DE112007002406B4 - Verfahren zur Herstellung eines Kollektors und Speichervorrichtung für elektrische Energie - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines mit einem Anschlussvorsprung (23) verbundenen Kollektors (21), wobei der Kollektor eine Dicke aufweist, die mit zunehmender Entfernung vom Anschlussvorsprung abnimmt, wobei der Kollektor gebildet wird, indem eine Mehrzahl von Kollektorplatten (21a bis 21d), mit unterschiedlichen Abmessungen in einer Richtung senkrecht zur Dickenrichtung, aneinandergestapelt wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kollektors, der eine Dicke aufweist, die mit zunehmender Entfernung von einem Anschlussvorsprung abnimmt.
  • Technischer Hintergrund
  • In den letzten Jahren ist der Bedarf an umweltfreundlichen Fahrzeugen, wie z. B. Elektroautos und Hybridfahrzeugen, stetig angestiegen. Daher ist aktiv an der Entwicklung von entsprechenden Leistungsquellen zum Antreiben von Motoren gearbeitet worden, die bei der Vermarktung der Fahrzeuge als entscheidend angesehen werden. Als eine der Leistungsquellen diesen Typs, die zum Antreiben von Motoren verwendet werden, ist man in diesem Zusammenhang auf bipolare Batterien mit einer hohen Leistungsdichte aufmerksam geworden.
  • Wenn eine bipolare Batterie aufgeladen und entladen wird, konzentriert sich der durch einen Kollektor der äußersten Schicht fließende Strom um einen Verbindungsbereich mit einem Anschlussvorsprung, der den elektrischen Strom aufnehmen soll. Innerhalb eines elektrischen Leistungserzeugungselements variiert die fließende Menge des elektrischen Stroms abhängig von der Position des Verbindungsbereichs mit dem Anschlussvorsprung.
  • Wenn derartige Variationen in der Stromdichte auftreten, schreitet in Bereichen mit einer höheren Stromdichte die Verschlechterung der Batterieleistung aufgrund des Verbrauchs aktiver Materialien und der Erzeugung von Wärme fort. Wenn eine größere Menge elektrischen Stroms durch das Leistungserzeugungselement fließt, verstärkt sich das Problem immer mehr, so dass mit einer technischen Entwicklung zur Verbesserung der elektrischen Leistungsdichte gleichzeitig entsprechende Gegenmaßnahmen ergriffen werden sollten.
  • In der Patentschrift 1 ist ein Verfahren zum Verhindern von Variationen der Stromdichte offenbart, das nachstehend beschrieben ist. 5 ist eine Teilansicht, die eine herkömmliche bipolare Batterie darstellt.
  • Eine bipolare Batterie 100 wird dadurch gebildet, dass eine Anzahl von bipolaren Elektroden mit dazwischen angeordneten Elektrolytschichten 117 aneinandergestapelt werden. Die bipolare Elektrode weist eine positive Elektrodenschicht 113 auf, die auf einer Oberfläche eines Kollektors 111 ausgebildet ist, der zu einer flachen Form ausgebildet ist, und eine negative Elektrodenschicht 115, die auf der anderen Oberfläche ausgebildet ist. Ein an der alleräußersten Schicht befindlicher Kollektor 11b weist eine Dicke auf, die in einer Ebenenrichtung des an der alleräußersten Schicht befindlichen Kollektors gleichmäßig (zu einer Keilform) in einer Entfernung von einem Verbindungsbereich 127' zu einem negativen Elektrodenanschlussvorsprung 127 reduziert wird.
  • Die Dickenabmessung des Kollektors 111b der alleräußersten Schicht wird auf dieser Weise in einer Entfernung vom Verbindungsbereich 127' reduziert, um Variationen der Dichte des elektrischen Stroms zu verhindern, der durch den Kollektor 11b der alleräußersten Schicht fließt. Dadurch kann eine fortschreitende Verschlechterung der Batterie aufgrund einer zunehmenden Dickenbildung im Bereich um den Verbindungsbereich 127' herum verhindert werden.
  • Darüber hinaus ist in der Patentschrift 1 in den Absätzen 0021 und 0022 eine Modifizierung der Struktur des an der alleräußersten Schicht befindlichen Kollektors offenbart. Insbesondere ist in der Patentschrift 1 ein Beispiel offenbart, in dem die Dickenabmessung des an der alleräußersten Schicht befindlichen Kollektors in einer gekrümmten Form in einer vom Verbindungsbereich 127' entfernten Richtung abnimmt, sowie ein Beispiel, in dem die Dickenabmessung schrittweise abnimmt.
