EP4599494A1

EP4599494A1 - Verfahren zur herstellung eines akkumulators und vorrichtung zur herstellung eines akkumulators

Info

Publication number: EP4599494A1
Application number: EP23837229.6A
Authority: EP
Inventors: Markus Sperl
Original assignee: Volkswagen AG; Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Current assignee: Volkswagen AG; Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Priority date: 2022-12-21
Filing date: 2023-12-20
Publication date: 2025-08-13
Also published as: WO2024133445A1; DE102022214102A1; US20250316748A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Akkumulators, welcher zumindest einen Zell-Stapel (4) aufweist, der durch gestapelte Einzelblätter (6) ausgebildet ist, wobei der Zell-Stapel (4) mittels einer Vorrichtung (2) mit einer Folie (8) umwickelt wird.

Description

Beschreibung

Verfahren zur Herstellung eines Akkumulators und Vorrichtung zur Herstellung eines Akkumulators

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Akkumulators. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines Akkumulators.

Akkumulatoren sind Speicher für elektrische Energie und weit verbreitet. Sie sind in einigen Anwendungsfällen aus mehreren Akkumulator-Zellen aufgebaut und werden unter anderem auch im Kraftfahrzeugbereich eingesetzt. Hier dienen die Akkumulatoren dann zum Beispiel als sogenannte Antriebs- oder Traktionsbatterien zum Antrieb von Hybrid- oder Elektrofahrzeugen.

Lithium-Ionen-Akkumulatoren, also Akkumulatoren aus Lithium-Ionen-Zellen, sind dabei derzeit von besonderem Interesse. Hinsichtlich des genauen Aufbaus sind hier eine Vielzahl von Ausführungen bekannt. Die Herstellung von Lithium-Ionen- Zellen ist dabei zum Beispiel in „Heimes, Heiner Hans; Kampker, Achim; Liene- mann, Christoph; Locke, Marc; Offermanns, Christian; Michaelis, Sarah; Rahimzei, Ehsan (2018): Produktionsprozess einer Lithium-Ionen-Batteriezelle, Frankfurt am Main, PEM der RWTH Aachen und VDMA Eigendruck“ skizziert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung eines Akkumulators anzugeben. Zudem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhafte Vorrichtung zur Herstellung eines Akkumulators anzugeben. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Die im Hinblick auf das Verfahren angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf die Vorrichtung übertragbar und umgekehrt. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist hierbei ausgelegt für die Fertigung eines Akkumulators. Der entsprechende Akkumulator weist dabei typischerweise eine Anzahl Akkumulator-Zellen auf, wobei eine solche Akkumulator-Zelle üblicherweise ein Zell-Gehäuse oder eine Zell-Einhausung aufweist. Je nach Anwendungsfall ist der Akkumulator somit dann zum Beispiel durch eine einzige Akkumulator-Zelle ausgebildet. Üblicherweise weist der Akkumulator jedoch mehrere derartige Akkumulator-Zellen auf und bildet in der Regel eine Batterie oder ein Batterie-Modul aus. Eine entsprechende Batterie wiederum weist typischerweise ein Batterie-Gehäuse auf und ein entsprechendes Batterie-Modul weist üblicherweise ein Modul- Gehäuse oder eine Trägereinheit für Akkumulator-Zellen auf. Ist der Akkumulator als Batterie ausgebildet, so weist dieser in einigen Fällen eine Anzahl der zuvor genannten Batterie-Module auf, also zumindest ein solches Batterie-Modul und typischerweise mehrere.

Davon unabhängig weist der mittels des Verfahrens hergestellte Akkumulator zumindest einen Zell-Stapel auf, der durch gestapelte Einzelblätter ausgebildet ist. Ist der Akkumulator aus zuvor genannten Akkumulator-Zellen aufgebaut, weist typischerweise jede Akkumulator-Zelle einen solchen Zell-Stapel auf, und zwar insbesondere genau einen. Zudem ist dann eine jede dieser Akkumulator-Zellen vorzugsweise als sogenannte Pouch-Zelle ausgebildet.

Weiter bildet der Zell-Stapel zweckdienlicherweise einen sogenannten Elektroden- Stapel aus. D. h., dass im Zell-Stapel eine Schichtung oder Stapelung vorliegt, die Elektrodenmatenalien aufweist. Außerdem ist der Akkumulator bevorzugt als Li- thium-lonen-Akkumulator ausgebildet. Daher weist die Schichtung oder Stapelung im Zell-Stapel typischerweise ein Anodenmaterial, ein Separatormaterial und ein Kathodenmaterial auf.

