WO2023285276A1 - Zwischenprodukt und verfahren für die produktion von verbundelementen der energiezellen produzierenden industrie - Google Patents

Zwischenprodukt und verfahren für die produktion von verbundelementen der energiezellen produzierenden industrie Download PDF

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WO2023285276A1
WO2023285276A1 PCT/EP2022/068898 EP2022068898W WO2023285276A1 WO 2023285276 A1 WO2023285276 A1 WO 2023285276A1 EP 2022068898 W EP2022068898 W EP 2022068898W WO 2023285276 A1 WO2023285276 A1 WO 2023285276A1
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WO
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intermediate product
edge side
conductor foil
tab
edge
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/068898
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Inventor
Michael Lüneburg
Michael Kleine Wächter
Karsten Meinke
Nils Hofmann
Jan Kreysern
Daniel Diedrich
Original Assignee
Körber Technologies Gmbh
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0404—Machines for assembling batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
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    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form

Definitions

  • the present invention relates to an intermediate product for the production of composite elements in the energy cell manufacturing industry, a corresponding composite element with an intermediate product, and a corresponding method and a corresponding machine for the production of intermediate products, as well as a corresponding method and a corresponding de machine for handling a intermediate.
  • Energy cells or also energy stores within the meaning of the invention are used, for example, in motor vehicles, other land vehicles, ships and aircraft in the form of battery cells in which very large amounts of energy have to be stored over longer periods of time.
  • energy cells have a structure made up of a large number of segments stacked to form a stack. These segments are each alternating anode sheets and cathode sheets, which are separated from each other by separator sheets, also made as segments. The segments are pre-cut in the manufacturing process and then placed on top of each other to form the stacks in the predetermined order and connected to one another, for example by lamination.
  • Battery cells for electromobility are now manufactured on production systems with an output of 100 to 240 mono cells per minute. These work in sub-areas or continuously with clocked discontinuous movements, such as back and forth movements.
  • Known machines work in single sheet stacking method (e.g. “pick and place”). The stacking process is often carried out by robots that pick up individual elements and place them on top of one another.
  • Various mechanical, electromechanical and vacuum grippers are known, each of which has disadvantages in terms of process speed and/or process reliability. The automated handling of individual sheets or segments or stacks of segments can limit the production rate of a production facility.
  • the invention is based on the object of providing an intermediate product, a method and a machine which overcome the previous disadvantages and enable improved handling in the production process.
  • an intermediate product for the production of composite elements with the features of claim 1 a composite element with an intermediate product with the features of claim 7, a method for the production of intermediate products for the production of composite elements with the features of claim 10, a machine for manufacturing an intermediate product with the features of claim 18 and a method for handling an intermediate product or composite element with the features of claim 19 and a machine for handling intermediate products or composite elements with the features of claim 27 are proposed.
  • An intermediate product is proposed for the production of composite elements in the industry producing energy cells, where the intermediate product has a conductor foil which is at least partially coated with an anode material or a cathode material, the intermediate product being an uncoated conductor has contact tab of the conductor foil, which is arranged on a first edge side of the intermediate product.
  • the intermediate product has at least one retaining tab on the first edge side and/or on a second edge side, which is oriented parallel to the first edge side, and/or on a third edge side, which is oriented perpendicular to the first edge side.
  • the at least one retaining tab preferably protrudes on one edge or protrudes from the base area, which is rectangular, for example.
  • the at least one holding tab is therefore an additional geometric element, in particular next to the contact tab, which expands the base area.
  • the at least one retaining tab is in addition to and different from the contact tab. Accordingly, the contact tab and the retaining tab are separate from each other and differ in example due to the position on the intermediate element.
  • the holding tab is intended for holding the intermediate product and is therefore preferably not covered by other elements.
  • the at least one retaining tab is therefore preferably accessible in all phases of a stacking process, for example. It is particularly advantageous that the holding tab is provided in addition to the contact tab for holding the intermediate product.
  • the contact plate which is actually intended for the electrical line in a later energy cell, can preferably also be used to hold the intermediate product.
  • the intermediate product can therefore preferably be picked up and/or lifted on the at least one holding tab and on the contact tab.
  • an advantageous vertical lifting perpendicular to the base of the intermediate element is possible, which particularly simplifies stacking operations of several intermediate elements.
  • the intermediate rule element can, for example, by means of vacuum grippers or mechanical grippers on the at least one holding tab and also on the contact tab are gripped and implemented.
  • the intermediate product is preferably an electrode sheet from which an energy cell, in particular a battery cell, can be formed in a stacked arrangement with other sheets.
  • An arrangement of holding tabs on the third edge side is particularly advantageous if the partial coating of the conductor foil takes place intermittently, resulting in an uncoated area on the third edge sides, which is perpendicular to the first edge side with the contact tab.
  • the intermediate product has two holding tabs at least on one of the edge sides.
  • the intermediate product has two holding tabs on one of the edge sides, which are symmetrical to a central axis perpendicular to this edge side.
  • the symmetrical arrangement of the holding tabs enables a uniform loading when picking up, handling and/or fixing the intermediate product.
  • the at least one holding tab is arranged in a corner of two edge sides. This enables optimal load application during handling without folding down the corners and/or adjacent edges.
  • the contact lug and/or at least one retaining lug has a through hole.
  • This enables simple positioning, for example by probing a geometrically matching positioning means, eg a bolt, in the sense of a form fit.
  • the at least one retaining tab is uncoated.
  • An uncoated retaining clip enables better gripping or picking up, since the conductor foil can then be fixed directly with a detachable connection.
  • the conductor foil is usually better suited for the transmission of mechanical loads than the coating with an anode or cathode material. Furthermore, this prevents active material from detaching from the coating and improves the degree of utilization of the active materials.
  • a composite element with an intermediate product according to one of claims 1 to 6 and at least one separator film in a stacked arrangement is also proposed, with at least one retaining tab of the intermediate product protruding beyond the separator film at an outer edge of the separator film.
  • an intermediate product arranged under the separator film can still be gripped from above by the holding tab, which makes handling considerably easier.
  • the overlying separator film can be picked up together with the underlying intermediate product without the separator film itself having to be gripped or held directly.
  • the composite element in the stacked arrangement be provided with at least one intermediate product with a conductor foil, which is partially coated with an anode material, and at least one intermediate product with a conductor foil, which is partially coated with a cathode material , where the intermediates vary from the min- at least one separator foil in the stacked arrangement are separated from one another.
  • the intermediate products with anode material and cathode material each have at least one retaining tab, so that the intermediate products can also be gripped, held and/or picked up at least on the retaining tabs in the stacked arrangement.
  • the at least one retaining tab of the at least one intermediate product be covered with a conductor foil that is partially coated with an anode material
  • the at least one retaining tab of the at least one intermediate product be covered with a conductor foil that is partially coated with a cathode material is, in the stacked arrangement at least in partial areas do not overlap and in each case protrude beyond the outer edge of the separator film.
  • both intermediate products in the stacked arrangement can be gripped or fixed independently of one another on the holding tab and preferably also on the contact tab, so that all intermediate products can be gripped directly when picking up a composite element.
  • This is favored by the fact that the retaining tabs protrude beyond the outer edge of the separator film, which enables handling independently of the separator film.
  • the at least one retaining clip can also be used in the end product for a second purpose as a secondary contact clip.
  • a secondary contact clip As a result, in a later battery cell, several current Connection points, if necessary, be provided on different edge sides.
  • the conductor foil has a contact tab on the first edge side in the uncoated area, or
  • the separation of at least one corresponding section of the conductor foil on an edge side enables the simple and favorable formation of holding tabs.
  • the retaining tab or retaining tabs are formed integrally at least with the conductor foil of an intermediate product, so that retaining forces can be introduced and/or passed on via the conductor foil.
  • At least one section of the conductor foil be separated on the first, second and/or third edge side with the formation of at least one holding tab on an uncoated area of the conductor foil.
  • the separation does not occur through an anode or cathode active material, allowing for a clean separation process without affecting the active materials.
  • no coated anode or cathode material is separated, which is then no longer available for the end product, so that the comparatively more valuable anode and cathode materials can be better utilized.
  • two retaining tabs are formed on one of the edge sides.
  • These two retaining tabs can be formed, for example, by separating or notching at least one section between the two retaining tabs, whereby a lateral boundary can be created in one work step, for example for two retaining tabs.
  • two retaining straps be formed on one edge side symmetrically to a central axis perpendicular to this edge side. A uniform load distribution can therefore be achieved, for example, on these two holding tabs.
  • at least one holding tab be formed in a corner of two edge sides.
  • a lateral delimitation of the retaining shackle results from one of the two edge sides, which simplifies the formation of the retaining shackles, in particular by cutting off a section between two retaining shackles arranged in the corners on one edge side. Therefore, for example, the section between the two retaining tabs to be formed in the corners can be simply snapped out.
  • Cutting the conductor foil to form a third edge is particularly advantageous if a holding tab is provided in a corner of the third edge, so that cutting to form a third edge simultaneously results in a delimitation for a holding tab on the third edge. If a section of the conductor foil has already been severed on the first and/or second edge side, the cutting can form a holding tab on two intermediate products.
  • At least one section of the conductor foil is separated by punching.
  • punching By means of punching, a chip- and dust-free separation can be tion can be achieved, whereby the severed part can be easily removed.
  • the perforation can be done, for example, by punching.
  • the punching can take place, for example, in a joint work step with a separation of at least a section of the conductor foil to form at least one retaining tab, for example also by punching.
  • a machine for manufacturing an intermediate product is also proposed, which is set up to carry out the manufacturing method according to one of Claims 10 to 17.
  • a method for handling an intermediate product or composite element according to any one of claims 1 to 9 comprising the following steps:
  • the recording takes place by means of a detachable connection to at least one retaining strap.
  • At least one detachable connection be made by a pincer gripper.
  • a detachable connection can be achieved by means of a pincer gripper, which enables the intermediate product and/or composite element to be conveyed quickly.
  • the at least one detachable connection is established by at least one vacuum gripper.
  • the detachable connection can be made from just one side, which further improves handling.
  • a vacuum gripper is particularly advantageous when the conductor foil is not coated with an anode or cathode material.
  • alternative fixing elements can also be used. According to a further development, the step is proposed:
  • the positioning and depositing of the intermediate product can be used to create a stacked arrangement or to feed it to further processing.
  • the positioning takes place on an alignment element which engages in at least one through-hole of the contact tab and/or the at least one retaining tab. It can be achieved repeat accuracy in this way a precise storage with high repetition.
  • the separation preferably takes place when the handling of an intermediate product or of the composite element has largely been completed.
  • the intermediate product can therefore be further processed to form an end product, so that the benefit of the at least one retaining tab is essentially utilized and the retaining tab or retaining tabs can be separated.
  • the Abtren NEN can be done for example by cutting.
  • the geometric shape again corresponds to the shape customary in the prior art.
  • the retaining tab can remain or remain in place.
  • the at least one retaining tab is used in an end product, for example a battery cell, in addition to the contact tab as a secondary contact tab.
  • the contact tab is therefore shortened to a length for later use, for example in a battery cell. If a through-hole is provided in the contact lug as a positioning aid, it is particularly advantageous if the part with the through-hole is cut to length when the contact lug is cut to length.
  • a machine for handling intermediate products or composite elements according to any one of claims 1 to 9 is also proposed, which is set up to carry out the handling method according to any one of claims 19 to 26.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an intermediate product with a contact tab and two retaining tabs
  • FIG. 2 shows a further schematic representation of an intermediate product with a contact tab and two holding tabs
  • 3 shows a schematic representation of an intermediate product with through-holes in the contact tab and the retaining tabs
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a composite element made from two intermediate products and a separator film
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a coated conductor foil with severed sections on two edge sides
  • FIG. 7 shows a schematic representation of several intermediate products
  • FIG. 8 shows a schematic representation of a composite structure with concentric recesses.
  • FIG. 1 shows an advantageous exemplary embodiment of an intermediate product 10 for the production of composite elements 30 in the energy cell-producing industry in a schematic representation.
  • the intermediate product 10 has a conductor foil 11 which is partially coated with an anode material 12 .
  • the coated base area of the conductor foil 11 is rectangular in this exemplary embodiment.
  • An uncoated contact tab 13 of the conductor foil 11 protrudes on a first edge side 20 .
  • On a second edge face 21 opposite and parallel to the first Edge side 20 is two retaining tabs 14 of the conductor foil 11 are seen before.
  • the two retaining tabs 14 are in the corners of the second edge side 21, each with a third edge side 22, which are perpendicular to the first and second edge sides 20, 21, is arranged.
  • the two retaining tabs 14 are also symmetrical to a central axis 23, the central axis 23 being perpendicular to the third edge side 22.
  • FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of an intermediate product 10 for the production of composite elements 30 in the energy cell-producing industry.
  • the exemplary embodiment in FIG. 2 is shown rotated relative to FIG. 1 and also has a partially coated conductor foil 15 with an uncoated contact tab 17 on a first edge side 20 .
  • the conductor foil 15 is denmaterial 16 coated in this embodiment with a Katho.
  • Two retaining tabs 18 arranged symmetrically to a central axis 23 are also provided on a second edge side 21 , which is aligned parallel to the first edge side 20 .
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of an intermediate product 10, the contact lugs 13, 17 and the two holding lugs 14, 18 each having a through hole 24 which can be used to align and/or position the intermediate product 10.
  • the through-holes 24 can also be used to receive and hold the intermediate product 10 .
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of a composite element 30 with two intermediate products 10 with a conductor foil 11 coated with anode material 12 and a conductor foil 11 coated with cathode material 16. layered conductor foil 15 shown.
  • the two intermediate products 10 are separated in the composite element 30 in a stacked arrangement by a separator film 25 arranged between them.
  • the coating with cathode material 16 and anode material 12 faces separator film 25 in each case.
  • the contact tab 13 of the conductor foil 11, arranged at the top in Figure 4, and the contact tab 17 of the conductor foil 15 are provided opposite one another in the composite element 30 and each protrude beyond the separator foil 25, so that, for example, electrical contacting of the contact tabs 13, 17 regardless of the separator film 25 can suc gene.
  • the retaining tabs 14, 18 can be seen, which protrude beyond the separator film 25 for handling independently of the separator film 25.
  • the retaining tabs 14, 18 can be used in a simple manner in a production process, for example for producing the stacked arrangement of the composite element 30, in order to grip or fix an intermediate product 10 or a composite element 30 with such an intermediate product 10.
  • the gripping can be done, for example, with a mechanical gripper and/or a vacuum-based gripper as the fixing means.
  • the contact tabs 13, 17 can also be gripped, which in the illustrated embodiments with opposite the contact tabs 13, 17 lying holding tabs 14,
  • the individual intermediate products 10 quickly picked up, moved and/or rotated and then placed precisely.
  • the coating with anode material 12 or cathode material 16 on the conductor foils 11, 15 and in particular their surface is not contacted by using the holding tabs 14, 18 when picking up, so that any negative influence through handling can be avoided.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a machine 35 for handling intermediate products 10 or composite elements 30, with various steps in a process flow being illustrated.
  • the process sequence takes place from right to left in FIG.
  • a separator film 25 is provided, see right, on which a conductor film 15 coated with a cathode material 16 is placed in a next step.
  • the conductor foil 15 and thus the entire intermediate product 10 can be taken in the machine 35 on the holding tabs 18 and the contact tabs 17 and placed on the separator foil 25 which is conveyed onward.
  • a further separator film 25 is placed on the intermediate element 10 with the cathode material 16 .
  • the separator film 25 protrudes beyond the retaining tabs 18 and the contact tab 17, so that these are available for further handling even with a separator film 25 that has been laid down.
