[go: up one dir, main page]

WO2019052815A1 - Stapelvorrichtung für mehrlagige, flache elektrodenstapel - Google Patents

Stapelvorrichtung für mehrlagige, flache elektrodenstapel Download PDF

Info

Publication number
WO2019052815A1
WO2019052815A1 PCT/EP2018/073292 EP2018073292W WO2019052815A1 WO 2019052815 A1 WO2019052815 A1 WO 2019052815A1 EP 2018073292 W EP2018073292 W EP 2018073292W WO 2019052815 A1 WO2019052815 A1 WO 2019052815A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
stacking device
support surface
electrode
stack
removable carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2018/073292
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Armin WITTE
Thomas Peter
Mirko Maier
Martin Lustfeld
Mathias Derra
Friedrich Hauser
Christian Diessner
Andreas Letsch
Juergen Herold
Martin Reusch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of WO2019052815A1 publication Critical patent/WO2019052815A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0404—Machines for assembling batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G57/00—Stacking of articles
    • B65G57/02—Stacking of articles by adding to the top of the stack
    • B65G57/03—Stacking of articles by adding to the top of the stack from above
    • B65G57/035—Stacking of articles by adding to the top of the stack from above with a stepwise downward movement of the stack
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H31/00—Pile receivers
    • B65H31/24—Pile receivers multiple or compartmented, e.d. for alternate, programmed, or selective filling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2801/00—Application field
    • B65H2801/72—Fuel cell manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the invention relates to a stacking device for multilayer flat electrode stacks, wherein the stacking device is movable in the Y direction and comprises a removable carrier. Furthermore, the invention relates to a
  • Electrical energy can be stored by means of batteries. Batteries convert chemical reaction energy into electrical energy. Here are batteries.
  • Primary batteries and secondary batteries distinguished. Primary batteries are only functional once, while secondary batteries, also referred to as accumulators, are rechargeable. In particular, so-called lithium-ion battery cells are used in an accumulator. These are characterized among other things by high energy densities, thermal stability and extremely low self-discharge.
  • Lithium-ion battery cells have a positive electrode, also referred to as a cathode, and a negative electrode, also referred to as an anode.
  • the cathode and the anode each include one
  • the electrodes of the battery cell are formed like a film and with the interposition of a
  • Separator which separates the anode from the cathode, for example, stacked into an electrode stack.
  • the electrodes can also become one
  • the battery cell further comprises a cell housing, which is made of aluminum, for example.
  • the cell housing usually prismatic, in particular cuboid designed and pressure-resistant. But other forms of housing, such as circular cylindrical or flexible pouch cells are known.
  • the main goal in the development of new battery cells is to increase the electrochemical useful volume in the cell.
  • the electrode stack has proven to be the most suitable design of an electrode unit for maximizing the useful volume, since it can be produced both in an ideal prismatic manner and in any other geometry. Electrode stacks can be produced, for example, with stacking devices.
  • CN 102969527 A shows an electrode stack formation in which the individual electrode stacks are separated from one another by intermediate layers and the electrodes each comprise contact lugs.
  • stacking device for multi-layer flat electrode stack, wherein the stacking device can be moved in the Y direction and optionally also in the X direction and comprises a removable carrier.
  • Removable carrier is detachably received on guide elements, designed to be interchangeable and comprises a support surface which is acted upon by first biasing springs, which continuously set the stacked on the support surface electrode stack when handling the change carrier to counter-holder.
  • Electrode stacks are held continuously under tension by means of spring force on the counterholds, whereby it is ensured that no layer slips within the electrode stacks.
  • the removable carrier is fixed during the stacking process, can be unlocked and can be easily replaced either manually or by a handling system.
  • the counter-holder are pivotally or movably received in the X- and Z-direction on the removable carrier and engage over a stack end on the
  • Counter-holder is the stack due to the biasing springs, which act on the support surface, continuously employed, so that the stacked
  • Electrode stack defined remain fixed.
  • the removable carrier is secured by locking elements on guide elements.
  • the locks are released and the removable carrier can be in a very simple manner with the arranged thereon, biased electrode stack either with an automatic handling system or manually move.
  • the inventively proposed stacking device is located advantageously below a linear conveyor system, on the
  • the support surface of the exchange carrier advantageously comprises at least one channel or an arrangement of a plurality of channels, which are crossed, for example.
  • the channels extend continuously on the surface of the support surface. Di channels serve as engagement openings for staples, grippers or belt-like conveyor systems, with which the number of stacked on the support surface electrode stack can be removed and fed to a subsequent process.
  • Di channels serve as engagement openings for staples, grippers or belt-like conveyor systems, with which the number of stacked on the support surface electrode stack can be removed and fed to a subsequent process.
  • Support surface of the exchange carrier also be formed recesses.
  • the recesses are preferably in the edge region at the region of the edge of the support surface and may for example be arranged opposite one another.
  • the channels partially interrupt the surface of the contact surfaces, there remain contact surfaces on which the electrode stacks rest. If, for example, recesses are made in the edge region on the support surface of the changeable support, the result is a contact surface extending continuously over the support surface.
