DE102012014123A1 - Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels einer elektrochemischen Zelle und Elektrodenstapel einer elektrochemischen Zelle - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels einer elektrochemischen Zelle und Elektrodenstapel einer elektrochemischen Zelle Download PDF

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Abstract

Der Elektrodenstapel (10) einer elektrochemischen Zelle für eine Batterie, insbesondere für eine zur Anwendung in Kraftfahrzeugen ausgestalteten Batterie weist mindestens ein Separatorenband (3) und eine erste Elektrodenanzahl erster Elektroden (1) erster Polarität auf, wobei das Separatorenband (3) in einer Z-Faltung derart angeordnet ist, dass eine erste Raumanzahl erster Elektrodenaufnahmeräumen (4a, 4b) gebildet wird. Die einen ersten Schenkel (1a) und einen zweiten Schenkel (1b) sowie einen Verbindungsbereich (1c) aufweisenden ersten Elektroden (1) sind derart ausgestaltet, dass jeweils der erste Schenkel (1a) und der zweite Schenkel (1b) der ersten Elektroden (1) in den von dem Separatorenband (3) gebildeten ersten Elektrodenaufnahmeräumen (4a, 4b) angeordnet sind. Weiterhin weist der Elektrodenstapel (10) eine zweite Elektrodenanzahl zweiter Elektroden (2) zweiter Polarität auf, wobei das Separatorenband (3) in der Z-Faltung derart angeordnet ist, dass eine zweite Raumanzahl zweiter Elektrodenaufnahmeräumen (5a, 5b) gebildet wird. Die einen ersten Schenkel (2a) und einen zweiten Schenkel (2b) sowie einen Verbindungsbereich (2c) aufweisenden zweiten Elektroden (2) sind derart ausgestaltet, dass jeweils der erste Schenkel (2a) und der zweite Schenkel (2b) der zweiten Elektroden (2) in den von dem Separatorenband (3) gebildeten zweiten Elektrodenaufnahmeräumen (5a, 5b) angeordnet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels einer elektrochemischen Zelle für eine Batterie sowie einen Elektrodenstapel einer elektrochemischen Zelle für eine Batterie und insbesondere betrifft sie ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels einer elektrochemischen Zelle für eine Batterie zur Anwendung in Kraftfahrzeugen ausgestalteten Batterie sowie einen Elektrodenstapel einer elektrochemischen Zelle für eine Batterie zur Anwendung in Kraftfahrzeugen ausgestalteten Batterie.
  • Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels elektrochemischer Zellen sowie verschiedene Elektrodenstapel elektrochemischer Zellen bekannt. Besonders für Anwendungen in Kraftfahrzeugen sind verbesserte Herstellungsverfahren eines Elektrodenstapels elektrochemischer Zellen bzw. entsprechende Elektrodenstapel elektrochemischer Zellen erwünscht.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels einer elektrochemischen Zelle sowie einen verbesserten Elektrodenstapel einer elektrochemischen Zelle bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Elektrodenstapel nach Anspruch 1, ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenstapels nach Anspruch 10 sowie eine Batterie nach Anspruch 17 gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Elektrodenstapel einer elektrochemischen Zelle für eine Batterie, insbesondere für eine zur Anwendung in Kraftfahrzeugen ausgestalteten Batterie, wobei der Elektrodenstapel mindestens ein Separatorenband sowie eine erste Elektrodenanzahl erster Elektroden erster Polarität und eine zweite Elektrodenanzahl zweiter Elektroden zweiter Polarität aufweist, dadurch gelöst, dass das Separatorenband in einer Z-Faltung derart angeordnet ist, dass eine erste Raumanzahl an ersten Elektrodenaufnahmeräumen und eine zweite Raumanzahl an zweiten Elektrodenaufnahmeräumen gebildet werden, und dass die ersten Elektroden einen ersten Schenkel und einen zweiten Schenkel sowie einen Verbindungsbereich derart angeordnet aufweisen, dass jeweils der erste Schenkel und der zweite Schenkel der ersten Elektroden in den von dem Separatorenband gebildeten und im Wesentlichen parallel angeordneten ersten Elektrodenaufnahmeräumen angeordnet sind, und dass die zweiten Elektroden einen ersten Schenkel und einen zweiten Schenkel sowie einen Verbindungsbereich derart angeordnet aufweisen, dass jeweils der erste Schenkel und der zweite Schenkel der zweiten Elektroden in den von dem Separatorenband gebildeten und im Wesentlichen parallel angeordneten zweiten Elektrodenaufnahmeräumen angeordnet sind. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Stabilität des Elektrodenstapels erhöht werden kann.
