JP2014502016A - 電気化学エネルギー貯蔵セルで使用するための電解質の充填を含む電極／セパレータスタックの製造方法 - Google Patents

Abstract

シート２、特に電極及び／又はセパレータシート２のスタック１と、液状の電解質４とを有する電気化学エネルギー貯蔵セルを製造するための方法は、以下のステップを有している：前記スタック１内で隣り合う多数のシート２の間に隙間を形成するステップ（ステップＳ１）と、前記スタック１を前記電解質４に接触させるステップ（ステップＳ２）と、前記スタック１内で隣り合う前記多数のシート２の間にステップＳ１において形成された隙間を取り除くステップ（ステップＳ３）と、である。それによって、電解質４は、迅速かつ均等に、前記多数のシート２の表面に分散することができる。当該方法の特に好ましい態様では、前記ステップＳ１は、以下のサブステップを有している：前記スタック１内の多数のシート２を、少なくとも１つの点において、互いに対して固定するサブステップ（ステップＳ１．１、任意）と、前記スタック１が曲げられ、前記スタック１内の前記シート２は少なくとも部分的に互いに対して可動性を有するサブステップ（ステップＳ１．２）と、曲げられた前記スタック１内の多数のシート２が、互いに対して固定されるので、前記多数のシート２は、少なくとも２つの点においてそれぞれ互いに対して固定されているサブステップ（ステップＳ１．３）と、曲げられた前記スタック１が、ステップＳ１．１及び／又はＳ１．３で行われた固定を維持しつつ、前記スタック１の最初の形状に概ね相当する形状に戻されるサブステップ（ステップＳ１．４）と、である。

Description

優先権出願ＤＥ１０２０１００５２８４３．９の全内容は、参照することにより本願の構成要素となる。

本発明は、シート、特に電極及び／又はセパレータシートのスタックと液状の電解質とを有する電気化学エネルギー貯蔵セルの製造方法に関する。

電気化学エネルギー貯蔵セルは、電気エネルギーを化学的に貯蔵するための装置の最小単位であると理解され、特に、アルカリバッテリセルのような、一次セルとも称される充電不可能なエネルギー貯蔵セルと、ニッケル水素又はリチウムイオンバッテリセルのような、二次セル又は蓄電池セルとも称される充電可能なエネルギー貯蔵セルとがある。

このようなエネルギー貯蔵セルは一般に、交互に重なり合う、多数の平らな電極又は電極層から成る電極アセンブリを有しており、それぞれ交互に正極（カソード）と負極（アノード）とが配置されている。２つの隣り合う電極又は電極層の間にはそれぞれ、セパレータ又はセパレータ層が配置されており、これらは、極性の異なる２つの電極間での電気的接触としたがって短絡とを回避するために用いられる。電極アセンブリには、電解質、好ましくは液状の電解質が充填され、それによって、エネルギー貯蔵セル内部に導電性が形成される。電極又はセパレータの表面の状態に応じて、例えば平らであるか又は多孔性であるかに応じて、例えば表面に電解質を湿らせるのみにするか、又は染み込ませる。しかしながら、電極又はセパレータの表面上での電解質の分散は、可能な限り全面にわたるべきであり、それによって、良好な伝導性としたがって電気化学エネルギー貯蔵セルの大きな容量とが保障される。

リチウムイオンセルの場合、電極は例えばグラファイトコーティングされたアルミニウムホイル又は銅ホイルから、セパレータはプラスチック基板に塗布されたセラミック材料から構成され得る。セパレータは例えば、リチウムイオンを含む有機材料から構成され得る。

このような電極アセンブリは、例えば重ね合わせた電極及びセパレータストリップを巻き込むことによって、又は、各電極及びセパレータシートを交互に積層することによって形成される。積層された電極アセンブリの場合、全てのアノードシート又は全てのカソードシートが、それぞれ導電性を有するように、電流を伝導するための金属製導体によって互いに接続されている。