  • a battery cell is proposed, the at least one
  • Electrode stack comprises, which is produced on a stacking device proposed according to the invention.
  • a battery cell according to the invention advantageously finds use in an electric vehicle (EV), in a hybrid vehicle (HEV), a plug-in hybrid vehicle (PHEV) or in a consumer electronics product.
  • EV electric vehicle
  • HEV hybrid vehicle
  • PHEV plug-in hybrid vehicle
  • Consumer electronics products are in particular mobile phones, tablet PCs or notebooks.
  • the inventively proposed stacking device is designed to be movable in the Y direction and in particular below a linear
  • Conveyor system are guided in the individual tables along a rail.
  • the stacking device After depositing a number of electrode stacks on the removable carrier, the stacking device is moved in the Y direction, so that the removable carrier can be removed after unlocking on guide elements.
  • the advantage of the proposed solution according to the invention, in particular of the Kirss is a quick replacement of the same, due to the bias of the entire arrangement of electrode stacks on the Support surface slipping of the layers of the electrode stack is excluded.
  • the biasing springs which continuously act on the support surface keep the entire stack of electrode stacks continuously under spring force.
  • the number of stacked electrode stacks is due to the bias against the support surface opposite counter-holder is made.
  • the exchange carrier continuously maintains the voltage passively, is reliably with a few simple steps, which would also be automated, interchangeable and positionable and also allows for a follow-up process subsequent to the stack a very precise transfer.
  • the acted upon by the first biasing spring contact surface of the removable exchange carrier is designed so that on the one hand the electrode stack can be placed flat on a contact surface of the support surface and on the other hand at least one channel or more channels or recesses and the like are present to the stacked arrangement of To be able to remove electrode stacks for a follow-up process with grippers, clamps or bands or the like.
  • Change carrier a precisely configured interface to a subsequent to the stacking of the electrode stack subsequent process in the
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a battery cell
  • Figure 2 shows the essential components of a plant for the production of
  • FIG. 3 shows the stacking device proposed according to the invention below a linear conveyor system
  • Figure 6 is a schematic representation of a multilayer electrode stack.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a battery cell 2
  • Battery cell 2 comprises a housing 3, which is prismatic, in the present cuboid, is formed.
  • the housing 3 is designed to be electrically conductive and manufactured, for example, from aluminum.
  • the housing 3 may also be formed in the form of a flexible pouch film.
  • the battery cell 2 comprises a negative terminal 11 and a positive terminal 12. Via the terminals 11, 12, a voltage provided by the battery cell 2 can be tapped off. Furthermore, the battery cell 2 can also be charged via the terminals 11, 12.
  • an electrode unit is arranged, which is embodied here as an electrode stack 10.
  • the electrode stack 10 has two electrodes, namely an anode 21 and a cathode 22.
  • the anode 21 and the cathode 22 are each designed like a foil and by a first belt-shaped separator 18 from each other separated.
  • the first band-shaped separator 18 is ionically conductive, that is permeable to lithium ions.
  • the anode 21 comprises an anodic active material 41 and an anodic current conductor 31.
  • the anodic current conductor 31 is made electrically conductive and made of a metal, for example of copper.
  • the anodic current collector 31 is electrically connected to the negative terminal 11 of the battery cell 2.
  • the cathode 22 comprises a cathodic active material 42 and a
  • the cathodic current collector 32 is made electrically conductive and made of a metal, for example
  • the cathodic current collector 32 is electrically connected to the positive terminal 12 of the battery cell 2.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the components of a plant for producing electrode stacks 10.
  • FIG. 2 shows a plant 58 for the production of electrode stacks 10.
  • a feed 60 for a first ribbon-shaped separator 18 is used
  • the transport device 62 may be a circulating belt or even a linear conveyor system or the like.
  • the first belt-shaped separator 18 is transported in the transport direction 64.
  • the transport device 62 is a coil supply of a first band-shaped material 66 for a first electrode, for example a cathode.
  • Cathode takes place via a plurality of pulleys, not shown here, to a driven wheel 92.
  • a peripheral surface 94 of the driven wheel 92 is associated with a laser 96 or a knife-like cutter. Below the laser 96 or the knife-like cutting device, a cut 68 of the first ribbon-shaped material 66 for the first electrode, whereby a portion 70, ie, a first cathode segment 56, is generated.
  • the separated portion 70 becomes on the peripheral surface 94 of the driven wheel 92 fixed within a vacuum region 86 before the respective section 70 is placed on the first belt-shaped separator 18 on the transport device 62.
  • the driven wheel 92 is provided with a drive 90 which includes an encoder and drive control such that the driven wheel 92 is alternately alternately accelerated and decelerated during its rotation, such that when the sections 70 are deposited on the separator track on the top the transport device 62 defined gaps are generated.
  • the linear conveyor system 76 includes, for example, individual with negative pressure
  • a laser cut 80 is preferably carried out, the arrangement of the first belt-shaped separator 18, section 70 of the first electrode transferred to the linear conveyor system 76, i. the
  • Cathode segments 56 and the second belt-shaped separator 19 are fixed laterally via grippers or vacuum on each separate vacuum-loadable tables of the linear conveyor system 76.