  • Unter einer elektrochemischen Zelle ist für die vorliegende Erfindung ein elektrochemischer Energiespeicher zu verstehen, also eine Einrichtung, die Energie in chemischer Form speichern, in elektrischer Form an einen Verbraucher abgeben und vorzugsweise auch in elektrischer Form aus einer Ladeeinrichtung aufnehmen kann. Wichtige Beispiele solcher elektrochemischen Energiespeicher sind galvanische Zellen oder Brennstoffzellen. Die elektrochemische Zelle weist wenigstens eine erste und eine zweite Einrichtung zur Speicherung elektrisch unterschiedlicher Ladungen, die als eine Elektrodenanordnung ausgestaltet sind, sowie ein Mittel zur Herstellung einer elektrischen Wirkverbindung beider genannten Einrichtungen auf, wobei Ladungsträger zwischen diesen beiden Einrichtungen verschoben werden können. Unter dem Mittel zur Herstellung einer elektrischen Wirkverbindung ist z. B. ein Elektrolyt zu verstehen, welcher als Ionenleiter wirkt.
  • Bevorzugt ist bei dem Elektrodenstapel eine Klammervorrichtung um den Elektrodenstapel zu dessen Fixierung angeordnet und ausgebildet. Weiterhin bevorzugt ist das Separatorenband durchdringend zur Fixierung des Elektrodenstapels angeordnet und ausgebildet. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass diese Fixierung des Elektrodenstapels die Kontaktierung verbessert.
  • Bevorzugt sind bei dem Elektrodenstapel jeweils der erste Schenkel der ersten Elektrode und der zweite Schenkel der ersten Elektrode in übernächst benachbart angeordneten ersten Elektrodenaufnahmeräumen angeordnet. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass der Aufbau des Elektrodenstapels stabilisiert und vereinfacht werden kann.
  • Bevorzugt weist bei dem Elektrodenstapel der Verbindungsbereich der ersten Elektrode eine vorzugsweise abgeflachte Kontaktierungsfläche auf, die zur Kontaktierung der ersten Elektrode mit einem ersten Ableiterabschnitt angeordnet und ausgestaltet ist. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Kontaktierung des ersten Ableiterabschnittes mit den ersten Elektroden verbessert werden kann.
  • Bevorzugt sind bei dem Elektrodenstapel die Kontaktierungsflächen der ersten Elektroden mit dem ersten Ableiterabschnitt im Wesentlichen auf einer Ebene angeordnet. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass der Aufbau der elektrochemischen Zelle stabilisiert und vereinfacht werden kann.
  • Bevorzugt weist bei dem Elektrodenstapel der Verbindungsbereich der ersten Elektroden einen Krümmungsbereich derart angeordnet auf, dass die ersten Elektroden im Wesentlichen U-förmig ausgestaltet sind. Weiterhin weist der Verbindungsbereich der zweiten Elektroden einen Krümmungsbereich derart angeordnet auf, dass die zweiten Elektroden im Wesentlichen U-förmig ausgestaltet sind. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass der Aufbau der elektrochemischen Zelle zusätzlich stabilisiert und vereinfacht werden kann.
