WO2024038240A1 - Système et procédé de fabrication d'une cellule de batterie - Google Patents

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WO2024038240A1
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electrode plates
plates
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main
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Hyeok Jeong
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Verkor
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    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
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    • B32B37/06—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the heating method
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    • H01M50/46—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
    • H01M50/461—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes with adhesive layers between electrodes and separators

Definitions

  • TITLE System and process for manufacturing a battery cell
  • the invention relates to the technical field of manufacturing a battery cell.
  • the invention relates to a method for manufacturing a battery cell, and a system for manufacturing a battery cell.
  • Each battery cell comprises a stack of electrodes separated by a separator film interposed between two electrodes.
  • a separator film interposed between two electrodes.
  • this manufacturing process is not entirely satisfactory, because the manufacturing of such a stack requires a lot of time.
  • the present invention aims to solve the above-mentioned problems.
  • the present invention relates to a method of manufacturing a battery cell, said method comprising the following steps: providing a set of main electrodes comprising at least two first electrode plates, at least two second electrode plates, electrode, and at least one electrode separator interposed between said at least two first electrode plates and said at least two second plates electrode, the step of providing the set of main electrodes comprising the following steps: o providing a separator film; o provide at least two first electrode plates; o provide at least two second electrode plates; o placing at least two first electrode plates at the same time on a stacking table, said at least two first electrode plates being placed adjacent to each other along a plane perpendicular to a direction transverse, said at least two first electrode plates being spaced from one another according to a first cutting space, said first cutting space defining a first cutting zone between the at least two first electrode plates; o place an electrode separator on the stacking table, said electrode separator being formed by a corresponding part
  • the preceding arrangements allow the manufacture of at least two sets of auxiliary electrodes in a single cutting step. It is thus possible to improve the efficiency of manufacturing battery cells by a stacking process, because the pressing of said at least two sets of auxiliary electrodes is also carried out in a single step, thereby increasing the speed of the process stacking.
  • the presence of a coincidence zone devoid of electrode material makes it possible to facilitate the step of cutting the set of main electrodes, said cutting step being able to include cutting the electrode separator only.
  • without electrode material is meant that the electrode material is not covered on the first cutting zone and/or on the second cutting zone.
  • the method includes one or more of the following features, taken alone or in combination.
  • the at least one electrode separator comprises a binder configured to melt above a threshold temperature, and in which the step of pressing the set of main electrodes is carried out by pressing the main electrode assembly at a temperature above the threshold temperature.
  • the step of cutting the set of main electrodes is carried out using a cutting unit comprising a hot blade, or a hot wire knife.
  • the step of pressing the set of main electrodes is carried out before the step of cutting the set of main electrodes.
  • the step of pressing the set of main electrodes is carried out before the step of cutting the set of main electrodes, it is possible to reinforce the set of main electrodes, to obtain a set of main electrodes more compact and more resistant before carrying out the cutting step.
  • the steps consisting of placing at least two first electrode plates on a stacking table, the step consisting of placing an electrode separator on the stacking table, and The step consisting of placing at least two second electrode plates on the stacking table is carried out successively and repeatedly so as to form the set of main electrodes. It is of course understood that between each first and second electrode plate an electrode separator is placed.
  • the first layer of the main electrode assembly comprising the lower surface comprises an electrode separator
  • the last layer of the main electrode assembly comprising the upper surface comprises an electrode separator .
  • the electrode separator surrounds the main electrode assembly so that no active electrode material is exposed to the external environment.
  • the method comprises an alignment step in which two different plates are aligned before placing them in place on the stacking table.
  • the first electrode plates have a different polarity from the second electrode plates so as to allow the step of placing at least two first electrode plates to be carried out alternately, the step of placing at least two second electrode plates, and the step of placing an electrode separator.
  • the coincidence zone comprises a coincidence line along which the main electrode is cut.
  • the step consisting of putting in place at least two first electrode plates comprises depositing a plurality of first electrode plates, each first electrode plate of the plurality of first electrode plates electrode being aligned with at least one other first electrode plate of the plurality of first electrode plates, and the step of positioning at least two second plates electrode includes depositing a plurality of second electrode plates, each second electrode plate of the plurality of second electrode plates being aligned with at least one other second electrode plate of the plurality of second plates electrode.
  • said at least two first electrode plates are aligned according to a matrix comprising rows and columns.
  • said at least two second electrode plates are aligned according to a matrix comprising rows and columns.
  • the matrix distribution of the first electrode plates corresponds to the matrix distribution of the second electrode plates.
  • each row is offset relative to another row by a distance greater than 0.3 mm.
  • the first cutting gap is less than 0.3 mm.
  • each column is offset relative to another column by a distance greater than 0.3 mm.
  • the second cutting space is less than 0.3 mm.
  • the step of placing the electrode separator is carried out in such a way that the electrode separator overlaps at least one element chosen between the first electrode plates, the second electrode plates , the first cutting zone, and the second cutting zone.
  • the step of placing the electrode separator comprises the folding of a single separator film.
  • the step of providing at least two first electrode plates includes providing a first current collector film on which a first electrode material is coated so as to define one or more first plates electrode, and wherein the step of providing at least two second electrode plates comprises providing a second current collector film on which a second electrode material is coated so as to define one or more second electrode plates; the first current collector film and the second current collector film each respectively comprise at least a first uncoated portion configured to define a first connection tab, or at least a second uncoated portion configured to define a second connection tab.
  • the method further comprises a step of welding the first connection tabs of the plurality of first electrode plates together, and a step of welding the second connection tabs of the plurality of second electrode plates together.
  • the object of the invention can also be achieved by implementing a system for manufacturing a battery cell comprising: a stacking table configured to assemble a set of main electrodes by alternately stacking at least two first electrode plates, at least one electrode separator and at least two second electrode plates sandwiched along a transverse direction; a pressure unit configured to press the main electrode assembly between a lower surface of the main electrode assembly and an upper surface of the main electrode assembly, said lower and upper surfaces of the main electrode assembly main electrodes being opposed to each other along the transverse direction of the main electrode assembly; a cutting unit configured to cut the main electrode set along the transverse direction of the main electrode set so as to form at least two auxiliary electrode sets.
  • the system includes one or more of the following characteristics, taken alone or in combination.
  • the cutting unit comprises a hot blade, or a hot wire knife.
  • the system comprises alignment means configured to align said at least two first electrode plates, said at least one electrode separator, and said at least two second electrode plates when they are sandwiched on the stacking table.
  • the alignment means are configured to carry out an alignment step.
  • the alignment means include a vision system configured to measure the position of one plate relative to another and to compensate for any misalignment.
  • Figure 1 is a schematic representation of certain steps of the process for manufacturing a battery cell according to one embodiment.
  • Figure 2 is a schematic representation of the step of providing the set of main electrodes according to one embodiment.
  • Figure 3 is a schematic representation of the step of pressing the set of main electrodes according to one embodiment.
  • Figure 4 is a schematic representation of the step of cutting the set of main electrodes according to one embodiment.
  • Figure 5 is a schematic representation of the step of cutting the set of main electrodes according to one embodiment.
  • Figure 6 is a schematic representation of the step of cutting the set of main electrodes according to one embodiment.
  • the invention relates to a method for manufacturing a battery cell, and a system for manufacturing a battery cell.
  • the system is configured to perform the steps of the battery cell manufacturing process.
  • the system comprises a stacking table 30 configured to assemble a set of main electrodes 10 by alternately stacking at least two first electrode plates 3, at least one separator of electrodes 1, and at least two second electrode plates 5 sandwiched in a transverse direction denoted “Z”.
  • the final battery cell to be manufactured comprises a plurality of battery cells in series each comprising an anode and a cathode.
  • the anodes are identical and may comprise an anodic current collector film on which an anode material is deposited.
  • the cathode is identical and may comprise a cathode current collector film on which a cathode material is deposited.
  • the anodic material and the cathode material are applied to the anodic current collector film and the cathode current collector film respectively to form an anode coil and a cathode coil. These coils are used to form the anodic plates and the cathode plates.
