EP2467893A1 - Verfahren zum herstellen eines elektrodenstapels - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines elektrodenstapels

Info

Publication number
EP2467893A1
EP2467893A1 EP10741916A EP10741916A EP2467893A1 EP 2467893 A1 EP2467893 A1 EP 2467893A1 EP 10741916 A EP10741916 A EP 10741916A EP 10741916 A EP10741916 A EP 10741916A EP 2467893 A1 EP2467893 A1 EP 2467893A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrode
electrode stack
separator
stack
layers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10741916A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tim Schaefer
Andreas Gutsch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Li Tec Battery GmbH
Original Assignee
Li Tec Battery GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Li Tec Battery GmbH filed Critical Li Tec Battery GmbH
Publication of EP2467893A1 publication Critical patent/EP2467893A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0583—Construction or manufacture of accumulators with folded construction elements except wound ones, i.e. folded positive or negative electrodes or separators, e.g. with "Z"-shaped electrodes or separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0459—Cells or batteries with folded separator between plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/136—Electrodes based on inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/5825—Oxygenated metallic salts or polyanionic structures, e.g. borates, phosphates, silicates, olivines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making
    • Y10T29/49115—Electric battery cell making including coating or impregnating

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an electrode stack, an electrode stack produced by this method, an electrochemical energy storage device with at least one of these electrode stacks and a battery having at least one of these electrochemical energy storage devices.
  • the invention will be described in the context of lithium-ion batteries. The invention can also be used regardless of the design of the battery.
  • Electrochemical energy storage devices are known from the prior art whose actual charge capacity falls short of the calculated charging capacity already after production. Furthermore, electrochemical energy storage devices are known whose charge capacity decreases during operation.
  • DE 19943 961 A1 discloses a flat cell of the type mentioned in the introduction, in which the separator has a larger area than the cathode and the anode.
  • the known flat cell has housing parts, in which the cathode or the anode are introduced. The housing parts are connected together by a sealing material to complete the cell.
  • Claim 9 describes an electrode stack, which is produced by a method according to the invention.
  • Claim 12 describes an electrochemical energy storage device with at least one of these electrode stacks.
  • Claim 13 describes a battery having at least one electrochemical energy storage device with an electrode stack according to the invention.
  • An inventive method makes the production of an electrode stack with three or more layers for an electrochemical energy storage device.
  • the electrode stack has one or more separator layers.
  • the electrode stack has two or more electrode plates each having a first polarity or a second polarity.
  • a separator layer is arranged by means of a guide device, in particular on an electrode plate.
  • An electrode plate of the first polarity is arranged in particular on the separator layer.
  • a layer of the electrode stack, in particular this first polarity electrode plate, is fixed by means of a first holding device.
  • the individual steps preferably take place in the named or alphabetical order according to claim 1c, particularly preferably several times in succession.
  • An electrode stack in the sense of the present invention is to be understood as an apparatus which serves in particular for the absorption and release of energy.
  • the electrode stack has at least three layers, including at least one electrode of a first polarity, an electrode of a second polarity, and a separator arranged between these electrodes.
  • the layers of the electrode stack are formed thin-walled. loading Particularly preferably, the individual layers of the electrode stack are rectangular.
  • a layer of the electrode stack is preferably designed as an electrode plate or separator layer.
  • the electrode stack extends in a main stacking direction which is perpendicular to the surfaces of a layer which contact adjacent layers.
  • an electrode plate is understood to mean a device which serves to deliver and / or absorb, in particular, electrical energy. Electrical energy supplied to an electrode plate is first converted into chemical energy and stored as chemical energy. Preferably, ions are temporarily supplied to an electrode plate, which are stored in interstices. Before releasing electrical energy, the stored chemical energy is first converted into electrical energy in an electrode plate. Also, an electrode plate is provided to temporarily record and / or deliver electrons. Preferably, an electrode plate is thin-walled and substantially rectangular, with the electrode plate having four boundary edges.
  • a separator or a separator layer in the sense of the invention means a device which in particular separates two electrode plates from one another.
  • one separator layer separates two electrode plates of different polarity.
  • a separator layer temporarily takes up an electrolyte.
  • a separator layer absorbs lithium ions at least temporarily.
  • a separator layer acts essentially as an insulator with respect to electrons.
  • a Separatorlage is thin-walled and plate-shaped. The geometry of a separator layer preferably corresponds to the shape of an adjacent electrode plate. Particularly preferably, the lengths of the boundary edges of a separator layer are longer than the corresponding, in particular parallel, boundary edges of adjacent electrode plates.
  • the polarity of an electrode plate in the sense of the invention means that this electrode plate is electrically connected to either the positive pole or the negative pole of an electrical voltage source which is superordinate to the electrode stack.
  • An electrode plate is connected to either the positive pole or the negative pole of the parent voltage source and has either a first or a second polarity.
  • An electrode plate of the first polarity is preferably formed as an anode, an electrode plate of the second polarity preferably as a cathode.
  • the term "anode” here refers to the electrode which is negatively charged in the charged state.
  • the term arranging in the sense of the invention means a process in which a separator layer or an electrode plate is supplied to the higher-order electrode stack.
  • a separator layer or an electrode plate is supplied to the electrode stack such that the boundary edges of the individual layers are arranged substantially parallel to one another.
  • a separator layer or an electrode plate is supplied to the electrode stack in such a way that the supplied layer contacts the adjacent layer substantially over the entire area.
  • a guide device is to be understood as a device which temporarily holds a position to be supplied to the electrode stack in a form-fitting and / or non-positive manner, feeds this layer to the electrode stack and arranges it on a layer of the electrode stack.
  • the guide device is provided to release a layer according to their arrangement in the electrode stack.
  • a guide device is designed as a gripping device.
  • a guide device is automated, in particular for increasing the repeatability.
  • a guide device is computer-controlled.
  • a guide means comprises a pair of rollers between which a separator layer is temporarily located. Particularly preferably, the distance of the roller pair is variable.
  • Fixing in the sense of the invention means that the unintentional displacement of the electrode stack or one of its layers can only take place after overcoming a resistance.
  • the fixing serves, in particular, for an automated guide device or feed device to be able to properly feed a separator layer to the electrode stack.
  • an automated guide device or feed device to be able to properly feed a separator layer to the electrode stack.
  • a holding device is to be understood as meaning a device which serves in particular for fixing a position of the stack or of the entire stack.
  • the holding device temporarily exerts a force on a layer of the electrode stack or the entire electrode stack.
  • the holding device is automated.
  • the holding device is provided for cooperation with the guide device.
  • the holding device is adapted to the shape of a layer of the electrode stack.
  • the holding device is designed such that the force acting on a layer of the electrode stack during a fixing process is adapted to the surface pressure which can be borne by this layer.
  • the holding device is provided to fix an electrode plate.
  • the holding device is provided to temporarily exert a force on an electrode plate.
  • the width of a holding device is adapted to the width of a layer of the electrode stack, in particular to an electrode plate.
  • an electrode plate extends at least partially beyond the adjacent separator layers.
  • the so-called creepage distance ie the distance between the live parts, is extended by a separator layer preferably extending over adjacent electrode plates.
  • electric currents between the boundary edges of two electrode plates of different polarity so-called parasitic currents, are reduced by the separator layer located therebetween. Currents between boundary edges of electrode plates of different polarity lead in particular to a reduction of the energy stored in the electrode stack.
  • the method for producing the electrode stack in particular five or more layers.
  • the manufacturing process further steps, which are additionally performed the above steps.
  • a separator layer is arranged by means of the guide device, in particular on one of these electrode plates.
  • an electrode plate of the second polarity is arranged in particular on the separator layer.
  • a layer of the electrode stack, in particular the electrode plate of the second polarity is fixed by means of a second holding device.
  • the first or second holding device is removed from the electrode stack.
  • the holding device is removed, which is located between two layers in the interior of the electrode stack.
  • steps d) to g) are performed in alphabetical order and following step c).
  • one of the two holding devices is removed only when the other of the two holding devices fixes a position of the electrode stack.
  • both holding devices are simultaneously involved in fixing at the same time.
  • at least one holding device is constantly involved in fixing a layer of the electrode stack.
  • the position of the electrode stack or the fixed position of the electrode stack is always maintained during production.
  • one or both of these first or second holding devices at times exert a normal force on at least one of the electrode plates, the normal force acting perpendicular to a surface of one of the electrode plates.
  • an electrode plate of the first polarity is then placed in a separator layer, thereafter an electrode plate of the second polarity, thereafter a further separator layer in the electrode stack.
  • the result is a sequence of separator layer in the electrode stack - electrode plate of the first polarity - separator layer - electrode plate of the second polarity.
  • the guide device exerts a tensile force on the separator layer at least during steps a) and d).
  • a tensile force is used in particular to improve the contact of the separator layer and the adjacent electrode plate that is as full as possible over the entire surface.
  • the tensile force exerted on the separator layer by the guide device is dimensioned so that the separator layer is not stretched as far as possible.
  • these one or more electrode plates during steps b) or e) are supplied to the electrode stack with a direction vector which runs parallel to a position of the electrode stack.
  • Direction vector supplied which is arranged perpendicular to the main stacking direction of the electrode stack.
  • these are fed one or more electrode plates from the side.
  • electrode plates of different polarity are guided to the electrode stack from different sides.
  • the electrode stack is displaced by a predetermined distance along the main stacking direction.
  • the feeding of the next layer can advantageously take place along the same motion vector.
  • a holding device in particular during the displacement of the electrode stack exert a force on a layer, in particular an electrode plate.
  • this receiving device is preferably height-adjustable. After arranging a position of the electrode stack, the receiving device is displaced by a predetermined path, in particular lowered. This predetermined path particularly preferably corresponds to the wall thickness of the separator layer just introduced.
  • These one or both holding devices are preferably associated with this receiving device. Especially preferred These one or both holding devices are connected to this receiving device.
  • the separator layer is advantageously arranged during steps a) and / or d) by deflecting the previously applied separator layer through the guide device.
