具有通过三层的粘接复合结构彼此密封地粘接的壳体组件的电池单池以及用于制造所述电池单池的方法和装置制造方法及图纸

说明一种电池单池（1），该电池单池具有电极（9）、电解质（7）和壳体（3），所述壳体（3）包围所述电极（9）和所述电解质（7）。所述壳体（3）在此由多个壳体组件（11）所组成。所述电池单池的特征在于，所述壳体组件（11）沿着彼此对置的对接面（21）通过粘接复合结构（13）密封地彼此粘接。对此，所述粘接复合结构（13）具有以下组件：比如呈PTFE‑带（16）的形式的第一粘接复合结构组件（15），该第一粘接复合结构组件被中间放置在所述两个壳体组件（11）的彼此对置的对接面（21）之间并且该粘接复合结构组件相对于所述电解质（7）有抵抗力并且透不过；第二粘接复合结构组件（17），该第二粘接复合结构组件从外面被施加到所述第一粘接复合结构组件（15）的上面并且被施加到所述两个壳体组件（11）的与所述第一粘接复合结构组件（15）邻接的区域的上面并且该第二粘接复合结构组件由能够液态地加工的、时效硬化的材料，诸如环氧树脂所构成；以及比如呈粘接带（29）的形式的第三粘接复合结构组件（19），该第三粘接复合结构组件从外面被施加到所述第二粘接复合结构组件（17）的上面并且被施加到所述两个壳体组件（11）的与所述第二粘接复合结构组件（17）邻接的区域的上面并且该第三粘接复合结构组件不透水并且/或者不透氧气。此外，说明了用于制造这样的电池单池（1）的一种方法和一种装置（51）。

A battery single cell with a shell assembly sealed to each other by a three-layer bonding composite structure and a method and device for manufacturing the battery single cell

A single cell (1) of a battery has an electrode (9), an electrolyte (7) and a shell (3), which surrounds the electrode (9) and the electrolyte (7). The shell (3) is composed of a plurality of shell components (11). The single cell of the battery is characterized in that the shell components (11) are sealed to each other through an adhesive composite structure (13) along the opposite interface (21) to each other. To this end, the bonded composite structure (13) has the following components: for example, a first bonded composite structure component (15) in the form of PTFE A second bonded composite structure component (17) is applied from the outside to the upper surface of the first bonded composite structure component (15) and to the upper surface of the area adjacent to the first bonded composite structure component (15) of the two shell components (11) and the second bonded composite structure component is processed by a liquid state. Age-hardening materials, such as epoxy resins, and third bonded composite structural components (19) in the form of adhesive tape (29), which are applied from outside to the second bonded composite structural components (17) and to the two shell components (11) and the second bonded composite structural components (17). ) Above the adjacent area and the third bonded composite structure assembly is impervious to water and/or oxygen. In addition, a method and a device (51) for manufacturing such a single cell (1) are described.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有通过三层的粘接复合结构彼此密封地粘接的壳体组件的电池单池以及用于制造所述电池单池的方法和装置
