專利名稱：制造電化學(xué)電池的方法
制造電化學(xué)電池的方法本發(fā)明涉及一種制造電化學(xué)電池，特別是平板電池的方法，以及通過這種方法生產(chǎn)的電化學(xué)電池。發(fā)明DE 600 29 123 T2涉及一種直流電池。一封閉筒狀的電化學(xué)電池被至于金屬盒子中。有正、負(fù)集電器各一個(gè)，與封閉筒狀的電極相連接。有一個(gè)環(huán)狀的塑料部件，使得陽極與金屬盒子間相互絕緣。本發(fā)明要解決的問題是，提供一種更為優(yōu)化的制造電化學(xué)電池的方法。本發(fā)明通過權(quán)利要求1中所述的制造電化學(xué)電池的方法以及權(quán)利要求7所述的電化學(xué)電池解決上述問題。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和改進(jìn)在相應(yīng)的從屬權(quán)利要求中說明。本發(fā)明所涉及的電化學(xué)電池包括由至少兩個(gè)被隔板相互分開的電極所組成的電極堆棧。此外，該電化學(xué)電池具有由至少兩個(gè)部件組成的液體密封的外包裝。包含至少兩個(gè)與電極電連接且穿過外包裝向外延伸的導(dǎo)電體。在第一個(gè)方法步驟中，通過成型過程使得導(dǎo)電體與模制件相連接。在第二個(gè)方法步驟中使得模制件與外包裝連接。優(yōu)選地，導(dǎo)電體通過外包裝的開口穿過外包裝。為此，外包裝的開口優(yōu)選設(shè)置在外包裝的至少兩個(gè)部件之間的接縫處。特別是，模制件可以和導(dǎo)電體一起與外包裝的開口形成密封。由此，模制件與外包裝在外包裝的開口處相連接，特別是如此與開口相連接，從而特別使模制件與導(dǎo)電體一起將開口完全和/或液體密封地封閉起來?？梢栽谀Ｖ萍c外包裝的部件之間建立一個(gè)材料決定的連接。本發(fā)明的導(dǎo)電體被視為可以使電子從電極向用電器的方向流動的裝置。導(dǎo)電體也可以在電流的相反方向起作用。導(dǎo)電體可以和電極或電極堆棧的帶電的電極集以及電源線電連接。導(dǎo)電體的形態(tài)可以與電極堆棧的形態(tài)相適應(yīng)。導(dǎo)電體優(yōu)選設(shè)計(jì)成片狀或者薄膜狀。優(yōu)選的，一個(gè)電極堆棧的各個(gè)電極有各自對應(yīng)的導(dǎo)電體，或者同一極性的電極與相同的導(dǎo)電體相連接。在本發(fā)明中外包裝可以理解為至少是一個(gè)部分的界限，其將電極堆棧與外界分隔。外包裝優(yōu)選為氣體密封和液體密封的，因此避免了與周圍環(huán)境發(fā)生物質(zhì)交換。電極堆棧被設(shè)置在外包裝內(nèi)。至少一個(gè)導(dǎo)電體，特別是兩個(gè)導(dǎo)電體，從外包裝延伸出來并且作為電極堆棧的接口。也可以是多個(gè)導(dǎo)電體從外包裝中延伸出來，特別是兩個(gè)或者四個(gè)導(dǎo)電體。優(yōu)選將向外延伸的導(dǎo)電體作為電化學(xué)電池的電源正極和電源負(fù)極的接口。根據(jù)本發(fā)明的電極堆?？梢岳斫鉃檫@樣的裝置，其作為直流或電化學(xué)電池的組件，也是存儲化學(xué)能量的組件，并提供電能的輸出。另外，電極堆棧有多個(gè)片狀元件，至少兩個(gè)電極，即一個(gè)陽極和一個(gè)陰極，以及一個(gè)容納至少部分電解質(zhì)的隔板。優(yōu)選的，至少一個(gè)陽極、一個(gè)隔板和一個(gè)陰極被重疊放置或堆積，其中隔板至少有部分被放置在陽極和陰極之間。這個(gè)陽極、隔板和陰極的放置序列可以在電極堆棧中被任意多次地重復(fù)。優(yōu)選的，片狀元件被繞成一個(gè)電極卷筒。因此，“電極堆?！边@一詞也可以用于表示電極卷筒。在電能輸出之前存儲的化學(xué)能被轉(zhuǎn)化成電能。在充電過程中將輸入的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能并存儲在電極堆棧中。優(yōu)選的，電極堆棧包括多個(gè)電極對和隔板。特別優(yōu)選的，一些電極彼此相互連接，特別是相互電連接。
