WO2012175169A2 - Method for treating and/or repairing an electrochemical cell, and battery having a plurality of such electrochemical cells - Google Patents

Method for treating and/or repairing an electrochemical cell, and battery having a plurality of such electrochemical cells Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for the treatment and / or repair of an electrochemical cell and a battery having a number of treated by this method electrochemical cells.
  • Electrochemical energy stores also referred to below as electrochemical or galvanic cells, are often produced in the form of stackable units, from which by combining a plurality of such cells batteries for different applications, in particular for use in electrically powered vehicles can be produced.
  • the invention will be described in relation to the use in a motor vehicle, although it should be noted that such a method and a battery with appropriately designed electrochemical cells and independent of motor vehicles z. B. in a stationary use, in particular for an uninterruptible power supply or a stationary energy storage can be operated.
  • an electrode assembly with electrodes and separator is prepared and this electrode assembly is placed in a sheath, it being possible for the electrolyte to be added subsequently, if the separator has been processed without electrolyte.
  • charging of the electrochemical cell to preferably 47 percent of their nominal capacity or 3.65 V cell voltage and processing steps such.
  • z. B the capture of parameter data to determine further treatment steps to increase the quality or yield, so that optionally a further treatment such.
  • hardening, rolling, brushing, stripping, doctoring, resting bearings, tempering, forming or degassing can be done.
  • an electrochemical cell is to be understood as meaning an electrochemical energy store, 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 stores are galvanic cells or fuel cells.
  • the electrochemical cell has at least a first and a second device for storing electrically different charges, and a means for producing an electrical active connection of these two devices, wherein charge carriers can be moved between these two devices. Under the means for producing an electrical active compound z. B. to understand an electrolyte, which acts as an ion conductor.
  • the electrochemical cells which are relatively hard and whose internal resistance changes little after applying a pressure on the side surfaces, do not gas after closing.
  • a particularly simple and reliable assignment of the electrochemical cell to different types of quality and thus to corresponding subsequent treatment steps to increase the quality can thus take place.
  • the quality z For example, with the following relationship, where dR, the change of the internal resistance and dF, the change of the applied force means:
  • a flat electrochemical cell is to be understood as meaning an electrochemical cell whose external shape is characterized by two essentially parallel surfaces whose vertical distance from one another is shorter than the average length of the cell measured parallel to these surfaces. Between these surfaces, often surrounded by a packaging or a cell housing, the electrochemically active components of the cell are arranged. Such cells are often surrounded by a multi-layered film packaging, which has a sealed seam at the edges of the cell packaging, which is formed by permanently connecting or closing the film packaging in the region of the sealed seam. Such cells are often referred to as pouch cells or as coffeebag cells.
  • the step of acquiring parameter data may include detecting an internal resistance of the electrochemical cell, detecting an internal pressure of the electrochemical cell, detecting a quiescent voltage of the electrochemical cell, detecting a capacitance of the electrochemical cell, or detecting internal structures of the electrochemical cell Cell by X-ray method.
  • the step of determining by means of the control unit has at least one of the following determining steps: determining whether the transmitted parameter data have predetermined first parameter values and / or determining whether the transmitted parameter data does not have predetermined second parameter values ,
  • the step of determining by means of the control unit may include the step of: determining whether the parameter data is within at least one predetermined parameter value range by a predetermined fifth parameter value.
  • the treatment and / or repair method comprises at least one of the following treatment steps: selecting and performing at least one predetermined charging, preferably a slow charging with a charging current in the range of 100 to 850 mA over a period of 15 to 60 s, the electrochemical Cell responsive to at least one result of the determining steps, selecting and performing at least one predetermined hardening of the electrochemical cell in response to at least one result of the determining steps, selecting and performing at least one predetermined resting storage of the electrochemical cell depending on at least one result of the determining steps, selecting and performing at least one predetermined forming of the electrochemical cell in dependence on at least one result of the determining steps, selecting and performing at least one vo determining and performing at least one predetermined sweep of the electrochemical cell in response to at least one result of the determining steps, selecting and performing at least one predetermined sweeping of the electrochemical cell in response to at least one of Result of the determining steps selecting and performing at least one predetermined doctoring of the electrochemical cell in dependence on at least one result of the
  • An advantage of this embodiment is that when z. B. has been determined by the determination step that the electrochemical cell is particularly soft subsequent steps for curing can be performed, whereas when z. B. has been determined by the determination step that the electrochemical cell has sufficient hardness, subsequent processing steps can be saved.
  • Another advantage of the treatment and / or repair method according to the invention is that if, due to predetermined measured values at z.
  • X-ray measurements or internal resistance change measurements is found that Elektrodenmaschine, sections, edges or the like are solubilized individually or in combination, no curing, but a slow charging with a charging current in the range of 100 to 850 mA over a period of 15 to 60 s, preferably can be repeatedly performed, whereby the loosened areas are re-solidified or adhered.
  • the object is achieved in that the electrochemical cells have been treated or repaired according to one of the above-mentioned manufacturing method.
  • the batteries are designed for a temperature range of -60 ° C to + 120 ° C and particularly preferably for a temperature range of -40 ° C to +100 ° C.
  • these batteries preferably have a charge capacity greater than 25 Ah, and more preferably a charge capacity of 500 Ah to 1200 Ah.
  • these batteries are preferably designed for discharge currents of 25 A to 1200 A and more preferably for discharge currents of 100 A to 400 A.
  • a further advantage of this invention is that a maintenance procedure for batteries, e.g. As in the inspection intervals of motor vehicles, can be resolidified or adhered to the loosened electrode parts, sections, edges or the like, so that the life and performance of the batteries can be increased.
  • a maintenance procedure for batteries e.g. As in the inspection intervals of motor vehicles, can be resolidified or adhered to the loosened electrode parts, sections, edges or the like, so that the life and performance of the batteries can be increased.
  • FIG. 1 shows a flow chart for a treatment and / or repair method of an electrochemical cell according to a first exemplary embodiment.
  • step S1 parameter data D Par of an electrochemical cell to be examined is detected.
  • step S2 the parameter data D par .
  • a control unit is transmitted and in a step S3, these parameter data D Par assigned to the electrochemical cell.
  • the control unit it is determined whether these parameter data D Par . a predetermined relationship with respect to predetermined parameter values Wp ar . exhibit. If the parameter data D par . the predetermined relationship with respect to the predetermined parameter values Wp ar.
  • a first predetermined subsequent treatment step S5 in particular a further treatment step for a cell corresponding to the requirements, is determined. Otherwise, if the parameter data D par . the predetermined relationship with respect to the predetermined parameter values W Par . can not be determined, for this electrochemical cell optionally a second predetermined subsequent treatment step S5 ⁇ can be determined in particular an additional repair step for a non-requisite cell.
  • step S1 may include detecting whether there are any regions detached in the cell. If it is detected that there are no detached regions, the cell is subjected to conventional pre-charging and finishing processes. If, on the other hand, it is detected that the cell does not meet the requirements that e.g. B.
  • control unit By means of the control unit it is determined whether these parameter data D Par . predetermined first parameter values W Par. i. If the parameter data Dpar. have the predetermined first parameter values Wp ar 1 , a first predetermined subsequent treatment step S5 is determined for this electrochemical cell. Otherwise, if the parameter data D par . If the predetermined first parameter values W Par. i do not exist, a second predetermined subsequent treatment step S5 'can be determined for this electrochemical cell.
  • FIG. 3 shows a flowchart for a treatment and / or repair method of electrochemical cells according to a third embodiment, whose steps S1 to S3 correspond to those of the first embodiment, to which reference is made to avoid repetition.
  • control unit determines whether these parameter data D Par . exceed predetermined third parameter values W par 3 . If the parameter data Dpar is the predetermined third parameter values Wp ar . 3 , a first predetermined subsequent treatment step S5 is determined for this electrochemical cell. Otherwise, if the parameter data D Par. Does not exceed the predetermined third parameter values W Par .3, a second predetermined subsequent treatment step S5 'can be determined for this electrochemical cell.
  • Fig. 5 shows a flow chart for a treatment and / or repair method of electrochemical cells according to a fifth embodiment, whose steps S1 to S3 correspond to the first embodiment, which is referred to avoid repetition.
  • FIG. 6 shows a flow chart for a treatment and / or repair method of electrochemical cells according to a sixth embodiment, whose steps S1 to S3 correspond to those of the first embodiment, to which reference is made in order to avoid repetition.
  • the step of acquiring parameter data may include a step S1a of detecting a change in the internal resistance of the electrochemical cell after application of a pressure, particularly on side surfaces of the preferably flat-shaped electrochemical cell and / or a step S1b of FIG Detecting an internal resistance of the electrochemical cell and / or a step Sic of detecting an internal pressure of the electrochemical cell and / or a step S1d of detecting a rest voltage of the electrochemical cell and / or a step of detecting a capacity of the electrochemical cell and / or a step S1f of detecting internal structures of the electrochemical cell by means of an X-ray method.
