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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von einzelnen Elektrodenblättern für eine Energiezelle, insbesondere eine Batteriezelle, aus einer Elektrodenbahn nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein korrespondierendes Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 12.
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Energiezellen oder auch Energiespeicher im Sinne der Erfindung werden z.B. in Kraftfahrzeugen, sonstigen Landfahrzeugen, Schiffen, Flugzeugen oder auch in stationären Speicheranlagen in Form von Batteriezellen oder Brennstoffzellen verwendet, bei denen sehr große Energiemengen über größere Zeiträume gespeichert werden müssen.
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Für die Bereitstellung einer ausreichenden Menge an Energiezellen, insbesondere Batteriezellen, sind massentaugliche Fertigungstechnologien mit hohen Produktionsgeschwindigkeiten erforderlich. Dabei stellt unter anderem die Konfektionierung von Elektrodenbahnen zu fertigen Zellstapeln bzw. Energie- oder Batteriezellen eine Herausforderung dar. Bei der Herstellung von einzelnen Elektrodenblättern aus Elektrodenbahnen für eine gestapelte Anordnung gewinnen Trennprozesse eine besondere Bedeutung. An derartige Trennprozesse sind hohe Anforderungen gestellt, um die für eine Massenproduktion erforderliche Produktionsgeschwindigkeit bei möglichst hoher Produktqualität zu erreichen.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zur Herstellung von einzelnen Elektrodenblättern für eine Energiezelle, insbesondere für eine Batterie, aus einer Elektrodenbahn anzugeben, welche eine möglichst hohe Produktionsgeschwindigkeit bei ausreichender Qualität und Genauigkeit ermöglicht.
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Zur Lösung der Aufgabe wird eine Vorrichtung zur Herstellung von einzelnen Elektrodenblättern für eine Energiezelle, insbesondere eine Batteriezelle, aus einer Elektrodenbahn vorgeschlagen. Die Vorrichtung weist eine Querschneidevorrichtung, welche zum Vereinzeln der Elektrodenbahn in einzelne Elektrodenblätter durch Erstellung von Querschnitten eingerichtet ist, und eine Konturschneidevorrichtung auf, welche zur Durchführung von Konturschnitten an wenigstens einer Längskante und/oder wenigstens einer Querkante der Elektrodenblätter eingerichtet ist. Die Erstellung von Querschnitten kann in Form quer zur Längserstreckung der Elektrodenbahn durchgeführter Schnitte erfolgen.
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Bei der Elektrodenbahn handelt es sich vorzugsweise um eine leitfähige Elektrodenfolie aus Metall, welche weiterhin vorzugsweise größtenteils mit einem aktiven Anoden- oder Kathodenmaterial beschichtet ist. Weiterhin vorzugsweise ist das Anoden- oder Kathodenmaterial auf der Elektrodenfolie bereits kalandriert, so dass die aus der Elektrodenbahn vereinzelten Elektrodenblätter anschließend einem Prozess zur Bildung einer Energiezelle bzw. Batterie zugeführt werden können. Die Elektrodenbahn wird in einer Förderrichtung gefördert und ist vorzugsweise endlos. Die Querschneidevorrichtung trennt die vorgesehenen Elektrodenblätter durch den Querschnitt von der Elektrodenbahn, welche anschließend vorzugsweise in einem kontinuierlichen Produktstrom in der Förderrichtung weitergefördert werden. Die Querschnitte und/oder Konturschnitte können durch beschichtetes und unbeschichtetes Material führen.
