EP2647078A1 - Method for producing an electrode/separator stack including filling with an electrolyte for use in an electrochemical energy storage cell - Google Patents

Method for producing an electrode/separator stack including filling with an electrolyte for use in an electrochemical energy storage cell

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Publication number
EP2647078A1
EP2647078A1 EP11788776.0A EP11788776A EP2647078A1 EP 2647078 A1 EP2647078 A1 EP 2647078A1 EP 11788776 A EP11788776 A EP 11788776A EP 2647078 A1 EP2647078 A1 EP 2647078A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stack
sheets
energy storage
storage cell
electrolyte
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11788776.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Tim Schaefer
Dieter Olpp
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.)
Li Tec Battery GmbH
Original Assignee
Li Tec Battery GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Li Tec Battery GmbH filed Critical Li Tec Battery GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an electrochemical energy storage cell, which comprises a stack of sheets, in particular electrode and / or separator sheets, and a liquid electrolyte.
  • Electrochemical energy storage cells are understood to mean the smallest units of devices for the chemical storage of electrical energy, in particular non-rechargeable energy storage cells, also called primary cells, such as alkaline battery cells, and rechargeable energy storage cells, also called secondary cells or accumulator cells, such as nickel metal hydride or lithium ion battery cells.
  • Such an energy storage cell generally has an electrode arrangement, which consists of a plurality of alternately superimposed, flat electrodes or electrode layers, wherein in each case a positive electrode (cathode) and a negative electrode (anode) is arranged alternately. Between every two adjacent electrodes - - _
  • a separator or a separator layer is arranged, which (r) serves to avoid an electrical contact between two electrodes of different polarity and thus a short circuit.
  • the electrode assembly is filled with a, preferably liquid, electrolyte to produce the electrical conductivity within the energy storage cell.
  • electrolyte a, preferably liquid, electrolyte to produce the electrical conductivity within the energy storage cell.
  • smooth or porous - these surfaces should be wetted or soaked by the electrolyte, for example, only.
  • the distribution of the electrolyte on the surfaces of the electrodes or separators should be as comprehensive as possible in order to ensure a good conductivity and thus a large capacity of the electrochemical energy storage cell.
  • the electrodes may be graphite-coated aluminum or copper foil and the separator may be a ceramic material applied to a plastic substrate.
  • the separator may for example consist of an organic material containing lithium ions.
  • Such an electrode arrangement is produced, for example, by winding superimposed electrode and separator strips or by alternately superimposing individual electrode and separator sheets.
  • all the anode sheets or all the cathode sheets are each connected to one another in an electrically conductive manner by means of metallic conductors for current discharge.
  • a sheet is understood to mean a flat article, preferably a thin planar one Object, ie a flat object whose dimensions in a direction perpendicular to its surface are substantially less than that
  • the individual sheets preferably have a rectangular shape and are preferably the same size. Therefore, the present invention will be described in terms of rectangular sheets of the same size. It should be noted, however, that the leaves can have any other shape and size.
  • the present invention is therefore based on the object to develop a method by which the electrolyte in a simple, fast and reliable manner can be brought into contact with the surfaces of the electrode and separator sheets.
  • This object is achieved by a method for producing an electrochemical energy storage cell according to claim 1, wherein advantageous developments and embodiments of the method are contained in the subclaims.
  • the method according to the invention is based on the idea that the liquid electrolyte can more easily penetrate between the leaves of the stack and come into contact with their surfaces if there is a small gap between adjacent leaves in the stack.
  • the stack can be erected upright so that a fanned side faces up, and the electrolyte can be easily filled from above into the spaces between the individual sheets. The electrolyte will then distribute evenly on all surfaces of all the sheets in the stack, as it immediately and. can reach unhindered.
  • the method according to the invention therefore has the following steps, wherein these can also be carried out several times and / or in another order than indicated: - -
  • Interspaces are created between a plurality of sheets adjacent to the stack.
  • the stack is brought into contact with the electrolyte.
  • the width of a gap is preferably at least the thickness of a sheet, more preferably at least twice the thickness of a sheet.
  • a certain "exposure time” can be provided between the contacting of the stack with the electrolyte and the removal of the spaces between the sheets, wherein the length of the necessary exposure time will be significantly shorter than if there were no spaces between the sheets.
  • the step of creating spaces between a plurality of sheets adjacent to the stack comprises at least the following substeps in the order indicated:
  • a plurality of sheets in the stack are fixed at at least one point relative to each other.
  • fixing is here meant that a relative mobility of the leaves against each other is prevented at this point, preferably by a clamping and / or by a stop. This step is optional at this point in the procedure (see below).
  • the stack is bent, the leaves in the stack are at least partially movable against each other.
  • the bending is done by applying suitable forces from the outside.
  • the shape of the bent stack can be characterized by the material properties of the leaves themselves, in particular their flexural rigidity, by the externally applied - -
  • the angle at which the stack is bent is preferably chosen to be as large as possible. It is preferably at least 90 degrees, more preferably at least 180 degrees.
  • the leaves on the inner - the imaginary center of the bend facing edge of the stack are bent more than the leaves on the outer - the imaginary center of the bend facing away - edge of the stack ,
  • the side edges of the individual leaves, which are perpendicular to the plane in which the bend takes place, and are therefore not bent themselves, are thereby slightly shifted from one another. This displacement occurs on one side of the sheets where the sheets are not fixed against each other or, if the above fixing step has not been carried out, possibly on two opposite sides of the sheets.
  • the plurality of sheets in the bent stack are fixed relative to each other. If, in the first step, the leaves have already been fixed at a point relative to one another, only one fixation at at least one further point is required in this step, otherwise at least two further points. In all cases, the leaves are now fixed relative to each other at at least two points.
  • the bent stack is returned while maintaining the fixations in a form that corresponds approximately to its original shape.
  • the return of the stack is preferably carried out by removing the outer, bending-causing forces, the stack through the - -
  • the blades can not fully return to their original, mutually parallel position. Rather, between each two adjacent leaves to compensate for the mutual displacement a slightly different curvature of these two leaves and thus a small gap between them, which tapers to the fixation points and - taking a symmetrical shape of the gap - in the middle of his has the largest width. Due to the fixation, the stack is still mechanically stable.
  • the electrolyte can be brought into contact with the stack. This is done in a particularly preferred embodiment of the invention by the filling of the electrolyte.
  • the stack is aligned so that one side of the stack, where the gaps have formed, facing upward.
  • the electrolyte is then filled by a directed from above the stack of liquid jet, for example, instilled or injected.
  • the stack from the top of the arresters (if any already exist in this manufacturing step), which should not come into contact with the electrolyte anyway, are recorded. It is also possible to spin the stack during contacting and / or after bringing the stack into contact with the electrolyte in step S2, wherein spinning means rapid rotation about an axis of rotation.
  • the spin is preferably done by one or (successively) around several geometric axes of symmetry of the stack to avoid unbalance of the stack during spin. If the spin occurs during the contacting of the stack with the electrolyte, the electrolyte is preferably introduced into the stack from above along the axis of rotation of the spin process. The spinning ensures that the electrolyte is even better distributed in the stack by the resulting centrifugal force.
  • the last step of the method according to the invention the removal of the gaps between the plurality of sheets adjacent in the stack, is effected in a particularly preferred embodiment by releasing the fixations made.
  • the leaves have a sufficiently high flexural rigidity, they automatically regain their original shape as flat surfaces.
  • the stack automatically returns to its original shape of closely superimposed leaves, and now the electrolyte is evenly distributed on the surfaces of the leaves.
  • the original shape of the stack after loosening the fixations can be achieved by light pressure from the outside on the two outermost sheets of the stack again. Furthermore, after the removal of the spaces from the outside, a force can be exerted on the stack so that the electrolyte inside the stack is even better distributed.
  • This force is preferably a pressing, brushing or rolling movement. It is preferably exerted, depending on the nature of the movement, by one or more plates which compress the stack from one or both sides from the outside, by one or more squeegees which are pressed on one or both sides from outside via the squeegee Delete the surface of the stack, or one or more Rollers that roll over the surface of the stack with pressure on one or both sides from the outside.
  • the Steichen or rolling can also be done in several directions to distribute the electrolyte in the stack well in all directions.
  • At least two series of steps of fixing a plurality of sheets, bending the stack, and returning the bent stack are performed sequentially.
  • the stack is bent in the two steps in each case in opposite directions.
  • At least two series of steps of fixing a plurality of sheets, bending the stack, and returning the bent stack are performed sequentially.
  • the fixing of the plurality of sheets is at least partially at different points of the stack, preferably in sections from top to bottom or from bottom to top along two opposite edges of the stack, the stack is erected upright.
  • the stack can be almost the same - -
  • the plurality of sheets in the bent stack are fixed relative to each other in the region of two opposite edges of the stack, preferably on the two longitudinal sides or on the two narrow sides of the stack. In this way, the stack after or before the fixation can easily bend in a direction which is perpendicular to the direction of the fixation. Thus, all steps of the process are carried out in a direction parallel to a side edge of the stack, which is particularly easy to implement mechanically.
  • the plurality of sheets in the bent stack are fixed relative to one another in the region of an edge of the stack and in the region of at least one corner of the stack not lying on this edge.
  • Fixing the stack to a corner may be advantageous when there are no two opposite sides of the stack for fixing, for example because the electrolyte is to be filled in one of these sides and the other pair from opposite sides of the stack due to space constraints during the process Manufacturing is not accessible for fixing.
  • clamping means applying an external pressure to the stack from both sides at the desired locations, the pressure being so large that the sheets at these locations are substantially incapable of moving relative to each other but also not being deformed or damaged.
  • suitable clamping elements are about clamping rails or point-shaped terminals, which are pressed for example by spring pressure.
  • the fixing may alternatively also be effected by applying the plurality of sheets in the bent stack to a stop element, for example a stop profile.
  • a stop element for example a stop profile.
  • the stop element is designed so that the sheets are prevented in returning the stack to fully return to its original position, since they abut with at least one side edge of the stop element.
  • the stop element preferably has the shape of a V-shaped profile.
  • the stack is wholly or partially contained in an enclosure during all or almost all steps of the process. This serves to ensure that the electrolyte does not run out of the stack again after it has been brought into contact with the stack and thus makes temporary sealing measures superfluous.
  • the procedure is considerably simplified in this way.
  • this embodiment assumes that the envelope is sufficiently flexible to allow the individual process steps, in particular the bending of the stack and the fixing of the sheets.