  • Figure 6 shows a schematic representation of a machine 31 for producing an intermediate product 10, wherein a conductor foil 11,
  • 15 has an uncoated area 27 on a first and second edge side 20, 21. At least one section 28 of the conductor foil 11, 15 is separated from the uncoated area 27 in the machine 31 on the first edge side 20, for example by punching, so that one or more contact tabs 13, 17 are formed.
  • FIG. 7 shows a further schematic representation of the machine 31, in which the conductor foil 11, 15 is cut to form a third edge side 22, which is aligned perpendicularly to the first edge side 20. Therefore, for example, intermediate products 10 can be isolated.
  • the retaining tabs 14, 18 are provided in the corners of the second and third edge sides 21, 22, which in this example are simultaneously cut perpendicularly to the first edge side 20.
  • the conductor foil 11, 15 can first be cut in the machine 31 perpendicularly to the first edge side 20, with only then a section 28 of the conductor ter foil 11, 15 is separated with the formation of two retaining tabs 14 in this embodiment.
  • FIG. 8 shows an alternative exemplary embodiment for solving the object of the invention, with a composite structure 40 of the energy cell-producing industry being shown in a top view. It is a formation or a stacked structure of at least partially coated conductor foils 11 , 15 which are at least partially coated with an anode material 12 or a cathode material 16 . At least one separator film 25 for separating the anode material 12 and the cathode material 16 is also provided.
  • the respective layers in the shown stacked structure of the composite structure 40 have a centrally arranged recess 41, which have different opening widths or different Liche diameters.
  • the opening widths are selected in such a way that the lowest layer in the structure, for example an uncoated area of a conductor foil 11, has the smallest opening width or, alternatively, no recess.
  • the overlying layers are then each provided with a preferably concentric recess, which has at least the same opening width and preferably a larger opening.
  • Each layer of the composite structure 40, but at least the bottom layer of the stacked structure can preferably be accommodated by means of a vacuum or negative pressure via this recess 41, which is staggered in size.
  • each layer of the entire composite structure 40 can be held in precise position relative to one another, for example by means of a vacuum gripper.
  • four Vacuum breakpoints for four different layers of a composite structure 40 can be provided.
  • the laminating process step can be dispensed with. In this way, for example, a mono cell can be constructed with one hole in each layer.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zwischenprodukt (10) für die Produktion von Verbundelementen (30) der Energiezellen produzierenden Industrie, wobei das Zwischenprodukt (10) eine Leiterfolie (11, 15) aufweist, welche zumindest partiell mit einem Anodenmaterial (12) oder einem Kathodenmaterial (16) beschichtet ist, wobei das Zwischenprodukt (10) eine unbeschichtete Kontaktlasche (13, 17) der Leiterfolie (11, 15) aufweist, welche an einer ersten Randseite (20) des Zwischenprodukts (10) angeordnet ist. Das Zwischenprodukt (10) weist mindestens eine Haltelasche (14, 18) an der ersten Randseite (20) und/oder an einer zweiten Randseite (21), welche parallel zur ersten Randseite (20) ausgerichtet ist, und/oder einer dritten Randseite (22), welche senkrecht zur ersten Randseite (20) ausgerichtet ist, auf. Die Erfindung betrifft weiterhin korrespondierende Verfahren und Maschinen.

Description

Zwischenprodukt und Verfahren für die Produktion von Verbund elementen der Energiezellen produzierenden Industrie
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zwischenprodukt für die Pro duktion von Verbundelementen der Energiezellen produzierenden Industrie, ein korrespondierendes Verbundelement mit einem Zwi schenprodukt, und ein korrespondierendes Verfahren und eine kor respondierende Maschine zur Herstellung von Zwischenprodukten sowie ein korrespondierendes Verfahren und eine korrespondieren de Maschine zur Handhabung eines Zwischenprodukts.
Energiezellen oder auch Energiespeicher im Sinne der Erfindung werden z.B. in Kraftfahrzeugen, sonstigen Landfahrzeugen, Schiffen und Flugzeugen in Form von Batteriezellen verwendet, bei denen sehr große Energiemengen über größere Zeiträume gespeichert werden müssen. Dazu weisen solche Energiezellen eine Struktur aus einer Vielzahl von zu einem Stapel gestapelten Segmenten auf. Diese Segmente sind jeweils sich abwechselnde Anodenblätter und Kathodenblätter, die durch ebenfalls als Segmente hergestellte Se paratorblätter voneinander getrennt sind. Die Segmente werden in dem Herstellungsprozess vorgeschnitten und dann zu den Stapeln in der vorbestimmten Reihenfolge aufeinandergelegt und beispiels weise durch Laminieren miteinander verbunden.
Die Herstellung von Batteriezellen beispielsweise für Elektromobili- tät erfolgt heute auf Produktionsanlagen mit einer Leistung von 100 bis 240 Monozellen pro Minute. Diese arbeiten in Teilbereichen oder durchgehend mit getakteten diskontinuierlichen Bewegungen, etwa Hin- und Her-Bewegungen. Bekannte Maschinen arbeiten im Einzel- blatt-Stapelverfahren (z.B. „Pick and Place“). Das Stapelverfahren wird häufig durch Roboter durchgeführt, die einzelne Elemente auf nehmen und aufeinander ablegen. Es sind hierbei verschiedene me chanische, elektromechanische und Vakuumgreifer bekannt, welche jeweils Nachteile bei der Prozessgeschwindigkeit und/oder Prozess sicherheit aufweisen. Die automatische Handhabung von einzelnen Blättern bzw. Segmenten oder Stapeln aus Segmenten kann die Fertigungsrate einer Produktionsanlage begrenzen.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Zwischenprodukt, ein Verfahren und eine Maschine bereitzustel len, welche die bisherigen Nachteile überkommen und eine verbes serte Handhabung im Produktionsprozess ermöglichen.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Zwischenprodukt für die Produkti on von Verbundelementen mit den Merkmalen von Anspruch 1 , ein Verbundelement mit einem Zwischenprodukt mit den Merkmalen von Anspruch 7, ein Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten für die Produktion von Verbundelementen mit den Merkmalen von Anspruch 10, eine Maschine zur Herstellung eines Zwischenpro dukts mit den Merkmalen von Anspruch 18 sowie ein Verfahren zur Handhabung eins Zwischenprodukts oder Verbundelements mit den Merkmalen von Anspruch 19 und eine Maschine zur Handhabung von Zwischenprodukten oder Verbundelementen mit den Merkmalen von Anspruch 27 vorgeschlagen.
Es wird ein Zwischenprodukt für die Produktion von Verbundelemen ten der Energiezellen produzierenden Industrie vorgeschlagen, wo bei das Zwischenprodukt eine Leiterfolie aufweist, welche zumindest partiell mit einem Anodenmaterial oder einem Kathodenmaterial be schichtet ist, wobei das Zwischenprodukt eine unbeschichtete Kon- taktlasche der Leiterfolie aufweist, welche an einer ersten Randseite des Zwischenprodukts angeordnet ist. Das Zwischenprodukt weist mindestens eine Haltelasche an der ersten Randseite und/oder an einer zweiten Randseite, welche parallel zur ersten Randseite aus gerichtet ist, und/oder einer dritten Randseite, welche senkrecht zur ersten Randseite ausgerichtet ist, auf.
