EP2656429A2 - Verfahren und system zur herstellung elektrischer zellen für elektrochemische energiespeichervorrichtungen - Google Patents

Verfahren und system zur herstellung elektrischer zellen für elektrochemische energiespeichervorrichtungen

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EP2656429A2
EP2656429A2 EP11808587.7A EP11808587A EP2656429A2 EP 2656429 A2 EP2656429 A2 EP 2656429A2 EP 11808587 A EP11808587 A EP 11808587A EP 2656429 A2 EP2656429 A2 EP 2656429A2
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EP
European Patent Office
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separator
anode
cathode
stack
elements
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11808587.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Claus-Rupert Hohenthanner
Erhard Schletterer
Tim Schaefer
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Li Tec Battery GmbH
Original Assignee
Li Tec Battery GmbH
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the present invention relates to a method and a system for producing electrical cells for electrochemical energy storage devices, the z. Example, in an electrically powered motor vehicle application, and in particular it relates to a continuous manufacturing process and a continuous production system in a continuous production line.
  • the present invention is therefore based on the object, the
  • an electrical cell is to be understood as a device which also serves to store chemical energy and to deliver electrical energy.
  • the electrical cell has an electrode stack with at least one anode, a cathode and a separator, which is provided to receive the electrolyte. - -
  • this object is achieved by a method of producing electrical cells for electrochemical energy storage devices comprising the steps of feeding an anode belt, feeding a cathode belt, feeding a separator belt, preferably two separator belts, punching out an anode element from the anode belt, punching out a cathode element from the cathode belt, cutting the
  • Separator elements applying an anode element to a first separator element to form an anode separator element, applying a cathode element to a second separator element to form a cathode separator element, and stacking an anode number of anode separator elements and a cathode number of cathode separators Elements for forming an anode-separator-cathode separator stack solved. In this way, a continuous and continuous production of the electrical cells can be achieved.
  • the manufacturing method comprises the steps of drying the
  • the production method particularly preferably comprises the steps of cleaning the anode after punching out an anode element from the anode strip and after punching out a cathode element from the cathode strip
  • anoden embolites and cleaning of the cathode element. As a result, impurities can be avoided from the punching steps. It has proven to be advantageous in the production process if the number of anodes is equal to the number of cathodes. In this context, it has been found to be particularly advantageous if the anode number and the number of cathodes have been selected from the range of 20 to 50. As a particularly favorable anode and cathode number has proven 30. - -
  • the manufacturing method may comprise the steps of detecting predetermined parameter values of the anode-separator-cathode-separator stack, comparing the detected parameter values with a predetermined parameter value range, and sorting out the anode-separator-cathode-separator stack if the detected parameter values are outside the predetermined one Parameter value range are. In this way, it is possible to remove the requirements insufficient anode-separator-cathode separator stacks early from the production system and thereby avoid additional costs that would be incurred in a later sorting out.
  • the manufacturing method may include a step of fixing the anode-separator-cathode-separator stack.
  • the manufacturing method may include a step of cutting the anode elements and the cathode elements into electrodes.
  • Manufacturing method comprising the steps of supplying a Abieiters to the anode-separator-cathode separator stack and attaching the Abieiters to the anode-separator-cathode separator stack.
  • the step of attaching the drain to the anode-separator-cathode-separator stack may involve further steps of welding the drain to the anode-separator-cathode-separator stack and taping the drain on the anode-separator-cathode separator.
  • Separator stacks include, whereby the quality of the subsequent seal can be increased.
  • the manufacturing method may include the steps of placing the anode-separator-cathode-separator stack in a casing and sealing the casing with leaving an electrolyte feed open.
  • the manufacturing method may include the step of filling the anode-separator-cathode-separator stack via the electrolyte supply with an electrolyte.
  • the manufacturing method may include the steps of acquiring predetermined intermediate parameter values of the sealed envelope with the
  • Anode-separator-cathode-separator stacks comparing the detected intermediate parameter values with a predetermined intermediate parameter value range and sorting the sealed envelope with the anode-separator-cathode-separator stack if the detected
  • the manufacturing method may include the steps of end sealing the envelope into an electrical cell and labeling the electrical cell.
  • a manufacturing system of electric cells comprising a feeding device having an anode belt roll for an anode belt, a cathode belt roll for a cathode belt, a separator roll for a separator belt, preferably two separator rolls for two separator belts, a punching device
  • a cutting device configured to cut the separator belt, preferably configured to cut two separator belts, into separator elements, an applicator configured to apply an anode element to a first separator element to form an anode separator Element and configured to apply a cathode element to a second separator element to form a cathode separator element, and a stack device configured to stack an anode number of anode separator elements and a cathode number of cathode separator elements to an anode separator Dissolved cathode separator stacks.
  • the manufacturing system may include at least one other device selected from the group consisting of: a drying device configured to dry the anode belt;
  • Drying the cathode belt and drying the separator belt Drying the cathode belt and drying the separator belt, a cleaning device designed to clean the anode element and to clean the cathode element, a sorting device with a
  • Detection unit configured to detect values of predetermined
  • Parameters of the anode-separator-cathode-separator stack a comparison unit configured to compare the detected values of the predetermined parameters with a predetermined parameter value range and a sorting unit configured to sort out the anode-separator-cathode-separator stack when the detected values of the predetermined Parameters are outside the predetermined parameter value range, a fixing device configured for fixing the anode-separator-cathode separator stack, a cutting device configured for cutting the anode elements and the cathode elements in electrodes, a
  • a surge arrestor having a delivery unit configured to deliver a drain to the anode-separator-cathode-separator stack, an attachment unit configured to attach the drain to the anode-separator-cathode-separator stack, a weld-on unit configured to weld the drain to the anodes -Separatoren- cathode separator stack and a Abklebeech configured for
  • a cladding device Adhering the drain to the anode-separator-cathode-separator stack, a cladding device having a delivery unit configured to introduce the anode-separator-cathode-separator stack into a shell, and a sealing unit configured to seal the shell while leaving an electrolyte supply open;
  • a filling device configured to charge the anode-separator-cathode-separator stack via the electrolyte feed with an electrolyte, an end device having an end-sealing unit configured to end-seal the envelope with the anode-separator-cathode-separator stack into an electrical cell and a labeling unit for labeling the electrical cell, - -
  • an intermediate comparison unit configured to compare the detected values of predetermined intermediate parameters with a predetermined one
  • Intermediate parameter value range and an intermediate sorting unit configured to sort out the sealed envelope with the anode-separator-cathode-separator stack when the detected values of predetermined
  • a dry air treatment device configured to supply conditioned dry air via dry air supply lines to the devices listed above and those listed above
  • End sorting device with a detection unit configured to detect values of predetermined end parameters of the electrical cell, a
  • Endputsaku configured to compare the detected values of predetermined end parameters with a predetermined
  • Endparameterwert Surrey and a Endaussortierlaut configured to sort out the electrical cell when the detected values of the predetermined end parameters are outside the predetermined Endparameterwert Anlagenes.
