FR3125642A1 - Cell for electrical energy storage device and method of manufacturing such a cell - Google Patents

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FR3125642A1 FR2211570A FR2211570A FR3125642A1 FR 3125642 A1 FR3125642 A1 FR 3125642A1 FR 2211570 A FR2211570 A FR 2211570A FR 2211570 A FR2211570 A FR 2211570A FR 3125642 A1 FR3125642 A1 FR 3125642A1
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FR2211570A
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Bruno Delobel
Christophe Mille
Kenichi Hoshino
Adrien CHALUMEAU
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Abstract

L’invention concerne un procédé de fabrication d’une cellule (1) pour dispositif de stockage d’énergie électrique, le procédé comprenant une étape de formation (E30) dans laquelle un premier empilement de bandes (15) et un deuxième empilement de bandes (25) distincts l’un de l’autre sont formés, chacun des premier et deuxième empilements de bandes (15, 25) comprenant la superposition d’une bande d’anode (11), d’une première bande de séparateur (13), d’une bande de cathode (21), et d’une deuxième bande de séparateur (23) ; et une étape d’enroulement (E60) dans laquelle le premier empilement de bandes (15) et le deuxième empilement de bandes (25) sont enroulés ensemble, en se superposant l’un sur l’autre, autour d’un même mandrin d’enroulement (7). L’invention concerne également une cellule (1) pour dispositif de stockage d’énergie électrique obtenue par un tel procédé de fabrication. Figure 1The invention relates to a method for manufacturing a cell (1) for an electrical energy storage device, the method comprising a forming step (E30) in which a first stack of strips (15) and a second stack of strips (25) distinct from each other are formed, each of the first and second stacks of strips (15, 25) comprising the superposition of an anode strip (11), a first separator strip (13 ), a cathode strip (21), and a second separator strip (23); and a winding step (E60) in which the first stack of strips (15) and the second stack of strips (25) are wound together, overlapping one on the other, around a same mandrel of winding (7). The invention also relates to a cell (1) for an electrical energy storage device obtained by such a manufacturing method. Figure 1

Description

Cellule pour dispositif de stockage d’énergie électrique et procédé de fabrication d’une telle celluleCell for electrical energy storage device and method of manufacturing such a cell

Domaine technique de l’inventionTechnical field of the invention

La présente invention concerne un procédé de fabrication d’une cellule pour dispositif de stockage d’énergie électrique.The present invention relates to a method for manufacturing a cell for an electrical energy storage device.

L’invention concerne aussi une cellule pour dispositif de stockage d’énergie électrique obtenu par un tel procédé.The invention also relates to a cell for an electrical energy storage device obtained by such a process.

Etat de la techniqueState of the art

Dans le domaine du stockage d’énergie électrique, il est connu d’utiliser une ou plusieurs cellules de batterie, par exemple montées en série, pour stocker ou alternativement fournir de l’énergie électrique. Ce type de dispositif est utilisé dans des domaines d’application très variés comme par exemple celui des téléphones mobiles, des dispositifs électroniques portables, des véhicules électriques etc.In the field of electrical energy storage, it is known to use one or more battery cells, for example connected in series, to store or alternatively supply electrical energy. This type of device is used in a wide variety of application fields such as mobile phones, portable electronic devices, electric vehicles, etc.

Ces dernières années, la demande en dispositifs de stockage d’énergie électrique dans ces domaines a drastiquement augmenté, nécessitant une augmentation des capacités de production de ces dispositifs, et donc des cellules les composant.In recent years, the demand for electrical energy storage devices in these fields has drastically increased, requiring an increase in the production capacities of these devices, and therefore of the cells composing them.