Die mindestens eine Haltelasche steht vorzugsweise an einer Rand seite hervor bzw. ragt aus der Grundfläche, welche beispielsweise rechteckig ist, heraus. Die mindestens eine Haltelasche ist daher ein zusätzliches geometrisches Element, insbesondere neben der Kontaktlasche, das die Grundfläche erweitert. Die mindestens eine Haltelasche ist zusätzlich zu der Kontaktlasche vorgesehen und von dieser verschieden. Dementsprechend sind die Kontaktlasche und die Haltelasche voneinander getrennt und unterscheiden sich bei spielsweise aufgrund der Position am Zwischenelement. Die Halte lasche ist für das Halten des Zwischenprodukts vorgesehen, und wird daher vorzugsweise nicht durch andere Elemente verdeckt. Die mindestens eine Haltelasche ist daher vorzugsweise in allen Phasen beispielsweise eines Stapelprozesses zugänglich. Es ist insbeson dere vorteilhaft, dass die Haltelasche zusätzlich zur Kontaktlasche zum Halten des Zwischenprodukts vorgesehen ist. Die Kontaktla sche, welche eigentlich für die elektrische Leitung in einer späteren Energiezelle vorgesehen ist, kann vorzugsweise ebenfalls zum Hal ten des Zwischenprodukts genutzt werden. Das Zwischenprodukt kann daher vorzugsweise an der mindestens einen Haltelasche und an der Kontaktlasche aufgenommen und/oder angehoben werden. Hierdurch ist ein vorteilhaftes vertikales Anheben senkrecht zur Grundfläche des Zwischenelements möglich, was besonders Stapel vorgänge von mehreren Zwischenelementen vereinfacht. Das Zwi schenelement kann beispielsweise mittels Unterdruckgreifern oder mechanischen Greifern an der mindestens einen Haltelasche und auch an der Kontaktlasche gegriffen und umgesetzt werden. Auf grund der Fixierung an der mindestens einen Haltelasche und gege benenfalls an der Kontaktlasche kann der mit Anoden- oder Katho- denmaterial beschichtete Bereich der Leiterfolie, der in der späteren Energiezelle aktiv ist, bei einer Aufnahme, Halterung, Stapelung und/oder generellen Handhabung frei von negativen Einflüssen und Beschädigung gehalten werden, wobei gleichzeitig eine gute Fixie rung ermöglicht wird, welche wiederum eine hohe Prozessge- schwindigkeit ermöglicht. Bei dem Zwischenprodukt handelt es sich vorzugsweise um ein Elektrodenblatt, aus dem in einer gestapelten Anordnung mit weiteren Blättern eine Energiezelle, insbesondere Batteriezelle, bildbar ist. Durch das Vorsehen und Verwenden der Haltelaschen an den Zwi schenprodukten kann auf ein weiteres Fixieren, auch als Laminieren bezeichnet, bei der Herstellung einer gestapelten Anordnung aus Segmenten bzw. Zwischenprodukten, z.B. Monostapel, verzichtet werden. Weiterhin kann auf das Vorsehen etwaiger Klebestreifen zur Fixierung von vorgeschlagenen Zwischenelementen verzichtet werden. In vorteilhaften Ausführungsformen können zwei Haltela schen vorgesehen sein.
Eine Anordnung von Haltelaschen an der dritten Randseite ist be- sonders vorteilhaft, wenn die partielle Beschichtung der Leiterfolie intermittierend erfolgt, wodurch sich an den dritten Randseiten, wel che senkrecht zu der ersten Randseiten mit der Kontaktlasche steht, ein unbeschichteter Bereich ergibt. Gemäß einer Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass das Zwi schenprodukt zwei Haltelaschen wenigstens auf einer der Randsei ten aufweist.
Dies ermöglicht eine sichere Aufnahme des Zwischenprodukts an drei verteilten Punkten bei einer Fixierung unter Einbeziehung der Kontaktlasche. Es ist insbesondere vorteilhaft, wenn zwei Haltela schen wenigstens auf der zweiten Randseiten angeordnet sind, d.h. die zwei Haltelaschen sind in diesem Fall gegenüber zur Kontaktla sche auf der ersten Randseite angeordnet.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass das Zwischenprodukt zwei Hal telaschen auf einer der Randseiten aufweist, welche symmetrisch zu einer Mittelachse senkrecht zu dieser Randseite sind. Die symmetri sche Anordnung der Haltelaschen ermöglicht eine gleichmäßige Be lastung bei einem Aufnehmen, Handhaben und/oder Fixieren des Zwischenprodukts.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass die mindestens eine Haltelasche in einer Ecke von zwei Rand seiten angeordnet ist. Dies ermöglicht eine optimale Lasteinleitung bei der Handhabung ohne Abklappen der Ecken und/oder angren zenden Randseiten.
Gemäß einer Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass die Kon taktlasche und/oder mindestens eine Haltelasche ein Durchgangs loch aufweist. Dies ermöglicht eine einfache Positionierung bei spielsweise durch Antasten eines geometrisch dazu passenden Po sitionierungsmittels, z.B. eines Bolzens, im Sinne eines Form schlusses. In einer vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die mindestens eine Haltelasche unbeschichtet ist. Eine unbeschichtete Haltelasche ermöglicht ein besseres Greifen bzw. Aufnehmen, da die Leiterfolie somit direkt mit einer lösbaren Verbindung fixiert wer den kann. Die Leiterfolie ist in der Regel besser für die Übertragung von mechanischen Lasten geeignet als die Beschichtung mit einem Anoden- oder Kathodenmaterial. Weiterhin wird hierdurch einer Ab lösung von aktivem Material der Beschichtung vorgebeugt und der Nutzungsgrad der aktiven Materialien verbessert.
Es wird weiterhin ein Verbundelement mit einem Zwischenprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und mindestens einer Separator folie in einer gestapelten Anordnung vorgeschlagen, wobei die min destens eine Haltelasche des Zwischenprodukts die Separatorfolie an einer Außenkante der Separatorfolie überragt.
Auf diese Weise kann beispielsweise ein unter der Separatorfolie angeordnetes Zwischenprodukt weiterhin von oben an der Haltela sche gegriffen werden, wodurch die Handhabung erheblich verein facht wird. Gleichzeitig kann in möglichen Ausführungsformen die aufliegende Separatorfolie zusammen mit dem darunter liegenden Zwischenprodukt aufgenommen werden, ohne dass die Separatorfo lie selbst gegriffen oder direkt gehalten werden muss.
Gemäß einer Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass das Ver bundelement in der gestapelten Anordnung wenigstens ein Zwi schenprodukt mit einer Leiterfolie, welche mit einem Anodenmaterial partiell beschichtet ist, und wenigstens ein Zwischenprodukt mit ei ner Leiterfolie, welche mit einem Kathodenmaterial partiell beschich tet ist, vorgesehen sind, wobei die Zwischenprodukte von der min- destens einen Separatorfolie in der gestapelten Anordnung vonein ander getrennt sind.
Dementsprechend weisen die Zwischenprodukte mit Anodenmaterial und Kathodenmaterial jeweils mindestens eine Haltelasche auf, so dass die Zwischenprodukte ebenfalls jeweils wenigstens an den Hal telaschen in der gestapelten Anordnung gegriffen, gehalten und/oder aufgenommen werden können.
Gemäß einer weiteren Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass sich die mindestens eine Haltelasche des wenigstens einen Zwi schenprodukts mit einer Leiterfolie, welche mit einem Anodenmate rial partiell beschichtet ist, und die mindestens eine Haltelasche des wenigstens einen Zwischenprodukts mit einer Leiterfolie, welche mit einem Kathodenmaterial partiell beschichtet ist, in der gestapelten Anordnung zumindest in Teilbereichen nicht überdecken und jeweils die Außenkante der Separatorfolie überragen.
Hierdurch können vorzugsweise beide Zwischenprodukte in der ge stapelten Anordnung an der Haltelasche und bevorzugt auch an der Kontaktlasche unabhängig voneinander gegriffen bzw. fixiert wer den, so dass beim Aufnehmen eines Verbundelements alle Zwi schenprodukte direkt gegriffen werden können. Dies wird dadurch begünstigt, dass die Haltelaschen die Außenkante der Separatorfo lie überragen, was eine Handhabung unabhängig von der Separator folie ermöglicht.
In einer möglichen Ausführungsform kann die mindestens eine Hal telasche zudem im Endprodukt für einen zweiten Verwendungs zweck als sekundäre Kontaktlasche genutzt werden. Hierdurch kön nen in einer späteren Batteriezelle mehrere gleichpolige Strom- Anschlusspunkte, ggf. an unterschiedlichen Randseiten, vorgesehen sein.