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Bei einem Konturschnitt durch die Konturschneidevorrichtung an einer oder beiden Längskanten und/oder einer oder beiden Querkanten kann beispielsweise eine Anschlussfahne (tab) zur elektrischen Kontaktierung gebildet werden. Weiterhin können insbesondere auch Verrundungen der Ecken oder auch sogenannte Schultern an den Elektrodenblättern durch die Konturschnitte gebildet werden. Die Konturschnitte weisen hierbei eine Längsschnittkomponente, d.h. entlang der Förderrichtung parallel zum Verlauf der Elektrodenbahn, und eine Querschnittkomponente, welche dementsprechend senkrecht zur Förderrichtung verläuft, auf. Die Konturschnitte können daher beispielsweise vollständig oder abschnittsweise schräg zur Förderrichtung, beispielsweise 45° zur Förderrichtung, verlaufen. Weiterhin können die Konturschnitte beispielsweise vollständig oder abschnittsweise einen gekrümmten Verlauf aufweisen. Ferner können in die Konturschnitte, welche sich aus Längsschnitt- und Querschnittkomponenten zusammensetzen, abschnittsweise ausschließlich Längsschnitt- oder Querschnittkomponenten aufweisen; beispielsweise kann am Ende einer Ableiterfahne ein Abschnitt im Konturschnitt eine reine Längskomponente aufweisen. Die hergestellten Konturschnitte können insbesondere auch als Nutzen bzw. notching bezeichnet werden. Die Längskanten der Elektrodenblätter verlaufen parallel zur Förderrichtung und zum Produktstrom. Der Konturschnitt erfolgt bevorzugt an wenigstens einer Längskante. Die Querkanten der Elektrodenblätter verlaufen senkrecht zur Förderrichtung. Insbesondere bei Verrundungen der Ecken der vereinzelten Elektrodenblätter durch einen Konturschnitt kann der Konturschnitt sowohl an einer Längskante als auch an einer Querkante vorgesehen sein. In möglichen Ausführungsformen erfolgt ein Konturschnitt wenigstens an einer Querkanten.
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Durch die vorgeschlagene Vorrichtung kann eine deutlich höhere Toleranz bei den Schnittpositionen erreicht werden, was insbesondere durch die Reihenfolge der Trennprozesse erreicht wird. Demnach wird zunächst der Querschnitt und die Vereinzelung zu Elektrodenblättern durchgeführt, und erst im Anschluss der Konturschnitt zur Bildung beispielsweise von Ableiterfahnen und Verrundungen durchgeführt. Es ist daher bevorzugt, dass die Konturschneidevorrichtung hinter der Querschneidevorrichtung im Produktstrom der Elektrodenbahn und/oder Elektrodenblätter angeordnet ist.
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Es können hierdurch insbesondere kritische Schnittfehler vermieden werden, die zu Ausschuss des Elektrodenblatts oder bei einer weiteren Verarbeitung zu einem vorzeitigen Versagen der Energiezelle oder Batterie führen können. Ein kritischer Schnittfehler kann beispielsweise sein, dass eine vordefinierte Schnittkante für den Querschnitt nicht genau im Verhältnis zum im Stand der Technik bereits vorgenommen Konturschnitt getroffen wird. Dies kann insbesondere bei verrundeten Ecken oder Schultern im Auslaufbereich der Radien nadelartige Stege bilden, welche in einer Energiezelle oder einer Batteriezelle leicht eine Separatorfolie durchstechen und die Zelle unbrauchbar machen können. Ein derartiges Fehlerbild kann dementsprechend durch die vorgeschlagene Vorrichtung prozessstabil vermieden werden. Weiterhin kann auf aufwendige Maßnahmen zur Einhaltung der Toleranzen verzichtet werden. Dies betrifft insbesondere die Breitentoleranz eines Elektrodenblatts, d.h. der Maßhaltigkeit der Erstreckung von Elektrodenblättern in Förderrichtung. Die Breitentoleranz kann hierbei vorteilhafterweise der Fertigungstoleranz der Querschneidevorrichtung, beispielsweise einer Schneid- oder Messerwalze, entsprechen, da unmittelbar aus der Elektrodenbahn geschnitten wird, ohne dass eine Anpassung an einen bereits vorliegenden Konturschnitt an den Längskanten der Elektrodenbahn berücksichtigt werden muss. Es kann somit eine sehr geringe Breitentoleranz für die Elektrodenblätter erreicht werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Konturschneidevorrichtung zur Erstellung einer Ableiterfahne eingerichtet. Der Konturschneidevorrichtung werden daher die vereinzelten Elektrodenblätter zugeführt und die Ableiterfahnen an den vereinzelten Elektrodenblättern gebildet.
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Vorzugsweise ist die Konturschneidevorrichtung zur Erstellung einer Verrundung wenigstens einer Ecke der Elektrodenblätter eingerichtet. Die Verrundung wenigstens einer Ecke, vorzugsweise aller vier Ecken bei einer rechteckigen Ausgangsfläche des Elektrodenblatts, erfolgt somit an dem vereinzelten Elektrodenblatt, wodurch die Bildung nadelartiger Stege insbesondere am Auslauf der Radien der Verrundung zur Querkante vermieden werden kann. Nadelartige Stege können beispielsweise eine Pouchhülle durchstechen und die jeweilige Energiezelle oder Batteriezelle hierdurch zerstören.