  • Conveyor system 76 turned by 180 ° and in an overhead position on individual
  • the driven wheel 92 which is arranged above the linear conveyor system 76, also a
  • Vacuum region 86 and a blow-off 88 has.
  • the laser cut of the second second electrode ribbon material 82 is preferably by means of the laser 96.
  • the laser 96 which is preferably a continuous or pulsed (ns or ps) solid state laser, one may also be used knife-like cutting device are used to the individual sections 70, in this case the anode segments 55, at this point of the second band-shaped material 82 for the second
  • FIG. 3 shows a stacking device 78 proposed according to the invention, which is arranged below a linear conveyor system 76, as shown in FIG.
  • proposed stacking device 78 is a linear
  • Conveyor system 76 runs. Alternatively, robots with vacuum grippers can be used.
  • the linear conveyor system 76 includes a rail 104 extending in the direction of an X-axis 100 at which a number of
  • Individual tables 102 are moved. The individual tables 102 run with rollers 106 along the rail 104. In the overhead position of the individual tables 102 shown in FIG. 3, electrode stacks 10 to be deposited after fixing brackets 108 are placed on a support surface 114. The illustration according to FIG. 3 shows that a number of electrode stacks 10 have already been deposited on the support surface 114 and a stack height 112 has been reached.
  • an ejection device arranged in the individual table 102 moves vertically downwards by a few millimeters.
  • the receiving plate 130 moves in the direction of the Z-axis 116 vertically upward toward the electrode stack 110 to be deposited. In this case, it is held under spring tension, so that the counter-holder 120 are free and move outwards.
  • the receiving plate 130 moves in the direction of the Z-axis 116 a few millimeters upwards, so that the counter-holder 120 can pivot inwards. Thereafter, the receiving plate 130 moves in the Z direction 116 downwards, so that the electrode stack to be deposited 110 is stored.
  • Support surface 114 as shown in Figure 3 is by first
  • Biasing springs 122 acted upon. This ensures that at a
  • the stack of stacked electrode stack 10 stacked on the support surface 114 is continuously adjusted to the issued counter-holder 120.
  • the Z-axis is designated by reference numeral 116 and the Y-axis has the reference numeral 118.
  • the counter holders 120 pivot over the end of the stack of electrode stacks 10 opposite the support surface 114, so that the stack is fixed.
  • the exchangeable removable carrier 115 of his example, rod-shaped trained guide member 128 are removed either manually or by an automated handling system.
  • the rod-shaped guide elements 128 are with
  • Biasing springs namely the second biasing springs 124 reinforced.
  • the stacking device 78 also includes a receiving plate 130, which in turn receives the rod-shaped guide elements 128.
  • the receiving plate 130 is part of a storage station 132 which, for example, guided in a dovetail guide 134 or the like, in the direction of the Y-
  • Axis 118 can be moved so that after unlocking the
  • FIG. 4 shows the change carrier 115 in an enlarged view.
  • recesses 136 which serve to receive the locking elements 126 indicated in FIG. 3, are located on the upper side of the exchangeable carrier 115.
  • Locking elements 126 fix the exchangeable removable carrier 115 on the rod-shaped guide elements 128. Furthermore, the removable carrier 115 comprises bores 138 on its underside. The bores 138 are complementary to the diameter, for example of the rod-shaped guide elements 128 and allow the interchangeable exchange carrier 115 to be plugged on After insertion of the exchangeable exchange carrier 115, the locking elements 126 are again positioned so that
  • FIG. 4 further shows that the action causes the first biasing springs 122 of the stacks to grow to the stacking height 112, which overlaps the upper stacking end
  • Figures 5.1 and 5.2 are embodiments of the support surface 114 of the removable exchange carrier 115 can be seen.
  • the support surface 114 here has crossed channels 142 which form a channel pattern 144.
  • the channels 142 extend in the embodiment of the support surface 114 shown in Figure 5.1 continuously from one edge 148 to the opposite edge 148 of the support surface 114.
  • Through the channels 142 which are shown here in a crossed representation, resulting in a number of contact surfaces 146, on where the electrode stacks 10 rest.
  • the channels 142 serve to stack them up
  • Electrode stack 10 can be removed within a follow-up process with grippers, staples or bands, so that further processing is possible.
  • FIG. 5.2 shows an embodiment of the support surface 114. It can be seen from FIG. 5.2 that at the respective edges 148
  • Support surface 114 recesses 140 are located. Complementary to the
  • the recesses 140 on the edge 148 of the support surface 114 in a width 150 and a depth 152 are designed so that an interface for the subsequent process with respect to the further processing of the stacked Electrode stack 10 is.
  • FIG. 6 shows a multilayer electrode stack.
  • the individual electrode stacks 10 of stack segments 52 which are stacked by the inventively proposed stacking device 78 without slippage occurs, are with high precision to a
  • the stack segments 52 include a
  • Electrode segment 56 another separator segment 53 of the second separator 19, which separates the anode segment 55 from the cathode segment 56.
  • the electrode stacks 10 according to FIG. 6 are placed on the lower side of the linear conveyor system 76 from above in an overhead position on the stacking devices 78 proposed according to the invention, in particular on the exchangeable exchangeable carrier 115.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stapelvorrichtung (78) für mehrlagige, flache Elektrodenstapel (10), wobei die Stapelvorrichtung (78) in Y- Richtung (118) verfahrbar ist. Der lösbar an Führungselementen (128) aufgenommene, austauschbare Wechselträger (115) weist eine Auflagefläche (114) auf. Diese ist durch erste Vorspannfedern (122) beaufschlagt, die die auf der Auflagefläche (114) aufgestapelten Elektrodenstapel (10) bei der Handhabung des Wechselträgers (115) kontinuierlich an Gegenhalter (120) anstellen.