  • the subsequent electrochemical cell treating process may include a step S5a of selecting and performing at least one predetermined charging of the electrochemical cell depending on at least one result of the determining steps S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e and / or a step S5b of selecting and performing at least one predetermined curing of the electrochemical cell in dependence on at least one result of the determination steps S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e and / or a step S5c of selecting and performing at least one predetermined rest storage of the electrochemical cell in dependence on at least one result of the determination steps S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e and / or a step S5d of selecting and performing at least one predetermined forming of the electrochemical cell depending on at least one result of the determining steps S4, S4a, S4b
  • the present invention furthermore relates to a battery which has these electrochemical cells, in particular a battery designed for use in a motor vehicle, which has these electrochemical cells. Moreover, the present invention also relates to a maintenance method for batteries.

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Abstract

The invention relates to a method for treating and/or repairing electrochemical cells for a battery, the method comprising the steps of: (S1) detecting parameter data (DPar.) of an individual electrochemical cell to be examined, in order to determine at least one of the subsequent treatment steps (S5) for the individual electrochemical cell; (S2) transmitting the parameter data (DPar.) to a control unit; (S3) associating the electrochemical cell with the parameter data (DPar.), preferably storing the parameter data (DPar.) for the electrochemical cell; (S4) determining, by way of the control unit, if a predetermined correlation of the parameter data (DPar.) relative to predetermined parameter values (WPar, WPar.1, WPar.2, WPar.3, WPar.4, WPart.5) exists for the parameter data associated with the electrochemical cell, and carrying out a first predetermined treatment step of the electrochemical cell, if the existence of a predetermined correlation of the parameter data (DPar.) relative to the predetermined parameter values (WPar, WPar.1, WPar.2, WPar.3, WPar.4, WPart.5) was determined, and preferably, carrying out a second predetermined treatment step of the electrochemical cell if it was determined that a predetermined correlation of the parameter data (DPar.) relative to the predetermined parameter values (WPar, WPar.1, WPar.2, WPar.3, WPar.4, WPart.5) does not exist.

Description

Verfahren zur Behandlung und/oder Reparatur einer elektrochemischen Zelle und Batterie mit einer Anzahl dieser elektrochemischen Zellen  Process for the treatment and / or repair of an electrochemical cell and battery with a number of these electrochemical cells
B e s c h r e i b u n g  Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung und/oder Reparatur einer elektrochemischen Zelle und eine Batterie mit einer Anzahl nach diesem Verfahren behandelten elektrochemischen Zellen. Elektrochemische Energiespeicher, im Folgenden auch als elektrochemische oder galvanische Zellen bezeichnet, werden häufig in der Form stapelbarer Einheiten hergestellt, aus denen durch Zusammenfassung einer Mehrzahl solcher Zellen Batterien für verschiedene Anwendungen, insbesondere für einen Einsatz in elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen hergestellt werden können. Die Er- findung wird in Bezug auf den Einsatz in einem Kraftfahrzeug beschreiben, wobei allerdings darauf hinzuweisen ist, dass ein derartiges Verfahren und eine Batterie mit entsprechend ausgestalteten elektrochemischen Zellen auch unabhängig von Kraftfahrzeugen z. B. in einem stationären Einsatz, insbesondere für eine unterbrechungsfreie Energieversorgung oder einen stationären Energie- Speicher betrieben werden können. The invention relates to a method for the treatment and / or repair of an electrochemical cell and a battery having a number of treated by this method electrochemical cells. Electrochemical energy stores, also referred to below as electrochemical or galvanic cells, are often produced in the form of stackable units, from which by combining a plurality of such cells batteries for different applications, in particular for use in electrically powered vehicles can be produced. The invention will be described in relation to the use in a motor vehicle, although it should be noted that such a method and a battery with appropriately designed electrochemical cells and independent of motor vehicles z. B. in a stationary use, in particular for an uninterruptible power supply or a stationary energy storage can be operated.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Behandlung und/oder Reparatur einer elektrochemischen Zelle, entsprechende elektrochemische Zellen und Batterien mit einer Anzahl elektrochemischer Zellen bekannt. Hiermit wird der gesamte Inhalt der Prioritätsanmeldung DE 10 201 1 105 424 durch Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Anmeldung. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Behandlung und/oder Reparatur einer elektrochemischen Zelle und eine Batterie mit einer Anzahl entsprechend behandelter bzw. reparierter elektrochemischer Zellen bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Behandlung und/oder Reparatur einer elektrochemischen Zelle nach Anspruch 1 , eine Batterie nach Anspruch 5 und durch ein Wartungsverfahren für Batterien nach Anspruch 6 gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. Various methods for treating and / or repairing an electrochemical cell, corresponding electrochemical cells and batteries with a number of electrochemical cells are known from the prior art. Hereby, the entire contents of the priority application DE 10 201 1 105 424 by reference is part of the present application. It is an object of the present invention to provide an improved method for treating and / or repairing an electrochemical cell and a battery having a number of appropriately treated or repaired electrochemical cells. This object is achieved by a method for treating and / or repairing an electrochemical cell according to claim 1, a battery according to claim 5 and by a maintenance method for batteries according to claim 6. The dependent claims relate to advantageous developments of the invention.
Bei einem Verfahren zur Behandlung und/oder Reparatur elektrochemischer Zellen für eine Batterie, insbesondere für eine zur Anwendung in Kraftfahrzeugen ausgestaltete Batterie, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Behandlungs- und/oder Reparaturverfahren folgende Schritte aufweist: ein Erfassen von Parameterdaten einer individuellen zu untersuchenden elektrochemischen Zelle zur Bestimmung mindestens eines nachfolgenden Behandlungsschrittes für die individuelle elektrochemische Zelle, ein Übermitteln der Parameterdaten an eine Steuereinheit, ein Zuweisen der elektrochemischen Zelle zu den Parameterdaten, vorzugsweise Abspeichern der Parameterdaten zu der elektrochemischen Zelle, ein Bestimmen mittels der Steuereinheit, ob für die den Parameterdaten zugewiesene elektrochemische Zelle eine vorbestimmte Beziehung der Parameterdaten in Bezug auf vorbestimmte Parameterwerte vorliegt, und ein Durchführen eines ersten vorbestimmten Behandlungsschrittes der elektrochemischen Zelle, wenn ein Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte bestimmt worden ist, und vorzugsweise ein Durchführen eines zweiten vorbestimmten Behandlungsschrittes der elektrochemischen Zelle, wenn ein Nicht-Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte bestimmt worden ist. Ein Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass für die individuelle Zelle nach einer ersten Behandlung gezielt nachfolgende Behandlungsschritte bestimmt werden, wodurch deren Güte und die Ausbeute beim Herstellungsverfahren erhöht werden können. In a method for treating and / or repairing electrochemical cells for a battery, in particular for a battery designed for use in motor vehicles, this object is achieved in that the treatment and / or repair method comprises the steps of: acquiring parameter data of an individual examining the electrochemical cell for determining at least one subsequent treatment step for the individual electrochemical cell, transmitting the parameter data to a control unit, assigning the electrochemical cell to the parameter data, preferably storing the parameter data to the electrochemical cell, determining by means of the control unit whether for the electrochemical cell assigned to the parameter data has a predetermined relationship of the parameter data with respect to predetermined parameter values, and performing a first predetermined electrochemical cell processing step if a presence of the predetermined relationship of the parameter data with respect to the predetermined parameter values has been determined, and preferably performing a second predetermined electrochemical cell processing step if a non-existence of the predetermined relationship of the parameter data with respect to the predetermined parameter values has been determined , An advantage of this method is that for the individual cell after a first treatment specifically subsequent treatment steps are determined whereby their quality and the yield in the manufacturing process can be increased.