優(yōu)選的，成型過程包括至少一種鑄造方法，特別是壓鑄方法。優(yōu)選的，鑄造方法是壓鑄方法。優(yōu)選的，鑄造材料為絕緣材料，特別是塑料。使用鑄造方法來制造模制件時(shí)，可以使用在鑄造后有一定硬度的材料。電化學(xué)電池的外包裝的密封經(jīng)常伴隨著對接縫處施加壓力。由于模制件也被施加壓力，有一定硬度的模制件相對于制造過程中的負(fù)荷會更為堅(jiān)固。優(yōu)選的，在成型過程中至少一個(gè)導(dǎo)電體至少部分地被模制件封裝，或注塑包封。特別是，至少部分地被模制件封裝或注塑包封可以被理解為，在成型過程中導(dǎo)電體至少會被模制件環(huán)形封裝或被其注塑包封。優(yōu)選的，導(dǎo)電體的兩面，特別是所有面被一個(gè)優(yōu)選的整體模制件環(huán)狀地封裝。模制件優(yōu)選地形成一個(gè)環(huán)狀封閉外套，可特別地作為電化學(xué)電池的外包裝開口的覆蓋面。模制件優(yōu)選地作為導(dǎo)電體和外包裝的至少一個(gè)部件之間，特別是在外包裝的開口區(qū)域的絕緣層。在鑄造過程中以及過程后導(dǎo)電體的尾端從模制件中凸出來。凸出的尾端特別地構(gòu)成了導(dǎo)電體的一個(gè)區(qū)域，此區(qū)域設(shè)置在一塊制作完成的電化學(xué)電池的外包裝的內(nèi)部。此外， 另一個(gè)凸出的導(dǎo)電體的尾端特別地構(gòu)成了導(dǎo)電體的一個(gè)特定區(qū)域，此區(qū)域設(shè)置在一塊制作完成的電化學(xué)電池的外包裝的外部。特別地，當(dāng)塑模成型過程使用鑄造方法時(shí)，特別是當(dāng)使用壓鑄方法時(shí)，導(dǎo)電體在成型過程中被模制件用注塑包封。因此，一個(gè)導(dǎo)電體，特別是兩個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電體能被放入到鑄模中并且隨后被鑄造材料至少部分的封裝，特別是被注塑包封。優(yōu)選的實(shí)施例為，在鑄造過程中至少有兩個(gè)導(dǎo)電體，其至少有部分地被同一個(gè)模制件所封裝，特別地被注塑包封。方案可以進(jìn)一步被改進(jìn)為，一個(gè)電化學(xué)電池的所有的導(dǎo)電體至少有部分被同一個(gè)模制件所封裝。此處“同一模制件”可以被理解為模制件主體唯一， 或者說一個(gè)整體的模制件。優(yōu)選的，只要上述模制件的所有的材料從空間和物理上相連接在一起即可。優(yōu)選的，只要一個(gè)單獨(dú)的模制件封裝至少兩個(gè)導(dǎo)電體即可。優(yōu)選的，模制件使兩個(gè)導(dǎo)電體互相隔離。優(yōu)選的，模制件可以使兩個(gè)導(dǎo)電體互相保持間距，并且由此起到間距保持物的作用。一個(gè)模制件可以固定封裝兩個(gè)導(dǎo)電體。優(yōu)選的，模制件被設(shè)計(jì)為密封帶的形式。一個(gè)密封帶僅環(huán)形封裝一個(gè)單獨(dú)的導(dǎo)電體，并且構(gòu)成一個(gè)環(huán)形的表面，其用于與電化學(xué)電池的外包裝的開口銜接。另一種可選擇的實(shí)施方案可以是，模制件設(shè)計(jì)為密封條。一個(gè)密封條將兩個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電體圍住，優(yōu)選地以環(huán)形方式分別圍住，并且由此構(gòu)成一個(gè)特別的環(huán)形的表面，其用于與電化學(xué)電池的外包裝的開口銜接。通過這樣的方式，即密封條可以封裝多個(gè)導(dǎo)電體，特別是可以避免在外包裝的緊固凸緣上兩個(gè)相鄰設(shè)置的導(dǎo)電體之間的區(qū)域上出現(xiàn)一狹窄部。