  • the separator layer does not terminate in the vicinity of a boundary edge of the adjacent electrode plate, but extends significantly beyond this boundary edge, wherein the separator layer is dimensioned substantially at least twice as large as an adjacent electrode plate.
  • the separator material forming the separator layer is strip-shaped, wherein the surface of the separator material is dimensioned at least as large as twice the surface of an electrode plate.
  • the separator material extends in a band shape along a main extension direction and has a predetermined width. This predetermined width substantially corresponds to the length or width of the adjacent, substantially rectangular electrode plate.
  • the separator material has a plurality of substantially rectangular separator regions, which are provided to act in each case as a separator layer.
  • the separator material is preferably supplied to the electrode stack such that a first separator region as a first separator layer and an adjacent second separator region form a second separator layer. These first and second separator regions adjoin one another along a deflection region. This deflection region protrudes between two adjacent electrode plates and abuts against the latter substantially along a boundary edge of an adjacent electrode plate.
  • the band-shaped separator material is angled out of the plane of the previously arranged separator layer and brought around the boundary edge of the subsequently arranged electrode plate for engagement with the still free surface of this electrode plate.
  • the band-shaped separator material is separated only after completion of the E- lektrodenstapels.
  • the guide means exercises During the deflection, a tensile force on the Separatorlage or the separator material. While this pulling force is exerted, the first or the second holding device exerts a normal force on the previously arranged electrode plate. In particular, an undesired displacement of a layer of the electrode stack is prevented.
  • the separator layer or the separator material is deflected around this first or second holding device.
  • this first or second holding device terminates substantially flush with the boundary edge of the separator material facing the boundary edge of the previously arranged electrode plate.
  • the separator layer or the separator material is supplied with a first fluid stream before or during its arrangement in the electrode stack.
  • the first fluid stream preferably flows along the separator layer or the separator material.
  • this fluid stream is used for evaporation of a solvent, the supply of a solvent and / or the supply of heat energy.
  • the fluid stream is loaded with an electrolyte.
  • this electrolyte has lithium ions.
  • the fluid stream comprises a solvent, a gas of predetermined temperature and / or particles.
  • the fluid stream is preferably in the form of a charged solvent mist, which is directed onto a surface of the separator material or the separator layer at a predetermined substantially right angle.
  • a separator layer is unwound from a first storage device and fed to the electrode stack.
  • a first storage device in the sense of the invention means a device from which the separator material is received and can be dispensed.
  • the guide device is arranged between the electrode stack and the first storage device along the separator material.
  • the first storage device has a drive, which serves in particular to limit the tensile force on the separator layer or the separator material together with the guide device.
  • the drives of the coupling device and the first storage device coupled.
  • the first storage device or the guide device is associated with a separating device. This is intended to cut off the separator material in particular after completion of an electrode stack.
  • an electrode plate is removed before or during its arrangement in the electrode stack of a second storage device, in particular unwound and in particular separated a separating device.
  • a second storage device is to be understood as meaning a storage device corresponding to a first storage device, wherein a second storage device is provided to receive and deliver electrode material.
  • the separation of an electrode plate preferably takes place before it is arranged in the electrode stack by means of a separating device which separates individual electrode plates from the electrode material.
  • isolated electrode plates are held on a storage surface as a stack for feeding.
  • this bearing surface is height adjustable in stacking devices.
  • the bearing surface is raised by a predetermined distance after removal of an electrode plate.
  • this predetermined path corresponds to the wall thickness of the electrode plate.
  • this bearing surface is lowered by this predetermined path before supplying an electrode plate.
  • the delivery of the materials for the electrode plates of different polarities preferably takes place from two different second storage devices.
  • an electrode stack produced according to the invention is transferred into a drying device, which draws solvent from the electrode stack.
  • an electrode stack is transferred after its production in an enclosure.
  • an electrode stack produced by a method according to the invention has five or more substantially rectangular layers. These include two or more separator layers. These two or more separator layers are arranged between each two electrode plates of different polarity.
  • the electrode stack is characterized in that these two or more separator layers extend in regions over respectively adjacent electrode plates.
  • these two or more separator layers extend circumferentially over respectively adjacent electrode plates. This serves in particular to extend the creepage distances and thus to reduce electrical currents between boundary edges of electrode plates of different polarity.
  • the electrode stack is characterized in that these two or more separator layers are integrally formed. These two or more separator layers are connected by means of a deflection region. A deflection region extends essentially along the entire length of a boundary edge of the electrode plate encompassed by these separator layers. With this completely encompassed boundary edge no leakage currents can be exchanged.
  • These two or more separator layers preferably extend in regions of 0.01 mm to 10 mm, preferably by 1 mm to 3 mm, at least over an adjacent electrode plate. Particularly preferably, these two or more separator layers extend circumferentially over the respectively adjacent electrode plates.
  • a separator or one or more separator layers is preferably used which is not or only poorly electron-conducting, and which consists of an at least partially permeable carrier.
  • the carrier is preferably coated on at least one side with an inorganic material see.
  • an organic material is used, which is preferably designed as a non-woven fabric.
  • the organic material which preferably comprises a polymer and particularly preferably a polyethylene terephthalate (PET), is coated with an inorganic, preferably ion-conducting material, which is more preferably ion-conducting in a temperature range from -40.degree. C. to 200.degree.
  • the inorganic material preferably comprises at least one compound from the group of oxides, phosphates, sulfates, titanates, silicates, aluminosilicates with at least one of the elements Zr, Al, Li, particularly preferably zirconium oxide.
  • the inorganic, ion-conducting material preferably has particles with a maximum diameter of less than 100 nm. Such a separator is marketed, for example, under the trade name "Separion" by Evonik AG in Germany.
  • At least one electrode of the electrode stack comprises a compound having the formula LiMPO 4 , where M is at least one transition metal cation of the first row of the Periodic Table of the Elements.
  • the transition metal cation is preferably selected from the group consisting of Mn, Fe, Ni and Ti or a combination of these elements.
  • the compound preferably has an olivine structure, preferably parent olivine.
  • an electrochemical energy storage device according to the invention has one or more electrode stacks, which are produced by methods according to the invention.
  • an electrochemical energy storage device according to the invention has an enclosure. This is intended to surround this one or more electrode stacks.
  • the envelope is provided to bias the layers of an electrode stack according to the invention against each other.
  • the sheath preferably exerts a normal force on the surfaces of the various layers of an electrode stack according to the invention and forces these layers together.
  • the envelope is formed as a composite film.
  • a battery has two or more electrochemical energy storage devices with one or more electrode stacks, which are produced by a method according to the invention. Preferably, these several electrochemical energy storage devices are connected to one another by means of series connection and / or parallel connection.
  • FIG. 1 shows schematically a method according to the invention for producing an electrode stack at a first time
  • FIG. 2 shows schematically the state of the method of Figure 1 at a later date
  • FIG. 3 shows schematically the preparation of an electrode stack according to another method of the invention.
  • FIG. 1 shows schematically the production of an electrode stack according to a method according to the invention. The electrode stack and the other devices are shown neglecting actual dimensions and distances. Shown is the method at a first time.
  • the electrode stack 1 Shown is an electrode stack 1, which is produced on a lifting table 23.
  • the electrode stack 1 has a plurality of separator layers 2, 2a, a plurality of electrodes 3, 3a of the first polarity and a plurality of electrodes 4, 4a of the second polarity. Electrode plates 4, 4a of the second polarity are held ready for feeding on the bearing surface 21 and supplied to the electrode stack 1 by means of a feeding device, not shown. The provision of the electrode plates 3, 3a of the second polarity is not shown.
  • the separator material 2b is unwound from the separator roller 8a and fed to the electrode stack 1 by guide means 5 with guide rollers.
  • the last-supplied separator layer 2 is covered by an electrode plate 3 of the first polarity.
  • the step of fixing a layer of the electrode stack 1, in particular the electrode plate 3 by means of a holding device 6 is performed.
  • the guide device 5 has just started to arrange the separator layer 2 on the electrode plate 3. After the guide rollers of the guide means 5 are rolled as a predetermined path along the Separatormateri-, the rollers are blocked or their distance from each other is reduced. Subsequently, the guide device 5 deposits the next separator layer 2b. In this case, the guide device 5 exerts a tensile force on this next separator layer or the separator material 2b. By means of the hold-6 is prevented that this tensile force breaks the electrode stack 1. The unwinding of the future separator layer 2b from the separator roller 8a takes place in coordination with its movement with the movement of the guide rollers 5. Before reaching the guide device 5, the separator material 2b is sprayed with an electrolyte mist 7.
  • FIG. 2 shows the method of FIG. 1 at a later time.
  • the electrode plate 4a of the second polarity was placed on the electrode stack 1.
  • a normal force is applied to the electrode plate 4 a by the second holding device 6 a.
  • the guide device 5 will arrange the next separator layer 2b on the electrode stack.
  • the separator layer 2b becomes the separator layer 2a diverted.
  • the first holding device 6 is pulled out of the electrode stack.
  • the lift table 23 had been lowered by a distance corresponding to substantially the summed wall thicknesses of the separator layer 2a and the electrode plate 4a.
  • FIG. 3 shows schematically the arrangement of the electrode plates, here 3d in the electrode stack 1, which is stacked on the lifting table 23. Not shown are the supply of the electrode plates of the second polarity and the supply of the separator layers. It is expedient and inventive to provide the supply of the second polarity electrode plates from the other side of the electrode stack (see dashed electrode plate plus gripper).
  • the plate material 3a is unwound from the electrode roller 8a.
  • the gripper 22 performs an electrode plate 3c to the lifting table 23 and the electrode stack 1 to.
  • the heights of the bearing surface 21 and the table 23 are advantageously chosen so that the path of the gripper 22 has no component in the main stacking direction of the electrode stack 1.
  • the hold-down 6 currently exerts a force perpendicular to the surface of the electrode plate 3d in the direction of the surface of the lift table 23. After removal of the electrode plate 3b from the bearing surface 21, it is raised in accordance with the wall thickness of the electrode plate 3b. After depositing the electrode plate 3d, the lifting table 23 is lowered according to the wall thickness of the electrode plate 3d.
  • the movements of the devices 8a, 9, 21, 22, 6 and 23 are controlled by a superordinate controller.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Elektrodenstapels (1) mit drei oder mehreren Lagen für eine elektrochemische Energiespeichereinrichtung, wobei der Elektrodenstapel (1) eine oder mehrere Separatorlagen (2, 2a, 2b) sowie zwei oder mehrere Elektrodenplatten (3, 3a, 4, 4a) aufweist, wobei Elektrodenplatten (3, 3a, 4, 4a) jeweils eine erste Polarität oder eine zweite Polarität aufweisen.