本出願では、最後に挙げた種類の電極アセンブリのみが考察される。当該電極アセンブリは、シート、特に電極及びセパレータシートを積層することによって得られる。このような積層されたシートから成るアセンブリは、その内部で各シートは、略平らで略平行な面を形成しており、以下においてスタックと称される。シートは、平らな物体であると理解される。好ましくは、薄く平らな物体、すなわち、その面に対して垂直方向の寸法が、完全に面の内に存在する最大円の直径よりもはるかに小さい平らな物体であると理解される。このとき、各シートは、好ましくは長方形を有しており、好ましくは同じ大きさでもある。したがって、本発明は、長方形の同じ大きさのシートに関連して記載される。しかしながら、シートは、その他のあらゆる任意の形状及び大きさを有していても良いことを指摘しておく。

このような電極アセンブリを有するエネルギー貯蔵セルを製造する際には、電極アセンブリに液状の電解質を、電解質が全ての電極及びセパレータシートの表面と完全に接触するように充填するという問題が生じる。これは、各シートが製造過程において、充填の直前にすでに互いに密着しており、したがって外部からの電解質が、均等に分散され各シートの表面と完全に接触するためにシート間に到達することが難しくなることによって困難になる。また、シートが、電解質とまず接触する外側の領域において「浸され」（vollsaugen）、材料によっては膨張し、それによって電解質がシート表面の内側領域にもはや前進できなくなるという危険も生じる。

このような電極及びセパレータシートのスタックから成る電極アセンブリの充填を、スタックが直立し、電解質がスタックの長辺側又は短辺側から注入される、例えば滴下又は噴射される方法で行うことが知られている。電解質は、重力又は毛細管現象によって下方へ、スタック内に引き込まれ、そこで多かれ少なかれ迅速に、かつ、各シートの表面に均等に分散する。このとき、分散プロセスは、分又は時間又は日の範囲内の、十分に長い作用時間によって支援され、それによって、電解質のシート上での均等な分散が保障される。この作用時間は、製造工程の著しい遅延につながる。

したがって、本発明の課題は、電解質を電極及びセパレータシートの表面と容易かつ迅速かつ確実に接触させる方法を発展させることにある。

本課題は、請求項１に係る電気化学エネルギー貯蔵セルの製造方法によって解決される。当該方法の有利なさらなる構成及び態様は、下位請求項に含まれている。

本発明に係る方法は、スタック内の隣り合うシート間にそれぞれ小さい隙間が存在する場合、液状の電解質はより容易にスタックのシート間に入り込み、シートの表面と接触することができるという理念に基づいている。しかしながら、スタック内のシートは互いに密着して配置されているので、スタック内のシートを「扇形に広げ（auffaechern）」、それによって「ラメラ状」構造にする方法が必要となる。さらに、スタックは、広げられた面が上を向き、電解質が問題無く上から各シート間の隙間へ注入されるように直立して配置され得る。すると、電解質は、スタック内の全てのシートの全ての表面に均等に分散される。なぜなら、電解質はこれらの表面に、直接かつ妨げられることなく到達できるからである。

したがって、請求項１に係る方法は、以下のステップを有しており、これらのステップは、何回も及び／又は記載された順序とは異なる順序で実施され得る：
‐スタック内で隣り合う多数のシートの間に隙間を形成するステップ
‐スタックを電解質に接触させるステップ
‐スタック内で隣り合う多数のシートの間に形成された隙間を再び取り除くステップ

このとき、隙間の幅は、好ましくは少なくともシートの厚さであり、さらに好ましくは少なくともシートの厚さの２倍である。

ここでも、スタックを電解質と接触させることと、シート間の隙間を取り除くこととの間に、一定の「作用時間」を設けても良い。このとき、必要な作用時間の長さは、シート間に隙間が存在しない場合よりも明らかに短くなる。