  • FIG. 1 illustrates two different embodiments showing the stacking process which will be described below.
  • the first embodiment illustrates a stacking table 30, on which two first electrode plates 3a, 3b are intended to be placed, for example, during step E13.
  • Two second electrode plates 5a, 5b are also intended to be placed on the stacking table 30, for example during step E15.
  • the second embodiment illustrates a stacking table 30 on which four first electrode plates 3a, 3b, 3c, 3d are intended to be placed, and four second electrode plates 5a, 5b, 5c, 5d are intended to be implemented.
  • Each first electrode plate 3 may comprise a first connection tab 16
  • each second electrode plate 5 may comprise a second connection tab 18.
  • the at least one electrode separator 1 is positioned between the first electrode plate 3 and the second electrode plate 5, so as to avoid any direct contact between an active material of the first electrode plate 3, and an active material of the second electrode plate 5. Said direct contact can cause the formation of dendrites, or short circuits.
  • the at least one separator 1 can be provided in the form of a film wound on a reel.
  • the system can comprise alignment means 20 configured to align the first electrode plates 3, the at least one electrode separator 1, and the second electrode plates 5 when they are sandwiched on the stacking table 30.
  • Said alignment means 20 are for example configured to carry out an alignment step E20 which will be described below.
  • the alignment means 20 comprises a vision system configured to measure the position of one plate relative to another and to compensate for any misalignment.
  • the battery cell manufacturing system further comprises a pressing unit 40 configured to press the main electrode assembly 10 between a lower surface 7 of the main electrode assembly 10 and a upper surface 9 of the set of main electrodes 10. Said lower surface 7 and said upper surface 9 of the set of main electrodes 10 are opposed to each other along the transverse direction Z of the main electrode assembly 10.
  • Figures 4 to 6 illustrate that the system further comprises a cutting unit 50 configured to cut the set of main electrodes 10 along the transverse direction Z of the set of main electrodes 10 so as to form at least two sets of auxiliary electrodes 13.
  • the cutting unit 50 includes a hot blade, or a hot wire knife.
  • the invention relates to a method of manufacturing a battery cell.
  • the method comprises a step consisting of providing E30 a set of main electrodes 10 comprising at least two first electrode plates 3, at least two second electrode plates 5, and at least one electrode separator 1 interposed between the first electrode plates 3 and the second electrode plates 5.
  • the first electrode plates 3, the second electrode plates 5, and said at least one separator 1 are sandwiched along a transverse direction denoted “ Z.”
  • the step of supplying E30 of the set of main electrodes 10 comprises the following steps: supplying E01 a separator film 1; provide E03 at least two first electrode plates 3; provide E05 at least two second electrode plates 5.
  • the at least one electrode separator 1 may comprise a binder 4 deposited on a separator substrate 6, said binder 4 being configured to melt above a threshold temperature.
  • the step consisting of providing E03 at least two first electrode plates 3, comprises the provision of a first current collector film on which a first electrode material is applied so as to define one or several first electrode plates 3.
  • the step of providing E05 at least two second electrode plates 5 may include providing a second current collector film on which a second electrode material is applied so as to define one or more second electrode plates 5.
  • the first current collector film and the second current collector film each respectively comprise at least a first uncoated part configured to define a first connection tab 16, or at least a second uncoated part configured to define a second connection tab 18.
  • the elements mentioned above are then sandwiched along the transverse direction Z to form the main set of electrodes 10, according to the following steps: placing E13 at least two first electrode plates 3 on a table stacking 30; place E11 an electrode separator 1 on the stacking table 30, said electrode separator 1 being formed by a corresponding part of the film of the separator 1; place E15 at least two second electrode plates 5 on the stacking table 30.
  • the step E13 of placing at least two first electrode plates 3, the step of placing E15 of at least two second electrode plates 5, and the step of placing E11 d an electrode separator 1 are made alternately so that the electrode separator 1 is interposed between the first electrode plates 3 and the second electrode plates 5.
  • the installation step E11 of the electrode separator 1 is carried out in such a way that the electrode separator 1 overlaps at least one element chosen between the first electrode plates 3, the second plates d electrode 5, the first cutting zone, and the second cutting zone.
  • the step consisting of putting in place E11 the electrode separator 1 comprises the folding of a single separator film 1.
  • the first layer of the set of main electrodes 10 comprises a lower surface 7, and can be formed by an electrode separator 1.
  • the last layer of the main set d The electrodes 10 comprises an upper surface 9, which can also be formed by an electrode separator 1.
  • the electrode separator 1 surrounds the entire main electrode 10 so that no active electrode material is not exposed to the external environment.
  • the first electrode plate 3 has a polarity different from that of the second electrode plate 5.
  • the step E13 of placing at least two first electrode plates 3, the step of placing E15 of at least two second electrode plates 5, and the step of placing E11 d an electrode separator 1 can be made at least twice so as to alternately stack first electrode plates 3 and second electrode plates 5; the installation step E11 of an electrode separator 1 being carried out between each installation step E13, E15 of first electrode plates 3 or second electrode plates 5.
  • the arrangements described above make it possible to manufacture a battery stack comprising a plurality of battery cells.
  • Figure 1 illustrates two different variants for carrying out step E30.
  • the installation step E13 comprises the installation of at least two first electrode plates 3 at the same time, said at least two first electrode plates 3 being placed in place adjacent to each other along a plane perpendicular to the transverse direction Z. Said at least two first electrode plates 3 being spaced from one another along a first cutting space g3, said first space cutting g3 defining a first cutting zone between the at least two first electrode plates 3.
  • the first variant shows that two first electrode plates 3a, 3b are intended to be put in place during step E13
  • the second variant illustrates a stacking table 30 on which four first electrode plates 3a, 3b, 3c, 3d are intended to be put in place during step E13.
  • the installation step E15 comprises the installation of at least two second electrode plates 5 at the same time, said at least two second electrode plates 5 being placed adjacent to each other. the other along a plane perpendicular to the transverse direction Z, and said at least two second electrode plates 5 being spaced from one another according to a second cutting space g5, said second cutting space g5 defining a second cutting zone between the at least two second electrode plates 5.
  • the first variant shows that two second electrode plates 5a, 5b can be placed on the stacking table 30 during step E15
  • the second variant shows that four second electrode plates 5a, 5b, 5c, 5d are intended to be put in place during step E15.
  • the step E13 of placing at least two first electrode plates 3, and the step of placing E15 of at least two second electrode plates 5 are carried out in such a way that all or part of the first cutting zone is in coincidence with the second cutting zone along a zone of coincidence 17.
  • the step E13 of placing at least two first electrode plates 3 may include the placement of a plurality of first electrode plates 3, the plurality of first electrode plates 3 being for example aligned according to a matrix comprising rows and columns.
  • the step E15 of positioning at least two second electrode plates 5 may comprise the positioning of a plurality of second electrode plates 5, the plurality of second electrode plates 5 being for example aligned according to a matrix comprising rows and a column.
  • the distribution of the matrix of the first electrode plates 3 can correspond to the distribution of the matrix of the second electrode plates 5.
  • the step consisting of placing E13 the first electrode plates 3 comprises the deposit of a plurality of first electrode plates 3, each first electrode plate 3 of the plurality of first plates electrode 3 being aligned with at least one other first electrode plate 3 of the plurality of first electrode plates 3, and the step consisting of placing E15 the second electrode plates 5 comprises the deposition of a plurality of second electrode plates 5, each second electrode plate 5 of the plurality of second electrode plates 5 being aligned with at least one other second electrode plate 5 of the plurality of second electrode plates 5.
  • each row is offset relative to another row by a distance greater than 0.3 mm.
  • the first cutting space g3 is less than 0.3 mm.
  • each column is offset relative to another column by a distance greater than 0.3 mm.
  • the second cutting space g5 is less than 0.3 mm.
