电池堆与至少一个接触元件在真空中借助于激光的连接制造技术

一种用于制造构件(1)的方法，至少包括用于存储电能的至少一个电池堆(2)和用于电接触所述用于存储电能的至少一个电池堆(2)的至少一个接触元件(3)，其特征在于至少如下步骤：a)将至少一个电池堆(2)和至少一个接触元件(3)的至少一部分彼此以定义的相对布置结构布置在可抽气的腔室(4)中或在其处；b)抽出处在腔室(4)中的气体的至少一部分；c)借助于被引入到腔室(4)中的至少一个激光束(5)将至少一个电池堆(2)和至少一个接触元件(3)彼此连接以构造导电连接。构造导电连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池堆与至少一个接触元件在真空中借助于激光的连接


[0001]本专利技术涉及一种用于制造构件(例如用于(锂离子)电池单体)的方法，所述构件至少包括用于存储电能的至少一个电池堆(或称为电池单体堆，即Zellstapel)和用于电接触所述用于存储电能的至少一个电池堆的至少一个接触元件，涉及一种相应的构件以及一种用于制造相应构件的装置。本专利技术尤其在制造用于例如电动车辆的锂离子电池的情形中得到使用。

技术介绍

[0002]由DE 10 2012 213 110 A1已知一种用于制造带有工艺集成的框架生产的锂离子电池模块的方法。在此，一个极性的与电池堆已连接的联接接片(或称为联接凸肩，即Anschlussfahne)为了构造成接触区域而被压接且紧接着被焊接。在该处不建议额外的接触器件。
[0003]由DE 10 2016 225 175 A1已知一种用于电池模块的外壳。在此，彼此相邻电池堆的电极被彼此焊接，以便于将相邻电池堆彼此连接成模块。
[0004]由EP 2 518 812 A2已知一种用于形成经封装的稳固电化学部件的方法。在此，布置在真空板上的层借助于激光沿着周缘被彼此焊接且被裁剪。
[0005]由DE 40 05 674 A1已知一种用于封装待借助于等静压热压或温压处理的材料(例如烧结物料)的方法和装置。
[0006]此外已知在其中在真空或者负压下可实现焊接的特殊装置。通过在这些装置中的真空，焊接飞溅和焊缝缺陷可被有利地最小化。这些装置然而迄今为止通常仅被用于钢焊接。已知的负压/真空钢焊接装置的缺点一方面是，利用这些装置经常仅可施加旋转的焊缝。另一缺点是，利用已知的装置一般而言须可焊接不同尺寸的构件，从而使得待抽气(或称为抽真空，即evakuierebn)的体积对于所述构件中的许多而言是尺寸过大的，由此对于小构件而言不必要地延长抽气时间。