本発明に係る方法の特に好ましい態様においては、スタック内で隣り合う多数のシートの間に隙間を形成するステップは、記載された順番で、少なくとも以下のサブステップを有している：
‐スタック内の多数のシートは、少なくとも１つの点において、互いに対して固定される。ここで「固定」とは、シートの互いに対する相対的な可動性が、この１つの点において、好ましくはクランプ及び／又はストッパーによって防止されることを意味する。このステップは、当該方法のこの順番において任意である（下記参照）。
‐スタックが曲げられ、スタック内のシートは少なくとも部分的に互いに対して可動性を有する。この屈曲は、適切な力を外部から加えることによって行われる。曲げられたスタックの形状は、シート自体の材料特性によって、特にその曲げ剛性によって、外部から加えられる力によって、又は、スタックが屈曲の間に押し当てられるモールドによっても生じる。
スタックが曲げられる角度（すなわち、円に沿って曲げる場合、曲げられたスタックがこの円に巻き付く角度）は、好ましくは可能な限り大きく選択される。この角度は、好ましくは少なくとも９０°、さらに好ましくは少なくとも１８０°である。
スタックは、各シートの厚さによって、全体として一定の厚さを有しているので、スタックの内側の、屈曲の想定される中心点に対向する縁部におけるシートは、スタックの外側の、屈曲の想定される中心点に背向する縁部におけるシートよりも大きく曲げられる。屈曲が行われ、したがって自身は曲げられない面に対して垂直に延在する各シートの側縁部は、容易に互いに対してスライドされる。このスライドは、シートが互いに対して固定されていないシートの面において、又は、前記固定ステップが実施されなかった場合には、シートの２つの向かい合う面においても行われることがある。
‐曲げられたスタック内の多数のシートは、互いに対して固定される。第１のステップにおいて、シートがすでに１つの点において互いに対して固定された場合、このステップでは、少なくとも１つのさらなる点、そうでなければ少なくとも２つのさらなる点における固定が必要である。いずれの場合にも、シートは少なくとも２つの点においてそれぞれ互いに対して固定されている。
‐曲げられたスタックは、行われた固定を維持しつつ、その最初の形状に概ね相当する形状に戻される。スタックの復元は、好ましくは、外部の、屈曲を生じさせる力を取り去ることによって行われる。スタックは、曲げられた各シートが緩むことによって、再びその概ね最初の形状に戻る。しかしながら、スタックの復元は、曲げ応力と反対の力によっても能動的にもたらされる。
しかしながら、上述したように多数のシートの側縁部を、スタックの屈曲及び固定によって互いに対してスライドさせるので、シートを最初の、互いに対して平行な位置に完全に復元することはできない。むしろ、隣り合う２つのシートの間にはそれぞれ、スライドの補償として、両方のシートのわずかに異なる屈曲と、当該シート間に小さな隙間とが形成され、当該隙間は、固定箇所に向かって先細り、隙間が対称の形状を有していると仮定して、中心において最大の幅を有している。固定によって、スタックはさらに機械的に安定している。

このステップを実施した後、電解質をスタックと接触させることができる。これは、本発明の特に好ましい態様においては、電解質の注入によって行われる。好ましくは、スタックは、スタックの隙間が形成された面が上を向くように並べられる。好ましくは、電解質は、上からスタックに向けられた液体の流れを通じて注入され、例えば滴下又は噴射される。

別の選択肢として、スタック全体を電解質浴に浸すこと、又は、その逆で、スタックを容器内に入れ、電解質をこの容器に、スタックが完全に電解質で覆われるまで注入することによって、スタックに電解質を注入していっぱいにすることも可能である。両方のプロセスにおいて、スタックは上から、いずれにせよ電解質と接触すべきではない導体において（導体がこの製造ステップですでに存在している場合は）保持され得る。

ステップＳ２においてスタックを電解質と接触させる間、及び／又は、接触させた後、スタックに遠心力を作用させることも可能である。ここで、遠心力の作用とは、回転軸を中心とする高速の回転であると理解される。遠心力の作用は、スタックの好ましくは１つ又は（前後する）複数の幾何学的対称軸を中心に加えられる。それによって、遠心力を作用させている間のスタックの不均衡が回避される。スタックを電解質と接触させる間に遠心力を作用させる限りは、電解質は好ましくは遠心プロセスの回転軸に沿って、上からスタック内に注入される。遠心力を作用させることで、電解質が発生する遠心力によってスタック内でより良く分散することが保証される。