  • the sheath is the outer sheath of the electrochemical energy storage cell.
  • Pouch- or Coffeebag cells are known and widely used.
  • the method can be further simplified because the stack is introduced before the execution of the method in its final outer shell and remains during and after the execution of the method in this outer shell ,
  • the sheath may also be an additional, flexible sheath, for example in the form of a thin, elastic foil bag, which later forms an additional layer around the stack in the finished energy storage cell within the (possibly inflexible) outer sheath.
  • FIG. 1 shows the method steps in a first embodiment, wherein the stack is fixed after bending on two opposite sides.
  • FIG. 2 shows the method steps in a second exemplary embodiment, wherein the stack is fixed on a first side before bending and on a side opposite the first side after bending;
  • FIG 3 shows the method steps in a third exemplary embodiment, wherein the stack is fixed on one side and on two corners.
  • Fig. 4 a modification of the first embodiment, wherein two opposite side edges of the stack are fixed by two stop profiles. - -
  • a consisting of six electrode or separator sheets 2 stack 1 is shown schematically in cross section, the gaps between the individual sheets 2 are only the better recognizability of the sheets 2, while the sheets 2 are in fact close together.
  • the stack 1 is loosely clamped at two points near two opposite side edges by two edge clamps 3, so that the leaves at both clamping points can still move relative to each other.
  • the edge clamps 3 are indicated in the drawing by two black squares (clamping rails), which are connected by a dashed line. The clamping should in each case take place over the entire side edge of the stack 1.
  • step S1.1 The optional step of fixing sheets 2 before bending the stack 1 is not performed in this embodiment.
  • the stack 1 is bent in a bending direction 5 approximately along a circular path (step S1.2).
  • the leaves 2 move between the edge clamps 3 relative to each other.
  • Fig. 1e is now the electrolyte 4 (shown hatched in the drawing) in direction 10 from above into the spaces between the sheets 2 in the stack 1 filled (step S2). Due to the gaps, he can there, possibly apart from the areas of the fixed edge clamps 3, easily distribute.
  • Fig. 1f the fixation of the stack by the edge clamps 3, optionally after a short exposure time, solved again.
  • the stack finally resumes its original shape from planar, parallel sheets 2, and the interstices formed are removed (step S3).
  • the electrolyte 4 can also be distributed between the leaves 2 in the area of the edge clamps 3.
  • the bending of the stack 1, the fixing and loosening of the edge clamps 3 and the return of the stack 1 are effected by a suitable mechanism (not shown) and can be fully automated in the production process.
  • the method shown in Fig. 2 differs from that shown in Fig. 1 in that the stack 1 is already fixed before bending by an edge clamp 3 on the left edge of the stack 2 (step S1 .1), while the stack 1 am right edge is only loosely clamped by the edge clamp 3 before bending (see Fig. 2b).
  • the stack 1 is bent in the bending direction 5, wherein the fixation by means of the edge clamp 3 is maintained (step S1.2).
  • the fixed edge clamp 3 remains stationary during bending;
  • this side of the stack - as in Fig. 1 c) - are moved when bending the stack 1.
  • the sheets 2 can continue to move relative to one another during the bending.
  • step S1.3 in the bent state of the stack 1, the edge clamp 3 is also fixed on the right-hand edge of the stack 1 (step S1.3). Then, the stack 1 on the right side along the direction 7 is almost returned to its original position (step S1.4).
  • FIGS. 2e) and 2f the filling of the electrolyte 4 (step S2) and the relaxation of the stack 1 filled with electrolyte 4 into its starting position and thus the removal of the intermediate spaces are shown analogously to FIGS. 1e) and 1f) (step S3).
  • Fig. 3a) shows a perspective view of a stack 1, which is already fixed to the lower longitudinal side by a clamping rail 8 (corresponds to step S1.1). At this longitudinal side of the stack 1 are namely the Ableiterfahen the electrode sheets 2 (not shown), which are already connected to a package and can not be solved in this manufacturing step.
  • the stack 1 is initially loosely clamped by the point clamps 9 in the region of the two corners opposite the clamping rail 8 in a substantially point-like manner.
  • the stack 1 is then bent diagonally forward at these two corners along two bending directions 5 and 6 (step S1.2). - -
  • step S1.3 The point clamps 9 are then fixed in step 3d) (step S1.3), which in turn is represented by two inwardly directed arrows, and the stack in one direction 7 is returned to its starting position as far as possible (step S1. 4).
  • step S1. 4 This results in a fanning of the sheets 2 both on the upper longitudinal side and on the two narrow sides, wherein the width of a gap between two sheets 2 in the stack 1 from top to bottom decreases (in the direction of the clamping rail 8).
  • the electrolyte 5 is filled in a filling direction 10 from above into the stack 1 (step S2) and can spread down before the stack 1 in Fig. 3f) by the release the fixed point terminals 9 finally assumes its original shape and the spaces are removed (step S3).
  • Fig. 4 shows a modification of the method shown in Fig. 1, wherein the sub-figures 4a), 4b) and 4c) correspond to the steps of the sub-figures 1 b), 1 c) and 1 d).
  • the sheets 2 are not clamped in the stack 1, but applied to two opposite sides of two stop profiles 1 1, which each form an acute angle in cross section (see Fig. 4a).
  • the stack 1 is bent in a bending direction 5, wherein the lateral edges of the sheets 2 move against each other and each slide into the interior of the stop profiles 1 1 (step S1.2).
  • the stack 1 is returned in the direction 7 (step S1 .4), wherein the lateral edges of the sheets 2 are held by the stop profiles 1 1 in their mutually shifted position (step S1.3) and again by this shift give the desired spaces between the individual sheets 2.
  • step S1.3 the stop profiles 1 1 in their mutually shifted position
  • the inner sides of the stop profiles 1 1 may also be provided with a rough, non-slip or scaly surface.

Abstract

A method for producing an electrochemical energy storage cell, which has a stack 1 of sheets 2, in particular electrode and/or separator sheets 2, and a liquid electrolyte 4, has the following steps: producing interspaces between a large number of adjacent sheets 2 in the stack 1 (step S1), bringing the stack 1 into contact with the electrolyte 4 (step S2), removing the interspaces produced in step S1 between the large number of adjacent sheets 2 in the stack 1 (step S3). As a result, the electrolyte 4 can be distributed quickly and uniformly over the surfaces of the large number of sheets 2. In a particularly preferred embodiment of the method, step S1 has the following substeps: fixing a large number of sheets 2 in the stack 1 relative to one another at at least one point (step S1.1, optional), bending the stack 1, wherein the sheets 2 in the stack 1 are at least partially movable with respect to one another (step S1.2), fixing a large number of sheets 2 in the bent stack 1 relative to one another, with the result that the large number of sheets 2 are fixed in each case relative to one another at at least two points (step S1.3), returning the bent stack 1 to a shape which approximately corresponds to the initial shape of the stack 1, whilst maintaining the fixings from step S1.1 and/or S1.3 (step S1.4).

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES ELEKTRODEN/SEPARATORENSTAPELS INKLUSIVE BEFÜLLUNG MIT EINEM ELEKTROLYTEN ZUM EINSATZ IN EINER ELEKTROCHEMISCHEN ENERGIESPEICHERZELLE METHOD FOR PRODUCING AN ELECTRODE / SEPARATOR STACK INCLUDING FILLING WITH AN ELECTROLYTE FOR USE IN AN ELECTROCHEMICAL ENERGY STORAGE CELL
B e s c h r e i b u n g Hiermit wird der gesamte Inhalt der Prioritätsanmeldung DE 10 2010 052 843.9 durch Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Anmeldung. The entire content of the priority application DE 10 2010 052 843.9 is hereby incorporated by reference in the present application.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Energiespeicherzelle, welche einen Stapel von Blättern, insbesondere Elektroden- und/oder Separatorblättern, sowie einen flüssigen Elektrolyten aufweist. The present invention relates to a method for producing an electrochemical energy storage cell, which comprises a stack of sheets, in particular electrode and / or separator sheets, and a liquid electrolyte.
Unter elektrochemischen Energiespeicherzellen werden die kleinsten Einheiten von Vorrichtungen zur chemischen Speicherung von elektrischer Energie verstanden, insbesondere nicht-aufladbare Energiespeicherzellen, auch Primärzellen genannt, wie Alkalibatteriezellen, sowie aufladbare Energiespeicherzellen, auch Sekundärzellen oder Akkumulatorzellen genannt, wie Nickel-Metallhydrid- oder Lithium-Ionen-Batteriezellen. Eine derartige Energiespeicherzelle weist im allgemeinen eine Elektrodenanordnung auf, welche aus einer Vielzahl von abwechselnd übereinanderliegenden, flächigen Elektroden oder Elektrodenlagen besteht, wobei abwechselnd jeweils eine positive Elektrode (Kathode) und eine negative Elektrode (Anode) angeordnet ist. Zwischen je zwei benachbarten Elektroden - - _ Electrochemical energy storage cells are understood to mean the smallest units of devices for the chemical storage of electrical energy, in particular non-rechargeable energy storage cells, also called primary cells, such as alkaline battery cells, and rechargeable energy storage cells, also called secondary cells or accumulator cells, such as nickel metal hydride or lithium ion battery cells. Such an energy storage cell generally has an electrode arrangement, which consists of a plurality of alternately superimposed, flat electrodes or electrode layers, wherein in each case a positive electrode (cathode) and a negative electrode (anode) is arranged alternately. Between every two adjacent electrodes - - _
oder Elektrodenlagen ist ein Separator oder eine Separatorlage angeordnet, welche(r) dazu dient, einen elektrischen Kontakt zwischen zwei Elektroden verschiedener Polarität und damit einen Kurzschluss zu vermeiden. Die Elektrodenanordnung ist mit einem, vorzugsweise flüssigen, Elektrolyten gefüllt, um die elektrische Leitfähigkeit innerhalb der Energiespeicherzelle herzustellen. Je nach der Beschaffenheit der Oberflächen der Elektroden bzw. Separatoren - beispielsweise glatt oder porös - sollen diese Oberflächen von dem Elektrolyten beispielsweise nur benetzt oder auch getränkt werden. Die Verteilung des Elektrolyten auf den Oberflächen der Elektroden bzw. Separatoren soll jedoch möglichst flächendeckend sein, um eine gute Leitfähigkeit und damit eine große Kapazität der elektrochemischen Energiespeicherzelle sicherzustellen. or electrode layers, a separator or a separator layer is arranged, which (r) serves to avoid an electrical contact between two electrodes of different polarity and thus a short circuit. The electrode assembly is filled with a, preferably liquid, electrolyte to produce the electrical conductivity within the energy storage cell. Depending on the nature of the surfaces of the electrodes or separators - for example, smooth or porous - these surfaces should be wetted or soaked by the electrolyte, for example, only. However, the distribution of the electrolyte on the surfaces of the electrodes or separators should be as comprehensive as possible in order to ensure a good conductivity and thus a large capacity of the electrochemical energy storage cell.