  • Bevorzugt sind bei dem Elektrodenstapel jeweils der erster Schenkel der zweiten Elektrode und der zweite Schenkel der zweiten Elektrode in übernächst benachbart und im Wesentlichen parallel angeordneten zweiten Elektrodenaufnahmeräumen angeordnet. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass der Aufbau des Elektrodenstapels weiter stabilisiert und vereinfacht werden kann.
  • Bevorzugt weist bei dem Elektrodenstapel der Verbindungsbereich der zweiten Elektrode einen vorzugsweise abgeflachten Kontaktierungsabschnitt auf, der zur Kontaktierung der zweiten Elektrode mit einem zweiten Ableiterabschnitt angeordnet und ausgestaltet ist.
  • Bevorzugt sind bei dem Elektrodenstapel die Kontaktierungsflächen der zweiten Elektroden mit dem zweiten Ableiterabschnitt im Wesentlichen auf einer Ebene angeordnet. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Kontaktierung des zweiten Ableiterabschnittes mit den zweiten Elektroden verbessert werden kann.
  • Weiterhin wird diese Aufgabe bei einem Verfahren zu Herstellung eines mindestens ein Separatorenband und eine erste Elektrodenanzahl an im Wesentlichen U-förmig ausgestalteten ersten Elektroden erster Polarität und eine zweite Elektrodenanzahl an im Wesentlichen U-förmig ausgestalteten zweiten Elektroden zweiter Polarität aufweisenden Elektrodenstapels dadurch gelöst, dass das Verfahren folgende Schritte aufweist: einen Schritt des Anordnens des Separatorenbandes in einer Z-Faltung mittels einer Führungseinrichtung, derart dass in einer Richtung erste Elektrodenaufnahmeräumen für die ersten Elektroden und in einer der ersten Richtung gegenüber liegenden zweiten Richtung zweite Elektrodenaufnahmeräumen für die zweiten Elektroden gebildet werden, einen Schritt des Einbringens der ersten Elektroden in die ersten Elektrodenaufnahmen, einen Schritt des Einbringens der zweiten Elektroden in die zweiten Elektrodenaufnahmen, einen Schritt des Anbringens eines ersten Ableiterabschnittes an jeweils eine in einem Verbindungsbereiches der ersten Elektrode angeordnete Kontaktierungsfläche und einen Schritt des Anbringens eines zweiten Ableiterabschnittes an jeweils eine in einem Verbindungsbereiches der zweiten Elektrode angeordnete Kontaktierungsfläche. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Kapazität der elektrochemischen Zellen erhöht werden kann. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Stabilität der elektrochemischen Zellen verbessert werden kann.
  • Bevorzugt wird bei dem Verfahren der Schritt des Einbringens der einen ersten Schenkel und einen zweiten Schenkel aufweisenden ersten Elektroden in die ersten Elektrodenaufnahmeräumen derart durchgeführt, dass jeweils der erste Schenkel der ersten Elektrode und der zweite Schenkel der ersten Elektrode in übernächst benachbart und im Wesentlichen parallel angeordneten ersten Elektrodenaufnahmeräumen eingebracht werden. Ein Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass die Stabilität der elektrochemischen Zellen weiter verbessert werden kann.
  • Bevorzugt wird bei dem Verfahren der Schritt des Einbringens der einen ersten Schenkel und einen zweiten Schenkel aufweisenden zweiten Elektroden in die zweiten Elektrodenaufnahmeräumen derart durchgeführt, dass jeweils der erste Schenkel der zweiten Elektrode und der zweite Schenkel der zweiten Elektrode in übernächst benachbart und im Wesentlichen parallel angeordneten zweiten Elektrodenaufnahmeräumen eingebracht werden.
  • Bevorzugt weist das Verfahren einen Schritt des Verdichtens der Z-Faltung auf. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Kapazität der elektrochemischen Zellen weiter erhöht werden kann.
  • Bevorzugt weist bei dem Verfahren der Schritt des Verdichtens der Z-Faltung mindestens einen der folgenden Schritte auf: einen Schritt des Anbringens einer Klammervorrichtung derart, dass diese um den Elektrodenstapel zu dessen Fixierung angeordnet wird, und/oder einen Schritt des Anbringens einer Klammervorrichtung derart, dass diese das Separatorenband durchdringend zur Fixierung des Elektrodenstapels angeordnet wird. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass diese Fixierung des Elektrodenstapels die Kontaktierung verbessert.
