[發明專利]生產電化學電池的設備和方法

在審

• 申請號: 201380060784.0
• 申請日: 2013-11-12
• 公開（公告）號: CN104798241A
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發明（設計）人: H·沃爾夫;K·萊特納;A·穆勒;A·伯倫納
• 申請（專利權）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: H01M10/04
• 分類號: H01M10/04;H01M2/36;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 王丹丹;劉金輝

1.一種用于生產電化學電池的設備，其具有至少一個放置部位(13，15，17，19)，組裝部位(2，4)，具有抓取器(150)的定位系統(3)，具有清潔站的自動移液機(5)，用于密封通過堆疊組裝的電池的工具以及至少一個具有用于容納組件的凹槽的托盤，凹槽的數目總計≥2，優選≥4，特別優選≥6。

2.根據權利要求1的用于生產電化學電池的設備，其中所述設備包含天平(1)和/或至少一個相機(25)，相機(25)設置在設備底板區域中。

3.根據權利要求1或2的用于生產電化學電池的設備，其中所述設備包含用于將托盤移至所述至少一個放置部位(13，15，17，19)或將托盤移至放置部位的工具。

4.根據權利要求1-3中任一項的用于生產電化學電池的設備，其中所述電化學電池為Li離子電池且設備模塊通過箱體(8)，優選手套箱封閉，以及箱體與至少一個氣鎖(23)，優選兩個氣鎖(23，10)有效連接。手套箱(8)包含防止標準大氣的不希望組分進入的工具。

5.根據權利要求1-4中任一項的用于生產Li離子電池的設備，其中所述至少一個放置部位包含用于識別托盤部位的工具。

6.根據權利要求1-5中任一項的用于生產電化學電池的設備，其中下文所述至少一個區配有導向裝置：放置部位(13，15，17，19)，組裝區(2，4)和/或氣鎖區(23，10)。

7.根據權利要求1-6中任一項的用于生產Li離子電池的設備，其中所述至少1個托盤的6個凹槽中的至少5個填充有電池組件，僅一種特定類型的組件設置在5個凹槽的每個單獨凹槽中，組件具有堆型排列且隔膜元件(103)在每種情況下排列在堆疊組件之間。

8.一種借助根據權利要求1-7中任一項的設備生產氧化還原電池的方法，其中組件E1-E5通過抓取器從至少一個托盤的凹槽中撿取并在組裝室中組裝，所述方法的特征在于以下步驟：

(i)將下部罩殼元件(E1)定位在組裝室的凹部中，所述組裝室位于組裝部位上的支架中；

(ii)將電極(E2)定位并排列在組裝室凹部中的罩殼元件上；

(iii)將所選電解質的第一部分分配至位于凹部中電極的表面上；

(iv)將隔膜(E3)定位并排列在用電解質潤濕的表面上；

(v)將所選電解質的第二部分分配至位于凹部中隔膜的表面上；

(vi)將步驟(ii)中設置的電極的對電極(E4)定位在用電解質潤濕的隔膜上；

(vii)將上部罩殼元件(E5)定位在組裝室凹部中；

(viii)用工具密封電池組件堆，其中各步驟單獨或相互組合地進行

9.根據權利要求8的生產電化學電池的方法，其中在定位在組裝室凹部之前，用天平將組件稱重且稱重的組件至少包含組件E2和E4(即電極)。

10.使用根據權利要求3-7中任一項的設備生產Li離子電池的方法，其中權利要求8中所述方法步驟在以下步驟之后進行：

(x.1)將至少一個填充有組件的托盤，優選多個填充有組件的托盤定位在氣鎖(23)內部；

(x.2)通過在20-200℃，優選100-180℃，更優選140-160℃的溫度范圍內，經0.5-48小時，優選2-36小時，更優選4-18小時加熱，調理位于托盤上的組件；

(x.3)將所述至少一個具有調理過的組件的托盤引入充滿保護氣體的箱體，優選手套箱(8)的放置部位。

11.根據權利要求10的生產Li離子電池的方法，其中當進行步驟(x.2)的調理時，將組件暴露在<5毫巴，優選<1毫巴，更優選<0.1毫巴的降低的壓力下。

12.根據權利要求10或11的生產Li離子電池的方法，其中在電池生產過程中，將箱體(8)放在保護氣氛下，優選用氬氣作為保護氣體，以及壓力值優選大氣壓力以上0.1-100毫巴，更優選1-50毫巴。

13.根據權利要求10-12中任一項的生產Li離子電池的方法，其中所述方法進行時箱體(1)中的水蒸氣含量為<100ppm，更優選<10ppm，特別優選<1ppm和/或氧氣含量優選<1000ppm，更優選<100ppm，還更優選<10ppm。

14.根據權利要求8-12中任一項的生產離子電池的方法，其中在所述方法之后進行以下步驟：

(y.1)通過第二氣鎖(10)將填充有所制造電池的托盤從箱體向外轉移。