本発明に係る方法の最後のステップである、スタック内で隣り合う多数のシート間の隙間を取り除くことは、特に好ましい態様においては、すでに行われた固定を解除することによって行われる。シートが十分に大きな曲げ剛性を有している場合、シートはひとりでに、平らな面としての最初の形状を再び得る。同様に、スタックもひとりでに再び、最初の、密接するシートから構成された形状を得る。ここでは、電解質はシートの表面に均等に分散される。別の選択肢として、スタックの最初の形状を、固定を解除した後、スタックの両外側のシートに外側から軽い圧力を加えることによっても再び得ることができる。

さらに、隙間を取り除いた後、スタックに力が外側から加えられ、それによって電解質がスタック内部でより良く分散可能になる。この力は、好ましくは押圧運動、摩擦運動又は回転運動である。この力は、運動の種類に応じて、好ましくはスタックを片面若しくは両面で外側から押圧する１つ若しくは複数のプレートによって、片面若しくは両面において外側からスタック表面上を加圧して擦る１つ若しくは複数のドクタによって、又は、片側若しくは両側で外側から加圧してスタックの表面上を回転する１つ若しくは複数のローラによって加えられる。このとき、電解質をスタック内で全方向において良好に分散させるために、摩擦又は回転を複数の方向において行うことが可能である。

本発明の好ましい態様によると、多数のシートの固定、スタックの屈曲、曲げられたスタックの復元から成るステップの少なくとも２つのシーケンスが順々に行われる。このとき、スタックは、一連の２つのステップにおいて、それぞれ反対の方向に曲げられる。これは、スタックを最初に曲げて復元した後、最大の屈曲を有し、その間に最小の隙間が形成されるシートが、スタックが逆の方向に曲げられて復元した後に最小の屈曲を有し、その間に最小の隙間が形成される、またその逆も同様であるという利点を有する。したがって、それぞれ２つのシートの間には、これらの一連のステップの内少なくとも１つの後、十分に大きな隙間が利用可能であり、それによって、電解質はそこで問題なく分散し得る。第１のステップを実施した後に電解質の一部を、第２のステップを実施した後に電解質のさらなる又は残りの部分をスタックに注入することもできる。

本発明のさらなる好ましい態様によると、多数のシートの固定、スタックの屈曲、曲げられたスタックの復元から成るステップの少なくとも２つのシーケンスが順々に行われる。このとき、多数のシートの固定は、スタックの異なる箇所で少なくとも部分的に行われ、好ましくはセクションごとに上から下に、又は、下から上に、スタックの２つの互いに向かい合う縁部に沿って行われる。このとき、スタックは直立している。

多数のシートのこのような単に部分的な、好ましくはセクションごとの固定に際しても、スタックは概ね同じように曲げられ、それによって、シート間に所望の隙間が同じように形成される。しかしながら同時に、方法全体の間にシートの表面上の点が、固定装置、例えば締め付けレール（Klemmschiene）によって覆われること、又は、隣接するシートに押しつけられることがないよう保証される。このような点に電解質が到達できるのは、固定を解除した後である。したがって、この態様によって、スタック内における電解質のより良好な分散が保証される。

本発明の好ましい態様では、多数のシートは、曲げられたスタック内で、互いに対して、スタックの２つの向かい合う縁部の領域において、好ましくはスタックの両方の長辺又は両方の短辺で固定される。このようにして、スタックは固定の後又は前に、固定の方向に対して垂直に延在する方向へ軽く曲げられる。したがって、方法の全てのステップは、スタックの側縁部に対して平行な方向において実施され、機械的には特に容易に実現できる。

本発明のさらなる好ましい態様では、多数のシートは、曲げられたスタック内で、互いに対して、スタックの縁部の領域において、及び、スタックのこの縁部に位置しない少なくとも１つの角の領域において固定される。角でスタックを固定することは、スタックの２つの向かい合う面が固定に利用できない場合に有利である。なぜなら例えば、これらの面の内１つに電解質が注入されるべきであり、スタックの向かい合う面のもう１つの対は、製造中のスペースの問題から、固定のために利用することができないからである。しかしながら、この態様においては、電解質を異なる面から、例えば長辺側から、及び、１つ又は２つの短辺側から注入することも可能であり、それによって、スタック内のシートの表面全体への到達可能性の改善が保証される。

