[发明专利]用于制造电极堆叠体的方法和设备

说明书

本发明涉及一种用于制造尤其电驱动的机动车的锂离子电池的电极堆叠体(2)的方法，该电极堆叠体由阳极(4)和阴极(6)构成，其中，阴极(6)在第一存储室(8)中被提供并且仅沿第一方向(R1)从第一存储室(8)无夹具地被输送到腔室(12)中，其中，阳极(4)在第二存储室(10)中被提供并且仅沿第二方向(R2)从第二存储室(10)无夹具地被输送到腔室(12)中，其中，将阴极(6)和阳极(4)交替地堆叠在腔室(12)中，并且其中，将在所述腔室(12)中交替地堆叠的阴极(6)和阳极(4)对齐地定向并且相互挤压。本发明还涉及一种用于制造这样的电极堆叠体(2)的设备(16)。

本发明涉及用于制造锂离子电池的由阳极和阴极构成的电极堆叠体的方法和设备。

这种锂离子电池具有至少一个电池单体，在该电池单体中容纳有电极堆叠体，该电极堆叠体具有多个片状的阴极(阴极片、阴极膜)和片状的阳极(阳极片、阳极膜)，其中，阴极和阳极例如上下重叠地堆叠，并且其中，在阴极和阳极之间分别布置有隔板。

具有上下重叠地堆叠的阳极和阴极的电极堆叠体例如通过所谓的单片堆叠或所谓的Z形折叠来制造。通常，单独的阳极和阴极在这种情况下借助于夹具系统(抓夹系统)移动。该夹具系统的夹具拾取相应的电极、即相应的阳极或阴极、将该电极抓持着输送到堆叠位置处并且将该电极放置在那里。然而，这样的夹具系统相对较慢。因此，这种电极堆叠体的制造过程不利地比较耗时。

本发明所要解决的技术问题是提供一种特别合适的方法和一种设备用于制造锂离子电池的电极堆叠体。尤其地要通过该方法和/或通过该设备实现电极堆叠体的尽可能省时、节省成本和/或对误差不敏感的制造。

该技术问题在方法方面通过权利要求1的特征解决并且在设备方面通过权利要求4的特征解决。有利的扩展设计和设计方案是从属权利要求的技术方案。

在用于制造例如电驱动的机动车的锂离子电池(Li-Ionen-Batterie)的由阳极和阴极构成的电极堆叠体的方法中，在第一存储室中提供阴极，并且在第二存储室中提供阳极。将阴极仅沿第一方向从第一存储室无夹具地(即不使用夹具地)输送到腔室中。将阳极仅沿第二方向从第二存储室无夹具地输送到腔室中。其中，将阴极和阳极交替地输送到腔室中并且相应地交替堆叠。适宜地，为了输送阳极和阴极使用输送装置，该输送装置例如具有仅旋转驱动的输送滚子。

阳极和阴极统称为电极。这些电极尤其设计为片状。因此，电极在一个空间方向上具有相对小的尺寸，换言之，电极设计为面状的。电极也称为电极片(sheets)，阳极和阴极相应地称为阳极片和阴极片。在提供的阴极的(面)侧上、即在阴极的面状的侧部上适宜地分别布置有隔板。尤其地，阴极在两侧层覆盖有隔板(隔膜)。因此，在电极堆叠体中，在阳极和阴极之间布置有相应的隔板。这些电极适宜地分别具有也称为接片(Tab)的电触点，该电触点由相应的电极的集流体(Stromableiter)构成。其中，集流体的构成触点的部段突伸超出电极的端侧。

由隔膜和阴极构成的复合结构、即覆膜的阴极特别优选地具有与阳极相同的尺寸，必要时例外情况是在电触点的区域中。换言之，由隔膜和阴极构成的复合结构在由相应的阴极界定的平面中的尺寸与阳极在由相应的阳极界定的平面中的尺寸一致。以下为了更容易理解，阴极应当理解为由隔膜和阴极构成的复合结构、即覆膜的阴极。这些关于电极的陈述也适用于关于用于制造电极堆叠体的设备的陈述。

在随后的步骤中，将在腔室中交替堆叠的阴极和阳极尤其借助于压模对齐地定向并且尤其借助于压缩单元相互挤压。尤其地，阳极和阴极沿着其整个外周彼此对齐地定向，例外情况是在阳极或阴极的触点的区域中。