Description

Beschreibung Titel
Stapelvorrichtung für mehrlagige, flache Elektrodenstapel Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Stapelvorrichtung für mehrlagige flache Elektrodenstapel, wobei die Stapelvorrichtung in Y-Richtung verfahrbar ist und einen Wechselträger umfasst. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine
Batteriezelle sowie auf eine Verwendung derselben.
Stand der Technik
Elektrische Energie ist mittels Batterien speicherbar. Batterien wandeln chemische Reaktionsenergie in elektrische Energie um. Hierbei werden
Primärbatterien und Sekundärbatterien unterschieden. Primärbatterien sind nur einmal funktionsfähig, während Sekundärbatterien, die auch als Akkumulator bezeichnet werden, wieder aufladbar sind. In einem Akkumulator finden insbesondere sogenannte Lithium-Ionen-Batteriezellen Verwendung. Diese zeichnen sich unter anderem durch hohe Energiedichten, thermische Stabilität und eine äußerst geringe Selbstentladung aus.
Lithium-Ionen-Batteriezellen weisen eine positive Elektrode, die auch als Kathode bezeichnet wird, und eine negative Elektrode, die auch als Anode bezeichnet wird, auf. Die Kathode sowie die Anode umfassen je einen
Stromableiter, auf den ein Aktivmaterial aufgebracht ist. Die Elektroden der Batteriezelle sind folienartig ausgebildet und unter Zwischenlage eines
Separators, welcher die Anode von der Kathode trennt, beispielsweise zu einem Elektrodenstapel gestapelt. Die Elektroden können auch zu einem
Elektrodenwickel gewunden sein oder auf eine andere Art eine Elektrodeneinheit bilden. Die beiden Elektroden der Elektrodeneinheit sind elektrisch mit Polen der Batteriezelle verbunden, welche auch als Terminals bezeichnet werden. Die Elektroden und der Separator sind von einem in der Regel flüssigen Elektrolyten umgeben. Die Batteriezelle weist ferner ein Zellengehäuse auf, welches beispielsweise aus Aluminium gefertigt ist. Das Zellengehäuse in der Regel prismatisch, insbesondere quaderförmig ausgestaltet und druckfest ausgebildet. Aber auch andere Gehäuseformen, beispielsweise kreiszylindrisch oder auch flexible Pouch-Zellen sind bekannt.
Die wesentliche Bestrebung bei der Entwicklung von neuen Batteriezellen ist, das elektrochemische Nutzvolumen in der Zelle zu erhöhen. Als geeignetste Bauform einer Elektrodeneinheit zur Maximierung des Nutzvolumens hat sich der Elektrodenstapel herausgestellt, da dieser sowohl ideal prismatisch als auch in einer beliebigen anderen Geometrie hergestellt werden kann. Elektrodenstapel können beispielsweise mit Stapelvorrichtungen hergestellt werden.
Aus DE 10 2013 207 351 AI ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Herstellung einer Energiespeicherzelle und die Energiespeicherzelle bekannt. CN 102969527 A zeigt ebenfalls eine Elektrodenstapelausbildung, bei denen die einzelnen Elektrodenstapel durch Zwischenlagen voneinander getrennt sind und die Elektroden jeweils Kontaktfahnen umfassen.
Darstellung der Erfindung
Es wird eine Stapelvorrichtung für mehrlagige flache Elektrodenstapel vorgeschlagen, wobei die Stapelvorrichtung in Y- Richtung und optional auch in X-Richtung verfahrbar sein kann und einen Wechselträger umfasst. Der
Wechselträger ist lösbar an Führungselementen aufgenommen, austauschbar ausgeführt und umfasst eine Auflagefläche, die durch erste Vorspannfedern beaufschlagt ist, die die auf der Auflagefläche gestapelten Elektrodenstapel bei der Handhabung des Wechselträgers kontinuierlich an Gegenhalter anstellen.
In vorteilhafter Weise wird durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene
Stapelvorrichtung, die auf eine Auflagefläche gestapelte Anordnung von Elektrodenstapeln mittels Federkraft an den Gegenhaltern kontinuierlich unter Spannung gehalten, wobei sichergestellt ist, dass keine Lage innerhalb der Elektrodenstapel verrutscht. In vorteilhafter Weise ist der Wechselträger während des Stapelvorgangs fixiert, kann entriegelt werden und lässt entweder manuell oder durch ein Handhabungssystem leicht austauschen.
In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung sind die Gegenhalter verschwenkbar oder in X- und Z- Richtung verfahrbar am Wechselträger aufgenommen und übergreifen ein Stapelende auf der
Auflagefläche des Wechselträgers aufgestapelter Elektrodenstapel. Gegen die
Gegenhalter wird der Stapel aufgrund der Vorspannfedern, die die Auflagefläche beaufschlagen, kontinuierlich angestellt, so dass die aufgestapelten
Elektrodenstapel definiert fixiert bleiben.
Der Wechselträger ist durch Verriegelungselemente auf Führungselementen gesichert. Zur Handhabung des Wechselträgers werden die Verriegelungen gelöst und der Wechselträger lässt sich in sehr einfacher Weise mit dem darauf angeordneten, unter Vorspannung stehenden Elektrodenstapel entweder mit einem automatischen Handhabungssystem oder auch manuell bewegen.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Stapelvorrichtung befindet sich in vorteilhafter Weise unterhalb eines linearen Fördersystems, auf dessen
Einzeltischen mehrlagige Elektrodenstapel aufgenommen sind. Ein jeder der Einzeltische des linearen Fördersystems gibt in Überkopflage oberhalb der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Stapelvorrichtung durch Lösung von
Spannklammern oder durch Roboter mit Vakuumgreifern - um Beispiele zu nennen - den jeweils am Einzeltisch fixierten Elektrodenstapel auf die
Auflagefläche des Wechselträgers ab. Die Auflagefläche des Wechselträgers umfasst in vorteilhafter Weise mindestens einen Kanal oder eine Anordnung mehrerer Kanäle, die beispielsweise gekreuzt sind. In vorteilhafter Weise erstrecken sich die Kanäle durchgängig an der Oberfläche der Auflagefläche. Di Kanäle dienen als Eingreiföffnungen für Klammern, Greifer oder bandartige Fördersysteme, mit denen die Anzahl auf der Auflagefläche aufgestapelter Elektrodenstapel entnommen und einem Folgeprozess zugeführt werden kann. Alternativ zu den beschriebenen Kanälen, können im Randbereich der
Auflagefläche des Wechselträgers auch Aussparungen ausgebildet sein. Die Aussparungen liegen bevorzugt im Randbereich am Bereich der Kante der Auflagefläche und können beispielsweise einander gegenüberliegend angeordnet sein.