Description

Verfahren zum Herstellen eines Elektrodenstapels
B e s c h r e i b u n g
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Elektrodenstapels, einen mit diesem Verfahren hergestellten Elektrodenstapel, eine elektrochemische Energiespeichereinrichtung mit wenigstens einem dieser E- lektrodenstapel und eine Batterie mit wenigstens einer dieser elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen. Die Erfindung wird im Zusammenhang mit Lithium-Ionen-Batterien beschrieben. Die Erfindung kann auch unabhängig von der Bauart der Batterie Verwendung finden kann.
Aus dem Stand der Technik sind elektrochemische Energiespeichereinrich- tungen bekannt, deren tatsächliche Ladekapazität die rechnerische Ladekapazität bereits nach der Fertigung unterschreitet. Weiter sind elektrochemische E- nergiespeichereinrichtungen bekannt, deren Ladekapazität während des Betriebs abnimmt.
Aus der DE 19943 961 A1 ist eine Flachzelle der eingangs genannten Art be- kannt, bei welcher der Separator eine größere Fläche hat als die Kathode und die Anode. Die bekannte Flachzelle weist Gehäuseteile auf, in welche die Kathode bzw. die Anode eingebracht sind. Die Gehäuseteile werden durch einen Verschlusswerkstoff miteinander verbunden, um die Zelle fertig zu stellen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Elektrodenstapel für eine elektrochemi- sehe Energiespeichereinrichtung zur Verfügung zu stellen, dessen rechnerische
Ladekapazität auch während des Betriebs des Elektrodenstapels bzw. einer zu- gehörigen elektrochemische Energiespeichereinrichtung weitgehend erhalten wird.
Das wird erfindungsgemäß durch die Lehre der unabhängigen Ansprüche erreicht. Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Anspruch 9 beschreibt einen Elektrodenstapel, welcher mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Anspruch 12 beschreibt eine elektrochemische Energiespeichereinrichtung mit wenigstens einem dieser Elektrodenstapel. Anspruch 13 beschreibt eine Batterie mit wenigstens einer elektrochemischen Energiespeichereinrichtung mit einem erfindungsgemäßen Elektrodenstapel.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren leistet die Herstellung eines Elektrodenstapels mit drei oder mehreren Lagen für eine elektrochemische Energiespeichereinrichtung. Der Elektrodenstapel weist eine oder mehrere Separatorlagen auf. Weiter weist der Elektrodenstapel zwei oder mehrere Elektrodenplatten mit jeweils einer ersten Polarität oder einer zweiten Polarität auf. Erfindungsgemäß wird eine Separatorlage mittels einer Führungseinrichtung angeordnet, insbesondere auf einer Elektrodenplatte Eine Elektrodenplatte erster Polarität wird insbesondere auf der Separatorlage angeordnet. Eine Lage des Elektrodenstapels, insbesondere diese Elektrodenplatte erster Polarität wird mittels einer ers- ten Halteeinrichtung fixiert. Vorzugsweise erfolgen die einzelnen Schritte in der genannten bzw. alphabetischen Reihenfolge gemäß Anspruch 1c, besonders bevorzugt auch mehrfach nacheinander.
Unter einem Elektrodenstapel im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zu verstehen, welche insbesondere der Aufnahme und Abgabe von E- nergie dient. Dazu weist der Elektrodenstapel wenigstens drei Lagen auf, darunter wenigstens eine Elektrode einer ersten Polarität, eine Elektrode einer zweiten Polarität sowie einen zwischen diesen Elektroden angeordneten Separator. Vorzugsweise sind die Lagen des Elektrodenstapels dünnwandig ausgebildet. Be- sonders bevorzugt sind die einzelnen Lagen des Elektrodenstapels rechteckig ausgebildet. Eine Lage des Elektrodenstapels ist vorzugsweise als Elektrodenplatte oder Separatorlage ausgebildet. Der Elektrodenstapel erstreckt sich in einer Hauptstapelrichtung, welche senkrecht zu den Flächen einer Lage ist, wel- che benachbarte Lagen berühren.
Unter einer Elektrodenplatte im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche der Abgabe und/oder Aufnahme insbesondere elektrischer Energie dient. Einer Elektrodenplatte zugeführte elektrische Energie wird zunächst in chemische Energie gewandelt und als chemische Energie abgespeichert. Vor- zugsweise werden einer Elektrodenplatte zeitweise Ionen zugeführt, welche auf Zwischengitterplätzen eingelagert werden. Vor Abgabe elektrischer Energie wird in einer Elektrodenplatte zunächst die gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie gewandelt. Auch ist eine Elektrodenplatte vorgesehen, zeitweise Elektronen aufzunehmen und/oder abzugeben. Vorzugsweise ist eine Elektro- denplatte dünnwandig und im Wesentlichen rechteckig ausgebildet, wobei die Elektrodenplatte vier Begrenzungskanten aufweist.
Unter einem Separator bzw. einer Separatorlage im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere zwei Elektrodenplatten voneinander beabstandet. Vorzugsweise beabstandet eine Separatorlage zwei Elekt- rodenplatten unterschiedlicher Polarität. Vorzugsweise nimmt eine Separatorlage zeitweise einen Elektrolyt auf. Besonders bevorzugt nimmt eine Separatorlage wenigstens zeitweise Lithium-Ionen auf. Vorzugsweise wirkt eine Separatorlage im Wesentlichen als Isolator bezüglich Elektronen. Vorzugsweise ist eine Separatorlage dünnwandig und plattenförmig ausgebildet. Vorzugsweise ent- spricht die Geometrie einer Separatorlage der Gestalt einer benachbarten Elektrodenplatte. Besonders bevorzugt sind die Längen der Begrenzungskanten einer Separatorlage länger als die entsprechenden, insbesondere parallel verlaufenden Begrenzungskanten benachbarter Elektrodenplatten. Unter Polarität einer Elektrodenplatte im Sinne der Erfindung ist zu verstehen, dass diese Elektrodenplatte entweder mit dem Pluspol oder dem Minuspol einer dem Elektrodenstapel übergeordneten elektrischen Spannungsquelle elektrisch verbunden ist. Eine Elektrodenplatte ist dabei entweder mit dem Pluspol oder dem Minuspol der übergeordneten Spannungsquelle verbunden und weist entweder eine erste oder eine zweite Polarität auf. Eine Elektrodenplatte erster Polarität ist vorzugsweise als Anode, eine Elektrodenplatte zweiter Polarität vorzugsweise als Kathode ausgebildet. Dabei bezeichnet der Begriff "Anode" die Elektrode, welche im geladenen Zustand negativ geladen ist. Unter dem Begriff Anordnen im Sinne der Erfindung ist ein Vorgang zu verstehen, wobei eine Separatorlage oder eine Elektrodenplatte dem übergeordneten Elektrodenstapel zugeführt wird. Vorzugsweise wird eine Separatorlage bzw. eine Elektrodenplatte dem Elektrodenstapel so zugeführt, dass die Begrenzungskanten der einzelnen Lagen zueinander im Wesentlichen parallel ange- ordnet sind. Vorzugsweise wird eine Separatorlage bzw. eine Elektrodenplatte derart dem Elektrodenstapel zugeführt, dass die zugeführte Lage die benachbarte Lage im Wesentlichen vollflächig berührt.
Im Sinne der Erfindung ist unter einer Führungseinrichtung eine Einrichtung zu verstehen, welche eine dem Elektrodenstapel zuzuführende Lage zeitweise formschlüssig und/oder kraftschlüssig hält, diese Lage am Elektrodenstapel zuführt und auf einer Lage des Elektrodenstapels anordnet. Die Führungseinrichtung ist vorgesehen, eine Lage nach deren Anordnung im Elektrodenstapel freizugeben. Vorzugsweise ist eine Führungseinrichtung als Greifeinrichtung ausgebildet. Vorzugsweise ist eine Führungseinrichtung automatisiert, insbesonde- re zur Erhöhung der Wiederholgenauigkeit. Vorzugsweise ist eine Führungseinrichtung rechnergesteuert. Vorzugsweise weist eine Führungseinrichtung ein Paar Walzen bzw. Rollen auf, zwischen welchen sich eine Separatorlage zeitweise befindet. Besonders bevorzugt ist der Abstand des Walzenpaares veränderlich. Unter Fixieren im Sinne der Erfindung ist zu verstehen, dass die unbeabsichtigte Verlagerung des Elektrodenstapels bzw. einer seiner Lagen nur nach Überwindung eines Widerstands erfolgen kann. Das Fixieren dient insbesondere dazu, dass eine automatisierte Führungseinrichtung bzw. Zuführeinrichtung dem Elekt- rodenstapel eine Separatorlage ordentlich zuführen kann. Insbesondere wenn sich die jüngst zugeführte Lage relativ zum Elektrodenstapel oder der gesamte Elektrodenstapel nicht in ihrer vorbestimmten Position befindet, besteht die Gefahr, dass eine zuzuführende, zumindest teilweise Lage aus dem Elektrodenstapel herausragt. Mit Fixieren einer Lage bzw. des Elektrodenstapels wird insbe- sondere die Einhaltung der vorbestimmten Positionen der einzelnen Lagen verbessert.
