DE102024206895A1 - Method for producing a recess - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Ausnehmung (25) in einer Außenschicht (20), insbesondere einer Isolationsschicht (22) der Außenschicht (20), einer Batteriezelle (100), insbesondere für ein Batteriesystem eines Fahrzeugs, das Verfahren aufweisend:
- Bereitstellen (110) einer Batteriezelle (100), aufweisend
◯ einen Batteriekörper (10) zur Energiespeicherung und
◯ eine den Batteriekörper (10) umgebende Außenschicht (20),
- Definieren (120) einer Kontur (K) einer Ausnehmung (25) in der Außenschicht (20) durch Abfahren und Bestrahlen der Außenschicht (20) mit einem Laser,
- Erwärmen (130) der Außenschicht (20) durch Abfahren und Bestrahlen mit dem Laser, in einem von der Kontur (K) definierten Bereich (B), und
- zumindest teilweises Ablösen (140) der Außenschicht (20) in dem von der Kontur (K) definierten Bereich (B), um die Ausnehmung (25) in der Außenschicht (20) herzustellen.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Batteriezelle (100) und ein Batteriesystem.
The invention relates to a method for producing a recess (25) in an outer layer (20), in particular an insulating layer (22) of the outer layer (20), of a battery cell (100), in particular for a battery system of a vehicle, the method comprising:
- Providing (110) a battery cell (100), comprising
◯ a battery body (10) for energy storage and
◯ an outer layer (20) surrounding the battery body (10),
- Defining (120) a contour (K) of a recess (25) in the outer layer (20) by scanning and irradiating the outer layer (20) with a laser,
- Heating (130) the outer layer (20) by scanning and irradiating with the laser, in an area (B) defined by the contour (K), and
- at least partially detaching (140) the outer layer (20) in the area (B) defined by the contour (K) in order to create the recess (25) in the outer layer (20).
Furthermore, the invention relates to a battery cell (100) and a battery system.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs, eine Batteriezelle mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs betreffend eine Batteriezelle sowie ein Batteriesystem mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs betreffend ein Batteriesystem.The invention relates to a method with the features of the independent method claim, a battery cell with the features of the independent patent claim relating to a battery cell, and a battery system with the features of the independent patent claim relating to a battery system.
Bekannt sind Batteriezellen zum Bereitstellen von elektrischer Energie. Diese können zu einem Batteriesystem verbunden werden, um beispielsweise in einem (elektrischen) Fahrzeug als Energiequelle verwendet zu werden. Dabei kann es vorgesehen sein, zumindest zwei Batteriezellen miteinander zu verbinden. Beispielsweise können diese mechanisch verbunden, insbesondere verklebt, werden. Alternative Batteriezellen bzw. Systeme werden beispielsweise durch
Der Stand der Technik weist dabei Nachteile auf. So kann es sein, dass die Anbindung benachbarter Batteriezellen erschwert ist. Dabei kann insbesondere ein Positionieren relativ zueinander erschwert sein. Es kann auch sein, dass die Robustheit und/oder Stabilität und/oder Langlebigkeit der Verbindung optimierbar ist. Dies kann die Sicherheit reduzieren, beispielsweise bei externer Krafteinwirkung (etwa einem Unfall des Fahrzeugs umfassend eine Batteriezelle). Insbesondere kann es sein, dass keine optimierte Haftkraft zwischen benachbarten Batteriezellen gegeben ist, insbesondere für ein Befestigen, beispielsweise ein Verkleben. Weiterhin kann es sein, dass bekannte Verfahren zur Fertigung nicht ausreichend flexibel und/oder anpassbar sind. Dies kann die Kosten, insbesondere der Herstellung, erhöhen.The current state of the art has some drawbacks. For example, connecting adjacent battery cells can be difficult, particularly positioning them relative to each other. The robustness, stability, and/or durability of the connection may also be in need of improvement. This can reduce safety, for instance, in the event of external force (such as a vehicle accident involving a battery cell). Specifically, there may not be an optimized adhesive force between adjacent battery cells, especially for fastening, such as gluing. Furthermore, known manufacturing processes may not be sufficiently flexible and/or adaptable, which can increase costs, particularly in production.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wenigstens einen der voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren, eine verbesserte Batteriezelle und/oder ein verbessertes Batteriesystem bereitzustellen. Dabei kann es eine Aufgabe sein, die Montage, Robustheit, Stabilität, Langlebigkeit, Sicherheit, Flexibilität und/oder Anpassbarkeit zu verbessern.It is therefore an object of the present invention to overcome at least one of the disadvantages described above, at least partially. In particular, it is an object of the invention to provide an improved method, an improved battery cell, and/or an improved battery system. This may include improving assembly, robustness, stability, durability, safety, flexibility, and/or adaptability.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs, eine Batteriezelle mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs betreffend eine Batteriezelle sowie ein Batteriesystem mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs betreffend ein Batteriesystem. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Batteriezelle und/oder im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Batteriesystem und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. Insbesondere gelten Vorteile, die im Rahmen des ersten, zweiten und/oder dritten Aspekts beschrieben werden, auch jeweils für den ersten, zweiten und/oder dritten Aspekt.The foregoing problem is solved by a method with the features of the independent method claim, a battery cell with the features of the independent claim relating to a battery cell, and a battery system with the features of the independent claim relating to a battery system. Further features and details of the invention will become apparent from the dependent claims, the description, and the drawings. Features and details described in connection with the method according to the invention naturally also apply in connection with the battery cell and/or the battery system according to the invention, and vice versa, so that the disclosure relating to the individual aspects of the invention is always, or can always be, mutually referenced. In particular, advantages described within the first, second, and/or third aspect also apply to the first, second, and/or third aspect, respectively.
Die obenstehende Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt gelöst durch ein (Fertigungs- und/oder Herstellungs-)Verfahren zur Herstellung einer Ausnehmung in einer Außenschicht, insbesondere einer (elektrischen) Isolationsschicht der Außenschicht, einer Batteriezelle (z. B. gemäß dem zweiten Aspekt), insbesondere für ein Batteriesystem (z. B. gemäß dem dritten Aspekt) eines Fahrzeugs, das Verfahren aufweisend:
- - Bereitstellen einer Batteriezelle, aufweisend
- ◯ einen (innenliegenden) Batteriekörper zur (elektrischen und/oder chemischen) Energiespeicherung bzw. Energiebereitstellung und
- ◯ eine den Batteriekörper (vollumfänglich) umgebende (z. B. darüber liegende) und/oder umschließende Außenschicht,
- - Definieren einer Kontur einer Ausnehmung in der Außenschicht durch Abfahren und Bestrahlen der Außenschicht mit einem Laser,
- - Erwärmen der Außenschicht durch Abfahren und Bestrahlen mit dem Laser, in einem von der Kontur definierten Bereich, und
- - zumindest teilweises (flächiges) Ablösen der Außenschicht in dem von der Kontur definierten Bereich, um die Ausnehmung in der Außenschicht herzustellen.