スタック内で多数のシートを互いに対して固定することは、好ましくはクランプ要素を用いた多数のシートのクランプによって行われる。

ここでクランプとは、両側から所望の箇所でスタックに外部圧力を加えることを意味している。この圧力の大きさは、シートがこれらの箇所で互いに対して殆ど動くことができないような、しかしまた、変形又は損傷はしないような大きさに定められる。これに適したクランプ要素は、例えば締め付けレール又は点状クランプであり、これらは例えばバネ圧によって押圧される。

しかしながら、別の選択肢として、この固定を、曲げられたスタック内で多数のシートをストッパー要素、例えばストッパー断面に当てることによって行っても良い。このとき、ストッパー要素は、スタックが復元する際に、シートは少なくとも１つの側縁部でストッパー要素に接触するので、シートがその最初の位置に完全に復帰するのを妨げるように構成されている。このストッパー要素は、好ましくはＶ字形断面形状を有している。

本発明のさらなる好ましい態様では、スタックは、方法の全てのステップ又は略全てのステップの間、完全又は部分的にカバー内に存在している。それによって、電解質はスタックと接触させられた後、再びスタックから流出することはなく、一時的な密閉措置が不要になる。このようにして、プロセスの進行は著しく容易になる。自明のことながら、この態様は、カバーが十分に柔軟であり、それによって各ステップ、特にスタックの屈曲及びシートの固定が可能になることを前提としている。

カバーが、電気化学エネルギー貯蔵セルの外側カバーであると特に好ましい。このような柔軟な外側カバーを有するエネルギー貯蔵セル、いわゆるパウチ又はコーヒーバッグセルが知られており、広く普及している。前記好ましい態様に係るカバーとして、エネルギー貯蔵セルの外側カバーを使用することによって、当該方法をさらに容易にすることができる。なぜなら、スタックは方法を実施する前にすでに、その最終的な外側カバー内に導入され、方法を実施する間及び実施した後も、この外側カバー内に留まるからである。

別の選択肢として、カバーは、追加的な柔軟なカバーであり、例えば薄く弾性を有するホイル袋の形状であっても良い。このカバーは、後に完成したエネルギー貯蔵セルにおいて、（場合によっては柔軟でない）外側カバーの内部で、スタックの周囲に追加的な層を形成する。

本発明に係る方法を、複数の実施例を基に、部分的に概略的な図１から図４を用いて説明する。

第１の実施例におけるステップであって、スタックが曲げられた後、２つの向かい合う面で固定されるステップを示した図である。 第２の実施例におけるステップであって、スタックが、曲げられる前には第１の面で、曲げられた後には第１の面と向かい合う面で固定されるステップを示した図である。 第３の実施例におけるステップであって、スタックは１つの面と２つの角とで固定されるステップを示した図である。 第１の実施例の変型例であって、スタックの２つの向かい合う側縁部が、２つのストッパー断面によって固定される変型例を示した図である。

図１ａ）には、６つの電極又はセパレータシート２から成るスタック１が断面で概略的に示されている。ここで、各シート２間の隙間は、単にシート２をより認識しやすくするためのものであり、シート２は実際には密接している。

図１ｂ）では、スタック１が２箇所において、２つの向かい合う側縁部の近傍で、２つの縁部クランプ３によって緩く締め付けられているので、シートは、両方のクランプ箇所でまだ互いに対して動くことができる。図中、縁部クランプ３は、それぞれ２つの黒い正方形（締め付けレール）によって示されており、これらは破線で結ばれている。締め付けは、それぞれスタック１の側縁部全体にわたって行われるべきである。

スタック１を曲げる前にシート２を固定するという任意のステップ（ステップＳ１．１）は、この実施例では行われない。

図１ｃ）では、スタック１は、曲げ方向５において、略円軌道に沿って曲げられる（ステップＳ１．２）。このとき、シート２は、縁部クランプ３の間を互いに対してスライドする。