  • Bevorzugt weist das Verfahren bei dem Schritt des Anbringens des ersten Ableiterabschnittes an jeweils die in dem Verbindungsbereiches der ersten Elektrode angeordnete Kontaktierungsfläche ein Schweißverfahren auf, das aus einer Schweißverfahrensgruppe ausgewählt worden ist, die umfasst: ein Laserschweißen zum Verbinden des ersten Ableiterabschnittes mit der ersten Elektrode, ein Kaltschweißen zum Verbinden des ersten Ableiterabschnittes mit der ersten Elektrode, ein Reibschweißen zum Verbinden des ersten Ableiterabschnittes mit der ersten Elektrode und/oder ein Ultraschallschweißen zum Verbinden des ersten Ableiterabschnittes mit der ersten Elektrode. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Kontaktierung des ersten Ableiterabschnittes mit den ersten Elektroden verbessert ist.
  • Bevorzugt weist das Verfahren bei dem Schritt des Anbringens des zweiten Ableiterabschnittes an jeweils die in dem Verbindungsbereiches der zweiten Elektrode angeordnete Kontaktierungsfläche ein Schweißverfahren auf, das aus einer Schweißverfahrensgruppe ausgewählt worden ist, die umfasst: ein Laserschweißen zum Verbinden des zweiten Ableiterabschnittes mit der zweiten Elektrode, ein Kaltschweißen zum Verbinden des zweiten Ableiterabschnittes mit der zweiten Elektrode, ein Reibschweißen zum Verbinden des zweiten Ableiterabschnittes mit der zweiten Elektrode und/oder ein Ultraschallschweißen zum Verbinden des zweiten Ableiterabschnittes mit der zweiten Elektrode. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Kontaktierung des zweiten Ableiterabschnittes mit den zweiten Elektroden verbessert ist.
  • Weiterhin wird diese Aufgabe bei einer Batterie mit einer elektrochemischen Zelle, dadurch gelöst, dass die elektrochemische Zelle mindestens einen vorstehend beschriebenen Elektrodenstapel aufweist und/oder dass die elektrochemische Zelle mindestens einen nach einem der vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren hergestellten Elektrodenstapel aufweist Im Folgenden werden Gesichtspunkte der Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und mit Hilfe von Figuren näher beschrieben. Dabei zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Elektrodenstapels nach einem Ausführungsbeispiel und
  • 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Elektrodenstapels nach einem Ausführungsbeispiel.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Elektrodenstapels 10 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Elektrodenstapel 10 weist mindestens ein in einer Z-Faltung angeordnetes Separatorenband 3 auf, das erste Elektrodenaufnahmeräume 4a, 4b für erste Elektroden 1 erster Polarität und zweiten Elektrodenaufnahmeräume 5a, 5b für zweite Elektroden 2 zweiter Polarität bildet. Die erste Elektrode 1 weist einen ersten Schenkel 1a und einen zweiten Schenkel 1b sowie einen Verbindungsbereich 1c mit einer Kontaktierungsfläche 8 auf und die zweite Elektrode 2 weist ersten Schenkel 2a und einen zweiten Schenkel 2b sowie einen Verbindungsbereich 2c mit einer Kontaktierungsfläche 9 auf.
  • Der erste Schenkel 1a der ersten Elektrode 1 und der zweite Schenkel 1b der ersten Elektrode 1 sind in übernächst benachbart angeordneten ersten Elektrodenaufnahmeräumen 4a und 4b angeordnet, während der erste Schenkel 2a der zweiten Elektrode 2 und der zweite Schenkel 2b der zweiten Elektrode 2 in übernächst benachbart angeordneten zweiten Elektrodenaufnahmeräumen 5a und 5b angeordnet sind. Bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist jeweils der zweite Schenkel 1b der ersten Elektrode 1 von dem ersten Schenkel 2a der zweiten Elektrode 2 und dem zweiten Schenkel 2b der zweiten Elektrode 2 umgeben, während der erste Schenkel 2a der zweiten Elektrode 2 von dem ersten Schenkel 1a der ersten Elektrode 1 und dem zweiten Schenkel 1b der ersten Elektrode 1 umgeben ist.