- - Providing a battery cell, comprising
- ◯ an (internal) battery body for (electrical and/or chemical) energy storage or energy supply and
- ◯ an outer layer that completely surrounds (e.g., lies above) and/or encloses the battery body,
- - Defining the contour of a recess in the outer layer by scanning and irradiating the outer layer with a laser,
- - Heating the outer layer by scanning and irradiating it with a laser, in an area defined by the contour, and
- - at least partial (area-wide) detachment of the outer layer in the area defined by the contour in order to create the recess in the outer layer.
Dabei kann eine Ausnehmung als Vertiefung ausgestaltet sein, insbesondere im Material der Batteriezelle, insbesondere der Außenschicht, vorzugsweise der Isolationsschicht. Die Ausnehmung kann dabei eine zylindrische oder quaderförmige (Grund-)Form aufweisen. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Kanten der Ausnehmung angeschrägt und/oder rund sind. Dies kann die Montage, insbesondere das Positionieren bei einem Anbinden (siehe unten), und/oder die Haftkraft erhöhen.The recess can be designed as a depression, particularly in the battery cell material, especially the outer layer, preferably the insulating layer. The recess can have a cylindrical or cuboid (basic) shape. It is also possible for the edges of the recess to be chamfered and/or rounded. This can improve assembly, especially positioning during tying (see below), and/or the adhesive force.
Die Batteriezelle kann dabei zum Bereitstellen von elektrischer Energie eingerichtet sein. Dabei kann die Batteriezelle vorzugsweise zumindest einen, insbesondere zwei, elektrische Kontakte aufweisen, welche dazu eingerichtet sind, elektrische Energie aus dem Batteriekörper von außerhalb der Batteriezelle abzugreifen. Beispielsweise kann dadurch (über die elektrischen Kontakte) eine elektrische Spannung und/oder ein Strom abgegriffen werden.The battery cell can be configured to provide electrical energy. The battery cell can preferably have at least one, and in particular two, electrical contacts configured to supply electrical energy. To tap energy from the battery body from outside the battery cell. For example, an electrical voltage and/or current can be tapped (via the electrical contacts).
Das Definieren einer Kontur einer Ausnehmung in der Außenschicht durch Abfahren und Bestrahlen der Außenschicht mit einem Laser kann dabei eine geschlossene Kontur aufweisen, beispielsweise ein Rechteck (für eine quaderförmige Ausnehmung) oder einen Kreis (für eine zylindrische Ausnehmung). Beispielsweise kann die Kontur der Ausnehmung an einer nach außen weisenden Oberfläche der Batteriezelle, insbesondere der Außenschicht, z. B. der Isolationsschicht, definiert werden. Das Definieren kann dabei ein Herstellen und/oder Einbrennen der Kontur aufweisen. Dabei kann der Laser im Wesentlichen die Kontur oberhalb der Außenschicht abfahren und dabei die Außenschicht mit bestrahlen. Dadurch kann die Außenschicht entlang der Kontur definiert werden, insbesondere (zumindest teilweise) eingebrannt und/oder gelöst und/oder verflüssigt werden. Bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass dabei die Außenschicht bis auf und/oder exklusive das/des Gehäuse/s entfernt wird.Defining the contour of a recess in the outer layer by tracing and irradiating the outer layer with a laser can result in a closed contour, for example, a rectangle (for a cuboid recess) or a circle (for a cylindrical recess). For instance, the recess contour can be defined on an outward-facing surface of the battery cell, particularly the outer layer, such as the insulating layer. This definition process can involve creating and/or burning in the contour. The laser can essentially trace the contour above the outer layer while simultaneously irradiating the outer layer. This allows the outer layer to be defined along the contour, in particular (at least partially) burned in and/or dissolved and/or liquefied. Preferably, the outer layer can be removed down to and/or excluding the casing(s).
Das Erwärmen der Außenschicht durch Abfahren und Bestrahlen mit dem Laser, in einem von der Kontur definierten Bereich, kann dabei in Abhängigkeit von zumindest einem Laserparameter erfolgen, insbesondere der Laserleistung, Laserwellenlänge und/oder Pulswiederholrate. Durch das Erwärmen, insbesondere das (kontinuierliche) Abfahren und Bestrahlen, kann der von der Kontur definierte (insbesondere [geschlossen] umgebene) Bereich bearbeitet werden. Im einfachsten Fall kann die Kontur ein geschlossenes Rechteck aufweisen. Dabei kann der Bereich die von der Kontur umgebene (Rechtecks-)Fläche aufweisen. Vorzugsweise wird dabei die Außenschicht, insbesondere die Isolationsschicht, in einem von der Kontur definierten Bereich erwärmt. Es kann vorgesehen sein, dass durch das Erwärmen die Außenschicht (zumindest teilweise), insbesondere die Isolationsschicht, besonders bevorzugt der Klebstoff der Isolationsschicht, gelöst wird, sich verflüssigt und/oder verbrennt. Demnach kann das Erwärmen, insbesondere die Dauer und/oder Intensität des Bestrahlens, spezifisch sein für die Dicke und/oder das Material der Außenschicht, insbesondere der Isolationsschicht, vorzugsweise des Klebstoffs. Vorzugsweise kann der zumindest eine Laserparameter eingestellt werden und/oder dafür eingerichtet sein, (nur) den Klebstoff zu erwärmen. Es kann vorgesehen sein, dass sich durch das Erwärmen die Außenschicht, insbesondere die Isolationsschicht und/oder der Klebstoff, (bereits) zumindest teilweise ablöst.Heating the outer layer by scanning and irradiating it with a laser within a contour-defined area can be performed depending on at least one laser parameter, in particular the laser power, laser wavelength, and/or pulse repetition rate. By heating, especially by (continuous) scanning and irradiation, the area defined by the contour (especially the area enclosed by the contour) can be processed. In the simplest case, the contour can be a closed rectangle. The area can then be the (rectangular) surface enclosed by the contour. Preferably, the outer layer, especially the insulating layer, is heated within a contour-defined area. It can be provided that the heating process causes the outer layer (at least partially), especially the insulating layer, and particularly preferably the adhesive of the insulating layer, to dissolve, liquefy, and/or burn away. Accordingly, the heating process, in particular the duration and/or intensity of the irradiation, can be specific to the thickness and/or material of the outer layer, especially the insulating layer, preferably the adhesive. Preferably, at least one laser parameter can be set and/or configured to heat (only) the adhesive. It can be provided that the outer layer, especially the insulating layer and/or the adhesive, detaches (at least partially) as a result of the heating.
