EP2883264A1 - Verfahren zur formierung einer elektrochemischen zelle, elektrochemische zelle und batterie - Google Patents

Verfahren zur formierung einer elektrochemischen zelle, elektrochemische zelle und batterie

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EP2883264A1
EP2883264A1 EP13741679.8A EP13741679A EP2883264A1 EP 2883264 A1 EP2883264 A1 EP 2883264A1 EP 13741679 A EP13741679 A EP 13741679A EP 2883264 A1 EP2883264 A1 EP 2883264A1
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EP
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forming
contact element
contacting
contact
electrochemical cell
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13741679.8A
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English (en)
French (fr)
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Magnus Mickel
Markus Wohnig
Iris Stiebert
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Withdrawn legal-status Critical Current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 invention relates to a method for forming an electrochemical cell for a preferably designed for use in motor vehicles battery and correspondingly formed electrochemical cells and a
  • electrochemical cells It is known in the manufacture of electrochemical cells to improve the intrinsic shadow, to subject the cells of a formation.
  • the formation comprises, preferably multiple charging and discharging of the electrochemical cells.
  • Various methods for the formation of electrochemical cells and correspondingly formed electrochemical cells and batteries with these electrochemical cells are known from the prior art. Especially for applications in motor vehicles, improved methods for forming electrochemical cells are desired.
  • the dependent claims relate to advantageous developments of the invention.
  • This object is achieved in a method for forming a first cell having a first Abieiter and a second Abieiter electrochemical cell for a preferably designed for use in motor vehicles battery by means of a first contact element and a second contact element having forming unit, wherein the first Abieiter a first, detachably formed Form ists. mecanicsabterrorism and the second conductor has a second detachably formed forming contacting portion, characterized in that the method comprises the steps of: a step of pressing the first contact element of the forming unit onto the first forming contacting section of the first conductor, a step of pressing the second contact element of the forming unit to the second forming contacting portion of the second discharger, a step of performing a forming treatment, a step of separating ns of the first forming-contacting portion of the first absorber and a step of
  • An advantage of this embodiment is that the contacting of the forming unit with the electrochemical cell and, consequently, their formation can be improved. Another advantage of this embodiment is that the formation can be carried out accelerated, since - without adversely affecting the final state of the first Abieiters and the final state of the second Abieiters - when forming the Form ists- contacting sections can be optionally more heavily loaded.
  • An electrochemical cell is understood to mean an electrochemical energy store for the present invention, that is to say a device which stores energy in chemical form, delivers it in electrical form to a consumer and preferably can also receive it in electrical form from a charging device.
  • electrochemical energy Memories are galvanic cells or fuel cells.
  • the electrochemical cell has at least a first and a second device for storing electrically different charges, which are configured as an electrode arrangement, as well as a means for establishing an electrically operative connection of both said devices, wherein charge carriers can be displaced between these two devices.
  • an electrolyte which acts as an ion conductor.
  • the step of pressing the first contact member is performed such that surface layers of the first formation contacting portion are pierced.
  • the step of pressing the second contact element is performed such that surface layers of the second
  • the first contact element of the forming unit preferably has at least one tip. Further preferred in the
  • the first contact element is preferably designed as a first number of first contact pins, with the first contact element particularly preferably having three first contact pins. According to a further preferred embodiment, only a first contact pin is formed in the first contact element. Further preferred in the method is the second
  • Contact element formed as a second number of second contact pins, wherein more preferably, the second contact element has three second contact pins. According to a further preferred embodiment, only a second contact pin is formed in the second contact element.
  • the first contact pins are preferably mounted individually. Further preferably, in the method, the second contact pins are mounted individually.
  • the first contact element preferably has at its contact end at least one crown having contact points, with the first contact element particularly preferably having three crowns with preferably four contact prongs.
  • the second contact element has on its contacting end at least one contact prongs crown, wherein particularly preferably the second contact element has three crowns with preferably four contact prongs.
  • the method further comprises the following steps: a step of acquiring first parameter data of the first contact of the first contact element of the forming unit with the first forming contact section of the first conductor, a step of supplying the detected first parameter data to a controller and a step of performing a first contacting change in response to the detected first parameter data when the detected first parameter data has a predetermined first threshold.
  • the method further comprises the following steps: a step of acquiring second parameter data of the second contacting of the second contact element of the forming unit with the second one
  • Parameter data of the contacting at least one of the following steps: a step of detecting a first transition resistance of the first contact of the first contact element of the forming unit with the first Form istsAuthtechniksabrough the first Abieiters and / or a step of detecting a first temperature of the first contact of the first contact element of the forming unit with the first forming-contacting portion of the first Abieiters.
  • the step of acquiring second parameter data comprises
  • the step of performing a first contacting change comprises the step of: increasing a first pressure with which the first contact element contacts the first one
  • the step of performing a second contacting change comprises the step of: increasing a second pressure with which the second contact element is pressed against the second forming contacting portion of the second conductor.
  • the step of performing a second contacting change comprises the step of: increasing a second pressure with which the second contact element is pressed against the second forming contacting portion of the second conductor.
