本发明专利技术涉及一种用于至少部分范围地制造蓄电单元(10)的方法，所述蓄电单元(10)包括蓄电单元壳体(12)，在蓄电单元壳体中安装用于蓄电单元(10)运行所需的电极‑隔板组件(30)，所述电极‑隔板组件(30)具有层结构(32)，该层结构具有阴极层(36)和阳极层(34)的序列，相对置的阴极层(36)和阳极层(34)分别通过隔板层(38)彼此隔开，并且电极‑隔板组件(30)具有组件表面(40)。按本发明专利技术的方法包括以下步骤：提供电极‑隔板组件(30)，提供自粘地构成的塑料薄膜(58)，并且将自粘的塑料薄膜(58)施加到组件表面(40)的至少一个局部区域上。本发明专利技术相应地涉及一种装置，其具有相应构造的单元，借此能实施按本发明专利技术的加工步骤。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于至少部分范围地制造蓄电单元的方法和装置。所述蓄电单元包括蓄电单元壳体，在该蓄电单元壳体中安装有用于蓄电单元运行所需的电极-隔板组件。所述电极-隔板组件具有一个包括一系列阴极层和阳极层的层结构，相对置的阴极层和阳极层分别通过隔板层、尤其是多孔构造的隔板层彼此隔开。
技术介绍
如此构造的蓄电单元例如可用于构造动力电池，该动力电池安装在混合动力车辆或电动车辆中。混合动力车辆或电动车辆具有电机作为驱动装置，其由动力电池供电。在混合动力车辆中，除电机外还使用另一驱动装置、通常是内燃机。而电动车辆仅通过电机驱动。所用电机通常被设计为内转子电机，其中，可转动支承的转子被位置固定的定子包围。作为驱动装置可使用同步电机、尤其是混合同步电机。动力电池是高压蓄电器，其可具有250～420V的电压水平。为了达到该电压水平，动力电池包括大量串联连接的蓄电单元。在此，蓄电单元通常组合或者说连接成较小的组、即所谓的蓄电模块，蓄电模块相互串联形成动力电池。另外，在汽车领域中为构造动力电池使用锂离子蓄电单元。已知多种可用于制造电极-隔板组件的方法，所述电极-隔板组件具有层结构，其中，相对置的阴极层和阳极层分别通过隔板层彼此隔开。已知这种方法尤其是用于在锂离子蓄电单元中使用的电极-隔板组件。在三种这种制造方法中，制造电极-隔板组件的材料、即阴极材料、阳极材料和隔板材料都作为卷材被存储。用于制造过程的输入材料因而是卷材；制造电极-隔板组件所需的材料作为卷材被供应给加工装置。当蓄电单元构造为锂离子蓄电单元时，阴极即正电极通常是组合电极、即所谓的复合电极。该复合电极由本来的活性物质、导电添加剂(可以例如是导电碳黑)、电极粘结剂例如聚偏二氟乙烯(PVDF)制成并且以层的形式被施加到铝箔、即所谓的集电箔上。阳极即负电极通常也涉及组合的复合电极。在这种情况下，该复合电极也由本来的活性物质(例如石墨)、导电添加剂(例如导电碳黑)和电极粘结剂(例如可以是羧甲基纤维素(CMC)或苯乙烯丁二烯橡胶(SBR))制成，该复合电极以层的形式被施加到用作集电箔的铜箔上。涂层的铝箔相应于上述阴极材料。涂层的铜箔相应于上述阳极材料。隔板材料通常是聚合物薄膜，其允许蓄电单元运行所需的离子迁移，因此相应构造成多孔的。在第一种制造方法即所谓的堆叠方法中，分别作为卷材被存储的隔板材料、阳极材料和阴极材料从相应卷材上退绕、根据电极-隔板组件的几何规格被裁剪并且随后作为分散的阴极层、阳极层和隔板层被提供并被放入堆叠容器中，在将各个层放入堆叠容器中时保持一定的顺序，从而相对置的阴极层和阳极层分别通过隔板层隔开。总体上产生松散的层结构、即所谓的堆叠。在第二种制造方法即所谓的平绕方法中，提供总共四个电极材料卷材：一个阴极材料卷材、一个阳极材料卷材和两个隔板材料卷材。从这四个卷材上退绕的电极材料例如通过一个转向辊(在该转向辊上，四个本来的电极材料汇合或者说堆集或者说合并)供应给一个旋转的接收体，所述电极材料于是卷绕到该接收体上。在此，这四个卷材例如这样相互设置，使得对于四个汇合的电极材料产生下述层顺序：阴极材料、隔板材料、阳极材料、隔板材料。当在接收体上卷绕预定数量的汇合的电极材料层时，将卷绕的电极材料与作为卷材继续被提供的电极材料通过切断而分离并且随后被定形。总体上在该正极和负极电极的松散卷绕中产生卷绕的层结构、即所谓的电池单元卷。在第三种制造方法即所谓的Z形折叠方法中，阳极材料、阴极材料和隔板材料都作为卷材被存储。这三种电极材料退绕并且例如被供应给一个辊对并且通过该辊对相互连接，在此，阳极材料和阴极材料通过位于两者之间的隔板材料相互隔开。在此，不仅阳极材料而且阴极材料仅在朝向隔板材料的一侧上涂有电化学活性物质。如此相互连接的电极材料通过转向辊被制成Z形折叠的层结构，所述转向辊相应于待制造的电极-隔板组件的尺寸彼此间隔开。除了上述三种制造方法，已知另外的第四种制造方法即所谓的具有分散的电极的Z形折叠方法。在该制造方法中，仅隔板材料作为卷材被存储。从一侧向退绕的隔板材料中推入剪裁的阳极材料板并且从另一侧也推入剪裁的阴极材料板，从而在此也产生Z形折叠的层结构。不仅在第一种制造方法即堆叠方法中而且在第三种制造方法即Z形折叠方法和第四种制造方法即具有分散的电极的Z形折叠方法中，电极既不弯曲，也不弯折。所有四种上述制造方法的共同点在于，各个电极层或隔板层并未彼此固定连接。这导致，不仅各电极层即阳极层和阴极层，而且各隔板层，可运动或者说移动(例如在机械应力下)。由此可在进一步处理或者说加工电极-隔板组件时出现电极定位错误，这可导致阴极不再环绕地位于阳极的表面中，这又可导致镀锂，镀锂可引起蓄电单元中的内部细微短路。相应蓄电单元应作为废品被拣出。尤其是在借助堆叠方法(第一种制造方法)制造的电极-隔板组件中还可出现下述问题：在进一步处理或者说加工中，电极-隔板组件可扇形展开。由此，在电极-隔板组件放入由金属制成的坚固壳体(这种壳体也称为硬包)时可出现各阳极层、阴极层或隔板层的损伤。基于损伤，可在尚待进行的电极-隔板组件构造中产生安全关键的内部细微短路。这也是如此制造的电极-隔板组件即所谓的堆叠方案通常安装在软的由铝复合箔制成的壳体中的原因。这种壳体也称为袋包或软包。
技术实现思路
因此本专利技术的任务在于，改进现有的用于至少部分范围地制造蓄电单元的方法和装置。一方面，电极-隔板组件(其包括具有一系列阴极层和阳极层以及将相对置的层分离的隔板层的层结构)应可安装到任意构造的蓄电单元壳体中，而且与层结构的具体方案或者说与用于制造层结构的制造方法无关。由此，应可制造这样的蓄电单元，其具有高的存储容量，但同时操作简单，即可简单地加工或设置成蓄电模块或动力电池，并且电极-隔板组件充分被保护免受外部机械作用。该要求尤其是被这样的蓄电单元满足，其中，借助堆叠方法制造的电极-隔板组件安装在棱柱形地构成的坚固的金属壳体中，该金属壳体优选具有大于0.3或05mm的壁厚(这种金属壳体也称为硬包)。另一方面，蓄电单元应能够以简单的方式低成本地制造。该任务通过开头所提类型的方法来解决，该方法包括下述步骤：提供电极-隔板组件，提供自粘地构成的塑料薄膜，施加自粘的塑料薄膜到组件表面的至少一个局部区域上。该任务还通过一种开头所提类型的装置来解决，所述装置包括：组件提供单元，其构造用于提供电极-隔板组件；薄膜提供单元，其构造用于提供自粘地构成的塑料薄膜；和施加单元，其构造用于将自粘塑料薄膜到施加组件表面的至少一个局部区域上。借助施加到组件表面至少一个局部区域上的塑料薄膜，固定、尤其是长期地固定阴极层、阳极层和分隔层之间的原始位置，即防止各个层相互运动或移动。因此，电极和隔板的原始位置总体上在电极-隔板组件内保持固定。尤其是在借助堆叠方法制造的电极-隔板组件中因此确保，电极-隔板组件在其进一步处理或加工中不能扇形展开。因此借助堆叠方法制造的电极-隔板组件可放入或者说安装到棱柱形构造的坚固的金属壳体(硬包)中，并且因此可制造这样的蓄电单元，其具有高的存储容量，并且电极最佳地利用了上述金属壳体中的容积，并且同时操作简单。由于塑料薄膜构造成自粘的，因此无需使用附加的胶粘剂。也就是说，代替塑料薄膜和在其上被施加的胶粘剂层、本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于至少部分范围地制造蓄电单元(10)的方法，所述蓄电单元(10)包括蓄电单元壳体(12)，在该蓄电单元壳体中安装有用于蓄电单元(10)运行所需的电极‑隔板组件(30)，所述电极‑隔板组件(30)具有层结构(32)，所述层结构具有阴极层(36)和阳极层(34)的序列，相对置的阴极层(36)和阳极层(34)分别通过隔板层(38)、尤其是多孔构造的隔板层彼此隔开，并且电极‑隔板组件(30)具有组件表面(40)，所述方法包括以下步骤：提供电极‑隔板组件(30)，提供自粘地构成的塑料薄膜(58)，将自粘的塑料薄膜(58)施加到组件表面(40)的至少一个局部区域上。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.10 DE 102014206890.81.用于至少部分范围地制造蓄电单元(10)的方法，所述蓄电单元(10)包括蓄电单元壳体(12)，在该蓄电单元壳体中安装有用于蓄电单元(10)运行所需的电极-隔板组件(30)，所述电极-隔板组件(30)具有层结构(32)，所述层结构具有阴极层(36)和阳极层(34)的序列，相对置的阴极层(36)和阳极层(34)分别通过隔板层(38)、尤其是多孔构造的隔板层彼此隔开，并且电极-隔板组件(30)具有组件表面(40)，所述方法包括以下步骤：提供电极-隔板组件(30)，提供自粘地构成的塑料薄膜(58)，将自粘的塑料薄膜(58)施加到组件表面(40)的至少一个局部区域上。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，提供的电极-隔板组件(30)具有松散的层结构或Z形折叠的层结构或卷绕的层结构。3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过将自粘的塑料薄膜(58)卷绕到电极-隔板组件(30)上实现所述施加。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在电极-隔板组件(30)上卷绕至少一层、优选两层自粘的塑料薄膜(58)。5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述塑料薄膜(58)构造成弹性的。6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述塑料薄膜(58)由聚烯烃、尤其是聚乙烯或由聚酯制成。7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述塑料薄膜(58)具有5～50μm、优选10～30μm、特别优选12～18μm的厚度。8.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：T·韦尔勒，H·奥吉哈拉，T·蔡林格，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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