  • the present invention also relates to an electric cell for an electrochemical energy storage device according to a production method mentioned above or in the above-mentioned
  • Fig. 1 is a cross-sectional view of an inventive
  • FIG. 2 is a schematic plan view of that shown in FIG.
  • Fig. 1 shows a schematic representation in the cross section of a
  • Manufacturing system 50 according to the present invention and Fig. 2 shows a schematic plan view of the manufacturing system 50.
  • Feeding device 4 an anode belt roll 1 for an anode belt, a cathode belt roll 2 for a cathode belt 20 and two separator rollers 3a and 3b for Separatorenbs 30 are arranged.
  • Drying device 5 out to which a separatenikiereschwungs- and cooling device 22 is connected.
  • Cathode strip 20 and the Separatorenbs led to a punching device 6, which via a dry air supply line 21 with a
  • Dry air treatment device 17 is connected.
  • Punching device 6 anode elements are punched out of the anode belt and cathode elements from the cathode belt 20.
  • Cleaning device 18 which is designed for cleaning the anode elements and the cathode elements.
  • the separator belts 30 are fed to a cutting device 7, which is designed to cut the separator belts 30 into separator elements.
  • the cutting can z. B. by means - -
  • the cleaning device 18 and the cutting device 7 are also connected to the dry air preparation device 17 via the dry air supply line 21.
  • the cleaned anode elements and cathode elements and the cut separator elements are fed to an applicator 8, which is for applying the anode elements and the cathode elements on the
  • Separator elements is designed to form anode-separator elements and cathode-separator elements.
  • the anode-separator elements and the cathode-separator elements are stacked to form anode-separator-cathode-separator-stacks.
  • a sorting device 10 In a sorting device 10 are connected to a detection unit, for. B. with a camera, values of predetermined parameters of the anode-separator-cathode separator stack detected. These detected values of the predetermined parameters are compared in a comparison unit with a predetermined parameter range and those anode-separator-cathode-separator-Stapei whose detected parameter values outside the predetermined
  • Parameter range are via a sorting out of the
  • Electrode cutting device 19 the anode elements and the
  • the fixing device 1 1 and the electrode cutting device 19 are also on the
  • Dry air supply line 21 connected to the dry air treatment device 17.
  • drains are fed to the fixed anode-separator-cathode-separator stacks via a trap supply unit, and by means of a mounting unit, the drains are attached to the fixed anode-separator-cathode-separator stacks - -
  • the attachment unit comprises a welding unit 13 for welding the Abieiter to the anode-separator-cathode-separator stacks and a taping unit for taping the welded Abieiter.
  • Arrester attachment device 12 and the welding unit 13 are also connected to the dry air preparation device 17 via the dry air supply line 21.
  • the anode-separator-cathode-separator stacks with attached Abieitern be supplied to a wrapping device, the one
  • Insertion unit 14 for introducing these anode-separator-cathode-separator stacks in envelopes and a sealing unit 15 for sealing the sheaths when leaving open an electrolyte feed.
  • the introduction unit 14 and the sealing unit 15 are also connected to the dry air preparation device 17 via the dry air supply line 21.
  • an intermediate location device 25 are provided with a
  • Intermediate Detection Unit Collects values of predetermined intermediate parameters of the sealed envelopes with the anode-separator-cathode-separator stacks. These detected values of the predetermined intermediate parameters are determined in an intermediate comparison unit with a predetermined
  • Intermediate parameter range are sorted out of the production line via an intermediate sorting unit.
  • Electrolyte supply filled with an electrolyte wherein the electrolyte reservoir can be located in electrolyte reservoirs 25 outside the drying room, whereas the filling device 16 is connected via the dry air supply line 21 to the dry air treatment device 17. - -
  • the sheaths of the filled anode-separator-cathode-separator stacks are end-sealed with an end sealing unit to electric cells and labeled with an inscription unit, the end device being connected to the via the dry air supply line 21
  • Dry air treatment device 17 is connected.
  • values of predetermined end parameters of the electrical cells are detected with an end detection unit. These detected values of the predetermined end parameters are compared in a final comparison unit with a predetermined end parameter range and those
  • Figs. 3 to 5 show a flow chart of the electric cell manufacturing method of the present invention. From Fig. 1 it can be seen that in steps S1a, S1 and Sic accordingly
  • steps S3a and S3b corresponding anode elements are punched out of the anode band and cathode elements are punched out of the cathode band.
  • steps S4a and S4b the punched anode elements and
  • step S5 separator elements are cut from the Separatorenb. Subsequently, in steps S6a and S6b, the
  • step S8 values of predetermined parameters of the anode-separator-cathode-separator stacks are detected, and in a step S9, the detected values of the predetermined parameters with a
  • the out-of-order anode-separator-cathode-separator stacks are sorted out in a step S10.
  • step S1 in which the anode-separator-cathode-separator stack is fixed.
  • step S12 the anode elements and the cathode elements of the anode-separator-cathode-separator stack are cut as electrodes.
  • step S13 absorbers are supplied to the anode-separator-cathode-separator stacks in the production line.
  • step S14 the ablators are attached to the anode-separator-cathode-separator stacks, wherein the step S14 includes the step S15 of welding the Abieiter to the anode-separator-cathode-separator stacks and the step S16 of taping the Abieiter on the anode separator-cathode separator stacks comprises.
  • step S17 these anode-separator-cathode-separator stacks are inserted with the Abieitern in sheaths, which are sealed in a step S18.
  • a step S19 values of predetermined intermediate parameters of the sealed envelopes with the anode-separator-cathode-separator stacks are detected, and in a step S20 the detected values of the predetermined intermediate parameters are compared with a predetermined intermediate parameter region. If the detected values of the predetermined intermediate parameters are outside the predetermined intermediate parameter range, the unsealed sealed sheaths with the anode - -
  • step S22 in which the anode-separator-cathode-separator stacks are filled with an electrolyte and are finally sealed in a step S23 to the electrical cells. Subsequently, the electric cells are labeled in a step S24.