Geeignete Einzelblätter zur Fertigung eines entsprechenden Zell-Stapels für den zuvor genannten Lithium-Ionen-Akkumulator und ein mögliches Verfahren zur Herstellung solcher Einzelblätter sind beispielsweise in „Heimes, Heiner Hans;

Kampker, Achim; Lienemann, Christoph; Locke, Marc; Offermanns, Christian; Michaelis, Sarah; Rahimzei, Ehsan (2018): Produktionsprozess einer Lithium-Ionen- Batteriezelle, Frankfurt am Main, PEM der RWTH Aachen und VDMA Eigendruck“ beschrieben. Die entsprechenden Einzelblätter werden hier als Sheets bezeichnet.

Dabei werden in diesem speziellen Beispiel drei verschiedene Sheets, also Einzelblätter, gefertigt, nämlich Anoden-Einzelblätter a, welche ein Anodenmaterial aufweisen, Separator-Einzelblätter b, welche ein Separatormaterial aufweisen, und Kathoden-Einzelblätter c, welche ein Kathodenmaterial aufweisen. Zur Herstellung eines entsprechenden Zell-Stapels werden solche Einzelblätter dann zweckdienlicherweise in einer Abfolge abcabc und so weiter gestapelt.

Einer alternativen Variante entsprechend werden Einzelblätter genutzt, die als sogenannte Monozellen ausgebildet sind. Solche Monozellen-Einzelblätter weisen typischerweise ein Anodenmaterial, ein Kathodenmaterial und ein dazwischenliegendes Separatormaterial auf.

Davon unabhängig weisen die Einzelblätter eine Länge, eine Breite und eine Stärke oder Dicke auf. Für die Stärke ist hierbei ein Wert typisch der im Bereich 0,05 mm bis 2,5 mm und insbesondere im Bereich 0,1 mm bis 1 ,5 mm liegt. Für Länge und Breite sind jeweils Werte üblich, die zumindest um einen Faktor 5 oder zumindest um einen Faktor 10 größer sind.

Ein Zell-Stapel, der durch gestapelte Einzelblätter der zuvor beschriebenen Art ausgebildet ist, wird nun im Zuge der Ausführung des Verfahrens, also des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit einer Folie umwickelt. Das Verfahren zur Herstellung des Akkumulators umfasst somit also einen Verfahrensteil Folieren, in dem der Zell-Stapel mit der Folie umwickelt wird. Dieser Verfahrensteil Folieren wird dabei mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeführt und zwar insbesondere vollständig automatisiert.

Die Vorrichtung wiederum, also die erfindungsgemäße Vorrichtung, ist ausgebildet zur Herstellung des zuvor beschriebenen Akkumulators mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und insbesondere zur automatischen Ausführung des Verfahrensteils Folieren in zumindest einem Betriebsmodus. Das automatische Ausführen wird dabei typischerweise gesteuert durch eine Steuereinheit der Vorrichtung.

Bevorzugt erfolgt die Ausführung des Verfahrensteils Folieren und damit das Umwickeln des Zell-Stapels mit der Folie in einem Zwischenschritt. Dieser Zwischenschritt wird dabei ausgeführt nach einem Verfahrensschritt, bei dem die Einzelblätter zu dem Zell-Stapel gestapelt werden, und vor einem Verfahrensschritt, bei dem der Zell-Stapel in eine Zell-Gehäuse oder eine Zell-Einhausung eingebracht wird.

Zudem wird der Zwischenschritt typischerweise ausgeführt vor einem Verfahrensschritt, bei dem der Zell-Stapel einer Wärmebehandlung unterzogen wird, insbesondere einem sogenannten Heißpressen. Bei der Wärmebehandlung wird der Zell-Stapel dann typischerweise zu einem festen Block laminiert. In einigen Anwendungsfällen wird die Folie dabei während der Wärmebehandlung durch Pyrolyse entfernt.

Davon unabhängig bildet die Folie vorzugsweise keine Zell-Einhausung und kein Zell-Gehäuse für den Zell-Stapel aus und zudem bevorzugt auch keinen Teil einer solchen Zell-Einhausung bzw. eines solchen Zell-Gehäuses.