Par exemple, il est connu de l’état de la technique d’utiliser des cellules de batteries ayant une forme cylindrique. Ce type de batterie comprend généralement un empilement sous forme de bande qui est enroulé sur lui-même pour former la cellule de batterie. Un tel empilement comprend classiquement une bande d’anode, une bande de cathode, et deux bandes de séparateur séparant les bandes d’anode et de cathode. Ces bandes de séparateur sont indispensables à la formation de la cellule car elles permettent d’isoler électriquement et chimiquement la bande d’anode de la bande de cathode pour qu’elles ne soient pas en contact direct l’une avec l’autre. Ainsi, si un défaut d’alignement entre les bandes de séparateur et les bandes d’électrodes est présent, un court-circuit peut se produire à l’intérieur d’une cellule.For example, it is known from the state of the art to use battery cells having a cylindrical shape. This type of battery generally comprises a stack in the form of a strip which is rolled up on itself to form the battery cell. Such a stack conventionally comprises an anode strip, a cathode strip, and two separator strips separating the anode and cathode strips. These separator strips are essential for the formation of the cell because they make it possible to electrically and chemically isolate the anode strip from the cathode strip so that they are not in direct contact with each other. Thus, if a misalignment between the separator strips and the electrode strips is present, a short circuit can occur inside a cell.

Dans une production à grande échelle notamment, il est possible de constater un désalignement entre les différentes bandes constitutives de la cellule, ce qui peut rendre possible le contact direct entre l’anode et la cathode. Pour éviter cela, il est connu d’utiliser des moyens de contrôle des cellules au cours du procédé de fabrication, mais également d’instrumenter la ligne de production avec des capteurs d’alignement pour améliorer l’alignement entre les bandes.In large-scale production in particular, it is possible to observe a misalignment between the different constituent bands of the cell, which can make direct contact between the anode and the cathode possible. To avoid this, it is known to use cell control means during the manufacturing process, but also to instrument the production line with alignment sensors to improve the alignment between the bands.

Toutefois, malgré ces précautions, des problèmes de fabrication persistent et conduisent généralement à la mise au rebus de la cellule de batterie quand le défaut est identifié lors de la fabrication. Dans d’autres cas plus problématiques, ces défauts de fabrication peuvent mener à la destruction de la batterie lors de son utilisation.However, despite these precautions, manufacturing problems persist and generally lead to the disposal of the battery cell when the defect is identified during manufacture. In other more problematic cases, these manufacturing defects can lead to the destruction of the battery during use.

Ces désagréments peuvent être causés par une mauvaise adhésion mécanique entre les couches, ou par une mauvaise stabilité thermique. En effet, les bandes de séparateur comprenant généralement des matériaux polymères, elles peuvent se dilater ou se contracter lors du procédé de fabrication, ou lors de l’utilisation de la cellule de batterie, notamment lorsqu’elle monte en température.These inconveniences can be caused by poor mechanical adhesion between the layers, or by poor thermal stability. Indeed, the separator strips generally comprising polymer materials, they can expand or contract during the manufacturing process, or during the use of the battery cell, in particular when it rises in temperature.

Objet de l’inventionObject of the invention

La présente invention a pour but de proposer une solution qui réponde à tout ou partie des problèmes précités.The object of the present invention is to propose a solution which responds to all or part of the aforementioned problems.

Ce but peut être atteint grâce à la mise en œuvre d’un procédé de fabrication d’une cellule pour dispositif de stockage d’énergie électrique, le procédé comprenant :

  • une étape de fourniture d’une bande d’anode, d’une bande de cathode, d’une première bande de séparateur, et d’une deuxième bande de séparateur ;
  • une étape de formation dans laquelle un premier empilement de bandes et un deuxième empilement de bandes distincts l’un de l’autre sont formés, chacun des premier et deuxième empilements de bandes comprenant la superposition de la bande d’anode, de la première bande de séparateur, de la bande de cathode, et de la deuxième bande de séparateur ;
  • une étape d’enroulement dans laquelle le premier empilement de bandes et le deuxième empilement de bandes sont enroulés ensemble, en se superposant l’un sur l’autre, autour d’un même mandrin d’enroulement entraîné en rotation autour d’un axe d’enroulement durant l’étape d’enroulement.
This object can be achieved by implementing a method for manufacturing a cell for an electrical energy storage device, the method comprising:
  • a step of providing an anode strip, a cathode strip, a first separator strip, and a second separator strip;
  • a forming step in which a first strip stack and a second strip stack distinct from each other are formed, each of the first and second strip stacks comprising the superposition of the anode strip, the first strip separator, the cathode strip, and the second separator strip;
  • a winding step in which the first stack of strips and the second stack of strips are wound together, superimposed one on the other, around a same winding mandrel driven in rotation around an axis winding during the winding step.