図１ｄ）では、両方の縁部クランプ３でのスタック１のクランプは、２つの内側を向いた矢印によってそれぞれ示されているように、それぞれ両方の締め付けレール同士の締め付けによって固定される（ステップＳ１．３）。ここでは、シート２は固定された縁部クランプ３の間で、もはや互いに対して動くことはできない。この固定の後、スタックは曲げる力を取り除くことによって、方向７において、可能な限りその最初の位置に再び復元される（ステップＳ１．４）。このとき、シート２の間には、所望の隙間が形成され、この隙間は、内から外へ（曲げ半径の中心点から見て）その幅を減少させる。電極及びセパレータシート２の曲げ剛性によって、シート２とシート間の隙間とは、縁部クランプ３が解除されない限りは、スタック１のこの位置においてその形状を維持する。

図１ｅ）では、電解質４（図中平行線で示されている）は、方向１０において、上からスタック１内のシート２間の隙間に注入される（ステップＳ２）。隙間があるので、電解質は、場合によっては、固定された縁部クランプ３の領域を除いて、問題なく分散することができる。

図１ｆ）では、縁部クランプ３によるスタックの固定は、必要な場合には短い作用時間の後に、再び解除される。それによって、スタックは最終的に再び平らで平行なシート２から成る最初の形状を得て、形成された隙間は取り除かれる（ステップＳ３）。電解質４は、遅くとも縁部クランプ３の領域において、シート２間でも分散可能である。

スタック１を曲げること、縁部クランプ３を固定し解除すること、及び、スタック１を復元することは、適切な機構（図示せず）によって行われ、製造工程において完全に自動化され得る。

図２に示された方法は、スタック１が曲げられる前すでに、縁部クランプ３によってスタック２の左縁で固定される一方で（ステップＳ１．１）、スタック１の右縁は縁部クランプ３によって、曲げられる前に緩くクランプされるのみである（図２ｂを参照）という点で、図１に示された方法とは異なっている。

図２ｃ）では、スタック１は曲げ方向５に曲げられ、縁部クランプ３による固定は維持される（ステップＳ１．２）。図示された態様では、さらに、固定された縁部クランプ３も、曲げる間に同じ位置に留まっているが、スタックのこの面も、図１ｃ）に示したように、スタック１を曲げる際に動くことができる。縁部クランプ３の領域では、スタック１の右縁で、シート２が曲げられる間にさらに互いに対して動くことができる。

図２ｄ）では、スタック１が曲げられた状態で、縁部クランプ３もスタック１の右縁で固定される（ステップＳ１．３）。次に、スタック１は、右側において、方向７に沿って、再びその略最初の位置に戻される（ステップＳ１．４）。

図２ｅ）及び図２ｆ）には、図１ｅ）及び図１ｆ）と同様に、電解質４の注入（ステップＳ２）と、電解質４で満たされたスタック１をその最初の位置に緩めて、それによって隙間を取り除くこと（ステップＳ３）とが示されている。

図３ａ）はスタック１の斜視図であり、スタック１はすでに下側長辺において、締め付けレール８によって固定されている（ステップＳ１．１に相当）。スタック１のこの長辺には、電極シート２の導体突起が存在しており（図示していない）、これらの導体突起はすでにパッケージとして結合されており、この製造ステップではもはや分解されない。この場合、図２に示した方法を同様に適用することも確かに可能であり、スタック１は長辺でクランプされ、電解質４は短辺側で注入される。しかしながら、これは、スタック１の長辺の長さに比較して短辺の長さが短いので不都合であり得る。なぜなら、電解質４は、スタック１の長辺に沿ってスタック１の最深点まで、比較的長い距離を進まなければならないからである。

したがって、この場合、以下の変型例の方法が用いられる。

図３ｂ）に示したように、スタック１は、締め付けレール８と向かい合う両方の角の領域において、略点状に、ポイントクランプ９によってさしあたり緩くクランプされる。

図３ｃ）では、スタック１は、これらの２つの角で、２つの曲げ方向５及び６に沿って、対角線上を前方に曲げられる（ステップＳ１．２）。

それにしたがって、図３ｄ）では、ポイントクランプ９が固定され（ステップＳ１．３）、これは再び２つの内側を向いた矢印によってそれぞれ示されており、スタックは、方向７において、再び、可能な限りその最初の位置に戻される（ステップＳ１．４）。このとき、シート２が、上側長辺でも両方の短辺でも広げられる。スタック１内の２つのシート２間の隙間の幅は、上から下に向かって（締め付けレール８の方向において）減少する。