Im Falle einer Lithium-Ionen-Zelle können die Elektroden beispielsweise aus mit Graphit geschichteter Aluminium- bzw. Kupferfolie und der Separator aus einem keramischen, auf einem Kunststoffsubstrat aufgebrachten Material bestehen. Der Separator kann beispielsweise aus einem organischen Material bestehen, welches Lithium-Ionen enthält. In the case of a lithium-ion cell, for example, the electrodes may be graphite-coated aluminum or copper foil and the separator may be a ceramic material applied to a plastic substrate. The separator may for example consist of an organic material containing lithium ions.
Eine derartige Elektrodenanordnung wird beispielsweise durch Aufwickeln von übereinandergelegten Elektroden- und Separatorbändern oder durch wechselweises Übereinanderschichten von einzelnen Elektroden- und Separatorblättern hergestellt. Im Falle einer geschichteten Elektrodenanordnung sind alle Anodenblätter bzw. alle Kathodenblätter jeweils elektrisch leitend durch metallische Abieiter zur Stromabführung miteinander verbunden. Such an electrode arrangement is produced, for example, by winding superimposed electrode and separator strips or by alternately superimposing individual electrode and separator sheets. In the case of a layered electrode arrangement, all the anode sheets or all the cathode sheets are each connected to one another in an electrically conductive manner by means of metallic conductors for current discharge.
In der vorliegenden Patentanmeldung werden lediglich Elektrodenanordnungen der letztgenannten Art betrachtet, welche durch Übereinanderschichten von Blättern, insbesondere Elektroden- und Separatorblättern, erhalten werden. Eine solche Anordnung aus übereinandergeschichteten Blättern, in welcher die einzelnen Blätter im Wesentlichen ebene und im Wesentlichen parallele Flächen bilden, wird im Folgenden als Stapel bezeichnet. Unter einem Blatt wird ein flächiger Gegenstand verstanden, vorzugsweise ein dünner flächiger Gegenstand, d. h. ein flächiger Gegenstand, dessen Abmessungen in einer Richtung senkrecht zu seiner Fläche wesentlich geringer sind als der In the present patent application only electrode assemblies of the latter type are considered, which are obtained by stacking sheets, in particular electrode and Separatorblättern. Such an arrangement of stacked sheets, in which the individual sheets form essentially flat and substantially parallel surfaces, is referred to below as a stack. A sheet is understood to mean a flat article, preferably a thin planar one Object, ie a flat object whose dimensions in a direction perpendicular to its surface are substantially less than that
Durchmesser des größten Kreises, der vollständig innerhalb der Fläche liegt. Die einzelnen Blätter haben dabei vorzugsweise eine rechteckige Form und sind vorzugsweise auch gleich groß. Daher wird die vorliegende Erfindung in Bezug auf rechteckige, gleich große Blätter beschrieben. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Blätter auch jede beliebige andere Form und Größe haben können. Diameter of the largest circle that lies completely within the area. The individual sheets preferably have a rectangular shape and are preferably the same size. Therefore, the present invention will be described in terms of rectangular sheets of the same size. It should be noted, however, that the leaves can have any other shape and size.
Bei der Herstellung von Energiespeicherzellen mit derartigen Elektrodenanordnungen stellt sich das Problem, die Elektrodenanordnung mit dem flüssigen Elektrolyten so zu befüllen, dass der Elektrolyt mit den Oberflächen aller Elektroden- und Separatorblätter vollständig in Kontakt kommt. Dies wird dadurch erschwert, dass die einzelnen Blätter in Fertigungsablauf unmittelbar vor dem Befüllen bereits eng aneinanderliegen und der Elektrolyt daher von außen nur schwer zwischen die Blätter gelangen kann, um sich dort gleichmäßig zu verteilen und vollständig mit den Oberflächen der einzelnen Blätter in Kontakt zu kommen. Es besteht auch die Gefahr, dass die Blätter sich in äußeren Bereichen, welche mit dem Elektrolyten zuerst in Kontakt kommen, "vollsaugen" und - je nach Material - möglicherweise aufquellen, wodurch der Elektrolyt in die inneren Bereiche der Blattoberflächen gar nicht mehr vordringen kann. In the production of energy storage cells with such electrode arrangements, the problem arises of filling the electrode arrangement with the liquid electrolyte in such a way that the electrolyte completely comes into contact with the surfaces of all the electrode and separator sheets. This is made more difficult by the fact that the individual sheets in production sequence are already close to each other immediately before filling and the electrolyte can therefore hardly reach the leaves from the outside in order to distribute itself uniformly and come into full contact with the surfaces of the individual sheets , There is also the danger that the leaves "suck in" in outer areas, which come into contact with the electrolyte first, and possibly swell, depending on the material, whereby the electrolyte can not penetrate into the inner areas of the leaf surfaces.
Es ist bekannt, das Befüllen einer derartigen, aus einem Stapel von Elektroden- und Separatorblättern bestehenden Elektrodenanordnung in der Weise vorzunehmen, dass der Stapel hochkant aufgestellt wird und der Elektrolyt an einer Längs- oder Schmalseite des Stapels eingefüllt, beispielsweise eingeträufelt oder eingespritzt, wird. Der Elektrolyt wird dann durch die Schwerkraft oder durch Kapillarwirkung nach unten in den Stapel hineingezogen und verteilt sich dort mehr oder weniger schnell und gleichmäßig auf den Oberflächen der einzelnen Blätter. Der Verteilvorgang wird dabei durch eine hinreichend lange Einwirkzeit unterstützt, welche im Minuten- oder Stunden-, - - It is known to perform the filling of such, consisting of a stack of electrode and separator sheets electrode arrangement in such a way that the stack is placed upright and filled the electrolyte on a longitudinal or narrow side of the stack, for example, instilled or injected, is. The electrolyte is then drawn down by gravity or by capillary action into the stack and spreads there more or less quickly and evenly on the surfaces of the individual sheets. The distribution process is supported by a sufficiently long exposure time, which in minutes or hours, - -
aber auch im Tagebereich liegen kann, um eine gleichmäßige Verteilung des Elektrolyten auf einen Blättern zu gewährleisten. Diese Einwirkzeit führt zu erheblichen Verzögerungen im Produktionsablauf. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem der Elektrolyt auf einfache, schnelle und zuverlässige Weise mit den Oberflächen der Elektroden- und Separatorblätter in Kontakt gebracht werden kann. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Energiespeicherzelle gemäß Anspruch 1 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungen des Verfahrens in den Unteransprüchen enthalten sind. Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf der Idee, dass der flüssige Elektrolyt leichter zwischen die Blätter des Stapels hineindringen und mit deren Oberflächen in Kontakt kommen kann, wenn zwischen benachbarten Blättern in dem Stapel jeweils ein kleiner Zwischenraum vorhanden ist. Da die Blätter in dem Stapel jedoch dicht aufeinanderliegend angeordnet sind, wird ein Verfahren benötigt, um die Blätter in dem Stapel "aufzufächern" und dadurch in eine "lamellenartige" Struktur zu bringen. Sodann kann der Stapel hochkant derart aufgestellt werden, dass eine aufgefächerte Seite nach oben zeigt, und der Elektrolyt problemlos von oben in die Zwischenräume zwischen den einzelnen Blättern eingefüllt werden. Der Elektrolyt wird sich dann gleichmäßig auf allen Oberflächen aller Blätter in dem Stapel verteilen, da er diese Oberflächen unmittelbar und. ungehindert erreichen kann. But also in the daytime range can be to ensure a uniform distribution of the electrolyte on a leaves. This exposure time leads to significant delays in the production process. The present invention is therefore based on the object to develop a method by which the electrolyte in a simple, fast and reliable manner can be brought into contact with the surfaces of the electrode and separator sheets. This object is achieved by a method for producing an electrochemical energy storage cell according to claim 1, wherein advantageous developments and embodiments of the method are contained in the subclaims. The method according to the invention is based on the idea that the liquid electrolyte can more easily penetrate between the leaves of the stack and come into contact with their surfaces if there is a small gap between adjacent leaves in the stack. However, since the sheets in the stack are arranged close together, a method is needed to "fan out" the sheets in the stack and thereby bring them into a "lamellar" structure. Then, the stack can be erected upright so that a fanned side faces up, and the electrolyte can be easily filled from above into the spaces between the individual sheets. The electrolyte will then distribute evenly on all surfaces of all the sheets in the stack, as it immediately and. can reach unhindered.
Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Anspruch 1 weist daher die folgenden Schritte auf, wobei diese auch mehrfach und/oder in einer anderen als der angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden können: - - The method according to the invention therefore has the following steps, wherein these can also be carried out several times and / or in another order than indicated: - -
- Zwischen einer Vielzahl von in dem Stapel benachbarten Blättern werden Zwischenräume erzeugt. Interspaces are created between a plurality of sheets adjacent to the stack.
- Der Stapel wird mit dem Elektrolyten in Kontakt gebracht.  - The stack is brought into contact with the electrolyte.
- Die zwischen der Vielzahl der in dem Stapel benachbarten Blätter erzeugten Zwischenräume werden wieder entfernt.  The gaps created between the plurality of sheets adjacent to the stack are removed again.
Die Breite eines Zwischenraumes beträgt dabei vorzugsweise wenigstens die Dicke eines Blattes, weiter vorzugsweise wenigstens das Doppelte der Dicke eines Blattes. The width of a gap is preferably at least the thickness of a sheet, more preferably at least twice the thickness of a sheet.
Auch hier kann zwischen dem Inkontaktbringen des Stapels mit dem Elektrolyten und dem Entfernen der Zwischenräume zwischen den Blättern eine bestimmte "Einwirkzeit" vorgesehen werden, wobei die Länge der nötigen Einwirkzeit hierbei deutlich kürzer sein wird, als wenn keine Zwischenräume zwischen den Blättern vorhanden wären. Again, a certain "exposure time" can be provided between the contacting of the stack with the electrolyte and the removal of the spaces between the sheets, wherein the length of the necessary exposure time will be significantly shorter than if there were no spaces between the sheets.