Weiter kommt als Folie bevorzugt eine einfache Folie ohne Beschichtung zum Einsatz. Dabei ist die Folie bevorzugt durch eine thermoplastische Folie ausgebildet, also beispielsweise durch eine Folie aus Polyethylen. Einer alternativen Ausführungsvariante entsprechend kommt als Folie eine Folie aus einem Separatormaterial zum Einsatz, insbesondere eine Folie aus dem Separatormaterial, das im Zell- Stapel enthalten ist. Je nach Anwendungsfall kommend außerdem eine Folie zum Einsatz mit einer Dicke oder Stärke, deren Wert im Bereich 0,05 mm bis 0,2 mm liegt. Zudem bevorzugt wird der Zell-Stapel mit der Folie einfach umwickelt, so dass lediglich eine Lage der Folie am Zell-Stapel anliegt. Es wird also insbesondere auf eine mehrfache Umwicklung verzichtet.

Zweckdienlich ist es außerdem, wenn der Zell-Stapel zum Umwickeln mit der Folie einer Folier-Einheit der Vorrichtung zugeführt wird. Dabei wird der Zell-Stapel weiter bevorzugt gegen einen Abschnitt der Folie verfahren, der in einer Tor-Ebene aufgespannt ist. Die Tor-Ebene wird hierbei vorgegeben durch ein Eingangstor der Folier-Einheit.

Die Tor-Ebene erstreckt sich dabei bevorzugt bezogen auf das Erdsystem in vertikaler Richtung oder zumindest in guter Näherung in vertikaler Richtung. In guter Näherung bedeutet hierbei, dass die tatsächliche Richtung bevorzugt nicht mehr als 30°, weiter bevorzugt nicht mehr als 20° und insbesondere nicht mehr als 10° von der vertikalen Richtung abweicht. Zudem erstreckt sich die Tor-Ebene in einer Querrichtung quer zur vertikalen Richtung. Dabei wird dann der Zell-Stapel weiter bevorzugt in einer Förderrichtung gegen den Abschnitt der Folie verfahren, wobei die Förderrichtung vorzugsweise senkrecht oder in guter Näherung senkrecht zur vertikalen Richtung einerseits und senkrecht oder in guter Näherung senkrecht zur Querrichtung andererseits gerichtet ist. In guter Näherung bedeutet hierbei wiederum, dass die Abweichung bevorzugt nicht mehr als 30°, weiter bevorzugt nicht mehr als 20° und insbesondere nicht mehr als 10° beträgt.

Weiter wird der Abschnitt der Folie bevorzugt mittels einer Anzahl Walzen der Folier-Einheit aufgespannt. Dabei sind typischerweise zumindest zwei Vorratswalzen, auch Vorratsspulen genannt, vorgesehen. Von diesen Vorratswalzen ist dann weiter bevorzugt zumindest eine als angetriebene Walze ausgebildet. Je nach Anwendungsfall ist zudem zumindest eine Umlenkwalze vorgesehen. Insbesondere umfasst die Anzahl Walzen zumindest zwei Walzen, die in vertikaler Richtung versetzt zueinander angeordnet sind und zwischen denen der Abschnitt der Folie entlang der Tor-Ebene geführt ist.

Zum Umwickeln mit der Folie wird der Zell-Stapel weiterhin bevorzugt mit einer Vorderseite des Zell-Stapels voraus in der zuvor genannten Förderrichtung gegen den Abschnitt der Folie verfahren, der in der Tor-Ebene aufgespannt ist.

Je nach Anwendungsfall wird der Abschnitt dann in der vertikalen Richtung verfahren, sobald die Vorderseite des Zell-Stapels die Tor-Ebene und somit den Abschnitt erreicht. Der Abschnitt wird dabei nur ein Stück weit verfahren, also typischerweise über eine Strecke hinweg, die kleiner ist als die Höhe des Zell-Stapels, also die Ausdehnung des Zell-Stapels in vertikaler Richtung. Dabei werden bevorzugt durch das Verfahren des Abschnitts hervorstehende Kanten aus Separatormaterial, also Separatorenden, des Zell-Stapels in die vertikaler Richtung umgebogen und hierbei insbesondere miteinander verbunden.

Typischerweise schließt sich weiterhin an das Eingangstor der Folier-Einheit eine Förderstraße der Folier-Einheit an. Die Förderstraße ist hierbei ausgebildet zur Beförderung des Zell-Stapels in der zuvor genannten Förderrichtung, zumindest sobald der Zell-Stapel über das Eingangstor der Förderstraße zugeführt wurde. In diesem Fall wird dann weiter bevorzugt nach dem Verfahren des Zell-Stapels gegen den Abschnitt der Zell-Stapel in die Förderstraße hineingeführt und hier in Förderrichtung weiterbefördert. Dabei wird die Folie dann vom Zell-Stapel mitgenommen, sodass sich diese um den Zell-Stapel legt und zwar insbesondere U-förmig.