本专利技术涉及一种电池单池以及用于制造所述电池单池的一种方法和一种装置。
技术介绍
电池、有时也被称为蓄电池，用于电化学地储存能量。所储存的能量能够针对不同的用途又以电功率的形式、比如在电动车或者混合动力车中或者针对不同的移动的应用情况来输出。在电池单池中，在此通常容纳了至少两个电极并且容纳了电解质。根据所述电极和电解质的种类和材料，能够区分不同类型的电池，比如锂离子电池，镍-金属氢化物-电池等等。一般而言，此外在具有固定的壳体并且经常被称为棱柱形的电池单池与这样的无固定的壳体的电池单池之间进行区分，对于所述无固定的壳体的电池单池来说电极比如被容纳在由薄膜构成的袋中并且其经常被称为荷包袋-电池单池（Pouch-Bag-Batteriezelle）。棱柱形的电池单池的壳体传统上通常由多个壳体组件、像比如盆状的下部的组件和盖状的上部的组件所组成或者作为替代方案由两个半壳体所组成。所述壳体组件在此在传统的制造方法中通常彼此钎焊或者熔焊在一起，从而将其一方面形状稳定地并且另一方面密封地并且由此在防止经常液态的电解质泄出的情况下彼此连接起来。不过，这样的钎焊或者熔焊要求巨大的工作量、能量开销和/或成本开销。此外，在所提到的材料锁合的连接方法中大量的热被引入到所述电池单池中，这在进行未适当地设计的工艺控制时可能在所述电池单池的内部导致局部的过热并且可能导致其组件、尤其是电解质的损坏。
技术实现思路
本专利技术的实施方式能够以有利的方式实现一种电池单池、尤其是一种棱柱形的锂离子-电池单池，对于所述电池单池来说壳体在机械上是足够稳定的且密封的，并且所述壳体能够容易地、成本低廉地并且/或者在没有由于过量的热量输入引起的损坏的巨大风险的情况下来制造。根据本专利技术的第一方面，提出一种电池单池，该电池单池具有电极、电解质和壳体，所述壳体包围所述电极和所述电解质。所述壳体由至少两个壳体组件所组成。所述电池单池的特征在于，所述壳体组件沿着彼此对置的对接面（Stoßfläche）通过优选至少三层的粘接复合结构密封地彼此粘接。所述粘接复合结构在此具有第一、第二和第三粘接复合结构组件。所述第一粘接复合结构组件被中间放置在所述两个壳体组件的彼此对置的对接面之间并且相对于所述电解质有抵抗力并且透不过。所述第二粘接复合结构组件从外面被施加到所述第一粘接复合结构组件的上面并且被施加到所述两个壳体组件的与第一粘接复合结构组件邻接的区域的上面并且由能够液态地加工的、时效硬化的材料所构成。所述第三粘接复合结构组件从外面被施加到所述第二粘接复合结构组件的上面并且被施加到所述两个壳体组件的与第二粘接复合结构组件邻接的区域的上面并且不透水并且/或者不透氧气。根据本专利技术的第二方面，提出一种用于制造用于电池单池的壳体的方法。所述方法优选以所说明的顺序具有以下步骤：提供多个壳体组件，所述壳体组件在组合的情况下构成所述壳体；如此布置两个壳体组件，使得其沿着对接面对置；借助于粘接过程通过粘接复合结构沿着所述彼此对置的对接面将所述壳体组件彼此粘接起来。在此，所述粘接过程优选以所说明的顺序具有以下步骤：将第一粘接复合结构组件中间放置在所述两个壳体组件的彼此对置的对接面之间，其中所述第一粘接复合结构组件相对于所述电池单池的待容纳在所述壳体中的电解质有抵抗力；将第二粘接复合结构组件从外面施加到所述第一粘接复合结构组件的上面并且施加到所述两个壳体组件的与所述第一粘接复合结构组件邻接的区域的上面，其中所述第二粘接复合结构组件由能够液态地加工的、能够时效硬化的材料所构成，所述材料在液态的情况下被施加并且而后时效硬化；并且将第三粘接复合结构组件从外面施加到所述第二粘接复合结构组件的上面并且施加到所述两个壳体组件的与第二粘接复合结构组件邻接的区域的上面，其中所述第三粘接复合结构组件不透水并且/或者不透氧气。根据本专利技术的第三方面，提出一种用于制造用于电池单池的壳体的装置。所述装置具有：保持机构，所述保持机构如此保持着两个壳体组件，使得所述两个壳体组件沿着对接面对置；以及粘接机构，所述粘接机构用于通过粘接复合结构沿着所述彼此对置的对接面将所述壳体组件彼此粘接起来。在此，所述粘接机构具有第一输送单元、第二输送单元和第三输送单元。所述第一输送单元被设计用于输送第一粘接复合结构组件并且将其中间放置在所述两个壳体组件的彼此对置的对接面之间，其中所述第一粘接复合结构组件相对于所述电池单池的待容纳在所述壳体中的电解质有抵抗力。所述第二输送单元被设计用于输送第二粘接复合结构组件并且将其从外面施加到所述第一粘接复合结构组件的上面并且施加到所述两个壳体组件的与所述第一粘接复合结构组件邻接的区域的上面，其中所述第二粘接复合结构组件由液态的、能时效硬化的材料所构成。所述第三输送单元被设计用于输送第三粘接复合结构组件并且将其从外面施加到所述第二粘接复合结构组件的上面并且施加到所述两个壳体组件的与第二粘接复合结构组件邻接的区域的上面，其中所述第三粘接复合结构组件不透水并且/或者不透氧气。关于本专利技术的实施方式的构想尤其能够被视为基于以下所描述的构思和认识。为了在将用于制造电池单池的壳体的壳体组件连接起来时避免劳动强度高的并且成本高的加工步骤以及朝所述电池单池中的过量的热量输入，在此提出，不对所述壳体组件进行熔焊或者钎焊，而是通过合适地设计的粘接过程将其彼此连接起来。在此，在所述粘接过程的范围内所引起的粘接不仅应该引起两个相邻的壳体组件的形状稳定的连接而且应该保证所述壳体组件持久密封地彼此连接，使得不仅电解质不能从所述电池单池的被壳体包围的内部中流出来而且例如污染物、像比如水或者氧气不能从外部侵入到所述电池单池的内部。在此已发现，这些不同的要求需要所述粘接的不同的并且部分地甚至相互矛盾的特性。