Bei einer Herstellung einer elektrochemischen Zelle wird zuerst eine Elektrodenbaugruppe mit Elektroden und Separator angefertigt und diese Elektrodenbau- gruppe in eine Umhüllung eingebracht, wobei gegebenenfalls der Elektrolyt danach zugegeben werden kann, falls der Separator ohne Elektrolyt verarbeitet worden ist. Anschließend können ein Anladen der elektrochemischen Zelle auf vorzugsweise 47 Prozent ihrer Nennkapazität bzw. 3,65 V Zellspannung und Bearbeitungsschritte wie z. B. Härten, Walzen, Ausstreichen, Abziehen, Abrakeln, Ruhelagern, Temperieren, Formieren oder Entgasen erfolgen. Anschließend kann z. B. die Erfassung von Parameterdaten zur Bestimmung weiterer Behandlungsschritte zur Erhöhung der Güte bzw. der Ausbeute erfolgen, so dass gegebenenfalls eine weitere Behandlung wie z. B. Härten, Walzen, Ausstreichen, Abziehen, Abrakeln, Ruhelagern, Temperieren, Formieren oder Entgasen erfolgen kann. When producing an electrochemical cell, firstly an electrode assembly with electrodes and separator is prepared and this electrode assembly is placed in a sheath, it being possible for the electrolyte to be added subsequently, if the separator has been processed without electrolyte. Subsequently, charging of the electrochemical cell to preferably 47 percent of their nominal capacity or 3.65 V cell voltage and processing steps such. As hardening, rolling, streaking, peeling, doctoring, rest storage, tempering, forming or degassing. Subsequently, z. B. the capture of parameter data to determine further treatment steps to increase the quality or yield, so that optionally a further treatment such. As hardening, rolling, brushing, stripping, doctoring, resting bearings, tempering, forming or degassing can be done.
Unter einer elektrochemischen Zelle soll in diesem Zusammenhang ein elektrochemischer Energiespeicher verstanden werden, also eine Einrichtung, die Energie in chemischer Form speichern, in elektrischer Form an einen Verbraucher abgeben und vorzugsweise auch in elektrischer Form aus einer Lade- einrichtung aufnehmen kann. Wichtige Beispiele für solche elektrochemischen Energiespeicher sind galvanische Zellen oder Brennstoffzellen. Die elektrochemische Zelle weist wenigstens eine erste und eine zweite Einrichtung zur Speicherung elektrisch unterschiedlicher Ladungen, sowie ein Mittel zur Herstellung einer elektrischen Wirkverbindung dieser 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. In this context, an electrochemical cell is to be understood as meaning an electrochemical energy store, 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. Important examples of such electrochemical energy stores are galvanic cells or fuel cells. The electrochemical cell has at least a first and a second device for storing electrically different charges, and a means for producing an electrical active connection of these two devices, wherein charge carriers can be moved between these two devices. Under the means for producing an electrical active compound z. B. to understand an electrolyte, which acts as an ion conductor.
Unter Parameterdaten soll in diesem Zusammenhang nicht nur eine Mehrzahl an Parameterdaten, sondern gegebenenfalls auch ein einzelnes Parameter- datum verstanden werden. Dementsprechend soll in diesem Zusammenhang unter vorbestimmten Parameterwerten nicht nur eine Anzahl an vorbestimmten Parameterwerten, sondern gegebenenfalls auch ein einzelner vorbestimmter Parameterwert verstanden werden. In this context, parameter data should be understood to mean not only a plurality of parameter data, but possibly also a single parameter datum. Accordingly, in this context not only a number of predetermined parameter values, but optionally also a single predetermined parameter value are understood.
Bei dem Behandlungs- und/oder Reparaturverfahren elektrochemischer Zellen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Schritt des Erfassens von Parameterdaten ein Erfassen einer Änderung des Innenwiderstandes der elektrochemischen Zelle nach Anlegen eines Druckes, insbesondere auf Seitenflächen der vorzugsweise flach ausgestalteten elektrochemischen Zelle aufweist. Die Änderung des Innenwiderstandes der elektrochemischen Zelle nach Anlegen eines Druckes auf Seitenflächen der elektrochemischen Zelle hat sich als ein bevorzugter Parameter für die Beurteilung der Güte einer elektrochemischen Zelle bzw. für die Bestimmung nachfolgender Behandlungsschritte dieser elektrochemischen Zelle erwiesen. Wenn an die zu untersuchende elektrochemische Zelle von außen mechanisch ein Druck angelegt wird, kann sich diese elektrochemische Zelle in Abhängigkeit ihrer Steifheit vorformen, wodurch sich eine Änderung des Innenwiderstandes der elektrochemischen Zelle nach Anlegen eines äußeren Druckes ergibt, die einer vorbestimmten Beziehung zu dem Zustand der elektrochemischen Zelle steht. Die elektrochemischen Zellen, die relativ hart sind und deren Innenwiderstand sich nach Anlegen eines Druckes auf die Seitenflächen wenig verändert, gasen nach dem Verschließen nicht mehr aus. Über die Änderung des Innenwiderstand in Bezug auf die Druckänderung kann somit eine besonders einfache und zuverlässige Zuordnung der elektrochemische Zelle zu verschiedenen Arten der Güte und damit zu entsprechenden nachfolgenden Behandlungsschritten zur Erhöhung der Güte erfolgen. Dadurch kann die Güte z. B. mit der folgenden Beziehung ausgedrückt werden, bei der dR, die Änderung des Innenwiderstandes und dF die Änderung der angelegten Kraft bedeutet: In the treatment and / or repair process of electrochemical cells, it has proved to be advantageous if the step of acquiring parameter data comprises detecting a change in the internal resistance of the electrochemical cell after applying a pressure, in particular on side surfaces of the preferably flat designed electrochemical cell. The change in the internal resistance of the electrochemical cell upon application of pressure to side surfaces of the electrochemical cell has proven to be a preferred parameter for evaluating the quality of an electrochemical cell or determining subsequent processing steps of that electrochemical cell. When external pressure is applied to the electrochemical cell to be examined from the outside, this electrochemical cell can pre-shape depending on its stiffness, resulting in a change in the internal resistance of the electrochemical cell upon application of an external pressure having a predetermined relationship with the state electrochemical cell stands. The electrochemical cells, which are relatively hard and whose internal resistance changes little after applying a pressure on the side surfaces, do not gas after closing. By changing the internal resistance with respect to the pressure change, a particularly simple and reliable assignment of the electrochemical cell to different types of quality and thus to corresponding subsequent treatment steps to increase the quality can thus take place. As a result, the quality z. For example, with the following relationship, where dR, the change of the internal resistance and dF, the change of the applied force means:
— - « Güteparameter - - «Quality parameters
dF Unter einer flachen elektrochemischen Zelle soll in diesem Zusammenhang eine elektrochemische Zelle verstanden werden, deren äußere Form durch zwei im wesentlichen parallele Flächen charakterisiert ist, deren senkrechter Abstand voneinander kürzer ist als die parallel zu diesen Flächen gemessene mittlere Länge der Zelle. Zwischen diesen Flächen sind, häufig umhüllt von einer Verpackung oder einem Zellgehäuse, die elektrochemisch aktiven Bestandteile der Zelle angeordnet. Solche Zellen sind häufig von einer mehrschichtigen Folienverpackung umgeben, die an den Rändern der Zellenverpackung eine Siegelnaht aufweist, die durch ein dauerhaftes Verbinden oder Schließen der Folien- Verpackung im Bereich der Siegelnaht gebildet ist. Derartige Zellen werden häufig auch als Pouch-Zellen oder als Coffeebag-Zellen bezeichnet. dF In this context, a flat electrochemical cell is to be understood as meaning an electrochemical cell whose external shape is characterized by two essentially parallel surfaces whose vertical distance from one another is shorter than the average length of the cell measured parallel to these surfaces. Between these surfaces, often surrounded by a packaging or a cell housing, the electrochemically active components of the cell are arranged. Such cells are often surrounded by a multi-layered film packaging, which has a sealed seam at the edges of the cell packaging, which is formed by permanently connecting or closing the film packaging in the region of the sealed seam. Such cells are often referred to as pouch cells or as coffeebag cells.
Weiterhin kann der Schritt des Erfassens von Parameterdaten aufweisen: ein Erfassen eines Innenwiderstandes der elektrochemischen Zelle, ein Erfassen eines Innendruckes der elektrochemischen Zelle, ein Erfassen einer Ruhe- Spannung der elektrochemischen Zelle, ein Erfassen einer Kapazität der elektrochemischen Zelle oder ein Erfassen innerer Strukturen der elektrochemischen Zelle mittels Röntgenverfahren. Furthermore, the step of acquiring parameter data may include detecting an internal resistance of the electrochemical cell, detecting an internal pressure of the electrochemical cell, detecting a quiescent voltage of the electrochemical cell, detecting a capacitance of the electrochemical cell, or detecting internal structures of the electrochemical cell Cell by X-ray method.
Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren auch bei der Formatierung der elektrochemischen Zellen in Kombination mit einem GITT-Verfahren (galvano- static Intermittent Titration Technique), das an die Formatierung angepasst ist, verwendet werden. Furthermore, the method according to the invention can also be used in the formatting of the electrochemical cells in combination with a GITT method (electrostatic intermittent titration technique), which is adapted to the formatting.
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der Schritt des Bestimmens mittels der Steuereinheit mindestens einer der folgenden Bestimmungsschritte aufweist: ein Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten vorbestimmte erste Para- meterwerte aufweisen und/oder ein Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten vorbestimmte zweite Parameterwerte nicht aufweisen. It has proven to be advantageous if the step of determining by means of the control unit has at least one of the following determining steps: determining whether the transmitted parameter data have predetermined first parameter values and / or determining whether the transmitted parameter data does not have predetermined second parameter values ,
Bevorzugt weist der Schritt des Bestimmens mittels der Steuereinheit mindestens einen der folgenden Bestimmungsschritte auf: ein Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten vorbestimmte dritte Parameterwerte überschreiten und/oder ein Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten vorbestimmte vierte Parameterwerte unterschreiten. Preferably, the step of determining by means of the control unit comprises at least one of the following determining steps: determining whether the transmitted parameter data exceeds predetermined third parameter values and / or determining whether the transmitted parameter data falls below predetermined fourth parameter values.
Außerdem kann der Schritt des Bestimmens mittels der Steuereinheit den Schritt aufweisen: ein Bestimmen, ob die Parameterdaten sich innerhalb mindestens eines vorbestimmten Parameterwertebereiches um einen vorbestimmten fünften Parameterwert befinden. In addition, the step of determining by means of the control unit may include the step of: determining whether the parameter data is within at least one predetermined parameter value range by a predetermined fifth parameter value.
Bevorzugt weist das Behandlungs- und/oder Reparaturverfahren mindestens einen der nachfolgenden Behandlungsschritte aufweist: ein Auswählen und Durchführen mindestens eines vorbestimmten Anladens, vorzugsweise eines langsamen Anladens mit einem Anladestrom im Bereich von 100 bis 850 mA über einen Zeitdauer von 15 bis 60 s, der elektrochemischen Zelle in Abhängigkeit von mindestens einem Ergebnis der Bestimmungsschritte, ein Auswählen und Durchführen mindestens eines vorbestimmten Härtens der elektrochemischen Zelle in Abhängigkeit von mindestens einem Ergebnis der Bestimmungsschritte, ein Auswählen und Durchführen mindestens eines vorbestimmten Ruhelagerns der elektrochemischen Zelle in Abhängigkeit von mindestens einem Ergebnis der Bestimmungsschritte, ein Auswählen und Durchführen mindestens eines vorbestimmten Formierens der elektrochemischen Zelle in Abhängigkeit von mindestens einem Ergebnis der Bestimmungsschritte, ein Auswählen und Durchführen mindestens eines vorbestimmten Walzens der elektrochemischen Zelle in Abhängigkeit von mindestens einem Ergebnis der Bestimmungsschritte, ein Auswählen und Durchführen mindestens eines vorbestimmten Ausstreichens der elektrochemischen Zelle in Abhängigkeit von mindestens einem Ergebnis der Bestimmungsschritte, ein Auswählen und Durchführen mindestens eines vorbestimmten Abstreichens der elektrochemischen Zelle in Abhängigkeit von mindestens einem Ergebnis der Bestimmungsschritte ein Auswählen und Durchführen mindestens eines vorbestimmten Abrakelns der elektrochemischen Zelle in Abhängigkeit von mindestens einem Ergebnis der Bestimmungsschritte oder ein Auswählen und Durchführen mindestens eines vorbestimmten Aus- gasens der elektrochemischen Zelle in Abhängigkeit von mindestens einem Ergebnis der Bestimmungsschritte. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass wenn z. B. mit dem Bestimmungsschritt festgestellt worden ist, dass die elektrochemische Zelle besonderes weich ist nachfolgende Schritte zur Härtung durchgeführt werden können, wohingegen wenn z. B. mit dem Bestimmungsschritt festgestellt worden ist, dass die elektrochemische Zelle eine ausreichende Härte besitzt, nachfolgende Bearbeitungsschritte eingespart werden können. Preferably, the treatment and / or repair method comprises at least one of the following treatment steps: selecting and performing at least one predetermined charging, preferably a slow charging with a charging current in the range of 100 to 850 mA over a period of 15 to 60 s, the electrochemical Cell responsive to at least one result of the determining steps, selecting and performing at least one predetermined hardening of the electrochemical cell in response to at least one result of the determining steps, selecting and performing at least one predetermined resting storage of the electrochemical cell depending on at least one result of the determining steps, selecting and performing at least one predetermined forming of the electrochemical cell in dependence on at least one result of the determining steps, selecting and performing at least one vo determining and performing at least one predetermined sweep of the electrochemical cell in response to at least one result of the determining steps, selecting and performing at least one predetermined sweeping of the electrochemical cell in response to at least one of Result of the determining steps selecting and performing at least one predetermined doctoring of the electrochemical cell in dependence on at least one result of the determining steps or selecting and carrying out at least one predetermined output gasens the electrochemical cell depending on at least one result of the determination steps. An advantage of this embodiment is that when z. B. has been determined by the determination step that the electrochemical cell is particularly soft subsequent steps for curing can be performed, whereas when z. B. has been determined by the determination step that the electrochemical cell has sufficient hardness, subsequent processing steps can be saved.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Behandlungs- und/oder Reparatur- Verfahrens liegt darin, dass wenn aufgrund vorbestimmter Messwerte bei z. B. Röntgenmessungen oder Innenwiderstandsänderungsmessungen festgestellt wird, dass Elektrodenteile, Abschnitte, Ränder oder dergleichen einzeln oder in Kombination angelöst sind, kein Härten, sondern ein langsames Anladens mit einem Anladestrom im Bereich von 100 bis 850 mA über einen Zeitdauer von 15 bis 60 s, vorzugsweise wiederholt, durchgeführt werden kann, wodurch die angelösten Bereiche wieder verfestigt bzw. angehaftet werden. Another advantage of the treatment and / or repair method according to the invention is that if, due to predetermined measured values at z. As X-ray measurements or internal resistance change measurements is found that Elektrodenteile, sections, edges or the like are solubilized individually or in combination, no curing, but a slow charging with a charging current in the range of 100 to 850 mA over a period of 15 to 60 s, preferably can be repeatedly performed, whereby the loosened areas are re-solidified or adhered.
Nach einem zweiten Gesichtspunkt wird bei einer Batterie die Aufgabe dadurch gelöst, dass deren elektrochemischen Zellen nach einem der oben genanten Herstellungsverfahren behandelt bzw. repariert worden sind. Bevorzugt sind die Batterien für einen Temperaturbereich von -60 °C bis + 120 °C und besonderes bevorzugt für einen Temperaturbereich von -40 °C bis +100 °C ausgelegt. Darüber hinaus weisen diese Batterien bevorzugt eine Ladekapazität größer als 25 Ah und besonderes bevorzugt eine Ladekapazität von 500 Ah bis 1200 Ah auf. Weiterhin sind diese Batterien bevorzugt für Entladeströme von 25 A bis 1200 A und besonderes bevorzugt für Entladeströme von 100 A bis 400 A ausgelegt. In a second aspect, in a battery, the object is achieved in that the electrochemical cells have been treated or repaired according to one of the above-mentioned manufacturing method. Preferably, the batteries are designed for a temperature range of -60 ° C to + 120 ° C and particularly preferably for a temperature range of -40 ° C to +100 ° C. In addition, these batteries preferably have a charge capacity greater than 25 Ah, and more preferably a charge capacity of 500 Ah to 1200 Ah. Furthermore, these batteries are preferably designed for discharge currents of 25 A to 1200 A and more preferably for discharge currents of 100 A to 400 A.