  • An Kontaktierungsflächen 8 der ersten Elektrode 1 ist ein erster Ableiterabschnitt 6 angebracht, während an Kontaktierungsflächen 9 der zweiten Elektrode 2 ein zweiter Ableiterabschnitt 7 angebracht ist.
  • 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Elektrodenstapels 10 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In einem Schritt S1 wird das Separatorenband 3 in einer Z-Faltung derart angeordnet, dass in einer Richtung erste Elektrodenaufnahmeräumen 4a, 4b für die ersten Elektroden 1 und in einer der ersten Richtung gegenüber liegenden zweiten Richtung zweite Elektrodenaufnahmeräumen 5a, 5b für die zweiten Elektroden gebildet werden. In einem Schritt S2 werden die ersten Elektroden 1 in die ersten Elektrodenaufnahmeräumen 4a, 4b und in einem Schritt S3 werden die zweiten Elektroden 2 in die zweiten Elektrodenaufnahmeräumen 5a, 5b eingebracht. Der Schritt S1 des Anordnens des Separatorenbandes 3 in der Z-Faltung, der Schritt S2 des Einbringens der ersten Elektroden 1 in die ersten Elektrodenaufnahmeräumen 4a, 4b und der Schritt S3 des Einbringens der zweiten Elektroden 2 in die zweiten Elektrodenaufnahmeräumen 5a, 5b können nacheinander oder aufeinander abgestimmt im Wesentlichen gleichzeitig erfolgen.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel folgt dem Schritt S1 des Anordnens des Separatorenbandes 3 in der Z-Faltung und dem Schritt S2 des Einbringens der ersten Elektroden 1 in die ersten Elektrodenaufnahmeräumen 4a, 4b und dem Schritt S3 des Einbringens der zweiten Elektroden 2 in die zweiten Elektrodenaufnahmeräumen 5a, 5b ein Schritt S4 des Verdichtens der Z-Faltung.
  • Nach dem Schritt S1 des Anordnens des Separatorenbandes 3 in der Z-Faltung, dem Schritt S2 des Einbringens der ersten Elektroden 1 in die ersten Elektrodenaufnahmeräumen 4a, 4b und dem Schritt S3 des Einbringens der zweiten Elektroden 2 in die zweiten Elektrodenaufnahmeräumen 5a, 5b weist das Verfahren einen Schritt S5 des Anbringen des ersten Ableiterabschnittes 6 an die Kontaktierungsflächen 8 der ersten Elektroden 1 und einen Schritt S6 des Anbringen des zweiten Ableiterabschnittes 7 an die Kontaktierungsflächen 9 der zweiten Elektroden 2 auf. Der Schritt S5 des ersten Ableiterabschnittes 6 und der Schritt S6 des Anbringens des zweiten Ableiterabschnittes 7 werden bevorzugt mit einem Schweißverfahren durchgeführt, wobei die Schweißverfahren aufweisen können: ein Laserschweißen zum Verbinden des ersten Ableiterabschnittes 6 mit der ersten Elektrode 1 bzw. des zweiten Ableiterabschnittes 7 mit der zweiten Elektrode 2 und/oder ein Kaltschweißen zum Verbinden des ersten Ableiterabschnittes 6 mit der ersten Elektrode 1 bzw. des zweiten Ableiterabschnittes 7 mit der zweiten Elektrode 2 und/oder eine Reibschweißen zum Verbinden des ersten Ableiterabschnittes 6 mit der ersten Elektrode 1 bzw. des zweiten Ableiterabschnittes 7 mit der zweiten Elektrode 2 und/oder ein Ultraschallschweißen zum Verbinden des ersten Ableiterabschnittes 6 mit der ersten Elektrode 1 bzw. des zweiten Ableiterabschnittes 7 mit der zweiten Elektrode 2.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    erste Elektrode
    1a
    erster Schenkel der ersten Elektrode
    1b
    zweiter Schenkel der ersten Elektrode
    1c
    Verbindungsbereich der ersten Elektrode
    2
    zweite Elektrode
    2a
    erster Schenkel der zweiten Elektrode
    2b
    zweiter Schenkel der zweiten Elektrode
    2c
    Verbindungsbereich der zweiten Elektrode
    3
    Separatorenband
    4a, 4b
    erster Elektrodenaufnahmeraum
    5a, 5b
    zweiter Elektrodenaufnahmeraum
    6
    erste Ableiterabschnitt
    7
    zweiter Ableiterabschnitt
    8
    Kontaktierungsfläche der ersten Elektrode
    9
    Kontaktierungsfläche der zweiten Elektrode
    10
    Elektrodenstapel
    S1
    Anordnen des Separatorenbandes in einer Z-Faltung
    S2
    Einbringen der ersten Elektroden in die ersten Elektrodenaufnahmeräume
    S3
    Einbringen der zweiten Elektroden in die zweiten Elektrodenaufnahmeräume
    S4
    Verdichten der Z-Faltung
    S4a
    Anbringen einer Klammervorrichtung um den Elektrodenstapel
    S4b
    Anbringen einer das Separatorenband durchdringenden Klammervorrichtung
    S5
    Anbringen eines ersten Ableiterabschnittes an die Kontaktierungsflächen der ersten Elektroden
    S6
    Anbringen eines zweiten Ableiterabschnittes an die Kontaktierungsflächen der zweiten Elektroden

Claims (17)

  1. Elektrodenstapel (10) einer elektrochemischen Zelle für eine Batterie, insbesondere für eine zur Anwendung in Kraftfahrzeugen ausgestalteten Batterie, wobei der Elektrodenstapel (10) mindestens ein Separatorenband (3) sowie eine erste Elektrodenanzahl erster Elektroden (1) erster Polarität und eine zweite Elektrodenanzahl zweiter Elektroden (2) zweiter Polarität aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Separatorenband (3) in einer Z-Faltung derart angeordnet ist, dass eine erste Raumanzahl an ersten Elektrodenaufnahmeräumen (4a, 4b) und eine zweite Raumanzahl an zweiten Elektrodenaufnahmeräumen (5a, 5b) gebildet werden, und dass die ersten Elektroden (1) einen ersten Schenkel (1a) und einen zweiten Schenkel (1b) sowie einen Verbindungsbereich (1c) derart angeordnet aufweisen, dass jeweils der erste Schenkel (1a) und der zweite Schenkel (1b) der ersten Elektroden (1) in den von dem Separatorenband (3) gebildeten und im Wesentlichen parallel angeordneten ersten Elektrodenaufnahmeräumen (4a, 4b) angeordnet sind, und dass die zweiten Elektroden (2) einen ersten Schenkel (2a) und einen zweiten Schenkel (2b) sowie einen Verbindungsbereich (2c) derart angeordnet aufweisen, dass jeweils der erste Schenkel (2a) und der zweite Schenkel (2b) der zweiten Elektroden (2) in den von dem Separatorenband (3) gebildeten und im Wesentlichen parallel angeordneten zweiten Elektrodenaufnahmeräumen (5a, 5b) angeordnet sind.
  2. Elektrodenstapel (10) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens eine Klammervorrichtung, welche um den Elektrodenstapel (10) zu dessen Fixierung angeordnet und ausgebildet ist und/oder welche das Separatorenband (3) durchdringend zur Fixierung des Elektrodenstapels (10) angeordnet und ausgebildet ist.