因此，被视为困难的是，借助于仅仅一个唯一的粘接组件、也就是仅仅比如塑料来引起所述粘接。换而言之，被视为有利的是，将所述粘接构造为粘接复合结构，所述粘接复合结构由至少三个不同的粘接复合结构组件所组成。而后能够根据特定的要求来优化地设计所述粘接复合结构组件中的每个粘接复合结构组件。比如，所述第一粘接复合结构组件优化地被设计用于：能够构成所述粘接复合结构的、最里面的并且由此必要时直接与电解质相接触的层。为此，所述第一粘接复合结构组件相对于所述电解质应该有抵抗力。在电池单池中所使用的电解质在此可能经常包含腐蚀性的物质、像比如氟化氢（HF）。“有抵抗力”在这方面能够意味着，所述第一粘接复合结构组件在与所述电解质接触时没有明显地受到损坏，尤其所述第一粘接复合结构组件的材料不与所述电解质进行化学反应，没有被所述电解质腐蚀并且/或者在与所述电解质接触时没有明显地（也就是说，比如以大于5个体积百分比或者大于10个体积百分比的幅度）膨胀。此外，所述第一粘接复合结构组件应该尽可能地不让电解质透过。换句话说，所述电解质或者从所述电解质中释放出来的物质应该不能以明显的量、尤其是应该不能以有损害的量穿过所述第一粘接复合结构组件并且比如能够到达处于其上面的粘接复合结构组件或者甚至逸出到环境中。此外，所述第一粘接复合结构组件应该优化地被设计用于：在所述壳体组件之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电池单池（1），具有：电极（9）；电解质（7）；和壳体（3），所述壳体包围所述电极（9）和所述电解质（7），其中所述壳体（3）由多个壳体组件（11）组成，其特征在于，所述壳体组件（11）沿着彼此对置的对接面（21）通过粘接复合结构（13）密封地彼此粘接，其中所述粘接复合结构（13）具有：第一粘接复合结构组件（15），该第一粘接复合结构组件被中间放置在所述两个壳体组件（11）的彼此对置的对接面（21）之间并且该第一粘接复合结构组件相对于所述电解质（7）有抵抗力并且透不过；第二粘接复合结构组件（17），该第二粘接复合结构组件从外面被施加到所述第一粘接复合结构组件（15）的上面并且被施加到所述两个壳体组件（11）的与所述第一粘接复合结构组件（15）邻接的区域的上面并且该第二粘接复合结构组件由能够液态地加工的、时效硬化的材料构成；第三粘接复合结构组件（19），该第三粘接复合结构组件从外面被施加到所述第二粘接复合结构组件（17）的上面并且被施加到所述两个壳体组件（11）的与所述第二粘接复合结构组件（17）邻接的区域的上面并且该第三粘接复合结构组件不透水并且/或者不透氧气。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.19 DE 102016213138.91.电池单池（1），具有：电极（9）；电解质（7）；和壳体（3），所述壳体包围所述电极（9）和所述电解质（7），其中所述壳体（3）由多个壳体组件（11）组成，其特征在于，所述壳体组件（11）沿着彼此对置的对接面（21）通过粘接复合结构（13）密封地彼此粘接，其中所述粘接复合结构（13）具有：第一粘接复合结构组件（15），该第一粘接复合结构组件被中间放置在所述两个壳体组件（11）的彼此对置的对接面（21）之间并且该第一粘接复合结构组件相对于所述电解质（7）有抵抗力并且透不过；第二粘接复合结构组件（17），该第二粘接复合结构组件从外面被施加到所述第一粘接复合结构组件（15）的上面并且被施加到所述两个壳体组件（11）的与所述第一粘接复合结构组件（15）邻接的区域的上面并且该第二粘接复合结构组件由能够液态地加工的、时效硬化的材料构成；第三粘接复合结构组件（19），该第三粘接复合结构组件从外面被施加到所述第二粘接复合结构组件（17）的上面并且被施加到所述两个壳体组件（11）的与所述第二粘接复合结构组件（17）邻接的区域的上面并且该第三粘接复合结构组件不透水并且/或者不透氧气。2.根据权利要求1所述的电池单池，其中所述第一粘接复合结构组件（15）具有基本上T形的横截面。3.根据前述权利要求中任一项所述的电池单池，其中所述壳体组件（11）由导电的材料、尤其是由金属所构成。4.根据前述权利要求中任一项所述的电池单池，其中所述第一粘接复合结构组件（15）利用电绝缘的材料构造而成。5.根据前述权利要求中任一项所述的电池单池，其中所述第一粘接复合结构组件（15）利用聚四氟乙烯构造而成。6.根据前述权利要求中任一项所述的电池单池，其中第二粘接复合结构组件（17）利用环氧树脂（27）构造而成。7.根据前述权利要求中任一项所述的电池单池，其中第三粘接复合结构组件（19）利用自粘带（29）、尤其是织物带构造而成。8.根据前述权利要求中任一项所述的电池单池，其中所述壳体（3）由两个构造为相同的半壳的壳体组件（11）所组成。9.用于制造用于电池单池（1）的壳体（3）的方法，具有以下步骤：提供多个壳体组件（11），所述壳体组件在组合的情况下构成所述壳体（3）；如此布置两个壳体组件（11），使得其沿着对接面（21）对置；通过粘接复合结构（13）沿着所述彼此对置的对接面（21）将所述壳体组件（11）彼此粘接起来，其中粘接过程具有以下步骤：将第一粘接复合结构组件（15）中间放置在所述两个壳体组件（11）的彼此对置的对接面（21）之间，其中所述第一粘接复合结构组件（15）相对于所述电池单池（1）的待容纳在所述壳体（3）中的电解质（7）有抵抗力；从外面将第二粘接复合结构组件（17）施加到...

【专利技术属性】
技术研发人员：A林克，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE