[发明专利]用于制造堆构造的方法

说明书

本发明涉及一种用于由薄膜状或者叶片状的单层（12、14、16）来制造电池组电池或燃料电池的堆构造（60）的方法，其中至少执行以下方法步骤：a）沿着至少一个穿孔方向（34、36）通过在用于各一种单层（12、14、16）的幅面状的材料（74、76、78）中穿孔（32）来产生具有外部轮廓（46）的单层（12、14、16）；b₁）如此执行所述穿孔（32），使得穿孔接片（40）的用作目标断裂位置的撕开边缘（50）处于所述外部轮廓（46）之内；b₂）如此执行所述穿孔（32），使得通过所述穿孔在所述单层（12、14、16）之间在相应的幅面状的材料（74、76、78）中形成暂时的支撑结构（52），c1）在所述穿孔接片（40）的处于单层（12、14、16）的外部轮廓（46）之内的目标断裂位置处将各个相同的单层（12、14、16）彼此分开；或者c2）将具有多个相同的通过暂时的支撑结构（52）来彼此连接的单层（12、14、16）的幅面件/片件（94、96）分开；d）实施幅面件/片件（94、96）的堆叠过程（90）并且在结束所述堆叠过程（90）之后在穿孔（32）处分开所述暂时的支撑结构（52）。

技术领域

本发明涉及一种用于由薄膜状或者叶片状的单层来制造堆构造的方法。此外，本发明涉及所述方法的使用，以用于制造用于电池组电池的电极堆或者用于制造燃料电池堆。

背景技术

JP 2011-086506公开了一种用于层状的电池组的制造装置，用所述制造装置来连续地加工连续的阴极材料、连续的阳极材料和连续的分离器材料并且沿着特定的线条来连续地使阴极、阳极和分离器成形。每条断裂线的侧面能够被分开。被分开的材料被堆放在堆上。各个原材料的断裂线上下叠置。借助于切割机构，沿着所述断裂线来制造一定数目的电池组材料。

US 2005/0286209公开了一个所冲裁的膜层与另一个具有所冲裁的图案的膜层的连接，所述图案限定了至少一条分离线。所冲裁的图案至少沿一个方向具有多条彼此平行延伸的分离线或者具有不同的彼此垂直地伸展的分离线。

各个膜层可以堆叠并且形成电化学的组件。对于所冲裁的膜层来说，冲裁图案与穿孔相类似；所冲制的图案确定用于接下来通过切割或其他方式将所述组件在这些膜层处分开的切割边缘，所述膜层彼此层压或者通过其他方式方法来彼此连接。

US 2012/0210549公开了一种用于制造电气的双层电池的方法，其中首先通过将电极材料挤压到可导电的片件上这种方式来制造第一和第二电极片。将所述第一和第二电极片彼此连接起来并且其形成电极单元。对所述第一和第二电极片进行堆叠，其中在这些电极片之间如此插入分离器，使得第一和第二电极的数目彼此重叠。对上下堆叠的第一和第二电极片进行切割。

电池组电池、像比如锂离子电池一层一层地来构造。各个层由阳极及阴极薄膜以及将其分开的分离器来构成。所述电池组电池的构造按电池组电池的形状在其应用领域内是不同的。相应的电池组电池的构造能够通过单片堆叠、扁平卷绕、Z型褶皱的产生以及分离器的Z形褶皱的产生以及随后各个电极的放入来进行。现今主要将所述扁平卷绕和单片堆叠用于制造电极堆。所述扁平卷绕在其空间利用方面并不是最佳的。空间利用代表着电池组电池的一种主要的特征参数并且说明电池的能量和功率密度。此外，所述扁平卷绕在使用寿命的方面并不是最佳的，因为会在充电和放电时出现绕组的“呼吸”，所述“呼吸”可能引起应力和不确定的变形。此外，在冷却时由于不平坦地上下叠置的、代表着对外的热输送的层而出现问题。

所述单片堆叠虽然提供优点，但是在以大批量方法进行制造的方面相当昂贵，因为要遵守各个层的狭小的定位公差。此外，在单片堆叠时也必须实现相当高的节拍时间。沿着侧面的机械的止挡进行堆叠是不可能，因为各个层具有不同的大小；因此分离器层在尺寸方面大于阳极，所述阳极在其尺寸方面又大于阴极层。所述单片堆叠提供电池组电池的更加自由的形状设计，可以制造不对称的轮廓。此外，所述单片堆叠在更新的材料、比如更薄的薄膜和更脆的材料的使用方面具有优点。