  • Forming process comprising the steps of: a step of performing a first forming of the electrochemical cell in a range of 25 to 40% of the rated capacity, a step of performing a second forming of the electrochemical cell in a range of 75 to 90% of the rated capacity and a step of Performing a third forming of the electrochemical cell at 100% of the rated capacity.
  • the first formation-contacting portion is disposed at an outer end of the first Abieiters.
  • the second FormsammlungsAuthtechnik istsabterrorism is disposed at an outer end of the second Abieiters.
  • this object is achieved in a battery with an electrochemical cell, characterized in that the electrochemical cells of the battery has been formed with a method described above.
  • FIG. 2a is a first detail view of the flowchart shown in FIG. 1 with regard to the acquisition of first parameter data
  • FIG. 2b shows a second detailed representation of the flow chart shown in FIG. 1 with regard to the acquisition of second parameter data
  • Fig. 3 is a third detail view of the flowchart shown in Fig. 1 with respect to the execution of a forming treatment according to a preferred embodiment.
  • Fig. 1 shows a flow chart of a method for forming an electrochemical cell according to an embodiment of the present invention.
  • the electrochemical cell has a first conductor having a first forming contacting section and a second conductor having a second forming contacting section.
  • the forming unit has a first contact element for the first Form michs gleich ists- section of the first Abieiters and a second contact element for the second Form ists gleich istsabrough of the second Abieiters.
  • a step S1 a the first contact element of the forming unit is pressed against the first forming contacting section of the first conductor.
  • a step S1 b the second contact element of the forming unit is pressed onto the second Form istsKey istsabterrorism the second Abieiters, wherein the steps S1a and S1 b can be performed simultaneously or in an arbitrary order to each other.
  • first parameter data of the first contacting of the first contact element of the forming unit with the first forming contacting section of the first conductor is detected in a step S2a.
  • the step S2a of acquiring the first parameter data may comprise a step 2a 'of detecting a first transition Resistance of the first contacting of the first contact element of the forming unit with the first Form michsAuthtechniksabterrorism the first Abieiters and / or a step 2a "of detecting a first temperature of the first contact of the first contact element of the forming unit with the first Form michsAuthtechniksabterrorism the first Abieiters.
  • second parameter data of the second contacting of the second contact element of the forming unit with the second forming contacting section of the second conductor can be detected in a step 2b, wherein steps S2a and S2b can be performed simultaneously or in an arbitrary order.
  • the step S2b of acquiring the second parameter data may comprise a step 2b 'of detecting a second transition resistance of the second contacting of the second contact element of the forming unit with the second forming contacting section of the second conductor and / or one step 2b "of detecting a second temperature of the second contacting of the second contact element of the forming unit with the second Form istsAuth istsabrough of the second Abieiters.
  • the detected first parameter data can be fed to a controller in a step S3a and the detected second parameter data can be fed to a controller in a step S3b, the steps S3a and S3b simultaneously or in a freely selectable order can be performed.
  • a change in the first contact can be carried out as a function of the detected first parameter data if the acquired first parameter data is a have the first threshold.
  • a change in the second contact can be carried out as a function of the detected second parameter data if the detected second parameter data have a predetermined second threshold value, wherein the steps S4a and S4b can be performed simultaneously or in an arbitrary order.
  • the step S4a of performing a change of the first contacting a step S4a 'of increasing a first pressure, with the first contact element is pressed onto the first Form istsKey istsabterrorism the first Abieiters have.
  • the step S4b of performing a change of the second contacting may include a step S4b 'of increasing a second pressure with which the second contact member is pressed onto the second forming contacting portion of the second conductor.
  • Fig. 1 shows that in the method of the present invention, a forming treatment of the electrochemical cell is performed in a step S5, and Fig. 3 shows a flow chart of a preferred embodiment for carrying out the forming treatment of electrochemical cells.
  • a step S5a a first formation of the electrochemical cell, preferably in a range of 25 to 40% of the rated capacity is performed, and in a step S5b, a second forming of the electrochemical cell, preferably in a range of 75 to 90% of the rated capacity is performed, and in a step S5c, a third forming of the precursor of the electrochemical cell, preferably to 100% of the rated capacity is performed.
  • the first forming contacting portion is separated in a step S6a, and the second forming contacting portion is formed in a step S6b separated, wherein the steps S6a and S6b can be performed simultaneously or in an arbitrary order arbitrary order.
