用于制造电极的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于制造电极(4)的方法，其中，用激光射束(S)切割具有薄膜(8)和施加在其上的活性材料涂层(10)的电极带(6)，其中在激光切割时产生等离子体(P)，其中确定由等离子体(P)发射的光(L)的性质，以及其中，根据所确定的光(L)的性质调整用于激光切割的切割轮廓(22)。此外，本发明专利技术涉及一种用于制造电极(4)的装置(2)，尤其按照所述方法，以及按照所述方法制造的电极(4)。法制造的电极(4)。法制造的电极(4)。

【技术实现步骤摘要】
用于制造电极的方法和装置


[0001]本专利技术涉及一种用于制造电极的方法，其中用激光切割电极带。此外，本专利技术涉及一种用于制造电极的相应的装置。

技术介绍

[0002]电驱动的机动车通常具有牵引电池(高压电池，HV电池)，所述牵引电池为用于驱动机动车的电动机供给能量。在此，电驱动的机动车尤其理解为仅在牵引电池中存储驱动所需的能量的电动车辆(BEV，Battery Electric Vehicle)，具有续航里程延长器的电动车辆(REEV，Range Extended Electric Vehicle)，混合动力车辆(HEV，Hybrid Electric Vehicle)，插电式混合动力车辆(PHEV，Plug
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in Hybrid Electric Vehicle)和/或燃料电池车辆(FCEV，Fuel Cell Electric Vehicle)，其将借助燃料电池产生的电能暂存在牵引电池中。
[0003]这种构造为锂离子电池的牵引电池具有至少一个电池单池，所述电池单池又包括至少一个阳极和至少一个阴极。为了制造这种阳极或这种阴极，典型地将具有薄膜状和带状电极膜的电极带、特别是在两侧设有活性材料涂层。该涂层随后例如通过压延机的至少一对辊筒压实。随后，在形成各个阳极或各个阴极的情况下切割和/或切断已涂覆的电极膜。
[0004]连接词“和/或”在此和在下文中应理解为，借助该连接词连接的特征既可以共同地构成，也可以作为彼此替代地构成。
[0005]例如，激光切割器用于切割电极。借助于该接触区段尤其从电极膜的未涂覆的区域中切出也被称为放电片的接触区段，并且尽可能完全地切掉剩余的未涂覆的(边缘)区域。特别地，如果电极是阴极，则应避免在涂覆区域中进行激光切割，从而避免由涂覆材料形成毛刺。通过未涂覆的边缘区域给出如下可能性：在隔膜收缩时在阴极集流体和阳极的活性材料涂层之间出现接触。为了避免这种危险的短路情况，除了阴极上的活性材料涂层之外，还经常施加另外的非导电陶瓷涂层。在这种电极的情况下，激光切割直接在陶瓷涂层中或在未涂覆的集流极中在放电片的区域中进行。
[0006]为了设定用于激光切割的切割轮廓，典型地使用摄像机，借助所述摄像机拍摄电极带的被切割的区域。在切口距电极带的涂覆区域的距离方面评估根据摄像机拍摄的切割区域的图像。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种用于制造电极的装置和方法，其中避免了毛刺形成，和/或其中电极膜的未涂覆的边缘区域或陶瓷涂覆的边缘区域被尽可能完全地切掉。此外，给出一种用于制造电极的装置以及根据该方法和/或根据该装置制造的电极。
[0008]关于方法，根据本专利技术，所述技术问题通过一种用于制造电极的方法解决，其中，
用激光射束切割具有薄膜和施加在薄膜上的活性材料涂层的电极带，其中，在激光切割时产生等离子体，其中，确定由等离子体发射的光的性质，以及其中，根据所确定的光的性质调整用于激光切割的切割轮廓。所述技术问题还通过按照本专利技术的装置以及电极解决。在此，与装置相关的实施方案也适用于方法和电极，反之亦然。
[0009]该方法用于制造用于锂离子电池单池的电极。所述方法尤其涉及在制造电极的过程中切割电极带。电极带具有带状薄膜作为基材，其在第一区域中，优选在两侧设有活性材料涂层。设有活性材料涂层的区域在此和下文中也称为已涂覆的区域。该涂层在此和下文中也称为活性材料涂层。作为薄膜，适宜地使用金属薄膜，例如铜箔或铝箔，或者替代地使用已涂覆的塑料薄膜或碳薄膜。所述薄膜也可以实施为由塑料和金属构成的混合薄膜。活性材料在阳极的情况下例如具有石墨，并且在阴极的情况下例如具有镍或镍化合物。阳极或阴极的活性材料在此可以设有附加的非活性的或不导电的涂层，以便在隔膜收缩的情况下防止在电池单体中在阳极和阴极之间的未涂覆的区域和涂覆的区域之间的(短路)接触。
[0010]在下文中，“未涂覆的区域”也应理解为这样的区域，其设有非活性的、不导电的涂层，例如陶瓷涂层。
[0011]根据该方法，合适地在电极膜的未涂覆的区域中利用激光射束切割电极带。在合适的设计方案中，在此根据激光射束在其侧向边缘处，即在带横向方向上的端部处切割出关于带纵向方向连续涂覆的电极膜，其中形成、特别是切割出侧向突出的接触部段(放电片)。这种切割过程也被称为“开槽”(notching)。