Das zumindest teilweise Ablösen der Außenschicht in dem von der Kontur definierten Bereich, um die Ausnehmung in der Außenschicht herzustellen, kann dabei beispielsweise mechanisch erfolgen (siehe unten). Es kann ausreichend sein, die Batteriezelle mit dem definierten Bereich nach unten weisend anzuordnen und/oder zu drehen. Dadurch kann die Gravitationskraft das Ablösen erwirken und/oder unterstützen. Es kann zusätzlich oder alternativ ein mechanisches Abziehen durchgeführt werden, beispielsweise (manuell) mit einer Zange/Pinzette und/oder (automatisiert) mit einem Greifarm. Mit anderen Worten kann die Außenschicht (zumindest teilweise), insbesondere die Isolationsschicht, (vollständig) abgelöst werden. Dadurch kann die Ausnehmung entstehen. Mit anderen Worten kann die Ausnehmung eine Vertiefung in der umliegenden (nicht abgelösten) Außenschicht und/oder Isolationsschicht aufweisen. Vorzugsweise bleibt dabei das Gehäuse (unverändert und/oder unverformt, insbesondere abgesehen von einer eventuell leichten [reversiblen] Erwärmung) zurück. Dabei kann das (zumindest teilweise) Ablösen (erst) durch das Definieren und/oder Erwärmen ermöglicht werden. Durch das Definieren kann ein Randbereich der Ausnehmung erzeugt werden. Das Ablösen kann dadurch robust und/oder zuverlässig entlang des Randbereichs ermöglicht werden. Durch das Erwärmen kann bevorzugt der Klebstoff in der Isolationsschicht gelöst werden. Es kann vorgesehen sein, dass dadurch eine schnellere, qualitativ hochwertigere und/oder flexiblere Fertigung ermöglicht wird. Zudem können mit dem Verfahren und/oder einer einzigen Produktionslinie unterschiedliche Batteriezellen (unterschiedlicher Größe und/oder Geometrie) bearbeitet werden. Dadurch kann sich insbesondere durch die Verwendung eines Lasers ein Vorteil bezüglich der Flexibilität ergeben. Der Laser kann beispielsweise durch eine Steuereinheit über eine Datenverbindung gesteuert werden. Die Steuereinheit kann dabei geometrische Informationen über die Batteriezelle, Außenschicht, Isolationsschicht, Klebstoff und/oder entsprechende Materialien und/oder Dicken aufweisen. Dadurch kann eine präzise Fertigung ermöglicht werden. Es kann vorgesehen sein, dass die Ausnehmung, insbesondere der Boden der Ausnehmung, eine verbleibende und/oder spezifische Oberflächenstruktur aufweist, welche durch das Erwärmen erzeugt wird. Demnach kann die Ausnehmung, insbesondere der Boden, dazu eingerichtet sein, ein verbessertes Anbinden an eine benachbarte Batteriezelle bereitzustellen. Dies kann die Fertigung und/oder Montage verbessern.The at least partial removal of the outer layer in the area defined by the contour, in order to create the recess in the outer layer, can be achieved, for example, mechanically (see below). It may be sufficient to position and/or rotate the battery cell with the defined area facing downwards. This allows gravity to initiate and/or assist the removal. Additionally or alternatively, mechanical peeling can be performed, for example (manually) with pliers/tweezers and/or (automatically) with a gripper arm. In other words, the outer layer (at least partially), in particular the insulating layer, can be (completely) removed. This creates the recess. In other words, the recess can have a depression in the surrounding (unremoved) outer layer and/or insulating layer. Preferably, the housing remains (unaltered and/or undeformed, in particular apart from any slight [reversible] heating). The (at least partial) removal can be made possible (only) by defining and/or heating. Defining the recess allows for the creation of a defined edge area. This enables robust and/or reliable removal along the edge. Heating the recess preferentially dissolves the adhesive in the insulating layer. This can facilitate faster, higher-quality, and/or more flexible manufacturing. Furthermore, the process and/or a single production line can be used to process different battery cells (of varying sizes and/or geometries). The use of a laser, in particular, offers a significant advantage in terms of flexibility. The laser can be controlled, for example, by a control unit via a data connection. This control unit can possess geometric information about the battery cell, outer layer, insulating layer, adhesive, and/or corresponding materials and/or thicknesses. This enables precise manufacturing. The recess, especially its base, can be designed to have a residual and/or specific surface structure created by heating. Therefore, the recess, particularly its base, can be configured to provide improved bonding to an adjacent battery cell. This can improve manufacturing and/or assembly.
Im Rahmen der Erfindung kann es von Vorteil sein, dass das Bereitstellen ein Fertigen der Batteriezelle umfasst, aufweisend:
- - Herstellen des Batteriekörpers zur Energiespeicherung und
- - Herstellen der (den Batteriekörper umgebenden) Außenschicht, umfassend ein (innenliegendes) Gehäuse und eine Isolationsschicht, auf einer nach außen weisenden Oberfläche des Batteriekörpers, umfassend:
- ◯ Anordnen des Gehäuses an dem Batteriekörper, wodurch das Gehäuse den Batteriekörper vollumfänglich umgibt,
- ◯ Anordnen eines Trägersubstrats, insbesondere einer Trägersubstratfolie, (außen) auf dem Gehäuse und
- ◯ Auftragen eines Klebstoffs auf dem Trägersubstrat, um die Isolationsschicht, umfassend das Trägersubstrat und den Klebstoff, zu erhalten,
- - Manufacturing the battery body for energy storage and
- - Manufacturing the outer layer (surrounding the battery body), comprising an (internal) casing and an insulating layer, on an outward-facing surface of the battery body, comprising:
- • Arranging the housing on the battery body so that the housing completely surrounds the battery body,
- • Arranging a support substrate, in particular a support substrate film, (outside) on the housing and
- ◯ Applying an adhesive to the substrate to create the insulating layer, comprising the substrate and the adhesive,
Dabei kann die Außenschicht auf, außerhalb, auf einer außenliegenden und/oder auf einer nach außen weisenden Oberfläche der Batteriezelle angeordnet werden. Die Isolationsschicht kann dabei zweischichtig ausgestaltet sein. Dabei kann eine erste (innere) Schicht ein Gehäuse aufweisen. Dieses kann dazu eingerichtet sein, den Batteriekörper zu schützen und/oder ein Austreten von Teilen des Batteriekörpers zu verhindern. Eine zweite (äußere) Schicht kann dabei eine Isolationsschicht aufweisen. Dies kann hergestellt werden, indem ein Trägersubstrat, z. B. ein (elektrisch) isolierendes Kunststoffgeflecht, auf dem Gehäuse angeordnet wird. Weiterhin kann (davor und/oder danach) ein (isolierender) Klebstoff an und/oder auf dem Trägersubstrat und/oder dem Gehäuse aufgetragen werden. Es kann vorgesehen sein, dass das Trägersubstrat und der Klebstoff sich verbinden, um die Isolationsschicht zu bilden. Die Isolationsschicht kann für eine thermische und/oder elektrische Isolation des Gehäuses und/oder des Batteriekörpers eingerichtet sein.The outer layer can be positioned on, outside, or on an external and/or outward-facing surface of the battery cell. The insulating layer can be designed as a two-layer system. A first (inner) layer can comprise a housing. This housing can be designed to protect the battery body and/or prevent the leakage of battery components. A second (outer) layer can comprise an insulating layer. This can be achieved by applying a carrier substrate, such as an electrically insulating plastic mesh, to the housing. Furthermore, an insulating adhesive can be applied (before and/or after) the carrier substrate and/or the housing. The carrier substrate and the adhesive can bond to form the insulating layer. The insulating layer can provide thermal and/or electrical insulation for the housing and/or the battery body.
Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass bei dem Definieren die Kontur eine in sich geschlossene Form auf einer nach außen weisenden Oberfläche der Außenschicht aufweist, wobei die Form der Kontur für die Ausnehmung spezifisch ist.Within the scope of the invention, it is conceivable that, when defining the contour, it has a self-contained shape on an outwardly facing surface of the outer layer, wherein the shape of the contour is specific for the recess.
Dabei kann die Kontur eine geschlossene und/oder zweidimensionale Form aufweisen. Die Kontur kann dabei vorzugsweise eine einfache geometrische Form aufweisen, beispielsweise ein Rechteck und/oder einen Kreis. Dies kann die Fertigungsgeschwindigkeit verbessern (insbesondere kann das Abfahren schnell erfolgen). Es kann auch vorgesehen sein, eine komplexere geometrische Form zu wählen. Beispielsweise kann ein Polygon verwendet werden und/oder eine Sternform. Dies kann einen Formschluss zwischen der (später entstehenden) Ausnehmung und einer benachbarten Batteriezelle, insbesondere für einen Anbindungsklebstoff, der für das Anbinden verwendet wird, verbessern. Es kann auch vorgesehen sein, dass durch die Form der Kontur und/oder Ausnehmung eine Zuverlässigkeit und/oder Sicherheit bei der Fertigung verbessert wird. Beispielsweise können unterschiedliche Batteriezellen, z. B. eingerichtet für unterschiedliche Anwendungen, Spannungen, Ströme und/oder Qualitätslevel, jeweils eigene Formen für die Kontur und/oder Ausnehmung aufweisen. Dadurch kann ein Fehler beim Anbinden verhindert und/oder leichter erkannt werden.The contour can have a closed and/or two-dimensional shape. Preferably, the contour can have a simple geometric shape, such as a rectangle and/or a circle. This can improve manufacturing speed (in particular, the process can be carried out quickly). Alternatively, a more complex geometric shape can be used. For example, a polygon and/or a star shape can be employed. This can improve the positive fit between the (subsequently created) recess and an adjacent battery cell, especially for a bonding adhesive used for bonding. Furthermore, the shape of the contour and/or recess can improve reliability and/or safety during manufacturing. For example, different battery cells, e.g., configured for different applications, voltages, currents, and/or quality levels, can each have their own contour and/or recess shapes. This can prevent and/or more easily detect bonding errors.
Es kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass bei dem Definieren die Kontur in die Außenschicht gebrannt wird, wobei die Außenschicht zumindest teilweise entfernt wird, wobei insbesondere die Isolationsschicht vollständig entfernt wird und das Gehäuse nicht entfernt wird.Within the scope of the invention, it may be provided that during the defining process the contour is burned into the outer layer, whereby the outer layer is at least partially removed, in particular the insulating layer is completely removed and the housing is not removed.
Es ist ferner denkbar, dass, insbesondere vor dem Definieren und/oder Erwärmen, ein Vorbehandeln der Außenschicht, insbesondere der Isolationsschicht, beispielsweise des Trägersubstrats und/oder des Klebstoffs, durch ein Lösungsmittel durchgeführt wird, welches dazu eingerichtet ist, das Definieren und/oder Erwärmen zu erleichtern.It is also conceivable that, particularly before defining and/or heating, the outer layer, especially the insulating layer, for example the carrier substrate and/or the adhesive, is pretreated with a solvent designed to facilitate defining and/or heating.
Dabei kann das Lösungsmittel dazu eingerichtet sein, den Klebstoff und/oder das Trägersubstrat spezifisch vorzubehandeln, insbesondere zu lösen, zu lockern, zu erwärmen, chemisch aufzulösen, und/oder zu erwärmen (z. B. durch eine exotherme Reaktion). Dadurch kann das zumindest teilweise Ablösen beschleunigt und/oder erleichtert werden.The solvent can be configured to specifically pretreat the adhesive and/or the substrate, in particular to dissolve, loosen, heat, chemically dissolve, and/or warm (e.g., through an exothermic reaction). This can accelerate and/or facilitate at least partial removal.
Auch ist es denkbar, dass das Erwärmen der Außenschicht durch Abfahren und Bestrahlen einen von der Kontur umrahmten Bereich der Außenschicht umfasst, wobei insbesondere die Isolationsschicht, vorzugsweise der Klebstoff in der Isolationsschicht, durch den Laser zumindest teilweise gelöst wird, wobei insbesondere der Klebstoff derart stark erhitzt wird, dass er sich löst (insbesondere zumindest teilweise sich verflüssigt) und/oder verbrannt wird.It is also conceivable that the heating of the outer layer by scanning and irradiation encompasses an area of the outer layer framed by the contour, wherein in particular the insulating layer, preferably the adhesive in the insulating layer, is at least partially dissolved by the laser, wherein in particular the adhesive is heated so strongly that it dissolves (in particular at least partially liquefies) and/or is burned.
Demnach kann es vorgesehen sein, dass nur der Klebstoff von dem Laser bearbeitet und/oder gelöst und/oder verbrannt wird. Dabei kann zumindest ein Laserparameter des Lasers, insbesondere die Wellenlänge, spezifisch eingestellt werden, um (nur) den Klebstoff zu lösen. Beispielsweise kann eine Wellenlänge von 1 fm bis 10 m, insbesondere von 10 pm bis 10 mm, beispielsweise von 10 nm bis 1 mm, vorzugsweise von 100 nm bis 100 µm, besonders bevorzugt von 1 µm bis 25 µm, idealerweise von 5 µm bis 15 µm verwendet werden. Der Klebstoff kann beispielsweise Epoxidharz aufweisen. Dieses kann eine sehr hohe Robustheit aufweisen. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Klebstoff einen UV-Klebstoff aufweist, welcher insbesondere durch UV-Licht gehärtet und/oder gelöst werden kann. Dabei kann bei dem Ablösen der Klebstoff (zusammen mit dem Trägersubstrat) abgelöst werden.Accordingly, it can be provided that only the adhesive is processed, dissolved, and/or burned by the laser. At least one laser parameter, in particular the wavelength, can be specifically adjusted to dissolve (only) the adhesive. For example, a wavelength of 1 fm to 10 m, in particular 10 pm to 10 mm, for example 10 nm to 1 mm, preferably 100 nm to 100 µm, particularly preferably 1 µm to 25 µm, and ideally 5 µm to 15 µm, can be used. The adhesive can, for example, comprise an epoxy resin. This can exhibit very high robustness. It can also be provided that the adhesive comprises a UV adhesive, which is particularly resistant to UV radiation. It can be cured and/or dissolved by light. During this process, the adhesive (along with the substrate) may also detach.
Im Rahmen der Erfindung ist es optional möglich, dass das zumindest teilweise Ablösen ein mechanisches Abziehen zumindest eines nach außen weisenden Teils der Außenschicht, insbesondere der Isolationsschicht, in dem von der Kontur definierten Bereich umfasst.Within the scope of the invention, it is optionally possible that the at least partial removal includes a mechanical peeling off of at least an outwardly facing part of the outer layer, in particular the insulating layer, in the area defined by the contour.