  • a step S25 values of predefined end parameters of the electrical cells are detected, and in a step S26 the detected values of the predetermined end parameters are compared with a predetermined end parameter range. If the detected values of the predefined end parameters are outside the predetermined end parameter range, then the values determined as not in

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Abstract

Verfahren zur Herstellung elektrischer Zellen für elektrochemische Energiespeichervorrichtungen, wobei das Herstellungsverfahren die Schritte umfasst: (S1a) Zuführen eines Anodenbandes, (S1b) Zuführen eines Kathodenbandes (20), (S1c) Zuführen eines Separatorenbandes (30), bevorzugt zweier Separatorenbänder, (S3a) Ausstanzen eines Anodenelementes aus dem Anodenband, (S3b) Ausstanzen eines Kathodenelementes aus dem Kathodenband (20), (S5) Schneiden des Separatorenbandes (30), bevorzugt der zwei Separatorenbänder, in Separatorenelemente, (S6a) Aufbringen eines Anodenelementes auf ein erstes Separatorenelement zur Bildung eines Anoden- Separatoren-Elementes, (S6b) Aufbringen eines Kathodenelementes auf ein zweites Separatorenelement zur Bildung eines Kathoden-Separatoren-Elementes, und (S7) Stapeln einer Anodenzahl von Anoden-Separatoren-Elementen und einer Kathodenzahl von Kathoden-Separatoren-Elementen zu einem Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapel.

Description

Verfahren und System zur Herstellung elektrischer Zellen für elektrochemische Energiespeichervorrichtungen
B e s c h r e i b u n g Hiermit wird der gesamte Inhalt der Prioritätsanmeldung DE 10 055402.2 durch Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Anmeldung.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Herstellung elektrischer Zellen für elektrochemische Energiespeichervorrichtungen, die z. B. in einem elektrisch betriebenen Kraftfahrzeug Anwendung finden können, und insbesondere betrifft sie ein kontinuierliches Herstellungsverfahren und ein kontinuierliches Herstellungssystem in einer durchgehenden Produktionslinie.
Für den großflächigen Einsatz bei Kraftfahrzeugen im Elektrobetrieb wird eine hohe Anzahl an elektrischen Zellen in einer kostengünstigeren Fertigung benötigt. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, das
Herstellungsverfahren elektrischer Zellen und das Herstellungssystem
elektrischer Zellen zu verbessern.
Im Sinne der Erfindung ist unter einer elektrischen Zelle eine Vorrichtung zu verstehen, die auch zur Speicherung chemischer Energie und zur Abgabe elektrischer Energie dient. Die elektrische Zelle weist einen Elektrodenstapel mit mindestens einer Anode, einer Kathode und einem Separator auf, der vorgesehen ist den Elektrolyten aufzunehmen. - -
Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe durch ein Herstellungsverfahren elektrischer Zellen für elektrochemische Energiespeichervorrichtungen mit den Schritte Zuführen eines Anodenbandes, Zuführen eines Kathodenbandes, Zuführen eines Separatorenbandes, bevorzugt zweier Separatorenbänder, Ausstanzen eines Anodenelementes aus dem Anodenband, Ausstanzen eines Kathodenelementes aus dem Kathodenband, Schneiden des
Separatorenbandes, bevorzugt zweier Separatorenbänder, in
Separatorenelemente, Aufbringen eines Anodenelementes auf ein erstes Separatorenelement zur Bildung eines Anoden-Separatoren-Elementes, Aufbringen eines Kathodenelementes auf ein zweites Separatorenelement zur Bildung eines Kathoden-Separatoren-Elementes und Stapeln einer Anodenzahl von Anoden-Separatoren-Elementen und einer Kathodenzahl von Kathoden- Separatoren-Elementen zur Bildung eines Anoden-Separatoren-Kathoden- Separatoren-Stapels gelöst. Auf diese Weise kann eine kontinuierliche und durchgehende Herstellung der elektrischen Zellen erreicht werden.
Bevorzugt weist das Herstellungsverfahren die Schritte Trocknen des
Anodenbandes, Trocknen des Kathodenbandes und Trocknen des
Separatorenbandes auf, wodurch die Qualität des Anoden-Separatoren- Elementes und des Kathoden-Separatoren-Elementes verbessert werden kann. Besonders bevorzugt weist das Herstellungsverfahren nach dem Ausstanzen eines Anodenelementes aus dem Anodenband und nach dem Ausstanzen eines Kathodenelementes aus dem Kathodenband die Schritte Reinigen des
Anodenelementes und Reinigen des Kathodenelementes auf. Dadurch können Verunreinigungen aus den Ausstanzschritten vermieden werden. Als vorteilhaft hat es sich bei dem Herstellungsverfahren erwiesen, wenn die Anodenzahl gleich der Kathodenzahl ist. In diesem Zusammenhang hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Anodenzahl und die Kathodenzahl aus dem Bereich von 20 bis 50 ausgewählt worden sind. Als eine besonders günstige Anoden- und Kathodenzahl hat sich 30 erwiesen. - -
Des Weiteren kann das Herstellungsverfahren die Schritte Erfassen von vorgegebenen Parameterwerten des Anoden-Separatoren-Kathoden- Separatoren-Stapels, Vergleichen der erfassten Parameterwerte mit einem vorgegebenen Parameterwertbereich und Aussortieren des Anoden- Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapels, wenn die erfassten Parameterwerte außerhalb des vorgegebenen Parameterwertbereiches liegen. Auf diese Weise ist es möglich den Anforderungen nicht genügende Anoden-Separatoren- Kathoden-Separatoren-Stapel frühzeitig aus dem Herstellungssystem zu entnehmen und dadurch zusätzliche Kosten zu vermeiden, die bei einem späteren Aussortieren entstünden.
Außerdem kann das Herstellungsverfahren einen Schritt Fixieren des Anoden- Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapels aufweisen. Darüber hinaus kann das Herstellungsverfahren einen Schritt Schneiden der Anodenelemente und der Kathodenelemente zu Elektroden aufweisen. Weiterhin kann das
Herstellungsverfahren die Schritte Zuführen eines Abieiters an den Anoden- Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapel und Anbringen des Abieiters an den Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapel aufweisen.
Zusätzlich kann bei dem Herstellungsverfahren der Schritt Anbringen des Abieiters an den Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapel die weiteren Schritte Anschweißen des Abieiters an den Anoden-Separatoren- Kathoden-Separatoren-Stapel und Abkleben des Abieiters an dem Anoden- Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapel umfassen, wodurch die Qualität der nachfolgenden Versiegelung erhöht werden kann.