Ein weiter Vorteil dieser Erfindung liegt darin, dass ein Wartungsverfahren für Batterien, z. B. bei den Inspektionsintervallen von Kraftfahrzeugen, ermöglicht wird, bei dem angelöste Elektrodenteile, Abschnitte, Ränder oder dergleichen wieder verfestigt bzw. angehaftet werden können, so dass die Lebensdauer und die Leistung der Batterien erhöht werden kann. Im Folgenden wird Gesichtspunkte der Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und mit Hilfe von Figuren näher beschrieben. Dabei zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Behandlungs- und/oder Reparaturverfahren elektrochemischer Zellen nach einem ersten Ausführungsbeispiel, A further advantage of this invention is that a maintenance procedure for batteries, e.g. As in the inspection intervals of motor vehicles, can be resolidified or adhered to the loosened electrode parts, sections, edges or the like, so that the life and performance of the batteries can be increased. In the following, aspects of the invention will be described in detail with reference to preferred embodiments and with the aid of figures. 1 shows a flow chart for a treatment and / or repair method of electrochemical cells according to a first exemplary embodiment,
ein Ablaufdiagramm für ein Behandlungs- und/oder Reparaturverfahren elektrochemischer Zellen nach einem zweiten Ausführungsbeispiel,  a flow chart for a treatment and / or repair method of electrochemical cells according to a second embodiment,
ein Ablaufdiagramm für ein Behandlungs- und/oder Reparaturverfahren elektrochemischer Zellen nach einem dritten Ausführungsbeispiel,  a flow chart for a treatment and / or repair method of electrochemical cells according to a third embodiment,
ein Ablaufdiagramm für ein Behandlungs- und/oder Reparaturverfahren elektrochemischer Zellen nach einem vierten Ausführungsbeispiel,  a flow chart for a treatment and / or repair method of electrochemical cells according to a fourth embodiment,
ein Ablaufdiagramm für ein Behandlungs- und/oder Reparaturverfahren elektrochemischer Zellen nach einem fünften Ausführungsbeispiel,  a flow chart for a treatment and / or repair method of electrochemical cells according to a fifth embodiment,
ein Ablaufdiagramm für ein Behandlungs- und/oder Reparaturverfahren elektrochemischer Zellen nach einem sechsten Ausführungsbeispiel,  a flow chart for a treatment and / or repair method of electrochemical cells according to a sixth embodiment,
eine Darstellung bevorzugter Schritte bei einer Erfassung von Parameterdaten und  a representation of preferred steps in a detection of parameter data and
eine Darstellung bevorzugter Schritte bei einer nachfolgenden Behandlung für die individuelle elektrochemische Zelle. Fig. 1 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Behandlungs- und/oder Reparaturverfahren einer elektrochemischen Zelle nach einem ersten Ausführungsbeispiel. In einem Schritt S1 werden Parameterdaten DPar einer zu untersuchenden elektrochemischen Zelle erfasst. In einem Schritt S2 werden die Parameterdaten DPar. einer Steuereinheit übermittelt und in einem Schritt S3 werden diese Parameterdaten DPar der elektrochemischen Zelle zugewiesen. Mittels der Steuereinheit wird bestimmt, ob diese Parameterdaten DPar. eine vorbestimmte Beziehung in Bezug auf vorbestimmte Parameterwerte Wpar. aufweisen. Falls die Parameterdaten DPar. die vorbestimmte Beziehung in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte Wpar. aufweisen, wird für diese elektro- chemische Zelle ein erster vorbestimmter nachfolgender Behandlungsschritt S5, insbesondere ein Weiterbehandlungsschritt für eine den Anforderungen entsprechende Zelle bestimmt. Anderenfalls, wenn die Parameterdaten DPar. die vorbestimmte Beziehung in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte WPar. nicht aufweisen, kann für diese elektrochemische Zelle wahlweise ein zweiter vorbestimmter nachfolgender Behandlungsschritt S5\ insbesondere ein zusätzlicher Reparaturschritt für eine nicht den Anforderungen entsprechende Zelle bestimmt werden. Z. B. kann der Schritt S1 ein Erfassen aufweisen, ob in der Zelle abgelöste Bereiche vorliegen. Wenn erfasst wird, dass keine abgelösten Bereiche vorliegen, wird die Zelle üblichen Vorladeverfahren und Endbearbeitungsverfahren unterworfen. Wenn hingegen erfasst wird, dass die Zelle nicht den Anforderungen entspricht, dass z. B. in der Zelle abgelöste Bereiche vorliegen, kann eine Zelle selegiert mit z. B. 0,15 bis 0,3 C angeladen werden, um z. B die abgelösten Bereiche zu reparieren. Es ist auch möglich, selegierte Anladungen mit 0,03 C durchzuführen. Bei Herstellungsverfahren können Vorladeverfahren, Formationsverfahren (insbesondere CC/CV- Verfahren, Pulsverfahren, Wellenverfahren oder CV-Verfahren) und Endbearbeitungsverfahren folgen, wenn erfasst wird, dass die Zelle den Anforderungen entspricht. Wenn erfasst wird, dass eine Zelle, die z. B. eine Ladekapazität von mehr als 40 Ah aufweisen soll, den Anforderungen nicht entspricht, können Behandlungsschritte über einen Zeitraum von 1 min bis 5 min, vorzugsweise 3 min durchgeführt werden. Wenn nach zwei Reparaturschritten erfasst wird, dass die Zelle den Qualitätsanforderungen für Elektrofahr- zeuge nicht entspricht, kann diese Zelle für die Verwendung in Elektrofahr- zeugen aussortiert werden. Bei Herstellungsverfahren können diese Reparatur- schritte insbesondere für großformatige Zellen mit hohen Ladekapazitäten bei der Endbearbeitung (Finishing) wichtig werden. Es hat sich gezeigt, dass z. B. bei einer LIPF-Zelle oder einer C/LIFP-Zelle mit PP/PE-Separator (Polypropylen/Polyethylen-Separator), die z. B. eine Ladekapazität von 20 Ah aufweisen soll, bei einer Anladung von 0,15 C nach 45 s Verbesserungen auftraten. Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Behandlungs- und/oder Reparaturverfahren elektrochemischer Zellen nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, deren Schritte S1 bis S3 denen des ersten Ausführungsbeispieles entsprechen, auf das zur Vermeidung von Wiederholungen verwiesen wird. a representation of preferred steps in a subsequent treatment for the individual electrochemical cell. 1 shows a flow chart for a treatment and / or repair method of an electrochemical cell according to a first exemplary embodiment. In a step S1, parameter data D Par of an electrochemical cell to be examined is detected. In a step S2, the parameter data D par . a control unit is transmitted and in a step S3, these parameter data D Par assigned to the electrochemical cell. By means of the control unit it is determined whether these parameter data D Par . a predetermined relationship with respect to predetermined parameter values Wp ar . exhibit. If the parameter data D par . the predetermined relationship with respect to the predetermined parameter values Wp ar. For this electrochemical cell, a first predetermined subsequent treatment step S5, in particular a further treatment step for a cell corresponding to the requirements, is determined. Otherwise, if the parameter data D par . the predetermined relationship with respect to the predetermined parameter values W Par . can not be determined, for this electrochemical cell optionally a second predetermined subsequent treatment step S5 \ can be determined in particular an additional repair step for a non-requisite cell. For example, step S1 may include detecting whether there are any regions detached in the cell. If it is detected that there are no detached regions, the cell is subjected to conventional pre-charging and finishing processes. If, on the other hand, it is detected that the cell does not meet the requirements that e.g. B. detached regions in the cell, a cell can be selegiert with z. B. 0.15 to 0.3 C are charged to z. B to repair the detached areas. It is also possible to carry out selected charges at 0.03 C. In manufacturing processes, pre-charge processes, formation processes (in particular CC / CV processes, pulse processes, wave processes or CV processes) and finishing processes can follow if it is detected that the cell meets the requirements. If it is detected that a cell z. B. should have a charge capacity of more than 40 Ah, does not meet the requirements, treatment steps over a period of 1 min to 5 min, preferably 3 min can be performed. If it is determined after two repair steps that the cell does not meet the quality requirements for electric vehicles, this cell can be sorted out for use in electric vehicles. In manufacturing processes, these repair steps can be particularly important for large-sized cells with high loading capacities in finishing. It has been shown that z. Example, in a LIPF cell or a C / LIFP cell with PP / PE separator (polypropylene / polyethylene separator), the z. B. should have a charge capacity of 20 Ah, occurred at a charge of 0.15 C after 45 s improvements. 2 shows a flowchart for a treatment and / or repair method of electrochemical cells according to a second embodiment, whose steps S1 to S3 correspond to those of the first embodiment, to which reference is made to avoid repetition.
Mittels der Steuereinheit wird bestimmt, ob diese Parameterdaten DPar. vorbestimmte erste Parameterwerte WPar.i aufweisen. Falls die Parameterdaten Dpar. die vorbestimmten ersten Parameterwerte Wpar 1 aufweisen, wird für diese elektrochemische Zelle ein erster vorbestimmter nachfolgender Behandlungsschritt S5 bestimmt. Anderenfalls, wenn die Parameterdaten DPar. die vorbestimmten ersten Parameterwerte WPar.i nicht aufweisen, kann für diese elektro- chemische Zelle ein zweiter vorbestimmter nachfolgender Behandlungsschritt S5' bestimmt werden. By means of the control unit it is determined whether these parameter data D Par . predetermined first parameter values W Par. i. If the parameter data Dpar. have the predetermined first parameter values Wp ar 1 , a first predetermined subsequent treatment step S5 is determined for this electrochemical cell. Otherwise, if the parameter data D par . If the predetermined first parameter values W Par. i do not exist, a second predetermined subsequent treatment step S5 'can be determined for this electrochemical cell.
Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Behandlungs- und/oder Reparaturverfahren elektrochemischer Zellen nach einem dritten Ausführungsbeispiel, deren Schritte S1 bis S3 denen des ersten Ausführungsbeispieles entsprechen, auf das zur Vermeidung von Wiederholungen verwiesen wird. 3 shows a flowchart for a treatment and / or repair method of electrochemical cells according to a third embodiment, whose steps S1 to S3 correspond to those of the first embodiment, to which reference is made to avoid repetition.