  3. Elektrodenstapel (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils der erste Schenkel (1a) der ersten Elektrode (1) und der zweite Schenkel (1b) der ersten Elektrode (1) in übernächst benachbart angeordneten ersten Elektrodenaufnahmeräumen (4a, 4b) angeordnet sind.
  4. Elektrodenstapel (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (1c) der ersten Elektrode (1) eine vorzugsweise abgeflachte Kontaktierungsfläche (8) aufweist, die zur Kontaktierung der ersten Elektrode (1) mit einem ersten Ableiterabschnitt (6) angeordnet und ausgestaltet ist.
  5. Elektrodenstapel (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierungsflächen (8) der ersten Elektroden (1) mit dem ersten Ableiterabschnitt (6) im Wesentlichen auf einer Ebene angeordnet sind.
  6. Elektrodenstapel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (1c) der ersten Elektroden (1) einen Krümmungsbereich derart angeordnet aufweist, dass die ersten Elektroden (1) im Wesentlichen U-förmig ausgestaltet sind, und/oder dass der Verbindungsbereich (2c) der zweiten Elektroden (2) einen Krümmungsbereich derart angeordnet aufweist, dass die zweiten Elektroden (2) im Wesentlichen U-förmig ausgestaltet sind.
  7. Elektrodenstapel (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils der erster Schenkel (2a) der zweiten Elektrode (2) und der zweite Schenkel (2b) der zweiten Elektrode (2) in übernächst benachbart und im Wesentlichen parallel angeordneten zweiten Elektrodenaufnahmeräumen (5a, 5b) angeordnet sind.
  8. Elektrodenstapel (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (2c) der zweiten Elektrode (2) einen vorzugsweise abgeflachten Kontaktierungsabschnitt (9) aufweist, der zur Kontaktierung der zweiten Elektrode (2) mit einem zweiten Ableiterabschnitt (7) angeordnet und ausgestaltet ist.
  9. Elektrodenstapel (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierungsflächen (9) der zweiten Elektroden (2) mit dem zweiten Ableiterabschnitt (7) im Wesentlichen auf einer Ebene angeordnet sind.
  10. Verfahren zu Herstellung eines mindestens ein Separatorenband (3) und eine erste Elektrodenanzahl an ersten Elektroden (1) erster Polarität und eine zweite Elektrodenanzahl an zweiten Elektroden (2) zweiter Polarität aufweisenden Elektrodenstapels (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte aufweist: (S1) Anordnen des Separatorenbandes (3) in einer Z-Faltung mittels einer Führungseinrichtung, derart dass in einer Richtung erste Elektrodenaufnahmeräumen (4a, 4b) für die ersten Elektroden (1) und in einer der ersten Richtung gegenüber liegenden zweiten Richtung zweite Elektrodenaufnahmeräumen (5a, 5b) für die zweiten Elektroden (2) gebildet werden, (S2) Einbringen der ersten Elektroden (1) in die ersten Elektrodenaufnahmeräumen (4a, 4b), (S3) Einbringen der zweiten Elektroden (2) in die zweiten Elektrodenaufnahmeräumen (5a, 5b), (S5) Anbringen eines ersten Ableiterabschnittes (6) an jeweils eine in einem Verbindungsbereiches (1c) der ersten Elektrode (1) angeordnete Kontaktierungsfläche (8) und (S6) Anbringen eines zweiten Ableiterabschnittes (7) an jeweils eine in einem Verbindungsbereiches (2c) der zweiten Elektrode (2) angeordnete Kontaktierungsfläche (9).