Zweckdienlich ist zudem eine Ausführung, bei der die Förderstraße zwei Förderbänder aufweist, die übereinander angeordnet sind und zwischen denen der Zell- Stapel dann hindurch befördert wird. Dabei übern die beiden Förderbänder weiter bevorzugt auf den Zell-Stapel Druck aus, der in vertikaler Richtung und entgegen der vertikalen Richtung auf den Zell-Stapel einwirkt. Hierdurch wird die Folie fest an die Oberfläche des Zell-Stapels angelegt. Von Vorteil ist es außerdem, wenn die Folier-Einheit und insbesondere das Eingangstor einen Schieber aufweist, der in vertikaler Richtung verfahrbar ist und zwar insbesondere entlang der Tor-Ebene. Der Schieber wird dann bevorzugt verfahren, sobald eine der Vorderseite gegenüberliegende Rückseite des Zell-Stapels die Tor-Ebene passiert hat, wodurch die Folie vom Schieber zweckdienlicherweise um die Rückseite des Zell-Stapels gelegt wird.

Bei einem so entwickelten Zell-Stapel bildet die Folie eine Banderole aus mit zwei Banderole-Enden. Die beiden Banderole-Enden werden dann weiter bevorzugt miteinander verbunden. Das Verbinden erfolgt dabei vorzugsweise durch Verschweißen, insbesondere durch Verschweißen mittels eines Heizelements.

Ein entsprechendes Heizelement ist dabei typischerweise in der zuvor genannten Querrichtung langgestreckt und beispielsweise durch einen Heizdraht ausgebildet. Weiter ist das Heizelement, nämlich das erste Heizelement, beispielsweise am Schieber ausgebildet. Einer alternativen Ausführung entsprechend ist das erste Heizelement an einem Gegenlager für den Schieben ausgebildet, gegen das der Schieber nach den zuvor beschriebenen Verfahren drückt.

In vorteilhafter Weiterbildung sind zwei Heizelemente vorgesehen, nämlich das erste Heizelement und ein zweites Heizelement, wobei typischerweise beide Heizelemente jeweils in der zuvor genannten Querrichtung langgestreckt sin. Zudem sind diese bevorzugt in der zuvor genannten Förderrichtung versetzt zueinander angeordnet. Beide Heizelemente sind dann zum Beispiel am Schieber ausgebildet oder am zuvor genannten Gegenlager. Alternativ ist ein Heizelement am Schieber ausgebildet und ein Heizelement am zuvor genannten Gegenlager.

Mit dem ersten Heizelement werden bevorzugt die zwei zuvor genannten Banderole-Enden miteinander verschweißt. Hierdurch wird dann üblicherweise zudem die Folie aus einer Folienbahn herausgetrennt, die sich zwischen den beiden zuvor genannten Vorratswalzen erstreckt. Infolgedessen wird die Folienbahn in zwei Teilbahnen aufgetrennt. Mit dem zuvor genannten zweiten Heizelement werden dann weiter bevorzugt die zwei Teilbahnen wieder zu einer Folienbahn zusammengeschweißt, wodurch insbesondere wieder der Ausgangszustand erreicht ist, bei dem ein Folienabschnitt in der Tor-Ebene aufgespannt ist. Das heraustrennen der Folie aus der Folienbahn und dass zusammenschweißen der zwei Teilbahnen erfolgt dabei durch die zwei Heizelemente quasi zeitgleich.

Die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebenen Vorteile und Weiterbildungen sind sinngemäß auch auf die Vorrichtung zu übertragen und umgekehrt.