Ferner kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass durch das zumindest teilweise Ablösen die Ausnehmung entsteht, wobei ein nach außen (von dem Batteriekörper weg) weisender Boden der Ausnehmung eingerichtet ist für ein Anbinden, insbesondere ein Befestigen und/oder Ankleben, an einer benachbarten Batteriezelle, wobei insbesondere der Boden, insbesondere die verbleibende Isolationsschicht und/oder das Trägersubstrat, eine Oberflächenstruktur aufweist, vorzugsweise aufweisend eine erhöhte Oberflächenrauigkeit, welche beim Anbinden eine erhöhte Haftkraft bereitstellt.Furthermore, it can be provided within the scope of the invention that the recess is created by at least partial detachment, wherein an outwardly (away from the battery body) pointing bottom of the recess is provided for binding, in particular fastening and/or gluing, to an adjacent battery cell, wherein in particular the bottom, in particular the remaining insulating layer and/or the support substrate, has a surface structure, preferably having an increased surface roughness which provides an increased adhesive force when binding.
Dabei kann das das (mechanische) Anbinden ein (aneinander) Anordnen, vorzugsweise ein (irreversibles) Befestigen, insbesondere ein Ankleben, z. B. mit einem Anbindungsklebstoff, umfassen. Dabei kann die benachbarte (anfangs getrennte) Batteriezelle, insbesondere umfassend eine zu der Ausnehmung komplementäre Ausbuchtung, an der Batteriezelle, insbesondere an und/oder in der Ausnehmung, positioniert werden. Davor, danach und/oder währenddessen kann ein Anbinden, insbesondere ein Befestigen und/oder Auftragen eines Anbindungsklebstoffs (dazwischen), durchgeführt werden. Durch das Anbinden kann eine rigide Trägerstruktur und/oder ein Batteriesystem umfassend zumindest zwei Batteriezellen ausgebildet werden. Die Ausnehmung, insbesondere der Boden der Ausnehmung, kann dabei bevorzugt eine Oberflächenstruktur aufweisen. Diese kann auf dem Gehäuse ausgebildet sein. Dabei kann es vorgesehen sein, dass ein Material des Gehäuses, insbesondere durch den Laser, (an der Oberfläche) aufgeraut wird. Alternativ oder zusätzlich (und besonders bevorzugt) kann es vorgesehen sein, dass die Isolationsschicht, insbesondere das Trägersubstrat und/oder der Klebstoff, zumindest teilweise zurückbleibt (beim Ablösen), und vorzugsweise (dadurch) die Rückstände eine (raue) Oberflächenstruktur aufweisen. Dabei kann der Boden für eine erhöhte Oberflächenrauigkeit eingerichtet sein. Dies kann beispielsweise durch den Laser, insbesondere durch die Art des Erwärmens (siehe unten) ermöglicht werden. Dabei kann es vorgesehen sein, die Oberflächenstruktur, insbesondere die Oberflächenrauigkeit, durch eine Rauheitsmessung, also entsprechende rz-Werte, z. B. mit einem Profilometer, nachzuweisen und/oder zu überprüfen. Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, ein optisches Messverfahren zu verwenden, beispielsweise Lasertriangulation, Fokalmikroskopie und/oder Rasterkraftmikroskopie (AFM). Die Oberflächenstruktur kann dabei ein (sich wiederholendes) Muster aufweisen und/oder geometrische Formen aufweisen. Dies kann die Herstellungsgeschwindigkeit verbessern. Die Oberflächenstruktur kann dabei, zumindest abschnittsweise, terrassenartig ausgebildet sein, insbesondere umfassend unterschiedliche Plateaus. Die Oberflächenstruktur kann dabei (regelmäßige) Berge und/oder Täler (im Boden) der Ausnehmung aufweisen. Diese können vergleichsweise einfach und/oder schnell hergestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass Kreise, Spiralformen, und/oder Polygone, insbesondere Hexagone, ausgebildet werden. Dies kann die Haftkraft (noch weiter) verbessern. Durch die Oberflächenstruktur kann (jeweils) ein verbessertes Anbinden, insbesondere mit einer verbesserten Haftkraft, bereitgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, auf den Boden und/oder das Gehäuse eine (raue) Oberflächenstruktur aufzubringen, beispielsweise aufzukleben. Dies kann beispielsweise durch ein (raues) Gitternetz, beispielsweise aus Kunststoff ermöglicht werden.The (mechanical) joining process can include arranging (to one another), preferably (irreversibly) fastening, in particular gluing, e.g., with a bonding adhesive. The adjacent (initially separate) battery cell, in particular comprising a protrusion complementary to the recess, can be positioned on the battery cell, especially on and/or in the recess. Before, after, and/or during this process, joining, in particular fastening and/or applying a bonding adhesive (between) the cells, can be carried out. By joining, a rigid support structure and/or a battery system comprising at least two battery cells can be formed. The recess, in particular the bottom of the recess, can preferably have a surface structure. This structure can be formed on the housing. It can be provided that a material of the housing is roughened (on the surface), in particular by the laser. Alternatively or additionally (and particularly preferably), the insulating layer, especially the carrier substrate and/or the adhesive, can be left behind at least partially (upon removal), and preferably (as a result) the residues have a (rough) surface structure. The base can be designed to achieve increased surface roughness. This can be achieved, for example, by the laser, particularly by the type of heating (see below). The surface structure, especially the surface roughness, can be detected and/or verified by a roughness measurement, i.e., corresponding rz values, e.g., with a profilometer. Alternatively or additionally, an optical measurement method can be used, for example, laser triangulation, focal microscopy, and/or atomic force microscopy (AFM). The surface structure can have a (repeating) pattern and/or geometric shapes. This can improve the production speed. The surface structure can be terraced, at least in sections, and in particular comprise different plateaus. The surface structure can feature (regular) peaks and/or valleys (in the base) of the recess. These can be produced relatively easily and/or quickly. Alternatively or additionally, circles, spiral shapes, and/or polygons, especially hexagons, can be formed. This can (further) improve the adhesive force. The surface structure can provide improved adhesion, particularly with enhanced bonding strength. Alternatively or additionally, a (rough) surface structure can be applied to the base and/or the housing, for example, by gluing it on. This can be achieved, for example, with a (rough) grid, such as one made of plastic.
In Bezug auf die vorliegende Erfindung ist es vorstellbar, dass bei dem Erwärmen der Außenschicht durch Abfahren und Bestrahlen mit dem Laser das Abfahren und Bestrahlen in Abhängigkeit von einem (geometrischen und/oder angulierten) Bestrahlungsmuster durchgeführt wird, wobei das Bestrahlungsmuster dazu eingerichtet ist, die Außenschicht, insbesondere die Isolationsschicht, vorzugsweise den Klebstoff, derart zu erwärmen, dass darin eine (geometrische) Erwärmungsstruktur ausgebildet wird, welche insbesondere spezifisch, vorzugsweise komplementär, ausgestaltet ist zu der Oberflächenstruktur, die am Boden der Ausnehmung nach dem zumindest teilweisen Ablösen zurückbleibt.With regard to the present invention, it is conceivable that when heating the outer layer by scanning and irradiating it with the laser, the scanning and irradiation is carried out depending on a (geometric and/or angled) irradiation pattern, wherein the irradiation pattern is configured to heat the outer layer, in particular the insulating layer, preferably the adhesive, in such a way that a (geometric) heating structure is formed therein, which is in particular specifically, preferably complementarily, designed to the surface structure that remains at the bottom of the recess after at least partial removal.
