用于制造电池单格的方法技术

一种用于制造电池单格(1)的方法，其中，电池单格(1)具有带有第一体积(3)的壳体(2)并在第一体积(3)中具有多个彼此堆叠的电极(4)和电解质(5)；其中，电解质(5)可经由壳体(2)中的开口(6)引入到第一体积(3)中。开口(6)引入到第一体积(3)中。开口(6)引入到第一体积(3)中。

【技术实现步骤摘要】
用于制造电池单格的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于制造电池单格、尤其锂离子电池单格的方法。电池单格具有带有第一体积的壳体并在第一体积中具有多个彼此堆叠且必要时附加缠绕的(例如，瑞士卷)电极和电解质。
[0002]本专利技术尤其在制造用于例如电气化车辆的锂离子电池的情况下得到使用。

技术介绍

[0003]电池单格是储电器，其例如在机动车中用于存储电能。在电池单格中，电极薄膜(即阳极和阴极)彼此堆叠布置，其中，不同的电极薄膜通过隔板薄膜或隔板材料彼此分离布置。这些电极薄膜和隔板接下来称为电极。电极在壳体内布置在电解质中。
[0004]布置在壳体内的电极薄膜经由所谓的放电器与壳体外的电气电路连接。放电器向外延伸穿过气密的壳体并在壳体的外周缘面处形成电联接部。在壳体内，放电器与多个相同类型的电极薄膜(即阳极和阴极)导电连接。在此，放电器尤其与多个电极薄膜连接。
[0005]在电池单格的当前的结构形式中，仅堆叠或附加缠绕的电极的堆布置在形状固定的壳体内。这样的形状固定的(即尤其仅可塑性变形的)壳体也称为棱柱形电池单格。形状固定的壳体尤其具有盖，在该盖处设置有至少一个电联接部用于将布置在壳体内的电极与布置在壳体外的电路电连接，以及(可封闭的)开口用于以电解质填充。
[0006]为了制造电池单格提供壳体，电极布置在其中并且壳体以电解质填充。在填入电解质并使壳体的体积脱气之后，封闭用于电解质的填入孔。目前，该封闭以已知的激光焊接或超声波焊接执行。但以最佳质量执行该过程目前还是未解决的挑战。恰恰在铝或铝合金的常规的激光焊接的情况下，通常仅可实现多孔的焊缝。在此在焊接过程期间产生火花和材料飞溅物。在备选执行的超声波焊接中产生金属颗粒。铝或其他金属材料在焊接过程期间的飞溅物或在超声波焊接期间产生的颗粒不仅引起壳体上的污染，而且也可导致电解质的污染，这导致电池单格的更差功率。出于这些原因值得期望的是，如此密封电解质填入孔，使得不仅电解质而且电池单格的布置在体积内的部件得到保护。
[0007]因此存在如下需求，提供一种用于产生这样的焊接连接的适用大规模生产的方法，尤其一种可利用目前可用的激光装置执行的方法。
[0008]由US 2012/0070722 A1已知一种用于制造电池单格的方法。在此，用于电解质的电池单格的填入开口通过激光焊接方法封闭。电池单格对此布置在真空腔室中，使得壳体在封闭填入开口之前无压力存在。
[0009]由US 2012/0040230 A1已知一种用于制造电池单格的方法，其中，在封闭电池单格的阳极腔室之前将包含在其中的气体吸走。