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Gemäß einer Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass die Konturschneidevorrichtung zur Erstellung der Verrundung wenigstens einer Ecke mit nicht tangential in den Längskanten und/oder Querkanten des jeweiligen Elektrodenblatts auslaufenden Radien eingerichtet ist. Dies ermöglicht die Vermeidung von kritischen Schnittfehlern durch eine größere Toleranz der jeweiligen Schnittlagen.
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Der Übergang vom Radius einer Verrundung zu einer Längskante oder Querkante schließt somit vorzugsweise einen Winkel ungleich 180° ein. Der Übergang kann beispielsweise einen Winkel im Bereich von 179° bis 150°, weiter beispielsweise 170° bis 160° aufweisen. Eine Verrundung einer Ecke kann grundsätzlich einen über den Verlauf konstanten oder variierenden Radius aufweisen.
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Es wird ferner gemäß einer Weiterentwicklung vorgeschlagen, dass die Vorrichtung eine Beabstandungsvorrichtung aufweist, welche zwischen der Querschneidevorrichtung und der Konturschneidevorrichtung angeordnet und dazu eingerichtet ist, die einzelnen Elektrodenblätter im Produktstrom voneinander mit einem Abstand zu versehen.
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Die Beabstandungsvorrichtung vergrößert den Abstand der vereinzelten Elektrodenblätter im Produktstrom zueinander, so dass sich der minimale Abstand oder auch die Lücke zwischen zwei Elektrodenblättern, die sich durch den Querschnitt ergibt, vergrößert wird. Der vergrößerte Abstand zwischen zwei Elektrodenblättern liegt vorzugsweise zwischen zwei gegenüberliegenden Querkanten der jeweiligen Elektrodenblätter vor. Der vergrößerte Abstand kann beispielsweise in einem Bereich von 1 mm bis 10 mm liegen. Die Beabstandungsvorrichtung kann in vorteilhaften Ausführungsformen eine Trommel mit radial beweglichen Segmenten sein, welche die Elektrodenblätter auf einen größeren Umfang der Trommel vor einer Abgabe bewegen. Durch den generierten Abstand der Elektrodenblätter im Produktstrom können der Konturschnitt oder die Konturschnitte durch die Konturschneidevorrichtung besonders einfach mit vergleichsweise großen Toleranzen der Schnittlage ausgeführt werden. Dies gilt insbesondere für die Verrundungen von Ecken am Übergang von einer Längskante zu einer Querkante.
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In vorteilhaften Ausführungsformen umfasst die Konturschneidevorrichtung eine Messerwalze. Die Messerwalze der Konturschneidevorrichtung kann beispielsweise für den Konturschnitt zusammen mit einer Gegentrommel eingerichtet sein, auf der die Elektrodenblätter vereinzelt, vorzugsweise beabstandet voneinander, gefördert werden. Die Konturschneidevorrichtung ist vorzugsweise für einen Konturschnitt eingerichtet, der einen linienförmigen Kontakt beim Schneiden oder auch quetschenden Schnitt in dem Sinne aufweist, so dass ein Abschnitt einer Linie oder Kontur gleichzeitig geschnitten wird. Es handelt sich daher vorzugsweise bei dem Konturschnitt um keinen Scherenschnitt mit einem punktförmigen Schnittkontakt. Mit einem derartigen Linienschnitt lassen sich die in der Regel komplexen Konturschnitte mit Längs- und Querkomponenten insbesondere in einem kontinuierlichen Prozess im Produktstrom herstellen.
