweiten Ausführungsform weisen die Vorsiegelbänder 106, 108 jeweils eine weitere Schicht 118 auf. Die Schicht 118 ist als ein auf dem Polypropylen 116 aufgebrachter Schmelzkleber ausgeführt. Die insbesondere als Heißschmelzkleber ausgeführte Schicht 118 weist eine Schichtdicke von 0,01 mm und hat auf beiden Seiten einen Klebeeffekt. Zweck dieser vierten Schicht 118 ist die Anbringung der Vorsiegelbänder 106, 108 auf der Gehäusehälfte 104. Dies wird nachfolgend erläutert. Die Schmelzklebstoffe der Schicht 118 schmelzen bei etwa 100 °C.In the second embodiment, the
Nachfolgend ist anhand der
In dem Verfahrensschritt OP6 erfolgt ein in der
Während des Tiefziehvorgangs wird die Textur 126 in Folie gepresst, wo später die Vorsiegelbänder 106, 108 angebracht werden. Die Textur wird mit Hilfe eines Niederhalters als Einsatz 124 hergestellt. Auf der Oberfläche des Einsatzes 124 wird eine negative Form der Textur 126 erzeugt. Wenn der Einsatz 124 die Folie an die Matrizenoberfläche drückt, wird die Textur 126 auf der Folie beziehungsweise die Gehäusehälfte 104 gebildet. Sobald der Einsatz 124 beziehungsweise der Blechhalter 122 seinen Druck ausgeübt hat, bewegt sich der (Tiefzieh)Stempel 128 nach unten und führt den Tiefziehvorgang aus.During the deep-drawing process, the
In der
Der tiefgezogene Beutel beziehungsweise die Gehäusehälfte 104 wird im Verfahrensschritt OP7 in der negativen Kavität 120 der Matrize 118 fixiert. Das Vorsiegelband 106, 108 wird aus dem Magazin 130 entnommen und zum Flansch der Gehäusehälfte 104 transportiert. Das Vorsiegelband 106, 108 wird mittels eines federgelagerten Anschlags 132 einer Schneidbacke 134 genau auf dem Beutelflansch der Gehäusehälfte 104 positioniert (
In der Darstellung der
In the representation of
Das Anbringen der Vorsiegelbänder 106, 108 ist temporär. Die Vorfixierung stellt lediglich sicher, dass sich die Vorsiegelbänder 106, 108 während eines Transports zur weiteren Verarbeitung nicht von seiner Position am Beutelflansch verschiebt. Die Vorsiegelbänder 106, 108 weisen hierbei noch keine dichtende Verbindung mit der Beutelfläche zur leckagefreien Abdichtung auf. Die leckagefreie Versiegelung der Vorsiegelbänder 106, 108 mit beiden Gehäusehälften 104 und den Kollektoren 62, 64 erfolgt im Verfahrensschritt OP8.The attachment of the
Die
Nachfolgend ist anhand der
In der
In der in
In der Ausführung der
Die Befestigung oder Vorfixierung der Vorsiegelbänder 106, 108 am Beutelflansch mittels der Schicht 118 ist provisorisch und stellt sicher, dass sich die Vorsiegelbänder 106, 108 während des Transports zur weiteren Operation nicht von der Position am Beutelflansch verschiebt. Die Vorsiegelbänder 106, 108 weisen noch keine feste Verbindung mit der Oberfläche der Gehäusehälfte 104 auf, um die Leckage dicht zu verschließen.The attachment or pre-fixing of the
Die
Die
Wie in der
Der Heißsiegelprozess bewirkt einen umlaufenden Dichtrand 154 durch die stoffschlüssige Verbindung der Flansche der Gehäusehälften 104. Im Bereich der Vorsiegelbänder 106, 108 wird eine stoffschlüssige Verbindung 156 zwischen den Gehäusehälften 104 und den Kunststoffschichten 116 bewirkt.The heat-sealing process creates a
Die
Die Kunststoffschicht 116 des Vorsiegelbandes 106, 108 ist somit insbesondere für das Heißsiegelfügen mit dem Kunststoff der Gehäusehälfte 104, und die Metallschicht 110, 112 des Vorsiegelbandes 106, 108 ist insbesondere für das EMP-Schweißen mit den Kollektoren 62, 64 vorgesehen, sowie dafür geeignet und eingerichtet.The
Alternativ ist es auch möglich, eine externe Bewegungsvorrichtung zu verwenden, welche mit hoher Geschwindigkeit bewegt wird und durch Aufprall eine Verschweißung des Vorsiegelbandes 108 mit dem Kollektor 64 erzeugt. Die externe Vorrichtung wird durch induzierte Magnetfelder bewegt.Alternatively, it is also possible to use an external movement device, which is moved at high speed and produces a weld of the