Dabei kann der Laser und/oder das Verfahren dazu eingerichtet sein, den Laser (den Laserstrahl) beim Abfahren und/oder Bestrahlen an unterschiedlichen Positionen und/oder in unterschiedlichen Winkeln auszurichten. Alternativ oder zusätzlich kann der zumindest eine Laserparameter, insbesondere die Leistung, die Wellenlänge und/oder die Pulsrate, variiert werden. Dadurch kann die Erwärmungsstruktur spezifisch ausgebildet werden. Dabei kann sich ein bestimmter vordefinierter Bereich (eben die Erwärmungsstruktur) in der Außenschicht ausbilden. Bei einem (folgenden) zumindest teilweisen Ablösen, kann dadurch die Oberflächenstruktur (in der und/oder umfassend [zumindest teilweise] die [verbleibende] Isolationsschicht, insbesondere im Kleber und/oder dem Trägersubstrat und/oder der beides umfassenden Verbindung) ausgebildet werden. Die Oberflächenstruktur kann dabei bevorzugt komplementär zu der Erwärmungsstruktur ausgebildet sein.The laser and/or the method can be configured to align the laser (laser beam) at different positions and/or angles during scanning and/or irradiation. Alternatively or additionally, at least one laser parameter, in particular the power, wavelength, and/or pulse rate, can be varied. This allows the heating structure to be specifically formed. A specific, predefined area (the heating structure) can then form in the outer layer. Upon subsequent, at least partial, detachment, the surface structure (in and/or encompassing [at least partially] the [remaining] insulating layer, in particular in the adhesive and/or the substrate) can be affected. The surface structure can be formed (of the substrate and/or the compound encompassing both). The surface structure can preferably be complementary to the heating structure.
Ferner ist es vorstellbar, dass die Erwärmungsstruktur und/oder Oberflächenstruktur zumindest abschnittsweise eine variierende Dicke aufweist, vorzugsweise durch eine Vielzahl an Vertiefungen (Täler) und/oder Erhöhungen (Berge).Furthermore, it is conceivable that the heating structure and/or surface structure has a varying thickness at least in sections, preferably through a multitude of depressions (valleys) and/or elevations (mountains).
Dabei können die Vertiefungen und/oder Erhöhungen als Rillen und/oder Ausbuchtungen ausgebildet sein. Dabei können die Vertiefungen und/oder Erhöhungen relativ zu einer (nach außen weisenden) Oberfläche des Batteriekörpers, des Gehäuses, der Isolationsschicht, des Trägersubstrats und/oder des Klebstoffs, ausgebildet sein, wobei insbesondere die variierende Dicke, vorzugsweise die Vertiefungen und Erhöhungen zumindest teilweise (im Wesentlichen) senkrecht zu der Oberfläche ausgestaltet sind.The depressions and/or elevations can be configured as grooves and/or bulges. They can be configured relative to an (outwardly facing) surface of the battery body, housing, insulating layer, substrate, and/or adhesive, with the varying thickness, and preferably the depressions and elevations, being configured at least partially (essentially) perpendicular to the surface.
Im Rahmen der Erfindung kann es von Vorteil sein, dass das Definieren und/oder Erwärmen, insbesondere das Bestrahlungsmuster, eine Vorzugsrichtung aufweist, wodurch die Ausnehmung und/oder der Boden, und insbesondere die Oberflächenstruktur, ein verbessertes Flächenträgheitsmoment, insbesondere für ein Anbinden an einer benachbarten Batteriezelle, bereitstellt.Within the scope of the invention, it may be advantageous that the defining and/or heating, in particular the irradiation pattern, has a preferred direction, whereby the recess and/or the base, and in particular the surface structure, provides an improved area moment of inertia, especially for attachment to an adjacent battery cell.
Beispielsweise kann die Kontur und/oder der Bereich länglich, rechteckig, streifenförmig, z. B. entlang einer Vertikalen, ausgestaltet sein, wobei die entstehende Ausnehmung entsprechend (ebenfalls) im Wesentlichen entlang der Vertikalen angeordnet ist. Dadurch kann die Haftkraft und/oder das Flächenträgheitsmoment bei dem und/oder durch das Anbinden optimiert werden. Dadurch kann die Robustheit und/oder Festigkeit verbessert werden. Dadurch kann auch die Anzahl und/der Fläche der Ausnehmung (vergleichsweise) reduziert ausgestaltet sein, was insbesondere die Fertigungszeit minimieren kann. Alternativ oder zusätzlich kann (selbstverständlich) auch eine Vorzugsrichtung entlang der Horizontalen und/oder Querrichtung ermöglicht werden (welche jeweils senkrecht zu einander und/oder zur Vertikalen ausgebildet sind). Dadurch kann eine (weiter) verbesserte Verbindung ermöglicht werden. Es kann dadurch auch, in Abhängigkeit von der (finalen) Geometrie und/oder Bauform des Batteriesystems, eine Anordnung und/oder Ausdehnung der Ausnehmungen und/oder Anbindungen ermöglicht werden, welche (insgesamt) eine optimierte (mechanische) Robustheit und/oder (dadurch) Sicherheit ermöglicht. Dadurch können die Batteriezellen und/oder das Batteriesystem eine besonders gute Robustheit gegenüber externer Krafteinwirkung aufweisen.For example, the contour and/or area can be elongated, rectangular, or strip-shaped, e.g., along a vertical axis, with the resulting recess also being arranged essentially along the vertical axis. This allows for optimization of the adhesive force and/or the area moment of inertia during and/or through the bonding process. This can improve robustness and/or strength. It also allows for a (comparatively) reduced number and/or area of the recess, which can minimize manufacturing time. Alternatively or additionally, a preferred direction along the horizontal and/or transverse direction can (of course) be provided (which are perpendicular to each other and/or to the vertical). This can enable a (further) improved connection. Depending on the (final) geometry and/or design of the battery system, this also allows for an arrangement and/or extent of the recesses and/or connections that (overall) enables optimized (mechanical) robustness and/or (therefore) safety. This allows the battery cells and/or the battery system to exhibit particularly good robustness against external forces.
Die obenstehende Aufgabe wird ferner gelöst durch eine erfindungsgemäße Batteriezelle, umfassend einen Batteriekörper zur Energiespeicherung und eine den Batteriekörper umgebende Außenschicht, wobei die Außenschicht zumindest eine Ausnehmung aufweist, welche durch das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt hergestellt wurde.The above problem is further solved by a battery cell according to the invention, comprising a battery body for energy storage and an outer layer surrounding the battery body, wherein the outer layer has at least one recess which was produced by the method according to the first aspect.