Dadurch, dass die Kanäle die Oberfläche der Auflageflächen teilweise unterbrechen, verbleiben Kontaktflächen, auf denen die Elektrodenstapel aufliegen. Sind auf der Auflagefläche des Wechselträgers beispielsweise Aussparungen im Randbereich vorgenommen, so ergibt sich eine durchgängig sich über die Auflagefläche erstreckende Kontaktfläche.
Ferner wird eine Batteriezelle vorgeschlagen, die mindestens einen
Elektrodenstapel umfasst, der auf einer erfindungsgemäß vorgeschlagenen Stapelvorrichtung hergestellt ist.
Eine erfindungsgemäße Batteriezelle findet in vorteilhafter Weise Verwendung in einem Elektrofahrzeug (EV), in einem Hybridfahrzeug (HEV), einem Plug-in- Hybridfahrzeug (PHEV) oder in einem Consumer-Elektronik-Produkt. Unter Consumer-Elektronik-Produkten sind insbesondere Mobiltelefone, Tablet-PC's oder Notebooks zu verstehen.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Stapelvorrichtung ist in Y- Richtung verfahrbar ausgebildet und insbesondere unterhalb eines linearen
Fördersystems, bei dem Einzeltische entlang einer Schiene geführt werden, angeordnet.
Nach dem Ablegen einer Anzahl von Elektrodenstapel auf dem Wechselträger erfolgt eine Bewegung der Stapelvorrichtung in Y- Richtung, so dass nach Entriegelung an Führungselementen der Wechselträger entnommen werden kann. Der Vorteil der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung, insbesondere der des Wechselträgers ist ein schneller Austausch desselben, wobei aufgrund der Vorspannung der gesamten Anordnung von Elektrodenstapeln auf der Auflagefläche ein Verrutschen der Lagen der Elektrodenstapel ausgeschlossen ist. Die die Auflagefläche kontinuierlich beaufschlagenden Vorspannfedern halten den gesamten Stapel aus Elektrodenstapel kontinuierlich unter Federkraft. Die Anzahl aufgestapelter Elektrodenstapel ist aufgrund der Vorspannung gegen die der Auflagefläche gegenüberliegenden Gegenhalter angestellt wird.
In vorteilhafter Weise hält der Wechselträger fortwährend die Spannung passiv aufrecht, ist zuverlässig mit wenigen Handgriffen, die auch automatisierbar wären, austauschbar und positionierbar und erlaubt zudem an einen sich den Stapeln anschließenden Folgeprozess eine sehr präzise Übergabe.
In vorteilhafter Weise ist die durch die erste Vorspannfeder beaufschlagte Auflagefläche des austauschbaren Wechselträgers so gestaltet, dass einerseits die Elektrodenstapel flach auf einer Kontaktfläche der Auflagefläche aufgelegt werden können und andererseits mindestens ein Kanal oder mehrere Kanäle oder Aussparungen und dergleichen vorhanden sind, um die aufgestapelte Anordnung von Elektrodenstapel für einen Folgeprozess mit Greifern, Klammern oder Bändern oder dergleichen entnehmen zu können. Damit stellt der
Wechselträger eine präzise vorteilhaft konfigurierte Schnittstelle zu einem sich an das Stapeln der Elektrodenstapel anschließenden Folgeprozess bei der
Herstellung von Batteriezellen dar.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Anhand der Zeichnung wird die Erfindung anschließend eingehender
beschrieben.
Es zeigt:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Batteriezelle,
Figur 2 die wesentlichen Komponenten einer Anlage zur Herstellung von
Elektrodenstapeln, Figur 3 die erfindungsgemäß vorgeschlagene Stapelvorrichtung unterhalb eines linearen Fördersystems,
Figur 4 eine vergrößerte Darstellung des austauschbaren Wechselträgers,
Figuren 5.1
und 5.2 zwei Ausführungsmöglichkeiten der Auflagefläche, die im
austauschbaren Wechselträger angeordnet ist und
Figur 6 eine schematische Darstellung eines mehrlagigen Elektrodenstapels.
Ausführungsvarianten
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Batteriezelle 2. Die
Batteriezelle 2 umfasst ein Gehäuse 3, welches prismatisch, vorliegend quaderförmig, ausgebildet ist. Das Gehäuse 3 ist vorliegend elektrisch leitend ausgeführt und beispielsweise aus Aluminium gefertigt. Das Gehäuse 3 kann auch in Form einer flexiblen Pouch-Folie ausgebildet sein.
Die Batteriezelle 2 umfasst ein negatives Terminal 11 und ein positives Terminal 12. Über die Terminals 11, 12 kann eine von der Batteriezelle 2 zur Verfügung gestellte Spannung abgegriffen werden. Ferner kann die Batteriezelle 2 über die Terminals 11, 12 auch geladen werden.
Innerhalb des Gehäuses 3 der Batteriezelle 2 ist eine Elektrodeneinheit angeordnet, welche vorliegend als Elektrodenstapel 10 ausgeführt ist. Der Elektrodenstapel 10 weist zwei Elektroden, nämlich eine Anode 21 und eine Kathode 22, auf. Die Anode 21 und die Kathode 22 sind jeweils folienartig ausgeführt und durch einen ersten bandförmigen Separator 18 voneinander separiert. Der erste bandförmige Separator 18 ist ionisch leitfähig, also für Lithiumionen durchlässig.
Die Anode 21 umfasst ein anodisches Aktivmaterial 41 und einen anodischen Stromableiter 31. Der anodische Stromableiter 31 ist elektrisch leitfähig ausgeführt und aus einem Metall gefertigt, beispielsweise aus Kupfer. Der anodische Stromableiter 31 ist elektrisch mit dem negativen Terminal 11 der Batteriezelle 2 verbunden. Die Kathode 22 umfasst ein kathodisches Aktivmaterial 42 und einen
kathodischen Stromableiter 32. Der kathodische Stromableiter 32 ist elektrisch leitfähig ausgeführt und aus einem Metall gefertigt, beispielsweise aus
Aluminium. Der kathodische Stromableiter 32 ist elektrisch mit dem positiven Terminal 12 der Batteriezelle 2 verbunden.
Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung die Komponenten einer Anlage zur Herstellung von Elektrodenstapeln 10.
Figur 2 zeigt eine Anlage 58 zur Herstellung von Elektrodenstapeln 10. An einer Zuführung 60 für einen ersten bandförmigen Separator 18 erfolgt dessen
Zuführung auf eine Transportvorrichtung 62. Bei der Transportvorrichtung 62 kann es sich um ein umlaufendes Band oder auch um ein lineares Fördersystem oder dergleichen handeln. Auf der Transportvorrichtung 62 wird der erste bandförmige Separator 18 in Transportrichtung 64 transportiert.