Unter einer Halteeinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere zum Fixieren einer Lage des Stapels bzw. des gesamten Stapels dient. Vorzugsweise übt die Halteeinrichtung zeitweise eine Kraft auf eine Lage des Elektrodenstapels bzw. den gesamten Elektrodenstapel aus. Vorzugsweise ist die Halteeinrichtung automatisiert. Vorzugsweise ist die Halteeinrichtung zum Zusammenwirken mit der Führungseinrichtung vorgesehen. Vorzugsweise ist die Halteeinrichtung an die Gestalt einer Lage des Elektrodenstapels angepasst. Vorzugsweise ist die Halteeinrichtung so ausgebildet, dass die während eines Fixiervorgangs auf eine Lage des Elektrodenstapels einwirkende Kraft auf die von dieser Lage ertragbare Flächenpressung angepasst ist. Vorzugsweise ist die Halteeinrichtung vorgesehen, eine Elektrodenplatte zu fixieren. Vorzugsweise ist die Halteeinrichtung vorgesehen, zeitweise eine Kraft auf eine Elektrodenplatte auszuüben. Vorzugsweise ist die Breite einer Halteeinrichtung an die Breite einer Lage des Elektrodenstapels, insbesondere an eine Elektrodenplatte angepasst.
Mit der Herstellung eines Elektrodenstapels nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die relative Positionierung einer zweiten Lage des Elektrodenstapels zu einer ersten Lage verbessert, insbesondere die Parallelität der Begrenzungs- kanten der Lagen des Elektrodenstapels und die im Wesentlichen vollflächige gegenseitige Abdeckung benachbarter Lagen. Mit der erfindungsgemäßen Herstellung wird insbesondere vermieden, dass sich eine Elektrodenplatte zumindest teilweise über die benachbarten Separatorlagen hinaus erstreckt. Die soge- nannte Kriechstrecke, d.h. der Abstand der spannungsführenden Teile, wird verlängert, indem eine Separatorlage sich vorzugsweise über benachbarte Elektrodenplatten erstreckt. So werden insbesondere elektrische Ströme zwischen den Begrenzungskanten zweier Elektrodenplatten unterschiedlicher Polarität, sogenannte parasitäre Ströme, durch die dazwischen liegende Separatorlage verrin- gert. Ströme zwischen Begrenzungskanten von Elektrodenplatten unterschiedlicher Polarität führen insbesondere zu einer Verringerung der im Elektrodenstapel gespeicherten Energie.
Ströme zwischen den Begrenzungskanten von Elektrodenplatten unterschiedlicher Polarität führen insbesondere zu lokaler Erwärmung und fortschreitender Alterung der betroffenen Bereiche.
So wird mit der Herstellung eines Elektrodenstapels nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, dessen Fähigkeit zur Energiespeicherung verbessert, die gespeicherte Energie weitgehend erhalten, die Alterung der Elektrodenplatten verringert und die zugrunde liegende Aufgabe gelöst. So wird der Austritt des Inhalts einer galvanischen Zelle verhindert und die zugrunde liegende Aufgabe gelöst.
Nachfolgend werden zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung beschrieben.
Vorteilhaft dient das Verfahren zum Herstellen des Elektrodenstapels mit insbe- sondere fünf oder mehr Lagen. Dazu weist das Herstellverfahren weitere Schritte auf, welche zusätzlich den vorgenannten Schritten durchgeführt werden. So wird eine Separatorlage mittels der Führungseinrichtung insbesondere auf einer dieser Elektrodenplatten angeordnet. Weiter wird eine Elektrodenplatte zweiter Polarität insbesondere auf der Separatorlage angeordnet. Weiter wird eine Lage des Elektrodenstapels insbesondere die Elektrodenplatte zweiter Polarität mittels einer zweiten Halteeinrichtung fixiert. Weiter wird die erste oder zweite Halteeinrichtung aus dem Elektrodenstapel entfernt. Vorzugsweise wird die Halteeinrichtung entfernt, welche sich zwischen zwei Lagen im Inneren des Elektrodenstapels befindet. Vorzugsweise werden die Schritte d) bis g) in alphabetischer Reihenfolge und im Anschluss an Schritt c) durchgeführt. Vorzugsweise wird eine der beiden Halteeinrichtungen erst entfernt, wenn die andere der beiden Halteeinrichtungen eine Lage des Elektrodenstapels fixiert. Vorzugsweise sind während der Herstellung des Elektrodenstapels wiederkehrend beide Halteeinrichtungen zeitgleich mit dem Fixieren befasst. Vorzugsweise ist während der Herstellung des Elektrodenstapels und nach Anordnung der ersten Elektrodenplatte ständig wenigstens eine Halteinrichtung mit dem Fixieren einer Lage des Elektrodenstapels befasst. Vorteilhaft wird so während der Herstellung während der Herstellung des Elektrodenstapels ständig die Einhaltung der Position des Elektrodenstapels bzw. der fixierten Lage des Elektrodenstapels geleistet. Vorzugsweise üben eine oder beide dieser ersten oder zweiten Halteeinrichtungen zeit- weise jeweils eine Normalkraft zumindest auf eine der Elektrodenplatte aus, wobei die Normalkraft senkrecht auf eine Fläche einer der Elektrodenplatten wirkt.
Vorzugsweise werden erst eine Elektrodenplatte erster Polarität danach eine Separatorlage, danach eine Elektrodenplatte zweiter Polarität, danach eine weitere Separatorlage im Elektrodenstapel angeordnet. So entsteht im Elektroden- Stapel eine Abfolge aus Separatorlage - Elektrodenplatte erster Polarität - Separatorlage - Elektrodenplatte zweiter Polarität.
A3 Vorteilhaft übt die Führungseinrichtung zumindest während der Schritte a) und d) eine Zugkraft auf die Separatorlage aus. So wird die Gefahr der Bildung von Falten bei der Anordnung einer Separatorlage und/oder der Einschluss von Luft zwischen einer Separatorlage und einer benachbarten Elektrodenplatte verringert. Weiter dient diese Zugkraft insbesondere zur Verbesserung der möglichst vollflächigen Berührung der Separatorlage und der benachbarten Elektrodenplatte. Vorzugsweise ist die von der Führungseinrichtung auf die Separator- läge ausgeübte Zugkraft so bemessen, dass die Separatorlage möglichst nicht gedehnt wird.
A4 Vorteilhaft werden diese eine oder mehrere Elektrodenplatten während der Schritte b) oder e) dem Elektrodenstapel mit einem Richtungsvektor zugeführt, welcher parallel zu einer Lage des Elektrodenstapels verläuft. Vorzugsweise werden diese eine oder mehrere Elektrodenpfatten von der Seite mit einem
Richtungsvektor zugeführt, welcher senkrecht zur Hauptstapelrichtung des Elektrodenstapels angeordnet ist. Vorzugsweise werden diese eine oder mehrere Elektrodenplatten von der Seite zugeführt. Vorzugsweise werden Elektrodenplatten unterschiedlicher Polarität dem Elektrodenstapel von verschiedenen Seiten geführt. Vorzugsweise wird der Elektrodenstapel nach Zuführen einer Lage und vor Zuführen der nächsten Lage um einen vorbestimmten Weg entlang der Hauptstapelrichtung verlagert. So kann das Zuführen der nächsten Lage vorteilhaft entlang desselben Bewegungsvektors erfolgen. Vorzugsweise werden während der Verlagerung des Elektrodenstapels entlang seiner Hauptstapelrichtung gleichsam auch die Halteeinrichtungen verlagert. So kann eine Halteeinrichtung, insbesondere auch während der Verlagerung des Elektrodenstapels eine Kraft auf eine Lage, insbesondere eine Elektrodenplatte ausüben. Sofern die Herstellung eines Elektrodenstapels mit Hilfe einer Aufnahmeeinrichtung erfolgt, insbesondere mit einem Tisch, ist diese Aufnahmeeinrichtung bevorzugt höhenver- stellbar. Nach Anordnen einer Lage des Elektrodenstapels wird die Aufnahmeeinrichtung um einen vorbestimmten Weg verlagert, insbesondere abgesenkt. Besonders bevorzugt entspricht dieser vorbestimmte Weg der Wandstärke der soeben zugeführten Separatorlage. Bevorzugt sind diese eine oder beide Halteeinrichtungen dieser Aufnahmeeinrichtung zugeordnet. Besonders bevorzugt sind diese eine oder beide Halteeinrichtungen mit dieser Aufnahmeeinrichtung verbunden.