Es wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Zwischenpro dukten für die Produktion von Verbundelementen der Energiezellen produzierenden Industrie, mit den folgenden Schritten vorgeschla gen:
- Zuführen einer mit einem Anodenmaterial partiell beschichteten Leiterfolie oder einer mit einem Kathodenmaterial partiell beschich teten Leiterfolie, wobei die Leiterfolie zumindest an einer ersten Randseite einen unbeschichteten Bereich aufweist, wobei
-die Leiterfolie an der ersten Randseite im unbeschichteten Bereich eine Kontaktlasche aufweist, oder
- Abtrennen wenigstens eines Abschnitts der Leiterfolie an der ers ten Randseite im unbeschichteten Bereich unter Bildung einer Kon taktlasche, mit den weiteren vorteilhaften Schritten:
- Abtrennen wenigstens eines Abschnitts der Leiterfolie an der ers ten Randseite unter Bildung wenigstens einer Haltelasche; und/oder
- Abtrennen wenigstens eines Abschnitts der Leiterfolie an einer zweiten Randseite unter Bildung wenigstens einer Haltelasche, wo bei die zweite Randseite parallel zur ersten Randseite ausgerichtet ist; und/oder
- Abtrennen wenigstens eines Abschnitts der Leiterfolie an einer dritten Randseite unter Bildung wenigstens einer Haltelasche, wobei die dritte Randseite senkrecht zur ersten Randseite ausgerichtet ist.
Das Abtrennen wenigstens eines entsprechenden Abschnitts der Leiterfolie an einer Randseite, beispielsweise durch Ausklinken oder Notching, ermöglicht die einfache und günstige Bildung von Haltela sche. Die Haltelasche oder Haltelaschen sind zumindest mit der Lei terfolie eines Zwischenprodukts integral ausgebildet, so dass Halte- kräfte über die Leiterfolie eingeleitet und/oder weitergeleitet werden können.
Gemäß einer Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass das Ab trennen wenigstens eines Abschnitts der Leiterfolie an der ersten, zweiten und/oder dritten Randseite unter Bildung wenigstens einer Haltelasche an einem unbeschichteten Bereich der Leiterfolie er folgt.
Hierdurch erfolgt das Abtrennen nicht durch ein aktives Anoden oder Kathodenmaterial hindurch, was einen sauberen Trennvorgang ohne Beeinflussung der aktiven Materialien ermöglicht. Zudem wird kein beschichtetes Anoden- oder Kathodenmaterial abgetrennt, wel ches anschließend für das Endprodukt nicht mehr zur Verfügung steht, so dass die im Vergleich wertvolleren Anoden- und Katho denmaterialen besser ausgenutzt werden können.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass zwei Haltelaschen an einer der Randseiten gebildet werden.
Diese zwei Haltelaschen können beispielsweise durch Abtrennen bzw. Ausklinken wenigstens eines Abschnitts zwischen den zwei Haltelaschen gebildet werden, wodurch beispielsweise für zwei Hal telaschen jeweils eine seitliche Begrenzung in einem Arbeitsschritt geschaffen werden kann.
Gemäß einer Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, zwei Haltela schen auf einer Randseite symmetrisch zu einer Mittelachse senk recht zu dieser Randseite gebildet werden. Es kann daher eine gleichmäßige Lastverteilung beispielsweise auf diese beiden Halte laschen erreicht werden. Gemäß einer weiteren Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass mindestens eine Haltelasche in einer Ecke von zwei Randseiten ge bildet wird.
Auf diese Weise ergibt sich eine seitliche Begrenzung der Haltela sche bereits durch eine der beiden Randseiten, was die Bildung der Haltelaschen, insbesondere durch Abtrennen eines Abschnitts zwi schen zwei in den Ecken angeordneten Haltelaschen auf einer Randseite, vereinfacht. Es kann daher beispielsweise der Abschnitt zwischen den zwei in den Ecken zu bildenden Haltelaschen in einfa cher Weise ausgeklinkt werden.
Gemäß einer Weiterentwicklung wird der Schritt vorgeschlagen:
- Schneiden der Leiterfolie unter Bildung einer dritten Randseite, wobei die dritte Randseite senkrecht zur ersten Randseite ausge richtet ist.
Ein Schneiden der Leiterfolie unter Bildung einer dritten Randseite ist insbesondere vorteilhaft, wenn eine Haltelasche in einer Ecke zur dritten Randseite vorgesehen ist, so dass sich durch das Schneiden unter Bildung einer dritten Randseite gleichzeitig eine Begrenzung für eine Haltelasche an der dritten Randseite ergibt. Sofern bereits ein Abschnitt der Leiterfolie an der ersten und/oder zweiten Rand seite abgetrennt ist, kann das Schneiden jeweils eine Haltelasche an zwei Zwischenprodukten bilden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt das Abtrennen we nigstens eines Abschnitts der Leiterfolie durch Stanzen. Mittels Stanzen kann in günstiger Weise eine span- und staubfreie Abtren- nung erreicht werden, wobei der abgetrennte Teil einfach abgeführt werden kann.
Gemäß einer Weiterentwicklung wird der Schritt vorgeschlagen:
- Lochen der mindestens einen Haltelasche und/oder Kontaktlasche.
Das Lochen kann beispielsweise durch Stanzen erfolgen. Weiterhin kann das Lochen beispielsweise in einem gemeinsamen Arbeits schritt mit einem Abtrennen wenigstens eines Abschnitts der Leiter folie unter Bildung wenigstens einer Haltelasche erfolgen, bei spielsweise ebenfalls durch Stanzen.
Es wird weiter eine Maschine zur Herstellung eines Zwischenpro dukts vorgeschlagen, welche dazu eingerichtet ist, das Verfahren zur Herstellung nach einem der Ansprüche 10 bis 17 durchzuführen.
Es wird zudem ein Verfahren zur Handhabung eines Zwischenpro dukts oder Verbundelements nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit den folgenden Schritten vorgeschlagen:
- Aufnehmen eines Zwischenprodukts; oder
- Aufnehmen eines Verbundelements, wobei
- das Aufnehmen mittels einer lösbaren Verbindung an mindestens einer Haltelasche erfolgt.
Das Aufnehmen eines einzelnen Zwischenprodukts oder eines Ver bundelements an einer Haltelasche ermöglicht ein sicheres Fixieren, eine schnelle Förderung sowie ein präzises Ablegen bei automati schen Stapelprozessen von Zwischenprodukten zur Bildung einer gestapelten Anordnung bzw. einer Formation oder von Verbundele menten für die Weiterverarbeitungsschritte beispielsweise zur Bil dung einer Batteriezelle. Gemäß einer Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass das Auf nehmen mittels der mindestens einen lösbaren Verbindung an der mindestens einen Haltelasche und gleichzeitig mittels einer lösbaren Verbindung an einer Kontaktlasche erfolgt.
Hierdurch kann das Aufnehmen an mehreren Stellen erfolgen, bei spielsweise an zwei Haltelaschen und einer Kontaktlasche eines Zwischenprodukts, so dass das Aufnehmen der in der Regel biege schlaffen Zwischenprodukte und/oder Verbundelemente ohne ein etwaiges Abknicken erfolgen kann. Dies erhöht neben der Prozess sicherheit auch die mögliche Bearbeitungsgeschwindigkeit.
Gemäß einer Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass die we nigstens eine lösbare Verbindung durch einen Zangengreifer herge stellt wird.
Mittels eines Zangengreifers kann eine lösbare Verbindung erreicht werden, die eine schnelle Förderung des Zwischenprodukts und/oder Verbundelements ermöglicht.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die wenigstens eine lösbare Verbindung durch wenigstens einen Unterdruckgreifer hergestellt wird.
Mittels eines Unterdruckgreifers kann die lösbare Verbindung von nur einer Seite hergestellt werden, was die Handhabung weiter ver bessert. Ein Unterdruckgreifer ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Leiterfolie nicht mit einem Anoden- oder Kathodenmaterial beschich tet ist. Neben einem Zangengreifer oder einem Unterdruckgreifer können auch alternative Fixierungselemente eingesetzt werden. Gemäß einer Weiterentwicklung wird der Schritt vorgeschlagen:
- Positionieren und Ablegen des Zwischenprodukts mit einer mit ei nem Kathodenmaterial partiell beschichteten Leiterfolie und/oder des Zwischenprodukts mit einer mit einem Anodenmaterial partiell beschichteten Leiterfolie und/oder eines Verbundelements.