In einer besonders bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist der Schritt des Erzeugens von Zwischenräumen zwischen einer Vielzahl von in dem Stapel benachbarten Blättern wenigstens die folgenden Teilschritte in der angegebenen Reihenfolge auf: In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, the step of creating spaces between a plurality of sheets adjacent to the stack comprises at least the following substeps in the order indicated:
- Eine Vielzahl von Blättern in dem Stapel wird an wenigstens einem Punkt relativ zueinander fixiert. Mit "Fixierung" ist hierbei gemeint, dass eine relative Beweglichkeit der Blätter gegeneinander an diesem Punkt verhindert wird, vorzugsweise durch eine Klemmung und/oder durch einen Anschlag. Dieser Schritt ist an dieser Stelle des Verfahrens optional (siehe unten). A plurality of sheets in the stack are fixed at at least one point relative to each other. By "fixation" is here meant that a relative mobility of the leaves against each other is prevented at this point, preferably by a clamping and / or by a stop. This step is optional at this point in the procedure (see below).
- Der Stapel wird gebogen, wobei die Blätter in dem Stapel wenigstens teilweise gegeneinander beweglich sind. Das Biegen erfolgt durch Aufbringen von geeigneten Kräften von außen. Die Form des gebogenen Stapels kann sich dabei durch die Materialeigenschaften der Blätter selbst, insbesondere deren Biegesteifigkeit, durch die von außen aufgebrachten - - - The stack is bent, the leaves in the stack are at least partially movable against each other. The bending is done by applying suitable forces from the outside. The shape of the bent stack can be characterized by the material properties of the leaves themselves, in particular their flexural rigidity, by the externally applied - -
Kräfte oder auch durch einen Formkörper, an den der Stapel während der Biegung angelegt wird, ergeben. Forces or even by a shaped body, to which the stack is applied during bending, result.
Der Winkel, um den der Stapel gebogen wird (d. h. - bei der Biegung entlang eines Kreises - der Umschlingungswinkel des gebogenen Stapels um diesen Kreis), wird dabei vorzugsweise so groß wie möglich gewählt. Er beträgt vorzugsweise mindestens 90 Grad, weiter vorzugsweise wenigstens 180 Grad. The angle at which the stack is bent (i.e., when bent along a circle - the angle of wrap of the bent stack around this circle) is preferably chosen to be as large as possible. It is preferably at least 90 degrees, more preferably at least 180 degrees.
Da der Stapel durch die Dicke der einzelnen Blätter insgesamt ebenfalls eine bestimmte Dicke hat, werden die Blätter am inneren - dem gedachten Mittelpunkt der Biegung zugewandten - Rand des Stapels stärker gebogen als die Blätter am äußeren - dem gedachten Mittelpunkt der Biegung abgewandten - Rand des Stapels. Diejenigen Seitenkanten der einzelnen Blätter, welche senkrecht zu der Ebene verlaufen, in welcher die Biegung erfolgt, und die daher selbst nicht gebogen werden, werden dabei leicht gegeneinander verschoben. Diese Verschiebung geschieht an einer Seite der Blätter, an der die Blätter nicht gegeneinander fixiert sind oder, wenn der obige Fixierungsschritt nicht ausgeführt wurde, möglicherweise auch an zwei gegenüberliegenden Seiten der Blätter. Since the stack by the thickness of the individual sheets as a whole also has a certain thickness, the leaves on the inner - the imaginary center of the bend facing edge of the stack are bent more than the leaves on the outer - the imaginary center of the bend facing away - edge of the stack , The side edges of the individual leaves, which are perpendicular to the plane in which the bend takes place, and are therefore not bent themselves, are thereby slightly shifted from one another. This displacement occurs on one side of the sheets where the sheets are not fixed against each other or, if the above fixing step has not been carried out, possibly on two opposite sides of the sheets.
Die Vielzahl der Blätter in den gebogenen Stapel wird relativ zueinander fixiert. Falls die Blätter im ersten Schritt bereits an einem Punkt relativ zueinander fixiert wurden, ist in diesem Schritt nur noch eine Fixierung an wenigstens einem weiteren Punkt erforderlich, ansonsten an wenigstens zwei weiteren Punkten. In allen Fällen sind die Blätter nun an wenigstens zwei Punkten jeweils relativ zueinander fixiert. The plurality of sheets in the bent stack are fixed relative to each other. If, in the first step, the leaves have already been fixed at a point relative to one another, only one fixation at at least one further point is required in this step, otherwise at least two further points. In all cases, the leaves are now fixed relative to each other at at least two points.
Der gebogene Stapel wird unter Beibehaltung der erfolgten Fixierungen in eine Form zurückgeführt, die annähernd seiner Ausgangsform entspricht. Das Zurückführen des Stapels erfolgt vorzugsweise durch das Wegnehmen der äußeren, die Biegung bewirkenden Kräfte, wobei der Stapel durch die - - The bent stack is returned while maintaining the fixations in a form that corresponds approximately to its original shape. The return of the stack is preferably carried out by removing the outer, bending-causing forces, the stack through the - -
Entspannung der einzelnen gebogenen Blätter wieder annähernd in seine Ausgangsform zurückkehrt. Das Zurückführen des Stapels kann aber auch durch den Biegekräften entgegengerichtete Kräfte aktiv herbeigeführt werden. Relaxation of the individual curved leaves returns almost to its original shape. The return of the stack can also be actively induced by the bending forces opposing forces.
Wegen der oben beschriebenen Verschiebung der Seitenkanten der Vielzahl der Blätter gegeneinander durch die Biegung des Stapels und die Fixierungen können die Blätter jedoch nicht vollständig in ihre ursprüngliche, zueinander parallele Stellung zurückkehren. Vielmehr bildet sich zwischen je zwei benachbarten Blättern als Ausgleich der gegenseitigen Verschiebung eine leicht unterschiedliche Krümmung diesen beiden Blättern und somit ein kleiner Spalt zwischen ihnen, welcher sich zu den Fixierungsstellen hin verjüngt und - wobei eine symmetrische Form des Spaltes angenommen wird - in der Mitte seine größte Breite hat. Aufgrund der Fixierung ist der Stapel weiterhin mechanisch stabil. However, because of the above-described displacement of the side edges of the plurality of blades against each other by the bending of the stack and the fixations, the blades can not fully return to their original, mutually parallel position. Rather, between each two adjacent leaves to compensate for the mutual displacement a slightly different curvature of these two leaves and thus a small gap between them, which tapers to the fixation points and - taking a symmetrical shape of the gap - in the middle of his has the largest width. Due to the fixation, the stack is still mechanically stable.
Nach Ausführung dieser Schritte kann der Elektrolyt mit dem Stapel in Kontakt gebracht werden. Dies erfolgt in einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung durch das Einfüllen des Elektrolyten. Vorzugsweise wird der Stapel dafür so ausgerichtet, dass eine Seite des Stapels, an der sich die Spalte gebildet haben, nach oben zeigt. Vorzugsweise wird der Elektrolyt dann durch einen von oben auf den Stapel gerichteten Flüssigkeitsstrahl eingefüllt, beispielsweise eingeträufelt oder -gespritzt. Alternativ ist es auch möglich, den gesamten Stapel in ein Elektrolytbad einzutauchen oder umgekehrt den Stapel mit dem Elektrolyten zu fluten, indem der Stapel in ein Gefäß verbracht wird und der Elektrolyt in dieses Gefäß eingefüllt wird, bis der Stapel ganz von dem Elektrolyten bedeckt ist. Bei beiden Vorgängen kann der Stapel von oben an den Ableitern (falls solche in diesem Fertigungsschritt bereits vorhanden sind), welche ohnehin nicht mit dem Elektrolyten in Kontakt kommen sollen, festgehalten werden. Auch ist es möglich, den Stapel während des Inkontaktbringens und/oder nach dem Inkontaktbringen des Stapels mit dem Elektrolyten in Schritt S2 zu schleudern, wobei unter Schleudern eine schnelle Drehung um eine Rotationsachse verstanden wird. Das Schleudern geschieht dabei vorzugsweise um eine oder (nacheinander) um mehrere geometrische Symmetrieachsen des Stapels, um eine Unwucht des Stapels während des Schleuderns zu vermeiden. Sofern das Schleudern während des Inkontaktbringens des Stapels mit dem Elektrolyten geschieht, wird der Elektrolyt vorzugsweise entlang der Rotationsachse des Schleudervorgangs von oben in den Stapel eingefüllt. Durch das Schleudern wird sichergestellt, dass sich der Elektrolyt durch die entstehende Zentrifugalkraft noch besser in dem Stapel verteilt. After performing these steps, the electrolyte can be brought into contact with the stack. This is done in a particularly preferred embodiment of the invention by the filling of the electrolyte. Preferably, the stack is aligned so that one side of the stack, where the gaps have formed, facing upward. Preferably, the electrolyte is then filled by a directed from above the stack of liquid jet, for example, instilled or injected. Alternatively, it is also possible to immerse the entire stack in an electrolyte bath, or conversely to flood the stack with the electrolyte by placing the stack in a vessel and filling the electrolyte into this vessel until the stack is completely covered by the electrolyte. In both processes, the stack from the top of the arresters (if any already exist in this manufacturing step), which should not come into contact with the electrolyte anyway, are recorded. It is also possible to spin the stack during contacting and / or after bringing the stack into contact with the electrolyte in step S2, wherein spinning means rapid rotation about an axis of rotation. The spin is preferably done by one or (successively) around several geometric axes of symmetry of the stack to avoid unbalance of the stack during spin. If the spin occurs during the contacting of the stack with the electrolyte, the electrolyte is preferably introduced into the stack from above along the axis of rotation of the spin process. The spinning ensures that the electrolyte is even better distributed in the stack by the resulting centrifugal force.