    • [Patentschrift 1] JP 2006 85921 A
    • [Patentschrift 2] JP 2006-99973 A
    • [Patentschrift 3] JP 2000-348756 A
    • [Patentschrift 4] JP 2005-174691 A
    • [Patentschrift 5] JP 2004-139775 A
    • [Patentschrift 6] JP 2003-151527 A
    • [Patentschrift 7] US 2006/0008702 A1
    • [Patentschrift 8] US 6,238,819 B1
  • Offenbarung der Erfindung
  • Aufgabenstellung der Erfindung
  • Die vorstehend beschriebenen Beispiele erfordern jedoch sowohl einen Schritt zur Herstellung des Kollektors 111 als flache Platte als auch einen Schritt zur Herstellung des in Keilform ausgebildeten Kollektors 111b, der sich an der alleräußersten Schicht befindet. Dies sorgt für eine Verringerung der Fertigungseffizienz und einen Anstieg der Produktionskosten.
  • Das gleiche gilt für das Beispiel, in dem die Dicke des an der alleräußersten Schicht befindlichen Kollektors 111b zu einer gekrümmten Form reduziert wird. In Bezug auf das Beispiel, in dem die Dicke des an der alleräußersten Schicht befindlichen Kollektors 111b schrittweise reduziert wird, ist ein spezifisches Herstellungsverfahren für denselben nicht offenbart worden. Es wird daher die Möglichkeit in Betracht gezogen, dass der Kollektor 111 schrittweise zugeschnitten werden kann wie in dem Verfahren zum schrittweisen Reduzieren der Dicke. Bei diesem Verfahren ist der Schneidvorgang sehr zeitaufwändig, und das vom Kollektor abgetragene Material wird ungenutzt verschwendet, was wiederum zu einem Kostenanstieg führt.
  • Um diese Probleme anzugehen, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Kollektor, der eine Dicke aufweist, die in einer Entfernung von einem Anschlussvorsprung abnimmt, kostengünstig und mit hoher Effizienz herzustellen.
  • Mittel zur Lösung der Aufgabe
  • Zur Lösung der vorstehend angeführten Probleme schafft die vorliegende Erfindung gemäß einem Aspekt derselben ein Verfahren zur Herstellung eines Kollektors, der mit einem Anschlussvorsprung verbunden ist, wobei der Kollektor eine Dicke aufweist, die mit zunehmender Entfernung von dem Anschlussvorsprung abnimmt, wobei der Kollektor gebildet wird, indem eine Mehrzahl von Kollektorplatten mit unterschiedlichen Abmessungen in einer Richtung senkrecht zur Dickenrichtung aneinander gestapelt wird.
  • Vorzugsweise wird die Mehrzahl der Kollektorplatten aus einer Basismaterial-Kollektorfolie in Streifen geschnitten. Die Abmessung einer jeweiligen der Kollektorplatten wird entsprechend einer Stromdichte im Kollektor bestimmt.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Speichervorrichtung für elektrische Energie geschaffen, die eine Mehrzahl von Elektrodenelementen aufweist, umfassend eine positive Elektrodenschicht, einen Kollektor und eine negative Elektrodenschicht, die mit einer dazwischen angeordneten Festelektrolytschicht aneinander gestapelt sind. Die Speichervorrichtung hat ferner einen Anschlussvorsprung und einen Kollektor, der mit dem Anschlussvorsprung verbunden ist, wobei der Kollektor eine Dicke aufweist, die mit zunehmender Entfernung vom Anschlussvorsprung abnimmt, und wobei der Kollektor gebildet ist, indem eine Mehrzahl von Kollektorplatten mit unterschiedlichen Abmessungen in einer Richtung senkrecht zur Dickenrichtung gestapelt ist.
  • Effekte der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Dicke des Kollektors in einer Entfernung vom Anschlussvorsprung durch ein extrem einfaches Verfahren reduziert werden, indem die Mehrzahl der Kollektorplatten aneinandergestapelt wird. Dadurch kann die Speichervorrichtung für elektrische Energie mit unterdrückten Variationen in der Dichte des elektrischen Stroms, der durch die Kollektorplatten fließt, kostengünstig und mit hoher Effizienz hergestellt werden.