A5 Vorteilhaft wird die Separatorlage während der Schritte a) und/oder d) mittels Umlenken der zuvor aufgelegten Separatorlage durch die Führungseinrichtung angeordnet. In diesem Fall endet die Separatorlage nicht in der Nähe einer Begrenzungskante der benachbarten Elektrodenplatte, sondern erstreckt sich bedeutsam über diese Begrenzungskante hinaus, wobei die Separatorlage im Wesentlichen mindestens doppelt so groß bemessen ist, wie eine benachbarte E- lektrodenplatte. Dabei ist das die Separatorlage bildende Separatormaterial bandförmig ausgebildet, wobei die Oberfläche des Separatormaterials mindestens so groß wie das Doppelte der Oberfläche einer Elektrodenplatte bemessen ist. Das Separatormaterial erstreckt sich bandförmig entlang einer Hauptausdehnungsrichtung und weist eine vorbestimmte Breite auf. Diese vorbestimmte Breite entspricht im Wesentlichen der Länge oder Breite der benachbarten, im Wesentlichen insbesondere rechteckigen, Elektrodenplatte. Das Separatormate- rial weist mehrere, im Wesentlichen rechteckige Separatorbereiche auf, welche vorgesehen sind, jeweils als eine Separatorlage zu wirken. Das Separatormaterial wird bevorzugt derart dem Elektrodenstapel zugeführt, dass ein erster Separatorbereich als eine erste Separatorlage und ein angrenzender zweiter Separa- torbereich eine zweite Separatorlage bilden. Dieser erste und zweite Separatorbereich grenzen entlang eines Umlenkbereichs aneinander. Dieser Umlenkbereich ragt zwischen zwei benachbarten Elektrodenplatten hervor und liegt im Wesentlichen entlang einer Begrenzungskante einer benachbarten Elektrodenplatte an dieser an. Unter Umlenken der zuvor angeordneten Separatorlage im Sinne der Erfindung ist zu verstehen, dass das bandförmige Separatormaterial aus der Ebene der zuvor angeordneten Separatorlage abgewinkelt und um die Begrenzungskante der anschließend angeordneten Elektrodenplatte zur Anlage mit der noch freien Oberfläche dieser Elektrodenplatte gebracht wird. Vorzugsweise wird das bandförmige Separatormaterial erst nach Fertigstellung des E- lektrodenstapels abgetrennt. Vorzugsweise übt die Führungseinrichtung wäh- rend des Umlenkens eine Zugkraft auf die Separatorlage bzw. das Separatormaterial aus. Während diese Zugkraft ausgeübt wird, üben die erste oder die zweite Halteeinrichtung eine Normalkraft auf die zuvor angeordnete Elektrodenplatte aus. So wird insbesondere eine unerwünschte Verlagerung einer Lage des E- lektrodenstapels verhindert. Vorzugsweise wird die Separatorlage bzw. das Separatormaterial um diese erste oder zweite Halteeinrichtung umgelenkt. Dabei schließt diese erste oder zweite Halteeinrichtung mit der dem Umlenkbereich des Separatormaterials zugewandten Begrenzungskante der zuvor angeordneten Elektrodenplatte im Wesentlichen bündig ab. A6 Vorteilhaft wird der Separatorlage bzw. dem Separatormaterial vor oder während deren Anordnung im Elektrodenstapel ein erster Fluidstrom zugeführt. Vorzugsweise strömt der erste Fluidstrom an der Separatorlage bzw. dem Separatormaterial entlang. Vorzugsweise dient dieser Fluidstrom dem Verdampfen eines Lösungsmittels, der Zufuhr eines Lösungsmittels und/oder der Zufuhr von Wärmeenergie. Besonders bevorzugt ist der Fluidstrom mit einem Elektrolyt beladen. Vorzugsweise weist dieser Elektrolyt Lithium-Ionen auf. Vorzugsweise der Fluidstrom ein Lösungsmittel, ein Gas von vorbestimmter Temperatur und/oder Partikel auf. Vorzugsweise ist der Fluidstrom als beladener Lösungsmittelnebel ausgebildet, welcher mit einem vorbestimmten im Wesentlichen rechten Winkel auf eine Fläche des Separatormaterials bzw. der Separatorlage gerichtet ist.
A7 Vorteilhaft wird eine Separatorlage von einer ersten Vorratseinrichtung abgewickelt und dem Elektrodenstapel zugeführt. Unter einer ersten Vorratseinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, von welcher das Separatormaterial aufgenommen ist und abgegeben werden kann. Die Füh- rungseinrichtung ist zwischen dem Elektrodenstapel und der ersten Vorratseinrichtung entlang des Separatormaterials angeordnet. Vorzugsweise weist die erste Vorratseinrichtung einen Antrieb auf, welcher insbesondere dazu dient, gemeinsam mit der Führungseinrichtung die Zugkraft auf die Separatorlage bzw. das Separatormaterial zu begrenzen. Vorzugsweise sind die Antriebe der Füh- rungseinrichtung und der ersten Vorratseinrichtung gekoppelt. Vorzugsweise ist der ersten Vorratseinrichtung oder der Führungseinrichtung eine Trenneinrichtung zugeordnet. Diese ist vorgesehen, das Separatormaterial nach Fertigstellung eines Elektrodenstapels insbesondere abzuschneiden. A8 Vorteilhaft wird eine Elektrodenplatte vor oder während deren Anordnung im Elektrodenstapel einer zweiten Vorratseinrichtung entnommen, insbesondere abgewickelt und insbesondere einer Trenneinrichtung vereinzelt. Unter einer zweiten Vorratseinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Vorratseinrichtung entsprechend einer ersten Vorratseinrichtung zu verstehen, wobei eine zweite Vorratseinrichtung aber vorgesehen ist, Elektrodenmaterial aufzunehmen und abzugeben. Vorzugsweise erfolgt das Vereinzeln einer Elektrodenplatte vor deren Anordnung im Elektrodenstapel mittels einer Trenneinrichtung, welche einzelne Elektrodenplatten vom Elektrodenmaterial abtrennt.
Vorzugsweise werden vereinzelte Elektrodenplatten auf einer Lagerfläche als Stapel zum Zuführen bereitgehalten. Vorzugsweise ist diese Lagerfläche in Stapeleinrichtungen höhenverstellbar. Vorzugsweise wird die Lagerfläche nach Entnahme einer Elektrodenplatte um einen vorbestimmten Weg angehoben. Vorzugsweise entspricht dieser vorbestimmte Weg der Wandstärke der Elektrodenplatte. Vorzugsweise wird diese Lagerfläche vor Zuführen einer Elektrodenplatte um diesen vorbestimmten Weg abgesenkt.
Bevorzugt erfolgt die Abgabe der Materialien für die Elektrodenplatten unterschiedlicher Polaritäten aus zwei verschiedenen zweiten Vorratseinrichtungen.