Der letzte Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens, das Entfernen der Zwischenräume zwischen der Vielzahl der in dem Stapel benachbarten Blätter, erfolgt in einer besonders bevorzugten Ausführung durch das Lösen der vorgenommenen Fixierungen. Wenn die Blätter eine genügend große Biegesteifigkeit aufweisen, nehmen sie von selbst wieder ihre ursprüngliche Form als ebene Flächen an. Ebenso nimmt damit auch der Stapel von selbst wieder seine ursprüngliche, aus dicht aufeinanderliegenden Blättern bestehende Form an, wobei nun der Elektrolyt gleichmäßig auf den Oberflächen der Blätter verteilt ist. Alternativ kann die ursprüngliche Form des Stapels nach dem Lösen der Fixierungen auch durch leichten Druck von außen auf die beiden äußersten Blätter des Stapels wieder erreicht werden. Weiterhin kann nach dem Entfernen der Zwischenräume von außen eine Kraft auf den Stapel ausgeübt werden, damit sich der Elektrolyt im Inneren des Stapels noch besser verteilt. Bei dieser Kraft handelt es sich vorzugsweise um eine Press-, Streich- oder Rollbewegung. Sie wird - je nach der Art der Bewegung - vorzugsweise ausgeübt durch eine oder mehrere Platten, die den Stapel von einer oder von beiden Seiten von außen zusammenpressen, von einer oder mehreren Rakeln, die mit Druck auf einer oder auf beiden Seiten von außen über die Oberfläche des Stapels streichen, bzw. von einer oder mehreren Rollen, die mit Druck auf einer oder auf beiden Seiten von außen über die Oberfläche des Stapels rollen. Das Steichen oder das Rollen kann dabei auch in mehreren Richtungen erfolgen, um den Elektrolyten in dem Stapel in alle Richtungen gut zu verteilen. The last step of the method according to the invention, the removal of the gaps between the plurality of sheets adjacent in the stack, is effected in a particularly preferred embodiment by releasing the fixations made. When the leaves have a sufficiently high flexural rigidity, they automatically regain their original shape as flat surfaces. Likewise, the stack automatically returns to its original shape of closely superimposed leaves, and now the electrolyte is evenly distributed on the surfaces of the leaves. Alternatively, the original shape of the stack after loosening the fixations can be achieved by light pressure from the outside on the two outermost sheets of the stack again. Furthermore, after the removal of the spaces from the outside, a force can be exerted on the stack so that the electrolyte inside the stack is even better distributed. This force is preferably a pressing, brushing or rolling movement. It is preferably exerted, depending on the nature of the movement, by one or more plates which compress the stack from one or both sides from the outside, by one or more squeegees which are pressed on one or both sides from outside via the squeegee Delete the surface of the stack, or one or more Rollers that roll over the surface of the stack with pressure on one or both sides from the outside. The Steichen or rolling can also be done in several directions to distribute the electrolyte in the stack well in all directions.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung werden wenigstens zwei Folgen von Schritten aus Fixieren einer Vielzahl von Blättern, Biegen des Stapels und Zurückführen des gebogenen Stapels nacheinander ausgeführt. Dabei wird der Stapel in den beiden Schrittfolgen jeweils in entgegengesetzte Richtungen gebogen. Dies hat den Vorteil, dass die Blätter, die nach dem ersten Biegen und Zurückführen des Stapels die größte Krümmung aufweisen und zwischen denen sich die kleinsten Spalte befinden, nach dem Biegen des Stapels in die umgekehrte Richtung und dem Zurückführen des Stapels die kleinste Krümmung haben und sich zwischen ihnen die größten Spalte befinden, und umgekehrt. Somit steht zwischen je zwei Blättern nach wenigstens einer solchen Schrittfolge ein ausreichend großer Spalt zur Verfügung, damit sich der Elektrolyt dort problemlos verteilen kann. Es ist auch möglich, nach dem Ausführen der ersten Schrittfolge einen Teil des Elektrolyten und nach dem Ausführen der zweiten Schrittfolge einen weiteren oder den restlichen Teil des Elektrolyten in den Stapel einzufüllen. In a preferred embodiment of the invention, at least two series of steps of fixing a plurality of sheets, bending the stack, and returning the bent stack are performed sequentially. In this case, the stack is bent in the two steps in each case in opposite directions. This has the advantage that the sheets which have the largest curvature after the first bending and returning of the stack and between which the smallest gaps are located, have the smallest curvature after bending the stack in the reverse direction and returning the stack between them are the largest column, and vice versa. Thus, between every two sheets, after at least one such step sequence, a sufficiently large gap is available, so that the electrolyte can be distributed there without difficulty. It is also possible, after carrying out the first sequence of steps, to fill a portion of the electrolyte and, after carrying out the second sequence of steps, a further or the remaining portion of the electrolyte into the stack.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung werden wenigstens zwei Folgen von Schritten aus Fixieren einer Vielzahl von Blättern, Biegen des Stapels und Zurückführen des gebogenen Stapels nacheinander ausgeführt. Dabei erfolgt das Fixieren der Vielzahl von Blättern zumindest teilweise an verschiedenen Stellen des Stapels, vorzugsweise abschnittsweise von oben nach unten oder von unten nach oben entlang zweier einander gegenüberliegender Kanten des Stapels, wobei der Stapel hochkant aufgestellt ist. In a further preferred embodiment of the invention, at least two series of steps of fixing a plurality of sheets, bending the stack, and returning the bent stack are performed sequentially. Here, the fixing of the plurality of sheets is at least partially at different points of the stack, preferably in sections from top to bottom or from bottom to top along two opposite edges of the stack, the stack is erected upright.
Auch bei einem solchen lediglich teilweisen, vorzugsweise abschnittsweisen, Fixieren der Vielzahl von Blättern lässt sich der Stapel noch nahezu genauso - - Even with such a partial, preferably in sections, fixing the plurality of sheets, the stack can be almost the same - -
biegen und lassen sich damit die gewünschten Zwischenräume zwischen den Blättern noch genauso erzeugen. Gleichzeitig wird jedoch sichergestellt, dass kein Punkt auf der Oberfläche der Blätter während des gesamten Verfahrens durch eine Fixierungsvorrichtung, beispielsweise eine Klemmschiene, bedeckt ist oder an benachbarte Blätter angepresst wird. Ein solcher Punkt wäre von dem Elektrolyten möglicherweise erst nach dem Lösen der Fixierung erreichbar. Daher wird durch diese Ausführung eine noch bessere Verteilung des Elektrolyten in dem Stapel gewährleistet. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die Vielzahl von Blättern in dem gebogenen Stapel relativ zueinander im Bereich zweier gegenüberliegender Kanten des Stapels fixiert, vorzugsweise an den beiden Längsseiten oder an den beiden Schmalseiten des Stapels. Auf diese Weise lässt sich der Stapel nach bzw. vor der Fixierung leicht in einer Richtung biegen, welche senkrecht zu der Richtung der Fixierung verläuft. Somit werden alle Schritte des Verfahrens in einer Richtung parallel zu einer Seitenkante des Stapels ausgeführt, was sich mechanisch besonders leicht realisieren lässt. bend and can thus produce the desired spaces between the leaves just as well. At the same time, however, it is ensured that no point on the surface of the sheets is covered by a fixing device, for example a clamping rail, during the entire process or is pressed against adjacent sheets. Such a point might be reached by the electrolyte only after release of the fixation. Therefore, this embodiment ensures an even better distribution of the electrolyte in the stack. In a preferred embodiment of the invention, the plurality of sheets in the bent stack are fixed relative to each other in the region of two opposite edges of the stack, preferably on the two longitudinal sides or on the two narrow sides of the stack. In this way, the stack after or before the fixation can easily bend in a direction which is perpendicular to the direction of the fixation. Thus, all steps of the process are carried out in a direction parallel to a side edge of the stack, which is particularly easy to implement mechanically.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die Vielzahl von Blättern in dem gebogenen Stapel relativ zueinander im Bereich einer Kante des Stapels und im Bereich wenigstens einer nicht auf dieser Kante liegenden Ecke des Stapels fixiert. Das Fixieren des Stapels an einer Ecke kann dann vorteilhaft sein, wenn keine zwei gegenüberliegenden Seiten des Stapels zum Fixieren zur Verfügung stehen, beispielsweise weil an einer dieser Seiten der Elektrolyt eingefüllt werden soll und das andere Paar von gegenüberliegenden Seiten des Stapels aufgrund der Platzverhältnisse während der Fertigung für das Fixieren nicht zugänglich ist. In dieser Ausführung ist es jedoch auch möglich, den Elektrolyten von verschiedenen Seiten aus, beispielsweise von einer Längsseite und von einer oder zwei Schmalseiten aus einzufüllen, wodurch eine noch bessere Erreichbarkeit der gesamten Oberflächen der Blätter in dem Stapel gewährleistet wird. - - In a further preferred embodiment of the invention, the plurality of sheets in the bent stack are fixed relative to one another in the region of an edge of the stack and in the region of at least one corner of the stack not lying on this edge. Fixing the stack to a corner may be advantageous when there are no two opposite sides of the stack for fixing, for example because the electrolyte is to be filled in one of these sides and the other pair from opposite sides of the stack due to space constraints during the process Manufacturing is not accessible for fixing. In this embodiment, however, it is also possible to fill the electrolyte from different sides, for example from one longitudinal side and from one or two narrow sides, whereby an even better accessibility of the entire surfaces of the sheets is ensured in the stack. - -
Das Fixieren einer Vielzahl von Blättern in dem Stapel relativ zueinander erfolgt vorzugsweise durch Klemmen der Vielzahl von Blättern mit Hilfe von Klemmelementen. Klemmen bedeutet hier das Aufbringen eines äußeren Drucks auf den Stapel von beiden Seiten an den gewünschten Stellen, wobei der Druck so groß bemessen ist, dass die Blätter an diesen Stellen sich im Wesentlichen nicht mehr gegeneinander bewegen können, aber auch nicht deformiert oder beschädigt werden. Dafür geeignete Klemmelemente sind etwa Klemmschienen oder punktförmige Klemmen, die beispielsweise durch Federdruck angepresst werden. The fixing of a plurality of sheets in the stack relative to one another preferably takes place by clamping the plurality of sheets by means of clamping elements. Clamping here means applying an external pressure to the stack from both sides at the desired locations, the pressure being so large that the sheets at these locations are substantially incapable of moving relative to each other but also not being deformed or damaged. For this purpose suitable clamping elements are about clamping rails or point-shaped terminals, which are pressed for example by spring pressure.