Oberhalb der Transportvorrichtung 62 befindet sich ein Spulenvorrat eines ersten bandförmigen Materials 66 für eine erste Elektrode, beispielsweise eine Kathode. Die Zufuhr des ersten bandförmigen Materials 66 für die erste Elektrode
(Kathode) erfolgt über mehrere hier nicht dargestellte Umlenkrollen an ein angetriebenes Rad 92. Einer Umfangsfläche 94 des angetriebenen Rades 92 ist ein Laser 96 oder eine messerartige Schneideinrichtung zugeordnet. Unterhalb des Lasers 96 oder der messerartigen Schneideinrichtung erfolgt ein Schnitt 68 des ersten bandförmigen Materials 66 für die erste Elektrode, wodurch ein Abschnitt 70, d.h. ein erstes Kathodensegment 56, erzeugt wird. Der abgetrennte Abschnitt 70 wird an der Umfangsfläche 94 des angetriebenen Rades 92 innerhalb eines Vakuumbereiches 86 fixiert, bevor der jeweilige Abschnitt 70 auf den ersten bandförmigen Separator 18 auf der Transportvorrichtung 62 aufgelegt wird.
Das angetriebene Rad 92 ist mit einem Antrieb 90 versehen, der einen Encoder und eine Antriebssteuerung umfasst, derart, dass das angetriebene Rad 92 während seiner Rotation abwechselnd alternierend beschleunigt und verzögert wird, so dass bei der Ablage der Abschnitte 70 auf der Separatorbahn auf der Oberseite der Transportvorrichtung 62 definierte Lücken erzeugt werden.
Danach erfolgt die Zuführung 72 eines zweiten bandförmigen Separators 19. Dieser wird auf die Transportvorrichtung 62 überführt, so dass der erste bandförmige Separator 18, und die gleichmäßig voneinander beabstandeten, abgetrennten Abschnitte 70, Kathodensegmente 56, von dem zweiten bandförmigen Separator 19 überdeckt sind.
Anschließend erfolgt innerhalb eines Übergabebereiches 74 die Überführung des ersten bandförmigen Separators 18, der darauf angeordneten voneinander beabstandeten Abschnitte 70, d.h. der Kathodensegmente 56 sowie des zweiten bandförmigen Separators 72 an ein lineares Fördersystem 76. Das lineare Fördersystem 76 umfasst beispielsweise einzelne mit Unterdruck
beaufschlagbare Schlitten, wobei aus Figur 2 hervorgeht, dass dem linearen Fördersystem 76 an dessen Unterseite einzelne diskrete Stapelvorrichtungen 78 zugeordnet sind.
Nach Passage des Übergabebereiches 74 erfolgt bevorzugt ein Laserschnitt 80, der an das lineare Fördersystem 76 übergebenen Anordnung aus erstem bandförmigen Separator 18, Abschnitt 70 der ersten Elektrode, d.h. der
Kathodensegmente 56 sowie des zweiten bandförmigen Separators 19. Diese 3- Lagen-Stapel 106 werden seitlich über Greifvorrichtungen oder Vakuum auf einzelnen voneinander getrennten mit Vakuum beaufschlagbaren Tischen des linearen Fördersystems 76 fixiert.
Aus Figur 2 geht hervor, dass dem linearen Fördersystem 76 ein weiteres angetriebenes Rad 92 zugeordnet ist. Dieses wird mit einem zweiten bandförmigen Material 82 für eine zweite Elektrode, d.h. der Anode beaufschlagt, welches einen Schnitt 80 durch einen Laser 96 erfährt. Die vom zweiten bandförmigen Material 82 für die zweite Elektrode, d.h. der Anode, abgetrennten Abschnitte 70 der zweiten Elektrode werden innerhalb des Vakuumbereiches 86 auf dem angetriebenen Rad 92 fixiert und auf die von den einzelnen Tischen des linearen Fördersystems 76 herantransportierten Anordnungen aus erstem bandförmigen Separator 18, den Abschnitt 70 für die zweite Elektrode und den zweiten bandförmigen Separator 19 aufgebracht.
Die erhaltenen, beispielsweise von Greifern des linearen Fördersystems 76 fixierten vierlagigen Stapel werden im Auslaufbereich des linearen
Fördersystems 76 um 180° gewendet und in Überkopflage auf einzelne
Stapelvorrichtungen 78 abgelegt.
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass das angetriebene Rad 92, welches oberhalb des linearen Fördersystems 76 angeordnet ist, ebenfalls einen
Vakuumbereich 86 und einen Abblasbereich 88 aufweist. Bei Position 84 erfolgt der Laserschnitt des zweiten bandförmigen Materials 82 für die zweite Elektrode bevorzugt mittels des Lasers 96. Alternativ zu dem Laser 96, bei dem es sich bevorzugt um einen kontinuierlichen oder gepulsten (ns oder ps) Festkörper- Laser handelt, kann auch eine messerartige Schneidvorrichtung eingesetzt werden, um die einzelnen Abschnitte 70, in diesem Falle die Anodensegmente 55, an dieser Stelle vom zweiten bandförmigen Material 82 für die zweite
Elektrode abzutrennen.
Der Darstellung gemäß Figur 3 ist eine erfindungsgemäß vorgeschlagene Stapelvorrichtung 78 zu entnehmen, die unterhalb eines linearen Fördersystems 76, wie in Figur 2 dargestellt, angeordnet ist.
Aus der Darstellung gemäß Figur 3 geht hervor, dass oberhalb der
erfindungsgemäß vorgeschlagenen Stapelvorrichtung 78 ein lineares
Fördersystem 76 verläuft. Alternativ können auch Roboter mit Vakuumgreifern eingesetzt werden. Das lineare Fördersystem 76 umfasst eine sich in Richtung einer X-Achse 100 erstreckende Schiene 104 an der eine Anzahl von
Einzeltischen 102 bewegt werden. Die Einzeltische 102 laufen mit Rollen 106 entlang der Schiene 104. In der in Figur 3 dargestellten Überkopflage der Einzeltische 102 werden nach lösen von Fixierklammern 108 abzulegende Elektrodenstapel 10 auf eine Auflagefläche 114 abgelegt. Aus der Darstellung gemäß Figur 3 geht hervor, dass auf der Auflagefläche 114 schon eine Anzahl von Elektrodenstapeln 10 abgelegt ist, und eine Stapelhöhe 112 erreicht ist.
Sobald der Einzeltisch 102 in Überkopflage seine Position erreicht hat, fährt eine im Einzeltisch 102 angeordnete Ausstoßvorrichtung wenige Millimeter vertikal nach unten. Die Aufnahmeplatte 130 fährt in Richtung der Z-Achse 116 vertikal nach oben dem abzulegenden Elektrodenstapel 110 entgegen. Dabei wird diese unter Federspannung gehalten, so dass die Gegenhalter 120 frei sind und nach außen verfahren. Die Aufnahmeplatte 130 fährt in Richtung der Z-Achse 116 weitere wenige Millimeter nach oben, so dass die Gegenhalter 120 nach innen verschwenken können. Danach fährt die Aufnahmeplatte 130 in Z-Richtung 116 abwärts, so dass der abzulegende Elektrodenstapel 110 abgelegt ist.
Im in Figur 3 gezeigten Zustand ist dargestellt, dass an einem austauschbaren Wechselträger 115 verschwenkbar angeordnete Gegenhalter 120 das obere Ende des Stapels aufgestapelter Elektrodenstapel 10 übergreifen. Die