Weiterhin kann das Herstellungsverfahren die Schritte Einbringen des Anoden- Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapels in eine Hülle und Versiegeln der Hülle mit Offenlassen einer Elektrolytzuführung aufweisen. Außerdem kann das Herstellungsverfahren den Schritt Befüllen des Anoden-Separatoren-Kathoden- Separatoren-Stapels über die Elektrolytzuführung mit einem Elektrolyten aufweisen. - -
Darüber hinaus kann das Herstellungsverfahren die Schritte Erfassen von vorgegebenen Zwischenparameterwerten der versiegelten Hülle mit dem
Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapel, Vergleichen der erfassten Zwischenparameterwerte mit einem vorgegebenen Zwischenparameterwert- bereich und Aussortieren der versiegelten Hülle mit dem Anoden-Separatoren- Kathoden-Separatoren-Stapel aufweisen, wenn die erfassten
Zwischenparameterwerte außerhalb des vorgegebenen
Zwischenparameterwertbereiches liegen. Auf diese Weise ist es möglich den Anforderungen nicht genügende versiegelte Hüllen mit den Anoden-Separatoren- Kathoden-Separatoren-Stapeln frühzeitig aus dem Herstellungssystem zu entnehmen und dadurch zusätzliche Kosten zu vermeiden, die bei einem späteren Aussortieren entstünden.
Zusätzlich kann das Herstellungsverfahren die Schritte Endversiegeln der Hülle in eine elektrische Zelle und Beschriften der elektrischen Zelle aufweisen. Hinsichtlich des Systems wird diese Aufgabe durch ein Herstellungssystem elektrischer Zellen umfassend eine Zufuhrvorrichtung mit einer Anodenbandrolle für ein Anodenband, einer Kathodenbandrolle für ein Kathodenband, einer Separatorenrolle für ein Separatorenband, bevorzugt zwei Separatorenrollen für zwei Separatorenbänder, eine Ausstanzvorrichtung ausgestaltet zum
Ausstanzen eines Anodenelementes aus dem Anodenband und zum Ausstanzen eines Kathodenelementes aus dem Kathodenband, eine Schneidevorrichtung ausgestaltet zum Schneiden des Separatorenbandes, bevorzugt ausgestaltet zum Schneiden zweier Separatorenbänder, in Separatorenelemente, eine Aufbringvorrichtung ausgestaltet zum Aufbringen eines Anodenelementes auf ein erstes Separatorenelement zur Bildung eines Anoden-Separatoren-Elementes und ausgestaltet zum Aufbringen eines Kathodenelementes auf ein zweites Separatorenelement zur Bildung eines Kathoden-Separatoren-Elementes, und eine Stapelvorrichtung ausgestaltet zum Stapeln einer Anodenzahl von Anoden- Separatoren-Elementen und einer Kathodenzahl von Kathoden-Separatoren- Elementen zu einem Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapel gelöst. - -
Außerdem kann das Herstellungssystem mindestens eine weitere Vorrichtung aufweisen, die ausgewählt worden ist aus einer Gruppe umfassend: eine Trockenvorrichtung ausgestaltet zum Trocknen des Anodenbandes, zum
Trocknen des Kathodenbandes und zum Trocknen des Separatorenbandes, eine Reinigungsvorrichtung ausgestaltet zum Reinigen des Anodenelementes und zum Reinigen des Kathodenelementes, eine Sortiervorrichtung mit einer
Erfassungseinheit ausgestaltet zum Erfassen von Werten vorgegebener
Parameter des Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapels, einer Vergleichseinheit ausgestaltet zum Vergleichen der erfassten Werte der vorgegebenen Parameter mit einem vorbestimmten Parameterwertbereich und einer Aussortiereinheit ausgestaltet zum Aussortieren des Anoden-Separatoren- Kathoden-Separatoren-Stapels, wenn die erfassten Werte der vorgegebenen Parameter außerhalb des vorbestimmten Parameterwertbereiches liegen, eine Fixiervorrichtung ausgestaltet zum Fixieren des Anoden-Separatoren-Kathoden- Separatoren-Stapels, eine Schneidevorrichtung ausgestaltet zum Schneiden der Anodenelemente und der Kathodenelemente in Elektroden, eine
Ableiterbefestigungsvorrichtung mit einer Zuführungseinheit ausgestaltet zum Zuführen eines Abieiters an den Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren- Stapel, einer Anbringeinheit ausgestaltet zum Anbringen des Abieiters an den Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapel, einer Anschweißeinheit ausgestaltet zum Anschweißen des Abieiters an den Anoden-Separatoren- Kathoden-Separatoren-Stapel und einer Abklebeeinheit ausgestaltet zum
Abkleben des Abieiters an dem Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren- Stapel, eine Umhüllungsvorrichtung mit einer Einbringungseinheit ausgestaltet zum Einbringen des Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapels in eine Hülle und einer Versiegelungseinheit ausgestaltet zum Versiegeln der Hülle mit Offenlassen einer Elektrolytzuführung, eine Befüllungsvorrichtung ausgestaltet zum Befüllen des Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapels über die Elektrolytzuführung mit einem Elektrolyten, eine Endvorrichtung mit einer Endversiegelungseinheit ausgestaltet zum Endversiegeln der Hülle mit dem Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapel in eine elektrische Zell und einer Beschriftungseinheit ausgestaltet zum Beschriften der elektrischen Zelle, - -
eine Zwischensortiervorrichtung mit einer Zwischenerfassungseinheit
ausgestaltet zum Erfassen von Werten vorgegebener Zwischenparameter der versiegelten Hülle mit dem Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapel, einer Zwischenvergleichseinheit ausgestaltet zum Vergleichen der erfassten Werte vorgegebener Zwischenparameter mit einem vorbestimmten
Zwischenparameterwertbereich und einer Zwischenaussortiereinheit ausgestaltet zum Aussortieren der versiegelten Hülle mit dem Anoden-Separatoren- Kathoden-Separatoren-Stapel, wenn die erfassten Werte vorgegebener
Zwischenparameter außerhalb des vorbestimmten Zwischenparameter- wertbereiches liegen, eine Trockenluftaufbereitungsvorrichtung ausgestaltet zum Zuführen aufbereiteter Trockenluft über Trockenluftzufuhrleitungen an die vorstehend aufgeführten Vorrichtungen und die vorstehend aufgeführten
Einheiten bis auf die Zufuhrvorrichtung und die Trockenvorrichtung, eine
Endsortiervorrichtung mit einer Erfassungseinheit ausgestaltet zum Erfassen von Werten vorgegebener Endparameter der elektrischen Zelle, einer
Endvergleichseinheit ausgestaltet zum Vergleichen der erfassten Werte vorgegebener Endparameter mit einem vorbestimmten
Endparameterwertbereich und einer Endaussortiereinheit ausgestaltet zum Aussortieren der elektrischen Zelle, wenn die erfassten Werte der vorgegebenen Endparameter außerhalb des vorbestimmten Endparameterwertbereiches liegen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine elektrische Zelle für eine elektrochemische Energiespeichervorrichtung, die nach einem vorstehend genannten Herstellungsverfahren oder in dem vorstehend genannten
Herstellungssystem hergestellt worden ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeit der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen
Herstellungssystem elektrischer Zellen, - -
. 2 eine schematische Draufsicht auf das in Fig. 1 gezeigte
Herstellungssystem,
Fig. 3 einen ersten Abschnitt eines Flussdiagramms zu einem
erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren, Fig. 4 einen zweiten Abschnitt des Flussdiagramms zu dem
Herstellungsverfahren und
Fig. 5 einen dritten Abschnitt des Flussdiagramms zu dem
Herstellungsverfahren.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung im Querschnitt eines
Herstellungssystems 50 nach der vorliegenden Erfindung und Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf das Herstellungssystem 50. In einer
Zufuhrvorrichtung 4 sind eine Anodenbandrolle 1 für ein Anodenband, eine Kathodenbandrolle 2 für ein Kathodenband 20 sowie zwei Separatorenrollen 3a und 3b für Separatorenbänder 30 angeordnet. Das Anodenband, das
Kathodenband 20 und die Separatorenbänder 30 werden in eine
Trockenvorrichtung 5 geführt, an die eine separate Trockenluftaufbereitungs- und Kühlvorrichtung 22 angeschlossen ist.