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Gemäß einer Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass die Konturschneidevorrichtung einen Laserschneider umfasst. Der Laserschneider weist vorzugsweise einen Laserscanner oder eine andere Einheit zur Strahllenkung auf, so dass beliebige Geometrien der Konturschnitte an den Längskanten und/oder Querkanten der Elektrodenblätter möglich sind. Daneben kann mit dem Laserschneider auch eine sehr gute Qualität der Schnittkanten erreicht werden, insbesondere bei komplexen Konturschnitten mit dem Laserschneider kann eine höhere Qualität des Schnittkanten im Vergleich zu einem Messer erreicht werden. Der Laserschneider schneidet die Konturschnitte vorzugsweise auf einer Trommel oder einer Gegentrommel oder auch Saugtrommel, die die vereinzelten Elektrodenblätter, vorzugsweise kontinuierlich, fördert. Ein Laserschneider zur Durchführung der Konturschnitte in der Konturschneidevorrichtung eignet sich besonders, da die großen Schneidekräfte für den Konturschnitt, der in der Regel keinen punktförmigen Schneidkontakt erlaubt, vermieden werden können. Weiterhin erlaubt der Laserschneider sehr variable Konturschnitte mit guter Schnittqualität. Zudem besteht eine hohe Variabilität bezüglich der Länge der Elektrodenblätter zwischen den beiden Querkanten, so dass beispielsweise auch Konturschnitte für Elektrodenblätter herstellbar sind, die für eine gewickelte oder gefaltete Energiezelle, insbesondere Batteriezelle, vorgesehen sind. Mit dem Laserschneider kann zudem ein weitgehend beliebig geformter Konturschnitt für eine vergleichsweise lange Längskante hergestellt werden, wobei der Konturschnitt keine sich wiederholenden Geometrien oder Muster aufweisen muss.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Querschneidevorrichtung eine Messerwalze. Die Querschneidevorrichtung umfasst weiterhin vorzugsweise eine Saugwalze für die Halterung der Elektrodenbahn und/oder für die vereinzelten von der Elektrodenbahn getrennten Elektrodenblätter als Gegentrommel zur Messerwalze. Die Messerwalze und die Saugwalze oder Gegenwalze sind vorzugsweise derart angeordnet, dass zwischen einer Mantelfläche der Messerwalze und einer Mantelfläche der Gegenwalze ein Zwischenraum vorhanden ist, in welchem die Elektrodenbahn geführt wird. An der Messerwalze sind vorzugsweise radial vorstehende Schneidmesser angeordnet. An der Gegenwalze oder entsprechenden Saugwalze ist ein Gegenmesser vorgesehen. In vorteilhaften Ausführungsformen weist die Querschneidevorrichtung einen punktförmigen Schneidkontakt beim Querschnitt auf, analog zu einem Scherenschnitt. Hierdurch kann mit geringen Schneidkräften und guter Qualität der Schnittkanten ein Querschnitt hergestellt werden.
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In einer alternativen Ausführungsform umfasst die Querschneidevorrichtung einen Laserschneider. Der Laserschneider der Querschneidevorrichtung weist vorzugsweise einen Laserscanner, beispielsweise einen Galvanometerscanner oder einen Polygonscanner, oder eine andere Einheit zur Strahllenkung auf, so dass die Querschnitte beispielsweise bei einer Anordnung des Lasers außerhalb einer Trommel, insbesondere Saugtrommel, auf der die Elektrodenbahn und/oder die Elektrodenblätter förderbar sind, in einem kontinuierlichen Produktstrom herstellbar sind. Es kann eine gute Qualität der Schnittkanten an den Querschnitten mit dem Laserschneider erreicht werden.
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Gemäß einer Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung zwischen der Querschneidevorrichtung und der Konturschneidevorrichtung eine Auswurfeinrichtung umfasst. Hierdurch können fehlerhafte Elektrodenblätter vor weiteren Verarbeitungsschritten ausgeworfen werden. Es können beispielsweise fehlerhafte Stellen in der Elektrodenbahn bereits vor der Vereinzelung erkannt worden sein, so dass diese fehlerhaften Abschnitte nach der Vereinzelung durch die Querschneidevorrichtung frühestmöglich aus dem Herstellungsprozess einer Energiezelle oder Batteriezelle, z.B. eine Li-lonen-Batterie, ausgeworfen werden.
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Die vorgeschlagene Vorrichtung fördert und stellt die Elektrodenblätter aus der Elektrodenbahn vorzugsweise in einem kontinuierlichen Trommelprozess her, wobei verschiedene Arten von Trommeln zur Aufnahme, Abgabe und Verarbeitung der Elektrodenbahn zu Elektrodenblättern vorgesehen sein kann. Die hergestellten Elektrodenblätter können anschließend aus der Vorrichtung ausgeführt und einem Auflege-, Stapel- oder Rollprozess zur weiteren Verarbeitung zu einer Energiezelle oder Batterie, insbesondere eine Lilonenbatterie, zugeführt werden.