Mittels der Steuereinheit wird bestimmt, ob diese Parameterdaten DPar. vorbestimmte zweite Parameterwerte WPar.2 nicht aufweisen. Falls die Parameterdaten DPar. die vorbestimmten zweiten Parameterwerte WPar.2 nicht aufweisen, wird für diese elektrochemische Zelle ein erster vorbestimmter nach- folgender Behandlungsschritt S5 bestimmt. Anderenfalls, wenn die Parameterdaten DPar. die vorbestimmten zweiten Parameterwerte WPar 2 aufweisen, kann für diese elektrochemische Zelle ein zweiter vorbestimmter nachfolgender Behandlungsschritt S5' bestimmt werden. Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Behandlungs- und/oder Reparaturverfahren elektrochemischer Zellen nach einem vierten Ausführungsbeispiel, deren Schritte S1 bis S3 denen des ersten Ausführungsbeispieles entsprechen, auf das zur Vermeidung von Wiederholungen verwiesen wird. Mittels der Steuereinheit wird bestimmt, ob diese Parameterdaten DPar. vorbestimmte dritte Parameterwerte WPar 3 überschreiten. Falls die Parameterdaten Dpar die vorbestimmten dritten Parameterwerte Wpar.3 überschreiten, wird für diese elektrochemische Zelle ein erster vorbestimmter nachfolgender Behandlungsschritt S5 bestimmt. Anderenfalls, wenn die Parameterdaten DPar. die vorbestimmten dritten Parameterwerte WPar.3 nicht überschreiten, kann für diese elektrochemische Zelle ein zweiter vorbestimmter nachfolgender Behandlungsschritt S5' bestimmt werden. By means of the control unit it is determined whether these parameter data D Par . predetermined second parameter values W Par . 2 do not have. If the parameter data D par . If the predetermined second parameter values W Par .2 are not present, a first predetermined subsequent treatment step S5 is determined for this electrochemical cell. Otherwise, if the parameter data D par . the predetermined second parameter values W Par 2 , a second predetermined subsequent treatment step S5 'can be determined for this electrochemical cell. 4 shows a flowchart for a treatment and / or repair method of electrochemical cells according to a fourth exemplary embodiment, whose steps S1 to S3 correspond to those of the first exemplary embodiment, to which reference is made in order to avoid repetitions. By means of the control unit it is determined whether these parameter data D Par . exceed predetermined third parameter values W par 3 . If the parameter data Dpar is the predetermined third parameter values Wp ar . 3 , a first predetermined subsequent treatment step S5 is determined for this electrochemical cell. Otherwise, if the parameter data D Par. Does not exceed the predetermined third parameter values W Par .3, a second predetermined subsequent treatment step S5 'can be determined for this electrochemical cell.
Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Behandlungs- und/oder Reparaturverfahren elektrochemischer Zellen nach einem fünften Ausführungsbeispiel, deren Schritte S1 bis S3 dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechen, auf das zur Vermeidung von Wiederholungen verwiesen wird. Fig. 5 shows a flow chart for a treatment and / or repair method of electrochemical cells according to a fifth embodiment, whose steps S1 to S3 correspond to the first embodiment, which is referred to avoid repetition.
Mittels der Steuereinheit wird bestimmt, ob diese Parameterdaten DPar. vorbestimmte vierte Parameterwerte WPar 4 nicht überschreiten. Falls die Parameterdaten DPar. die vorbestimmten vierten Parameterwerte WPar unter- schreiten, wird für diese elektrochemische Zelle ein erster vorbestimmter nachfolgender Behandlungsschritt S5 bestimmt. Anderenfalls, wenn die Parameterdaten DPar. die vorbestimmten vierten Parameterwerte Wpar.4 nicht unterschreiten, kann für diese elektrochemische Zelle ein zweiter vorbestimmter nachfolgender Behandlungsschritt S5' bestimmt werden. Fig. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Behandlungs- und/oder Reparaturverfahren elektrochemischer Zellen nach einem sechsten Ausführungsbeispiel, deren Schritte S1 bis S3 denen des ersten Ausführungsbeispieles entsprechen, auf das zur Vermeidung von Wiederholungen verwiesen wird. Mittels der Steuereinheit wird bestimmt, ob diese Parameterdaten DPar. sich innerhalb eines vorbestimmten Parameterbereiches um einen vorbestimmten fünften Parameterwert Wpaf.5 befinden. Falls die Parameterdaten DPar. sich innerhalb des vorbestimmten Parameterbereiches um den vorbestimmten fünften Parameterwert Wpar.5 befinden, wird für diese elektrochemische Zelle ein erster vorbestimmter nachfolgender Behandlungsschritt S5 bestimmt. Anderenfalls, wenn die Parameterdaten DPar. sich nicht innerhalb des vorbestimmten Parameterbereiches um den vorbestimmten fünften Parameterwert WPar.5 befinden, kann für diese elektrochemische Zelle ein zweiter vorbestimmter nachfolgender Behandlungsschritt S5' bestimmt werden. By means of the control unit, it is determined whether these parameter data D par. Do not exceed predetermined fourth parameter values W Par 4 . If the parameter data D Par. Falls short of the predetermined fourth parameter values W Par , a first predetermined subsequent treatment step S5 is determined for this electrochemical cell. Otherwise, if the parameter data D par . the predetermined fourth parameter values Wp ar . 4 , a second predetermined subsequent treatment step S5 'can be determined for this electrochemical cell. FIG. 6 shows a flow chart for a treatment and / or repair method of electrochemical cells according to a sixth embodiment, whose steps S1 to S3 correspond to those of the first embodiment, to which reference is made in order to avoid repetition. By means of the control unit it is determined whether these parameter data D Par . within a predetermined parameter range by a predetermined fifth parameter value Wp af . 5 are located. If the parameter data D par . are within the predetermined parameter range by the predetermined fifth parameter value Wp ar .5, a first predetermined subsequent treatment step S5 is determined for this electrochemical cell. Otherwise, if the parameter data D par . are not within the predetermined parameter range to the predetermined fifth parameter value W Par .5, a second predetermined subsequent treatment step S5 'can be determined for this electrochemical cell.
Fig. 7 zeigt eine Darstellung bevorzugter Schritte bei der Erfassung von Parameterdaten. Wie in der Fig. 7 gezeigt ist, kann der Schritt des Erfassens von Parameterdaten einen Schritt S1a des Erfassens einer Änderung des Innenwiderstandes der elektrochemischen Zelle nach Anlegen eines Druckes, insbesondere auf Seitenflächen der vorzugsweise flach ausgestalteten elektrochemischen Zelle und/oder einen Schritt S1 b des Erfassens eines Innenwiderstandes der elektrochemischen Zelle und/oder einen Schritt Sic des Erfassens eines Innendruckes der elektrochemischen Zelle und/oder einen Schritt S1d des Erfassens einer Ruhespannung der elektrochemischen Zelle und/oder einen Schritt Sie des Erfassens einer Kapazität der elektrochemischen Zelle und/oder einen Schritt S1f des Erfassens innerer Strukturen der elektrochemischen Zelle mittels eines Röntgenverfahrens aufweisen. Fig. 7 shows a representation of preferred steps in the acquisition of parameter data. As shown in FIG. 7, the step of acquiring parameter data may include a step S1a of detecting a change in the internal resistance of the electrochemical cell after application of a pressure, particularly on side surfaces of the preferably flat-shaped electrochemical cell and / or a step S1b of FIG Detecting an internal resistance of the electrochemical cell and / or a step Sic of detecting an internal pressure of the electrochemical cell and / or a step S1d of detecting a rest voltage of the electrochemical cell and / or a step of detecting a capacity of the electrochemical cell and / or a step S1f of detecting internal structures of the electrochemical cell by means of an X-ray method.