Über eine Durchgangsvorrichtung 26 werden das Anodenband, das
Kathodenband 20 und die Separatorenbänder 30 zur einer Ausstanzvorrichtung 6 geführt, die über eine Trockenluftzufuhrleitung 21 mit einer
Trockenluftaufbereitungsvorrichtung 17 verbunden ist. Mittels der
Ausstanzvorrichtung 6 werden Anodenelemente aus dem Anodenband und Kathodenelemente aus dem Kathodenband 20 gestanzt. Über Transportbänder werden die Anodenelemente und die Kathodenelemente einer
Reinigungsvorrichtung 18 zuführt, die zum Reinigen der Anodenelemente und der Kathodenelemente ausgestaltet ist. Die Separatorenbänder 30 werden einer Schneidevorrichtung 7 zugeführt, die zum Schneiden der Separatorenbänder 30 in Separatorenelemente ausgestaltet ist. Das Schneiden kann z. B. mittels - -
Lasereinheiten durchgeführt werden. Die Reinigungsvorrichtung 18 und die Schneidevorrichtung 7 sind auch über die Trockenluftzufuhrleitung 21 mit der Trockenluftaufbereitungsvorrichtung 17 verbunden.
Die gereinigten Anodenelemente und Kathodenelemente und die geschnittenen Separatorenelemente werden einer Aufbringvorrichtung 8 zugeführt, die zum Aufbringen der Anodenelemente und der Kathodenelemente auf die
Separatorenelemente ausgestaltet ist, um Anoden-Separatoren-Elementen und Kathoden-Separatoren-Elementen zu bilden. Mittels einer Stapelvorrichtung 9 werden die Anoden-Separatoren-Elemente und die Kathoden-Separatoren- Elemente zu Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapel gestapelt.
In einer Sortiervorrichtung 10 werden mit einer Erfassungseinheit, z. B. mit einer Kamera, Werte vorgegebener Parameter der Anoden-Separatoren-Kathoden- Separatoren-Stapel erfasst. Diese erfassten Werte der vorgegebenen Parameter werden in einer Vergleichseinheit mit einem vorbestimmten Parameterbereich verglichen und diejenigen Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapei, deren erfassten Parameterwerte außerhalb des vorbestimmten
Parameterbereichs liegen, werden über eine Aussortiereinheit aus der
Produktionslinie aussortiert.
Mittels einer Fixiervorrichtung 1 1 werden die als in Ordnung befundenen
Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapel fixiert und in einer
Elektrodenschneidevorrichtung 19 werden die Anodenelemente und die
Kathodenelemente als Elektroden zurecht geschnitten. Die Fixiervorrichtung 1 1 und die Elektrodenschneidevorrichtung 19 sind auch über die
Trockenluftzufuhrleitung 21 mit der Trockenluftaufbereitungsvorrichtung 17 verbunden.
In einer Ableiterbefestigungsvorrichtung 12 werden den fixierten Anoden- Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapeln über eine Ableiterzuführeinheit Abieiter zuführt und mittels einer Anbringeinheit werden die Abieiter an die fixierten Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapel angebracht, wobei - -
die Anbringeinheit eine Anschweißeinheit 13 zum Anschweißen der Abieiter an die Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapel und eine Abklebeeinheit zum Abkleben der angeschweißten Abieiter umfasst. Die
Ableiterbefestigungsvorrichtung 12 und die Anschweißeinheit 13 sind auch über die Trockenluftzufuhrleitung 21 mit der Trockenluftaufbereitungsvorrichtung 17 verbunden.
Die Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapel mit den angebrachten Abieitern werden einer Umhüllungsvorrichtung zugeführt, die eine
Einbringungseinheit 14 zum Einbringen dieser Anoden-Separatoren-Kathoden- Separatoren-Stapel in Hüllen und eine Versiegelungseinheit 15 zum Versiegeln der Hüllen bei Offenlassen einer Elektrolytzuführung aufweist. Die
Einbringungseinheit 14 und die Versiegelungseinheit 15 sind auch über die Trockenluftzufuhrleitung 21 mit der Trockenluftaufbereitungsvorrichtung 17 verbunden.
In einer Zwischensort/ervorrichtung 25 werden mit einer
Zwischenerfassungseinheit Werte vorgegebener Zwischenparameter der versiegelten Hüllen mit den Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapeln erfasst. Diese erfassten Werte der vorgegebenen Zwischenparameter werden in einer Zwischenvergleichseinheit mit einem vorbestimmten
Zwischenparameterbereich verglichen und diejenigen versiegelten Hüllen mit den Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapeln, deren erfassten Zwischenparameterwerte außerhalb des vorbestimmten
Zwischenparameterbereichs liegen, werden über eine Zwischenaussortiereinheit aus der Produktionslinie aussortiert.
