阅读说明：本技术 制造针对电能存储单元的电极堆的方法和相应的运输设备 (Method and corresponding transporting equipment of the manufacture for the electrode stack of energy storage unit ) 是由 B.戈森 D.沃尔夫 于 2019-05-23 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种制造用于电能存储单元的电极堆的方法,该方法包括如下步骤：a)借助运输设备(1、11)接收电极片(3、13)；b)借助至少一个安置在运输设备(1、11)上或中的传感器(4、5、6、14、15、16、17、18、19)获知电极片(3、13)在运输设备(1、11)上的姿势；c)将电极片(3、13)放置在电极堆上,其中对电极片(3、13)在电极堆上的放置姿势进行的修正根据电极片(3、13)在运输设备(1、11)上的所获知的姿势来执行,以便能够实现将电极片(3、13)位置精确地放置在电极堆上。此外,本发明还涉及相应的运输设备(3、13)、相应的计算机程序和相应的机器可读的存储介质。(A kind of method of electrode stack the present invention relates to manufacture for energy storage unit, this method comprises the following steps: a) by transporting equipment (1,11) receiving electrode piece (3,13)；B) by least one be placed on transporting equipment (1,11) or in sensor (4,5,6,14,15,16,17,18,19) know posture of the electrode slice (3,13) on transporting equipment (1,11)；C) electrode slice (3,13) is placed in electrode stack, the amendment that wherein placement posture to electrode slice (3,13) in electrode stack carries out is executed according to the posture known of the electrode slice (3,13) on transporting equipment (1,11), and electrode slice (3,13) position is precisely placed in electrode stack so as to realize.Moreover, it relates to corresponding transporting equipment (3,13), corresponding computer program and corresponding machine readable storage medium.)

制造针对电能存储单元的电极堆的方法和相应的运输设备

技术领域

本发明涉及一种根据独立权利要求的前序部分的、制造用于电能存储单元的电极堆的方法以及用于制造电极堆的运输设备。

背景技术

在制造电能存储单元、尤其是锂离子电池单格或燃料电池时使用不同的方法。其中一个方法是各个或多个电极片相互的堆叠（在英语中也被称为“Stacking”）。在此，被抽吸的电极片借助于定位在固定的地点上的光学系统进行测量，并且随后相应于其在抽吸单元上的姿势放置在待形成的堆上。这导致在堆制造时一定程度的不精确性，从而例如出现在0.1mm至0.3mm的范围内的定位不精确性。不精确性也与所使用的材料有关。

电极片越是可以精确地堆叠，那么这例如越正面地影响相应制造的电池单格的老化特性。通过更均匀的电流分布和尤其是在电池单格的边缘区域处的更小的锂沉积可以制造更有功率的电池单格。

在文献JP 2015-210977中描述了一种方法，其可以减小电极结构组件的制造时间。为此，在该方法内使用抽吸设备和负载传感器。

发明内容

公开了具有独立权利要求的特征部分的、制造用于电能存储单元的电极堆的方法和用于制造电极堆的运输设备。

在此，借助运输设备来接收电极片、也就是说以活性材料涂层的片、尤其是薄膜，运输设备例如可以构造为抽吸单元。

随后，借助至少一个安置在运输设备上或中的传感器来获知电极片在运输设备上的姿势。

随后，电极片被放置在电极堆上，其中对电极片的放置姿势进行的修正根据电极片在运输设备上的所获知的姿势来执行，以便能够实现将电极片位置精确地放置在电极堆上。根据电极片在运输设备上的姿势（Lage），运输设备为此沿平移和/或旋转方向进行相应的修正运动。修正运动可以在放置过程期间或在之前的运输过程期间执行。

替代一个电极片地，多个电极片同样可以在所描述的方法的范围内***纵。在此可以进行针对多个电极片整体的放置姿势的修正。这可以缩短电极堆的制造时间。

所描述的方法具有如下优点：改进在堆制造时、即在各个电极片的叠置时的位置精确性。因此，所描述的方法提高了因此制造的电能存储单元的效率，并且同时改进了其老化特性。通过将至少一个传感器整合到运输设备上或中，以有利的方式可以放弃外部光学系统，这能够实现在设计针对电能存储单元的制造过程时的更大的灵活性，并且缩短电极堆的周期时间或制造时间。通过这种放弃同时提高了制造方法的稳定性，这是因为外部影响不太强地作用于对电极片的姿势获知。

本发明的另外的有利实施方式是从属权利要求的主题。

适宜地，获知电极片的姿势的步骤包括：借助至少两个安置在运输设备上或中的传感器来获知电极片的至少一个棱边在运输设备上的姿势。这是有利的，因为电极片通常具有矩形的形状。因此，从识别电极片的棱边的姿势可以获知针对电极片在电极堆上的放置步骤的相应的修正值，由此能够实现位置精确的放置。