Das Fixieren kann jedoch alternativ auch durch das Anlegen der Vielzahl von Blättern in dem gebogenen Stapel an ein Anschlagelement, beispielsweise ein Anschlagprofil, erfolgen. Das Anschlagelement ist dabei so gestaltet, dass die Blätter beim Zurückführen des Stapels am vollständigen Zurückkehren in ihre Ausgangsposition gehindert werden, da sie mit wenigstens einer Seitenkante an das Anschlagelement anstoßen. Das Anschlagelement hat dabei vorzugsweise die Form eines V-förmigen Profils. However, the fixing may alternatively also be effected by applying the plurality of sheets in the bent stack to a stop element, for example a stop profile. The stop element is designed so that the sheets are prevented in returning the stack to fully return to its original position, since they abut with at least one side edge of the stop element. The stop element preferably has the shape of a V-shaped profile.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung befindet sich der Stapel während sämtlicher oder nahezu sämtliche Schritte des Verfahrens ganz oder teilweise in einer Umhüllung. Dies dient dazu, dass der Elektrolyt nach dem Inkontaktbringen mit dem Stapel nicht wieder aus dem Stapel herausläuft und macht somit temporäre Abdichtungsmaßnahmen überflüssig. Der Ablauf des Verfahrens wird auf diese Weise erheblich vereinfacht. Diese Ausführung setzt natürlich voraus, dass die Umhüllung hinreichend flexibel ist, um die einzelnen Verfahrensschritte, insbesondere das Biegen des Stapels und das Fixieren der Blätter, zu ermöglichen. In a further preferred embodiment of the invention, the stack is wholly or partially contained in an enclosure during all or almost all steps of the process. This serves to ensure that the electrolyte does not run out of the stack again after it has been brought into contact with the stack and thus makes temporary sealing measures superfluous. The procedure is considerably simplified in this way. Of course, this embodiment assumes that the envelope is sufficiently flexible to allow the individual process steps, in particular the bending of the stack and the fixing of the sheets.
Es ist besonders bevorzugt, dass es sich bei der Umhüllung um die Außenhülle der elektrochemischen Energiespeicherzelle handelt. Solche - - It is particularly preferred that the sheath is the outer sheath of the electrochemical energy storage cell. Such - -
Energiespeicherzellen mit einer flexiblen Außenhülle, so genannte Pouch- oder Coffeebag-Zellen, sind bekannt und weit verbreitet. Durch die Verwendung der Außenhülle der Energiespeicherzelle als Umhüllung im Sinne der genannten bevorzugten Ausführung lässt sich das Verfahren noch weiter vereinfachen, da der Stapel bereits vor der Ausführung des Verfahrens in seine endgültige Außenhülle eingebracht wird sowie während und nach der Ausführung des Verfahrens in dieser Außenhülle verbleibt. Energy storage cells with a flexible outer shell, so-called Pouch- or Coffeebag cells are known and widely used. By using the outer shell of the energy storage cell as a cover in the sense of the said preferred embodiment, the method can be further simplified because the stack is introduced before the execution of the method in its final outer shell and remains during and after the execution of the method in this outer shell ,
Alternativ kann es sich bei der Umhüllung auch um eine zusätzliche, flexible Hülle, beispielsweise in Form eines dünnen, elastischen Folienbeutels, handeln, welche später in der fertigen Energiespeicherzelle innerhalb der (möglicherweise unflexiblen) Außenhülle eine zusätzliche Schicht um den Stapel herum bildet. Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun anhand von mehreren Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die, teilweise schematisierten, Figuren 1 bis 4 beschrieben. Hierbei zeigen: Alternatively, the sheath may also be an additional, flexible sheath, for example in the form of a thin, elastic foil bag, which later forms an additional layer around the stack in the finished energy storage cell within the (possibly inflexible) outer sheath. The method according to the invention will now be described with reference to several exemplary embodiments with reference to the partially schematized FIGS. 1 to 4. Hereby show:
Fig. 1 : die Verfahrensschritte in einem ersten Ausführungsbeispiel, wobei der Stapel nach dem Biegen an zwei gegenüberliegenden Seiten fixiert wird; 1 shows the method steps in a first embodiment, wherein the stack is fixed after bending on two opposite sides.
Fig. 2: die Verfahrensschritte in einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei der Stapel vor dem Biegen an einer ersten Seite und nach dem Biegen an einer der ersten Seite gegenüberliegenden Seite fixiert wird; 2 shows the method steps in a second exemplary embodiment, wherein the stack is fixed on a first side before bending and on a side opposite the first side after bending;
Fig. 3: die Verfahrensschritte in einem dritten Ausführungsbeispiel, wobei der Stapel an einer Seite und an zwei Ecken fixiert wird. 3 shows the method steps in a third exemplary embodiment, wherein the stack is fixed on one side and on two corners.
Fig. 4: eine Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels, wobei zwei gegenüberliegende Seitenkanten des Stapels durch zwei Anschlagprofile fixiert werden. - - Fig. 4: a modification of the first embodiment, wherein two opposite side edges of the stack are fixed by two stop profiles. - -
In Fig. 1a) ist ein aus sechs Elektroden- bzw. Separatorblättern 2 bestehender Stapel 1 im Querschnitt schematisiert dargestellt, wobei die Spalte zwischen den einzelnen Blättern 2 lediglich der besseren Erkennbarkeit der Blätter 2 dienen, während die Blätter 2 in Wirklichkeit dicht aufeinanderliegen. In Fig. 1a) a consisting of six electrode or separator sheets 2 stack 1 is shown schematically in cross section, the gaps between the individual sheets 2 are only the better recognizability of the sheets 2, while the sheets 2 are in fact close together.
In Fig. 1 b) wird der Stapel 1 an zwei Stellen nahe zweier gegenüberliegender Seitenkanten durch zwei Kantenklemmen 3 lose geklemmt, so dass sich die Blätter an beiden Klemmstellen noch relativ zueinander bewegen können. Die Kantenklemmen 3 werden in der Zeichnung jeweils angedeutet durch zwei schwarze Quadrate (Klemmschienen), welche durch eine gestrichelte Linie verbunden sind. Die Klemmung soll jeweils über die gesamte Seitenkante des Stapels 1 erfolgen. In Fig. 1 b), the stack 1 is loosely clamped at two points near two opposite side edges by two edge clamps 3, so that the leaves at both clamping points can still move relative to each other. The edge clamps 3 are indicated in the drawing by two black squares (clamping rails), which are connected by a dashed line. The clamping should in each case take place over the entire side edge of the stack 1.
Der optionale Schritt des Fixierens von Blättern 2 vor dem Biegen des Stapels 1 (Schritt S1.1) wird in diesem Ausführungsbeispiel nicht durchgeführt. The optional step of fixing sheets 2 before bending the stack 1 (step S1.1) is not performed in this embodiment.
In Fig. 1c) wird der Stapel 1 in einer Biegerichtung 5 annähernd entlang einer Kreisbahn gebogen (Schritt S1.2). Die Blätter 2 verschieben sich dabei zwischen den Kantenklemmen 3 relativ zueinander. In Fig. 1c), the stack 1 is bent in a bending direction 5 approximately along a circular path (step S1.2). The leaves 2 move between the edge clamps 3 relative to each other.
In Fig. 1d) wird die Klemmung des Stapels 1 an den beiden Kantenklemmen 3 jeweils durch Verspannen der beiden Klemmschienen miteinander, angedeutet jeweils durch zwei nach innen gerichtete Pfeile, fixiert (Schritt S1.3). Die Blätter 2 können sich nun zwischen den fixierten Kantenklemmen 3 nicht mehr relativ zueinander bewegen. Nach dieser Fixierung wird der Stapel durch Wegnehmen der Biegekräfte wieder - soweit möglich - in der Richtung 7 in seine Ausgangslage zurückgeführt (Schritt S1.4). Zwischen den Blättern 2 bilden sich dabei die gewünschten Zwischenräume, welche von innen nach außen (vom Mittelpunkt des Biegeradius aus gesehen) in ihrer Breite abnehmen. Durch die Biegesteifigkeit der Elektroden- und Separatorblätter 2 behalten die Blätter 2 und damit auch die Zwischenräume zwischen den Blättern in dieser Stellung des Stapels 1 ihre Form, solange die Kantenklemmen 3 nicht gelöst werden. - - In Fig. 1d), the clamping of the stack 1 at the two edge clamps 3 each by clamping the two clamping rails together, indicated in each case by two inwardly directed arrows, fixed (step S1.3). The leaves 2 can no longer move between the fixed edge clamps 3 relative to each other. After this fixation, the stack is returned by removing the bending forces again - as far as possible - in the direction 7 in its initial position (step S1.4). Between the leaves 2, the desired intermediate spaces are formed, which decrease in width from inside to outside (seen from the center of the bending radius). Due to the bending stiffness of the electrode and separator sheets 2, the sheets 2 and thus also the spaces between the sheets in this position of the stack 1 retain their shape as long as the edge clamps 3 are not released. - -
In Fig. 1e) wird nun der Elektrolyt 4 (in der Zeichnung schraffiert dargestellt) in Richtung 10 von oben in die Zwischenräume zwischen den Blättern 2 im Stapel 1 eingefüllt (Schritt S2). Aufgrund der Zwischenräume kann er sich dort, möglicherweise abgesehen von den Bereichen der fixierten Kantenklemmen 3, problemlos verteilen. In Fig. 1e) is now the electrolyte 4 (shown hatched in the drawing) in direction 10 from above into the spaces between the sheets 2 in the stack 1 filled (step S2). Due to the gaps, he can there, possibly apart from the areas of the fixed edge clamps 3, easily distribute.
In Fig. 1f) wird die Fixierung des Stapels durch die Kantenklemmen 3, gegebenenfalls nach einer kurzen Einwirkzeit, wieder gelöst. Dadurch nimmt der Stapel endgültig wieder seine ursprüngliche Form aus ebenen, parallelen Blättern 2 ein, und die gebildeten Zwischenräume werden entfernt (Schritt S3). Der Elektrolyt 4 kann sich spätestens nun auch zwischen den Blättern 2 im Bereich der Kantenklemmen 3 verteilen. Das Biegen des Stapels 1 , das Fixieren und Lösen der Kantenklemmen 3 sowie das Zurückführen des Stapels 1 erfolgt durch eine geeignete Mechanik (nicht dargestellt) und kann im Fertigungsablauf voll automatisiert werden. In Fig. 1f), the fixation of the stack by the edge clamps 3, optionally after a short exposure time, solved again. As a result, the stack finally resumes its original shape from planar, parallel sheets 2, and the interstices formed are removed (step S3). At the latest, the electrolyte 4 can also be distributed between the leaves 2 in the area of the edge clamps 3. The bending of the stack 1, the fixing and loosening of the edge clamps 3 and the return of the stack 1 are effected by a suitable mechanism (not shown) and can be fully automated in the production process.