In einer Befüllungsvorrichtung 16 werden die als in Ordnung befundenen umhüllten Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapel über die
Elektrolytzuführung mit einem Elektrolyten befüllt, wobei der Elektrolytvorrat sich in Elektrolytvorratsbehältern 25 außerhalb des Trockenraumes befinden kann, wohingegen die Befüllungsvorrichtung 16 über die Trockenluftzufuhrleitung 21 mit der Trockenluftaufbereitungsvorrichtung 17 verbunden ist. - -
In einer Endvorrichtung werden die Hüllen der befüllten Anoden-Separatoren- Kathoden-Separatoren-Stapel mit einer Endversiegelungseinheit zu elektrischen Zellen endversiegelt und mit einer Beschriftungseinheit werden diese beschriftet, wobei die Endvorrichtung über die Trockenluftzufuhrleitung 21 mit der
Trockenluftaufbereitungsvorrichtung 17 verbunden ist.
In einer Endsortiervorrichtung 27 werden mit einer Enderfassungseinheit Werte vorgegebener Endparameter der elektrischen Zellen erfasst. Diese erfassten Werte der vorgegebenen Endparameter werden in einer Endvergleichseinheit mit einem vorbestimmten Endparameterbereich verglichen und diejenigen
elektrischen Zellen, deren erfassten Endparameterwerte außerhalb des vorbestimmten Endparameterbereichs liegen, werden über eine
Endaussortiereinheit aussortiert.
Die Figuren 3 bis 5 zeigen ein Flussdiagramm zu dem Herstellungsverfahren elektrischer Zellen nach der vorliegenden Erfindung. Aus der Fig. 1 ist zu erkennen, dass in den Schritten S1a, S1 und Sic entsprechend ein
Anodenband, ein Kathodenband und ein Separatorenband, vorzugsweise zwei Separatorenbänder, zugeführt und in den Schritten S2a, S2b und S2c
entsprechend das Anodenband, das Kathodenband und die Separatorenbänder getrocknet werden. Anschließend werden in den Schritten S3a und S3b entsprechend Anodenelemente aus dem Anodenband und Kathodenelemente aus dem Kathodenband ausgestanzt. Nachfolgend werden in den Schritten S4a und S4b entsprechend die ausgestanzten Anodenelemente und
Kathodenelemente gereinigt und in dem Schritt S5 werden Separatorenelemente aus den Separatorenbändern geschnitten. Anschließend werden in den Schritten S6a und S6b entsprechend die
gereinigten Anodenelemente auf erste Separatorenelemente zur Bildung von Anoden-Separatoren-Elementen und die gereinigten Kathodenelemente auf zweite Separatorenelemente zur Bildung von Kathoden-Separatoren-Elementen aufgebracht. Nachfolgend werden in einem Schritt S7 die von Anoden- Separatoren-Elemente und die Kathoden-Separatoren-Elemente zu Anoden- - -
Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapeln gestapelt.
In einem Schritt S8 werden Werte vorgegebener Parameter der Anoden- Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapel erfasst und in einem Schritt S9 werden die erfassten Werte der vorgegebenen Parameter mit einem
vorbestimmten Parameterbereich verglichen. Falls die erfassten Werte der vorgegebenen Parameter außerhalb des vorbestimmten Parameterbereichs liegen, werden die als nicht in Ordnung befundenen Anoden-Separatoren- Kathoden-Separatoren-Stapel in einem Schritt S10 aussortiert.
Aus der Fig. 4 ist zu ersehen, dass anderenfalls das Herstellungsverfahren mit dem Schritt S1 1 fortfährt, bei dem der Anoden-Separatoren-Kathoden- Separatoren-Stapel fixiert wird. Anschließend werden in dem Schritt S12 die Anodenelemente und die Kathodenelemente des Anoden-Separatoren- Kathoden-Separatoren-Stapels als Elektroden zurecht geschnitten.
In einem Schritt S13 werden Abieiter an die Anoden-Separatoren-Kathoden- Separatoren-Stapel in die Produktionsline zugeführt. Anschließend werden in einem Schritt S14 die Abieiter an die Anoden-Separatoren-Kathoden- Separatoren-Stapel angebracht, wobei der Schritt S14 den Schritt S15 des Anschweißens der Abieiter an die Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren- Stapel und den Schritt S16 des Abklebens der Abieiter an den Anoden- Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapeln umfasst. In einem Schritt S17 werden diese Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapel mit den Abieitern in Hüllen eingebracht, die in einem Schritt S18 versiegelt werden.
In einem Schritt S19 werden Werte vorgegebener Zwischenparameter der versiegelten Hüllen mit den Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapeln erfasst und in einem Schritt S20 werden die erfassten Werte der vorgegebenen Zwischenparameter mit einem vorbestimmten Zwischenparameterbereich verglichen. Falls die erfassten Werte der vorgegebenen Zwischenparameter außerhalb des vorbestimmten Zwischenparameterbereichs liegen, werden die als nicht in Ordnung befundenen versiegelten Hüllen mit den Anoden- - -
Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapeln in einem Schritt S21 aussortiert.
Aus der Fig. 5 ist zu ersehen, dass anderenfalls das Herstellungsverfahren mit dem Schritt S22 fortfährt, bei dem die Anoden-Separatoren-Kathoden- Separatoren-Stapel mit einem Elektrolyten befüllt werden und in einem Schritt S23 zu den elektrischen Zellen endversiegelt werden. Anschließend werden die elektrischen Zellen in einem Schritt S24 beschriftet.
In einem Schritt S25 werden Werte vorgegebener Endparameter der elektrischen Zellen erfasst und in einem Schritt S26 werden die erfassten Werte der vorgegebenen Endparameter mit einem vorbestimmten Endparameterbereich verglichen. Falls die erfassten Werte der vorgegebenen Endparameter außerhalb des vorbestimmten Endparameterbereichs liegen, werden die als nicht in
Ordnung befundenen elektrischen Zellen in einem Schritt S27 aussortiert.
Anderenfalls werden in einem Schritt S28 die als in Ordnung erfassten elektrischen Zellen abgeführt.
