制造用于电池单元的电极组件的方法以及电池单元技术

本发明专利技术涉及一种制造用于电池单元的电极组件的方法，其中，将第一电极的分段置于连续的第一分隔板和连续的第二分隔板之间；将第二电极的分段置于第一分隔板的与第一电极的分段相对的一侧上，并且置于第二分隔板的与第一电极的分段相对的一侧上，使得形成带式元件；并且折叠带式元件，使得第一电极的分段和第二电极的分段在层叠方向上对齐。本发明专利技术还涉及一种包括使用根据本发明专利技术的方法制造的电极组件的电池单元，特别是锂离子电池单元。

【技术实现步骤摘要】
制造用于电池单元的电极组件的方法以及电池单元
本专利技术涉及一种制造用于电池单元的电极组件的方法，其中电极组件包括在层叠方向上对齐的第一电极的分段和第二电极的分段。本专利技术还涉及一种电池单元，该电池单元包括使用根据本专利技术的方法制造的电极组件。
技术介绍
电能可以通过电池储存。电池将化学能转化为电能。特别地，已知可再充电的电池可多次充电和放电。电池或电池模块包括多个串联或并联电连接的电池单元。特别地，锂离子电池单元用于可再充电的电池或电池系统。锂离子电池单元具有相对较高的能量密度。锂离子电池单元用于例如机动车辆中，特别是用于电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)和插电式混合动力车辆(PHEV)中。锂离子电池单元可包括一个或多个电极组件。电极组件具有称为阴极的正电极和称为阳极的负电极。阳极和阴极通过分隔件彼此分开。电池单元的电极可以像带子一样形成，并且通过插入分隔件而缠绕形成电极卷，也称为胶质卷(jelly-roll)。可替代地，电极可以像板一样形成，并且通过插入分隔板而分层形成电极堆。文献US2013/0143088A1公开了一种电极组件及其制备方法。其中，通过分隔板缠绕多个第一单元电极和第二电极板，使得第一单元电极与第二电极板相对，并且第一电极和第二电极具有相反的极性。文献US2016/0293994A1公开了一种层叠折叠型电极组件及其制造方法。其中，电极组件包括多个层叠型单元电池，这些单元电池彼此层叠，其中连续的折叠分隔板介于各个层叠的单元电池之间。文献EP2765637B1公开了一种具有多孔涂层的分隔件和包含该分隔件的电化学装置。例如，该电化学装置是锂二次电池，其包括正电极、负电极和介于所述电极之间的分隔件。文献US8,574,743B2公开了一种具有交替的分隔系统的电化学装置。其中，电化学装置包括燃料电池(fulecell)或双电池(bi-cell)的多层层叠单元电池和设置在它们之间的分离膜。由此，分离膜和分隔件交替地层叠在极性相反的电极层之间。文献JP5291811B2公开了用于制造二次电池的方法和装置。其中，将若干正电极板和若干负电极板以预定的间隔置于连续的第一分隔件上。然后，将另一个连续的分隔件置于电极板上和第一分隔件上。
技术实现思路
本专利技术提出了一种用于电池单元、特别是用于锂离子电池单元的电极组件的制造方法。根据本专利技术的方法，将第一电极的分段置于连续的第一分隔板和连续的第二分隔板之间。其中，第一电极的分段被放置成使得纵向方向上的两个相邻的分段之间留有间隙。其中，第一电极可以是阳极或阴极。分隔板是扁平的带，其在纵向方向上的延伸比在横向方向上的延伸大得多，例如是在横向方向上的延伸的100倍至1000倍。横向方向垂直于纵向方向。第一电极的分段也是扁平的，但其在纵向方向上的延伸与在横向方向上的延伸相近。例如，第一电极的分段沿纵向方向的延伸在沿横向方向的延伸的一半与沿横向方向的延伸的两倍之间。之后，将第二电极的分段置于第二分隔板的、与第一电极的分段相对的一侧上；而且，将第二电极的分段置于第二分隔板的、与第一电极的分段相对的一侧上。如果第一电极是阳极，则第二电极是阴极。如果第一电极是阴极，则第二电极是阳极。第二电极的分段也是扁平的，但其在纵向方向上的延伸与在横向方向上的延伸相近。例如，第二电极的分段沿纵向方向的延伸在沿横向方向的延伸的一半与沿横向方向的延伸的两倍之间。第二电极的分段的延伸与第一电极的分段的延伸相近。因此，形成了带式元件。该带式元件包括第一电极的分段、分隔板和第二电极的分段。其中，第一电极的分段设置在中央。第一电极的分段被第一分隔板和第二分隔板包围。第二电极的分段置于分隔板的外侧。然后，折叠带式元件，使得第一电极的分段和第二电极的分段在层叠方向上对齐。其中，在第一电极的分段和第二电极的分段之间总是设置有分隔板。层叠方向垂直于横向方向，并垂直于纵向方向。因此，形成了电极组件，该电极组件以交替的顺序包括第一电极的若干分段和第二电极的若干分段，在每种情况下都插入分隔板。其中，第一电极的分段形成电极组件的第一电极，第二电极的分段形成电极组件的第二电极。根据本专利技术的有利的实施方式，通过使用压在第一分隔板或第二分隔板上的热压作用将第一电极的分段层压在第一分隔板和第二分隔板之间。因此，第一分隔板和第二分隔板尤其是在第一电极的分段之间的间隙中粘合。由此，第一分隔板和第二分隔板形成接收第一电极的分段的袋。根据本专利技术的另一个有利的实施方式，通过使用压在第一分隔板上的第一热压作用和压在第二分隔板上的第二热压作用将第一电极的分段层压在第一分隔板与第二分隔板之间。因此，第一分隔板和第二分隔板尤其是在第一电极的分段之间的间隙中粘合。由此，第一分隔板和第二分隔板形成接收第一电极的分段的袋。优选地，将第二电极的分段交替地置于第一分隔板上和第二分隔板上。这意味着，在纵向方向上，第二电极的相邻分段设置在分隔板的相背的侧上。根据本专利技术的有利的实施方式，带式元件在相同方向上不断地折叠，使得第一电极的分段和第二电极的分段在层叠方向上对齐。根据本专利技术的另一个有利的实施方式，带式元件不断变化地在相反方向上折叠，使得第一电极的分段和第二电极的分段在层叠方向上对齐。根据本专利技术的另外的改进，在第一分隔板上和/或第二分隔板上施加粘合剂层，使得第一电极的分段置于粘合剂层上。其中，在将第一电极的分段置于第一分隔板与第二分隔板之间之前施加粘合剂层。根据本专利技术的另一个另外的改进，在第一分隔板和/或第二分隔板上施加粘合剂层，使得第二电极的分段置于粘合剂层上。其中，在将第二电极的分段置于第一分隔板上和第二分隔板上之前施加粘合剂层。此外，本专利技术提出了一种电池单元，其包括至少一个使用根据本专利技术的方法制造的电极组件，该电池单元特别是锂离子电池单元。根据本专利技术的电池单元可特别有利地用于电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)、插电式混合动力车辆(PHEV)、固定电池或消费电子产品中。消费产品尤其是移动电话、平板电脑、笔记本电脑或掌上电脑。固定应用例如是风力发电厂。但其他应用也是可行的。本专利技术的优点根据本专利技术的方法允许相对快速且廉价地制造用于电池单元的电极组件。特别地，结合了电极卷的制造和电极堆的制造的有利特征。其中，分隔板通过化学粘合彼此连接以及与电极分段连接。通过在分隔板之间层压电极分段的化学粘合防止了在破坏性试验期间分隔板的收缩。该测试例如是针刺试验、热箱试验或外部短路试验。即使是连续的分隔板也能防止由于折叠方向上的机械强度引起的收缩。因此，通过层压和连续的分隔件提高了安全性。通过分隔板上的粘合剂层，在层压之后形成分隔板与电极分段之间的化学粘合。附图说明为了更好地理解本专利技术的前述实施方式及其另外的实施方式，应结合附图参照下面的实施方式的描述，附图表示：图1是电池单元的示意图，图2是层压过程的示意图，图3是带式元件的示意图，图4带式元件的折叠阶段，以及图5是电极组件的示意图。在下文中，将参照附图描述本专利技术的优选实施方式。附图仅提供了本专利技术的示意图。除非另有说明，否则相同的附图标记是指所有附图中的对应的部分、元件或组件。具体实施方式图1表示电池单元2的示意图。电池单元2包括壳体3，壳体3例如是盒式的并且具有棱柱形形状。电池单元2还包括电极组件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造用于电池单元(2)的电极组件(10)的方法，其中：将第一电极(21，22)的分段(31，32)置于连续的第一分隔板(41)和连续的第二分隔板(42)之间；将第二电极(21，22)的分段(31，32)置于第一分隔板(41)的与第一电极(21，22)的分段(31，32)相对的一侧上以及第二分隔板(42)的与第一电极(21，22)的分段(31，32)相对的一侧上，使得形成带式元件(50)；并且折叠带式元件(50)，使得第一电极(21，22)的分段(31，32)和第二电极(21，22)的分段(31，32)在层叠方向(z)上对齐。