Zusammenfassend lässt sich die dem erfindungsgemäßen Verfahren und die der erfindungsgemäßen Stapel-Vorrichtung zugrundeliegende Idee auch so formulieren: Wenn ein Zell-Stapel oder kurz Stapel fertig gestapelt ist wird der Stapel gegen einen Folienvorhang geschoben. Vorzugsweise wird gleichzeitig eine der Folienvorratsspulen, die den Folienvorhang aufspannen, angetrieben, so dass die Folie auf der angetriebenen Folienvorratsspule aufgewickelt und auf der anderen abgewickelt wird, aber nur ein kurzes Stück, so dass die hervorstehenden Kanten der Separatoren im Zell-Stapel durch die Relativgeschwindigkeit wahlweise nach oben oder nach unten umgebogen werden. Dadurch werden die Kanten der Separatoren auf der Vorderseite miteinander verbunden. Wenn der Stapel den Folienvorhang soweit passiert hat, dass das Ende bündig mit der Vorhangsebene ist, stoppt der Päckchentransort. Danach fährt ein Schieber nach oben, nimmt die Folie mit, biegt dabei die Kanten der Separatoren auf der anderen Päckchenseite um und fährt gegen ein Heizelement, dass die Folien miteinander thermisch verschweißt. Das Heizelement ist bevorzugt so gestaltet, dass es zwei eng nebeneinander liegende Schweißnähte erzeugt, die eine auf der Stapelseite, die andere auf der Folienseite. Zwischen den beiden Schweißnähten wird die Folie durch starkes Pressen abgetrennt, so dass einerseits ein geschlossener Folienvorhang mit einer Schweißnaht und ein mit Folie umschlossenes Päckchen entsteht. Der geschlossene Folienvorhang inklusive Schweißnaht ist nun bereit für das nächste Päckchen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der schematischen Zeichnungen. Darin zeigen: Fig. 1 eine Vorrichtung aufweisend einen Greifer und eine Folier-Einheit, Fig. 2 vergrößert der Greifer mit einem Zell-Stapel und ein Aufnehmer der Folier-Einheit,

Fig. 3 vergrößert der Greifer und der Aufnehmer bei einer Übergabe des Zell-Stapels,

Fig. 4 vergrößert der Aufnehmer und ein Eingangstor einer Förderstraße der Folier-Einheit mit dem Zell-Stapel am Eingangstor,

Fig. 5 vergrößert das Eingangstor der Förderstraße mit dem Zell-Stapel nach dem Passieren des Eingangstors,

Fig. 6 vergrößert das Eingangstor der Förderstraße mit dem Zell-Stapel nach dem Passieren des Eingangstors und dem Verfahren eines Schiebers des Eingangstors,

Fig. 7 vergrößert das Eingangstor der Förderstraße mit dem Zell-Stapel nach dem Rücksetzen des Schiebers, und

Fig. 8 ein Einzelblatt des Zell-Stapels.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Eine nachfolgend exemplarisch beschriebene Vorrichtung 2 dient zur automatischen Ausführung eines Verfahrensteils Folieren, bei dem ein Zell-Stapel 4, der durch gestapelte Einzelblätter 6 ausgebildet ist, mit einer Folie 8 umwickelt wird. Der Verfahrensteil Folieren ist hierbei Teil eines Verfahrens zur Herstellung von nicht dargestellten Akkumulatoren, nämlich Lithium-Ionen-Akkumulatoren, wobei jeder Akkumulator zumindest einen solchen Zell-Stapel 4 aufweist. Das automatische Ausführen wird hierbei typischerweise gesteuert durch eine nicht abgebildete Steuereinheit der Vorrichtung 2.

Die hier beschriebene Vorrichtung 2 weist nun eine Folier-Einheit 10 auf sowie einen Greifer 12. Eine entsprechende Ausführungsvariante ist dabei in Fig. 1 gezeigt. Fig. 2 bis Fig. 7 geben Ausschnitte von Fig. 1 vergrößert wieder und zwar zu verschiedenen Zeitpunkten während der Ausführung des Verfahrensteils Folieren. Im Betrieb der Vorrichtung 2 und somit im Zuge der Ausführung des Verfahrensteils Folieren wird der Folier-Einheit 10 durch den Greifer 12 der Zell-Stapel 4 aus gestapelten Einzelblättern 6 zugeführt.

Exemplarisch sind alle Einzelblätter 6 gleichartig ausgestaltet. In Fig. 8 ist beispielhaft ein solches Einzelblatt 4 skizziert. Es ist als sogenannte Monozelle ausgestaltet und weist eine Schicht aus einem Anodenmaterial 14, eine Schicht aus einem Kathodenmaterial 16 und eine dazwischenliegende Schicht aus einem Separatormaterial 18 auf. Die Schicht aus dem Separatormaterial 18 bildet dabei zwei hervorstehende Kanten aus, die nachfolgend als Separatorenden 20 bezeichnet werden. In Fig. 8 steht eines dieser Separatorenden 20 auf der linken Seite hervor und eines auf der rechten Seite.