  • Figure 2 illustrates an embodiment in which the first electrode plate 3, the second electrode plate 5 and the electrode separator 1 are sandwiched to form the main electrode assembly 10.
  • the method comprises an alignment step E20 in which two different plates are aligned before placing them in place on the stacking table 30.
  • the method further comprises a pressing step E40 of the set of main electrodes 10 between the lower surface 7 of the set of main electrodes 10 and the upper surface 9 of the set of main electrodes 10.
  • said lower 7 and upper 9 surfaces of the set of main electrodes 10 are opposed to each other along the transverse direction Z of the set of main electrodes 10
  • the pressing step E40 of the main electrode assembly 10 includes a rolling step.
  • the at least one electrode separator 1 may comprise a binder 4 configured to melt beyond a threshold temperature.
  • the pressing step E40 of the set of main electrodes 10 is carried out by pressing the set of main electrodes 10 at a temperature higher than the threshold temperature.
  • the pressing step E40 comprises wet rolling.
  • the electrode separator 1 may comprise a bonding agent configured to be in the liquid state when the set of main electrodes 10 is pressed in the transverse direction Z.
  • the step E40 pressing system includes dry rolling.
  • the electrode separator 1 may comprise a bonding agent dissolved in a liquid such as water or a solvent. Said bonding agent can be applied to the electrode separator 1 before being evaporated in the drying oven.
  • the pressing step E40 may include rolling using a bonding agent comprising a wax, or a hot melt agent.
  • the method also comprises a step consisting of cutting E50 at least partially the set of main electrodes 10 along the transverse direction Z of the set of main electrodes 10 so as to form at least two sets of auxiliary electrodes 13a, 13b.
  • Each set of auxiliary electrodes 13a, 13b then comprises at least a first plate of auxiliary electrodes 3a, 3b, 3c, 3d, at least one second plate of auxiliary electrodes 5a, 5b, 5c, 5d, and at least one separator of auxiliary electrodes 1.
  • cutting step E50 is carried out so as to form a plurality of sets of auxiliary electrodes 13a, 13b, 13c, 13d, comprising each a first electrode plate 3 and a second electrode plate 5.
  • the pressing step E40 of the set of main electrodes 10 is carried out before the cutting step E50 of the set of main electrodes 10. Indeed, when the pressing step E40 of the set of main electrodes 10 is carried out before the cutting step E50 of the set of main electrodes 10, it is possible to reinforce the set of main electrodes 10, to obtain a set of main electrodes 10 that is more compact and more resistant before carrying out the cutting step E50.
  • the cutting step E50 of the set of main electrodes 10 is preferably carried out using a cutting unit 50 comprising a hot blade, or a hot wire knife. Therefore, it is possible to carry out the cutting step E50 of the main electrode assembly 10 along a line. Thus, it is possible to create the at least two sets of auxiliary electrodes 13 with a single tool. This cutout can also define the edges of the sets of auxiliary electrodes 13.
  • the cutting step E50 of the set of main electrodes 10 further comprises cutting the set of main electrodes 10 according to the coincidence zone 17.
  • the coincidence zone 17 comprises a line of coincidence along which the main electrode is cut.
  • At least one zone chosen between the first cutting zone and the second cutting zone is devoid of electrode material, in order to facilitate the cutting step E50 of the main electrode assembly 10.
  • the method can also include a step of welding E60 of the first connection tabs 16 of the plurality of first electrode plates 3, together, and a step of welding E61 of the second connection tabs 18 of the plurality of second plates d 'electrodes 5, set.
  • the preceding arrangements allow the manufacture of at least two sets of auxiliary electrodes 13 in a single cutting step E50.
  • the pressing E40 of said at least two sets of auxiliary electrodes 13 is carried out in a single step, thereby increasing the speed of the stacking process.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une cellule de batterie, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - fournir (E30) un ensemble d'électrodes principales (10) comprenant au moins deux premières plaques d'électrode (3), au moins deux secondes plaques d'électrode (5), et au moins un séparateur d'électrode (1) pris en sandwich le long d'une direction transversale (Z); - découper (E50) au moins partiellement l'ensemble d'électrodes principales (10) le long de la direction transversale (Z) de l'ensemble d'électrodes principales (10) afin de former au moins deux ensembles d'électrodes auxiliaires (13), chaque ensemble d'électrodes auxiliaires (13) comprenant au moins une première plaque d'électrode auxiliaire (3a, 3b, 3c, 3d), au moins une seconde plaque d'électrode auxiliaire (5a, 5b, 5c, 5d), et au moins un séparateur d'électrodes auxiliaires (1). L'invention concerne également un système de fabrication de fabrication d'une telle cellule de batterie.

Description

DESCRIPTION
TITRE : Système et procédé de fabrication d'une cellule de batterie
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
L'invention concerne le domaine technique de fabrication d'une cellule de batterie. En particulier, l'invention concerne un procédé de fabrication d'une cellule de batterie, et un système de fabrication d'une cellule de batterie.
CONTEXTE
Il est connu de fabriquer une batterie lithium-ion avec plusieurs cellules de batterie. Chaque cellule de batterie comprend un empilement d'électrodes séparées par un film séparateur interposé entre deux électrodes. Pour obtenir un tel empilement, Il est connu de traiter une par une chaque couche de l’empilement, ladite couche étant choisie parmi : une électrode positive, une électrode négative, un film séparateur. Toutefois, ce procédé de fabrication n'est pas entièrement satisfaisant, car la fabrication d'un tel empilement demande beaucoup de temps.
Pour améliorer la vitesse de fabrication, il est connu d’utiliser un film séparateur qui est intégré dans l’empilement en pliant ledit film séparateur en accordéon ; ainsi, le même film séparateur est disposé pour séparer chaque couple d’électrodes adjacentes dans l’empilement. À cet effet, entre chaque pli du film séparateur ajouté à l’empilement, une électrode choisie parmi une électrode positive et une électrode négative est ajoutée sur une portion du film séparateur précédemment ajouté à l'empilement. Cependant, dans certains cas, un problème se pose : le pliage du séparateur peut générer des plis dudit séparateur et causer des dommages mécaniques à la cellule de la batterie. En outre, en raison de la demande croissante de cellules de batterie, un autre problème à résoudre est celui de l'accélération du processus de fabrication des cellules de batterie.
RÉSUMÉ DE L'INVENTION
La présente invention vise à résoudre les problèmes susmentionnés. À cet effet, la présente invention concerne un procédé de fabrication d’une cellule de batterie, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : fournir un ensemble d'électrodes principales comprenant au moins deux premières plaques d'électrode, au moins deux secondes plaques d'électrode, et au moins un séparateur d'électrodes interposé entre lesdites au moins deux premières plaques d'électrode et lesdites au moins deux secondes plaques d'électrode, l'étape de fourniture de l'ensemble d'électrodes principales comprenant les étapes suivantes : o fournir un film séparateur ; o fournir au moins deux premières plaques d'électrode ; o fournir au moins deux secondes plaques d'électrode ; o mettre en place au moins deux premières plaques d'électrode en même temps sur une table d'empilage, lesdites au moins deux premières plaques d'électrode étant mises en place adjacentes l'une à l'autre selon un plan perpendiculaire à une direction transversale, lesdites au moins deux premières plaques d'électrode étant espacées l'une de l'autre selon un premier espace de découpe, ledit premier espace de découpe définissant une première zone de découpe entre les au moins deux premières plaques d'électrode ; o mettre en place un séparateur d'électrodes sur la table d'empilage, ledit séparateur d'électrodes étant formé par une partie correspondante du film séparateur ; o mettre en place au moins deux secondes plaques d'électrode en même temps sur la table d'empilage, lesdites au moins deux secondes plaques d'électrode étant mises en place adjacentes l'une à l'autre selon un plan perpendiculaire à la direction transversale, et lesdites au moins deux secondes plaques d'électrode étant espacées l'une de l'autre selon un second espace de découpe, ledit second espace de découpe définissant une seconde zone de découpe entre les au moins deux secondes plaques d'électrode, au moins une zone choisie entre la première zone de découpe et la seconde zone de découpe est dépourvue de matériau d'électrode ; l'étape de mise en place d’au moins deux premières plaques d'électrode, et l'étape de mise en place d’au moins deux secondes plaques d'électrode étant réalisées de sorte que tout ou partie de la première zone de découpe coïncide avec la seconde zone de découpe le long d'une zone de coïncidence ; l'étape de mise en place d’au moins deux premières plaques d'électrode, l'étape de mise en place d’au moins deux secondes plaques d'électrode, et l'étape de mise en place d'un séparateur d'électrodes étant réalisées en alternance et au moins deux fois de telle sorte que le séparateur d'électrodes soit interposé entre les premières plaques d'électrode et les secondes plaques d'électrode, et de sorte que lesdites au moins deux premières plaques d'électrode, lesdites au moins deux secondes plaques d'électrode, et ledit au moins un séparateur soient pris en sandwich le long de la direction transversale ; presser l'ensemble d'électrodes principales entre une surface inférieure de l'ensemble d'électrodes principales et une surface supérieure de l'ensemble d'électrodes principales, lesdites surfaces inférieure et supérieure de l'ensemble d'électrodes principales étant opposées l'une à l'autre le long de la direction transversale de l'ensemble d'électrodes principales ; découper au moins partiellement l'ensemble d'électrodes principales le long de la direction transversale de l'ensemble d'électrodes principales et selon la zone de coïncidence, afin de former au moins deux ensembles d'électrodes auxiliaires, chaque ensemble d'électrodes auxiliaires comprenant au moins une première plaque d'électrode auxiliaire, au moins une seconde plaque d'électrode auxiliaire, et au moins un séparateur d'électrodes auxiliaires.