Das Positionieren und Ablegen des Zwischenprodukts kann zur Bil dung einer gestapelten Anordnung oder für die Zuführung zu weite ren Weiterarbeitsprozessen genutzt werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die Positionierung auf einem Ausrichtelement, welches in mindestens ein Durchgangsloch der Kontaktlasche und/oder der mindestens einen Haltelasche ein greift. Es kann auf diese Weise eine präzise Ablage mit hoher Wie derholgenauigkeit erreicht werden.
Gemäß einer Weiterentwicklung wird folgender Schritt vorgeschla gen:
- Abtrennen der mindestens einen Haltelasche.
Das Abtrennen erfolgt vorzugsweise, wenn die Handhabung eines Zwischenprodukts bzw. des Verbundelements weitestgehend abge schlossen ist. Das Zwischenprodukt kann daher zu einem Endpro dukt weiterverarbeitet werden, so dass der Nutzen der wenigstens einen Haltelasche im Wesentlichen ausgenutzt ist und die Haltela sche oder die Haltelaschen abgetrennt werden können. Das Abtren nen kann beispielsweise durch Schneiden erfolgen. Nach dem Ab trennen der Haltelasche entspricht die geometrische Ausprägung wieder der im Stand der Technik üblichen Form. In möglichen alternativen Ausführungsformen kann die Haltelasche verbleiben bzw. bestehen bleiben. Es wird ferner vorgeschlagen, dass die wenigstens eine Haltelasche in einem Endprodukt, bei spielsweise einer Batteriezelle, neben der Kontaktlasche als sekun däre Kontaktlasche verwendet wird.
Gemäß einer Weiterentwicklung wird folgender Schritt vorgeschla gen:
- Ablängen der Kontaktlasche.
Die Kontaktlasche wird daher auf eine Länge für die spätere Ver wendung, beispielsweise in einer Batteriezelle, gekürzt. Sofern in der Kontaktlasche ein Durchgangsloch als Positionierhilfe vorgese hen ist, ist es besonders vorteilhaft, wenn beim Ablängen der Kon taktlasche der Teil mit dem Durchgangsloch abgelängt wird.
Es wird zudem eine Maschine zur Handhabung von Zwischenpro dukten oder Verbundelementen nach einem der Ansprüche 1 bis 9 vorgeschlagen, welche dazu eingerichtet ist, das Verfahren zur Handhabung nach einem der Ansprüche 19 bis 26 durchzuführen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungs formen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Zwischenprodukts mit einer Kontaktlasche und zwei Haltelaschen;
Fig. 2 eine weitere schematische Darstellung eines Zwi schenprodukts mit einer Kontaktlasche und zwei Halte laschen; Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Zwischenprodukts mit Durchgangslöchern in der Kontaktlasche und den Haltelaschen;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Verbundelements aus zwei Zwischenprodukten und einer Separatorfolie;
Fig. 5 eine schematische Darstellung verschiedener Zwi schenstufen bei der Produktion eines Verbundele ments;
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer beschichteten Lei terfolie mit abgetrennten Abschnitten an zwei Randsei ten;
Fig. 7 eine schematische Darstellung mehrerer Zwischenpro dukte; und Fig. 8 eine schematische Darstellung eines Verbundaufbaus mit konzentrischen Aussparungen.
Figur 1 zeigt ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel eines Zwischen produkts 10 für die Produktion von Verbundelementen 30 der Ener- giezellen produzierenden Industrie in einer schematischen Darstel lung. Das Zwischenprodukt 10 weist eine Leiterfolie 11 auf, die par tiell mit einem Anodenmaterial 12 beschichtet ist. Die beschichtete Grundfläche der Leiterfolie 11 ist in diesem Ausführungsbeispiel rechteckig ausgeführt. An einer ersten Randseite 20 steht eine un beschichtete Kontaktlasche 13 der Leiterfolie 11 hervor. An einer zweiten Randseite 21 , die gegenüber und parallel zu der ersten Randseite 20 liegt, sind zwei Haltelaschen 14 der Leiterfolie 11 vor gesehen. Die zwei Haltelaschen 14 sind in den Ecken der zweiten Randseite 21 mit jeweils einer dritten Randseite 22, die senkrecht zur ersten und zweiten Randseite 20, 21 ausgerichtet sind, ange ordnet. Die zwei Haltelaschen 14 sind zudem symmetrisch zu einer Mittelachse 23, wobei die Mittelachse 23 senkrecht auf der dritten Randseite 22 steht.
Die Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Zwischen produkts 10 für die Produktion von Verbundelementen 30 der Ener giezellen produzierenden Industrie. Das Ausführungsbeispiel der Figur 2 ist gegenüber der Figur 1 gedreht dargestellt und weist ebenfalls eine partiell beschichtete Leiterfolie 15 mit einer unbe schichteten Kontaktlasche 17 an einer ersten Randseite 20 auf. Die Leiterfolie 15 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit einem Katho denmaterial 16 beschichtet. Es sind ebenfalls an einer zweiten Randseite 21 , welche parallel zur ersten Randseite 20 ausgerichtet ist, zwei symmetrisch zu einer Mittelachse 23 angeordnete Haltela schen 18 vorgesehen.
Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Zwischenpro dukts 10, wobei die Kontaktlasche 13, 17 und die zwei Haltelaschen 14, 18 jeweils ein Durchgangsloch 24 aufweisen, das zur Ausrich tung und/oder Positionierung des Zwischenprodukts 10 genutzt wer den kann. In möglichen Ausführungsbeispielen können die Durch gangslöcher 24 auch zum Aufnehmen und Halten des Zwischenpro dukts 10 genutzt werden.
In der Figur 4 ist ein Ausführungsbeispiel eines Verbundelements 30 mit zwei Zwischenprodukten 10 mit einer mit Anodenmaterial 12 be schichteten Leiterfolie 11 und einer mit Kathodenmaterial 16 be- schichteten Leiterfolie 15 gezeigt. Die beiden Zwischenprodukte 10 sind in dem Verbundelement 30 in einer gestapelten Anordnung durch eine dazwischen angeordneten Separatorfolie 25 getrennt.
Die Beschichtung mit Kathodenmaterial 16 und Anodenmaterial 12 ist jeweils der Separatorfolie 25 zugewandt. Die Kontaktlasche 13 der Leiterfolie 11 , in der Figur 4 oben angeordnet, und die Kontakt lasche 17 der Leiterfolie 15 sind in dem Verbundelement 30 gegen überliegend vorgesehen und stehen jeweils über die Separatorfolie 25 über, so dass beispielsweise eine elektrische Kontaktierung der Kontaktlaschen 13, 17 unabhängig von der Separatorfolie 25 erfol gen kann. Weiterhin sind die Haltelaschen 14, 18 zu erkennen, wel che die Separatorfolie 25 für die Handhabung unabhängig von der Separatorfolie 25 überragen.
Die Haltelaschen 14, 18 können in einfacher Weise in einem Pro duktionsprozess beispielsweise zur Herstellung der gestapelten An ordnung des Verbundelements 30 genutzt werden, um ein Zwi schenprodukt 10 oder ein Verbundelement 30 mit einem solchen Zwischenprodukt 10 zu greifen oder zu fixieren. Das Greifen kann beispielsweise mit einem mechanischen Greifer und/oder einem auf Unterdrück basierenden Greifer als Fixierungsmittel erfolgen. Neben den Haltelaschen 14, 18 können auch die Kontaktlaschen 13, 17 gegriffen werden, was in dargestellten Ausführungsbeispielen mit gegenüber den Kontaktlaschen 13, 17 liegenden Haltelaschen 14,
18 vorteilhaft zum Aufnehmen des Zwischenelements 10 ist. In al ternativen Ausführungsbeispielen können auch weitere Haltelaschen 14, 18 beispielsweise neben der Kontaktlasche 13, 17 an der ersten Randseite 20 vorgesehen sein.