Das in Fig. 2 dargestellte Verfahren unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten insofern, als der Stapel 1 bereits vor dem Biegen durch eine Kantenklemme 3 am linken Rand des Stapels 2 fixiert wird (Schritt S1 .1 ), während der Stapel 1 am rechten Rand durch die Kantenklemme 3 vor dem Biegen nur lose geklemmt wird (siehe Fig. 2b). The method shown in Fig. 2 differs from that shown in Fig. 1 in that the stack 1 is already fixed before bending by an edge clamp 3 on the left edge of the stack 2 (step S1 .1), while the stack 1 am right edge is only loosely clamped by the edge clamp 3 before bending (see Fig. 2b).
In Fig. 2c) wird der Stapel 1 in der Biegerichtung 5 gebogen, wobei die Fixierung mittels der Kantenklemme 3 erhalten bleibt (Schritt S1.2). In der dargestellten Ausführung bleibt weiterhin auch die fixierte Kantenklemme 3 während des Biegens ortsfest; jedoch kann auch diese Seite des Stapels - wie in Fig. 1 c) - beim Biegen des Stapels 1 bewegt werden. Im Bereich der Kantenklemme 3 am rechten Rand des Stapels 1 können sich die Blätter 2 jedoch während der Biegung weiterhin relativ zueinander bewegen. - - In Fig. 2c), the stack 1 is bent in the bending direction 5, wherein the fixation by means of the edge clamp 3 is maintained (step S1.2). In the illustrated embodiment, furthermore, the fixed edge clamp 3 remains stationary during bending; However, this side of the stack - as in Fig. 1 c) - are moved when bending the stack 1. However, in the area of the edge clamp 3 on the right-hand edge of the stack 1, the sheets 2 can continue to move relative to one another during the bending. - -
In Fig. 2d) wird im gebogenen Zustand des Stapels 1 auch die Kantenklemme 3 am rechten Rand des Stapels 1 fixiert (Schritt S1.3). Dann wird der Stapel 1 auf der rechten Seite entlang der Richtung 7 wieder nahezu in seine Ausgangslage zurückgeführt (Schritt S1.4). In FIG. 2d), in the bent state of the stack 1, the edge clamp 3 is also fixed on the right-hand edge of the stack 1 (step S1.3). Then, the stack 1 on the right side along the direction 7 is almost returned to its original position (step S1.4).
In den Figuren 2e) und 2f) ist analog zu den Fig. 1e) und 1f) das Einfüllen des Elektrolyten 4 (Schritt S2) und das Entspannen des mit Elektrolyt 4 befüllten Stapels 1 in seine Ausgangslage und damit das Entfernen der Zwischenräume dargestellt (Schritt S3). Fig. 3a) zeigt eine perspektivische Ansicht eines Stapels 1 , welcher bereits an der unteren Längsseite durch eine Klemmschiene 8 fixiert ist (entspricht Schritt S1.1 ). An dieser Längsseite des Stapels 1 befinden sich nämlich die Ableiterfahnen der Elektrodenblätter 2 (nicht dargestellt), welche bereits zu einem Paket verbunden sind und in diesem Fertigungsschritt nicht mehr gelöst werden können. Zwar könnte in diesem Fall das in Fig. 2 dargestellte Verfahren analog angewendet werden, wobei der Stapel 1 an den Längsseiten geklemmt wird und der Elektrolyt 4 an einer Schmalseite eingefüllt wird. Aufgrund der geringen Länge der Schmalseiten des Stapels 1 im Verhältnis zur Länge der Längsseiten kann dies jedoch ungünstig sein, da der Elektrolyt 4 dann einen relativ weiten Weg entlang der Längsseite des Stapels 1 bis zum tiefsten Punkt des Stapels 1 zurücklegen müsste. Es wird daher in diesem Fall das folgende abgewandelte Verfahren eingesetzt: In FIGS. 2e) and 2f), the filling of the electrolyte 4 (step S2) and the relaxation of the stack 1 filled with electrolyte 4 into its starting position and thus the removal of the intermediate spaces are shown analogously to FIGS. 1e) and 1f) (step S3). Fig. 3a) shows a perspective view of a stack 1, which is already fixed to the lower longitudinal side by a clamping rail 8 (corresponds to step S1.1). At this longitudinal side of the stack 1 are namely the Ableiterfahnen the electrode sheets 2 (not shown), which are already connected to a package and can not be solved in this manufacturing step. Although in this case the method shown in Fig. 2 could be applied analogously, wherein the stack 1 is clamped to the longitudinal sides and the electrolyte 4 is filled at a narrow side. Due to the small length of the narrow sides of the stack 1 in relation to the length of the longitudinal sides, however, this may be unfavorable, since the electrolyte 4 would then have to travel a relatively long distance along the longitudinal side of the stack 1 to the lowest point of the stack 1. Therefore, the following modified method is used in this case:
Wie in Fig. 3b) gezeigt, wird der Stapel 1 im Bereich der beiden der Klemmschiene 8 gegenüberliegenden Ecken im Wesentlichen punktförmig durch die Punktklemmen 9 zunächst lose geklemmt. As shown in FIG. 3 b), the stack 1 is initially loosely clamped by the point clamps 9 in the region of the two corners opposite the clamping rail 8 in a substantially point-like manner.
In Fig. 3c) wird der Stapel 1 dann an diesen beiden Ecken entlang zweier Biegerichtungen 5 und 6 diagonal nach vorne gebogen (Schritt S1.2). - - In Fig. 3c), the stack 1 is then bent diagonally forward at these two corners along two bending directions 5 and 6 (step S1.2). - -
Daraufhin werden in Fig. 3d) die Punktklemmen 9 fixiert (Schritt S1.3), was wiederum durch jeweils zwei nach innen gerichtete Pfeile dargestellt ist, und der Stapel in einer Richtung 7 wieder - soweit möglich - in seine Ausgangslage zurückgeführt (Schritt S1.4). Hierbei ergibt sich eine Auffächerung der Blätter 2 sowohl an der oberen Längsseite als auch an den beiden Schmalseiten, wobei die Breite eines Zwischenraumes zwischen zwei Blättern 2 im Stapel 1 von oben nach unten hin (in Richtung der Klemmschiene 8) abnimmt. Auch hier wird, wie in Fig. 3e) dargestellt, der Elektrolyt 5 in einer Einfüllrichtung 10 von oben in den Stapel 1 eingefüllt (Schritt S2) und kann sich nach unten hin verteilen, bevor der Stapel 1 in Fig. 3f) durch das Lösen der fixierten Punktklemmen 9 wieder endgültig seine Ausgangsform einnimmt und die Zwischenräume entfernt werden (Schritt S3). The point clamps 9 are then fixed in step 3d) (step S1.3), which in turn is represented by two inwardly directed arrows, and the stack in one direction 7 is returned to its starting position as far as possible (step S1. 4). This results in a fanning of the sheets 2 both on the upper longitudinal side and on the two narrow sides, wherein the width of a gap between two sheets 2 in the stack 1 from top to bottom decreases (in the direction of the clamping rail 8). Again, as shown in Fig. 3e), the electrolyte 5 is filled in a filling direction 10 from above into the stack 1 (step S2) and can spread down before the stack 1 in Fig. 3f) by the release the fixed point terminals 9 finally assumes its original shape and the spaces are removed (step S3).
Fig. 4 zeigt eine Abwandlung des in Fig. 1 dargestellten Verfahrens, wobei die Teilfiguren 4a), 4b) und 4c) den Schritten aus den Teilfiguren 1 b), 1 c) und 1d) entsprechen. In Fig. 4 werden die Blätter 2 im Stapel 1 nicht geklemmt, sondern an zwei gegenüberliegenden Seiten an zwei Anschlagprofile 1 1 angelegt, welche jeweils im Querschnitt einen spitzen Winkel bilden (siehe Fig. 4a). Fig. 4 shows a modification of the method shown in Fig. 1, wherein the sub-figures 4a), 4b) and 4c) correspond to the steps of the sub-figures 1 b), 1 c) and 1 d). In Fig. 4, the sheets 2 are not clamped in the stack 1, but applied to two opposite sides of two stop profiles 1 1, which each form an acute angle in cross section (see Fig. 4a).
In Fig. 4b) wird der Stapel 1 in einer Biegerichtung 5 gebogen, wobei die seitlichen Kanten der Blätter 2 sich gegeneinander verschieben und jeweils ins Innere der Anschlagprofile 1 1 hineinrutschen (Schritt S1.2). In Fig. 4b), the stack 1 is bent in a bending direction 5, wherein the lateral edges of the sheets 2 move against each other and each slide into the interior of the stop profiles 1 1 (step S1.2).
Fig. 4c) wird der Stapel 1 in Richtung 7 zurückgeführt (Schritt S1 .4), wobei die seitlichen Kanten der Blätter 2 durch die Anschlagprofile 1 1 in ihrer gegeneinander verschobenen Stellung festgehalten werden (Schritt S1.3) und sich durch diese Verschiebung wieder die gewünschten Zwischenräume zwischen den einzelnen Blättern 2 ergeben. Um das Festhalten der Blätter 2 an - - Fig. 4c), the stack 1 is returned in the direction 7 (step S1 .4), wherein the lateral edges of the sheets 2 are held by the stop profiles 1 1 in their mutually shifted position (step S1.3) and again by this shift give the desired spaces between the individual sheets 2. To hold the leaves 2 on - -
den Innenseiten der Anschlagprofile 1 1 mechanisch zu unterstützen und um das Abrutschen der Blätter 2 an den Innenseiten der Anschlagprofile 1 1 zu verhindern, können die Innenseiten der Anschlagprofile 1 1 auch mit einer rauen, griffigen oder schuppigen Oberfläche versehen sein. To mechanically support the insides of the stop profiles 1 1 and to prevent the slipping of the sheets 2 on the inner sides of the stop profiles 1 1, the inner sides of the stop profiles 1 1 may also be provided with a rough, non-slip or scaly surface.
Dadurch ist es möglich, die Blätter 2 auf mechanisch sehr einfache Art und Weise und ohne die Gefahr der Beschädigung der Blätter 2 durch Klemmungen relativ zueinander zu fixieren. This makes it possible to fix the sheets 2 in a mechanically very simple manner and without the risk of damaging the sheets 2 by clamping relative to each other.