Anstelle des EMP-Schweißens ist auch ein Ultraschallschweißen möglich. Ultraschallschweißen kann auch Polypropylen verbinden. Wenn Ultraschallschweißen verwendet wird, kann man den Heißsiegelvorgang vermeiden. Durch Ultraschallschweißen werden die Gehäusehälften 104 miteinander und mit den Kunststoffschichten 116 sowie auch die Metallschichten 112 der Vorsiegelbänder 106,108 und die Kollektoren 62, 64 verbunden. Es ist wichtig, dass nach dem Ultraschallschweißen die Festigkeit der Schweißnaht unter Vibrationsbelastung überprüft wird.Ultrasonic welding is also possible instead of EMP welding. Ultrasonic welding can also join polypropylene. If ultrasonic welding is used, one can avoid the heat sealing process. The
Die Verfahrensschritte OP8 und OP9 sind beispielsweise austauschbar. Mit anderen Worten kann die Reihenfolge von OP8 und OP9 vertauscht werden, und zunächst ein EMP-Schweißen zur stoffschlüssigen Verbindung der Vorsiegelbänder 106, 108 mit den Kollektoren 62, 64 und anschließend ein Heißsiegelverfahren zur stoffschlüssigen Verbindung der Gehäusehälften 104 erfolgen.The method steps OP8 and OP9 are interchangeable, for example. In other words, the order of OP8 and OP9 can be reversed, and first an EMP welding for the integral connection of the
Bei einer Batteriezelle 4 mit einem Flüssigelektrolyten wird dieser vorzugsweise während dem Verfahrensschritt OP8 oder OP9 in die Gastasche 152 eingefüllt bevor das Zellengehäuse 150 vollständig verschlossen und abgedichtet ist.In the case of a battery cell 4 with a liquid electrolyte, this is preferably filled into the
Anhand der
Der leitfähige Klebstoff der Schicht 160 besteht beispielsweise aus Acryl mit Kohlefaserfüllstoffen. Der leitfähige Klebstoff kann beim Heißsiegeln der Gehäusehälften 104 schmelzen und bewirkt nach dem Erstarren eine starke Verbindung zwischen den Metallschichten 110, 112 und dem jeweiligen Kollektor 62, 64. Wenn man diese Klebemethode anwenden will, dann weist das Vorsiegelband 106, 108 vier oder fünf Schichten auf. Zuerst ein leitfähiger Klebstoff auf Acrylbasis von 0,02 mm als Schicht 160, dann eine Kupfer/Aluminium-Metallschicht von 0,05 mm als Metallschicht 110, 112, dann ein Klebstoff auf Silikonbasis von 0,02 mm als Isolationsschicht 114, dann eine Polypropylenschicht von 0,05 mm als Kunststoffschicht 116 und schließlich optional ein Heißschmelzklebstoff mit einer Schichtdicke von 0,02 mm als Schicht 118.The conductive adhesive of
Der Klebstoff auf Acrylbasis der Schicht 160 erweicht vorzugsweise bei 170°C, so dass er mehr Temperaturen aushalten kann als 180°C Heißsiegeltemperatur. Der Acrylklebstoff ist ein druckbasierter Klebstoff, dies bedeutet er verbindet die Teile durch Anwendung von Druck. Der Druck wird während des Heißsiegelvorgangs aufgebracht. Wenn eine höhere Temperatur beim Heißsiegeln erforderlich ist, kann ein Klebstoff auf Silikonbasis verwendet werden. Klebstoff auf Silikonbasis mit einer Stärke von 0,02 mm kann Temperaturen bis zu 200°C standhalten. Wenn kein Filtermaterial wie (Kohlenstoff oder Graphit / Silber oder anderes Metall) vorhanden ist, können sowohl Acryl- als auch Silikonkleber als Isolator zwischen der Metallschicht auf dem Vorsiegelband 106, 108 und dem Kollektor 62, 64 wirken.The acrylic based adhesive of
Es könnte auch ein Klebstoff auf Epoxidbasis (mit oder ohne leitende Komponenten) verwendet werden. Dieser Klebstoff muss meist bei höheren Temperaturen ausgehärtet werden. Die Temperatur wird beim Heißsiegeln angegeben.An epoxy based adhesive (with or without conductive components) could also be used. This adhesive usually has to be cured at higher temperatures. The temperature is specified when heat sealing.