ここでも、図３ｅ）に示したように、電解質４は、注入方向１０において、上からスタック１に注入され（ステップＳ２）、スタック１が図３ｆ）において、固定されたポイントクランプ９の解除によって再び最終的にその最初の形状を得て、隙間が取り除かれる前に、下に向かって分散することができる（ステップＳ３）。

図４は、図１に示した方法の変型例を示しており、図４ａ）、図４ｂ）、図４ｃ）は、図１ｂ）、図１ｃ）、図１ｄ）に示したステップに対応している。

図４では、スタック１内のシート２はクランプされるのではなく、２つの向かい合う面において、２つのストッパー断面１１に押し当てられる。これらのストッパー断面は、それぞれ断面において、鋭角を形成している（図４ａを参照）。

図４ｂ）では、スタック１が曲げ方向５において曲げられ、シート２の側縁部は、互いに対してスライドされ、それぞれストッパー断面１１の内部に滑り込む（ステップＳ１．２）。

図４ｃ）では、スタック１は方向７において復元される（ステップＳ１．４）。シート２の側縁部は、ストッパー断面１１によって、その互いにスライドされた位置に保持され（ステップＳ１．３）、このスライドによって、再び各シート２間に所望の隙間が生じる。シート２のストッパー断面１１の内側面での保持を機械的に支援するため、及び、シート２がストッパー断面１１の内側面で滑るのを防止するために、ストッパー断面１１の内側面には、粗い、滑らない、又は、うろこ状の表面を設けることもできる。

それによって、シート２をクランプによって、機械的に非常に容易な方法で、かつ、シート２を傷つける危険が無く、互いに対して固定することが可能である。

１ スタック
２ シート
３ 縁部クランプ
４ 電解質
５、６ 曲げ方向
８ 締め付けレール
９ ポイントクランプ
１０ 電解質の注入方向
１１ ストッパー断面

Claims (14)