Vorzugsweise wird ein erfindungsgemäß hergestellter Elektrodenstapel in eine Trockeneinrichtung überführt, welche dem Elektrodenstapel Lösungsmittel ent- zieht. Vorzugsweise wird ein Elektrodenstapel nach seine Herstellung in eine Umhüllung überführt. A9 Vorteilhaft weist ein nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter Elektrodenstapel fünt oder mehrere im Wesentlichen rechteckige Lagen auf. Darunter sind zwei oder mehrere Separatorlagen. Diese zwei oder mehreren Separatorlagen sind zwischen je zwei Elektrodenplatten unterschiedlicher Polari- tat angeordnet. Der Elektrodenstapel ist dadurch gekennzeichnet, dass sich diese zwei oder mehreren Separatorlagen bereichsweise über jeweils benachbarte Elektrodenplatten erstrecken. Vorzugsweise erstrecken sich diese zwei oder mehrere Separatorlagen umlaufend über jeweils benachbarte Elektrodenplatten. Das dient inbesondere dazu, die Kriechstrecken zu verlängern und so elektri- sehe Ströme zwischen Begrenzungskanten von Elektrodenplatten unterschiedlicher Polarität zu verringern. Indem sich eine Separatorlage umlaufend über benachbarte Elektrodenplatten unterschiedlicher Polarität erstreckt, ist die Isolationsstrecke zwischen diesen benachbarten Elektrodenplatten verlängert. So werden elektrische Ströme zwischen diesen benachbarten Elektrodenplatten verrin- gert. Weiter ist der Elektrodenstapel dadurch gekennzeichnet, dass diese zwei oder mehreren Separatorlagen einstückig ausgebildet sind. Diese zwei oder mehreren Separatorlagen sind mittels eines Umlenkbereichs verbunden. Ein Umlenkbereich erstreckt sich im Wesentlichen entlang der gesamten Länge einer Begrenzungskante der von diesen Separatorlagen umfassten Elektroden- platte. Mit dieser gänzlich umfassten Begrenzungskante können keine Kriechströme ausgetauscht werden. Vorzugsweise erstrecken sich diese zwei oder mehrere Separatorlagen bereichsweise um 0,01 mm bis 10 mm, vorzugsweise um 1mm bis 3 mm zumindest über eine benachbarte Elektrodenplatte. Besonders bevorzugt erstrecken sich diese zwei oder mehreren Separatorlagen um- laufend über die jeweils benachbarten Elektrodenplatten.
A10 Erfindungsgemäß wird vorzugsweise ein Separator bzw. eine oder mehrere Separatorlagen verwendet, welcher nicht oder nur schlecht elektronenleitend ist, und welcher aus einem zumindest teilweise stoffdurchlässigen Träger besteht. Der Träger ist vorzugsweise auf mindestens einer Seite mit einem anorgani- sehen Material beschichtet. Als wenigstens teilweise stoffdurchlässiger Träger wird vorzugsweise ein organisches Material verwendet, welches vorzugsweise als nicht verwebtes Vlies ausgestaltet ist. Das organische Material, welches vorzugsweise ein Polymer und besonders bevorzugt ein Polyethylenterephthalat (PET) umfasst, ist mit einem anorganischen, vorzugsweise ionenleitenden Mate- rial beschichtet, welches weiter vorzugsweise in einem Temperaturbereich von - 40° C bis 200° C ionenleitend ist. Das anorganische Material umfasst bevorzugt wenigstens eine Verbindung aus der Gruppe der Oxide, Phosphate, Sulfate, Titanate, Silikate, Aluminosilikate mit wenigstens einem der Elemente Zr, AI, Li, besonders bevorzugt Zirkonoxid. Bevorzugt weist das anorganische, ionenlei- tende Material Partikel mit einem größten Durchmesser unter 100 nm auf. Ein solcher Separator wird beispielsweise unter dem Handelsnamen "Separion" von der Evonik AG in Deutschland vertrieben.
A11 Vorzugsweise weist wenigstens eine Elektrode des Elektrodenstapels, besonders bevorzugt wenigstens eine Kathode, eine Verbindung mit der Formel LiMPO4 auf, wobei M wenigstens ein Übergangsmetallkation der ersten Reihe des Periodensystems der Elemente ist. Das Übergangsmetallkation ist vorzugsweise aus der Gruppe bestehend aus Mn, Fe, Ni und Ti oder einer Kombination dieser Elemente gewählt. Die Verbindung weist vorzugsweise eine Olivinstruktur auf, vorzugsweise übergeordnetes Olivin. A12 Vorteilhaft weist eine erfindungsgemäße elektrochemische Energiespeichereinrichtung einen oder mehrere Elektrodenstapel auf, welche mit erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind. Weiter weist eine erfindungsgemäße elektrochemische Energiespeichereinrichtung eine Umhüllung auf. Diese ist vorgesehen, diesen einen oder mehrere Elektrodenstapel zu umgeben. Vorzugs- weise ist die Umhüllung vorgesehen, die Lagen eines erfindungsgemäßen Elektrodenstapels gegeneinander vorzuspannen. Vorzugsweise übt die Umhüllung eine Normalkraft auf die Oberflächen der verschiedenen Lagen eines erfindungsgemäßen Elektrodenstapels aus und zwängt diese Lagen aneinander. Vorzugsweise ist die Umhüllung als Verbundfolie ausgebildet. A13 Vorteilhaft weist eine Batterie zwei oder mehrere elektrochemische Energiespeichereinrichtungen mit einem oder mehreren Elektrodenstapeln auf, welche mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind. Vorzugsweise sind diese mehreren elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen unterein- ander mittels Reihenschaltung und/oder Parallelschaltung verbunden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigt:
Fig. 1 schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels zu einem ersten Zeitpunkt,
Fig. 2 schematisch den Zustand das Verfahren aus Fig.1 zu einem späteren Zeitpunkt, und
Fig. 3 schematisch die Herstellung eines Elektrodenstapels nach einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren. Figur 1 zeigt schematisch die Herstellung eines Elektrodenstapels nach einem erfindungsgemäßen Verfahren. Der Elektrodenstapel und die übrigen Einrichtungen sind unter Vernachlässigung tatsächlicher Maße und Abstände dargestellt. Gezeigt ist das Verfahren zu einem ersten Zeitpunkt.
Dargestellt ist ein Elektrodenstapel 1 , welcher auf einem Hubtisch 23 hergestellt wird. Der Elektrodenstapel 1 weist mehrere Separatorlagen 2, 2a, mehrere E- lektroden 3, 3a erster Polarität sowie mehrere Elektroden 4, 4a zweiter Polarität auf. Elektrodenplatten 4, 4a zweiter Polarität werden zum Zuführen auf der Lagerfläche 21 bereitgehalten und dem Elektrodenstapel 1 mittels einer nicht dargestellten Zuführeinrichtung zugeführt. Das Bereitstellen der Elektrodenplatten 3, 3a zweiter Polarität ist nicht dargestellt. Das Separatormaterial 2b wird von der Se- paratorrolle 8a abgewickelt und mittels der Führungseinrichtung 5 mit Führungsrollen dem Elektrodenstapel 1 zugeführt. Die zuletzt zugeführte Separatorlage 2 ist von einer Elektrodenplatte 3 erster Polarität abgedeckt. Diese Elektrodenplatte 3 ist mit einer Kraft beaufschlagt, welche von der ersten Halteeinrichtung 6 ausgeübt wird Im dargestellten Zustand ist der Schritt des Fixierens einer Lage des Elektrodenstapels 1 , insbesondere der Elektrodenplatte 3 mittels einer Halteeinrichtung 6 ausgeführt. Die Führungseinrichtung 5 hat soeben begonnen, die Separatorlage 2 auf der Elektrodenplatte 3 anzuordnen. Nachdem die Führungsrollen der Führungseinrichtung 5 einen vorgestimmten Weg entlang des Separatormateri- als gerollt sind, werden die Rollen blockiert oder deren Abstand zueinander wird verringert. Anschließend legt die Führungseinrichtung 5 die nächste Separatorlage 2b ab. Dabei übt die Führungseinrichtung 5 eine Zugkraft auf diese nächste Separatorlage bzw. das Separatormaterial 2b aus. Mittels des Niederhalters 6 ist verhindert, dass diese Zugkraft den Elektrodenstapel 1 zerlegt. Das Abwickeln der künftigen Separatorlage 2b aus der Separatorrolle 8a erfolgt unter Abstimmung von deren Bewegung mit der Bewegung der Führungsrollen 5. Vor Erreichen der Führungseinrichtung 5 wird das Separatormaterial 2b mit einem Elektrolytnebel 7 besprüht.
Figur 2 zeigt das Verfahren aus Figur 1 zu einem späteren Zeitpunkt. Unmittel- bar zuvor wurde die Elektrodenplatte 4a zweiter Polarität auf dem Elektrodenstapel 1 angeordnet. Gegenwärtig wird auf die Elektrodenplatte 4a eine Normalkraft durch die zweite Halteeinrichtung 6a ausgeübt. In einem nächsten Schritt wird die Führungseinrichtung 5 die nächste Separatorlage 2b auf dem Elektrodenstapel anordnen. Dabei wird die Separatorlage 2b aus der Separatorlage 2a umgelenkt. Im Anschluss wird die erste Halteeinrichtung 6 aus dem Elektrodenstapel gezogen. Zur Anordnung der Elektrodenplatte 4a war der Hubtisch 23 um einen Weg entsprechend im Wesentlichen der summierten Wandstärken der Separatorlage 2a und der Elektrodenplatte 4a abgesenkt worden. Figur 3 zeigt schematisch das Anordnen der Elektrodenplatten, hier 3d in dem Elektrodenstapel 1 , welcher auf dem Hubtisch 23 aufgestapelt wird. Nicht dargestellt sind die Zufuhr der Elektrodenplatten zweiter Polarität und die Zufuhr der Separatorlagen. Es ist zweckmäßig und erfinderisch, die Zufuhr der Elektrodenplatten zweiter Polarität von der anderen Seite des Elektrodenstapels vorzuse- hen (siehe gestrichelte Elektrodenplatte plus Greifer).