- -
Bezugszeichenliste
1 Anodenbandrolle
2 Kathodenbandrolle
3a, 3b Separatorenbandrolle
4 Zufuhrvorrichtung
5 Trockenvorrichtung
6 Ausstanzvorrichtung
7 Schneidevorrichtung
8 Aufbringvorrichtung
9 Stapelvorrichtung
10 Sortiervorrichtung
11 Fixiervorrichtung
12 Ableiterbefestigungsvorrichtung
13 Anschweißeinheit
14 Einbringungseinheit
15 Versiegelungseinheit
16 Befüllungsvorrichtung
17 Trockenluftaufbereitungsvorrichtung
18 Reinigungsvorrichtung
19 Elektrodenschneidevorrichtung
20 Kathodenband
21 Trockenluftzufuhrleitung
22 Trockenluftaufbereitungs- und Kühlvorrichtung
23 Hüllenzufuhrsvorrrichtung
24 Zwischensortiervorrichtung
25 Elektrolytvorratsbehälter
26 Durchgangsvorrichtung
27 Endsortiervorrichtung
50 Herstellungssystem - -
S1a Zuführen eines Anodenbandes
S1b Zuführen eines Kathodenbandes
Sic Zuführen eines Separatorenbandes
S2a Trocknen des Anodenbandes
S2b Trocknen des Kathodenbandes
S2c Trocknen des Separatorenbandes
S3a Ausstanzen eines Anodenelementes
S3b Ausstanzen eines Kathodenelementes
S4a Reinigen des Anodenelementes
S4b Reinigen des Kathodenelementes
S5 Schneiden des Separatorenbandes in Separatorenelemente
S6a Aufbringen eines Anodenelementes auf ein erstes Separatorenelement
S6b Aufbringen eines Kathodenelementes auf ein zweites Separatorenelement
57 Stapeln einer Anodenzahl von Anoden-Separatoren-Elementen und einer Kathodenzahl von Kathoden-Separatoren-Elementen
58 Erfassen von vorgegebenen Parameterwerten des Anoden-Separatoren- Kathoden-Separatoren-Stapeis
59 Vergleichen der erfassten Parameterwerte mit einem vorgegebenen
Parameterwertbereich
S10 Aussortieren des Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapels, wenn die erfassten Parameterwerte außerhalb des vorgegebenen
Parameterwertbereiches liegen
51 1 Fixieren des Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapels
512 Schneiden der Anoden-Elemente und der Kathoden-Elemente
S13 Zuführen eines Abieiters an den Anoden-Separatoren-Kathoden- Separatoren-Stapel
514 Anbringen des Abieiters an den Anoden-Separatoren-Kathoden- Separatoren-Stapel
515 Anschweißen des Abieiters an den Anoden-Separatoren-Kathoden- Separatoren-Stapel
516 Abkleben des Abieiters an dem Anoden-Separatoren-Kathoden- Separatoren-Stapel - -
517 Einbringen des Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapels in eine Hülle
518 Versiegeln der Hülle
519 Erfassen von vorgegebenen Zwischenparameterwerten der versiegelten Hülle mit dem Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapel
520 Vergleichen der erfassten Zwischenparameterwerte mit einem
vorgegebenen Zwischenparameterwertbereich
521 Aussortieren der versiegelten Hülle mit dem Anoden-Separatoren- Kathoden-Separatoren-Stapel, wenn die erfassten
Zwischenparameterwerte außerhalb des vorgegebenen
Zwischenparameterwertbereich liegen
522 Befüllen des Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapels mit einem Elektrolyten
523 Endversiegeln der Hülle
S24 Beschriften der elektrischen Zelle
525 Erfassen von vorgegebenen Endparameterwerten der elektrischen Zelle
526 Vergleichen der erfassten Endparameterwerte mit einem vorgegebenen Endparameterwertbereich
527 Aussortieren der elektrischen Zelle, wenn die erfassten
Endparameterwerte außerhalb des vorgegebenen
Endparameterwertbereich liegen
528 Abführen der als in Ordnung erfassten elektrischen Zellen

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Verfahren zur Herstellung elektrischer Zellen für elektrochemische Energiespeichervorrichtungen, wobei das Herstellungsverfahren die Schritte umfasst:
(S1 a) Zuführen eines Anodenbandes,
(S1 b) Zuführen eines Kathodenbandes (20),
(Si c) Zuführen eines Separatorenbandes (30), bevorzugt zweier
Separatorenbänder,
(S3a) Ausstanzen eines Anodenelementes aus dem
Anodenband,
(S3b) Ausstanzen eines Kathodenelementes aus dem
Kathodenband (20),
(S5) Schneiden des Separatorenbandes (30), bevorzugt zweier Separatorenbänder (30), in Separatorenelemente,
(S6a) Aufbringen eines Anodenelementes auf ein erstes
Separatorenelement zur Bildung eines Anoden- Separatoren-Elementes,
(S6b) Aufbringen eines Kathodenelementes auf ein zweites
Separatorenelement zur Bildung eines Kathoden- Separatoren-Elementes und
(S7) Stapeln einer Anodenzahl von Anoden-Separatoren- Elementen und einer Kathodenzahl von Kathoden- Separatoren-Elementen zur Bildung eines Anoden- Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapels.
Herstellungsverfahren elektrischer Zellen nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch die Schritte:
(S2a) Trocknen des Anodenbandes,
(S2b) Trocknen des Kathodenbandes (20), (S2c) Trocknen des Separatorenbandes (30) nach den Schritten (S1a), (S1b) und (Sic).
Herstellungsverfahren elektrischer Zellen nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Schritte:
(S4a) Reinigen des Anodenelementes und
(S4b) Reinigen des Kathodenelementes
nach den Schritten (S3a) und (S3b).
Herstellungsverfahren elektrischer Zellen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anodenzahl gleich der
Kathodenzahl ist.
Herstellungsverfahren elektrischer Zellen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anodenzahl und die Kathodenzahl aus dem Bereich von 20 bis 50 ausgewählt worden sind.
Herstellungsverfahren elektrischer Zellen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Schritte:
(58) Erfassen von Werten vorgegebener Parameter des
Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapels,
(59) Vergleichen der in dem Schritt (S8) erfassten Werte der
Parameter mit einem vorbestimmten
Parameterwertbereich und
(S10) Aussortieren des Anoden-Separatoren-Kathoden- Separatoren-Stapels, wenn die in dem Schritt (S8) erfassten Werte der Parameter außerhalb des
vorbestimmten Parameterwertbereiches liegen.
7. Herstellungsverfahren elektrischer Zellen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Schritt:
(511 ) Fixieren des Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren- Stapels.
Herstellungsverfahren elektrischer Zellen nach einem der Ansprüche 1 bis
7, gekennzeichnet durch einen Schritt:
(512) Schneiden der Anoden-Elemente und der Kathoden- Elemente zu Elektroden.
Herstellungsverfahren elektrischer Zellen nach einem der Ansprüche 1 8, gekennzeichnet durch die Schritte:
(513) Zuführen eines Abieiters an den Anoden-Separatoren- Kathoden-Separatoren-Stapel und
(514) Anbringen des Abieiters an den Anoden-Separatoren- Kathoden-Separatoren-Stapel.
Herstellungsverfahren elektrischer Zellen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (S13) die weiteren Schritte umfasst:
(515) Anschweißen des Abieiters an den Anoden-Separatoren Kathoden-Separatoren-Stapel und
(516) Abkleben des Abieiters an dem Anoden-Separatoren- Kathoden-Separatoren-Stapel.