【技术特征摘要】
2018.04.20 EP 18168363.21.一种制造用于电池单元(2)的电极组件(10)的方法，其中：将第一电极(21，22)的分段(31，32)置于连续的第一分隔板(41)和连续的第二分隔板(42)之间；将第二电极(21，22)的分段(31，32)置于第一分隔板(41)的与第一电极(21，22)的分段(31，32)相对的一侧上以及第二分隔板(42)的与第一电极(21，22)的分段(31，32)相对的一侧上，使得形成带式元件(50)；并且折叠带式元件(50)，使得第一电极(21，22)的分段(31，32)和第二电极(21，22)的分段(31，32)在层叠方向(z)上对齐。2.根据权利要求1所述的方法，其中：通过使用压在第一分隔板(41)上或第二分隔板(42)上的热压作用(60)，将第一电极(21，22)的分段(31，32)层压在第一分隔板(41)和第二分隔板(42)之间。3.根据权利要求1所述的方法，其中：通过使用压在第一分隔板(41)上的第一热压作用(60)和压在第二分隔板(41)上的第二热压作用(60)，将第一电极(21，22)的分段(31，32)层...

【专利技术属性】
技术研发人员：萨尔米马拉·霍尔，崔周永，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，株式会社杰士汤浅国际，
类型：发明
国别省市：德国,DE