Auflagefläche 114 gemäß der Darstellung in Figur 3 ist durch erste
Vorspannfedern 122 beaufschlagt. Dadurch wird erreicht, dass bei einem
Ausschwenken der Gegenhalter 120, die verschwenkbar am auswechselbaren Wechselträger 115 angeordnet sind, der auf der Auflagefläche 114 aufgestapelte Stapel von Elektrodenstapel 10 kontinuierlich an die ausgestellten Gegenhalter 120 angestellt ist. Dadurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass innerhalb der Stapel kein Verrutschen auftritt, sondern diese in ihrer präzisen Lage verbleiben. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass die Z-Achse mit Bezugszeichen 116 bezeichnet ist und die Y-Achse das Bezugszeichen 118 hat.
Ist eine Stapelhöhe 112 - wie in Figur 3 dargestellt - auf der Auf I lagefläche 114 erreicht, verschwenken die Gegenhalter 120 über das der Auflagefläche 114 gegenüberliegende Ende des Stapels von Elektrodenstapeln 10, so dass der Stapel fixiert ist. Nach Entriegelung der Verriegelungselemente 126 kann der austauschbare Wechselträger 115 von seinen beispielsweise stabförmig ausgebildeten Führungselement 128 entweder manuell oder durch ein automatisiertes Handhabungssystem entnommen werden.
Auch die stabförmig ausgebildeten Führungselemente 128 sind mit
Vorspannfedern, nämlich den zweiten Vorspannfedern 124 bewehrt.
Die Stapelvorrichtung 78 umfasst darüber hinaus eine Aufnahmeplatte 130, die wiederum die stabförmig ausgebildeten Führungselemente 128 aufnimmt. Die Aufnahmeplatte 130 ist Teil einer Ablagestation 132, die beispielsweise in einer Schwalbenschwanzführung 134 oder dergleichen geführt, in Richtung der Y-
Achse 118 verfahren werden kann, so dass nach Entriegelung der
Verriegelungselemente 126 und dem Herausbewegen der Stapelvorrichtung 78, die unterhalb des linearen Fördersystems 76 angeordnet ist, der Wechselträger 115 mit samt der dort aufgestapelten Elektrodenstapel 10 entnommen werden kann.
Figur 4 ist der Wechselträger 115 in vergrößerter Darstellung zu entnehmen. Neben den verschwenkbar ausgebildeten Gegenhaltern 120, befinden sich auf der Oberseite des Wechselträgers 115 Vertiefungen 136, die der Aufnahme der in Figur 3 angedeuteten Verriegelungselemente 126 dienen. Die
Verriegelungselemente 126 fixieren den austauschbaren Wechselträger 115 auf den stabförmig ausgebildeten Führungselementen 128. Des Weiteren umfasst der Wechselträger 115 an seiner Unterseite Bohrungen 138. Die Bohrungen 138 sind komplementär zum Durchmesser, beispielsweise der stabförmig ausgebildeten Führungselementen 128 ausgeführt und erlauben ein Aufstecken des austauschbaren Wechselträgers 115 auf die stabförmig ausgeführten Führungselemente 128. Nach Aufstecken des austauschbaren Wechselträgers 115 werden die Verriegelungselemente 126 wieder so positioniert, dass
Rastnasen in die Vertiefungen 136 im Randbereich an der Oberseite des Wechselträgers 115 eingreifen und den austauschbaren Wechselträger 115 in einer Arbeitsposition fixieren. Figur 4 ist des Weiteren zu entnehmen, dass über die Wirkung die ersten Vorspannfedern 122 der Stapel auf die Stapelhöhe 112 angewachsen, gegen die das obere Stapelende übergreifenden
ausgeschwenkten Gegenhalter 120 drücken. Somit ist ein Verrutschen bzw. ein Verschieben einzelner Elektrodenstapel 10 oder einzelner Lagen innerhalb der Elektrodenstapel 10 aufgrund der kontinuierlich wirkenden Vorspannkraft ausgeschlossen, so dass bei Handhabung des austauschbaren Wechselträgers 115 entweder manuell oder über ein automatisches Handhabungssystem oder dergleichen, die Präzision der Lagen einzelner Elektrodenstapel 10
aufrechterhalten bleibt und eine präzise Übergabe an einen sich an den
Stapelprozess anschließenden Folgeprozess sichergestellt ist.
Den Figuren 5.1 und 5.2 sind Ausführungsmöglichkeiten der Auflagefläche 114 des austauschbaren Wechselträgers 115 zu entnehmen.
Der Darstellung gemäß Figur 5.1 ist zu entnehmen, dass die Auflagefläche 114 hier gekreuzte Kanäle 142 aufweist, die ein Kanalmuster 144 bilden. Die Kanäle 142 erstrecken sich in der in Figur 5.1 dargestellten Ausführungsvariante der Auflagefläche 114 durchgängig von einem Rand 148 zum gegenüberliegenden Rand 148 der Auflagefläche 114. Durch die Kanäle 142, die hier in gekreuzter Darstellung dargestellt sind, ergeben sich eine Anzahl von Kontaktflächen 146, auf denen die Elektrodenstapel 10 aufliegen. In der in Figur 5.1 dargestellten Ausführungsvariante dienen die Kanäle 142 dazu, die aufgestapelten
Elektrodenstapel 10 innerhalb eines Folgeprozesses mit Greifern, Klammern oder Bändern entnehmen zu können, so dass eine Weiterverarbeitung möglich ist.
Figur 5.2 zeigt eine Ausgestaltung der Auflagefläche 114. Figur 5.2 ist zu entnehmen, dass sich an den jeweiligen Rändern 148 der
Auflagefläche 114 Aussparungen 140 befinden. Komplementär zu den
Handhabungsgeräten, seien es Greifer, seien es Klammern, seien es Bänder des Folgeprozesses, sind die Aussparungen 140 am Rand 148 der Auflagefläche 114 in einer Breite 150 und einer Tiefe 152 gestaltet, so dass eine Schnittstelle für den sich anschließenden Folgeprozess hinsichtlich der Weiterverarbeitung der aufgestapelten Elektrodenstapel 10 besteht.
Figur 6 zeigt einen mehrlagigen Elektrodenstapel. Die einzelnen Elektrodenstapel 10 aus Stapelsegmenten 52, die durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Stapelvorrichtung 78 aufgestapelt werden, ohne dass ein Verrutschen auftritt, werden mit hoher Präzision an einen
Folgeprozess übergeben. Die Stapelsegmente 52 umfassen ein
Separatorsegment 53 des ersten bandförmigen Separators 18, ein
Kathodensegment 56, ein weiteres Separatorsegment 53 des zweiten Separators 19, welches das Anodensegment 55 von dem Kathodensegment 56 trennt. Die Elektrodenstapel 10 gemäß Figur 6 werden über das lineare Fördersystem 76 an dessen Unterseite von oben her in Überkopflage auf die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Stapelvorrichtungen 78, insbesondere auf den austauschbaren Wechselträger 115 aufgelegt.
Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.