In der
Durch das erfindungsgemäße Verfahren 2 kein separater Metallstreifen zum Verbinden des Kollektors 62, 64 benötigt, wodurch die Herstellungskosten der Batteriezelle 4 vorteilhaft reduziert werden. Des Weiteren erfolgt kein kosten- und energieintensives Laserschweißen.As a result of the
Beim Fügen der Kollektoren 62, 64 erfolgt kein Schmelzen der Stromableiter 8, 10. Daher entsteht beim Fügen keine intermetallische Verbindung. Die Leitfähigkeit nach dem Schweißen ist so gut wie die des Grundmetalls. Dies trägt dazu bei, den Leistungsverlust beim Laden und Entladen der Batteriezelle 4 zu verringern.When the
Die Ableiterfolien der Stromableiter 8, 10 werden durch Ultraschall gereinigt, um Schmutz, Oxid- und Fettpartikel zu entfernen. Die Oberflächenreinigung macht die spätere Schweißnaht oder Fügeverbindung stärker. Die Schweißnahtfestigkeit ist so gut wie die des Grundmetalls.The collector foils of the
Anstelle eines Linienschweißens wie beim Laserschweißen gibt es verfahrensgemäß ein Oberflächenschweißen durch Heißpressschweißen. Elektronen können somit im Betrieb innerhalb und außerhalb der Batteriezelle 4 über eine viel größere Fläche fließen. Dies führt zu einer geringeren Erwärmung des Kollektors 62, 64. Die Elektronentransferrate kann sehr schnell sein, was bei ultraschneller Aufladung hilfreich ist.According to the method, instead of line welding as in laser welding, there is surface welding by hot pressure welding. Electrons can thus flow over a much larger area inside and outside the battery cell 4 during operation. This leads to less heating of the
Das Schweißen und Trimmen des Kollektors 62, 64 erfolgt insbesondere in derselben Maschine und in einem einzigen Hub. Dies reduziert den Platzbedarf des Prozesses und die Kosten der Schneidemaschine.In particular, the welding and trimming of the
Der Kupferkollektor 64 wird mit Zinn beschichtet, um Oxidation zu verhindern. Dies erhöht die Leitfähigkeit und reduziert auch die galvanische Korrosion, wenn Kupfer mit Aluminium verbunden wird.The
Das Heißpressschweißen und Verzinnen wird durchgeführt und der geschlossene Behälter der Vorrichtung mit Stickstoff gefüllt. Daher gibt es keine Oxidbildung auf Kupfer und Aluminium. Aluminium hat vorzugsweise keine Zinnbeschichtung. Aluminium wird mit der Zeit eine stabile Oxidschicht bilden. Es ist möglich, die Oxidbildung von Aluminium zu stoppen, wenn Aluminium mit leitfähigem Klebstoff auf Epoxidbasis als Schutzschicht beschichtet wird, bevor es die mit Stickstoff gefüllte Maschinenkammer verlässt.Hot pressure welding and tinning is carried out and the closed container of the device is filled with nitrogen. Therefore there is no oxide formation on copper and aluminum. Aluminum preferably has no tin coating. Aluminum will form a stable oxide layer over time. It is possible to stop the oxide formation of aluminum if aluminum is coated with epoxy-based conductive adhesive as a protective layer before it leaves the nitrogen-filled machine chamber.
Eine leckagefreie Verbindung (Helium leckagefrei) zwischen den Gehäusehälften 104 und den Kollektoren 62, 64 wird hergestellt. Dies ist ein großer Vorteil, wenn die Batteriezelle 4 beim Laden und Entladen eine höhere Ausdehnung und Kontraktion aufweist. Besonders bei Verwendung einer Anode auf Siliziumbasis.A leak free connection (helium leak free) between the
Die Vorsiegelbänder 106, 108 werden während des Tiefziehvorgangs an den Gehäusehälften 104 angebracht. Es ist keine zusätzliche Maschine erforderlich, um die Vorsiegelbänder 106, 108 in dem Zellengehäuse 150 anzubringen. Die Vorsiegelbänder 106, 108 befinden sich genau auf dem Flansch der Gehäusehälften 104. Das Schneiden oder Trimmen des Tiefziehvorgangs sowie die Einführung der Vorsiegelbänder 106, 108 in die Gehäusehälften 104 erfolgen im gleichen Hub. Dies senkt die Betriebskosten und erhöht die Genauigkeit.The pre-sealing strips 106, 108 are attached to the
Die beanspruchte Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus im Rahmen der offenbarten Ansprüche abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der beanspruchten Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den verschiedenen Ausführungsbeispielen beschriebenen Einzelmerkmale im Rahmen der offenharten Ansprüche auch auf andere Weise kombinierbar, ohne den Gegenstand der beanspruchten Erfindung zu verlassen.The claimed invention is not limited to the embodiments described above. Rather, other variants of the invention can also be derived from this by the person skilled in the art within the scope of the disclosed claims without departing from the subject matter of the claimed invention. In particular, all of the individual features described in connection with the various exemplary embodiments can also be combined in other ways within the scope of the obvious claims, without departing from the subject matter of the claimed invention.