Les dispositions précédentes permettent la fabrication d'au moins deux ensembles d'électrodes auxiliaires en une seule étape de découpe. Il est ainsi possible d’améliorer le rendement de fabrication de cellules de batterie par un procédé d’empilage, car le pressage desdits au moins deux ensembles d'électrodes auxiliaires est également effectué en une seule étape, augmentant de cette façon la vitesse du processus d'empilage. De manière synergique, la présence d’une zone de coïncidence dépourvue de matériau d’électrode permet de faciliter l'étape de découpe de l'ensemble d'électrodes principales, ladite étape de découpe pouvant comprendre la découpe du séparateur d’électrode uniquement.
Par « dépourvu matériau d'électrode », on entend que le matériau d'électrode n'est pas recouvert sur la première zone de découpe et / ou sur la seconde zone de découpe.
Le procédé comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison.
Selon un mode de réalisation, le au moins un séparateur d'électrodes comprend un liant configuré pour fondre au-dessus d'une température de seuil, et dans lequel l'étape de pressage de l'ensemble d'électrodes principales est réalisée en pressant l'ensemble d'électrodes principales à une température supérieure à la température de seuil.
Selon un mode de réalisation, l'étape de découpe de l'ensemble d'électrodes principales est réalisée à l'aide d'une unité de découpe comprenant une lame chaude, ou un couteau à fil chaud.
Par conséquent, il est possible d'effectuer l'étape de découpe de l'ensemble d'électrodes principales le long d'une ligne. Ainsi, il est possible de créer les au moins deux ensembles d'électrodes auxiliaires avec un seul outil. Cette découpe peut également définir les bords des ensembles d'électrodes auxiliaires.
Selon un mode de réalisation, l'étape de pressage de l'ensemble d'électrodes principales est réalisée avant l'étape de découpe de l'ensemble d'électrodes principales.
Avantageusement, lorsque l'étape de pressage de l'ensemble d'électrodes principales est réalisée avant l'étape de découpe de l'ensemble d'électrodes principales, il est possible de renforcer l'ensemble d'électrodes principales, pour obtenir un ensemble d'électrodes principales plus compact et plus résistant avant de réaliser l'étape de découpe.
Selon un mode de réalisation, les étapes consistant à mettre en place au moins deux premières plaques d'électrode sur une table d'empilage, l'étape consistant à mettre en place un séparateur d'électrodes sur la table d'empilage, et l'étape consistant à mettre en place au moins deux secondes plaques d'électrode sur la table d'empilage sont réalisées successivement et de manière répétée de façon à former l'ensemble d'électrodes principales. Il est bien entendu qu'entre chaque première et seconde plaque d'électrode est disposé un séparateur d'électrode.
Selon un mode de réalisation, la première couche de l'ensemble d'électrodes principales comprenant la surface inférieure comprend un séparateur d'électrode, et la dernière couche de l'ensemble d'électrodes principales comprenant la surface supérieure comprend un séparateur d'électrode. Ainsi, le séparateur d'électrodes entoure l'ensemble d'électrodes principales de sorte qu'aucun matériau d'électrode actif n'est exposé à l'environnement extérieur.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend une étape d'alignement dans laquelle deux plaques différentes sont alignées avant de les mettre en place sur la table d'empilage.
Selon un mode de réalisation, les premières plaques d'électrode ont une polarité différente des secondes plaques d'électrode de manière à permettre d'effectuer alternativement l'étape de mise en place d’au moins deux premières plaques d'électrode, l'étape de mise en place d’au moins deux secondes plaques d'électrode, et l'étape de mise en place d'un séparateur d'électrodes.
Selon un mode de réalisation, la zone de coïncidence comprend une ligne de coïncidence le long de laquelle l'électrode principale est découpée.
Selon un mode de réalisation, l'étape consistant à mettre en place au moins deux premières plaques d'électrode comprend le dépôt d'une pluralité de premières plaques d'électrode, chaque première plaque d'électrode de la pluralité de premières plaques d'électrode étant alignée avec au moins une autre première plaque d'électrode de la pluralité de premières plaques d'électrode, et l'étape consistant à mettre en place au moins deux secondes plaques d'électrode comprend le dépôt d'une pluralité de secondes plaques d'électrode, chaque seconde plaque d'électrode de la pluralité de secondes plaques d'électrode étant alignée avec au moins une autre seconde plaque d'électrode de la pluralité de secondes plaques d'électrode.
Selon un mode de réalisation, lesdites au moins deux premières plaques d'électrode sont alignées selon une matrice comprenant des rangées et des colonnes.
Selon un mode de réalisation, lesdites au moins deux secondes plaques d'électrode sont alignées selon une matrice comprenant des rangées et des colonnes.
Selon un mode de réalisation, la distribution matricielle des premières plaques d'électrode correspond à la distribution matricielle des secondes plaques d'électrode.
Selon un mode de réalisation, chaque rangée est décalée par rapport à une autre rangée d'une distance supérieure à 0,3 mm. En d'autres termes, le premier écart de découpe est inférieur à 0,3 mm.
Selon un mode de réalisation, chaque colonne est décalée par rapport à une autre colonne d'une distance supérieure à 0,3 mm. En d'autres termes, le second espace de découpe est inférieur à 0,3 mm.
Selon un mode de réalisation, l'étape de mise en place du séparateur d'électrodes est réalisée de manière à ce que le séparateur d'électrodes chevauche au moins un élément choisi entre les premières plaques d'électrode, les secondes plaques d'électrode, la première zone de découpe, et la seconde zone de découpe.
Selon un mode de réalisation, l'étape de mise en place du séparateur d'électrodes comprend le pliage d'un film séparateur unique.