Les dispositions précédemment décrites permettent de proposer un procédé de fabrication permettant de superposer par enroulement, au moins deux empilements de bandes de manière à former rapidement une cellule pour dispositif de stockage d’énergie électrique, typiquement une cellule de forme cylindrique.The arrangements previously described make it possible to propose a manufacturing method making it possible to superimpose by winding, at least two stacks of strips so as to quickly form a cell for an electrical energy storage device, typically a cell of cylindrical shape.

Par comparaison avec un procédé de fabrication formant une cellule par un enroulement d’un seul empilement de bandes, l’enroulement simultané de plusieurs empilements de bandes déjà préformés permet à la fois :

  • de limiter la longueur des bandes à enrouler pour obtenir ladite cellule de dispositif de stockage d’énergie électrique, permettant ainsi de limiter le phénomène d’ondulation des bandes dans leur largeur ; et
  • d’augmenter la vitesse de formation de chaque cellule de dispositif de stockage d’énergie électrique pour une même vitesse de rotation du mandrin d’enroulement ;
  • d’améliorer le contrôle de l’alignement des bandes avant l’étape d’enroulement.
By comparison with a manufacturing process forming a cell by winding a single stack of strips, the simultaneous winding of several stacks of already preformed strips allows both:
  • to limit the length of the strips to be wound to obtain said electrical energy storage device cell, thus making it possible to limit the phenomenon of undulation of the strips in their width; And
  • to increase the speed of formation of each cell of the electrical energy storage device for the same speed of rotation of the winding mandrel;
  • to improve control of the alignment of the strips before the winding step.

En réduisant la longueur des bandes à enrouler, il devient plus aisé de contrôler l’alignement des électrodes et/ou séparateurs entre eux. En effet, en augmentant la longueur des feuilles d’électrodes, on augmente la probabilité d’un défaut d’alignement.By reducing the length of the strips to be wound, it becomes easier to check the alignment of the electrodes and/or separators between them. Indeed, by increasing the length of the electrode sheets, the probability of misalignment is increased.

Il est bien compris que l’utilisation des termes « premier » et « deuxième » n’est pas limitative et que selon le mode de réalisation, il peut y avoir au moins un empilement supplémentaire de même nature que les premier et deuxième empilements de bandes et pour lequel les mêmes principes qu’eux s’appliquent.It is understood that the use of the terms "first" and "second" is not limiting and that depending on the embodiment, there may be at least one additional stack of the same nature as the first and second stacks of strips and for which the same principles apply.

Le procédé de fabrication peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison.The manufacturing method may also have one or more of the following characteristics, taken alone or in combination.

Selon un mode de réalisation, la bande d’anode, la première bande de séparateur, la bande de cathode, et la deuxième bande de séparateur présentent une forme générale de film. Par forme de film, on entend qu’un élément présente une épaisseur très largement inférieure, voire négligeable, par rapport à sa largeur ou à sa longueur.According to one embodiment, the anode strip, the first separator strip, the cathode strip, and the second separator strip have the general shape of a film. By film form, we mean that an element has a thickness that is very much less, or even negligible, compared to its width or length.

Selon un mode de réalisation, la bande d’anode, la première bande de séparateur, la bande de cathode, et la deuxième bande de séparateur présentent chacune une largeur comprise entre 40 mm et 120 mm, et plus particulièrement comprise entre 60 mm et 100 mm.According to one embodiment, the anode strip, the first separator strip, the cathode strip, and the second separator strip each have a width of between 40 mm and 120 mm, and more particularly between 60 mm and 100 mm. mm.

Selon un mode de réalisation, la bande d’anode, la première bande de séparateur, la bande de cathode, et la deuxième bande de séparateur présentent ensemble une épaisseur totale comprise entre 100 micromètres et 650 micromètres.According to one embodiment, the anode strip, the first separator strip, the cathode strip, and the second separator strip together have a total thickness of between 100 micrometers and 650 micrometers.

