[发明专利]用于生产堆叠电极的装置及方法

说明书

本发明涉及一种用于生产堆叠电极的装置及方法，该堆叠电极特别地使用在电池中。

背景技术

对于自动化公司来说，例如电池组的能量存储器的生产工艺面临巨大的挑战。超薄电极和隔膜必须在几分之一秒内以微米级的精确度分隔、堆叠，并且被焊接于导体。这些薄的阳极层、阴极层和隔膜层仅0.15mm厚，并且有弹性、部分多孔以及大小不等。

为了持续地满足循环稳定性、使用者期望的使用寿命和效率，这给自动化专家提出了最高的要求，并且需要极高的精度。

对于电池的组装，使用隔膜作为中间层，电极、阳极和阴极交替地被一个堆叠于另一个上方。随着将阳极膜和阴极膜分隔为电极板的可能性，并且随着在隔膜被置于中间的情况下以片状模式在彼此的顶部上堆叠到堆叠层的可能性，有方法可将材料卷展开为平的隔膜，并且随后借助弯曲工艺以例如锯齿形式放置它。将阳极或阴极插入到在独立的层之间的呈现为袋状的中间间隙中。

文献DE 10 2010 055 608 A1描述了生产堆叠电极的方法，使用该方法，一层堆叠电极被呈现为连续的材料且被交替折叠，并且另外两层被插入到由于折叠所产生的袋中。在这里，通过限定杆的布置产生折叠，材料被插入限定杆之间。随后横向取出杆。

文献DE 10 2009 037 727 A1描述了生产包含阳极、阴极和隔膜的堆叠电极的方法，使用该方法，堆叠电极成的第二层的、相对第一层的相对位置被改进，并且从而实现电极板的完全重叠。该方法包含用于从隔离层供应卷供给隔离层的装置。这里，隔离材料以预定的长度被展开，并且被折叠以接收电极。在转向期间，在隔离片上施加张力，且在此期间，电极板借助保持装置被固定。

使用根据背景技术的生产方法，产生的问题是，在展开工序和袋的形成期间，由于依据方法的扭曲或由于过量的拉伸应力隔离材料被撕毁，并且从而整个当前的堆叠都不能被使用。全自动生产工艺被打断，并且生产周期不再被保持。从而，机器的性能被限制。生产工艺的打断造成了经济上的不利，并且随之生产周期增加。

发明内容

本发明的主题是用于生产堆叠电极的装置及方法，堆叠电极包含独立的层，例如隔膜被置于中间的正极和负极电极，正极和负极电极跟随在另一层之后被布置为多层。

本发明的目的是指定一种装置及方法，使用该装置，在堆叠电极的生产期间，在堆叠电极的两侧以高折叠质量且无机械损坏材料地交替地折叠隔膜，并且使用该装置，由于发生的张力和压缩应力的改善的分布，能够更迅速地堆叠。

为了这个目的，使用根据本发明的装置，保持器被放置为尽可能靠近要被形成的褶，并且固定要被折叠以在其整个宽度上用于隔离的材料，并且由于来自根据本发明的超压组件的气流，袋的形成出现在隔膜的整个宽度上，因此，无损的平缓锯齿状的折叠出现。

本发明并不限于用于电池/蓄能器类型的堆叠电极生产的使用，还能被用于为了进一步加工而平整的可弯曲的膜必须被处理的任何地方。本发明特别有利地适合于极薄且高敏感的隔膜的使用。

使用根据本发明的装置，能够获得更快的生产周期，从而机器能高速运行，因此生产效率提高，并且产品是有成本效益的。

根据本发明，通过权利要求1的特征部分中的特征该目的被实现。本发明的有利的进一步设计来自基于说明书的权利要求，并且出现在说明中。

通过装置实现了上述目的，该装置包含：

-堆叠台，其用于放下且堆叠电极层，

-至少一个夹持器，其用于拾取要被放下的单元构件，特别是电极，

-供给装置，其具有供应卷(包含连续的材料)，

-引导装置，其用于膜的折叠，

-以及保持器，其在堆叠电极的两侧。

根据本发明，至少一个的夹持器包含在至少一侧上带气体出流喷嘴的超压组件，在电极的放下期间，该超压组件有利地影响连续的材料的折叠过程，该材料以锯齿形式被放置在单元构件之间。

对于根据本发明的装置，在每种情况中，通过载置台，保持器被设置在两侧，该载置台具有固定已被放置的堆叠的任务，该堆叠具有电极并且隔膜被插入布置。保持器能平行于载置台地沿用于堆叠过程的x和z方向移动。在为了堆叠而借助夹持器吸住电极，并且在电极移动到堆叠台之后，在放下期间，由于从根据本发明的在夹持器处的超压组件的出流喷嘴排出的气流，下一个膜袋在横向地被放置的隔膜处成形，因此，隔膜的平缓的无损的折叠，连同保持器和保持器的放置运动，被实现了。

折叠过程和保持器的放置能通过从保持器内部的喷嘴中流出的气体被设计得更轻柔。在有利的方法中，在夹持器或各保持器处使用的气体可为例如干净的电离空气。