此外，到現(xiàn)在為止單獨(dú)使用的密封方法可以被結(jié)合起來。在另一種可選擇的實(shí)施方案中，模制件可以設(shè)計(jì)成四周圍密封框的形式。特別的， 密封框?qū)蓚€(gè)或多個(gè)導(dǎo)電體封裝起來。密封帶優(yōu)選地與兩個(gè)導(dǎo)電體封裝固定在一起，特別是由材料決定地固定在一起。此外，密封框的本身為四周封閉，在其上外包裝的兩個(gè)一半的兩個(gè)不同的面可以被凸緣封裝?；诖?，密封框優(yōu)選設(shè)置在外包裝的特別是呈殼狀的兩個(gè)一半的或兩個(gè)外殼的接縫處。這種密封框的優(yōu)點(diǎn)在于，外包裝的一半上全部的接縫都是平整的，不存在三維彎曲的凹進(jìn)去的空隙。簡化了安裝也利于更好的密封效果。
密封部件優(yōu)選設(shè)計(jì)為壓鑄部件。密封部件至少密封一個(gè)導(dǎo)電體的至少一部分，特別是在引導(dǎo)管的范圍。優(yōu)選的，模制件至少在密封區(qū)域超出外包裝。在這里超出被特別理解為，模制件相對于外包裝順著導(dǎo)電體從電池內(nèi)部向電池外部的方向上延伸，并在電池外部的方向上延伸出外包裝。因此設(shè)置為，在開口區(qū)域模制件基本上比其它區(qū)域的要長。因此，模制件在開口以外的部分并不與外包裝的一個(gè)部件接觸。作為另一種或與之前結(jié)合的設(shè)計(jì)，開口區(qū)域的比外包裝的其他部分要短。長或者短是針對此情況中外包裝或者模制件從電池內(nèi)部向電池外部方向上的延展，即在開口的開口方向上的延伸。以下通過結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步描述。附圖中

圖1為發(fā)明涉及的電化學(xué)電池的第一個(gè)實(shí)施例a)透視圖b)分解圖c) 一個(gè)帶有壓鑄密封帶的電導(dǎo)體的細(xì)節(jié)圖d)截面圖e)密封區(qū)域的放大截面圖；圖2為發(fā)明涉及的電化學(xué)電池的第二個(gè)實(shí)施例a)透視圖b)分解圖c) 一個(gè)帶有壓鑄密封條的電導(dǎo)體的細(xì)節(jié)圖d)密封區(qū)域的放大截面圖；以及圖3為發(fā)明涉及的電化學(xué)電池的第三個(gè)實(shí)施例a)透視圖b)分解圖c) 一個(gè)帶有壓鑄密封框的電導(dǎo)體的細(xì)節(jié)圖d)密封區(qū)域的放大截面圖；圖1顯示了本發(fā)明涉及的一種電化學(xué)電池1的第一個(gè)實(shí)施例。電化學(xué)電池包括被設(shè)置在外包裝2中的電極堆棧5。在電極堆棧5的電極上連接著兩個(gè)穿過外包裝2并且被設(shè)置為電化學(xué)電池1的外部連接的導(dǎo)電體3。外包裝2是由兩個(gè)對稱的外包裝部件，S卩外殼 4，組裝而成。每個(gè)外殼4包括一個(gè)環(huán)形的緊固凸緣15。在緊固凸緣15處兩個(gè)外殼4彼此之間接觸并相互固定。同時(shí)，外殼4在緊固凸緣15上各有兩個(gè)空隙10。在外殼4被裝配在一起的狀態(tài)下，兩個(gè)空隙10相互重疊，從而在外包裝2上個(gè)形成一個(gè)開口 11。外包裝2上開口 11的區(qū)域稱為密封區(qū)域9。導(dǎo)電體3從電池內(nèi)部穿過開口 11向外部延伸出來。為了使導(dǎo)電體3與外殼4相互絕緣，在密封區(qū)域9內(nèi)的導(dǎo)電體3上設(shè)置了模制件， 其在本實(shí)施例中以密封帶6的形式呈現(xiàn)。密封帶6由塑料制成，并且是通過壓鑄方法圍繞導(dǎo)電體3得到的，即圍繞導(dǎo)電體進(jìn)行壓鑄。為此，首先導(dǎo)電體被放到鑄模中，并且隨后被壓鑄材料注塑包封。每個(gè)導(dǎo)電體對應(yīng)一個(gè)單獨(dú)的用于將導(dǎo)電體3環(huán)狀密封的密封帶6。密封帶6和導(dǎo)電體3共同填充開口 11，并且消除了外殼4的縫隙10與導(dǎo)電體3之間的環(huán)狀空間。