Selon un mode de réalisation, une largeur de la bande de cathode, comptée le long de l’axe d’enroulement, est strictement inférieure à une largeur de la bande d’anode comptée le long de l’axe d’enroulement.According to one embodiment, a width of the cathode strip, counted along the winding axis, is strictly less than a width of the anode strip counted along the winding axis.

Selon un mode de réalisation, l’étape de fourniture de la bande d’anode, de la bande de cathode, de la première bande de séparateur, et de la deuxième bande de séparateur comprend respectivement le déroulement d’une bobine de bande d’anode libre, d’une bobine bande de cathode libre, d’une bobine de première bande de séparateur libre et d’une bobine de deuxième bande de séparateur libre.According to one embodiment, the step of supplying the anode strip, the cathode strip, the first separator strip, and the second separator strip respectively comprises unwinding a reel of free anode, a free cathode strip coil, a free separator first strip coil and a free separator second strip coil.

Selon un mode de réalisation, l’étape de formation comprend une étape de compression dans laquelle lesdits premier empilement de bandes et deuxième empilement de bandes sont compressés, par introduction dans une presse à rouleaux.According to one embodiment, the forming step comprises a compression step in which said first stack of strips and second stack of strips are compressed, by introduction into a roller press.

Selon un mode de réalisation, la presse à rouleaux est configurée pour presser au moins l’un parmi le premier empilement de bandes et le deuxième empilement de bandes pour atteindre une épaisseur maximale de cet empilement de bandes comprise entre 100 µm et 650 µm.According to one embodiment, the roller press is configured to press at least one of the first stack of strips and the second stack of strips to reach a maximum thickness of this stack of strips comprised between 100 μm and 650 μm.

Selon un mode de réalisation, l’étape de compression est réalisée par la compression simultanée des premier et deuxième empilements de bandes.According to one embodiment, the compression step is carried out by the simultaneous compression of the first and second stacks of strips.

Selon un mode de réalisation, l’étape de compression est mise en œuvre avant l’étape d’enroulement.According to one embodiment, the compression step is implemented before the winding step.

Selon un mode de réalisation, l’étape de formation comprend une étape d’assemblage dans laquelle pour chacun du premier empilement de bandes et du deuxième empilement de bandes, une bande d’anode libre, une première bande de séparateur libre, une bande de cathode libre et une deuxième bande de séparateur libre sont assemblées dans un guide d’empilement de manière à former l’empilement de bandes correspondant, au sein duquel la bande d’anode, la première bande de séparateur, la bande de cathode et la deuxième bande de séparateur coopèrent entre elles pour former cet empilement de bandes.According to one embodiment, the forming step comprises an assembly step in which for each of the first stack of strips and the second stack of strips, a free anode strip, a first free separator strip, a free cathode and a second free separator strip are assembled in a stacking guide so as to form the corresponding strip stack, in which the anode strip, the first separator strip, the cathode strip and the second separator strip cooperate with each other to form this stack of strips.

Il est donc bien compris que lors de l’étape de formation, le premier empilement de bandes et le deuxième empilement de bandes sont préassemblés avant l’étape d’enroulement.It is therefore well understood that during the forming step, the first stack of strips and the second stack of strips are preassembled before the winding step.

Selon un mode de réalisation, le guide d’empilement est configuré pour mettre en contact chaque bande libre introduite dans le guide d’empilement avec au moins une autre bande libre introduite dans le guide d’empilement.According to one embodiment, the stacking guide is configured to bring each free strip introduced into the stacking guide into contact with at least one other free strip introduced into the stacking guide.

Selon un mode de réalisation, la bande d’anode, la première bande de séparateur, la bande de cathode et la deuxième bande de séparateur sont solidaires suite à leur assemblage dans le guide d’empilement. Par exemple, lesdites bandes peuvent coopérer entre elles par adhésion.According to one embodiment, the anode strip, the first separator strip, the cathode strip and the second separator strip are integral following their assembly in the stacking guide. For example, said bands can cooperate with each other by adhesion.