Damit ergeben sich in Bezug auf eine erfindungsgemäße Batteriezelle die gleichen Vorteile, wie sie bereits in Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren beschrieben worden sind.This results in the same advantages with regard to a battery cell according to the invention as have already been described with regard to a method according to the invention.
Die obenstehende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein erfindungsgemäßes Batteriesystem, insbesondere für ein Fahrzeug, umfassend zumindest eine Batteriezelle gemäß dem zweiten Aspekt.The above problem is further solved by a battery system according to the invention, in particular for a vehicle, comprising at least one battery cell according to the second aspect.
Damit ergeben sich in Bezug auf ein erfindungsgemäßes Batteriesystem die gleichen Vorteile, wie sie bereits in Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren und/oder eine erfindungsgemäße Batteriezelle beschrieben worden sind.This results in the same advantages with regard to a battery system according to the invention as have already been described with regard to a method and/or a battery cell according to the invention.
Auch vorgesehen sein kann ein Batteriesystem, umfassend zumindest eine zu der Batteriezelle benachbarte Batteriezelle, welche durch ein Anbinden zumindest teilweise an und/oder in einer Ausnehmung der Batteriezelle angeordnet ist.A battery system may also be provided, comprising at least one battery cell adjacent to the battery cell, which is arranged at least partially to and/or in a recess of the battery cell by being attached.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Dabei zeigen beispielhaft
-
1 ein Verfahren und -
2 eine Batteriezelle.
-
1 a procedure and -
2 a battery cell.
In den Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale, auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen, die identischen Bezugszeichen verwendet.The figures use identical reference numerals for the same technical features, even for different embodiments.
- - Bereitstellen 110 einer Batteriezelle 100, aufweisend
- ◯ einen Batteriekörper 10 zur Energiespeicherung,
- ◯ eine den Batteriekörper 10 umgebende Außenschicht 20,
- - Definieren 120 einer Kontur K einer Ausnehmung 25 in der Außenschicht 20 durch Abfahren und Bestrahlen der Außenschicht 20 mit einem Laser,
- - Erwärmen 130 der Außenschicht 20 durch Abfahren und Bestrahlen mit dem Laser, in einem von der Kontur K definierten Bereich B, und
- - zumindest teilweises Ablösen 140 der Außenschicht 20 in dem von der Kontur K definierten Bereich B, um die Ausnehmung 25 in der Außenschicht 20 herzustellen.
- - Providing 110 of a battery cell 100, comprising
- ◯ a battery body 10 for energy storage,
- ◯ an outer layer 20 surrounding the battery body 10,
- - Define 120 a contour K of a recess 25 in the outer layer 20 by scanning and irradiating the outer layer 20 with a laser,
- - Heating 130 of the outer layer 20 by scanning and irradiating with the laser, in an area B defined by the contour K, and
- - at least partial detachment 140 of the outer layer 20 in the area B defined by the contour K in order to create the recess 25 in the outer layer 20.
Im Rahmen der Erfindung kann es von Vorteil sein, dass das Bereitstellen 110 ein Fertigen 111 der Batteriezelle 100 umfasst, aufweisend:
- - Herstellen 112 des Batteriekörpers 10 zur Energiespeicherung,
- - Herstellen 113 der Außenschicht 20, umfassend ein Gehäuse 21 und eine Isolationsschicht 22, auf einer nach außen weisenden Oberfläche des Batteriekörpers 10, umfassend:
- ◯ Anordnen 114 des Gehäuses 21 an dem Batteriekörper 10, wodurch das Gehäuse 21 den Batteriekörper 10 vollumfänglich umgibt,
- ◯ Anordnen 115 eines Trägersubstrats 22.1 auf dem Gehäuse 21 und
- ◯ Auftragen 116 eines Klebstoffs 22.2 auf dem Trägersubstrat 22.1, um die Isolationsschicht 22, umfassend das Trägersubstrat 22.1 und den Klebstoff 22.2, zu erhalten.
- - Manufacturing 112 of the battery body 10 for energy storage,
- - Manufacturing 113 of the outer layer 20, comprising a housing 21 and an insulating layer 22, on an outward-facing surface of the battery body 10, comprising:
- ◯ Arrange 114 of the housing 21 on the battery body 10, whereby the housing 21 fully surrounds the battery body 10,
- ◯ Arranging 115 a carrier substrate 22.1 on the housing 21 and
- ◯ Applying 116 of an adhesive 22.2 to the support substrate 22.1 to obtain the insulating layer 22, comprising the support substrate 22.1 and the adhesive 22.2.
Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass bei dem Definieren 120 die Kontur K eine in sich geschlossene Form auf einer nach außen weisenden Oberfläche der Außenschicht 20 aufweist, wobei die Form der Kontur K für die Ausnehmung 25 spezifisch ist.Within the scope of the invention, it is conceivable that when defining 120, the contour K has a self-contained shape on an outwardly facing surface of the outer layer 20, wherein the shape of the contour K is specific for the recess 25.
Es kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass bei dem Definieren 120 die Kontur K in die Außenschicht 20 gebrannt wird, wobei die Außenschicht 20 zumindest teilweise entfernt wird, wobei insbesondere die Isolationsschicht 22 vollständig entfernt wird und das Gehäuse 21 nicht entfernt wird.Within the scope of the invention, it may be provided that during the defining process 120 the contour K is burned into the outer layer 20, wherein the outer layer 20 is at least partially removed, in particular the insulating layer 22 is completely removed and the housing 21 is not removed.
Es ist ferner denkbar, dass, insbesondere vor dem Definieren 120 und/oder Erwärmen 130, ein Vorbehandeln 119 der Außenschicht 20, insbesondere der Isolationsschicht 22, durch ein Lösungsmittel durchgeführt wird, welches dazu eingerichtet ist das Definieren 120 und/oder Erwärmen 130 zu erleichtern.It is also conceivable that, in particular before defining 120 and/or heating 130, a pretreatment 119 of the outer layer 20, in particular of the insulating layer 22, is carried out by a solvent which is designed to facilitate the defining 120 and/or heating 130.
Auch ist es denkbar, dass das Erwärmen 130 der Außenschicht 20 durch Abfahren und Bestrahlen einen von der Kontur K umrahmten Bereich B der Außenschicht 20 umfasst, wobei insbesondere die Isolationsschicht 22, vorzugsweise der Klebstoff 22.2 in der Isolationsschicht 22, durch den Laser zumindest teilweise gelöst wird, wobei insbesondere der Klebstoff 22.2 derart stark erhitzt wird, dass er sich löst und/oder verbrannt wird.It is also conceivable that the heating 130 of the outer layer 20 by scanning and irradiation includes an area B of the outer layer 20 framed by the contour K, wherein in particular the insulating layer 22, preferably the adhesive 22.2 in the insulating layer 22, is at least partially dissolved by the laser, wherein in particular the adhesive 22.2 is heated so strongly that it dissolves and/or is burned.
