[發(fā)明專(zhuān)利]用于靈活地制造鋰離子電池組的夾緊系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910976679.0
• 申請(qǐng)日: 2019-10-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111070119B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S.拉思曼;K.斯圖姆;A.托爾諾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 大眾汽車(chē)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B25B11/00
• 分類(lèi)號(hào): B25B11/00;H01M10/04;H01M10/058
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 侯宇

本發(fā)明涉及一種夾緊系統(tǒng)1，其用于為后續(xù)的電池單體制造將薄膜電極的堆疊體2固定，夾緊系統(tǒng)1具有基礎(chǔ)板3、壓板4、至少兩個(gè)夾緊元件5和容納區(qū)域6，容納區(qū)域6用于容納基礎(chǔ)板3和壓板4之間的堆疊體2，其中，夾緊元件5將基礎(chǔ)板3和壓板4相對(duì)彼此夾緊，從而薄膜電極能固定在容納區(qū)域6中，其中，夾緊元件5在板件3、4的相應(yīng)長(zhǎng)邊的邊緣區(qū)域中布置在容納區(qū)域6的外部，和/或其中，基礎(chǔ)板3和壓板4分別具有多個(gè)、但至少兩個(gè)用于將夾緊系統(tǒng)1連接在后續(xù)的電池單體制造裝置上的連接點(diǎn)7，從而相應(yīng)的板件3、4的連接點(diǎn)7在其形狀或尺寸方面不同地設(shè)計(jì)。有利地，通過(guò)按照本發(fā)明的夾緊系統(tǒng)可以首次用唯一的保持系統(tǒng)自動(dòng)化地通過(guò)所有需要的制造工序。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于靈活地制造鋰離子電池組、尤其所謂的軟包電池單體的夾緊系統(tǒng)，所述鋰離子電池組尤其用作電動(dòng)車(chē)輛中的牽引用電池組。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有技術(shù)中已知包括多個(gè)電池單體的鋰離子牽引用電池組，電池單體具有由正極和負(fù)極以及布置在正極和負(fù)極之間的隔板構(gòu)成的堆疊體，其中，電極分別具有電極接線片或者說(shuō)極耳，電極接線片分別與至少一個(gè)正極導(dǎo)流體和至少一個(gè)負(fù)極導(dǎo)流體焊接。這種結(jié)構(gòu)典型地例如由絕緣材料包圍。電極分別具有電極接線片，這些電極接線片從電極堆疊體引出并且與導(dǎo)流體(也稱(chēng)為集流體)連接，通常焊接。關(guān)于這種結(jié)構(gòu)可以參照德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)DE 102011 109 237A1。在此，該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為，一極和另一極的電極接線片彼此隔開(kāi)地從由正極和負(fù)極以及布置在正極和負(fù)極之間的隔板構(gòu)成的堆疊體伸出。

代替卷繞，薄膜電極的堆疊在方體電池單體如PHEV-1型電池單體中具有若干優(yōu)點(diǎn)。在此實(shí)現(xiàn)了電池單體堆疊體的非常均勻的結(jié)構(gòu)和殼體的更好的空間利用率。因此，電池單體容量、壽命和安全性相對(duì)于卷繞的鋰離子電池單體得以改善。但單片堆疊方法也存在如下缺點(diǎn)：其中之一是當(dāng)前可用于批量生產(chǎn)的設(shè)備中的加工量較低。堆疊方法比卷繞方法低2至6倍。此外，在大尺寸電池單體中由于形狀不穩(wěn)定性，在單個(gè)電極片的超快速的堆疊中需要的精度也是巨大的挑戰(zhàn)。

夾緊系統(tǒng)在扁平電池單體的電池組制造中已知，但用在另外的工藝階段。這種夾緊系統(tǒng)用于將已經(jīng)完成的軟包電池單體組合成多個(gè)單體構(gòu)成的堆疊體。例如德國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)DE 10 2016 200 496A1描述了一種夾緊系統(tǒng)，該夾緊系統(tǒng)借助夾緊鉗口將完成的電池單體的堆疊體夾緊在兩個(gè)壓板之間，以便在捆扎過(guò)程中保持該堆疊體并且隨后可以將捆扎的堆疊體重新松開(kāi)。專(zhuān)利文獻(xiàn)DE 10 2016 200 496A1的夾緊裝置還在其邊緣區(qū)域中具有留空部，機(jī)器人的抓手可以嚙合在該留空部中，以便將夾緊的堆疊體置入捆扎裝置中并且重新移出。

但是，所有目前已知的用于將完成的電池單體捆扎成堆疊體的夾緊系統(tǒng)不能簡(jiǎn)單地用在上游的通過(guò)堆疊薄膜電極制造單個(gè)電池單體的制造階段中。尤其地，對(duì)不同的制造站的連接和待固持的物體的靈敏度的要求非常不同。例如，在現(xiàn)有技術(shù)中建議的這種通過(guò)夾緊鉗口實(shí)現(xiàn)的夾緊方式不適合用于大量制造由電極堆疊體構(gòu)成的電池單體，其中，夾緊鉗口在堆疊體支架的下方與彈簧或其它夾緊元件連接。

借助抓夾系統(tǒng)固定電池單體堆疊體雖然是靈活的解決方案。但其缺點(diǎn)是，后續(xù)的作業(yè)工序必須定位在抓夾用的操作系統(tǒng)的緊鄰處。這對(duì)周期優(yōu)化地生產(chǎn)電池單體是不利的，因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)在所有的后續(xù)制造工序中停止。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，在大量生產(chǎn)這種電池單體時(shí)通過(guò)一種用于把電極堆疊體的保持在一起和進(jìn)一步加工的新的夾緊系統(tǒng)提供改善的生產(chǎn)速度和可靠的精度。

所述技術(shù)問(wèn)題以此解決，即：