So sind die Ausführungen der Vorsiegelbänder 106, 108 für sich allein erfinderisch und stellt somit eine eigene Erfindung dar.The designs of the
BezugszeichenlisteReference List
- 22
- Verfahrenprocedure
- 44
- Batteriezellebattery cell
- 66
- Elektrodenstapelelectrode stack
- 88th
- Stromableiter (Kathode)current conductor (cathode)
- 1010
- Stromableiter (Anode)current collector (anode)
- 1212
- Ultraschallreinigerultrasonic cleaner
- 1414
- Ultraschallbadultrasonic bath
- 1616
- Ultraschallgeneratorultrasonic generator
- 1818
- Flüssigkeitliquid
- 2020
- Ultraschallwelleultrasonic wave
- 2222
- Kavitationsblasecavitation bubble
- 2424
- Deckellid
- 2626
- Reinigungsrollenbürstecleaning roller brush
- 2828
- Greifergripper
- 3030
- Führungsplatteguide plate
- 3232
- Greifergripper
- 3434
- Gelenkjoint
- 3636
- Schutzabdeckungprotective cover
- 3838
- Greifergripper
- 4040
- Heizkammerheating chamber
- 4242
- Gasgas
- 4444
- Kühlungsplattecooling plate
- 4646
- Greifergripper
- 4848
- Heizvorrichtungheating device
- 50, 5250, 52
- Stempeleinrichtungstamp device
- 54, 5654, 56
- StempelRubber stamp
- 5858
- Basisplattebase plate
- 6060
- Heizpatronecartridge heater
- 6262
- Kathode, Kollektorcathode, collector
- 6464
- Anode, Kollektoranode, collector
- 6565
- Kraftpower
- 6666
- Schneidstempelcutting stamp
- 6868
- Federkolbenspring plunger
- 7070
- Federzylinderkopfspring cylinder head
- 7272
- Pressstößelpress ram
- 7474
- Schneidmatrizecutting die
- 7676
- Abfallrutschewaste chute
- 7878
- Schmelzbadmelt pool
- 8080
- GehäuseHousing
- 8282
- Heizpatronecartridge heater
- 8484
- Deckellid
- 8686
- Greifergripper
- 8888
- Führungsplatteguide plate
- 9090
- Greifergripper
- 9292
- Gelenkjoint
- 9494
- Kühlungsplattecooling plate
- 9696
- Schutzabdeckungprotective cover
- 9898
- Zinn-Partikel-ReinigungTin Particle Cleaning
- 100100
- Absaugungsuction
- 102102
- Greifergripper
- 104104
- Gehäusehälftecase half
- 106106
- Vorsiegelband (Kathode)pre-sealing tape (cathode)
- 108108
- Vorsiegelband (Anode)pre-sealing tape (anode)
- 110, 112110, 112
- Metallschichtmetal layer
- 114114
- Isolationsschichtinsulation layer
- 116116
- Kunststoffschichtplastic layer
- 118118
- Matrizedie
- 120120
- Kavitätcavity
- 122122
- Blechhaltersheet metal holder
- 124124
- Einsatzmission
- 126126
- Texturtexture
- 128128
- StempelRubber stamp
- 130130
- Magazinmagazine
- 132132
- Anschlagattack
- 134134
- Schneidbackecutting jaw
- 136136
- Schneidstempelcutting stamp
- 138138
- Gegenlagercounter bearing
- 140140
- Trennstückseparator
- 142142
- Ramperamp
- 144144
- Transportführungtransport guide
- 146146
- StempelRubber stamp
- 148148
- Gasdruckfedergas spring
- 150150
- Zellengehäusecell housing
- 152152
- Gastaschegas bag
- 154154
- Dichtrandsealing edge
- 156156
- Verbindungconnection
- 158158
- Verbindungconnection
- 160160
- Schichtlayer
- 162162
- Klebebadsticky bath
- 164164
- Gebläseanlageblower system
- 166166
- Druckanlageprinting system
- 168168
- Heizvorrichtung heating device
- OP1...0P9OP1...0P9
- Verfahrensschrittprocess step
- OP1,...OP4'OP1,...OP4'
- Verfahrensschrittprocess step
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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- WO 2012/157892 A2 [0017]WO 2012/157892 A2 [0017]
- DE 102017217676 A1 [0017]DE 102017217676 A1 [0017]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R079 | Amendment of ipc main class |
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