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Zur Lösung der Aufgabe wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von einzelnen Elektrodenblättern für eine Energiezelle, insbesondere eine Batteriezelle, aus einer Elektrodenbahn mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 vorgeschlagen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt
- 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung von einzelnen Elektrodenblättern aus einer Elektrodenbahn;
- 2 eine schematische Darstellung der Herstellung von einzelnen Elektrodenblättern aus einer Elektrodenbahn;
- 3 eine Detailansicht eines typischen Fehlerbilds an einem Elektrodenblatt im Stand der Technik;
- 4 eine Detailansicht von Elektrodenblättern und einer Konturschneidevorrichtung;
- 5 eine schematische Darstellung einer weiteren Vorrichtung zur Herstellung von einzelnen Elektrodenblättern aus einer Elektrodenbahn mit einer Auswurfeinrichtung;
- 6 eine schematische Darstellung einer weiteren Vorrichtung zur Herstellung von einzelnen Elektrodenblättern aus einer Elektrodenbahn mit einem Laserschneider in der Konturschneidevorrichtung;
- 7 eine schematische Darstellung einer weiteren Vorrichtung zur Herstellung von einzelnen Elektrodenblättern aus einer Elektrodenbahn mit einem Laserschneider in der Konturschneidevorrichtung und in der Querschneidevorrichtung; und
- 8 eine schematische Darstellung einer weiteren Vorrichtung zur Herstellung von einzelnen Elektrodenblättern aus einer Elektrodenbahn mit einer Auswurfeinrichtung und einem Laserschneider in der Konturschneidevorrichtung.
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In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 10 zur Herstellung von einzelnen Elektrodenblättern 11 aus einer Elektrodenbahn 12 schematisch gezeigt. Die Elektrodenbahn 12 ist eine mit Anoden- oder Kathodenmaterial beschichtete Leiterfolie, wobei die Beschichtung beispielsweise an einer Längskante 18 in einem Streifen ausgespart ist, siehe auch 2. Die Elektrodenbahn 12 wird entsprechend des symbolischen Pfeils der Vorrichtung 10 zugeführt und in einer Querschneidevorrichtung 13 durch Querschnitte 14 in einzelne Elektrodenblätter 12 getrennt. Die Querschneidevorrichtung 13 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine Messerwalze 27 auf, welche in eine Saugwalze 31 oder auch Gegenwalze eingreift und Elektrodenblätter 11 durch Querschnitte 14 senkrecht zur Förderrichtung trennt. Die Elektrodenblätter 11 werden an der Saugwalze 31 mittels Unterdrucks gehalten und weisen untereinander eine Lücke an den entstandenen Querkanten 19, 20 auf.
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Die Elektrodenblätter 11 werden anschließend in diesem Ausführungsbeispiel an eine Beabstandungsvorrichtung 23 übergeben, die zwischen der Querschneidevorrichtung 13 und der Konturschneidevorrichtung 15 in der Vorrichtung 10 angeordnet ist. Die Beabstandungsvorrichtung 23 ist beispielsweise eine Trommel mit radial ausrückbaren Segmenten, so dass die Elektrodenblätter 11 auf einen größeren Umfang gehoben werden und bei der Übergabe an die weitere Saugwalze oder Gegentrommel 32 einen vergrößerten Abstand 24 zueinander aufweisen, was die weitere Verarbeitung und insbesondere die Herstellung von Konturschnitten 16 vereinfacht.
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Die Saugwalze 32 oder die Gegenwalze ist in diesem Ausführungsbeispiel Teil der Konturschneidevorrichtung 15. Die Messerwalze 28 greift in die Kontur der Saugwalze 32 oder Gegenwalze ein und bildet an den Elektrodenblättern 11 mindestens einen Konturschnitt 16. Anschließend werden die Elektrodenblätter 11 aus der Vorrichtung 10 ausgefördert und beispielsweise einem Stapelprozess zur Bildung eine Batterie mit weiteren Elektrodenblättern 11 mit Anoden- oder Kathodenmaterial und Separatoren zugeführt.