  • Abieiters Supplying the acquired first parameter data to a controller supplying the acquired second parameter data to a controller

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Abstract

Das Verfahren zur Formierung einer einen ersten Ableiter und einen zweiten Ableiter aufweisenden elektrochemischen Zelle für eine vorzugsweise zur Anwendung in Kraftfahrzeugen ausgestalteten Batterie mittels einer ein erstes Kontaktelement und ein zweites Kontaktelement aufweisenden Formierungseinheit, wobei der erste Ableiter einen ersten, abtrennbar ausgebildeten Formierungskontaktierungsabschnitt und der zweite Ableiter einen zweiten, abtrennbar ausgebildeten Formierungskontaktierungsabschnitt aufweist, weist die Schritte auf: (S1a) Andrücken des ersten Kontaktelementes der Formierungseinheit auf den ersten Formierungskontaktierungsabschnitt des ersten Ableiters, (S1b) Andrücken des zweiten Kontaktelementes der Formierungseinheit auf den zweiten Formierungskontaktierungsabschnitt zweiten Ableiters, (S5) Durchführen einer Formierungsbehandlung, (S6a) Abtrennen des ersten Formierungskontaktierungsabschnitts von dem ersten Ableiter und (S6b) Abtrennen des zweiten Formierungskontaktierungsabschnitts von dem zweiten Ableiter.

Description

Verfahren zur Formierung einer elektrochemischen Zelle, elektrochemische Zelle und Batterie
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Formierung einer elektrochemischen Zelle für eine vorzugsweise zur Anwendung in Kraftfahrzeugen ausgestalteten Batterie sowie entsprechend formierte elektrochemische Zellen und eine
Batterie mit diesen elektrochemischen Zellen.
Hiermit wird der gesamte Inhalt der Prioritätsanmeldungen DE 10 2012 015 575 und DE 10 2012 017 829 durch Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Anmeldung.
Es ist bei der Herstellung elektrochemischer Zellen zur Verbesserung der Eigen- schatten bekannt, die Zellen einer Formierung zu unterziehen. Die Formierung umfasst ein, bevorzugt mehrfaches Laden und Entladen der elektrochemischen Zellen. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Formierung elektrochemischer Zellen sowie entsprechend formierte elektrochemische Zellen und Batterien mit diesen elektrochemischen Zellen bekannt. Besonders für An- Wendungen in Kraftfahrzeugen sind verbesserte Verfahren zur Formierung elektrochemischer Zellen erwünscht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Verfahren zur Formierung elektrochemischer Zellen sowie entsprechend formierte elektrochemische Zellen bzw. Batterien bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Formierung elektrochemischer Zellen nach Anspruch 1 , eine elektrochemische Zelle nach Anspruch 11 sowie eine Batterie nach Anspruch 13 gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Formierung einer einen ersten Abieiter und einen zweiten Abieiter aufweisenden elektrochemischen Zelle für eine vorzugsweise zur Anwendung in Kraftfahrzeugen ausgestalteten Batterie mittels einer ein erstes Kontaktelement und ein zweites Kontaktelement aufweisenden Formierungseinheit, wobei der erste Abieiter einen ersten, abtrennbar ausgebildeten Formierungskontaktierungsabschnitt und der zweite Abieiter einen zweiten, abtrennbar ausgebildeten Formierungskontaktierungs- abschnitt aufweist, dadurch gelöst, dass das Verfahren folgende Schritte aufweist: einen Schritt des Andrückens des ersten Kontaktelementes der Formierungseinheit auf den ersten Formierungskontaktierungsabschnitt des ersten Abieiters, einen Schritt des Andrückens des zweiten Kontaktelementes der Formierungseinheit auf den zweiten Formierungskontaktierungsabschnitt des zweiten Abieiters, einen Schritt des Durchführens einer Formierungsbehandlung, einen Schritt des Abtrennens des ersten Formierungs- kontaktierungsabschnitts von dem ersten Abieiter und einen Schritt des
Abtrennens des zweiten Formierungskontaktierungsabschnitts von dem zweiten Abieiter. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Kontaktierung der Formierungseinheit mit der elektrochemischen Zelle und infolgedessen deren Formierung verbessert werden kann. Ein anderer Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Formierung beschleunigt durchgeführt werden kann, da - ohne eine nachteilige Beeinflussung des Endzustandes des ersten Abieiters und des Endzustandes des zweiten Abieiters - bei der Formierung die Formierungs- kontaktierungsabschnitte gegebenenfalls stärker belastet werden können.
Unter einer elektrochemischen Zelle ist für die vorliegende Erfindung ein elektrochemischer Energiespeicher zu verstehen, also eine Einrichtung, die Energie in chemischer Form speichern, in elektrischer Form an einen Verbraucher abgeben und vorzugsweise auch in elektrischer Form aus einer Ladeeinrichtung aufnehmen kann. Wichtige Beispiele solcher elektrochemischen Energie- Speicher sind galvanische Zellen oder Brennstoffzellen. Die elektrochemische Zelle weist wenigstens eine erste und eine zweite Einrichtung zur Speicherung elektrisch unterschiedlicher Ladungen, die als eine Elektrodenanordnung ausgestaltet sind, sowie ein Mittel zur Herstellung einer elektrischen Wirkverbindung beider genannten Einrichtungen auf, wobei Ladungsträger zwischen diesen beiden Einrichtungen verschoben werden können. Unter dem Mittel zur Herstellung einer elektrischen Wirkverbindung ist z. B. ein Elektrolyt zu verstehen, welcher als lonenleiter wirkt.