Mittels der gegriffenen Haltelaschen 14, 18 und ggf. der gegriffenen Kontaktlaschen 13, 17 können die einzelnen Zwischenprodukte 10 schnell aufgenommen, bewegt und/oder gedreht und anschließend präzise abgelegt werden. Die Beschichtung mit Anodenmaterial 12 oder Kathodenmaterial 16 auf den Leiterfolien 11 , 15 und insbeson dere deren Oberfläche wird durch die Verwendung der Haltelaschen 14, 18 beim Aufnehmen nicht kontaktiert, so dass ein etwaiger ne gativer Einfluss durch die Handhabung vermieden werden kann.
In Figur 5 ist eine schematische Darstellung einer Maschine 35 zur Handhabung von Zwischenprodukten 10 oder Verbundelementen 30 gezeigt, wobei verschiedene Schritte in einem Prozessablauf darge stellt sind. Der Prozessablauf erfolgt in der Figur 5 von rechts nach links. Zunächst ist eine Separatorfolie 25 vorgesehen, siehe rechts, auf welche in einem nächsten Schritt eine Leiterfolie 15 aufgelegt wird, die mit einem Kathodenmaterial 16 beschichtet ist. Die Leiter folie 15 und somit das gesamte Zwischenprodukt 10 kann in der Ma schine 35 an den Haltelaschen 18 und den Kontaktlaschen 17 auf genommen und auf die weitergeförderte Separatorfolie 25 abgelegt werden. In einem nächsten Schritt wird eine weitere Separatorfolie 25 auf dem Zwischenelement 10 mit Kathodenmaterial 16 abgelegt. Die Separatorfolie 25 überragt dabei die Haltelaschen 18 und die die Kontaktlasche 17 dabei nicht, so dass diese auch mit einer ab gelegten Separatorfolie 25 für eine weitere Handhabung zur Verfü gung stehen.
Links in der Figur 5 ist ein weiteres Zwischenprodukt 10 auf der Se paratorfolie 25 abgelegt, welches eine Leiterfolie 11 mit einem An odenmaterial 12, in der Darstellung nicht zu erkennen, umfasst. Die Haltelaschen 14 und die Kontaktlasche 13 stehen über die darunter angeordnete Separatorfolie 25 über, so dass beim Ablegen des Zwi schenprodukts 10 mittels der Haltelaschen 14 die Separatorfolie 25 insbesondere bei der Verwendung eines Zangengreifers nicht im Weg ist.
Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung einer Maschine 31 zur Herstellung eines Zwischenprodukts 10, wobei eine Leiterfolie 11 ,
15 an einer ersten und zweiten Randseite 20, 21 einen unbeschich teten Bereich 27 aufweist. Aus dem unbeschichteten Bereich 27 wird in der Maschine 31 an der ersten Randseite 20 wenigstens ein Abschnitt 28 der Leiterfolie 11 , 15 abgetrennt, beispielsweise durch Stanzen, so dass eine bzw. mehrere Kontaktlaschen 13, 17 gebildet werden.
Weiterhin werden auf der gegenüberliegenden zweiten Randseite 21 aus einem unbeschichteten Bereich 27 mehrere Abschnitte 28 der Leiterfolie 11 , 15 unter Bildung von Haltelaschen 14, 18 abgetrennt. Das Abtrennen auf der zweiten Randseite 21 erfolgt beispielsweise ebenfalls durch Stanzen.
Figur 7 zeigt eine weitere schematische Darstellung der Maschine 31 , in welcher die Leiterfolie 11 , 15 unter Bildung einer dritten Randseite 22, die senkrecht zur ersten Randseite 20 ausgerichtet ist, geschnitten wird. Es können daher beispielsweise Zwischenpro dukte 10 vereinzelt werden. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Haltelaschen 14, 18 in den Ecken der zweiten und dritten Randseite 21 , 22 vorgesehen, welche in diesem Beispiel gleichzeitig senkrecht zur ersten Randseite 20 geschnitten werden.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Leiterfolie 11 ,15 in der Maschine 31 zunächst senkrecht zur ersten Randseite 20 ge schnitten werden, wobei erst anschließend ein Abschnitt 28 der Lei- terfolie 11 , 15 unter Bildung von in diesem Ausführungsbeispiel zwei Haltelaschen 14 abgetrennt wird.
Figur 8 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel zur Lösung der Aufgabe der Erfindung, wobei ein Verbundaufbau 40 der Energiezel len produzierenden Industrie in einer Aufsicht dargestellt ist. Es handelt sich um eine Formation oder einen gestapelten Aufbau von zumindest partiell beschichteten Leiterfolien 11 , 15, die zumindest partiell mit einem Anodenmaterial 12 oder einem Kathodenmaterial 16 beschichtet sind. Es ist ferner mindestens eine Separatorfolie 25 zur Trennung des Anodenmaterials 12 und des Kathodenmaterials 16 vorgesehen.
Die jeweiligen Schichten in dem gezeigten gestapelten Aufbau des Verbundaufbaus 40 weisen eine mittig angeordnete Aussparung 41 auf, welche unterschiedliche Öffnungsweiten oder auch unterschied liche Durchmesser aufweisen. Die Öffnungsweiten sind hierbei so gewählt, dass die unterste Lage in dem Aufbau, beispielsweise ein unbeschichteter Bereich einer Leiterfolie 11 die kleinste Öffnungs weite oder alternativ keine Aussparung aufweist. Die darüber lie genden Lagen sind dann mit jeweils einer, vorzugsweise konzentri schen, Aussparung versehen, welche wenigstens die gleiche Öff nungsweite und bevorzugt eine größere Öffnung aufweisen. Über diese in der Größe gestaffelte Aussparung 41 kann vorzugsweise jede Lage des Verbundaufbaus 40, jedoch wenigstens die unterste Lage des gestapelten Aufbaus mittels Vakuums oder Unterdrucks aufgenommen werden. Sofern alle Lagen bzw. Schichten des gesta pelten Aufbaus eine freiliegende Oberfläche nach oben aufweisen, kann jede Schicht des gesamten Verbundaufbaus 40 beispielsweise mittels eines Unterdruckgreifers lagegenau zueinander gehalten werden. Es können in einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel vier Vakuum-Haltepunkte für vier verschiedene Lagen eines Verbund- aufbaus 40 vorgesehen sein. Es kann ferner auf den Prozessschritt Laminieren verzichtet werden. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Monozelle mit jeweils einem Loch in der Lage aufgebaut wer- den.

Claims

Ansprüche:
1. Zwischenprodukt (10) für die Produktion von Verbundelemen ten (30) der Energiezellen produzierenden Industrie, wobei
- das Zwischenprodukt (10) eine Leiterfolie (11 ,15) aufweist, welche zumindest partiell mit einem Anodenmaterial (12) oder einem Kathodenmaterial (16) beschichtet ist, wobei
- das Zwischenprodukt (10) eine unbeschichtete Kontaktlasche (13,17) der Leiterfolie (11 , 15) aufweist, welche an einer ersten Randseite (20) des Zwischenprodukts (10) angeordnet ist, da durch gekennzeichnet, dass
- das Zwischenprodukt (10) mindestens eine Haltelasche (14, 18) an der ersten Randseite (20) und/oder an einer zweiten Randseite (21), welche parallel zur ersten Randseite (20) aus gerichtet ist, und/oder einer dritten Randseite (22), welche senkrecht zur ersten Randseite (20) ausgerichtet ist, aufweist.
2. Zwischenprodukt (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeich net, dass das Zwischenprodukt (10) zwei Haltelaschen (14,18) wenigstens auf einer der Randseiten (20,21 ,22) aufweist.