Zum Zuführen der Elektrodenplatten erster Polarität wird das Plattenmaterial 3a von der Elektrodenrolle 8a abgewickelt. Die vereinzelte Elektrodenplatte 3b auf der höhenverstellbaren Lagerfläche 21 erfolgt mittels der Trennschere 9. Der Greifer 22 führt eine Elektrodenplatte 3c dem Hubtisch 23 bzw. dem Elektroden- Stapel 1 zu. Die Höhen der Lagerfläche 21 und des Tisches 23 sind vorteilhaft so gewählt, dass der Weg des Greifers 22 keine Komponente in Hauptstapelrichtung des Elektrodenstapels 1 aufweist. Der Niederhalter 6 übt gegenwärtig eine Kraft senkrecht zur Oberfläche der Elektrodenplatte 3d in Richtung der Oberfläche des Hubtisches 23 aus. Nach Entnahme der Elektrodenplatte 3b von der Lagerfläche 21 wird diese entsprechend der Wandstärke der Elektrodenplatte 3b angehoben. Nach Ablegen der Elektrodenplatte 3d wird der Hubtisch 23 entsprechend der Wandstärke die Elektrodenplatte 3d abgesenkt.
Die Bewegungen der Einrichtungen 8a, 9, 21 , 22, 6 und 23 sind von einer über- geordneten Steuerung gesteuert.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Herstellen eines Elektrodenstapels (1) mit drei oder mehreren Lagen für eine elektrochemische Energiespeichereinrichtung, wobei der Elektrodenstapel (1) eine oder mehrere Separatorlagen (2, 2a, 2b) sowie zwei oder mehrere Elektrodenplatten (3, 3a, 4, 4a) aufweist, wobei Elektrodenplatten (3, 3a, 4, 4a) jeweils eine erste Polarität oder eine zweite Polarität aufweisen, mit den Schritten: a) Anordnen einer Separatorlage (2, 2a, 2b) mittels einer Führungseinrichtung (5), insbesondere auf einer Elektrodenplatte (3, 3a, 4, 4a), b) Anordnen einer Elektrodenplatte (3, 3a) erster Polarität, insbesondere auf der Separatorlage (2, 2a, 2b), c) Fixieren einer Lage des Elektrodenstapels (1), insbesondere dieser Elektrodenplatte (3, 3a) erster Polarität mittels einer ersten Halteeinrichtung (6).
2. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch zum Herstellen des E- lektrodenstapels (1) mit insbesondere fünf oder mehr Lagen mit den weiteren Schritten: d) Anordnen einer Separatorlage (2, 2a, 2b) mittels der Führungseinrichtung, insbesondere auf einer dieser Elektrodenplatten (3, 3a, 4, 4a), e) Anordnen einer Elektrodenplatte (4, 4a) zweiter Polarität, insbesondere auf der Separatorlage (2, 2a, 2b), f) Fixieren einer Lage des Elektrodenstapels (1), insbesondere dieser Elektrodenplatte (4, 4a) zweiter Polarität mittels einer zweiten Halteeinrichtung (6a), g) Entfernen dieser ersten oder zweiten Halteeinrichtung (6, 6a) aus dem Elektrodenstapel (1).
3. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung (5) zumindest während der Schritte a) und d) eine Zugkraft auf die Separatorlage (2, 2a, 2b) ausübt.
4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass diese eine oder mehreren Elektrodenplatten (3, 3a, 4,
4a) während der Schritte b) und/oder e) mit einem Richtungsvektor zugeführt werden, welcher parallel zu einer Lage des Elektrodenstapels (1) verläuft.
5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Separatorlage (2, 2a, 2b) während der Schritte a) und/oder d) mittels Umlenken der zuvor angeordneten Separatorlage (2, 2a, 2b) durch die Führungseinrichtung (5) angeordnet wird, wobei vorzugsweise die Führungseinrichtung (5) eine Zugkraft auf die Separatorlage (2, 2a, 2b) ausübt.
6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Separatorlage (2, 2a, 2b) vor oder während deren Anordnung im Elektrodenstapel (1) ein erster Fluidstrom, insbesondere mit einem Elektrolyt zugeführt wird.
7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass eine Separatorlage (2, 2a, 2b) für die Herstellung des Elektrodenstapels (1) von einer ersten Vorratseinrichtung (8) abgewickelt und zugeführt wird.
8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektrodenplatte (3, 3a, 4, 4a) zu deren Anord- nung im Elektrodenstapel (1) von einer zweiten Vorratseinrichtung (8a) abgewickelt, zugeführt und insbesondere mittels einer Trenneinrichtung (9) vereinzelt wird.
9. Elektrodenstapel (1), hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit fünf oder mehreren, insbesondere im We- sentlichen rechteckigen Lagen für eine elektrochemische Energiespeichereinrichtung,
wobei der Elektrodenstapel (1) zwei oder mehrere Separatorlagen (2, 2a, 2b) sowie drei oder mehrere Elektrodenplatten (3, 3a, 4, 4a) aufweist, wobei die Lagen des Elektrodenstapels (1) im Wesentlichen deckungs- gleich sind, und
wobei eine oder mehrere Separatorlagen (2, 2a, 2b) zwischen je zwei benachbarten Elektrodenplatten (3, 3a, 4, 4a) unterschiedlicher Polarität angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich diese zwei oder mehreren Separatorlagen (2, 2a, 2b) bereichsweise über jeweils benachbarte Elektrodenplatten (3, 3a, 4, 4a) erstrecken, und
dass diese zwei oder mehreren Separatorlagen (2, 2a, 2b) einstückig ausgebildet sind.
10. Elektrodenstapel (1) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine oder mehrere Separatorlagen (2, 2a, 2b) nicht oder nur schlecht elektronenleitend sind, und welche aus einem zumindest teilweise stoffdurchlässigen Träger bestehen, wobei der Träger vorzugsweise auf mindestens einer Seite mit einem anorganischen Material beschichtet ist,
wobei als wenigstens teilweise stoffdurchlässiger Träger vorzugsweise ein organisches Material verwendet wird, welches vorzugsweise als nicht ver- webtes Vlies ausgestaltet ist,
wobei das organische Material vorzugsweise ein Polymer und besonders bevorzugt ein Polyethylenterephthalat (PET) umfasst,
wobei das organische Material mit einem anorganischen, vorzugsweise ionenleitenden Material beschichtet ist, welches weiter vorzugsweise in ei- nem Temperaturbereich von - 40° C bis 200° C ionenleitend ist, wobei das anorganische Material bevorzugt wenigstens eine Verbindung aus der Gruppe der Oxide, Phosphate, Sulfate, Titanate, Silikate, Alumino- silikate wenigstens eines der Elemente Zr, AI, Li umfasst, besonders bevorzugt Zirkonoxid, und
wobei das anorganische, ionenleitende Material bevorzugt Partikel mit einem größten Durchmesser unter 100 nm aufweist.
11. Elektrodenstapel (1 ) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Elektrodenplatte (3, 3a, 4, 4a), insbesondere wenigstens eine kathodische Elektrodenplatte eine Verbindung mit der Formel LiMPO4 aufweist,
wobei M wenigstens ein Übergangsmetallkation der ersten Reihe des Periodensystems der Elemente ist,
wobei dieses Übergangsmetallkation vorzugsweise aus der Gruppe bestehend aus Mn, Fe, Ni und Ti oder einer Kombination dieser Elemente ge- wählt ist, und
wobei die Verbindung vorzugsweise eine Olivinstruktur aufweist, vorzugsweise übergeordnetes Olivin.
12. Elektrochemische Energiespeichereinrichtung mit einem oder mehreren Elektrodenstapeln (1) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11 und einer Umhüllung, welche diesen einen oder mehrere Elektrodenstapel (1) umgibt.
13. Batterie mit zwei oder mehreren elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen gemäß dem vorhergehenden Anspruch.
EP10741916A 2009-08-17 2010-07-29 Verfahren zum herstellen eines elektrodenstapels Withdrawn EP2467893A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009037727A DE102009037727A1 (de) 2009-08-17 2009-08-17 Verfahren zum Herstellen eines Elektrodenstapels
PCT/EP2010/004648 WO2011020545A1 (de) 2009-08-17 2010-07-29 Verfahren zum herstellen eines elektrodenstapels