Selon un mode de réalisation, l'étape consistant à fournir au moins deux premières plaques d'électrode comprend la fourniture d'un premier film collecteur de courant sur lequel un premier matériau d'électrode est revêtu de manière à définir une ou plusieurs premières plaques d'électrode, et dans lequel l'étape consistant à fournir au moins deux secondes plaques d'électrode comprend la fourniture d'un second film collecteur de courant sur lequel un second matériau d'électrode est revêtu de manière à définir une ou plusieurs secondes plaques d'électrode ; le premier film collecteur de courant et le second film collecteur de courant comprennent chacun respectivement au moins une première partie non revêtue configurée pour définir une première patte de connexion, ou au moins une seconde partie non revêtue configurée pour définir une seconde patte de connexion.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre une étape de soudage des premières pattes de connexion de la pluralité de premières plaques d'électrode ensemble, et une étape de soudage des secondes pattes de connexion de la pluralité de secondes plaques d'électrode ensemble. L'objet de l'invention peut également être atteint par la mise en œuvre d'un système de fabrication d'une cellule de batterie comprenant : une table d'empilage configurée pour assembler un ensemble d'électrodes principales en empilant alternativement au moins deux premières plaques d'électrode, au moins un séparateur d'électrodes et au moins deux secondes plaques d'électrode prise en sandwich le long d'une direction transversale ; une unité de pression configurée pour presser l'ensemble d'électrodes principales entre une surface inférieure de l'ensemble d'électrodes principales et une surface supérieure de l'ensemble d'électrodes principales, lesdites surfaces inférieure et supérieure de l'ensemble d'électrodes principales étant opposées l'une à l'autre le long de la direction transversale de l'ensemble d'électrodes principales ; une unité de découpe configurée pour découper l'ensemble d'électrodes principales le long de la direction transversale de l'ensemble d'électrodes principales de façon à former au moins deux ensembles d'électrodes auxiliaires.
Selon un mode de réalisation, le système comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison.
Selon un mode de réalisation, l'unité de découpe comprend une lame chaude, ou un couteau à fil chaud.
Selon un mode de réalisation, le système comprend des moyens d'alignement configurés pour aligner lesdites au moins deux premières plaques d'électrode, ledit au moins un séparateur d'électrode, et lesdites au moins deux secondes plaques d'électrode lorsqu'ils sont pris en sandwich sur la table d'empilage.
Selon un mode de réalisation, les moyens d'alignement sont configurés pour réaliser une étape d'alignement. Par exemple, les moyens d'alignement comprennent un système de vision configuré pour mesurer la position d'une plaque par rapport à une autre et pour compenser tout désalignement.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
Les buts, caractéristiques, aspects et avantages de l'invention qui précèdent et d'autres buts, caractéristiques, aspects et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée suivante des modes de réalisation, donnée à titre d'illustration et non de limitation en référence aux dessins annexés, dans lesquels les mêmes références renvoient à des éléments similaires ou à des éléments ayant des fonctions similaires, et dans lesquels :
La figure 1 est une représentation schématique de certaines étapes du procédé de fabrication d'une cellule de batterie selon un mode de réalisation. La figure 2 est une représentation schématique de l'étape de fourniture de l'ensemble d'électrodes principales selon un mode de réalisation.
La figure 3 est une représentation schématique de l'étape de pressage de l'ensemble d'électrodes principales selon un mode de réalisation.
La figure 4 est une représentation schématique de l'étape de découpe de l'ensemble d'électrodes principales selon un mode de réalisation.
La figure 5 est une représentation schématique de l'étape de découpe de l'ensemble d'électrodes principales selon un mode de réalisation.
La figure 6 est une représentation schématique de l'étape de découpe de l'ensemble d'électrodes principales selon un mode de réalisation.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L’INVENTION SELON UN MODE DE RÉALISATION
Dans les figures et dans la suite de la description, les mêmes références représentent des éléments identiques ou similaires. En outre, les différents éléments ne sont pas représentés à l'échelle afin de favoriser la clarté des figures. En outre, les différents modes de réalisation et variantes ne sont pas mutuellement exclusifs et peuvent être combinés les uns avec les autres.
Comme illustré sur les figures 1 à 6, l'invention concerne un procédé de fabrication d'une cellule de batterie, et un système de fabrication d'une cellule de batterie. Le système est configuré pour exécuter les étapes du procédé de fabrication de la cellule de batterie.
A cet effet, et comme illustré sur la figure 1 , le système comprend une table d'empilage 30 configurée pour assembler un ensemble d'électrodes principales 10 en empilant alternativement au moins deux premières plaques d'électrode 3, au moins un séparateur d'électrodes 1 , et au moins deux secondes plaques d'électrode 5 pris en sandwich selon une direction transversale notée « Z ».
Selon un mode de réalisation la cellule de batterie finale à fabriquer comprend une pluralité de cellules de batterie en série comprenant chacune une anode et une cathode. Les anodes sont identiques et peuvent comprendre un film collecteur de courant anodique sur lequel est déposé un matériau anodique. La cathode est identique et peut comprendre un film collecteur de courant cathodique sur lequel est déposé un matériau cathodique. Habituellement, le matériau anodique et le matériau cathodique sont appliqués respectivement sur le film collecteur de courant anodique et sur le film collecteur de courant cathodique pour former une bobine anodique et une bobine cathodique. Ces bobines sont utilisées pour former les plaques anodiques et les plaques cathodiques. Les dispositions décrites ci-dessus permettent de fournir des plaques d'anode utilisées comme première plaque d'électrode 3, et de fournir des plaques de cathode utilisées comme seconde plaque d'électrode 5, ou inversement. La figure 1 illustre deux modes de réalisation différents montrant le processus d'empilage qui sera décrit ci-dessous. Le premier mode de réalisation illustre une table d'empilage 30, sur laquelle deux premières plaques d'électrodes 3a, 3b sont destinées à être mises en place, par exemple, lors de l'étape E13. Deux secondes plaques d'électrodes 5a, 5b sont également destinées à être mises en place sur la table d'empilage 30, par exemple lors de l'étape E15. Le second mode de réalisation illustre une table d'empilage 30 sur laquelle quatre premières plaques d'électrode 3a, 3b, 3c, 3d sont destinées à être mises en place, et quatre secondes plaques d'électrode 5a, 5b, 5c, 5d sont destinées à être mises en place. Chaque première plaque d'électrode 3 peut comprendre une première patte de connexion 16, et chaque seconde plaque d'électrode 5 peut comprendre une seconde patte de connexion 18.
L’au moins un séparateur d'électrodes 1 est positionné entre la première plaque d'électrode 3 et la seconde plaque d'électrode 5, de manière à éviter tout contact direct entre une matière active de la première plaque d'électrode 3, et une matière active de la seconde plaque d'électrode 5. Ledit contact direct peut provoquer la formation de dendrites, ou de courts- circuits. Comme illustré sur la figure 1 , le au moins un séparateur 1 peut être fourni sous la forme d'un film enroulé sur une bobine.
Avantageusement, et comme illustré sur la figure 2, le système peut comprendre des moyens d'alignement 20 configurés pour aligner les premières plaques d'électrode 3, l’au moins un séparateur d'électrodes 1 , et les secondes plaques d'électrode 5 lorsqu'ils sont pris en sandwich sur la table d'empilage 30. Lesdits moyens d'alignement 20 sont par exemple configurés pour réaliser une étape d'alignement E20 qui sera décrite ci-après. Selon un mode de réalisation, le moyen d'alignement 20 comprend un système de vision configuré pour mesurer la position d'une plaque par rapport à une autre et pour compenser tout désalignement.
En référence à la figure 3, le système de fabrication de cellule de batterie comprend en outre une unité de pressage 40 configurée pour presser l'ensemble d'électrodes principales 10 entre une surface inférieure 7 de l'ensemble d'électrodes principales 10 et une surface supérieure 9 de l'ensemble d'électrodes principales 10. Ladite surface inférieure 7 et ladite surface supérieure 9 de l'ensemble d'électrodes principales 10 sont opposées l'une à l'autre le long de la direction transversale Z de l'ensemble d'électrodes principales 10.
Les figures 4 à 6 illustrent que le système comprend en outre une unité de découpe 50 configurée pour découper l'ensemble d'électrodes principales 10 le long de la direction transversale Z de l'ensemble d'électrodes principales 10 de manière à former au moins deux ensembles d'électrodes auxiliaires 13. Par exemple, l'unité de découpe 50 comprend une lame chaude, ou un couteau à fil chaud.