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外殼4是由多層材料制成的，并且其第一層12由鋁制成。第二層13在鋁層的內(nèi)側(cè)，由塑料制成，因而是塑料層13。特別是如圖lb)所示，在兩個(gè)外殼4的緊固凸緣15上， 兩個(gè)空隙10之間各有一個(gè)狹窄部14。在兩個(gè)外殼4上的這兩個(gè)狹窄部14在電化學(xué)電池閉合時(shí)相互接觸。其他針對兩個(gè)狹窄部14之間的密封部件沒有被披露。外殼4可以通過深沖工藝來制造。密封帶6在縫隙的方向上高出外殼4，沿著平行于導(dǎo)電體3的方向延伸。因此，密封帶6從開口 11處向外延伸超出外殼4。這可以使得導(dǎo)電體3和外殼4之間達(dá)到更好的絕緣效果。圖2顯示了本發(fā)明涉及的一種電化學(xué)電池1的第二個(gè)實(shí)施例，其基于第一個(gè)實(shí)施例。因此，以下只表述與第一個(gè)實(shí)施例的區(qū)別。如圖2b)所示，特別之處是在外殼4的緊固凸緣15上僅有一個(gè)空隙10，從其中間兩個(gè)導(dǎo)電體3穿過外包裝2并延伸出來。此外，模制件采用密封條7的形式，其作為壓鑄部件設(shè)置在兩個(gè)導(dǎo)電體3的周圍。為此，首先兩個(gè)導(dǎo)電體被放在鑄模內(nèi)，隨后被鑄造材料注塑包封。密封條7將每個(gè)導(dǎo)電體3環(huán)形封裝。密封條7使導(dǎo)電體3和外殼4相互電絕緣。密封條7和兩個(gè)導(dǎo)電體3共同填充開口 11。因?yàn)檫@里只設(shè)計(jì)了一個(gè)開口，兩個(gè)導(dǎo)電體3同時(shí)從它中間穿過，在第二個(gè)實(shí)施例的外包裝2中沒有在兩個(gè)開口 11之間設(shè)置狹窄部14。在第二個(gè)實(shí)施例中密封條7在開口 11的區(qū)域也高出外殼4。圖3顯示了本發(fā)明涉及的一種電化學(xué)電池1的第三個(gè)實(shí)施例。第三個(gè)實(shí)施例是第二個(gè)實(shí)施例的延伸，以下僅對與第二個(gè)實(shí)施例的區(qū)別進(jìn)行描述。特別是在圖3c)中可以看至IJ，密封部件制作成環(huán)形密封框8的形式，其在整個(gè)框結(jié)構(gòu)中采用固定的橫截面厚度D。密封框8將兩個(gè)導(dǎo)電體3環(huán)形封裝。密封框8為封閉的環(huán)形，分別通過兩個(gè)外殼4的不同側(cè)與其各自的緊固凸緣15安裝緊固。密封框8全部周邊設(shè)計(jì)成固定橫截面厚度D。由于與密封框8接觸，在外殼4上不再設(shè)置為形成開口的空隙。取而代之的是在外包裝5的外殼 4之間形成的一個(gè)環(huán)形開口 11，其在兩個(gè)外殼4之間通過一個(gè)固定存在的縫隙形成。這個(gè)縫隙的全部周邊為固定的橫截面厚度D，并且被環(huán)形密封框所完全封裝。密封框8的延伸與外包裝2的緊固凸緣15的延伸一致，并且設(shè)置在外包裝2的兩個(gè)外殼4之間的環(huán)狀緊固凸緣15整個(gè)區(qū)域。通過調(diào)整兩個(gè)外殼4的間距，在緊固外殼4之間產(chǎn)生一個(gè)環(huán)狀的開口 11， 其被密封框8以及被密封框8所包圍的導(dǎo)電體3所填充。附圖標(biāo)記清單1電化學(xué)電池2外包裝3電導(dǎo)體4夕卜殼5電極堆棧6密封帶7密封條8密封框9密封區(qū)域10 空隙
11 開口12 鋁層13塑料層14狹窄部15緊固凸緣D橫截面厚度
權(quán)利要求