  • Darüber hinaus kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Dicke des Kollektors in einer Entfernung vom Anschlussvorsprung durch das äußerst einfache Verfahren reduziert werden, indem dem die Kollektorplatte umgefaltet wird. Dadurch kann die Speichervorrichtung für elektrische Energie mit unterdrückten Variationen in der Dichte des elektrischen Stroms, der durch den Kollektor fließt, kostengünstig und mit hoher Effizienz hergestellt werden.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • 1 eine Schnittansicht, die eine bipolare Batterie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 2A eine Draufsicht, die einen an der alleräußersten Schicht befindlichen Kollektor in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 2B eine Schnittansicht, die den an der alleräußersten Schicht befindlichen Kollektor in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 3 ein Diagramm, das Schritte zur Veranschaulichung des Verfahrens zur Herstellung des an der alleräußersten Schicht befindlichen Kollektors darstellt.
  • 4A eine Draufsicht, die eine Basismaterial-Kollektorfolie in einer alternative Ausführungsform darstellt, die nicht Gegenstand der beanspruchten Erfindung ist.
  • 4B eine Schnittansicht, die einen an der alleräußersten Schicht befindlichen Kollektor in der alternativen Ausführungsform darstellt.
  • 5 eine Schnittansicht, die eine herkömmliche bipolare Batterie darstellt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    bipolare Batterie
    2
    Gehäuse
    2a, 2b
    Filmelement
    4, 4'
    Basismaterial-Kollektorfolie
    10
    Festelektrolyt
    11
    Elektrodenelement
    11a
    Kollektor
    11b
    Positive Elektrodenschicht
    11c
    Negative Elektrodenschicht
    21, 21'
    an der alleräußersten Schicht befindlicher Kollektor
    21a
    Hauptkollektorplatte
    21b
    erste Teilkollektorplatte
    21c
    zweite Teilkollektorplatte
    21d
    dritte Teilkollektorplatte
    23
    Anschlussvorsprung
    25
    Isolierharzschicht
  • Beste Art und Weise zum Ausführen der Erfindung
  • Nachstehend erfolgt eine Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
  • Eine Beschreibung einer bipolaren Batterie, die als eine elektrische Speichervorrichtung dient, bei der es sich um die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der vorliegenden Erfindung handelt, erfolgt unter Bezugnahme auf 1 und 2. 1 ist eine Schnittansicht, die den inneren Aufbau der bipolaren Batterie darstellt. 2A ist eine Draufsicht, die einen an der alleräußersten Schicht befindlichen Kollektor darstellt, während 2B eine Schnittansicht ist, die den an der alleräußersten Schicht befindlichen Kollektor darstellt.
  • Wie in 1 gezeigt ist, wird eine bipolare Batterie 1 gebildet, indem eine Mehrzahl von Elektrodenelementen 11 mit einer dazwischen angeordneten Festelektrolytschicht 10 aneinander gestapelt werden.
  • Ein jeweiliges der Elektrodenelemente 11 beinhaltet einen Kollektor 11a, eine positive Elektrodenschicht 11b, die auf einer Oberfläche des Kollektors 11a ausgebildet ist, und eine negative Elektrodenschicht 11c, die auf der anderen Oberfläche ausgebildet ist. In anderen Worten weist ein jeweiliges der Elektrodenelemente 11 eine bipolare Elektrodenstruktur auf.
  • Ein jeweiliges der Elektrodenelemente 11, das an beiden Enden der bipolaren Batterie 1 in einer Stapelrichtung angeordnet ist, weist eine Elektrodenschicht (positive Elektrodenschicht oder negative Elektrodenschicht) auf, die nur auf einer Oberfläche derselben ausgebildet ist. In der vorliegenden Beschreibung wird der Kollektor mit der auf nur einer Oberfläche desselben ausgebildeten Elektrodenschicht speziell als ein an der alleräußersten Schicht befindlicher Kollektor 21 bezeichnet (der einem in den Ansprüchen beschriebenen Kollektor entspricht).
  • Wie in 2A und 2B gezeigt ist, ist der an der alleräußersten Schicht befindliche Kollektor 21 auf einer Hauptkollektorplatte 21a und drei Teilkollektorplatten 21b bis 21d ausgebildet, die auf der Hauptkollektorplatte 21a gestapelt sind. Die Hauptkollektorplatte 21a ist so konzipiert, dass sie die gleichen Abmessungen aufweist wie jene des Kollektors 1la, während die Teilkollektorplatten 21b bis 21d so konzipiert sind, dass sie in einer Ebenenrichtung derselben Abmessungen aufweisen, die kleiner sind als die der Hauptkollektorplatte 21a.