Comme indiqué précédemment, l'invention concerne un procédé de fabrication d'une cellule de batterie. Le procédé comprend une étape consistant à fournir E30 un ensemble d'électrodes principales 10 comprenant au moins deux premières plaques d'électrode 3, au moins deux secondes plaques d'électrode 5, et au moins un séparateur d'électrodes 1 interposé entre les premières plaques d'électrode 3 et les secondes plaques d'électrode 5. Les premières plaques d'électrode 3, les secondes plaques d'électrode 5, et ledit au moins un séparateur 1 sont pris en sandwich le long d'une direction transversale notée « Z ».
L'étape de fourniture E30 de l'ensemble d'électrodes principales 10 comprend les étapes suivantes : fournir E01 un film séparateur 1 ; fournir E03 au moins deux premières plaques d'électrode 3 ; fournir E05 au moins deux secondes plaques d'électrode 5.
L’au moins un séparateur d'électrodes 1 peut comprendre un liant 4 déposé sur un substrat séparateur 6, ledit liant 4 étant configuré pour fondre au-dessus d'une température seuil.
Selon un mode de réalisation, l'étape consistant à fournir E03 au moins deux premières plaques d'électrode 3, comprend la fourniture d'un premier film collecteur de courant sur lequel un premier matériau d'électrode est appliqué de manière à définir une ou plusieurs premières plaques d'électrode 3. De la même manière, l'étape consistant à fournir E05 au moins deux secondes plaques d'électrode 5 peut comprendre la fourniture d'un second film collecteur de courant sur lequel un second matériau d'électrode est appliqué de manière à définir une ou plusieurs secondes plaques d'électrode 5. Avantageusement, le premier film collecteur de courant et le second film collecteur de courant comprennent chacun respectivement au moins une première partie non revêtue configurée pour définir une première patte de connexion 16, ou au moins une seconde partie non revêtue configurée pour définir une seconde patte de connexion 18.
Les éléments mentionnés ci-dessus sont ensuite pris en sandwich le long de la direction transversale Z pour former l'ensemble principal d'électrodes 10, selon les étapes suivantes : mettre en place E13 au moins deux premières plaques d'électrode 3 sur une table d'empilage 30 ; mettre en place E11 un séparateur d'électrodes 1 sur la table d'empilage 30, ledit séparateur d'électrodes 1 étant formé par une partie correspondante du film du séparateur 1 ; mettre en place E15 au moins deux secondes plaques d'électrode 5 sur la table d'empilage 30. L'étape de mise en place E13 d’au moins deux premières plaques d'électrode 3, l'étape de mise en place E15 d’au moins deux secondes plaques d'électrode 5, et l'étape de mise en place E11 d'un séparateur d'électrodes 1 sont réalisées en alternance de sorte que le séparateur d'électrodes 1 est interposé entre les premières plaques d'électrode 3 et les secondes plaques d'électrode 5.
De manière générale, l'étape de mise en place E11 du séparateur d'électrodes 1 est réalisée de manière à ce que le séparateur d'électrodes 1 chevauche au moins un élément choisi entre les premières plaques d'électrode 3, les secondes plaques d'électrode 5, la première zone de découpe, et la seconde zone de découpe. Par exemple, l'étape consistant à mettre en place E11 le séparateur d'électrodes 1 comprend le pliage d'un seul film séparateur 1.
Selon un mode de réalisation, la première couche de l'ensemble d'électrodes principales 10 comprend une surface inférieure 7, et peut être formée par un séparateur d'électrodes 1. Sur un côté opposé, la dernière couche de l'ensemble principal d'électrodes 10 comprend une surface supérieure 9, qui peut également être formée par un séparateur d'électrodes 1. Ainsi, le séparateur d'électrodes 1 entoure l'ensemble de l'électrode principale 10 de sorte qu'aucun matériau d'électrode actif n'est exposé à l'environnement extérieur. Généralement, la première plaque d'électrode 3 a une polarité différente de celle de la seconde plaque d'électrode 5. Ainsi, il est préféré de réaliser alternativement l'étape de mise en place E13 d’au moins deux premières plaques d'électrode 3, l'étape de mise en place E11 d'un séparateur d'électrodes 1 , et l'étape de mise en place E15 d’au moins deux secondes plaques d'électrode 5.
L'étape de mise en place E13 d’au moins deux premières plaques d'électrode 3, l'étape de mise en place E15 d’au moins deux secondes plaques d'électrode 5, et l'étape de mise en place E11 d'un séparateur d'électrodes 1 peuvent être réalisées au moins deux fois de manière à empiler alternativement des premières plaques d'électrode 3 et des secondes plaques d'électrode 5 ; l'étape de mise en place E11 d'un séparateur d'électrodes 1 étant réalisée entre chaque étape de mise en place E13, E15 de premières plaques d'électrode 3 ou de secondes plaques d’électrode 5. Les dispositions décrites ci-dessus permettent de fabriquer un empilement de batteries comprenant une pluralité de cellules de batterie.
La figure 1 illustre deux variantes différentes pour réaliser l'étape E30. En effet, comme illustré sur la figure 1 , l'étape de mise en place E13 comprend la mise en place d'au moins deux premières plaques d'électrode 3 en même temps, lesdites au moins deux premières plaques d'électrode 3 étant mises en place adjacentes l'une à l'autre selon un plan perpendiculaire à la direction transversale Z. Lesdites au moins deux premières plaques d'électrode 3 étant espacées l'une de l'autre selon un premier espace de découpe g3, ledit premier espace de découpe g3 définissant une première zone de découpe entre les au moins deux premières plaques d'électrode 3. Ainsi, la première variante montre que deux premières plaques d'électrodes 3a, 3b sont destinées à être mises en place au cours de l'étape E13, et la seconde variante illustre une table d'empilage 30 sur laquelle quatre premières plaques d'électrodes 3a, 3b, 3c, 3d sont destinées à être mises en place au cours de l'étape E13.
En outre, l'étape de mise en place E15 comprend la mise en place d'au moins deux secondes plaques d'électrode 5 en même temps, lesdites au moins deux secondes plaques d'électrode 5 étant mises en place adjacentes l'une à l'autre selon un plan perpendiculaire à la direction transversale Z, et lesdites au moins deux secondes plaques d'électrode 5 étant espacées l'une de l'autre selon un second espace de découpe g5, ledit second espace de découpe g5 définissant une seconde zone de découpe entre les au moins deux secondes plaques d'électrode 5. Ainsi, la première variante montre que deux secondes plaques d'électrodes 5a, 5b peuvent être mises en place sur la table d'empilage 30 pendant l'étape E15, et la seconde variante montre que quatre secondes plaques d'électrodes 5a, 5b, 5c, 5d sont destinées à être mises en place pendant l'étape E15.
L'étape de mise en place E13 d’au moins deux premières plaques d'électrode 3, et l'étape de mise en place E15 d’au moins deux secondes plaques d'électrode 5 sont réalisées de manière à ce que tout ou partie de la première zone de découpe soit en coïncidence avec la seconde zone de découpe le long d’une zone de coïncidence 17.
Il est bien entendu que la variante décrite ci-dessus n'est pas limitative, et que l'étape de mise en place E13 d’au moins deux premières plaques d'électrode 3 peut comprendre la mise en place d'une pluralité de premières plaques d'électrode 3, la pluralité de premières plaques d'électrode 3 étant par exemple alignée selon une matrice comprenant des lignes et des colonnes. De même, l'étape de mise en place E15 d’au moins deux secondes plaques d'électrode 5 peut comprendre la mise en place d'une pluralité de seconde plaque d'électrode 5, la pluralité de seconde plaque d'électrode 5 étant par exemple alignée selon une matrice comprenant des lignes et une colonne. Avantageusement, la distribution de la matrice des premières plaques d'électrode 3 peut correspondre à la distribution de la matrice des secondes plaques d'électrode 5.