技术实现思路

[0007]由此出发，本专利技术的目的是至少部分解决与现有技术相关联地描述的问题。尤其地应说明一种用于制造构件的方法、一种构件以及一种用于制造构件的装置，所述方法、构件和装置尤其至少可有助于在制造(锂离子)电池的情形中的时间节省和/或成本节省。
[0008]这些目的通过独立专利权利要求的特征来实现。在此所建议的解决方案的另外的有利的设计方案在从属专利权利要求中进行说明。应指出的是，在从属专利权利要求中单独列出的特征能够以任意的、在技术上有意义的方式被彼此组合并且定义本专利技术的另外的设计方案。此外，在专利权利要求中所说明的特征在说明书中作更详细地表达和阐述，其中，本专利技术的另外的优选的设计方案被示出。
[0009]有助于此的是一种用于制造构件的方法，所述构件至少包括用于存储电能的至少一个电池堆和用于电接触所述用于存储电能的至少一个电池堆的至少一个接触元件，所述
方法包括至少如下步骤：a)将至少一个电池堆和至少一个接触元件的至少一部分彼此以定义的相对布置结构布置在可抽气的腔室中或在其处；b)抽出处在腔室中的气体的至少一部分；c)借助于被引入到腔室中的至少一个激光束将至少一个电池堆与至少一个接触元件彼此连接以便构造导电连接。
[0010]步骤a),b)和c)可以所说明的顺序被执行至少一次。此外，至少步骤a)和b)或者b)和c)也可至少部分并行地进行。该方法可例如借助于此处所描述的装置来执行。该方法尤其被用于将电池堆与至少一个接触元件(例如所谓的“导电体”)在真空中借助于激光连接。将所谓的导电体在(用于锂离子电池的)电池堆处在负压或真空中借助于激光焊接是该方法的一个特别有利的方面。通过激光焊接与负压条件或真空条件的组合可尤其实现如下优点：在相同激光功率的情形中在负压或者真空下焊入/“焊透”深度(随着负压增加)可被提高且/或在相同焊入/“焊透”深度的情形中在负压或者真空的情形下(随着增加的负压)可使用更小的激光功率。因此，该方法可以有利的方式至少有助于在制造锂离子电池的情形中的时间节省和/或成本节省和/或焊接更大的构件厚度。
[0011]该构件适合用于存储电能。该构件可例如是用于(可重复充电的)锂离子电池的构件。就此而言，该构件可例如形成用于(锂离子)电池单体的组成部分。该构件至少包括用于存储电能的至少一个电池堆和用于电接触所述至少一个电池堆的至少一个接触元件。一般而言，在电池堆和接触元件的此处所描述的连接之后多个如此制造的构件可被连接成电池单体。该构件可包括单个电池堆。此外，该构件可包括(正好)两个接触元件。该方法一般而言用于将至少一个或者两个接触元件与(各一个单独的)电池堆导电地连接，从而经由接触元件可将至少一个电池堆与电路相连接。接触元件可例如形成构件的电联接部或者构件的电连接元件以用于将该构件与构件外部的部件或者另外的构件连接。接触元件可(直接)与电池堆的(电极)接片相连接。一般而言设置有至少两个接触元件，其与电池堆的(不同极性的电极)接片(直接)相连接。
[0012]在步骤a)中进行将至少一个电池堆和至少一个接触元件的至少一部分彼此以定义的相对布置结构布置在可抽气的腔室中或在其处。尤其地，(为此)在步骤a)中可进行将至少一个电池堆和至少一个接触元件彼此以定义的相对布置结构提供在可抽气的腔室中。布置或者提供在可抽气的腔室中尤其应理解成，至少一个电池堆和至少一个接触元件(完全)布置在由(通常限制六个侧面)的腔室内壁限制的空间内。布置在可抽气的腔室处可例如如此地来实施，使得腔室例如以钟的形式(针对性地)布置在其中应形成在电池堆与接触元件之间的连接的区域上方。就此而言，至少一个电池堆和至少一个接触元件的至少一部分可形成腔室壁之一。该腔室一般而言是负压/真空腔室。该腔室可被划分成下部的截段和顶盖。为了引入(多个)电池堆和(多个)接触元件，顶盖可被移除。该顶盖一般而言在激光束的引入之前再次与下部的截段(气密地)相连接。相应的气密连接可局部地(例如在一个或两个部位处)沿着腔室周缘被负压联接部中断，气体(在顶盖闭合的情形中)可经由所述负压联接部从腔室中被抽出。
[0013]定义的相对布置结构可例如是这样的，使得接触元件与至少一个电池堆的至少一个(电极)接片重叠。在腔室的内部，待焊接的构件的布置结构可例如是这样的，使得接触元
件与至少一个电池堆的至少一个接片或(相同极性的)接片重叠。尤其地，定义的相对布置结构可如此地实现，使得接触元件被定位在电池堆的一个接片或多个(相同极性的)接片的下方或上方。在相应的重叠区域中可进行(激光焊接)连接。换而言之这尤其意味着如下，即，在重叠区域中可构造有焊缝。“接片”通常是电池堆的为了联接目的在电池堆的一侧处突出的一部分。焊缝可构造成I字缝或角焊缝。此外，“接片”和导电体可布置在对接接头中。接触元件通常也被专业人士称为所谓的“导电体”。尤其地形成至少一个激光焊缝，其(直接)材料配合地将导电体与电池堆的至少一个(电极)接片或者多个(相同极性的)接片连接。
[0014]在步骤b)中进行抽出处在腔室中的气体的至少一部分。腔室可在如此程度上被抽气，直至在腔室中存在预定义的(负)压力或真空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造构件(1)的方法，所述构件至少包括用于存储电能的至少一个电池堆(2)和用于电接触所述用于存储电能的至少一个电池堆(2)的至少一个接触元件(3)，所述方法的特征在于至少如下步骤：a)将所述至少一个电池堆(2)和所述至少一个接触元件(3)的至少一部分彼此以定义的相对布置结构布置在可抽气的腔室(4)中或在其处；b)抽出处在所述腔室(4)中的气体的至少一部分；c)借助于被引入到所述腔室(4)中的至少一个激光束(5)将所述至少一个电池堆(2)和所述至少一个接触元件(3)彼此连接以便构造导电连接。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个电池堆(2)是用于锂离子电池单体的电池堆。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述腔室(4)以构件尺寸特定的方式形成。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个激光束(5)是红外激光束。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个激光束(5)穿过至少一个激光束入射玻璃(9)进入到所述腔室(4)中。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，至少两个接触元件(3)借助于在时间上至少部分并行或同时起作用的激光束(5)与电池堆(2)相连接。7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，至少两个接触元件(3)借助于在时间上相继起作用的激光束(5)与电池堆(2)相连接。8...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：大众汽车股份公司，
类型：发明
国别省市：