  • Die dritte Teilkollektorplatte 21d, die auf der Oberseite der Teilkollektorplatten 21b bis 21c angeordnet ist, ist elektrisch und mechanisch mit einem Anschlussvorsprung 23a verbunden, der zum Aufnehmen des elektrischen Stroms dient. Der Anschlussvorsprung wird beispielsweise durch Ultraschallschweißen und Punktschweißen angebracht.
  • Die Dickenrichtung des an der alleräußersten Schicht befindlichen Kollektors 21 ist somit in der Ebenenrichtung des an der alleräußersten Schicht befindlichen Kollektors 21 mit zunehmender Entfernung vom Anschlussvorsprung 23 reduziert. Die Dickenrichtung des an der alleräußersten Schicht befindlichen Kollektors 21, die auf diese Weise mit zunehmender Entfernung vom Anschlussvorsprung 23 abnimmt bzw. reduziert ist, kann eine einheitliche Stromdichte in dem an der alleräußersten Schicht befindlichen Kollektor 21 ermöglichen.
  • Die Abmessungen der Teilkollektorplatten 21b bis 21d in der Ebenenrichtung können auf Basis des Messergebnisses der Stromdichte in dem an der alleräußersten Schicht befindlichen Kollektor 21 bestimmt werden. Wie die Verteilung der Stromdichte bestimmt wird, ist in der Patentschrift 1 beschrieben, so dass in der vorliegenden Beschreibung auf die Beschreibung derselben verzichtet werden kann.
  • Die positive Elektrodenschicht 11b und die negative Elektrodenschicht 11c enthalten aktive Materialien, die für die positive bzw. die negative Elektrode geeignet sind. Die positive Elektrodenschicht 11b und die negative Elektrodenschicht 11c enthalten jeweils nach Bedarf ebenfalls ein leitfähiges Mittel, eine Bindemittel, ein Polymergelelektrolyt zum Erhöhen der Ionenleitfähigkeit, ein Polyelektrolyt, ein Additiv oder dergleichen.
  • Ein Verbundoxid aus einem Übergangsmetall und Lithium kann beispielsweise als das aktive Material der positiven Elektrode verwendet werden. Insbesondere kann ein Li-Co-Verbundoxid wie LiCoO2, ein Li-Ni-Verbundoxid wie LiNiO2, ein Li-Mn-Verbundoxid wie Spinell-LiMn2O4 und ein Li-FE-Verbundoxid wie LiFeO2 verwendet werden. Zudem kann auch PbO2, AgO, NiOOH, eine Phosphatverbindung aus einem Übergangsmetall und Lithium wie LiFePO4, eine Sulfatverbindung, ein Übergangsmetalloxid wie V2O5, MnO2, MoO3, ein Sulfid wie TiS2, MoS2 verwendet werden. Als das aktive Material für die negative Elektrode können hingegen ein Metalloxid, ein Li-thiummetall-Verbundoxid und Kohlenstoff verwendet werden.
  • Obgleich die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit der Verwendung des bipolaren Elektrodenelements 11 beschrieben wird, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Es ist beispielsweise möglich, ein Elektrodenelement zu verwenden, bei dem eine positive Elektrodenschicht auf einer jeweiligen Oberfläche eines Kollektors ausgebildet ist, und ein Elektrodenelement, bei dem eine negative Elektrodenschicht auf einer jeweiligen Oberfläche eines Kollektors ausgebildet ist. In diesem Fall sind das Elektrodenelement mit den darauf ausgebildeten positiven Elektrodenschichten und das Elektrodenelement mit den darauf ausgebildeten negativen Elektrodenschichten abwechselnd mit den dazwischen angeordneten Festelektrolytschichten angeordnet (gestapelt).
  • Es kann eine einzelne Batterie, die ein derartiges Elektrodenelement 11 beinhaltet, verwendet werden, oder eine Mehrzahl von solchen Batterien kann zu einem Batteriesatz zusammengebaut werden.