1.制造電化學(xué)電池(1)的方法，其中所述電化學(xué)電池包括至少兩個(gè)被隔板相互分開的電極所組成的電極堆棧(5)，由至少兩個(gè)部件(4)組成的液體密封的外包裝O)，以及至少兩個(gè)與所述電極電連接并且從外包裝⑵向外延伸的導(dǎo)電體(3)，其特征是，首先，在第一個(gè)方法步驟中，通過成型過程使得所述導(dǎo)電體C3)與所述模制件(6，7，8) 相連接，并且在第二個(gè)方法步驟中，使得所述模制件(6，7，8)與所述外包裝( 相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述模制件(6，7，8)被連接在所述外包裝(2)的開口(11)上。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征是，其成型過程至少是鑄造方法， 特別是壓鑄方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征是，至少一個(gè)，特別是兩個(gè)或者多個(gè)所述導(dǎo)電體(3)被放入鑄模中，并且至少部分被鑄造材料所包圍，特別是被注塑包封。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征是，所述成型過程中，至少一個(gè)所述導(dǎo)電體C3)至少部分被所述模制件(6，7，8)所封裝，特別是被注塑包封。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征是，至少兩個(gè)所述導(dǎo)電體(3)至少部分被所述模制件(7，8)所封裝，特別是被注塑包封。
7.電化學(xué)電池(1)，其特征是，其由前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法所制造。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電化學(xué)電池，其特征是，所述模制件被設(shè)置成密封帶(6)的形狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電化學(xué)電池，其特征是，所述模制件被設(shè)置成密封條(7)的形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電化學(xué)電池，其特征是，所述模制件被設(shè)置成環(huán)形密封框 (8)的形狀。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10中至少一項(xiàng)所述的電化學(xué)電池，其特征是，所述模制件(6，7， 8)是壓鑄部件，特別是其至少封裝了部分的所述導(dǎo)電體(3)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至11中至少一項(xiàng)所述的電化學(xué)電池，其特征是，至少一個(gè)所述模制件(6，7，8)至少在所述開口(11)的位置超出外包裝O)。
13.根據(jù)權(quán)利要求7到12中至少一項(xiàng)所述的電化學(xué)電池(1)所構(gòu)成的電池結(jié)構(gòu)。
全文摘要
在制造電化學(xué)電池(1)的方法中，其中電化學(xué)電池具有一個(gè)至少包含兩個(gè)被隔板相互分開的電極的電極堆棧(5)，一個(gè)由至少兩個(gè)部件(4)組成的液體密封的外包裝(2)，以及至少兩個(gè)與所述電極電連接并且穿過外包裝(2)向外延伸的導(dǎo)電體(3)，首先在第一個(gè)方法步驟中，通過成型過程使得導(dǎo)電體(3)與模制件(6，7，8)相連接，并且在第二個(gè)方法步驟中使得模制件(6，7，8)與外包裝(2)相連接。
文檔編號H01M10/04GK102484225SQ201080036939
公開日2012年5月30日 申請日期2010年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月18日
發(fā)明者克勞斯-魯伯特·霍恩桑納, 詹斯·邁因斯歇爾 申請人:鋰電池科技有限公司