Herstellungsverfahren elektrischer Zellen nach Anspruch 10,
gekennzeichnet durch die Schritte:
(517) Einbringen des Anoden-Separatoren-Kathoden
Separatoren-Stapels in eine Hülle und
(518) Versiegeln der Hülle mit Offenlassen einer
Elektrolytzuführung. Herstellungsverfahren elektrischer Zellen nach Anspruch 1 1 ,
gekennzeichnet durch den Schritt:
(522) Befüllen des Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren- Stapels über die Elektrolytzuführung mit einem
Elektrolyten.
Herstellungsverfahren elektrischer Zellen nach Anspruch 12,
gekennzeichnet durch die Schritte:
(523) Endversiegeln der Hülle und
(524) Beschriften der elektrischen Zelle.
System (50) zur Herstellung elektrischer Zellen gemäß einem
Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 aufweisend:
- eine Zufuhrvorrichtung (4) mit einer Anodenbandrolle (1 ) für ein Anodenband, einer Kathodenbandrolle (2) für ein Kathodenband (20), einer Separatorenrolle (3a, 3b) für ein Separatorenband (30), bevorzugt zwei Separatorenrollen (3a, 3b) für zwei Separatorenbänder (30),
- eine Ausstanzvorrichtung (6) ausgestaltet zum Ausstanzen eines Anodenelementes aus dem Anodenband und zum Ausstanzen eines Kathodenelementes aus dem Kathodenband (20),
- eine Schneidevorrichtung (7) ausgestaltet zum Schneiden des Separatorenbandes (30), bevorzugt ausgestaltet zum
Schneiden zweier Separatorenbänder (30), in
Separatorenelemente,
- eine Aufbringvorrichtung (8) ausgestaltet zum Aufbringen eines Anodenelementes auf ein erstes Separatorenelement zur Bildung eines Anoden-Separatoren-Elementes und ausgestaltet zum Aufbringen eines Kathodenelementes auf ein zweites Separatorenelement zur Bildung eines Kathoden-Separatoren- Elementes, und
- eine Stapelvorrichtung (9) ausgestaltet zum Stapeln einer
Anodenzahl von Anoden-Separatoren-Elementen und einer Kathodenzahl von Kathoden-Separatoren-Elementen zu einem Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapel.
System (50) zur Herstellung elektrischer Zellen nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das System (50) mindestens eine weitere Vorrichtung aufweist, die ausgewählt worden ist aus einer Gruppe umfassend:
- eine Trockenvorrichtung (5) ausgestaltet zum Trocknen des Anodenbandes, zum Trocknen des Kathodenbandes (20) und zum Trocknen des Separatorenbandes (30),
- eine Reinigungsvorrichtung (18) ausgestaltet zum Reinigen des Anodenelementes und zum Reinigen des Kathodenelementes,
- eine Sortiervorrichtung (10) mit einer Erfassungseinheit
ausgestaltet zum Erfassen von Werten vorgegebener Parameter des Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapels, einer Vergleichseinheit ausgestaltet zum Vergleichen der erfassten Werte der Parameter mit einem vorbestimmten
Parameterwertbereich und einer Aussortiereinheit ausgestaltet zum Aussortieren des Anoden-Separatoren-Kathoden- Separatoren-Stapels, wenn die erfassten Werte der Parameter außerhalb des vorbestimmten Parameterwertbereiches liegen,
- eine Fixiervorrichtung (11) ausgestaltet zum Fixieren des
Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapels,
- eine Elektrodenschneidevorrichtung (19) ausgestaltet zum
Schneiden der Anoden-Elemente und der Kathoden-Elemente in Elektroden,
- eine Ableiterbefestigungsvorrichtung (12) mit einer
Zuführungseinheit ausgestaltet zum Zuführen eines Abieiters an den Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapel, einer Anbringeinheit ausgestaltet zum Anbringen des Abieiters an den Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapel, einer Anschweißeinheit (13) ausgestaltet zum Anschweißen des Abieiters an den Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren- Stapel und einer Abklebeeinheit ausgestaltet zum Abkleben des Abieiters an dem Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren- Stapel,
eine Umhüllungsvorrichtung mit einer Einbringungseinheit (14) ausgestaltet zum Einbringen des Anoden-Separatoren- Kathoden-Separatoren-Stapels in eine Hülle und einer
Versiegelungseinheit (15) ausgestaltet zum Versiegeln der Hülle mit Offenlassen einer Elektrolytzuführung,
eine Befüllungsvorrichtung (16) ausgestaltet zum Befüllen des Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren-Stapels über die Elektrolytzuführung mit einem Elektrolyten,
eine Zwischensortiervorrichtung (24) mit einer
Zwischenerfassungseinheit ausgestaltet zum Erfassen von Werten vorgegebener Zwischenparameter der versiegelten Hülle mit dem Anoden-Separatoren-Kathoden-Separatoren- Stapel, einer Zwischenvergleichseinheit ausgestaltet zum Vergleichen der erfassten Werte der Zwischen parameter mit einem vorbestimmten Zwischenparameten/vertbereich und einer Zwischenaussortiereinheit ausgestaltet zum Aussortieren der versiegelten Hülle mit dem Anoden-Separatoren-Kathoden- Separatoren-Stapel, wenn die erfassten Werte der
Zwischenparameter außerhalb des vorbestimmten
Zwischenparameterwertbereiches liegen,
eine Endvorrichtung mit einer Endversiegelungseinheit ausgestaltet zum Endversiegeln der Hülle in eine elektrische Zelle und einer Beschriftungseinheit ausgestaltet zum
Beschriften der elektrischen Zelle,
eine Trockenluftaufbereitungsvorrichtung (17) ausgestaltet zum Zuführen aufbereiteter Trockenluft über
Trockenluftzufuhrleitungen (21) an die vorstehend aufgeführten Vorrichtungen (6, 7, 8, 9, 10, 11 , 12, 16, 18, 19, 24) und die vorstehend aufgeführten Einheiten (13, 14, 15) bis auf die Zufuhrvorrichtung (4) und die Trockenvorrichtung (5),
- eine Endsortiervorrichtung (27 ) mit einer Erfassungseinheit ausgestaltet zum Erfassen von Werten vorgegebener
Endparameter der elektrischen Zelle, einer Endvergleichseinheit ausgestaltet zum Vergleichen der erfassten Werte der
Endparameter mit einem vorbestimmten
Endparameterwertbereich und einer Endaussortiereinheit ausgestaltet zum Aussortieren der elektrischen Zelle, wenn die erfassten Werte der Endparameter außerhalb des
vorbestimmten Endparameterwertbereiches liegen.
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