  • Der Kollektor 11a kann aus einer Art von Metallfolie oder einem sogenannten Verbundkollektor bestehen, der eine Mehrzahl von Metallfolienarten beinhaltet, die miteinander verbunden sind. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung auf einen Kollektor für einen elektrischen Doppelschichtkondensator (eine Speichervorrichtung für elektrische Energie) anwendbar.
  • Die Festelektrolytschicht 10 kann aus einem Polymerfestelektrolyt oder einem anorganischen Festelektrolyt bestehen. Ein bekanntes Material kann für ein derartiges Elektrolyt verwendet werden.
  • Ein Polyethylenoxid (PEO), ein Polypropylenoxid (PPO) und ein Copolymer desselben kann beispielweise als das Polymerfestelektrolyt verwendet werden. Das Polymerfestelektrolyt enthält ein Lithiumsalz zur Sicherstellung der Ionenleitfähigkeit. LiBF4, LiPF6, LiN(SO2CF3)2, LiN(SO2C2F5)2 oder ein Gemisch aus demselben können als das Lithiumsalz verwendet werden.
  • Die bipolare Batterie 1 ist von einem Gehäuse 2 bedeckt, das aus Filmelementen 2a und 2b gebildet ist, die aus geschichtetem bzw. laminiertem Film bestehen. Das Gehäuse 2 beinhaltet die bipolare Batterie 1 mit einer dazwischen angeordneten Isolierharzschicht 25 und wird einer Wärmeschmelzung unterzogen, um eine Abdichtung in den äußeren Randbereichen des Gehäuses 2 zu schaffen. Der Anschlussvorsprung 23, der mit dem an alleräußersten Schicht befindlichen Kollektor 21 verbunden ist, erstreckt sich nach außerhalb des Gehäuses 2. Dadurch kann ein in der bipolaren Batterie 1 erzeugter Strom von außen aufgenommen werden.
  • Der laminierte bzw. geschichtete Film kann typischerweise aus einem Polymermetall-Verbundfilm bestehen, der aus einem wärmeschmelzbaren Harzfilm, einer Metallfolie und einem starren Harzfilm besteht, die in dieser Reihenfolge aneinandergestapelt sind. Der wärmeschmelzbare Harzfilm wird als Dichtung für das Gehäuse der bipolaren Batterie 1 verwendet. Die Metallfolie und der starre Harzfilm werden verwendet, um für Feuchtigkeit, Luftdichtigkeit und Chemikalienbeständigkeit zu sorgen.
  • Das wärmeschmelzbare Harz kann beispielsweise aus einem Polyethylen oder Ethylenvinylacetat gefertigt sein. Die Metallfolie kann beispielsweise aus einer Aluminiumfolie oder einer Nickelfolie bestehen. Das starre Harz kann beispielsweise aus Polyethylenterephtalat oder Nylon bestehen.
  • Anschließend erfolgt eine Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung des an der alleräußersten Schicht befindlichen Kollektors 21 (für eine positive Elektrode) der bipolaren Batterie 1 unter Bezugnahme auf 3 zeigt Schritte zur Darstellung des Verfahrens zur Herstellung des an der alleräußersten Schicht befindlichen Kollektors 21.
  • Eine Basismaterial-Kollektorfolie 4, die als ein Basismaterial für den an der alleräußersten Schicht befindlichen Kollektors 21 dient, ist spiralförmig um eine Zuführrolle 5 gewickelt.
  • Zunächst wird die Basismaterial-Kollektorfolie 4 von der Zuführrolle 5 gezogen und in einer Breitenrichtung der Basismaterial-Kollektorfolie 4 entlang einer gestrichelten Linie A abgeschnitten, um die von oben betrachtet rechtwinkelige Hauptkollektorplatte 21a herzustellen (Schritt S101). Die Hauptkollektorplatte 21a wird auf der positiven Elektrodenschicht 11b angeordnet.
  • Als nächstes wird die Basismaterial-Kollektorfolie 4, die nach dem Abschneiden der Hauptkollektorfolie 4 in Bezug auf ihre Länge reduziert worden ist, von der Zuführrolle 5 in einer Richtung gezogen, die durch einen Pfeil X angezeigt ist. Die abgezogene Basismaterial-Kollektorfolie 4 wird entlang einer gestrichelten Linie B zu einer Bogenform zugeschnitten, um die erste Teilkollektorplatte 21b zu erzeugen, bei der ein Endbereich zu der Bogenform ausgebildet ist (Schritt S102). Dann wird die erste Teilkollektorplatte 21b derart angeordnet, dass der andere Endbereich derselben am Rand der Hauptkollektorplatte 21a positioniert ist.
  • Anschließend wird die Basismaterial-Kollektorfolie 4 in der Breitenrichtung der Basismaterial-Kollektorfolie 4 entlang einer gestrichelten Linie C abgeschnitten (Schritt S103).
  • Die Basismaterial-Kollektorfolie 4, die nach dem Abschneiden der ersten Teilkollektorplatte 21b in Bezug auf ihre Länge reduziert worden ist, wird von der Zuführrolle 5 in der Richtung gezogen, die durch den Pfeil X angezeigt ist. Die abgezogene Basismaterial-Kollektorfolie 4 wird entlang einer gestrichelten Linie D zu einer gekrümmten Form zugeschnitten, um die zweite Teilkollektorplatte 21c herzustellen, bei der ein Endbereich zu der gekrümmten Form ausgebildet ist (Schritt S104). Dann wird die zweite Teilkollektorplatte 21c derart angeordnet, dass der andere Endbereich desselben am anderen Endbereich der ersten Teilkollektorplatte 21b positioniert ist.
  • Anschließend wird die Basismaterial-Kollektorfolie 4 in der Breitenrichtung der Basismaterial-Kollektorfolie 4 entlang einer gestrichelten Linie E zugeschnitten (Schritt S105). Die Basismaterial-Kollektorfolie 4, die nach dem Abschneiden der zweiten Teilkollektorplatte 21c in Bezug auf ihre Länge reduziert worden ist, wird von der Zuführrolle 5 in der Richtung abgezogen, die durch den Pfeil X angezeigt ist. Die abgezogene Basismaterial-Kollektorfolie 4 wird zu einer gekrümmten Form entlang einer gestrichelten Linie F zugeschnitten, um die dritte Teilkollektorplatte 21d zu erzeugen, bei der ein Endbereich zu der gekrümmten Form ausgebildet ist (Schritt S106). Dann wird die dritte Teilkollektorplatte 21d derart angeordnet, dass der andere Endbereich derselben am Rand des anderen Endbereichs der zweiten Teilkollektorplatte 21c positioniert ist. Der Kollektor 21 auf der negativen Elektrodenseite kann auf dieselbe Weise hergestellt werden.
  • Auf diese Weise kann gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der an der alleräußersten Schicht befindliche Kollektor 21, der die Dicke aufweist, die mit zunehmender Entfernung vom Anschlussvorsprung 23 abnimmt, anhand des äußerst einfachen Verfahrens hergestellt werden, bei dem die Hauptkollektorplatte 21a und die Teilkollektorplatten 21b bis 21d aus der einzelnen Basismaterialfolie 4 ausgeschnitten und wiederum aneinandergestapelt werden. Dadurch ist eine Vereinfachung der Herstellungsschritte möglich, so dass die Fertigungseffizienz verbessert werden kann.
  • In den Schritten S103 und S105 werden Teile der Basismaterial-Kollektorfolie 4 abgeschnitten, so dass die Form begradigt bzw. feinbearbeitet ist. Dadurch kann die Menge der zu entsorgenden Basismaterial-Kollektorfolie 4 gegenüber dem Fall reduziert werden, in dem der an der alleräußersten Schicht befindliche Kollektor 21 abgeschnitten und zu einer Keilform ausgebildet wird. Somit können Kosten reduziert werden.
  • Die Schneidschritte zum Begradigen der Form können vorgenommen werden, nachdem die Kollektorplatten 21a bis 21d aus der Basismaterial-Kollektorfolie 4 ausgeschnitten worden sind. Es ist zudem möglich, die Kollektorplatten 21a bis 21d einem Schneidvorgang zu unterziehen, indem eine Formgebungsvorrichtung bereitgestellt wird, die die Formen beinhaltet, die den Formumrissen der Kollektorplatten 21a bis 21d entsprechen, so dass die Formen auf- und abbewegt werden können, indem die Formen auf die Basismaterial-Kollektorfolie 4, die auf einem Tragförderband angeordnet ist, herabgesenkt werden.