Zudem weist das Einzelblatt 6 zwei elektrisch leitfähige Ableiterfolien 22 auf, wobei eine der Ableiterfolien 22 am Anodenmaterial 14 und die andere am Kathodenmaterial 16 anliegt. Beide Ableiterfolien 22 bilden hierbei jeweils ein sogenanntes Ableiterfähnchen 26 aus, wobei die beiden Ableiterfähnchen 26 auf gegenüberliegenden Seiten des Einzelblattes 6 hervorstehen. In Fig. 7 ist nur das aus der Zeichenebene herausragende Ableiterfähnchen 24 der Ableiterfolie 22 am Anodenmaterial 14 sichtbar.

Mehrere solcher Einzelblätter 6 sind nun im Zell-Stapel 4 übereinandergestapelt und zwar so, dass alle Einzelblätter 6 im Zell-Stapel 4 einheitlich ausgerichtet und einheitlich orientiert sind. Die Separatorenden 20 stehen dabei auf einer Vorderseite 26 des Zell-Stapels 4 hervor und auf einer gegenüber liegenden Rückseite 28.

Zum Umwickeln des Zell-Stapels 4 mit der Folie 8 wird der Zell-Stapel 4 nun der Folier-Einheit 10 zugeführt, indem dieser vom Greifer 12 an einen Aufnehmer 30 der Folier-Einheit 10 übergeben wird. Dies ist in Fig. 3 gezeigt. Für den Greifer 12 sind verschiedene Ausführungen zweckdienlich. Im Falle der Ausführung gemäß Fig. 1 weist der Greifer 12 zwei Greifbacken 32 auf, die aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind, wodurch quasi ein Zugreifen ermöglicht ist. Die beiden Greifbacken 32 sind dann zum Beispiel in nicht näher dargestellter Form über einen Teleskoparm mit einer Rotationsachse verbunden, um die der Teleskoparm rotierbar ist. Die Rotationsachse wiederum ist beispielsweise vertikal verschiebbar an einer Schiene gelagert.

Die zwei Greifbacken 32 sind im Falle der Ausführung gemäß Fig. 1 weiterhin gleichartig ausgestaltet und weisen jeweils eine Form auf, die an einem Kamm erinnert. Dabei sind zur Ausbildung einer solchen Kamm-Form mehrere parallel verlaufende Leisten 34 nebeneinander angeordnet. Dies ist aus Fig. 2 gut ersichtlich.

Die Ausgestaltung der zwei Greifbacken 32 ist dabei angepasst an den Aufnehmer 30. Gebildet wird der Aufnehmer 30 dabei durch zwei Greifbacken 36. Jede dieser Greifbacken 32 ist hierbei nach Art eines einfachen Förderbandes mit zwei Antriebswalzen 38 ausgebildet, jedoch sind anstatt eines einzelnen breiten Bandes mehrere schmale Riemen 40 zwischen den zwei Antriebswalzen 38 gespannt und dabei nebeneinander angeordnet. So wie dies zum Beispiel Fig. 2 zeigt.

Hierbei ist zwischen den Riemen 40 jeweils einen Zwischenraum belassen, sodass die Leisten 34 der Greifbacken 32 des ersten Greifers 12 zwischen den Riemen 40 positionierbar sind. Diese Situation ist in Fig. 3 angedeutet. Zudem sind die beiden Greifbacken 36 des Aufnehmers 30 jeweils um eine der Antriebswalzen 38 schwenkbar gelagert, sodass sich diese wie die beiden Backen einer Kneifzange bewegen lassen.

Ist dann der Zell-Stapel 4 übergeben, so befördert der Aufnehmer 30 den Zell-Stapel 4 mit der Vorderseite 26 voran entlang einer Förderrichtung 42 auf ein Eingangstor 44 der Folier-Einheit 10 zu. Das Eingangstor 44 gibt dabei eine Tor- Ebene 46 vor in der in einem Ausgangszustand ein Abschnitt 48 der Folie 8 aufgespannt ist. Diese Situation ist in Fig. 1 und Fig. 2 zu sehen. Die Tor-Ebene 46 erstreckt sich dabei im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bezogen auf das Erdsystem in vertikaler Richtung 50 senkrecht zur Förderrichtung 42. Zudem erstreckt sich die Tor-Ebene 46 in einer Querrichtung 52 senkrecht zur vertikalen Richtung 50 und senkrecht zur Förderrichtung 42.