Bezugszeichenliste 1 Stapel List of Reference Numbers 1 stack
2 Blatt  2 sheets
3 Kantenklemme  3 edge clamp
4 Elektrolyt  4 electrolyte
5, 6 Biegerichtungen  5, 6 bending directions
6 Zurückführrichtung 6 return direction
8 Klemmschiene  8 clamping rail
9 Punktklemme  9 point clamp
10 Einfüllrichtung für Elektrolyten  10 filling direction for electrolytes
11 Anschlagprofil  11 stop profile

Claims

Patentansprüche claims
Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Energiespeicherzelle, welche einen Stapel (1 ) von Blättern (2), insbesondere Elektroden- und/oder Separatorblättern (2), sowie einen flüssigen Elektrolyten (4) aufweist, Method for producing an electrochemical energy storage cell which has a stack (1) of sheets (2), in particular electrode and / or separator sheets (2), and a liquid electrolyte (4),
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Verfahren wenigstens folgende Schritte aufweist, welche auch mehrfach und/oder in anderer als der angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden können: the method has at least the following steps, which can also be carried out several times and / or in another order than specified:
- Erzeugen von Zwischenräumen zwischen einer Vielzahl von in dem Stapel (1) benachbarten Blättern (2) (Schritt S1),  Creating gaps between a plurality of sheets (2) adjacent in the stack (1) (step S1),
- Inkontaktbringen des Stapels (1 ) mit dem Elektrolyten (4) (Schritt S2), Bringing the stack (1) into contact with the electrolyte (4) (step S2),
- Entfernen der in Schritt S1 erzeugten Zwischenräume zwischen der Vielzahl der in dem Stapel (1 ) benachbarten Blätter (2) (Schritt S3). - Removing the spaces generated in step S1 between the plurality of in the stack (1) adjacent leaves (2) (step S3).
Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Energiespeicherzelle nach Anspruch 1 , Method for producing an electrochemical energy storage cell according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Schritt S1 des Erzeugens von Zwischenräumen zwischen einer Vielzahl von in dem Stapel (1 ) benachbarten Blättern (2) wenigstens die folgenden Teilschritte in dieser Reihenfolge aufweist, wobei Schritt S1.1 optional ist: the step S1 of creating spaces between a plurality of sheets (2) adjacent in the stack (1) comprises at least the following substeps in this order, step S1.1 being optional:
- Fixieren einer Vielzahl von Blättern (2) in dem Stapel (1) relativ  - Fixing a plurality of sheets (2) in the stack (1) relative
zueinander an wenigstens einem Punkt (Schritt S1.1),  to each other at least one point (step S1.1),
- Biegen des Stapels (1 ), wobei die Blätter (2) in dem Stapel (1)  Bending the stack (1), the sheets (2) in the stack (1)
wenigstens teilweise gegeneinander beweglich sind (Schritt S1.2), at least partially movable against each other (step S1.2),
- Fixieren einer Vielzahl von Blättern (2) in dem gebogenen Stapel (1 ) relativ zueinander, so dass die Vielzahl von Blättern (2) an wenigstens zwei Punkten jeweils relativ zueinander fixiert sind (Schritt S1.3), 12/072220 - 20 - PCT/EP2011/005938 ni i Fixing a plurality of blades (2) in the bent stack (1) relative to each other so that the plurality of blades (2) are fixed at at least two points relative to each other (step S1.3), 12/072220 - 20 - PCT / EP2011 / 005938 i
- Zurückführen des gebogenen Stapels (1 ) unter Beibehaltung der - Returning the bent stack (1) while maintaining the
Fixierungen aus Schritt S1.1 und/oder S1.3 in eine Form, die annähernd der Ausgangsform des Stapels (1 ) entspricht (Schritt S1.4).  Fixations from step S1.1 and / or S1.3 into a shape which approximately corresponds to the initial shape of the stack (1) (step S1.4).
Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Energiespeicherzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Method for producing an electrochemical energy storage cell according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das Inkontaktbringen des Stapels (1) mit dem Elektrolyten (4) in Schritt S2 durch Einfüllen oder Einspritzen des Elektrolyten (4) in den Stapel (1 ), durch Eintauchen des Stapels (1 ) in den Elektrolyten (4) und/oder durch Fluten des Stapels (1 ) mit dem Elektrolyten (4) erfolgt.  contacting the stack (1) with the electrolyte (4) in step S2 by filling or injecting the electrolyte (4) into the stack (1), immersing the stack (1) in the electrolyte (4) and / or by flooding of the stack (1) with the electrolyte (4).
4. Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Energiespeicherzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 4. A process for producing an electrochemical energy storage cell according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
während des Inkontaktbringens und/oder nach dem Inkontaktbringen des during contacting and / or after contacting the
Stapels (1 ) mit dem Elektrolyten (4) in Schritt S2 der Stapel (1) geschleudert wird. Stack (1) with the electrolyte (4) in step S2 of the stack (1) is thrown.
Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Energiespeicherzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Method for producing an electrochemical energy storage cell according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
nach dem Entfernen der in Schritt S1 erzeugten Zwischenräume zwischen der Vielzahl der in dem Stapel (1 ) benachbarten Blätter (2) (Schritt S3) von außen eine Kraft, vorzugsweise in Form einer Press-, Streich- oder Rollbewegung, auf den Stapel (1 ) ausgeübt wird.  after removal of the spaces created in step S1 between the plurality of sheets (2) in the stack (1) (step S3), a force is applied externally, preferably in the form of a pressing, brushing or rolling movement, to the stack (1 ) is exercised.
Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Energiespeicherzelle nach Anspruch 2, Method for producing an electrochemical energy storage cell according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das Entfernen der in Schritt S1 erzeugten Zwischenräume zwischen der Vielzahl der in dem Stapel (1) benachbarten Blätter (2) in Schritt S3 durch das Lösen der in Schritt S1.1 und/oder in Schritt S1.3 removing the gaps created in step S1 between the Variety of in the stack (1) adjacent leaves (2) in step S3 by solving the in step S1.1 and / or in step S1.3
vorgenommenen Fixierungen erfolgt. made fixations done.
Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Energiespeicherzelle nach Anspruch 2 oder 6, Method for producing an electrochemical energy storage cell according to claim 2 or 6,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
wenigstens zwei Folgen von Schritten aus Fixieren einer Vielzahl von Blättern (2) (Schritte S1.1 und/oder S1.3), Biegen des Stapels (1 ) (Schritt S1.2) und Zurückführen des gebogenen Stapels (1 ) (Schritt S1.4) nacheinander ausgeführt werden, wobei der Stapel (1) in Schritt S1.2 jeweils in entgegengesetzte Richtungen (5, 6) gebogen wird. at least two series of steps of fixing a plurality of sheets (2) (steps S1.1 and / or S1.3), bending the stack (1) (step S1.2) and returning the bent stack (1) (step S1 .4) are performed sequentially, wherein the stack (1) in step S1.2 in each case in opposite directions (5, 6) is bent.
Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Energiespeicherzelle nach Anspruch 2, 6 oder 7, Method for producing an electrochemical energy storage cell according to Claim 2, 6 or 7,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
wenigstens zwei Folgen von Schritten aus Fixieren einer Vielzahl von Blättern (2) (Schritte S1.1 und/oder S1 .3), Biegen des Stapels (1) (Schritt S1.2) und Zurückführen des gebogenen Stapels (1) (Schritt S1.4) nacheinander ausgeführt werden, wobei das Fixieren einer Vielzahl von Blättern (2) in den Schritten S1.1 und/oder S1.3 zumindest teilweise an verschiedenen Stellen des Stapels (1) erfolgt. at least two series of steps of fixing a plurality of sheets (2) (steps S1.1 and / or S1 .3), bending the stack (1) (step S1.2) and returning the bent stack (1) (step S1 .4) are performed sequentially, wherein the fixing of a plurality of sheets (2) in steps S1.1 and / or S1.3 takes place at least partially at different locations of the stack (1).
Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Energiespeicherzelle nach einem der Ansprüche 2, 6, 7 oder 8, Method for producing an electrochemical energy storage cell according to one of Claims 2, 6, 7 or 8,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Vielzahl von Blättern (2) in dem gebogenen Stapel (1) in Schritt S1.1 und/oder S1.3 relativ zueinander im Bereich zweier gegenüberliegender Kanten des Stapels (1 ) fixiert wird. the plurality of sheets (2) in the bent stack (1) in step S1.1 and / or S1.3 is fixed relative to each other in the region of two opposite edges of the stack (1).
Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Energiespeicherzelle nach einem der Ansprüche 2, 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass Method for producing an electrochemical energy storage cell according to one of Claims 2, 6, 7, 8 or 9, characterized in that
die Vielzahl von Blättern (2) in dem gebogenen Stapel (1 ) in Schritt S1.1 und/oder S1.3 relativ zueinander im Bereich einer Kante des Stapels (1 ) und im Bereich wenigstens einer nicht auf dieser Kante liegenden Ecke des Stapels (1 ) fixiert wird.  the plurality of sheets (2) in the bent stack (1) in step S1.1 and / or S1.3 relative to one another in the region of an edge of the stack (1) and in the region of at least one corner of the stack not lying on that edge (FIG. 1) is fixed.
Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Energiespeicherzelle nach einem der Ansprüche 2, 6, 7, 8, 9 oder 10, Method for producing an electrochemical energy storage cell according to one of Claims 2, 6, 7, 8, 9 or 10,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das Fixieren einer Vielzahl von Blättern (2) in dem Stapel (1 ) in Schritt S1.1 und/oder S1.3 relativ zueinander durch Klemmen der Vielzahl von Blättern mit Hilfe von Klemmelementen (3, 8, 9) und/oder durch Anlegen der Vielzahl von Blättern (2) an ein Anschlagelement (11 ) erfolgt.  fixing a plurality of sheets (2) in the stack (1) in step S1.1 and / or S1.3 relative to one another by clamping the plurality of sheets by means of clamping elements (3, 8, 9) and / or by applying the plurality of sheets (2) to a stop element (11).
12. Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Energiespeicherzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 12. A method for producing an electrochemical energy storage cell according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
sich der Stapel (1) während sämtlicher oder nahezu sämtlicher Schritte des Verfahrens ganz oder teilweise in einer Umhüllung befindet.  the stack (1) is wholly or partially contained in an enclosure during all or nearly all steps of the process.
Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Energiespeicherzelle nach Anspruch 12, A method for producing an electrochemical energy storage cell according to claim 12,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Umhüllung die Außenhülle der elektrochemischen  the cladding the outer shell of the electrochemical
Energiespeicherzelle bildet.  Energy storage cell forms.
14. Elektrochemische Energiespeicherzelle, hergestellt in einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 14. Electrochemical energy storage cell, produced in a method according to one of the preceding claims.
EP11788776.0A 2010-11-29 2011-11-23 Method for producing an electrode/separator stack including filling with an electrolyte for use in an electrochemical energy storage cell Withdrawn EP2647078A1 (en)

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