  • alternative Ausführungsform, nicht Gegenstand der beanspruchten Erfindung
  • Anschließend erfolgt eine Beschreibung einer alternativen Ausführungsform, die nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, unter Bezugnahme auf 4. 4A ist eine Draufsicht, die eine Basismaterial-Kollektorfolie 4' in Streifenform darstellt, die als ein Basismaterial für den an der alleräußersten Schicht befindlichen Kollektor 21' in der alternativen Ausführungsform dient. 4B ist eine Schnittansicht, die den an der alleräußersten Schicht befindlichen Kollektor 21' darstellt, der gebildet wird, indem die Basismaterial-Kollektorfolie 4' umgefaltet wird. Der an der alleräußersten Schicht befindliche Kollektor 21' in der alternativen Ausführungsform wird, ähnlich wie der an der alleräußersten Schicht befindliche Kollektor 21 in der Ausführungsform 1, als ein Kollektor zum Aufnehmen des elektrischen Stroms in einer bipolaren Batterie 1 verwendet. Die Basismaterial-Kollektorfolie 4' besteht aus dem gleichen Material wie die Basismaterial-Kollektorfolie 4 in der Ausführungsform 1.
  • Fünf Faltungen, die aus den Faltungen G bis K bestehen, die durch gestrichelte Linien gezeigt sind, sind auf der Basismaterial-Kollektorfolie 4' in einer Breitenrichtung der Basismaterial-Kollektorfolie 4' ausgebildet. Die Positionen der Faltungen werden anhand der Verteilung einer Stromdichte in dem an der alleräußersten Schicht befindlichen Kollektor 21' bestimmt. Insbesondere wird die Beabstandung vom rechten Ende der Basismaterial-Kollektorfolie 4' zur Faltung G so bestimmt, dass sie größer ist als die Beabstandung zwischen den Faltungen G und H, und die Beabstandung zwischen den Faltungen G und H wird so bestimmt, dass sie im Allgemeinen mit der Beabstandung zwischen den Faltungen H und I identisch ist.
  • Die Beabstandung zwischen den Faltungen G und H wird so bestimmt, dass sie größer ist als die Beabstandung zwischen den Faltungen I und J. Die Beabstandung zwischen den Faltungen I und J und die Beabstandung zwischen den Faltungen J und K sind so bestimmt, dass sie im Allgemeinen identisch sind.
  • Die Beabstandung vom linken Ende der Basismaterial-Kollektorfolie 4' zur Faltung K wird so bestimmt, dass sie geringer ist als die Beabstandung zwischen den Faltungen I und J.
  • Als nächstes erfolgt unter Bezugnahme auf 4B eine Beschreibung der Vorgehensweise beim Falten der Basismaterial-Kollektorfolie 4', um den an der alleräußersten Schicht befindlichen Kollektor 21' auszubilden.
  • Zunächst wird der Bereich der Basismaterial-Kollektorfolie 4' auf der linken Seite der Faltung G im Uhrzeigersinn gedreht, indem die Faltung G als die Drehposition verwendet wird, um einen ersten Faltvorgang auszuführen. Nachdem der erste Faltvorgang abgeschlossen worden ist, wird der Bereich der Basismaterial-Kollektorfolie 4' auf der rechten Seite der Faltung H (in anderen Worten der Bereich, auf dem die Faltungen I bis J ausgebildet sind) gegen den Uhrzeigersinne gedreht, indem die Faltung H als die Drehposition zum Ausführen des zweiten Faltvorgangs verwendet wird.
  • Da die Beabstandung zwischen den Faltungen G und H und die Beabstandung zwischen den Faltungen H und I so bestimmt werden, dass sie identisch sind, bewirkt der zweite Faltvorgang, dass die Faltungen I und G einander in der Dickenrichtung der Basismaterial-Kollektorfolie 4' überlappen.
  • Nachdem der zweite Faltvorgang abgeschlossen worden ist, wird der Bereich der Basismaterial-Kollektorfolie 4' auf der linken Seite der Faltung I (in anderen Worten, der Bereich, auf dem die Faltungen J bis K ausgebildet sind) im Uhrzeigersinn gedreht, indem die Faltung I als die Drehposition verwendet wird, um einen dritten Faltvorgang auszuführen.
  • Nachdem der dritte Faltvorgang ausgeführt worden ist, wird der Bereich der Basismaterial-Kollektorfolie 4' auf der rechten Seite der Faltung J (in anderen Worten, der Bereich, auf dem die Faltung K ausgebildet ist) gegen den Uhrzeigersinn gedreht, indem die Faltung J als die Drehposition verwendet wird, um einen vierten Faltvorgang auszuführen.
  • Da die Beabstandung zwischen den Faltungen I und J und die Beabstandung zwischen den Faltungen J und K so bestimmt werden, dass sie identisch sind, bewirkt der vierte Faltvorgang, dass die Faltungen K und I einander in der Dickenrichtung der Basismaterial-Kollektorfolie 4' überlappen.
  • Nachdem der vierte Faltvorgang abgeschlossen worden ist, wird der Bereich der Basismaterial-Kollektorfolie 4' auf der linken Seite der Faltung K im Uhrzeigersinn gedreht, indem die Faltung K als Drehposition verwendet wird, um einen fünften Faltvorgang auszuführen.
  • Nachdem der fünfte Faltvorgang abgeschlossen worden ist, wird der positive Elektroden-Anschlussvorsprung 23a mit dem Bereich des an der alleräußersten Schicht befindlichen Kollektors 21' verbunden, der die größte Dickenabmessung aufweist. In der gleichen Weise kann der an der alleräußersten Schicht befindliche Kollektor 21' auf der negativen Elektrodenseite hergestellt werden.
  • Auf diese Weise kann gemäß der vorliegenden Erfindung der an der alleräußersten Schicht befindliche Kollektor 21' hergestellt werden, der die Dicke aufweist, die mit zunehmender Entfernung vom Anschlussvorsprung 23 abnimmt, indem die einzelne Basismaterial-Kollektorfolie 4' einfach entlang der zuvor festgelegten Faltungen umgefaltet wird. Dadurch kann eine Vereinfachung der Herstellungsschritte erreicht werden, um so die Fertigungseffizienz verbessern zu können.
  • Da es in diesem Fall nicht notwendig ist, die Basismaterial-Kollektorfolie 4' zu einer Keilform zuzurichten oder sie zuzuschneiden, um die Form während der Herstellungsschritte zu begradigen, kann die gesamte Basismaterial-Kollektorfolie 4' als der Kollektor verwendet werden, wodurch ebenfalls eine Kostensenkung erreicht werden kann.
  • Zur Herstellung des an der alleräußersten Schicht befindlichen Kollektors können die Ausführungsformen miteinander kombiniert werden. Es ist beispielsweise möglich, eine Mehrzahl von Teil-Kollektorplatten auf einer umgefalteten Basismaterial-Kollektorfolie anzuordnen und eine Basismaterial-Kollektorfolie auf Teil-Kollektorplatten anzuordnen.
  • Die bipolare Batterie, die gemäß einer der jeweiligen Ausführungsformen hergestellt wird, kann beispielsweise als eine Speichervorrichtung für elektrische Energie zum Antreiben eines Motors in einem Elektrofahrzeug (EF), Hybridfahrzeug (HEF) und Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug (BEF) verwendet werden.

Claims (3)

  1. Verfahren zur Herstellung eines mit einem Anschlussvorsprung (23) verbundenen Kollektors (21), wobei der Kollektor eine Dicke aufweist, die mit zunehmender Entfernung vom Anschlussvorsprung abnimmt, wobei der Kollektor gebildet wird, indem eine Mehrzahl von Kollektorplatten (21a bis 21d), mit unterschiedlichen Abmessungen in einer Richtung senkrecht zur Dickenrichtung, aneinandergestapelt wird.
  2. Verfahren zur Herstellung eines Kollektors nach Anspruch 1, wobei die Mehrzahl von Kollektorplatten (21a bis 21d) aus einer Basismaterial-Kollektorfolie zu einer Streifenform zugeschnitten wird.
  3. Speichervorrichtung für elektrische Energie (1), aufweisend: eine Mehrzahl von Elektrodenelementen (11), umfassend eine positive Elektrodenschicht (11b), einen Kollektor (11a) und eine negative Elektrodenschicht (11c), die mit einer dazwischen angeordneten Festelektrolytschicht (10) aneinander gestapelt sind; einen Anschlussvorsprung (23); und einen mit dem Anschlussvorsprung verbundenen Kollektor (21), wobei der Kollektor eine Dicke aufweist, die mit zunehmender Entfernung vom Anschlussvorsprung abnimmt, und wobei der Kollektor gebildet ist, indem eine Mehrzahl von Kollektorplatten (21a bis 21d) mit unterschiedlichen Abmessungen in einer Richtung senkrecht zur Dickenrichtung aneinandergestapelt ist.
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