[0012]例如，该切割过程构造为所谓的卷对卷方法，其中电极带从储备卷退绕，随后借助激光切割器切割并且随后卷绕到另一储备卷上。替代于此，该切割过程构造为卷对片方法，其中电极带从储备卷退绕并且在形成单个电极的情况下借助激光射束并且例如附加地借助刀具或冲床被切割和/或裁剪。
[0013]在激光射束作用到电极带上时在激光切割过程中都会产生发射光的等离子体。根据该方法，确定由等离子体发射的光的性质，并且根据该确定的性质设定用于激光切割的切割轮廓。适宜地，相对于电极带，尤其相对于活性材料涂层调节切割轮廓的位置，即位置和/或取向。在此，切割轮廓可理解为用于电极带的预设的切割图案和/或预设的平坦的切割线。因此，切割轮廓限定了分离线，电极带应沿着该分离线借助激光射束被切断，换言之，切割轮廓是尤其在电极带上的、将要借助激光射束加工的、预定的和/或设置的线。
[0014]总之，根据基本上在(当前的)切割点处产生的光的性质来调节切割轮廓。与开头提到的现有技术(其中考虑已经切割的区域的待评估的(摄像机)记录，其中切割点通过摄像机记录与测量点间隔开)相比，根据本专利技术特别有利的是在切割点和有效测量点之间没有间距，因为等离子体直接在切割点处产生。因此，不存在用于调整切割轮廓的偏移。
[0015]由于电极膜、任选的陶瓷涂层和活性材料涂层的材料的不同，在未涂覆的区域中激光切割电极带时由等离子体发射的光和在涂覆的区域中激光切割电极带时由等离子体发射的光具有不同的光谱组成。
[0016]例如，在使用铝箔作为电极膜时，通过等离子体发射的光在激光切割电极带时在未涂覆的区域中具有特征性的波长光谱和与材料相关的偏振。光的光谱和/或偏振可以用于识别铝材料。同样地，为了表征，也可以仅评估光谱的一部分和/或限定的偏振方向。波长光谱的特征例如可以是颜色范围为绿色和/或红色的高强度，其不由活性材料的等离子体
发射。与此相比，在作为活性材料涂层的组成部分的镍或镍化合物的情况下，在激光切割期间在已涂覆的区域中同样发射光，所述光具有该材料的特征波长光谱和/或偏振并且同样明确地与未涂覆的区域的活性材料相关联。因此，例如可以证明一个或多个波长和/或一个或多个偏振方向的高强度。对于前者，这例如可以是与颜色蓝色相关联的波长范围。
[0017]根据所述方法的一种适宜的设计方案，为了确定由等离子体发射的光的性质，因此产生该等离子体的光谱并且评估发射的光的光谱的至少一部分和/或偏振方向。例如，在此预定波长范围的强度/振幅和/或预定波长和/或偏振方向的强度/振幅作为性质被确定，其中波长范围或波长和/或偏振方向优选是活性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制造电极(4)的方法，
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其中，用激光射束(S)切割具有薄膜(8)和施加在所述薄膜上的活性材料涂层(10)的电极带(6)，其中，在激光切割时产生等离子体(P)，
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其中，确定由等离子体(P)发射的光(L)的性质，以及
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其中，根据所确定的光(L)的性质调整用于激光切割的切割轮廓(22)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了确定由所述等离子体(P)发射的光(L)的性质，评估由所述等离子体(P)发射的光(L)的光谱和/或所述发射的光(L)的偏振方向和/或所述发射的光(L)的对应于预定波长范围的部分。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在未涂覆的区域(14)中切割所述电极带(6)，其中，为了确定所述电极带(6)的设有所述活性材料涂层(10)的区域(12)的位置，朝向所述区域移动切割点，直到由所述等离子体(P)发射的光(L)具有预定义的性质，所述预定义的性质与在设有所述活性材料涂层(10)的区域(12)中激光切割所述电极带(6)相匹配。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据设有活性材料涂层(10)的区域(12)的确定的位置调整所述切割轮廓(22)。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述切割轮廓(22)与所述电极带(6)的设有所述活性材料涂层(10)的区域(12)间隔0μm至1000μm地布置...

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