En d'autres termes, l'étape consistant à mettre en place E13 les premières plaques d'électrode 3 comprend le dépôt d'une pluralité de premières plaques d'électrode 3, chaque première plaque d'électrode 3 de la pluralité de premières plaques d'électrode 3 étant alignée avec au moins une autre première plaque d'électrode 3 de la pluralité de premières plaques d'électrode 3, et l'étape consistant à mettre en place E15 les secondes plaques d'électrode 5 comprend le dépôt d'une pluralité de secondes plaques d'électrode 5, chaque seconde plaque d'électrode 5 de la pluralité de secondes plaques d'électrode 5 étant alignée avec au moins une autre seconde plaque d'électrode 5 de la pluralité de secondes plaques d'électrode 5.
Selon un mode de réalisation, chaque rangée est décalée par rapport à une autre rangée d'une distance supérieure à 0,3 mm. En d'autres termes, le premier espace de découpe g3 est inférieur à 0,3 mm.
Selon un mode de réalisation, chaque colonne est décalée par rapport à une autre colonne d'une distance supérieure à 0,3 mm. En d'autres termes, le second espace de découpe g5 est inférieur à 0,3 mm.
La figure 2 illustre un mode de réalisation dans lequel la première plaque d'électrode 3, la seconde plaque d'électrode 5 et le séparateur d'électrodes 1 sont pris en sandwich pour former l'ensemble d'électrodes principales 10. Comme illustré sur ce mode de réalisation, le procédé comprend une étape d'alignement E20 dans laquelle deux plaques différentes sont alignées avant de les mettre en place sur la table d'empilage 30.
Comme illustré sur la figure 3, le procédé comprend en outre une étape de pressage E40 de l'ensemble d'électrodes principales 10 entre la surface inférieure 7 de l'ensemble d'électrodes principales 10 et la surface supérieure 9 de l'ensemble d'électrodes principales 10. Comme indiqué précédemment, lesdites surfaces inférieure 7 et supérieure 9 de l'ensemble d'électrodes principales 10 sont opposées l'une à l'autre le long de la direction transversale Z de l'ensemble d'électrodes principales 10. Par exemple, l'étape de pressage E40 de l'ensemble d'électrodes principales 10 comprend une étape de laminage. Selon un mode de réalisation représenté sur la figure 3, le au moins un séparateur d'électrodes 1 peut comprendre un liant 4 configuré pour fondre au-delà d'une température seuil. Dans ce cas, l'étape de pressage E40 de l'ensemble d'électrodes principales 10 est réalisée en pressant l'ensemble d'électrodes principales 10 à une température supérieure à la température seuil. Selon un mode de réalisation, l'étape de pressage E40 comprend un laminage humide. Par exemple, le séparateur d'électrodes 1 peut comprendre un agent de liaison configuré pour être à l'état liquide lorsque l'ensemble d'électrodes principales 10 est pressé selon la direction transversale Z. Selon un autre mode de réalisation, l'étape de pressage E40 comprend un laminage à sec. Par exemple, le séparateur d'électrodes 1 peut comprendre un agent de liaison dissous dans un liquide tel que l'eau ou un solvant. Ledit agent de liaison peut être appliqué sur le séparateur d'électrodes 1 avant d'être évaporé dans le four de séchage. Enfin, l'étape de pressage E40 peut comprendre un laminage à l'aide d'un agent de liaison comprenant une cire, ou un agent thermofusible.
Comme représenté sur les figures 4 à 6, le procédé comprend également une étape consistant à découper E50 au moins partiellement l'ensemble d'électrodes principales 10 le long de la direction transversale Z de l'ensemble d'électrodes principales 10 de manière à former au moins deux ensembles d'électrodes auxiliaires 13a, 13b. Chaque ensemble d'électrodes auxiliaires 13a, 13b comprend alors au moins une première plaque d'électrodes auxiliaires 3a, 3b, 3c, 3d, au moins une seconde plaque d'électrodes auxiliaires 5a, 5b, 5c, 5d, et au moins un séparateur d'électrodes auxiliaires 1. Il est bien entendu que lorsqu'une pluralité de premières plaques d'électrodes 3a, 3b, 3c, 3d sont mises en place au cours de l'étape E13, et lorsqu'une pluralité de secondes plaques d'électrodes 5a, 5b, 5c, 5d sont mises en place au cours de l'étape E15, l'étape de découpe E50 est réalisée de manière à former une pluralité d'ensembles d'électrodes auxiliaires 13a, 13b, 13c, 13d, comprenant chacun une première plaque d'électrode 3 et une seconde plaque d'électrode 5.
Avantageusement, l'étape de pressage E40 de l'ensemble d'électrodes principales 10 est réalisée avant l'étape de découpe E50 de l'ensemble d'électrodes principales 10. En effet, lorsque l'étape de pressage E40 de l'ensemble d'électrodes principales 10 est réalisée avant l'étape de découpe E50 de l'ensemble d'électrodes principales 10, il est possible de renforcer l'ensemble d'électrodes principales 10, pour obtenir un ensemble d'électrodes principales 10 plus compact et plus résistant avant de réaliser l'étape de découpe E50.
Comme indiqué ci-dessus, l'étape de découpe E50 de l'ensemble d'électrodes principales 10 est de préférence réalisée à l'aide d'une unité de découpe 50 comprenant une lame chaude, ou un couteau à fil chaud. Par conséquent, il est possible d'effectuer l'étape de découpe E50 de l'ensemble d'électrodes principales 10 le long d'une ligne. Ainsi, il est possible de créer les au moins deux ensembles d'électrodes auxiliaires 13 avec un seul outil. Cette découpe peut également définir les bords des ensembles d'électrodes auxiliaires 13.
Selon un mode de réalisation dans lequel l'ensemble d'électrodes principales 10 comprend une pluralité de premières plaques d'électrode 3 disposées selon une disposition matricielle, et empilées avec une pluralité de secondes plaques d'électrode 5, l'étape de découpe E50 de l'ensemble d'électrodes principales 10 comprend en outre la découpe de l'ensemble d'électrodes principales 10 selon la zone de coïncidence 17. En d'autres termes, la zone de coïncidence 17 comprend une ligne de coïncidence le long de laquelle l'électrode principale est découpée. Au moins une zone choisie entre la première zone de découpe et la seconde zone de découpe est dépourvue de matériau d'électrode, afin de faciliter l'étape de découpe E50 de l'ensemble d'électrode principales 10. Par « dépourvue de matériau d'électrode », on entend que le matériau d'électrode n'est pas revêtu sur la première zone de découpe et / ou sur la seconde zone de découpe.