3. Zwischenprodukt (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, dass das Zwischenprodukt (10) zwei Haltela schen (14,18) auf einer der Randseiten (20,21 ,22) aufweist, welche symmetrisch zu einer Mittelachse (23) senkrecht zu dieser Randseite (20,21 ,22) sind.
4. Zwischenprodukt (10) nach einem der vorangehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Halte lasche (14,18) in einer Ecke von zwei Randseiten (20, 21 , 22) angeordnet ist.
Zwischenprodukt (10) nach einem der vorangehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktlasche (13,17) und/oder mindestens eine Haltelasche (14,18) ein Durchgangsloch (24) aufweist.
Zwischenprodukt (10) nach einem der vorangehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Halte lasche (14,18) unbeschichtet ist.
Verbundelement (30) mit einem Zwischenprodukt (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche und mindestens einer Separatorfolie (25) in einer gestapelten Anordnung, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Haltelasche (14,18) des Zwischenprodukts (10) die Separatorfolie (25) an einer Außenkante (26) der Separatorfolie (25) überragt.
Verbundelement (30) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich net, dass in der gestapelten Anordnung
- wenigstens ein Zwischenprodukt (10) mit einer Leiterfolie (11), welche mit einem Anodenmaterial (12) partiell beschichtet ist, und
- wenigstens ein Zwischenprodukt (10) mit einer Leiterfolie (15), welche mit einem Kathodenmaterial (16) partiell be schichtet ist, vorgesehen sind, wobei
- die Zwischenprodukte (10) von der mindestens einen Separa torfolie (25) in der gestapelten Anordnung voneinander ge trennt sind.
9. Verbundelement (30) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich net, dass
- sich die mindestens eine Haltelasche (14) des wenigstens einen Zwischenprodukts (10) mit einer Leiterfolie (11), welche mit einem Anodenmaterial (12) partiell beschichtet ist, und die mindestens eine Haltelasche (18) des wenigstens einen Zwischenprodukts (10) mit einer Leiterfolie (15), welche mit ei nem Kathodenmaterial (16) partiell beschichtet ist, in der gestapelten Anordnung zumindest in Teilbereichen nicht überdecken und jeweils die Außenkante (26) der Separatorfolie überragen.
10. Verfahren zur Herstellung von Zwischenprodukten (10) für die Produktion von Verbundelementen (20) der Energiezellen pro duzierenden Industrie, mit den folgenden Schritten:
- Zuführen einer mit einem Anodenmaterial (12) partiell be schichteten Leiterfolie (11) oder einer mit einem Kathodenma terial (16) partiell beschichteten Leiterfolie (15), wobei
- die Leiterfolie (11 ,15) zumindest an einer ersten Randseite (20) einen unbeschichteten Bereich (27) aufweist, wobei
- die Leiterfolie (11 ,15) an der ersten Randseite (20) im unbe schichteten Bereich (27) eine Kontaktlasche (13,17) aufweist, oder
- Abtrennen wenigstens eines Abschnitts (28) der Leiterfolie (11 ,15) an der ersten Randseite (20) im unbeschichteten Be reich (27) unter Bildung einer Kontaktlasche (13,17), gekenn zeichnet durch:
- Abtrennen wenigstens eines Abschnitts (28) der Leiterfolie (11 ,15) an der ersten Randseite (20) unter Bildung wenigstens einer Haltelasche (14,18); und/oder
- Abtrennen wenigstens eines Abschnitts (28) der Leiterfolie (11 ,15) an einer zweiten Randseite (21) unter Bildung wenigs tens einer Haltelasche (14,18), wobei die zweite Randseite (21) parallel zur ersten Randseite (20) ausgerichtet ist; und/oder - Abtrennen wenigstens eines Abschnitts (28) der Leiterfolie
(11 ,15) an einer dritten Randseite (22) unter Bildung wenigs tens einer Haltelasche (14,18), wobei die dritte Randseite (22) senkrecht zur ersten Randseite (21) ausgerichtet ist.
11. Verfahren zur Herstellung eines Zwischenprodukts (10) nach
Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtrennen wenigstens eines Abschnitts (28) der Leiterfolie (11 ,15) an der ersten, zweiten und/oder dritten Randseite (20,21 ,22) unter Bildung wenigstens einer Haltelasche (14,18) an einem unbe- schichteten Bereich (27) der Leiterfolie (14,18) erfolgt.
12. Verfahren zur Herstellung nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass zwei Haltelaschen (14,18) an einer der Randseiten (20,21 ,22) gebildet werden.
13. Verfahren zur Herstellung nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, dass zwei Haltelaschen (14,18) auf einer Randseite (20,21 ,22) symmetrisch zu einer Mittelachse (23) senkrecht zu dieser Randseite (20,21 ,22) gebildet werden.
14. Verfahren zur Herstellung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Haltela sche (14,18) in einer Ecke von zwei Randseiten (20,21 ,22) ge bildet wird. 15. Verfahren zur Herstellung nach einem der Ansprüche 10 bis
14, gekennzeichnet durch:
- Schneiden der Leiterfolie (11 ,
15) unter Bildung einer dritten Randseite (22), wobei die dritte Randseite (22) senkrecht zur ersten Randseite (20) ausgerichtet ist.
16. Verfahren zur Herstellung nach einem der Ansprüche 10 bis
15, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtrennen wenigstens eines Abschnitts (28) der Leiterfolie (11 ,15) durch Stanzen er folgt.
17. Verfahren zur Herstellung nach einem der Ansprüche 10 bis
16, gekennzeichnet durch:
- Lochen der mindestens einen Haltelasche (14,18) und/oder Kontaktlasche (13,17).
18. Maschine (31) zur Herstellung eines Zwischenprodukts (10), dazu eingerichtet, das Verfahren zur Herstellung nach einem der Ansprüche 10 bis 17 durchzuführen.
19. Verfahren zur Handhabung eines Zwischenprodukts (10) oder Verbundelements (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit den folgenden Schritten:
- Aufnehmen eines Zwischenprodukts (10); oder
- Aufnehmen eines Verbundelements (30), wobei
- das Aufnehmen mittels einer lösbaren Verbindung an mindes tens einer Haltelasche (14,18) erfolgt.
20. Verfahren zur Handhabung nach Anspruch 19, dadurch ge kennzeichnet, dass das Aufnehmen mittels der mindestens einen lösbaren Verbindung an der mindestens einen Haltela- sehe (14,18) und gleichzeitig mittels einer lösbaren Verbindung an einer Kontaktlasche (13,17) erfolgt.
21. Verfahren zur Handhabung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine lösbare Verbindung durch einen Zangengreifer (32) hergestellt wird.
22. Verfahren zur Handhabung nach einem der Ansprüche 19 bis
21 , dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine lösbare Verbindung durch wenigstens einen Unterdruckgreifer (33) hergestellt wird.
23. Verfahren zur Handhabung nach einem der Ansprüche 19 bis
22, gekennzeichnet durch den Schritt: - Positionieren und Ablegen des Zwischenprodukts (10) mit ei ner mit einem Kathodenmaterial (16) partiell beschichteten Lei terfolie (15) und/oder des Zwischenprodukts (10) mit einer mit einem Anodenmaterial (12) partiell beschichteten Leiterfolie (11) und/oder eines Verbundelements (30).
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierung auf einem Ausrichtelement (34) erfolgt, wel ches in mindestens ein Durchgangsloch (24) der Kontaktlasche (13,17) und/oder der mindestens einen Haltelasche (14,18) eingreift.
25. Verfahren zur Handhabung nach einem der Ansprüche 19 bis 24, gekennzeichnet durch den Schritt:
- Abtrennen der mindestens einen Haltelasche (14,18).
26. Verfahren zur Handhabung nach einem der Ansprüche 19 bis 25, gekennzeichnet durch den Schritt:
- Ablängen der Kontaktlasche (13,17).
27. Maschine (35) zur Handhabung von Zwischenprodukten (10) oder Verbundelementen (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dazu eingerichtet, das Verfahren zur Handhabung nach ei nem der Ansprüche 19 bis 26 durchzuführen.
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