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (S2) des Einbringens der einen ersten Schenkel (1a) und einen zweiten Schenkel (1b) aufweisenden ersten Elektroden (1) in die ersten Elektrodenaufnahmeräumen (4a, 4b) derart durchgeführt wird, dass jeweils der erste Schenkel (1a) der ersten Elektrode (1) und der zweite Schenkel (1b) der ersten Elektrode (1) in übernächst benachbart und im Wesentlichen parallel angeordneten ersten Elektrodenaufnahmeräumen (4a, 4b) eingebracht werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (S3) des Einbringens der einen ersten Schenkel (2a) und einen zweiten Schenkel (2b) aufweisenden zweiten Elektroden (2) in die zweiten Elektrodenaufnahmeräumen (5a, 5b) derart durchgeführt wird, dass jeweils der erste Schenkel (2a) der zweiten Elektrode (1) und der zweite Schenkel (2b) der zweiten Elektrode (1) in übernächst benachbart und im Wesentlichen parallel angeordneten zweiten Elektrodenaufnahmeräumen (5a, 5b) eingebracht werden.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt (S3) des Einbringens der einen ersten Schenkel (2a) und einen zweiten Schenkel (2b) aufweisenden zweiten Elektroden (2) in die zweiten Elektrodenaufnahmeräumen (5a, 5b) das Verfahren einen Schritt aufweist: (S4) Verdichten der Z-Faltung des Separatorenbandes (3).
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (S4) des Verdichtens der Z-Faltung mindestens einen der folgenden Schritte aufweist: (S4a) Anbringen einer Klammervorrichtung derart, dass diese um den Elektrodenstapel (10) zu dessen Fixierung angeordnet wird, oder (S4b) Anbringen einer Klammervorrichtung derart, dass diese das Separatorenband (3) durchdringend zur Fixierung des Elektrodenstapels (10) angeordnet wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (S5) des Anbringens des ersten Ableiterabschnittes (6) an jeweils die in dem Verbindungsbereiches (1c) der ersten Elektrode (1) angeordnete Kontaktierungsfläche (8) ein Schweißverfahren aufweist, das aus einer Schweißverfahrensgruppe ausgewählt worden ist, die umfasst: ein Laserschweißen zum Verbinden des ersten Ableiterabschnittes (6) mit der ersten Elektrode (1), ein Kaltschweißen zum Verbinden des ersten Ableiterabschnittes (6) mit der ersten Elektrode (1), ein Reibschweißen zum Verbinden des ersten Ableiterabschnittes (6) mit der ersten Elektrode (1) und/oder ein Ultraschallschweißen zum Verbinden des ersten Ableiterabschnittes (6) mit der ersten Elektrode (1).
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (S6) des Anbringens des zweiten Ableiterabschnittes (7) an jeweils die in dem Verbindungsbereiches (2c) der zweiten Elektrode (2) angeordnete Kontaktierungsfläche (9) ein Schweißverfahren aufweist, das aus einer Schweißverfahrensgruppe ausgewählt worden ist, die umfasst: ein Laserschweißen zum Verbinden des zweiten Ableiterabschnittes (7) mit der zweiten Elektrode (2), ein Kaltschweißen zum Verbinden des zweiten Ableiterabschnittes (7) mit der zweiten Elektrode (2), ein Reibschweißen zum Verbinden des zweiten Ableiterabschnittes (7) mit der zweiten Elektrode (2) und/oder ein Ultraschallschweißen zum Verbinden des zweiten Ableiterabschnittes (7) mit der zweiten Elektrode (2).
  17. Batterie mit mindestens einer elektrochemischen Zelle, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochemische Zelle mindestens einen Elektrodenstapel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist und/oder dass die elektrochemische Zelle mindestens einen nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16 hergestellten Elektrodenstapel (10) aufweist.
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CN107482163A (zh) * 2017-07-11 2017-12-15 多氟多(焦作)新能源科技有限公司 一种电极组件单元、电极组件的制造方法及电池单体
CN113571761B (zh) * 2021-09-26 2022-02-08 东莞塔菲尔新能源科技有限公司 一种夹叠式电极组件及其制作方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3397351B2 (ja) * 1992-12-18 2003-04-14 キヤノン株式会社 角型あるいはシート型電池及びその製造方法
US6740446B2 (en) * 2001-02-28 2004-05-25 Ovonic Battery Company, Inc. Electrochemical cell with zigzag electrodes
KR100719713B1 (ko) * 2005-12-29 2007-05-17 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이온 전지
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