Im Rahmen der Erfindung ist es optional möglich, dass das zumindest teilweise Ablösen 140 ein mechanisches Abziehen zumindest eines nach außen weisenden Teils der Außenschicht 20, insbesondere der Isolationsschicht 22, in dem von der Kontur K definierten Bereich B umfasst.Within the scope of the invention, it is optionally possible that the at least partial removal 140 comprises a mechanical peeling off of at least an outwardly facing part of the outer layer 20, in particular the insulating layer 22, in the area B defined by the contour K.
Ferner kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass durch das zumindest teilweise Ablösen 140 die Ausnehmung 25 entsteht, wobei ein nach außen weisender Boden 25.1 der Ausnehmung 25 eingerichtet ist für ein Anbinden 150, insbesondere ein Befestigen und/oder Ankleben, an einer benachbarten Batteriezelle, wobei insbesondere der Boden 25.1 eine Oberflächenstruktur aufweist, vorzugsweise aufweisend eine erhöhte Oberflächenrauigkeit, welche beim Anbinden 150 eine erhöhte Haftkraft bereitstellt.Furthermore, it may be provided within the scope of the invention that the recess 25 is created by at least partial detachment 140, wherein an outwardly facing bottom 25.1 of the recess 25 is provided for binding 150, in particular fastening and/or gluing, to an adjacent battery cell, wherein in particular the bottom 25.1 has a surface structure, preferably having an increased surface roughness, which provides an increased adhesive force when binding 150.
In Bezug auf die vorliegende Erfindung ist es vorstellbar, dass bei dem Erwärmen 130 der Außenschicht 20 durch Abfahren und Bestrahlen mit dem Laser das Abfahren und Bestrahlen in Abhängigkeit von einem Bestrahlungsmuster durchgeführt wird, wobei das Bestrahlungsmuster dazu eingerichtet ist, die Außenschicht 20, insbesondere die Isolationsschicht 22, vorzugsweise den Klebstoff 22.2, derart zu erwärmen, dass darin eine Erwärmungsstruktur ausgebildet wird, welche insbesondere spezifisch, vorzugsweise komplementär, ausgestaltet ist zu der Oberflächenstruktur, die am Boden 25.1 der Ausnehmung 25 nach dem zumindest teilweisen Ablösen 140 zurückbleibt.With regard to the present invention, it is conceivable that when heating 130 the outer layer 20 by scanning and irradiating with the laser, the scanning and irradiation is carried out depending on an irradiation pattern, wherein the irradiation pattern is configured to heat the outer layer 20, in particular the insulating layer 22, preferably the adhesive 22.2, in such a way that a heating structure is formed therein, which is in particular specifically, preferably complementarily, designed to the surface structure that remains on the bottom 25.1 of the recess 25 after the at least partial removal 140.
Ferner ist es vorstellbar, dass die Erwärmungsstruktur und/oder Oberflächenstruktur zumindest abschnittsweise eine variierende Dicke aufweist, vorzugsweise durch eine Vielzahl an Vertiefungen und Erhöhungen.Furthermore, it is conceivable that the heating structure and/or surface structure has a varying thickness at least in sections, preferably through a multitude of depressions and elevations.
Im Rahmen der Erfindung kann es von Vorteil sein, dass das Definieren 120 und/oder Erwärmen 130, insbesondere das Bestrahlungsmuster, eine Vorzugsrichtung aufweist, wodurch die Ausnehmung 25, und insbesondere die Oberflächenstruktur, ein verbessertes Flächenträgheitsmoment, insbesondere für ein Anbinden 150 an einer benachbarten Batteriezelle, bereitstellt.Within the scope of the invention, it may be advantageous that the defining 120 and/or heating 130, in particular the irradiation pattern, has a preferred direction, whereby the recess 25, and in particular the surface structure, provides an improved area moment of inertia, especially for connecting 150 to an adjacent battery cell.
- - einen Batteriekörper 10 zur Energiespeicherung und
- - eine den Batteriekörper 10 umgebende Außenschicht 20, wobei die Außenschicht 20 ein Gehäuse 21 und eine Isolationsschicht 22 aufweist.
- - a battery body 10 for energy storage and
- - an outer layer 20 surrounding the battery body 10, wherein the outer layer 20 comprises a housing 21 and an insulating layer 22.
Dabei kann die Isolationsschicht 22 ein Trägersubstrat 22.1 und einen Klebstoff 22.2 aufweisen. Dabei kann der Klebstoff 22.2 das (z. B. netzartige) Trägersubstrat 22.1 durchdringen und/oder umgeben, um die Isolationsschicht 22 zu bilden, insbesondere nach einem Aushärten. Dabei kann die Isolationsschicht 22 zweiteilig ausgebildet sein und/oder eine Verbindung aus Trägersubstrat 22.1 und Klebstoff 22.2 aufweisen.The insulating layer 22 can comprise a carrier substrate 22.1 and an adhesive 22.2. The adhesive 22.2 can penetrate and/or surround the (e.g., mesh-like) carrier substrate 22.1 to form the insulating layer 22, particularly after curing. The insulating layer 22 can be composed of two parts and/or comprise a bond between the carrier substrate 22.1 and the adhesive 22.2.
Die Ausnehmung 25 kann dabei in der Außenschicht 20, insbesondere in der Isolationsschicht 22, angeordnet sein. Dabei kann die Kontur K die Ränder der Ausnehmung 25 umfassen. Die Isolationsschicht 22 wurde vorliegend im Bereich B durch ein Erwärmen 130 und/oder Ablösen 140 entfernt. Das Gehäuse 21 kann zurückbleiben.The recess 25 can be arranged in the outer layer 20, in particular in the insulating layer 22. The contour K can encompass the edges of the recess 25. In this case, the insulating layer 22 was removed in area B by heating 130 and/or peeling 140. The housing 21 can remain.
Die Ausnehmung 25, insbesondere der Boden 25.1 der Ausnehmung 25, kann dabei zumindest abschnittsweise die Oberflächenstruktur (nicht dargestellt) aufweisen.The recess 25, in particular the floor 25.1 of the recess 25, may at least partially have the surface structure (not shown).
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 1010
- BatteriekörperBattery body
- 2020
- Außenschichtouter layer
- 2121
- GehäuseHousing
- 2222
- IsolationsschichtInsulation layer
- 22.122.1
- Trägersubstratcarrier substrate
- 22.222.2
- Klebstoffadhesive
- 2525
- AusnehmungExclusion
- 25.125.1
- BodenFloor
- 100100
- BatteriezelleBattery cell
- 110110
- BereitstellenProvide
- 111111
- FertigenFinishes
- 112112
- HerstellenProduce
- 113113
- HerstellenProduce
- 114114
- AnordnenArrange
- 115115
- AnordnenArrange
- 116116
- AuftragenApply
- 119119
- VorbehandelnPretreatment
- 120120
- DefinierenDefine
- 130130
- ErwärmenHeat
- 140140
- AblösenReplace
- 150150
- Anbindentie up
- BB
- BereichArea
- KK
- Konturcontour
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- US 2022/0045406 A1 [0002]US 2022/0045406 A1 [0002]
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