Selon un mode de réalisation, au moins une bande de séparateur choisie parmi la première bande de séparateur et la deuxième bande de séparateur comprend un agent de liaison réparti sur tout ou partie d’une surface de contact de ladite au moins une bande de séparateur. Ledit agent de liaison étant configuré pour faire adhérer ladite au moins une bande de séparateur avec la bande de cathode ou avec la bande d’anode au sein du premier empilement de bandes ou du deuxième empilement de bandes, notamment lors de l’étape de formation.According to one embodiment, at least one separator strip chosen from the first separator strip and the second separator strip comprises a bonding agent distributed over all or part of a contact surface of said at least one separator strip. Said bonding agent being configured to cause said at least one strip of separator to adhere with the cathode strip or with the anode strip within the first stack of strips or the second stack of strips, in particular during the step of forming .

De manière générale, la première bande de séparateur comprend un film de base en polyoléfine comme le polypropylène « PP », le polyéthylène « PE » ou équivalent.Generally, the first separator strip comprises a polyolefin base film such as polypropylene "PP", polyethylene "PE" or the like.

Selon un mode de réalisation, l’agent de liaison peut comprendre un composé céramique ou un polymère, comme par exemple l’aramide, le polyfluorure de vinylidène « PVDF », ou un copolymère comme le Poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) « PVDF-HFP ».According to one embodiment, the bonding agent may comprise a ceramic compound or a polymer, such as for example aramid, polyvinylidene fluoride “PVDF”, or a copolymer such as Poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) “ PVDF-HFP”.

Selon un mode de réalisation, chacun des premier et deuxième empilements de bandes est maintenu tendu entre le guide d’empilement et le mandrin d’enroulement.According to one embodiment, each of the first and second stacks of strips is kept taut between the stack guide and the winding mandrel.

De cette manière, il est possible de limiter la création de défaut lors de l’étape d’enroulement. En particulier, le fait de maintenir en tension les empilements de bandes permet de maintenir un alignement entre deux empilements de bandes, et d’améliorer l’adhésion entre les deux empilements de bandes.In this way, it is possible to limit the creation of faults during the winding step. In particular, the fact of keeping the stacks of strips in tension makes it possible to maintain an alignment between two stacks of strips, and to improve the adhesion between the two stacks of strips.

Selon un mode de réalisation, des organes de mise en tension sont disposés entre la presse à rouleaux et le mandrin d’enroulement, lesdits organes de mise en tension étant configurés pour maintenir au moins un empilement de bandes choisi parmi le premier empilement de bandes et le deuxième empilement de bandes entre le guide d’empilement et le mandrin d’enroulement.According to one embodiment, tensioning members are arranged between the roller press and the winding mandrel, said tensioning members being configured to maintain at least one stack of strips chosen from among the first stack of strips and the second stack of strips between the stacking guide and the winding mandrel.

Selon un mode de réalisation, l’étape d’enroulement comprend en outre une étape d’introduction dans laquelle les premier et deuxième empilements de bandes sont agencés respectivement au niveau d’emplacements d’introduction distincts agencés sur une surface externe du mandrin d’enroulement.According to one embodiment, the winding step further comprises an insertion step in which the first and second stacks of strips are respectively arranged at separate insertion locations arranged on an outer surface of the mandrel. winding.

Selon un mode de réalisation, l’étape d’introduction comprend :

  • une première étape d’introduction dans laquelle le premier empilement de bandes est agencé au niveau d’un premier emplacement disposé sur la surface externe du mandrin d’enroulement, et
  • une deuxième étape d’introduction dans laquelle le deuxième empilement de bandes est agencé au niveau d’un deuxième emplacement disposé sur la surface externe du mandrin d’enroulement,
According to one embodiment, the introduction step comprises:
  • a first introduction step in which the first stack of strips is arranged at a first location disposed on the outer surface of the winding mandrel, and
  • a second introduction step in which the second stack of strips is arranged at a second location disposed on the outer surface of the winding mandrel,

le premier emplacement étant strictement différent du deuxième emplacement.the first location being strictly different from the second location.

Il est donc bien compris que le mandrin comprend au moins deux emplacements distincts, à partir desquels la cellule de batterie sera formée par enroulement du premier empilement de bandes et du deuxième empilement de bandes.It is therefore clearly understood that the mandrel comprises at least two separate locations, from which the battery cell will be formed by winding the first stack of strips and the second stack of strips.