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2 zeigt den Ablauf der Herstellung in der Vorrichtung 10 an der Elektrodenbahn 12 und den Elektrodenblättern 11. Die Elektrodenbahn 12 wird von links der Vorrichtung 10 zugeführt. In der Querschneidevorrichtung 13 wird von der vorzugsweise endlosen Elektrodenbahn 12 durch einen Querschnitt 14 jeweils ein Elektrodenblatt 12 abgetrennt. Anschließend wird in dieser vorteilhaften Darstellung eine Beabstandung der Elektrodenblätter 11 an den Querkanten 19, 20 vorgenommen, so dass sich ein vergrößerter Abstand 24 zwischen den vereinzelten Elektrodenblättern 11 einstellt. In alternativen Ausführungsbeispielen kann auf eine Beabstandung verzichtet werden.
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Weiterhin wird auf der rechten Seite der 2 die Herstellung von Konturschnitten 16 durch die Konturschneidevorrichtung 15 illustriert. An der unteren Längskante 17 wird eine Verrundung 26 der Ecken 22 vorgenommen, während an der oberen Längskante 18 ein Streifen der Elektrodenbahn 12 unbeschichtet ist und neben der Verrundung 26 der Ecken 22 eine Ableiterfahne 21 für die elektrische Kontaktierung in den unbeschichteten Streifen geschnitten wird.
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3 zeigt eine Detailansicht eines typischen Fehlerbilds bei der Herstellung von Elektrodenblättern 11 im Stand der Technik, bei dem zunächst Ausklinkungen an den Längskanten 17 durch einen Konturschnitt 16 durchgeführt werden. Am Übergang vom Konturschnitt 16 an einer Kante 17 zu einem Querschnitt 14 kann es auftreten, dass eine Querschneidevorrichtung 13 nicht optimal eingestellt ist und der Querschnitt 14 als Folge nicht exakt durch die Schnittpunkte der Radien der Verrundungen 26 des Konturschnitts 16 verläuft. Der Querschnitt 14 verläuft idealerweise bei dieser beispielhaften Geometrie der Elektrodenblätter 11 durch den spitzzulaufenden Bereich. Wie in der 3 links schematisch dargestellt, liegt der Querschnitt 14 nicht auf der vorgesehenen Trennlinie, welche die spitzzulaufenden Bereiche der beiden sich gegenüberliegenden in diesem Zustand noch zusammenhängenden Verrundungen 26 verbindet. Der Querschnitt 14 verläuft somit nicht durch die zwei spitzzulaufenden Bereiche. In der 3 rechts ist nach einer zusätzlichen Beabstandung der beiden Elektrodenblätter 11 zu erkennen, dass durch die toleranzbehaftete Schneidposition des Querschnitts 14 ein scharfkantiger Streifen entsteht, welcher bei der Verwendung in einer Energiezelle oder auch Batteriezelle, beispielsweise die Separatorfolie beschädigen, und die gesamte Zelle unbrauchbar machen kann.
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Derartige Fehlerbilder, wie in 3, können insbesondere durch die vorgeschlagene Vorrichtung 10, wie beispielsweise im Ausführungsbeispiel der 1 schematisch gezeigt, und das vorgeschlagene Verfahren vermieden werden. Das Vorgehen mit der vorgeschlagenen Vorrichtung 10 ist in der 4 in zwei Detailansichten mit Elektrodenblättern 11 und einer Querschneidevorrichtung 13, siehe linke Darstellung, und einer Konturschneidevorrichtung 15, siehe rechte Darstellung, gezeigt. Auch hier liegt eine Abweichung der Schnittlage des Querschnitts 14 von der vorgesehenen Schnittlage (strichpunktierte Linie) vor. Da die Verrundung 26 der Ecken 22 jedoch erst nach der Vereinzelung der Elektrodenblätter 11 erfolgt, kann die Konturschneidevorrichtung 15 mit der Schnittkante für den Konturschnitt 16 über den Radius der Verrundung 26 in der Längskante 17 und/oder den Querkanten 19, 20 hinausführen. Es kann sich somit kein nadelartiger Steg bilden. Weiterhin kann die Bildung von sekundären Ecken am Übergang der Schnittkante am Auslauf des Werkzeugs ebenfalls vermieden werden. Dies kann zudem durch die Vergrößerung des Abstands 24 der beiden gegenüberliegenden Querkanten 19, 20 weiter verbessert werden, was durch die Beabstandungsvorrichtung 23 zwischen Querschneidevorrichtung 13 und Konturschneidevorrichtung 15 ermöglicht wird. Insgesamt kann dadurch die Herstellung der Verrundungen 26 durch den Konturschnitt 16 mit deutlich größeren Toleranzen durchgeführt werden. Die Bildung eines spitzen Streifens, wie in 3, kann damit in einfacher Weise vermieden werden. Dennoch können fehlerbehaftete Elektrodenblätter 11 nach dem Querschnitt 14 aus dem Produktstrom ausgeworfen werden.