Enfin, le procédé peut également comprendre une étape de soudage E60 des premières pattes de connexion 16 de la pluralité de premières plaques d'électrodes 3, ensemble, et une étape de soudage E61 des secondes pattes de connexion 18 de la pluralité de secondes plaques d'électrodes 5, ensemble. Les dispositions précédentes permettent la fabrication d'au moins deux ensembles d'électrodes auxiliaires 13 en une seule étape de découpe E50. Ainsi, le pressage E40 desdits au moins deux ensembles d'électrodes auxiliaires 13 est effectué en une seule étape, augmentant de cette façon la vitesse du processus d'empilage.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d’une cellule de batterie, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
- fournir (E30) un ensemble d'électrodes principales (10) comprenant au moins deux premières plaques d'électrode (3), au moins deux secondes plaques d'électrode (5), et au moins un séparateur d'électrodes (1 ) interposé entre lesdites au moins deux premières plaques d'électrode (3) et lesdites au moins deux secondes plaques d'électrode (5), l'étape de fourniture (E30) de l'ensemble d'électrodes principales (10) comprenant les étapes suivantes :
• fournir (E01 ) un film séparateur (1 ) ;
• fournir (E03) au moins deux premières plaques d'électrode (3) ;
• fournir (E05) au moins deux secondes plaques d'électrode (5) ;
• mettre en place (E13) au moins deux premières plaques d'électrode (3) en même temps sur une table d'empilage (30), lesdites au moins deux premières plaques d'électrode (3) étant mises en place adjacentes l'une à l'autre selon un plan perpendiculaire à une direction transversale (Z), lesdites au moins deux premières plaques d'électrode (3) étant espacées l'une de l'autre selon un premier espace de découpe (g3), ledit premier espace de découpe (g3) définissant une première zone de découpe entre les au moins deux premières plaques d'électrode (3) ;
• mettre en place (E11 ) un séparateur d'électrodes (1 ) sur la table d'empilage (30), ledit séparateur d'électrodes (1 ) étant formé par une partie correspondante du film séparateur (1 ) ;
• mettre en place (E 15) au moins deux secondes plaques d'électrode (5) en même temps sur la table d'empilage (30), lesdites au moins deux secondes plaques d'électrode (5) étant mises en place adjacentes l'une à l'autre selon un plan perpendiculaire à la direction transversale (Z), et lesdites au moins deux secondes plaques d'électrode (5) étant espacées l'une de l'autre selon un second espace de découpe (g5), ledit second espace de découpe (g5) définissant une seconde zone de découpe entre les au moins deux secondes plaques d'électrode (5), au moins une zone choisie entre la première zone de découpe et la seconde zone de découpe est dépourvue de matériau d'électrode ; l'étape de mise en place (E13) d’au moins deux premières plaques d'électrode (3), et l'étape de mise en place (E15) d’au moins deux secondes plaques d'électrode (5) étant réalisées de sorte que tout ou partie de la première zone de découpe coïncide avec la seconde zone de découpe le long d'une zone de coïncidence (17) ; l'étape de mise en place (E13) d’au moins deux premières plaques d'électrode (3), l'étape de mise en place (E15) d’au moins deux secondes plaques d'électrode (5), et l'étape de mise en place (E11 ) d'un séparateur d'électrodes (1 ) étant réalisées en alternance et au moins deux fois de telle sorte que le séparateur d'électrodes (1 ) soit interposé entre les premières plaques d'électrode (3) et les secondes plaques d'électrode (5), et de sorte que lesdites au moins deux premières plaques d'électrode (3), lesdites au moins deux secondes plaques d'électrode (5), et ledit au moins un séparateur (1 ) soient pris en sandwich le long de la direction transversale (Z) ; presser (E40) l'ensemble d'électrodes principales (10) entre une surface inférieure (7) de l'ensemble d'électrodes principales (10) et une surface supérieure (9) de l'ensemble d'électrodes principales (10), lesdites surfaces inférieure et supérieure (9) de l'ensemble d'électrodes principales (10) étant opposées l'une à l'autre le long de la direction transversale (Z) de l'ensemble d'électrodes principales (10) ;
- découper (E50) au moins partiellement l'ensemble d'électrodes principales (10) le long de la direction transversale (Z) de l'ensemble d'électrodes principales (10) et selon la zone de coïncidence (17), afin de former au moins deux ensembles d'électrodes auxiliaires (13), chaque ensemble d'électrodes auxiliaires (13) comprenant au moins une première plaque d'électrode auxiliaire (3a, 3b, 3c, 3d), au moins une seconde plaque d'électrode auxiliaire (5a, 5b, 5c, 5d), et au moins un séparateur d'électrodes auxiliaires (1 ).
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel l’au moins un séparateur d'électrodes (1 ) comprend un liant (4) configuré pour fendre au-dessus d'une température de seuil, et dans lequel l'étape de pressage (E40) de l'ensemble d'électrodes principales (10) est réalisée en pressant l'ensemble d'électrodes principales (10) à une température supérieure à la température de seuil.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel l'étape de découpe (E50) de l'ensemble d'électrodes principales (10) est réalisée à l'aide d'une unité de découpe (50) comprenant une lame chaude, ou un couteau à fil chaud.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'étape de pressage (E40) de l'ensemble d'électrodes principales (10) est réalisée avant l'étape de découpe (E50) de l'ensemble d'électrodes principales (10).
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les premières plaques d'électrode (3) ont une polarité différente des secondes plaques d'électrode (5) de manière à permettre d'effectuer alternativement l'étape de mise en place (E13) d’au moins deux premières plaques d'électrode (3), l'étape de mise en place (E15) d’au moins deux secondes plaques d'électrode (5), et l'étape de mise en place (E11 ) d'un séparateur d'électrodes (1 ).
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l'étape consistant à mettre en place (E13) au moins deux premières plaques d'électrode (3) comprend le dépôt d'une pluralité de premières plaques d'électrode (3), chaque première plaque d'électrode (3) de la pluralité de premières plaques d'électrode (3) étant alignée avec au moins une autre première plaque d'électrode (3) de la pluralité de premières plaques d'électrode (3), et l'étape consistant à mettre en place (E15) au moins deux secondes plaques d'électrode (5) comprend le dépôt d'une pluralité de secondes plaques d'électrode (5), chaque seconde plaque d'électrode (5) de la pluralité de secondes plaques d'électrode (5) étant alignée avec au moins une autre seconde plaque d'électrode (5) de la pluralité de secondes plaques d'électrode (5).
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l'étape de mise en place (E11 ) du séparateur d'électrodes (1 ) est réalisée de sorte que le séparateur d'électrodes (1 ) chevauche au moins un élément choisi entre les premières plaques d'électrode (3), les secondes plaques d'électrode (5), la première zone de découpe, et la seconde zone de découpe.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l'étape consistant à fournir (E03) au moins deux premières plaques d'électrode (3) comprend la fourniture d'un premier film collecteur de courant sur lequel un premier matériau d'électrode est revêtu de manière à définir une ou plusieurs premières plaques d'électrode (3), et dans lequel l'étape consistant à fournir (E05) au moins deux secondes plaques d'électrode (5) comprend la fourniture d'un second film collecteur de courant sur lequel un second matériau d'électrode est revêtu de manière à définir une ou plusieurs secondes plaques d'électrode (5) ; le premier film collecteur de courant et le second film collecteur de courant comprennent chacun respectivement au moins une première partie non revêtue configurée pour définir une première patte de connexion (16), ou au moins une seconde partie non revêtue configurée pour définir une seconde patte de connexion (18).
9. Procédé selon la revendication 8 comprenant en outre une étape de soudage (E60) des premières pattes de connexion (16) de la pluralité de premières plaques d'électrodes (3) ensemble, et une étape de soudage (E61 ) des secondes pattes de connexion (18) de la pluralité de secondes plaques d'électrodes (5) ensemble.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel l'étape de pressage (E40) de l'ensemble d'électrodes principales (10) comprend une étape de laminage.
11. Système de fabrication d'une cellule de batterie comprenant :
- une table d'empilage (30) configurée pour assembler un ensemble d'électrodes principales (10) en empilant alternativement au moins deux premières plaques d'électrode (3), au moins un séparateur d'électrode (1 ), et au moins deux secondes plaques d'électrode (5) prise en sandwich le long d'une direction transversale (Z) ;
- une unité de pression (40) configurée pour presser l'ensemble d'électrodes principales (10) entre une surface inférieure (7) de l'ensemble d'électrodes principales (10) et une surface supérieure (9) de l'ensemble d'électrodes principales (10), lesdites surfaces inférieure (7) et supérieure (9) de l'ensemble d'électrodes principales (10) étant opposées l'une à l'autre le long de la direction transversale (Z) de l'ensemble d'électrodes principales (10) ;
- une unité de découpe (50) configurée pour découper l'ensemble d'électrodes principales (10) le long de la direction transversale (Z) de l'ensemble d'électrodes principales (10) de façon à former au moins deux ensembles d'électrodes auxiliaires (13).
12. Système selon la revendication 11 , dans lequel l'unité de découpe (50) comprend une lame chaude, ou un couteau à fil chaud.
13. Système selon l'une quelconque des revendications 11 ou 12, comprenant des moyens d'alignement (20) configurés pour aligner lesdites au moins deux premières plaques d'électrode (3), ledit au moins un séparateur d'électrode (1 ), et lesdites au moins deux secondes plaques d'électrode (5) lorsqu'ils sont pris en sandwich sur la table d'empilage (30).
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