Bevorzugt wird bei dem Verfahren der Schritt des Andrückens des ersten Kontaktelementes derart durchgeführt, dass Oberflächenschichten des ersten Formierungskontaktierungsabschnittes durchstoßen werden. Weiterhin bevorzugt wird bei dem Verfahren der Schritt des Andrückens des zweiten Kontaktelementes derart durchgeführt, dass Oberflächenschichten des zweiten
Formierungskontaktierungsabschnittes durchstoßen werden. Ein Vorteil dieser Ausgestaltungen liegt darin, dass der Kontaktwiderstand verringert und infolgedessen die Kontaktierung und die Formierung verbessert werden kann.
Bevorzugt weist bei dem Verfahren das erste Kontaktelement der Formierungseinheit mindestens eine Spitze auf. Weiterhin bevorzugt weist bei dem
Verfahren das zweite Kontaktelement der Formierungseinheit mindestens eine Spitze auf. Ein Vorteil dieser Ausgestaltungen liegt darin, dass die Kontaktierung besonders einfach verbessert werden kann.
Bevorzugt ist bei dem Verfahren das erste Kontaktelement als eine erste Anzahl erster Kontaktstifte ausgebildet, wobei besonders bevorzugt das erste Kontaktelement drei erste Kontaktstifte aufweist. Nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel wird bei dem ersten Kontaktelement nur ein erster Kontaktstift ausgebildet. Weiterhin bevorzugt ist bei dem Verfahren das zweite
Kontaktelement als eine zweite Anzahl zweiter Kontaktstifte ausgebildet, wobei besonders bevorzugt das zweite Kontaktelement drei zweite Kontaktstifte aufweist. Nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel wird bei dem zweiten Kontaktelement nur ein zweiter Kontaktstift ausgebildet. Bevorzugt sind bei dem Verfahren die ersten Kontaktstifte einzeln gelagert. Weiterhin bevorzugt sind bei dem Verfahren die zweiten Kontaktstifte einzeln gelagert. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass zur weiteren
Verringerung des Kontaktwiderstandes der Druck besonders gut angepasst werden kann.
Bevorzugt weist bei dem Verfahren das erste Kontaktelement an seinem Kontaktierungsende mindestens eine Kontaktzacken aufweisende Krone auf, wobei besonders bevorzugt das erste Kontaktelement drei Kronen mit vorzugsweise vier Kontaktzacken aufweist. Weiterhin bevorzugt weist das zweite Kontaktelement an seinem Kontaktierungsende mindestens eine Kontaktzacken aufweisende Krone auf, wobei besonders bevorzugt das zweite Kontaktelement drei Kronen mit vorzugsweise vier Kontaktzacken aufweist. Ein Vorteil dieser Ausgestaltungen liegt darin, dass die Kontaktierung besonders einfach wirkungsvoll verbessert werden kann. Bevorzugt weist das Verfahren nach dem Schritt des Andrückens des ersten Kontaktelementes ferner folgende Schritte auf: einen Schritt des Erfassens von ersten Parameterdaten der ersten Kontaktierung des ersten Kontaktelementes der Formierungseinheit mit dem ersten Formierungskontaktierungsabschnitt des ersten Abieiters, einen Schritt des Zuführens der erfassten ersten Parameter- daten an eine Steuerung und einen Schritt des Durchführens einer ersten Kontaktierungsveränderung in Abhängigkeit der erfassten ersten Parameterdaten, wenn die erfassten ersten Parameterdaten einen vorbestimmten ersten Schwellenwert aufweisen.
Weiterhin bevorzugt weist nach dem Schritt des Andrückens des zweiten Kontaktelementes das Verfahren ferner folgende Schritte auf: einen Schritt des Erfassens von zweiten Parameterdaten der zweiten Kontaktierung des zweiten Kontaktelementes der Formierungseinheit mit dem zweiten
Formierungskontaktierungsabschnitt des zweiten Abieiters, einen Schritt des Zuführens der erfassten zweiten Parameterdaten an eine Steuerung und einen Schritt des Durchführens einer zweiten Kontaktierungsveränderung in Abhängigkeit der erfassten zweiten Parameterdaten, wenn die erfassten zweiten Parameterdaten einen vorbestimmten zweiten Schwellenwert aufweisen. Ein Vorteil dieser Ausgestaltungen liegt darin, dass die Kontaktierung in gewünschter Güte während der Formierung einfacher aufrecht erhalten werden kann.
Bevorzugt weist bei dem Verfahren der Schritt des Erfassens von ersten
Parameterdaten der Kontaktierung mindestens einen der folgenden Schritte auf: einen Schritt des Erfassens eines ersten Übergangwiderstandes der ersten Kontaktierung des ersten Kontaktelementes der Formierungseinheit mit dem ersten Formierungskontaktierungsabschnitt des ersten Abieiters und/oder einen Schritt des Erfassens einer ersten Temperatur der ersten Kontaktierung des ersten Kontaktelementes der Formierungseinheit mit dem ersten Formierungs- kontaktierungsabschnitt des ersten Abieiters. Weiterhin bevorzugt weist bei dem Verfahren der Schritt des Erfassens von zweiten Parameterdaten der
Kontaktierung mindestens einen der folgenden Schritte auf: einen Schritt des Erfassens eines zweiten Übergangwiderstandes der zweiten Kontaktierung des zweiten Kontaktelementes der Formierungseinheit mit dem zweiten
Formierungskontaktierungsabschnitt des zweiten Abieiters und/oder einen Schritt des Erfassens einer zweiten Temperatur der zweiten Kontaktierung des zweiten Kontaktelementes der Formierungseinheit mit dem zweiten
Formierungskontaktierungsabschnitt des zweiten Abieiters.