技术实现思路

[0010]由此出发，本专利技术的目的是至少部分解决结合现有技术描述的问题，尤其应说明一种用于制造电池单格的方法，在该方法中能够安全且可靠地封闭壳体中的设置用于填入
电解质的开口，并且利用该方法获得具有非多孔焊接的表面。
[0011]该目的通过根据本专利技术的用于制造电池单格的方法来实现。
[0012]提出了一种用于制造电池单格的方法。电池单格具有带有第一体积的壳体并在第一体积中具有多个彼此堆叠且必要时附加缠绕的电极和电解质。电解质可经由壳体中的开口引入到第一体积中。该方法至少包括以下步骤：a) 提供具有壳体和布置在其中的电极和电解质以及未封闭的开口的电池单格；b) 使第一体积经由开口脱气并利用闭合元件封闭开口，其中，闭合元件和开口构造非材料配合的连接；c) 将腔室布置在壳体处，使得开口和闭合元件布置在腔室内并且壳体的至少一部分布置在腔室外；d) 在腔室中产生负压；e) 提供激光焊接装置并将闭合元件与壳体通过激光束材料配合地连接，使得开口通过如此产生的材料配合的连接气密地封闭。
[0013]方法步骤上述(非最终)划分成a)至e)应主要仅用于区分并且不强制顺序和/或依赖性。方法步骤的频率例如也可变化。同样可能的是，方法步骤彼此至少部分地在时间上重叠。完全特别优选地，方法步骤c)、d)和e)至少部分地在时间上平行地进行。尤其地，步骤d)直接在将腔室布置在壳体处之后导入并还在步骤e)期间执行。尤其地，因此在步骤e)期间维持根据步骤d)产生的负压。尤其地，步骤a)至e)以所列举的顺序执行。
[0014]壳体尤其是形状固定的(即仅可塑性变形的)壳体。壳体也称为硬壳，并且电池单格例如称为棱柱形单格。
[0015]壳体也可实施为软包单格。软包单格包括由软包薄膜构成的可变形的壳体，并且因此就不是棱柱形单格(具有形状固定的壳体)。软包薄膜是已知的可变形的壳体部分，其用作用于所谓的软包单格的壳体。其在此是复合材料，例如包括塑料和铝。
[0016]电极尤其以已知的方式堆叠或者堆叠和缠绕(瑞士卷等)布置并由电解质或电解质液体加载。
[0017]尤其地，术语电极包括多个电极薄膜和隔板，其彼此堆叠或者堆叠和然后共同缠绕地布置。电极可作为单片堆(Einzelblattstapel)、层压、Z形折叠、瑞士卷布置，分别以任意数量。
[0018]电极尤其薄膜式地实施，因此具有较大侧面和较小密度。在电极的侧面上或在每个侧面上尤其布置有具有活性材料的覆层。隔板分别布置在相邻布置的不同的电极的侧面之间。尤其地，电极的未覆层的部分作为放电器从电极的堆中延伸出来。
[0019]尤其地，阳极和阴极分别在电极的堆内彼此平行连接，使得多个阳极的放电器彼此导电连接并且多个阴极的放电器彼此导电连接。
[0020]电池单格尤其是含锂的电池单格、尤其二级单格，即可再度充电的电池单格。
[0021]当前，尤其提出首先通过闭合元件封闭开口，使得在随后执行的焊接过程中开口已经封闭。可因此阻止电解质的污染。另外提出在真空或负压下(即在空气密封下)执行激光焊接。因此，可提高激光焊接的过程稳定性并决定性地改善焊缝的质量。为了实现大规模生产适用性，提出在尽可能小的腔室中产生负压，从而能够尽可能快地且以能量和辅助材料的尽可能少的使用制造用于焊接的大气压。
[0022]按照步骤a)，提供具有壳体和布置在其中的电极和电解质以及未封闭的开口的原则上已知的电池电极。开口尤其布置在壳体的形状稳定的部分中。
[0023]按照步骤b)，以已知的方式使第一体积经由开口脱气并利用闭合元件封闭开口，其中，闭合元件和开口构造非材料配合的、即力配合的和/或形状配合的连接。
[0024]形状配合的连接通过至少两个连接搭配件的接合到彼此中产生。由此，即使在没有未中断的力传递的情况下或在有未中断的力传递的情况下，连接搭配件也不能够松开。换言之，在形状配合的连接中一个连接搭配件阻挡另一个连接搭配件。例如，闭合元件实施为铆钉，该铆钉未变形地引入到开口中并然后至少在体积内变形，使得闭合元件不可丢失地布置在开口中。备选地，闭合元件实施有螺纹并且开口实施有配对螺纹，从而至少相对于轴线实现在螺纹和壳体之间的形状配合并且相对于周缘方向实现力配合。
[0025]力配合的连接以到待相互连接的面上的法向力为前提。只要不超过由静摩擦引起的反力，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制造电池单格(1)的方法，其中，所述电池单格(1)具有带有第一体积(3)的壳体(2)并在所述第一体积(3)中具有多个彼此堆叠的电极(4)和电解质(5)；其中，所述电解质(5)能够经由所述壳体(2)中的开口(6)引入到所述第一体积(3)中；其中，所述方法至少包括以下步骤：a) 提供具有壳体(2)和布置在其中的电极(4)和所述电解质(5)以及未封闭的所述开口(6)的所述电池单格(1)；b) 使所述第一体积(3)经由所述开口(6)脱气并利用闭合元件(7)封闭所述开口(6)，其中，所述闭合元件(7)和所述开口(6)构造非材料配合的连接；c) 将腔室(8)布置在所述壳体(2)处，使得所述开口(6)和所述闭合元件(7)布置在所述腔室(8)内并且所述壳体(2)的至少一部分布置在所述腔室(8)外；d) 在所述腔室(8)中产生负压；e) 提供激光焊接装置(9)并将所述闭合元件(7)与所述壳体(2)通过激光束(10)材料配合地连接，使得所述开口(6)通过如此产生的材料配合的连接气密地封闭。2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：大众汽车股份公司，
类型：发明
国别省市：