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2467893A1 true EP2467893A1 (de) 2012-06-27

Family

ID=43058062

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP10741916A Withdrawn EP2467893A1 (de) 2009-08-17 2010-07-29 Verfahren zum herstellen eines elektrodenstapels

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20120208066A1 (de)
EP (1) EP2467893A1 (de)
JP (1) JP2013502671A (de)
KR (1) KR20120055650A (de)
CN (1) CN102576896A (de)
BR (1) BR112012003776A2 (de)
DE (1) DE102009037727A1 (de)
WO (1) WO2011020545A1 (de)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013107614A1 (de) 2012-01-18 2013-07-25 Li-Tec Battery Gmbh Batterie mit zumindest zwei elektrochemischen energiewandlern sowie verfahren zum betrieb dieser batterie
DE102012000872A1 (de) 2012-01-18 2013-07-18 Li-Tec Battery Gmbh Elektrochemische Energiespeichereinrichtung, Batterie mit zumindest zwei dieser elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen, sowie Verfahren zum Betrieb dieser elektrochemischen Energiespeichereinrichtung
DE102012006202A1 (de) 2012-03-27 2013-10-02 Li-Tec Battery Gmbh Batterie mit zumindest zwei elektrochemischen Energiewandlern sowie Verfahren zum Betrieb dieser Batterie
EP2807687A2 (de) 2012-01-26 2014-12-03 Li-Tec Battery GmbH Elektrochemische energiewandlereinrichtung mit einem zellgehäuse, batterie mit zumindest zwei dieser elektrochemischen energiewandlereinrichtungen sowie verfahren zum herstellen einer elektrochemischen energiewandlereinrichtung
DE102012002051A1 (de) 2012-02-02 2013-08-08 Li-Tec Battery Gmbh Elektrochemische Energiewandlereinrichtung mit einem Zellgehäuse, Batterie mit zumindest zwei dieser elektrochemischen Energiewandlereinrichtungen sowie Verfahren zum Herstellen einer elektrochemischen Energiewandlereinrichtung
DE102012001440A1 (de) 2012-01-26 2013-08-01 Li-Tec Battery Gmbh Elektrochemische Energiewandlereinrichtung mit einem Zellgehäuse, Batterie mit zumindest zwei dieser elektrochemischen Energiewandlereinrichtungen und Verfahren zum Herstellen einer elektrochemischen Energiewandlereinrichtung.
DE102012012065A1 (de) 2012-06-15 2013-12-19 Li-Tec Battery Gmbh Elektrochemische Energiewandlereinrichtung mit einem Zellgehäuse, Batterie mit zumindest zwei dieser elektrochemischen Energiewandlereinrichtungen und Verfahren zum Herstellen einer elektrochemischen Energiewandlereinrichtung
WO2013139463A1 (de) 2012-03-21 2013-09-26 Li-Tec Battery Gmbh Wandlerzelle mit einem zellgehäuse, batterie mit zumindest zwei dieser wandlerzellen und verfahren zum herstellen einer wandlerzelle
DE102012005788A1 (de) 2012-03-21 2013-09-26 Li-Tec Battery Gmbh Wandlerzelle mit einem Zellgehäuse, Batterie mit zumindest zwei dieser Wandlerzellen und Verfahren zum Herstellen einer Wandlerzelle
DE102012009161B4 (de) 2012-04-26 2016-12-15 Harro Höfliger Verpackungsmaschinen GmbH Vorrichtung zur Herstellung eines Elektrodenstapels; Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels
DE102012012790A1 (de) 2012-06-20 2013-12-24 Li-Tec Battery Gmbh Wandlerzelle mit einem Zellgehäuse, Batterie mit zumindest zwei dieser Wandlerzellen und Verfahren zum Herstellen einer Wandlerzelle
DE102012016022A1 (de) 2012-08-13 2014-03-13 Li-Tec Battery Gmbh Wandlerzelle mit einem Zellgehäuse, Batterie mit wenigstens zwei dieser Wandlerzellen und Verfahren zum Herstellen einer Wandlerzelle
DE102012019975B3 (de) 2012-10-04 2013-11-14 Jonas & Redmann Automationstechnik Gmbh Vorrichtung zur Herstellung von Elektrodenstapeln
DE102012020799A1 (de) 2012-10-23 2014-04-24 Li-Tec Battery Gmbh Energiespeichereinrichtung, Batterie mit zwei dieser Energiespeichereinrichtungen, sowie Verfahren zum Verschalten dieser Energiespeichereinrichtungen
DE102012020791A1 (de) 2012-10-23 2014-04-24 Li-Tec Battery Gmbh Rahmen für eine Energiespeichereinrichtung, Batteriezelle mit dem Rahmen und der Energiespeichereinrichtung, Batterie mit zwei dieser Batteriezellen sowie Verfahren zur Herstellung des Rahmens
US9246185B2 (en) 2013-03-14 2016-01-26 Sion Power Corporation Electrochemical cell having a folded electrode and separator, battery including the same, and method of forming same
DE102013005840A1 (de) 2013-04-04 2014-10-09 Li-Tec Battery Gmbh Elektrochemische Energiewandlereinrichtung mit einem Zellgehäuse, Batterie mit zumindest zwei dieser elektrochemischen Energiewandlereinrichtungen und Verfahren zum Herstellen einer elektrochemischen Energiewandlereinrichtung
DE102013213578B4 (de) * 2013-07-11 2015-09-24 Thyssenkrupp System Engineering Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Energiespeicherzelle
DE102013011685A1 (de) 2013-07-12 2015-01-15 Daimler Ag Energiespeichereinrichtung mit zwei Stromableitern und Verfahren zum Herstellen der Energiespeichereinrichtung
DE102013216239A1 (de) * 2013-08-15 2015-02-19 Robert Bosch Gmbh Zweidimensionale Faltung von Elektroden bei gefalteten elektrochemischen Energiespeichern
US10530006B2 (en) 2013-08-29 2020-01-07 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly for polymer secondary battery cell
KR101586881B1 (ko) * 2013-08-29 2016-01-19 주식회사 엘지화학 폴리머 2차전지 셀용 전극조립체
DE102015202168B4 (de) 2015-02-06 2021-11-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug mit elektrischer Antriebsvorrichtung und wiederaufladbarem elektrochemischem Energiespeicher
KR102173032B1 (ko) * 2017-11-13 2020-11-02 주식회사 엘지화학 전극조립체 및 그 제조방법
KR102003728B1 (ko) * 2018-02-13 2019-10-01 주식회사 이노메트리 각형 이차전지용 고속 스택 제조 장치
US11637353B2 (en) 2018-12-27 2023-04-25 Sion Power Corporation Electrodes, heaters, sensors, and associated articles and methods
US11322804B2 (en) 2018-12-27 2022-05-03 Sion Power Corporation Isolatable electrodes and associated articles and methods
KR102430866B1 (ko) 2019-01-17 2022-08-10 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 조립체 제조장치와, 이를 통해 제조된 전극 조립체 및 이차전지
CN114551958B (zh) * 2022-04-21 2022-07-01 国家电投集团氢能科技发展有限公司 电堆叠片堆叠压装系统

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2544134A1 (fr) * 1983-04-08 1984-10-12 Europ Accumulateurs Procede de fabrication d'une electrode pour generateur electrochimique, electrode ainsi obtenue et applications
US4559700A (en) * 1984-09-10 1985-12-24 General Electric Company Method for winding an electrode assembly
JPH03230479A (ja) * 1989-10-31 1991-10-14 Japan Storage Battery Co Ltd 蓄電池用極板の積重ね装置
JP2000001261A (ja) * 1998-06-16 2000-01-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 自動積層装置
JP3896581B2 (ja) 1998-09-17 2007-03-22 株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション 薄形電池
JP4850996B2 (ja) * 2000-04-28 2012-01-11 パナソニック株式会社 極板ユニットおよび電池
JP2001325993A (ja) * 2000-05-17 2001-11-22 Sony Corp 電解質層及び非水電解質電池の製造方法
GB0016057D0 (en) * 2000-06-30 2000-08-23 Aea Technology Plc A method of assembling a cell
CA2327370A1 (fr) * 2000-12-05 2002-06-05 Hydro-Quebec Nouvelle methode de fabrication de li4ti5o12 pur a partir du compose ternaire tix-liy-carbone: effet du carbone sur la synthese et la conductivite de l'electrode
JP4562304B2 (ja) * 2001-03-13 2010-10-13 大阪瓦斯株式会社 非水系二次電池の製造方法
JP3794632B2 (ja) * 2002-06-19 2006-07-05 東レエンジニアリング株式会社 電池製造機
DE10238944A1 (de) * 2002-08-24 2004-03-04 Creavis Gesellschaft Für Technologie Und Innovation Mbh Separator zur Verwendung in Hochenergiebatterien sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE10255122A1 (de) * 2002-11-26 2004-06-03 Creavis Gesellschaft Für Technologie Und Innovation Mbh Langzeitstabiler Separator für eine elektrochemische Zelle
DE102005042916A1 (de) * 2005-09-08 2007-03-22 Degussa Ag Stapel aus abwechselnd übereinander gestapelten und fixierten Separatoren und Elektroden für Li-Akkumulatoren
JP2007335294A (ja) * 2006-06-16 2007-12-27 Nissan Motor Co Ltd 積層型電池
EP2149927B1 (de) * 2007-05-02 2016-08-17 Enax, Inc. Stapelungseinrichtung zum stapeln einer kontinuierlichen trennanordnung und folienelektrode
JP4905267B2 (ja) * 2007-06-21 2012-03-28 ソニー株式会社 正極合剤および非水電解質電池
JP5062526B2 (ja) * 2007-09-27 2012-10-31 三洋電機株式会社 非水電解質電池用セパレータ及び非水電解質電池

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2011020545A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120055650A (ko) 2012-05-31
WO2011020545A1 (de) 2011-02-24
US20120208066A1 (en) 2012-08-16
BR112012003776A2 (pt) 2016-04-12
DE102009037727A1 (de) 2011-02-24
JP2013502671A (ja) 2013-01-24
CN102576896A (zh) 2012-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2467893A1 (de) Verfahren zum herstellen eines elektrodenstapels
DE202022002771U1 (de) Elektrodenbaugruppe, Batterie und Batteriepack und ein selbige umfassendes Fahrzeug
DE102017216138A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels für eine Batteriezelle und Batteriezelle
EP2267820A2 (de) Elektrodenwickel
DE10020413B4 (de) Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten
WO2012072235A1 (de) Verfahren und system zum schneiden von blatt- oder plattenförmigen objekten
WO2019052882A1 (de) Verfahren zur positionskorrektur von elektrodenstapeln bei deren ablegen
WO2016097090A1 (de) Verfahren zur herstellung einer lithium-ionen-zelle
WO2019052814A1 (de) Verfahren zur herstellung von elektroden
EP2638590A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines elektrochemischen energiespeichers
DE102012224324B4 (de) Batteriezelle, Elektrodenmaterialschichtstapel und Verwendung eines Elektrodenmaterialschichtstapel in einer Batteriezelle
DE102010055608A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Elektrodenstapels aus Kathode, Anode und Separator
EP2514009B1 (de) Galvanischen elements
WO2013097939A1 (de) Verfahren und system zur herstellung elektrochemischer zellen für elektrochemische energiespeicher
WO2019052815A1 (de) Stapelvorrichtung für mehrlagige, flache elektrodenstapel
EP2764561A1 (de) Verfahren und system zum schneiden von blatt- oder plattenförmigen objekten
WO2012079705A1 (de) Verfahren und system zur herstellung von blatt- oder plattenförmigen objekten
DE102010053341A1 (de) Verfahren und System zum Schneiden von blatt- oder plattenförmigen Objekten
WO2015022226A1 (de) Thermisches fixieren von gestapelten oder gefalteten elektrochemischen energiespeichern
EP2789035A1 (de) Verfahren und system zur herstellung von blatt-oder plattenfoermigen objekten
WO2023148362A1 (de) Feststoffzellenbatterie sowie verfahren zur herstellung einer solchen feststoffbatterie
EP2494632A1 (de) Stromableiter mit einem durchgangsbereich
DE102013213578B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Energiespeicherzelle
DE102011110702A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Zelle, eine elektrochemische Zelle und eine Energiespeichervorrichtung mit elektrochemischen Zellen
DE102011110875A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Zelle, eine elektrochemische Zelle und eine Energiespeichervorrichtung mit wenigstens zwei elektochemischen Zellen

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20120131

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20150506

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN

18W Application withdrawn

Effective date: 20151030