Weiter wird der Abschnitt 48 der Folie 8 bevorzugt mittels zwei Walzen-Paaren der Folier-Einheit 10 aufgespannt. Dabei bilden zwei Vorratswalzen 54 eines der Walzen-Paare aus und zwei Umlenkwalzen 56 das andere Walzen-Paar. Die Vorratswalzen 54 sind hierbei angetrieben.

Zum Umwickeln mit der Folie 8 wird der Zell-Stapel 4 nun mit der Vorderseite 26 des Zell-Stapels 4 voraus in der Förderrichtung 42 gegen den Abschnitt 48 der Folie 8 verfahren, der in der Tor-Ebene 46 aufgespannt ist. Dabei wird der Abschnitt 48 dann mittels der angetriebenen Vorratswalzen 54 in der vertikalen Richtung 50 verfahren, sobald die Vorderseite 26 des Zell-Stapels 4 die Tor-Ebene 46 und somit den Abschnitt 48 erreicht. Der Abschnitt 48 wird dabei nur ein Stück weit verfahren, also typischerweise über eine Strecke hinweg, die kleiner ist als die Höhe des Zell-Stapels 4, also die Ausdehnung des Zell-Stapels 4 in vertikaler Richtung 50. Dabei werden durch das Verfahren des Abschnitts 48 die auf der Vorderseite 26 hervorstehende Separatorenden 20 des Zell-Stapels 4 in die vertikale Richtung 50 umgebogen und hierbei miteinander verbunden.

Weiter schließt sich im Ausführungsbeispiel an das Eingangstor 44 eine Förderstraße 58 der Folier-Einheit 10 an. Die Förderstraße 58 ist hierbei ausgebildet zur weiteren Beförderung des Zell-Stapels 4 entlang der Förderrichtung 42, zumindest sobald der Zell-Stapel 4 über das Eingangstor 44 der Förderstraße 58 zugeführt wurde, so wie dies Fig. 4 zeigt. In der Folge wird der Zell-Stapel 4 von der Förderstraße 58 weiterbefördert, wobei die Folie 8 vom Zell-Stapel 4 mitgenommen wird, sodass sich diese um den Zell-Stapel 4 legt und zwar U-förmig. Diese Situation ist in Fig. 5 zu sehen.

Die Förderstraße 58 weist hierbei zwei Förderbänder 60 auf, die übereinander angeordnet sind und zwischen denen der Zell-Stapel 4 dann hindurchbefördert wird. Dabei übern die beiden Förderbänder 60 auf den Zell-Stapel 4 Druck aus, der in vertikaler Richtung 50 und entgegen der vertikalen Richtung 50 auf den Zell-Stapel 4 einwirkt. Hierdurch wird die Folie 8 fest an die Oberfläche des Zell-Stapels 4 angelegt.

Das Eingangstor 44 weist außerdem einen Schieber 62 aufweist, der in vertikaler Richtung 50 verfahrbar ist und zwar entlang der Tor-Ebene 46. Der Schieber 62 wird dabei verfahren, sobald die Rückseite 28 des Zell-Stapels 4 die Tor-Ebene 46 passiert hat, wodurch die Folie 8 vom Schieber 62 um die Rückseite 28 des Zell- Stapels 4 gelegt wird. Infolgedessen bildet die Folie 8 dann eine Banderole aus mit zwei Banderole-Enden 64. Die beiden Banderole-Enden 64 werden dann miteinander verbunden.

Da die Folie 8 im Ausführungsbeispiel durch eine thermoplastische Folie ausgebildet ist, erfolgt das Verbinden hier durch Verschweißen mittels eines Heizelements 66. Das entsprechende Heizelement 66 ist dabei in der Querrichtung 52 langgestreckt und beispielsweise durch einen Heizdraht ausgebildet. Weiter ist das Heizelement 66 gemäß Fig. Fig. 7 an einem Gegenlager 68 für den Schieben 62 ausgebildet, gegen das der Schieber 62 nach den Verfahren drückt. So wie in Fig. 6 gezeigt.

Zusätzlich ist ein weiteres Heizelement 70 ausgebildet, welches ebenfalls in der Querrichtung 52 langgestreckt ist. Dabei sind die beiden Heizelemente 66,70 in der Förderrichtung 42 versetzt zueinander angeordnet. Beide Heizelemente sind zudem am Gegenlager 68 ausgebildet.

Mit dem ersten Heizelement 66 werden nun die zwei zuvor genannten Banderole- Enden 64 miteinander verschweißt. Hierdurch wird dann üblicherweise zudem die Folie 8 aus einer Folienbahn herausgetrennt, die sich zwischen den beiden zuvor genannten Vorratswalzen 54 erstreckt. Infolgedessen wird die Folienbahn in zwei Teilbahnen aufgetrennt. Mit dem zuvor genannten zweiten Heizelement 70 werden dann weiter die zwei Teilbahnen wieder zu einer Folienbahn zusammengeschweißt, wodurch insbesondere wieder der Ausgangszustand erreicht ist. Bezugszeichenliste

2 Vorrichtung

4 Zell-Stapel

6 Einzelblätter

8 Folie

10 Folier-Einheit

12 Greifer

14 Anodenmaterial

16 Kathodenmaterial

18 Separatormaterial

20 Separatorenden

22 Ableiterfolie

24 Ableiterfähnchen

26 Vorderseite

28 Rückseite

30 Aufnehmer

32 Greif backe

34 Leiste

36 Greif backe

38 Antriebswalze

40 Riemen

42 Förderrichtung

44 Eingangstor

46 Tor-Ebene

48 Abschnitt

50 vertikale Richtung

52 Querrichtung

54 Vorratswalzen

56 Umlenkwalzen

58 Förderstraße

60 Förderband

62 Schieber Banderole-Enden Heizelement Gegenlager Heizelement

Claims

Patentansprüche

1 . Verfahren zur Herstellung eines Akkumulators, welcher zumindest einen Zell-Stapel (4) aufweist, der durch gestapelte Einzelblätter (6) ausgebildet ist, wobei der Zell-Stapel (4) mittels einer Vorrichtung (2) mit einer Folie (8) umwickelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der Zell-Stapel (4) in einem Zwischenschritt mit der Folie (8) umwickelt wird, der ausgeführt wird nach einem Verfahrensschritt, bei dem die Einzelblätter (6) zu dem Zell-Stapel (4) gestapelt werden, und vor einem Verfahrensschritt, bei dem der Zell-Stapel (4) in eine Zell-Einhausung eingebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Zell-Stapel (6) zum Umwickeln mit der Folie (8) einer Folier-Ein- heit (10) der Vorrichtung (2) zugeführt wird und wobei ein Abschnitt (48) der Folie (8) in einer Tor-Ebene (46) eines Eingangstors (44) aufgespannt ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Zell-Stapel (4) mit einer Vorderseite (26) des Zell-Stapels (4) voraus in einer Förderrichtung (42) gegen den Abschnitt (48) verfahren wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Abschnitt (48) in vertikaler Richtung (50) verfahren wird, sobald die Vorderseite (26) des Zell-Stapels (4) den Abschnitt (48) erreicht, so dass überstehende Separatorenden (20) des Zell-Stapels (4) in die vertikale Richtung (50) umgebogen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Abschnitt (48) eingangs einer sich in Förderrichtung (42) erstreckenden Förderstraße (58) der Folier-Einheit (10) aufgespannt wird, wobei die Förderstraße (58) zwei übereinander angeordnete Förderbänder (60) aufweist, wobei der Zell-Stapel (4) in die Förderstraße (58) hineingeführt wird und wobei der Zell-Stapel (4) eingespannt zwischen den zwei Förderbändern (60) in der Förderrichtung (42) befördert wird, wodurch sich die Folie (8) um den Zell-Stapel (4) legt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei ein Schieber (62) des Eingangstors (44) in vertikaler Richtung (50) verfahren wird, sobald eine der Vorderseite (26) gegenüberliegende Rückseite (28) des Zell-Stapels (4) die Tor-Ebene (46) passiert, so dass die Folie (8) um die Rückseite (28) des Zell-Stapels (4) gelegt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Folie (8) nach dem Umwickeln des Zell-Stapels (4) eine Banderole ausbildet mit zwei Banderolen-Enden (64) und wobei die zwei Banderolen-Enden (64) mittels eines Heizelements (66) miteinander verschweißt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Folie (8) aus einer Folienbahn herausgetrennt wird, so dass die Folienbahn in zwei Teilbahnen aufgetrennt wird, und wobei die zwei Teilbahnen mittels eines Heizelements (70) zusammengeschweißt werden.

10. Vorrichtung (2) zur Herstellung eines Akkumulators mittels eines Verfahrens nach einem der Vorherigen Ansprüche.