Claims

Ansprüche
1. Stapelvorrichtung (78) für mehrlagige, flache Elektrodenstapel (10), wobei die Stapelvorrichtung (78) in Y- Richtung (118) verfahrbar ist und einen Wechselträger (115) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der lösbar an Führungselementen (128) aufgenommene, austauschbare Wechselträger (115) eine Auflagefläche (114) aufweist, die durch erste Vorspannfedern (122) beaufschlagt ist, die die auf der Auflagefläche (114) aufgestapelten Elektrodenstapel (10) bei Handhabung des Wechselträgers (115) kontinuierlich an Gegenhalter (120) anstellen.
2. Stapelvorrichtung (78) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenhalter (120) verschwenkbar am Wechselträger (115) aufgenommen sind und ein Stapelende auf der Auflagefläche (114) aufgestapelte Elektrodenstapel (10) übergreifen.
3. Stapelvorrichtung (78) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselträger (115) durch Verriegelungselemente (126) auf den Führungselementen (128) gesichert ist.
4. Stapelvorrichtung (78) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenstapel (10) in Überkopflage von Einzeltischen (102) eines linearen Fördersystems (76) von diesen auf die Auflagefläche (114) abgelegt werden.
5. Stapelvorrichtung (78) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (114) mindestens einen Kanal (142) oder ein
Kanalmuster (144) für Greifer, Klammern oder Bänder zur Handhabung innerhalb eines Folgeprozesses zur Entnahme der Elektrodenstapel (10) aufweist.
6. Stapelvorrichtung (78) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kanal (142) sich durchgängig über die Auflagefläche (114) erstreckt, wobei Kontaktflächen (146) für die Elektrodenstapel (10) verbleiben.
7. Stapelvorrichtung (78) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (114) Aussparungen (140) aufweist, die am Rand (148) der Auflagefläche (114) liegen.
8. Stapelvorrichtung (78) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (140) einander gegenüberliegend angeordnet sind.
9. Batteriezelle (2) umfassend mindestens ein Elektrodenstapel (10),
hergestellt auf einer Stapelvorrichtung (78) gemäß der vorhergehenden Ansprüche.
10. Verwendung einer Batteriezelle (2) gemäß Anspruch 9 in einem
Elektrofahrzeug (EV), in einem Hybridfahrzeug (HEV), in einem Plug-in- Hybridfahrzeug (PHEV) oder in einem Consumer-Elektronik-Produkt.
PCT/EP2018/073292 2017-09-13 2018-08-30 Stapelvorrichtung für mehrlagige, flache elektrodenstapel Ceased WO2019052815A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017216152.3A DE102017216152A1 (de) 2017-09-13 2017-09-13 Stapelvorrichtung für mehrlagige, flache Elektrodenstapel
DE102017216152.3 2017-09-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019052815A1 true WO2019052815A1 (de) 2019-03-21

Family

ID=63442638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2018/073292 Ceased WO2019052815A1 (de) 2017-09-13 2018-08-30 Stapelvorrichtung für mehrlagige, flache elektrodenstapel

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102017216152A1 (de)
WO (1) WO2019052815A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018133454B4 (de) * 2018-12-21 2023-05-25 Bdt Media Automation Gmbh Verfahren zum Stapeln wenigstens eines Mediums, sowie Stapelsystem
DE102021207342A1 (de) 2021-07-12 2023-01-12 Körber Technologies Gmbh Zellstapelanlage und Zellstapelvorrichtung für Segmente von Energiezellen und Teilvorrichtung/Teilverfahren einer oder in einer Zellstapelanlage
DE102022107942A1 (de) 2022-04-04 2023-10-05 Mb Atech Gmbh Stapeleinheit zur Herstellung von Modulen oder Vorstufen von Modulen
DE102024107061B3 (de) 2024-03-12 2025-03-27 Mb Automation Gmbh & Co. Kg Stapeleinheit zur Herstellung von Modulen oder Vorstufen von Modulen

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102969527A (zh) 2011-08-29 2013-03-13 三洋电机株式会社 非水电解质二次电池及其制造方法
EP2696428A1 (de) * 2011-04-07 2014-02-12 Nissan Motor Co., Ltd. Laminierungsvorrichtung und laminierungsverfahren
DE102013207351A1 (de) 2013-04-23 2014-10-23 Thyssenkrupp System Engineering Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Energiespeicherzelle und Energiespeicherzelle
JP2015066760A (ja) * 2013-09-27 2015-04-13 日本電気株式会社 シート積層装置及び方法
EP2897889A1 (de) * 2012-09-19 2015-07-29 Solystic Vorrichtung zum stapeln von flachen gegenständen, aufbewahrungsvorrichtung für flache poststücke und postsortiermaschine

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5098800A (en) * 1990-09-10 1992-03-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army High temperature molten salt bipolar stacked module battery
JP5953083B2 (ja) * 2011-04-07 2016-07-13 日産自動車株式会社 積層装置および積層方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2696428A1 (de) * 2011-04-07 2014-02-12 Nissan Motor Co., Ltd. Laminierungsvorrichtung und laminierungsverfahren
CN102969527A (zh) 2011-08-29 2013-03-13 三洋电机株式会社 非水电解质二次电池及其制造方法
EP2897889A1 (de) * 2012-09-19 2015-07-29 Solystic Vorrichtung zum stapeln von flachen gegenständen, aufbewahrungsvorrichtung für flache poststücke und postsortiermaschine
DE102013207351A1 (de) 2013-04-23 2014-10-23 Thyssenkrupp System Engineering Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Energiespeicherzelle und Energiespeicherzelle
JP2015066760A (ja) * 2013-09-27 2015-04-13 日本電気株式会社 シート積層装置及び方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017216152A1 (de) 2019-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017216213A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels
DE102017216138A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels für eine Batteriezelle und Batteriezelle
EP3679622B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung mehrerer elektrodenstapel
EP2705556B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von elektrodenwickeln
WO2019052881A1 (de) Verfahren zum trennen bandförmigen elektroden- und separatormaterials auf einer gekrümmten oberfläche unter verwendung eines laserstrahles
WO2019052815A1 (de) Stapelvorrichtung für mehrlagige, flache elektrodenstapel
WO2019052882A1 (de) Verfahren zur positionskorrektur von elektrodenstapeln bei deren ablegen
WO2019052814A1 (de) Verfahren zur herstellung von elektroden
DE102017216149A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Elektrodenstapels für eine Batteriezelle
DE102021207357A1 (de) Maschine und Verfahren für die Energiezellen produzierende Industrie
DE102020124040A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Zellstapels für Batteriezellen
WO2012062423A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines elektrochemischen energiespeichers
DE102021006112A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Energiespeichers
EP3968426A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines zellstapels für batteriezellen
EP2764561A1 (de) Verfahren und system zum schneiden von blatt- oder plattenförmigen objekten
EP4060772B1 (de) Verfahren zur herstellung einer ableiterfolie für batterien
DE102017216184A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels für eine Batteriezelle und Batteriezelle
DE102017216188A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels für eine Batteriezelle und Batteriezelle
WO2019052813A1 (de) Verfahren zur herstellung eines elektrodenstapels für eine batteriezelle und batteriezelle
DE102010053341A1 (de) Verfahren und System zum Schneiden von blatt- oder plattenförmigen Objekten
DE102016225221A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels für eine Batteriezelle und Batteriezelle
DE102017216209A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels für eine Batteriezelle und Batteriezelle
DE102017216151A1 (de) Werkstückträger zum Transport eines mehrlagigen Elektrodenstapels
DE102017216131A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels für eine Batteriezelle und Batteriezelle
EP4060779A2 (de) Fertigungsvorrichtung für batterien

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18762279

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18762279

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1