Fig. 8 zeigt eine Darstellung bevorzugter Schritte bei der gegebenenfalls bestimmten nachfolgenden Behandlung für die individuelle elektrochemische Zelle. Wie in der Fig. 8 gezeigt ist, kann das nachfolgende Behandlungsverfahren für die elektrochemische Zelle einen Schritt S5a des Auswählens und Durchführens mindestens eines vorbestimmten Anladens der elektrochemischen Zelle in Abhängigkeit von mindestens einem Ergebnis der Bestimmungsschritte S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e und/oder einen Schritt S5b des Auswählens und Durch- führens mindestens eines vorbestimmten Härtens der elektrochemischen Zelle in Abhängigkeit von mindestens einem Ergebnis der Bestimmungsschritte S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e und/oder einen Schritt S5c des Auswählens und Durchführens mindestens eines vorbestimmten Ruhelagerns der elektrochemischen Zelle in Abhängigkeit von mindestens einem Ergebnis der Bestimmungsschritte S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e und/oder einen Schritt S5d des Auswählens und Durchführens mindestens eines vorbestimmten Formierens der elektrochemischen Zelle in Abhängigkeit von mindestens einem Ergebnis der Bestimmungsschritte S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e und/oder einen Schritt S5e des Auswählens und Durchführens mindestens eines vorbestimmten Walzens der elektrochemischen Zelle in Abhängigkeit von mindestens einem Ergebnis der Bestimmungsschritte S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e und/oder einen Schritt S5f des Auswählens und Durchführens mindestens eines vorbestimmten Ausstreichens der elektrochemischen Zelle in Abhängigkeit von mindestens einem Ergebnis der Bestimmungsschritte S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e und/oder einen Schritt S5g des Auswählens und Durchführens mindestens eines vorbestimmten Ausgasens der elektrochemischen Zelle in Abhängigkeit von mindestens einem Ergebnis der Bestimmungsschritte S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e aufweisen. Fig. 8 shows a representation of preferred steps in the optionally determined subsequent treatment for the individual electrochemical cell. As shown in FIG. 8, the subsequent electrochemical cell treating process may include a step S5a of selecting and performing at least one predetermined charging of the electrochemical cell depending on at least one result of the determining steps S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e and / or a step S5b of selecting and performing at least one predetermined curing of the electrochemical cell in dependence on at least one result of the determination steps S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e and / or a step S5c of selecting and performing at least one predetermined rest storage of the electrochemical cell in dependence on at least one result of the determination steps S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e and / or a step S5d of selecting and performing at least one predetermined forming of the electrochemical cell depending on at least one result of the determining steps S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e and / or a step S5e of selecting and Performing at least one predetermined rolling of the electrochemical cell in response to at least one result of the determining steps S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e and / or a step S5f of selecting and performing at least one predetermined sweeping of the electrochemical cell in response to at least one result the determination steps S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e and / or a step S5g of selecting and performing at least one predetermined outgassing of the electrochemical cell in dependence on at least one result of the determination steps S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Batterie, welche diese elektro- chemischen Zellen aufweist, insbesondere eine zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug ausgestaltete Batterie, welche diese elektrochemischen Zellen aufweist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Wartungsverfahren für Batterien. The present invention furthermore relates to a battery which has these electrochemical cells, in particular a battery designed for use in a motor vehicle, which has these electrochemical cells. Moreover, the present invention also relates to a maintenance method for batteries.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
51 Erfassen von Parameterdaten einer individuellen zu untersuchenden elektrochemischen Zelle 51 acquiring parameter data of an individual electrochemical cell to be examined
S1 a Erfassen einer Änderung des Innenwiderstandes der elektrochemischen Zelle nach Anlegen eines Druckes  S1 a Detecting a change in the internal resistance of the electrochemical cell after applying a pressure
S1 b Erfassen eines Innenwiderstandes der elektrochemischen Zelle  S1 b detecting an internal resistance of the electrochemical cell
Si c Erfassen eines Innendruckes der elektrochemischen Zelle Si c detecting an internal pressure of the electrochemical cell
S1 d Erfassen einer Ruhespannung der elektrochemischen Zelle S1 d detecting a quiescent voltage of the electrochemical cell
Si e Erfassen einer Kapazität der elektrochemischen Zelle Si e detecting a capacity of the electrochemical cell
S1 f Erfassen innerer Strukturen der elektrochemischen Zelle mittels eines Röntgenverfahrens S1 f Detecting internal structures of the electrochemical cell by means of an X-ray method
52 Übermitteln der Parameterdaten an eine Steuereinheit  52 transmitting the parameter data to a control unit
53 Zuweisen der Parameterdaten zu der elektrochemischen Zelle  53 Assigning the parameter data to the electrochemical cell
54 Bestimmen mittels der Steuereinheit, ob eine vorbestimmte Beziehung vorliegt  Determine by means of the control unit whether a predetermined relationship exists
S4a Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten vorbestimmte erste S4a determining whether the transmitted parameter data predetermined first
Parameterwerte aufweisen Have parameter values
S4b Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten vorbestimmte zweiteS4b Determine whether the transmitted parameter data predetermined second
Parameterwerte nicht aufweisen Do not have parameter values
S4c Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten vorbestimmte dritteS4c Determine whether the transmitted parameter data predetermined third
Parameterwerte überschreiten Exceed parameter values
S4d Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdatenvorbestimmte vierteS4d determining whether the transmitted parameter data is predetermined fourth
Parameterwerte unterschreiten Fall below the parameter values
S4e Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten sich innerhalb eines vorbestimmten Parameterwertebereiches um einen vorbestimmten fünften Parameterwert befinden S4e Determine whether the transmitted parameter data are within a predetermined parameter value range by a predetermined fifth parameter value
55 Auswählen und Durchführen eines ersten vorbestimmten Behandlungsschrittes der elektrochemischen Zelle  55 selecting and performing a first predetermined treatment step of the electrochemical cell
S5' Auswählen und Durchführen eines zweiten vorbestimmten Behandlungs- Schrittes der elektrochemischen Zelle S5a Auswählen und Durchführen eines vorbestimmten Anladens der elektrochemischen Zelle S5 'selecting and performing a second predetermined treatment step of the electrochemical cell S5a Selecting and performing a predetermined charging of the electrochemical cell
S5b Auswählen und Durchführen eines vorbestimmten Härtens der elektrochemischen Zelle  S5b Selecting and performing predetermined curing of the electrochemical cell
S5c Auswählen und Durchführen eines vorbestimmten Ruhelagerns der elektrochemischen Zelle S5c selecting and performing a predetermined rest storage of the electrochemical cell
S5d Auswählen und Durchführen eines vorbestimmten Formierens der elektrochemischen Zelle S5d selecting and performing a predetermined forming of the electrochemical cell
S5e Auswählen und Durchführen eines vorbestimmten Walzens der elektro- chemischen Zelle S5e Select and perform a predetermined rolling of the electrochemical cell
S5f Auswählen und Durchführen eines vorbestimmten Ausstreichens der elektrochemischen Zelle  S5f Selecting and performing a predetermined spreading of the electrochemical cell
S5g Auswählen und Durchführen eines vorbestimmten Ausgasens der elektrochemischen Zelle S5g Selecting and performing a predetermined outgassing of the electrochemical cell

Claims

Patentansprüche claims
Verfahren zur Behandlung und/oder Reparatur elektrochemischer Zellen für eine Batterie, insbesondere für eine zur Anwendung in Kraftfahrzeugen ausgestaltete Batterie, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte aufweist: Method for treating and / or repairing electrochemical cells for a battery, in particular for a battery designed for use in motor vehicles, characterized in that the method comprises the steps:
(51 ) Erfassen von Parameterdaten (DPar.) einer individuellen zu untersuchenden elektrochemischen Zelle zur Bestimmung mindestens eines nachfolgenden Behandlungsschrittes (S5) für die individuelle elektrochemische Zelle, (51) acquiring parameter data (D Par .) Of an individual electrochemical cell to be investigated for determining at least one subsequent treatment step (S5) for the individual electrochemical cell,
(52) Übermitteln der Parameterdaten (DPar.) an eine Steuereinheit, (52) transmitting the parameter data (D Par. ) To a control unit,
(53) Zuweisen der Parameterdaten (DPar.) zu der elektrochemischen Zelle, vorzugsweise Abspeichern der (53) assigning the parameter data (D par .) To the electrochemical cell, preferably storing the
Parameterdaten (DPar.) als zu der individuellen elektrochemischen Zelle zugehörig, Parameter data (D par .) As belonging to the individual electrochemical cell,
(54) Bestimmen mittels der Steuereinheit, ob für die den Parameterdaten zugewiesene elektrochemische Zelle eine vorbestimmte Beziehung der Parameterdaten (DPar.) in Bezug auf vorbestimmte Parameterwerte (WPar., WPar , Wpar.2. par.3, WPar 4, WPart 5) vorliegt, (54) Determine by means of the control unit whether, for the electrochemical cell assigned to the parameter data, a predetermined relationship of the parameter data (D Par .) With respect to predetermined parameter values (W Par , W Par , Par.2 par.3, Par4 Par , W Part 5 ),
(55) Durchführen eines ersten vorbestimmten Behandlungsschrittes der elektrochemischen Zelle, wenn ein Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten (DPar.) in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte (WPar., WPar.i , WPar.2, WPar.3. WPar 4, WPart 5) bestimmt worden ist, und vorzugsweise Durchführen eines zweiten vorbestimmten Behandlungsschrittes der elektrochemischen Zelle, wenn ein Nicht-Vorliegen der vorbestimmten (55) performing a first predetermined treatment step of the electrochemical cell when existence of the predetermined relationship of the parameter data (D Par .) With respect to the predetermined parameter values (W Par ., W Par. I, W Par . 2 , W Pa r. 3 W Par 4 , W Part 5 ) has been determined, and preferably performing a second predetermined treatment step of the electrochemical cell when a non-existence of the predetermined
Beziehung der Parameterdaten (DPar.) in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte (WPar., WPar.i , WPar 2, WPar 3, WPar.4, WPart.5) bestimmt worden ist. Behandlungs- und/oder Reparaturverfahren elektrochemischer Zellen nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (S1 ) des Erfassens von Parameterdaten (Dpar.) mindestens einen der folgenden Erfassungsschritte aufweist: Relationship of the parameter data (D Par .) With respect to the predetermined parameter values (W Par ., W par .i, W par 2 , W Par 3 , W Par . 4 , W Par t.5) has been determined. Treatment and / or repair method of electrochemical cells according to claim 1, characterized in that the step (S1) of acquiring parameter data (Dp ar .) Comprises at least one of the following detection steps:
(S1 a) Erfassen einer Änderung des Innenwiderstandes der  (S1 a) detecting a change in the internal resistance of
elektrochemischen Zelle nach Anlegen eines Druckes, insbesondere Erfassen einer Änderung des Innenwiderstandes nach Anlegen eines Druckes auf Seitenflächen dei vorzugsweise flach ausgestalteten elektrochemischen Zelle,  Electrochemical cell after applying a pressure, in particular detecting a change in the internal resistance after applying a pressure on side surfaces of the preferably flat designed electrochemical cell,
(S 1 b) Erfassen eines Innenwiderstandes der elektrochemischen Zelle,  (S 1 b) detecting an internal resistance of the electrochemical cell,
(Si c) Erfassen eines Innendruckes der elektrochemischen Zelle, (S1 d) Erfassen einer Ruhespannung der elektrochemischen  (Si c) detecting an internal pressure of the electrochemical cell, (S1 d) detecting a quiescent voltage of the electrochemical cell
Zelle,  Cell,
(Si e) Erfassen einer Kapazität der elektrochemischen Zelle oder (S1 f) Erfassen innerer Strukturen der elektrochemischen Zelle mittels eines Röntgenverfahrens.  (Si e) detecting a capacitance of the electrochemical cell or (S1 f) detecting internal structures of the electrochemical cell by means of an X-ray method.