Selon un mode de réalisation, au moins un empilement de bandes, choisi parmi le premier empilement de bandes et le deuxième empilement de bandes, est introduit au-dessus du mandrin d’enroulement dans le sens de la gravité lors de l’étape d’introduction.According to one embodiment, at least one stack of strips, chosen from among the first stack of strips and the second stack of strips, is introduced above the winding mandrel in the direction of gravity during the step of introduction.

De cette manière, il est possible de limiter le dépôt de poussières sur la surface des empilements de bandes avant de réaliser l’étape d’enroulement.In this way, it is possible to limit the deposition of dust on the surface of the stacks of strips before carrying out the winding step.

Selon un mode de réalisation, le procédé de fabrication comprend en outre une étape d’alignement secondaire mise en œuvre avant l’étape d’enroulement, dans laquelle lesdits premier enroulement et deuxième enroulement sont alignés l’un par rapport à l’autre latéralement le long de l’axe d’enroulement.According to one embodiment, the manufacturing method further comprises a secondary alignment step implemented before the winding step, in which said first winding and second winding are aligned with respect to each other laterally along the winding axis.

Selon un mode de réalisation, l’étape d’alignement secondaire est mise en œuvre par un ajustement de la position de chaque empilement de bandes par rapport à l’autre empilement de bandes ou aux autres empilements de bandes s’il est prévu au moins un troisième empilement de bandes de même nature que les premier et deuxième empilements de bandes, par exemple par un décalage latéral d’un empilement de bandes le long de l’axe d’enroulement.According to one embodiment, the secondary alignment step is implemented by adjusting the position of each stack of strips with respect to the other stack of strips or to the other stacks of strips if it is provided at least a third stack of strips of the same nature as the first and second stacks of strips, for example by a lateral offset of a stack of strips along the winding axis.

Selon un mode de réalisation, l’étape d’alignement secondaire comprend la mesure d’un décalage latéral entre le premier empilement de bandes et le deuxième empilement de bandes, l’alignement du premier empilement de bandes et du deuxième empilement de bandes étant mis en œuvre par un décalage latéral du deuxième empilement de bandes par rapport au premier empilement de bandes de manière à maintenir une valeur dudit décalage latéral inférieure à 5 mm, et notamment inférieure à 2 mm, et plus particulièrement inférieure à 1mm.According to one embodiment, the secondary alignment step comprises measuring a lateral offset between the first stack of strips and the second stack of strips, the alignment of the first stack of strips and of the second stack of strips being implemented by a lateral offset of the second stack of strips relative to the first stack of strips so as to maintain a value of said lateral offset of less than 5 mm, and in particular less than 2 mm, and more particularly less than 1 mm.

Selon un mode de réalisation, le procédé de fabrication comprend en outre une étape de découpe comprenant la coupe des premier et deuxième empilements de bandes avant leur enroulement autour du mandrin d’enroulement.According to one embodiment, the manufacturing method further comprises a cutting step comprising the cutting of the first and second stacks of strips before their winding around the winding mandrel.

Selon un mode de réalisation, le mandrin d’enroulement présente une géométrie de cylindre autour de l’axe d’enroulement, l’étape d’enroulement étant mise en œuvre de manière à enrouler les premier et deuxième empilements de bandes autour du mandrin d’enroulement de manière à former une cellule de forme cylindrique présentant une face interne tournée vers le mandrin d’enroulement et une face externe opposée à la face interne.According to one embodiment, the winding mandrel has a cylinder geometry around the winding axis, the winding step being implemented so as to wind the first and second stacks of strips around the winding mandrel. winding so as to form a cell of cylindrical shape having an inner face facing the winding mandrel and an outer face opposite the inner face.

Le but de l’invention peut également être atteint grâce à la mise en œuvre d’une cellule pour dispositif de stockage d’énergie électrique obtenue par un procédé de fabrication du type d’un de ceux décrits précédemment.The object of the invention can also be achieved through the implementation of a cell for an electrical energy storage device obtained by a manufacturing method of the type of one of those described above.