Bevorzugt weist bei dem Verfahren der Schritt des Durchführens einer ersten Kontaktierungsveränderung folgenden Schritt auf: einen Schritt des Erhöhens eines ersten Druckes mit dem das erste Kontaktelement auf den ersten
Formierungskontaktierungsabschnitt des ersten Abieiters angedrückt wird.
Weiterhin bevorzugt weist bei dem Verfahren der Schritt des Durchführens einer zweiten Kontaktierungsveränderung folgenden Schritt auf: einen Schritt des Erhöhen eines zweiten Druckes mit dem das zweite Kontaktelement auf den zweiten Formierungskontaktierungsabschnitt des zweiten Abieiters angedrückt wird. Bevorzugt weist bei dem Verfahren der Schritt des Durchführens eines
Formierungsvorganges folgende Schritte auf: einen Schritt des Durchführens eines ersten Formierens der elektrochemischen Zelle in einem Bereich von 25 bis 40 % der Nennkapazität, einen Schritt des Durchführens eines zweiten Formierens der elektrochemischen Zelle in einem Bereich von 75 bis 90 % der Nennkapazität und einen Schritt des Durchführens eines dritten Formierens der elektrochemischen Zelle auf 100 % der Nennkapazität. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Kapazität der formatierten elektrochemischen Zelle erhöht werden kann. Weiterhin wird diese Aufgabe bei einer elektrochemischen Zelle mit einem einen abtrennbar ausgebildeten ersten Formierungskontaktierungsabschnitt aufweisenden ersten Ableiter und einem einen zweiten abtrennbar ausgebildeten Formierungskontaktierungsabschnitt aufweisenden zweiten Ableiter, dadurch gelöst, dass die elektrochemische Zelle mit einem vorstehend beschrieben Verfahren formiert worden ist.
Bevorzugt ist bei der elektrochemischen Zelle der erste Formierungs- kontaktierungsabschnitt an einem äußeren Ende des ersten Abieiters angeordnet. Weiterhin bevorzugt ist der zweite Formierungskontaktierungsabschnitt an einem äußeren Ende des zweiten Abieiters angeordnet. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass nach der Formierungsbehandlung die Abtrennung des ersten Formierungskontaktierungsabschnittes vom ersten Ableiter bzw. die Abtrennung des zweiten Formierungskontaktierungsabschnittes vom zweiten Ableiter besser durchgeführt werden kann.
Weiterhin wird diese Aufgabe bei einer Batterie mit einer elektrochemischen Zelle, dadurch gelöst, dass die elektrochemischen Zellen der Batterie mit einem vorstehend beschrieben Verfahren formiert worden ist.
Im Folgenden werden Gesichtspunkte der Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und mit Hilfe der Figuren näher beschrieben. Dabei zeigen: Fig. 1 ein Ablaufdiagramm zu einem Verfahren zur Formierung elektrochemischer Zellen nach einem Ausführungsbeispiel,
Fig. 2a eine erste Detaildarstellung des in Fig. 1 gezeigten Ablaufdiagramms hinsichtlich des Erfassens erster Parameterdaten,
Fig. 2b eine zweite Detaildarstellung des in Fig. 1 gezeigten Ablaufdiagramms hinsichtlich des Erfassens zweiter Parameterdaten und
Fig. 3 eine dritte Detaildarstellung des in Fig. 1 gezeigten Ablaufdiagramms hinsichtlich der Durchführung einer Formierbehandlung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel. Fig. 1 zeigt ein Ablaufdiagramm zu einem Verfahren zur Formierung einer elektrochemischen Zelle nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die elektro-chemische Zelle weist einen ersten Abieiter mit einem ersten Formierungskontaktierungsabschnitt und einen zweiten Abieiter mit einem zweiten Formierungskontaktierungsabschnitt auf. Die Formierungseinheit weist ein erstes Kontaktelement für den ersten Formierungskontaktierungs- abschnitt des ersten Abieiters und ein zweites Kontaktelement für den zweiten Formierungskontaktierungsabschnitt des zweiten Abieiters auf.
In einem Schritt S1 a wird das erste Kontaktelement der Formierungseinheit auf den ersten Formierungskontaktierungsabschnitt des ersten Abieiters ange- drückt. In einem Schritt S1 b wird das zweite Kontaktelement der Formierungseinheit auf den zweiten Formierungskontaktierungsabschnitt des zweiten Abieiters angedrückt, wobei die Schritte S1a und S1 b gleichzeitig oder in einer zueinander frei wählbaren Reihenfolge durchgeführt werden können.
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden in einem Schritt S2a erste Parameterdaten der ersten Kontaktierung des ersten Kontaktelementes der Formierungseinheit mit dem ersten Formierungskontaktierungsabschnitt des ersten Abieiters erfasst.
Wie aus der Fig. 2a zu erkennen ist, kann der Schritt S2a des Erfassens der ersten Parameterdaten einen Schritt 2a' des Erfassens eines ersten Übergang- Widerstandes der ersten Kontaktierung des ersten Kontaktelementes der Formierungseinheit mit dem ersten Formierungskontaktierungsabschnitt des ersten Abieiters und/oder einen Schritt 2a" des Erfassens einer ersten Temperatur der ersten Kontaktierung des ersten Kontaktelementes der Formierungseinheit mit dem ersten Formierungskontaktierungsabschnitt des ersten Abieiters umfassen.
Weiterhin können nach dem bevorzugten Ausführungsbeispiel in einem Schritt 2b zweite Parameterdaten der zweiten Kontaktierung des zweiten Kontaktelementes der Formierungseinheit mit dem zweiten Formierungskontaktierungs- abschnitt des zweiten Abieiters erfasst werden, wobei die Schritte S2a und S2b gleichzeitig oder in einer zueinander frei wählbaren Reihenfolge durchgeführt werden können.
Wie aus der Fig. 2b zu erkennen ist, kann der Schritt S2b des Erfassens der zweiten Parameterdaten einen Schritt 2b' des Erfassens eines zweiten Über- gangwiderstandes der zweiten Kontaktierung des zweiten Kontaktelementes der Formierungseinheit mit dem zweiten Formierungskontaktierungsabschnitt des zweiten Abieiters und/oder einen Schritt 2b" des Erfassens einer zweiten Temperatur der zweiten Kontaktierung des zweiten Kontaktelementes der Formierungseinheit mit dem zweiten Formierungskontaktierungsabschnitt des zweiten Abieiters umfassen.
Wie aus der Fig. 1 weiter zu erkennen ist, können bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in einem Schritt S3a die erfassten ersten Parameterdaten einer Steuerung zugeführt werden und können in einem Schritt S3b die erfassten zweiten Parameterdaten einer Steuerung zugeführt werden, wobei die Schritte S3a und S3b gleichzeitig oder in einer zueinander frei wählbaren Reihenfolge durchgeführt werden können.
Bei diesen Ausführungsbeispielen kann in einem Schritt S4a eine Veränderung der ersten Kontaktierung in Abhängigkeit der erfassten ersten Parameterdaten durchgeführt werden, wenn die erfassten ersten Parameterdaten einen vorbe- stimmten ersten Schwellenwert aufweisen. Weiterhin kann in einem Schritt S4b eine Veränderung der zweiten Kontaktierung in Abhängigkeit der erfassten zweiten Parameterdaten durchgeführt werden, wenn die erfassten zweiten Parameterdaten einen vorbestimmten zweiten Schwellenwert aufweisen, wobei die Schritte S4a und S4b gleichzeitig oder in einer zueinander frei wählbaren Reihenfolge durchgeführt werden können.
Nach einem in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Schritt S4a des Durchführens einer Veränderung der ersten Kontaktierung einen Schritt S4a' des Erhöhens eines ersten Druckes, mit dem das erste Kontakt- element auf den ersten Formierungskontaktierungsabschnitt des ersten Abieiters angedrückt wird, aufweisen. Weiterhin kann der Schritt S4b des Durchführens einer Veränderung der zweiten Kontaktierung einen Schritt S4b' des Erhöhens eines zweiten Druckes, mit dem das zweite Kontaktelement auf den zweiten Formierungskontaktierungsabschnitt des zweiten Abieiters angedrückt wird, aufweisen.
Die Fig. 1 zeigt, dass bei dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung in einem Schritt S5 eine Formierungsbehandlung der elektrochemischen Zelle durchgeführt wird und Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispiels zur Durchführung der Formierbehandlung elektrochemischer Zellen. In einem Schritt S5a wird ein erstes Formieren der elektrochemischen Zelle, vorzugsweise in einem Bereich von 25 bis 40 % der Nennkapazität durchgeführt wird, und in einem Schritt S5b wird ein zweites Formieren der elektrochemischen Zelle, vorzugsweise in einem Bereich von 75 bis 90 % der Nennkapazität durchgeführt, und in einem Schritt S5c wird ein dritten Formieren des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle, vorzugsweise auf 100 % der Nennkapazität durchgeführt.
Bei dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung wird nach dem Schritt S5 des Durchführens einer Formierungsbehandlung der elektrochemischen Zelle in einem Schritt S6a der erste Formierungskontaktierungsabschnitt abgetrennt und es wird in einem Schritt S6b der zweite Formierungskontaktierungsabschnitt abgetrennt, wobei die Schritte S6a und S6b gleichzeitig oder in einer zueinander frei wählbaren Reihenfolge durchgeführt werden können.