1. シート（２）、特に電極及び／又はセパレータシート（２）のスタック（１）と、液状の電解質（４）とを有する電気化学エネルギー貯蔵セルを製造するための方法において、
   前記方法は、少なくとも以下の、
   ‐前記スタック（１）内で隣り合う多数のシート（２）の間に隙間を形成するステップ（ステップＳ１）と、
   ‐前記スタック（１）を前記電解質（４）に接触させるステップ（ステップＳ２）と、
   ‐前記スタック（１）内で隣り合う前記多数のシート（２）の間にステップＳ１において形成された隙間を取り除くステップ（ステップＳ３）と、
   を有しており、前記ステップは、何回も及び／又は記載された順序とは異なる順序で実施され得ることを特徴とする方法。
2. 前記スタック（１）内で隣り合う多数のシート（２）の間に隙間を形成するステップＳ１は、少なくとも以下の、
   ‐前記スタック（１）内の多数のシート（２）を、少なくとも１つの点において、互いに対して固定するサブステップ（ステップＳ１．１）と、
   ‐前記スタック（１）が曲げられ、前記スタック（１）内の前記シート（２）は少なくとも部分的に互いに対して可動性を有するサブステップ（ステップＳ１．２）と、
   ‐曲げられた前記スタック（１）内の多数のシート（２）が、互いに対して固定されるので、前記多数のシート（２）は、少なくとも２つの点においてそれぞれ互いに対して固定されているサブステップ（ステップＳ１．３）と、
   ‐曲げられた前記スタック（１）が、ステップＳ１．１及び／又はＳ１．３で行われた固定を維持しつつ、前記スタック（１）の最初の形状に概ね相当する形状に戻されるサブステップ（ステップＳ１．４）と、
   を記載された順番で有しており、このとき、ステップＳ１．１は任意であることを特徴とする請求項１に記載の電気化学エネルギー貯蔵セルを製造するための方法。
3. ステップＳ２における前記スタック（１）と前記電解質（４）との接触は、前記電解質（４）を前記スタック（１）内に注入若しくは噴射することによって、前記スタック（１）を前記電解質（４）に浸すこと、及び／又は、前記スタック（１）に前記電解質（４）を注入していっぱいにすることによって可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気化学エネルギー貯蔵セルを製造するための方法。
4. ステップＳ２において前記スタック（１）を前記電解質（４）と接触させる間、及び／又は、接触させた後、前記スタック（１）に遠心力を作用させることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電気化学エネルギー貯蔵セルを製造するための方法。
5. ステップＳ１で形成された前記スタック（１）内で隣り合う前記多数のシート（２）間の隙間を取り除いた（ステップＳ３）後、前記スタック（１）に力が、好ましくは押圧運動、摩擦運動又は回転運動の形態で、外側から加えられることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電気化学エネルギー貯蔵セルを製造するための方法。
6. ステップＳ３において、ステップＳ１で形成された前記スタック（１）内で隣り合う前記多数のシート（２）間の隙間を取り除くことは、ステップＳ１．１及び／又はステップＳ１．３で行われた固定の解除によって行われることを特徴とする請求項２に記載の電気化学エネルギー貯蔵セルを製造するための方法。
7. 多数のシート（２）の固定（ステップＳ１．１及び／又はＳ１．３）、前記スタック（１）の屈曲（ステップＳ１．２）、曲げられた前記スタック（１）の復元（ステップＳ１．４）から成るステップの少なくとも２つのシーケンスが順々に行われ、前記スタック（１）は、ステップＳ１．２において、それぞれ反対の方向（５、６）に曲げられることを特徴とする請求項２又は６に記載の電気化学エネルギー貯蔵セルを製造するための方法。
8. 多数のシート（２）の固定（ステップＳ１．１及び／又はＳ１．３）、前記スタック（１）の屈曲（ステップＳ１．２）、曲げられた前記スタック（１）の復元（ステップＳ１．４）から成るステップの少なくとも２つのシーケンスが順々に行われ、前記多数のシート（２）の固定は、ステップＳ１．１及び／又はＳ１．３において、前記スタック（１）の異なる箇所で少なくとも部分的に行われることを特徴とする請求項２、６又は７のいずれか一項に記載の電気化学エネルギー貯蔵セルを製造するための方法。
9. 前記多数のシート（２）は、曲げられた前記スタック（１）内で、ステップＳ１．１及び／又はＳ１．３において、互いに対して、前記スタック（１）の２つの向かい合う縁部の領域において固定されることを特徴とする請求項２、６、７又は８のいずれか一項に記載の電気化学エネルギー貯蔵セルを製造するための方法。
10. 前記多数のシート（２）は、曲げられた前記スタック（１）内で、ステップＳ１．１及び／又はＳ１．３において、互いに対して、前記スタック（１）の縁部の領域において、及び、前記スタック（１）の前記縁部に位置しない少なくとも１つの角の領域において固定されることを特徴とする請求項２、６、７、８又は９のいずれか一項に記載の電気化学エネルギー貯蔵セルを製造するための方法。
11. ステップＳ１．１及び／又はＳ１．３における、前記スタック（１）内での多数のシート（２）の、互いに対する固定は、クランプ要素（３、８、９）を用いた前記多数のシートのクランプによって、及び／又は、前記多数のシート（２）をストッパー要素（１１）に当てることによって行われることを特徴とする請求項２、６、７、８、９又は１０のいずれか一項に記載の電気化学エネルギー貯蔵セルを製造するための方法。
12. 前記スタック（１）は、方法の全てのステップ又は略全てのステップの間、完全又は部分的にカバー内に存在していることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の電気化学エネルギー貯蔵セルを製造するための方法。
13. 前記カバーは、前記電気化学エネルギー貯蔵セルの外側カバーを形成することを特徴とする請求項１２に記載の電気化学エネルギー貯蔵セルを製造するための方法。
14. 請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法において製造された電気化学エネルギー貯蔵セル。

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