Description sommaire des dessinsBrief description of the drawings

D’autres aspects, buts, avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de modes de réalisation préférés de celle-ci, donnée à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :Other aspects, objects, advantages and characteristics of the invention will appear better on reading the following detailed description of preferred embodiments thereof, given by way of non-limiting example, and made with reference to the appended drawings. on which ones :

La est une vue schématique d’un procédé de fabrication selon un mode de réalisation de l’invention. There is a schematic view of a manufacturing method according to one embodiment of the invention.

Claims (12)

Procédé de fabrication d’une cellule (1) pour dispositif de stockage d’énergie électrique, le procédé comprenant :
  • une étape de fourniture (E10) d’une bande d’anode (11), d’une bande de cathode (21), d’une première bande de séparateur (13), et d’une deuxième bande de séparateur (23) ;
  • une étape de formation (E30) dans laquelle un premier empilement de bandes (15) et un deuxième empilement de bandes (25) distincts l’un de l’autre sont formés, chacun des premier et deuxième empilements de bandes (15, 25) comprenant la superposition de la bande d’anode (11), de la première bande de séparateur (13), de la bande de cathode (21), et de la deuxième bande de séparateur (23) ;
  • une étape d’enroulement (E60) dans laquelle le premier empilement de bandes (15) et le deuxième empilement de bandes (25) sont enroulés ensemble, en se superposant l’un sur l’autre, autour d’un même mandrin d’enroulement (7) entraîné en rotation autour d’un axe d’enroulement durant l’étape d’enroulement (E60).
Method of manufacturing a cell (1) for an electrical energy storage device, the method comprising:
  • a step of supplying (E10) an anode strip (11), a cathode strip (21), a first separator strip (13), and a second separator strip (23) ;
  • a forming step (E30) in which a first strip stack (15) and a second strip stack (25) distinct from each other are formed, each of the first and second strip stacks (15, 25) comprising overlapping the anode strip (11), the first separator strip (13), the cathode strip (21), and the second separator strip (23);
  • a winding step (E60) in which the first stack of strips (15) and the second stack of strips (25) are wound together, overlapping one on the other, around a same mandrel of winding (7) driven in rotation about a winding axis during the winding step (E60).
Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans lequel l’étape de formation (E30) comprend une étape de compression (E33) dans laquelle lesdits premier empilement de bandes (15) et deuxième empilement de bandes (25) sont compressés, par introduction dans une presse à rouleaux (2).Manufacturing method according to claim 1, in which the step of forming (E30) comprises a step of compressing (E33) in which the said first stack of strips (15) and second stack of strips (25) are compressed, by introduction into a roller press (2). Procédé de fabrication selon la revendication 2, dans lequel l’étape de compression (E33) est réalisée par la compression simultanée des premier et deuxième empilements de bandes (15, 25).Manufacturing method according to claim 2, in which the compression step (E33) is carried out by the simultaneous compression of the first and second stacks of strips (15, 25). Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 2 ou 3, dans lequel l’étape de compression (E33) est mise en œuvre avant l’étape d’enroulement (E60).Manufacturing method according to any one of claims 2 or 3, in which the compression step (E33) is implemented before the winding step (E60). Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l’étape de formation (E30) comprend une étape d’assemblage (E31) dans laquelle pour chacun du premier empilement de bandes (15) et du deuxième empilement de bandes (25), une bande d’anode (11) libre, une première bande de séparateur (13) libre, une bande de cathode (21) libre et une deuxième bande de séparateur (23) libre sont assemblées dans un guide d’empilement (4) de manière à former l’empilement de bandes correspondant, au sein duquel la bande d’anode (11), la première bande de séparateur (13), la bande de cathode (21) et la deuxième bande de séparateur (23) coopèrent entre elles pour former cet empilement de bandes.Manufacturing method according to any one of claims 1 to 4, in which the step of forming (E30) comprises an assembly step (E31) in which for each of the first stack of strips (15) and the second stack of strips (25), a free anode strip (11), a first free separator strip (13), a free cathode strip (21) and a second free separator strip (23) are assembled in a guide stack (4) so as to form the corresponding stack of strips, in which the anode strip (11), the first separator strip (13), the cathode strip (21) and the second separator strip ( 23) cooperate with each other to form this stack of strips. Procédé de fabrication selon la revendication 5, dans lequel chacun des premier et deuxième empilements de bandes (15, 25) est maintenu tendu entre le guide d’empilement (4) et le mandrin d’enroulement (7).Method of manufacture according to claim 5, in which each of the first and second stacks of strips (15, 25) is held taut between the stacking guide (4) and the winding mandrel (7). Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l’étape d’enroulement (E60) comprend en outre une étape d’introduction (E61) dans laquelle les premier et deuxième empilements de bandes (15, 25) sont agencés respectivement au niveau d’emplacements d’introduction (63, 65) distincts agencés sur une surface externe du mandrin d’enroulement (7).Manufacturing method according to any one of Claims 1 to 6, in which the winding step (E60) further comprises an insertion step (E61) in which the first and second stacks of strips (15, 25) are respectively arranged at separate insertion locations (63, 65) arranged on an outer surface of the winding mandrel (7). Procédé de fabrication selon la revendication 7, dans lequel au moins un empilement de bandes, choisi parmi le premier empilement de bandes (15) et le deuxième empilement de bandes (25), est introduit au-dessus du mandrin d’enroulement (7) dans le sens de la gravité lors de l’étape d’introduction (E61).Manufacturing method according to claim 7, in which at least one stack of strips, chosen from among the first stack of strips (15) and the second stack of strips (25), is introduced above the winding mandrel (7) in the direction of gravity during the introduction step (E61). Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant en outre une étape d’alignement secondaire (E50) mise en œuvre avant l’étape d’enroulement (E60), dans laquelle lesdits premier enroulement et deuxième enroulement sont alignés l’un par rapport à l’autre latéralement le long de l’axe d’enroulement.A manufacturing method according to any one of claims 1 to 8, further comprising a secondary alignment step (E50) performed before the winding step (E60), wherein said first winding and second winding are aligned relative to each other laterally along the winding axis. Procédé de fabrication selon la revendication 9, dans lequel l’étape d’alignement secondaire (E50) comprend la mesure d’un décalage latéral entre le premier empilement de bandes (15) et le deuxième empilement de bandes (25), l’alignement du premier empilement de bandes (15) et du deuxième empilement de bandes (25) étant mis en œuvre par un décalage latéral du deuxième empilement de bandes (25) par rapport au premier empilement de bandes (15) de manière à maintenir une valeur dudit décalage latéral inférieure à 5 mm, et notamment inférieure à 2 mm, et plus particulièrement inférieure à 1mmA manufacturing method according to claim 9, wherein the secondary alignment step (E50) includes measuring a lateral offset between the first stack of strips (15) and the second stack of strips (25), aligning the first stack of strips (15) and the second stack of strips (25) being implemented by a lateral offset of the second stack of strips (25) relative to the first stack of strips (15) so as to maintain a value of said lateral offset of less than 5 mm, and in particular less than 2 mm, and more particularly less than 1 mm Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant en outre une étape de découpe (E70) comprenant la coupe des premier et deuxième empilements de bandes avant leur enroulement autour du mandrin d’enroulement (7).Manufacturing process according to any one of claims 1 to 10, further comprising a cutting step (E70) comprising cutting the first and second stacks of strips before they are wound around the winding mandrel (7). Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel le mandrin d’enroulement (7) présente une géométrie de cylindre autour de l’axe d’enroulement, l’étape d’enroulement (E60) étant mise en œuvre de manière à enrouler les premier et deuxième empilements de bandes (15, 25) autour du mandrin d’enroulement (7) de manière à former une cellule (1) de forme cylindrique présentant une face interne tournée vers le mandrin d’enroulement (7) et une face externe opposée à la face interne.Manufacturing method according to any one of Claims 1 to 11, in which the winding mandrel (7) has a cylinder geometry around the winding axis, the winding step (E60) being carried out works so as to wind the first and second stacks of strips (15, 25) around the winding mandrel (7) so as to form a cell (1) of cylindrical shape having an internal face facing the winding mandrel ( 7) and an outer face opposite the inner face.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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