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In 5 ist zusätzlich eine Auswurfeinrichtung 25 in der Vorrichtung 10 vorgesehen, welche in diesem Ausführungsbeispiel nach der Beabstandungsvorrichtung 23 und vor der Konturschneidevorrichtung 15 im Produktstrom der Elektrodenblätter 11 angeordnet ist. Die Vorrichtung 10 kann beispielsweise eine entsprechende Sensorik zur Detektion von fehlerhaften Stellen in der Elektrodenbahn 12 und/oder den Elektrodenblättern 11 aufweisen, oder beispielsweise Daten über Fehlerstellen in der Elektrodenbahn 12 von einer vorgelagerten Sensorik übermittelt bekommen. Die fehlerhaften Bereiche oder Stellen können somit direkt nach einer Vereinzelung durch die Querschneidevorrichtung 13 von der Auswurfeinrichtung 25 aus dem Produktstrom ausgeworfen werden bevor weitere Verarbeitungsschritte vorgenommen werden. Eine Beabstandung durch die Beabstandungsvorrichtung 23 vor der Auswurfeinrichtung 25 erlaubt einen vereinfachten Auswurf einzelner Elektrodenblätter 11 aus dem Produktstrom.
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Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 10 zur Herstellung von Elektrodenblättern 11 aus einer Elektrodenbahn 12 ist schematisch in 6 dargestellt. Der Aufbau des Ausführungsbeispiels in 6 ist analog zum Ausführungsbeispiel der 1, wobei die Konturschneidevorrichtung 15 abweichend einen Laserschneider 30 anstelle einer Messewalze 28 umfasst. Mittels des Laserschneiders 30 können die Konturschnitte 16 an den Elektrodenblättern 11 sehr präzise und individuell oder variabel ausgeführt werden. Die Elektrodenblätter 11 werden hierbei auf der Saugwalze 32 mittels Unterdrucks fixiert, während der Laserschneider 30 den Konturschnitt 16 an den kontinuierlich auf der Saugwalze 32, welche auch als Gegenwalze oder Trommel bezeichnet werden kann, geförderten Elektrodenblättern 11 durchführt.
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Das in 7 schematisch gezeigte Ausführungsbeispiel weist neben dem Laserschneider 30 in der Konturschneidevorrichtung 15 entsprechend des Ausführungsbeispiels der 6 einen weiteren Laserschneider 29 in der Querschneidevorrichtung 13 zur Erstellung von Querschnitten 14 auf. Es können daher in diesem Ausführungsbeispiel sowohl die Querschnitte 14 als auch die Konturschnitte 16 jeweils mit einem Laserschneider 29, 30 durchgeführt werden.
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8 zeigt ein weiteres schematisches Ausführungsbeispiel, welches wie das Ausführungsbeispiel der 5 eine Auswurfeinrichtung 25 zum Auswerfen von beispielsweise fehlerbehafteten Elektrodenblättern 11 aufweist. Das Ausführungsbeispiel der 8 weist abweichend vom Ausführungsbeispiel der 5 einen Laserschneider 30 in der Konturschneidevorrichtung 15 auf, der zur Bildung der Konturschnitte 16 dient. In einem weiteren möglichen Ausführungsbeispiel, das nicht gezeigt ist, kann die Querschneidevorrichtung 13 abweichend von der Darstellung der 8 ebenfalls einen Laserschneider 29 zur Erstellung von Querschnitten 14 umfassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Vorrichtung
- 11
- Elektrodenblatt
- 12
- Elektrodenbahn
- 13
- Querschneidevorrichtung
- 14
- Querschnitt
- 15
- Konturschneidevorrichtung
- 16
- Konturschnitt
- 17, 18
- Längskante
- 19, 20
- Querkante
- 21
- Ableiterfahne
- 22
- Ecke
- 23
- Beabstandungsvorrichtung
- 24
- Abstand
- 25
- Auswurfeinrichtung
- 26
- Verrundung
- 27, 28
- Messerwalze
- 29, 30
- Laserschneider
- 31
- Saugwalze