Bezugszeichenliste
S1a Andrücken des ersten Kontaktelementes der Formierungseinheit auf den ersten Formierungskontaktierungsabschnitt des ersten
Abieiters
S1 b Andrücken des zweiten Kontaktelementes der Formierungseinheit auf den zweiten Formierungskontaktierungsabschnitt zweiten Abieiters
S2a Erfassen von ersten Parameterdaten der ersten Kontaktierung des ersten Kontaktelementes der Formierungseinheit mit dem ersten Formierungskontaktierungsabschnitt des ersten Abieiters
S2a' Erfassen eines ersten Übergangwiderstandes der ersten
Kontaktierung des ersten Kontaktelementes der Formierungs- einheit mit dem ersten Formierungskontaktierungsabschnitt des ersten Abieiters
S2a" Erfassen einer ersten Temperatur der ersten Kontaktierung des ersten Kontaktelementes der Formierungseinheit mit dem ersten Formierungskontaktierungsabschnitt des ersten Abieiters
S2b Erfassen von zweiten Parameterdaten der zweiten Kontaktierung des zweiten Kontaktelementes der Formierungseinheit mit dem zweiten Formierungskontaktierungsabschnitt des zweiten
Abieiters
S2b' Erfassen eines zweiten Übergangwiderstandes der zweiten
Kontaktierung des zweiten Kontaktelementes der Formierungseinheit mit dem zweiten Formierungskontaktierungsabschnitt des zweiten Abieiters
S2b" Erfassen einer zweiten Temperatur der zweiten Kontaktierung des zweiten Kontaktelementes der Formierungseinheit mit dem zweiten Formierungskontaktierungsabschnitt des zweiten
Abieiters Zuführen der erfassten ersten Parameterdaten an eine Steuerung Zuführen der erfassten zweiten Parameterdaten an eine
Steuerung
Durchführen einer ersten Kontaktierungsveränderung in
Abhängigkeit der erfassten ersten Parameterdaten, wenn die erfassten ersten Parameterdaten einen vorbestimmten ersten Schwellenwert aufweisen
Erhöhen eines ersten Druckes, mit dem das erste Kontaktelement auf den ersten Formierungskontaktierungsabschnitt des ersten Abieiters angedrückt wird
Durchführen einer zweiten Kontaktierungsveränderung in
Abhängigkeit der erfassten zweiten Parameterdaten, wenn die erfassten zweiten Parameterdaten einen vorbestimmten zweiten Schwellenwert aufweisen
Erhöhen eines zweiten Druckes, mit dem das zweite Kontaktelement auf den zweiten Formierungskontaktierungsabschnitt des zweiten Abieiters angedrückt wird
Durchführen einer Formierungsbehandlung
Durchführen eines ersten Formierens der elektrochemischen Zelle in einem Bereich von 25 bis 40 % der Nennkapazität
Durchführen eines zweiten Formierens der elektrochemischen Zelle in einem Bereich von 75 bis 90 % der Nennkapazität Durchführen eines dritten Formierens der elektrochemischen Zelle auf 100 % der Nennkapazität
Abtrennen des ersten Formierungskontaktierungsabschnitts Abtrennen des zweiten Formierungskontaktierungsabschnitts

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Formierung einer einen ersten Abieiter und einen zweiten Abieiter aufweisenden elektrochemischen Zelle für eine vorzugsweise zur Anwendung in Kraftfahrzeugen ausgestalteten Batterie mittels einer ein erstes Kontaktelement und ein zweites Kontaktelement aufweisenden Formierungseinheit, wobei der erste Abieiter einen ersten, abtrennbar ausgebildeten Formierungskontaktierungsabschnitt und der zweite Abieiter einen zweiten, abtrennbar ausgebildeten Formierungs- kontaktierungsabschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte aufweist:
(S1 a) Andrücken des ersten Kontaktelementes der Formierungseinheit auf den ersten Formierungskontaktierungsabschnitt des ersten Abieiters,
(S1 b) Andrücken des zweiten Kontaktelementes der Formierungseinheit auf den zweiten Formierungskontaktierungsabschnitt des zweiten Abieiters,
(S5) Durchführen einer Formierungsbehandlung,
(S6a) Abtrennen des ersten Formierungskontaktierungsabschnitts von dem ersten Abieiter und
(S6b) Abtrennen des zweiten Formierungskontaktierungsabschnitts von dem zweiten Abieiter.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (S1a) des Andrückens des ersten Kontaktelementes derart durchgeführt wird, dass Oberflächenschichten des ersten Formierungskontaktierungs- abschnittes durchstoßen werden und/oder dass der Schritt (S1 b) des Andrückens des zweiten Kontaktelementes derart durchgeführt wird, dass Oberflächenschichten des zweiten Formierungskontaktierungs- abschnittes durchstoßen werden. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kontaktelement der Formierungseinheit mindestens eine Spitze aufweist und dass das zweite Kontaktelement der Formierungseinheit mindestens eine Spitze aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kontaktelement als eine erste Anzahl erster Kontaktstifte ausgebildet ist und/oder dass das zweite Kontaktelement als eine zweite Anzahl zweiter Kontaktstifte ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Kontaktstifte einzeln gelagert sind und/oder dass die zweiten Kontaktstifte einzeln gelagert sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kontaktelement an seinem Kontaktierungsende mindestens eine Kontaktzacken aufweisende Krone aufweist und/oder dass das zweite Kontaktelement an seinem Kontaktierungsende mindestens eine Kontaktzacken aufweisende Krone aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt (S1a) des Andrückens des ersten Kontaktelementes das Verfahren ferner folgende Schritte aufweist:
(S2a) Erfassen von ersten Parameterdaten der ersten Kontaktierung des ersten Kontaktelementes der Formierungseinheit mit dem ersten Formierungskontaktierungsabschnitt des ersten Abieiters,
(S3a) Zuführen der erfassten ersten Parameterdaten an eine Steuerung und
(S4a) Durchführen einer ersten Kontaktierungsveränderung in
Abhängigkeit der erfassten ersten Parameterdaten, wenn die erfassten ersten Parameterdaten einen vorbestimmten ersten
Schwellenwert aufweisen,
und/oder dass nach dem Schritt (S1 b) des Andrückens des zweiten Kontaktelementes das Verfahren ferner folgende Schritte aufweist:
(S2b) Erfassen von zweiten Parameterdaten der zweiten Kontaktierung des zweiten Kontaktelementes der Formierungseinheit mit dem zweiten Formierungskontaktierungsabschnitt des zweiten
Abieiters,
(S3b) Zuführen der erfassten zweiten Parameterdaten an eine
Steuerung und
(S4b) Durchführen einer zweiten Kontaktierungsveränderung in
Abhängigkeit der erfassten zweiten Parameterdaten, wenn die erfassten zweiten Parameterdaten einen vorbestimmten zweiten Schwellenwert aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (S2a) des Erfassens von ersten Parameterdaten der Kontaktierung mindestens einen der folgenden Schritte aufweist:
(S2a') Erfassen eines ersten Übergangwiderstandes der ersten
Kontaktierung des ersten Kontaktelementes der
Formierungseinheit mit dem ersten Formierungs- kontaktierungsabschnitt des ersten Abieiters und/oder,
(S2a") Erfassen einer ersten Temperatur der ersten Kontaktierung des ersten Kontaktelementes der Formierungseinheit mit dem ersten Formierungskontaktierungsabschnitt des ersten Abieiters und/oder dass der Schritt (S2b) des Erfassens von zweiten Parameterdaten der Kontaktierung mindestens einen der folgenden Schritte aufweist:
(S2b') Erfassen eines zweiten Übergangwiderstandes der zweiten
Kontaktierung des zweiten Kontaktelementes der
Formierungseinheit mit dem zweiten Formierungs- kontaktierungsabschnitt des zweiten Abieiters und/oder (S2b") Erfassen einer zweiten Temperatur der zweiten Kontaktierung des zweiten Kontaktelementes der Formierungseinheit mit dem zweiten Formierungskontaktierungsabschnitt des zweiten
Abieiters.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (S4a) des Durchführens einer ersten Kontaktierungsveränderung folgenden Schritt aufweist:
(S4a') Erhöhen eines ersten Druckes mit dem das erste Kontaktelement auf den ersten Formierungskontaktierungsabschnitt des ersten Abieiters angedrückt wird,
und/oder dass der Schritt (S4b) des Durchführens einer zweiten
Kontaktierungsveränderung folgenden Schritt aufweist:
(S4b') Erhöhen eines zweiten Druckes mit dem das zweite
Kontaktelement auf den zweiten Formierungskontaktierungs- abschnitt des zweiten Abieiters angedrückt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (S5) des Durchführens einer Formierungsbehandlung folgende Schritte aufweist:
(S5a) Durchführen eines ersten Formierens der elektrochemischen Zelle in einem Bereich von 25 bis 40 % der Nennkapazität,
(S5b) Durchführen eines zweiten Formierens der elektrochemischen Zelle in einem Bereich von 75 bis 90 % der Nennkapazität und
(S5c) Durchführen eines dritten Formierens der elektrochemischen Zelle auf 100 % der Nennkapazität.
Elektrochemische Zelle mit einem einen abtrennbar ausgebildeten ersten Formierungskontaktierungsabschnitt aufweisenden ersten Abieiter und einem einen zweiten abtrennbar ausgebildeten Formierungs- kontaktierungsabschnitt aufweisenden zweiten Abieiter, dadurch ge- kennzeichnet, dass die elektrochemische Zelle mit einem Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche formiert worden ist.
Elektrochemische Zelle nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Formierungskontaktierungsabschnitt an einem äußeren Ende des ersten Abieiters angeordnet ist und/oder dass der zweite Formierungskontaktierungsabschnitt an einem äußeren Ende des zweiten Abieiters angeordnet ist.
Batterie mit mindestens einer elektrochemischen Zelle, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochemische Zelle nach einem der Verfahren 1 bis 10 formiert worden ist.
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