3. Behandlungs- und/oder Reparaturverfahren elektrochemischer Zellen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt3. treatment and / or repair method of electrochemical cells according to claim 1 or 2, characterized in that the step
(S4) des Bestimmens mittels der Steuereinheit mindestens einen der folgenden Bestimmungsschritte aufweist: (S4) of determining by means of the control unit has at least one of the following determination steps:
(S4a) Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten (DPar.) vorbestimmte erste Parameterwerte (WSwt.i) aufweisen, (S4b) Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten (DPar.) vorbestimmte zweite Parameterwerte (WSwt.2) nicht aufweisen, (S4a) determining whether the transmitted parameter data (D Par .) Have predetermined first parameter values (W Sw ti), (S4b) determining whether the transmitted parameter data (D Par .) Do not have predetermined second parameter values (W Sw t.2) .
(S4c) Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten (DPar.) vorbestimmte dritte Parameterwerte (WSwt.3) überschreiten, S4d) Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten (DPar.) vorbestimmte vierte Parameterwerte (Wsw ) unterschreiten oder (S4c) determining whether the transmitted parameter data (D par .) Exceeds predetermined third parameter values (W Sw t.3), S4d) determining whether the transmitted parameter data (D Par .) Falls below predetermined fourth parameter values (Wsw) or
(S4e) Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten (DPar.) sich innerhalb eines vorbestimmten Parameterwertebereiches um einen vorbestimmten fünften Parameterwert (Wswt.5) befinden. (S4e) determining whether the transmitted parameter data (D par .) Is within a predetermined parameter value range by a predetermined fifth parameter value (Wswt.5).
Behandlungs- und/oder Reparaturverfahren elektrochemischer Zellen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (S5) des Durchführens des ersten vorbestimmten Behandlungsschrittes der elektrochemischen Zelle und/oder der Schritt (S5') des Durchführens des zweiten vorbestimmten Behandlungsschrittes der elektrochemischen Zelle mindestens einen der nachfolgenden Behandlungsschritte aufweist: Treatment and / or repair method of electrochemical cells according to one of claims 1 to 3, characterized in that the step (S5) of performing the first predetermined treatment step of the electrochemical cell and / or the step (S5 ') of performing the second predetermined treatment step of electrochemical cell has at least one of the following treatment steps:
(S5a) Auswählen und Durchführen mindestens eines vorbestimmten Anladens, vorzugsweise eines langsamen Anladens mit einem Anladestrom im Bereich von 100 bis 850 mA über einen Zeitdauer von 15 bis 60 s, der elektrochemischen Zelle in Abhängigkeit von mindestens einem Ergebnis der Bestimmungsschritte (S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e),  (S5a) selecting and performing at least one predetermined charging, preferably a slow charging with a charging current in the range of 100 to 850 mA over a period of 15 to 60 s, of the electrochemical cell in dependence on at least one result of the determining steps (S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e),
(S5b) Auswählen und Durchführen mindestens eines vorbestimmten Härtens der elektrochemischen Zelle in Abhängigkeit von mindestens einem Ergebnis der  (S5b) selecting and performing at least one predetermined hardening of the electrochemical cell depending on at least one result of
Bestimmungsschritte (S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e), (S5c) Auswählen und Durchführen mindestens eines vorbestimmten Ruhelagerns der elektrochemischen Zelle in Abhängigkeit von mindestens einem Ergebnis der  Determining Steps (S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e), (S5c) selecting and performing at least one predetermined rest storage of the electrochemical cell depending on at least one result of
Bestimmungsschritte (S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e), (S5d) Auswählen und Durchführen mindestens eines vorbestimmten Formierens der elektrochemischen Zelle in Abhängigkeit von mindestens einem Ergebnis der Determining Steps (S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e), (S5d) Selecting and performing at least one predetermined forming of the electrochemical cell in FIG Dependence on at least one result of
Bestimmungsschritte (S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e), Determining steps (S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e),
(S5e) Auswählen und Durchführen mindestens eines vorbestimmten Walzens der elektrochemischen Zelle in Abhängigkeit von mindestens einem Ergebnis der (S5e) selecting and performing at least one predetermined rolling of the electrochemical cell depending on at least one result of
Bestimmungsschritte (S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e), Determining steps (S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e),
(S5f) Auswählen und Durchführen mindestens eines vorbestimmten Ausstreichens der elektrochemischen Zelle in Abhängigkeit von mindestens einem Ergebnis der (S5f) selecting and performing at least one predetermined sweep of the electrochemical cell in response to at least one result of
Bestimmungsschritte (S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e), Determining steps (S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e),
(S5g) Auswählen und Durchführen mindestens eines vorbestimmten Abstreichens der elektrochemischen Zelle in Abhängigkeit von mindestens einem Ergebnis der (S5g) selecting and performing at least one predetermined sweep of the electrochemical cell in response to at least one result of
Bestimmungsschritte (S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e), Determining steps (S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e),
(S5h) Auswählen und Durchführen mindestens eines vorbestimmten Abrakelns der elektrochemischen Zelle in Abhängigkeit von mindestens einem Ergebnis der (S5h) selecting and performing at least one predetermined doctoring of the electrochemical cell depending on at least one result of
Bestimmungsschritte (S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e) oder Determining steps (S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e) or
(S5i) Auswählen und Durchführen mindestens eines vorbestimmten Ausgasens der elektrochemischen Zelle in Abhängigkeit von mindestens einem Ergebnis der (S5i) selecting and performing at least one predetermined outgassing of the electrochemical cell depending on at least one result of
Bestimmungsschritte (S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e).  Determination steps (S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e).
Batterie mit einer Anzahl elektrochemischer Zellen, die nach einem der Behandlungs- und/oder Reparaturverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 behandelt bzw. repariert worden sind. A battery comprising a number of electrochemical cells treated according to any of the treatment and / or repair procedures of any one of claims 1 to 4.
6. Wartungsverfahren für Batterien, dadurch gekennzeichnet, dass das Wartungsverfahren ein Behandlungs- und/oder Reparaturverfahren elektrochemischer Zellen nach einem der Ansprüche 1 bis 4 aufweist. 6. Maintenance method for batteries, characterized in that the maintenance method comprises a treatment and / or repair method of electrochemical cells according to one of claims 1 to 4.
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