有利地，传感器构造为行传感器，其例如包括1×1024行。因此，廉价地实现该方法是可能的。

适宜地获知电极片的至少两个棱边的姿势，其中这借助至少三个不位于一条直线上的、安置在运输设备上或中的传感器来执行。这是有利的，因为为了修正放置姿势而存在另外的位置信息，由此能够实现放置姿势的更全面的修正。例如可以执行关于电极片的两个棱边的放置姿势的修正。在此，至少三个传感器可以构造为行传感器（Zeilensensor）。

适宜地，从电极片在运输设备上的所获知的姿势来获知电极片的转动。电极片的所获知的转动可以随后用于修正电极片在电极堆上的放置姿势。因此，以有利的方式，在电极堆上的位置非常精确的放置是可能的。电极片在电极堆上的放置姿势的平移修正和旋转修正的组合在此是特别有利的，因为这能够实现关于三个空间自由度的修正。

适宜地，电极片根据所获知的转动这样放置，从而使在电极片与另外的在电极堆上已经存在的电极片（优选位于上面的、即最后安放的电极片）之间的姿势偏差最小化。这具有如下优点：实现电极片尽可能对齐地放置在另外的电极片上，这正面地影响由电极堆制造的电能存储单元的使用寿命和有效电功率。

有利地，在修正电极片的放置姿势时执行在不同的平移和旋转偏差之间的有针对性的加权。该加权例如可以储存在数据存储器中的特性曲线中。这是有利的，因为不同的偏差必要时对电能存储单元的老化特性或功率特性有不同强度的作用，并且因此可以有针对性地使特定的影响最小化。

适宜地，借助运输设备接收电极片的步骤包括：通过运输设备抽吸电极片。对于该目的，运输设备可以例如具有抽吸单元，抽吸单元为了抽吸电极片而产生负压或真空。这是有利的，因为由此可以保护性地、不对电极片的功能产生负面影响地运输电极片。

此外，该公开内容的主题是用于制造电极堆的运输设备，其中运输设备包括用于接收电极片的单元，该单元尤其是构造为抽吸单元或包括抽吸单元，并且其中运输设备包括用于获知电极片在运输设备上的姿势的单元。这是有利的，因为公开的运输设备尤其是可以执行公开的方法，并且因此实现上面提到的优点。

有利地，运输设备构造为抽吸抓钳。

适宜地，用于获知电极片的姿势的单元包括传感器、尤其是行传感器。行传感器可以例如具有1×1024行，其中根据运输设备或用于接收电极片的单元的尺寸，另外的尺寸也是可能的。因此，以有利的方式，电极片在运输设备上简单的姿势确定是可能的。

适宜地，运输设备包括至少三个传感器、尤其是三个行传感器，所述传感器布置成使其不位于一条直线上。因此可以精准地获知在运输过程期间、电极片在运输设备上的实际姿势。

有利地，至少三个传感器置于运输设备上或中，使得在两个尽可能彼此相隔很远的位置上，其中两个传感器获知待放置的电极片的第一棱边的第一棱边姿势，并且第三传感器获知待放置的电极片的第二棱边的第二棱边姿势，其中第一棱边和第二棱边彼此相邻。这具有如下优点，一方面，第一棱边的平移的移位可以基于在第一棱边上的两个传感器的至少一个测量获知，并且另一方面，电极片的转动可以基于在第二棱边上的第三传感器的至少一个测量获知。信息可以随后以有利的方式用于修正电极片在电极堆上的放置姿势。

适宜地，传感器布置成使其检测待接收的电极片的至少两个棱边，其中传感器特别优选地检测非对置的棱边。因此，以有利的方式检测电极片在运输设备上的姿势，并且该姿势可以随后用于修正电极片在电极堆上的放置姿势。

适宜地，尤其是可以构造为行传感器的至少一个传感器安置在运输设备的、接收电极片的侧上的凹陷部中。这具有如下优点，即至少一个传感器在接收电极片时不会造成损害。特别有利地，安置在凹陷部中的传感器和其周围一起形成平坦的面，由此，以有利的方式阻止待接收的或已接收的电极片不期望地拱曲。

此外，该公开内容的主题是一种计算机程序，其包括导致公开的运输设备实施公开的方法的指令。上述的优点相应是适用的。

此外，该公开内容的主题是机器可读的存储介质，在存储介质上存储有公开的计算机程序。上述的优点相应是适用的。

电能存储单元尤其是可以理解为电化学电池单格。例如，电能存储单元可以是基于锂的电池单格。电能存储单元尤其可以是锂离子电池单格。此外，电池单格可以是锂-聚合物蓄电池、镍-金属氢化物蓄电池、铅-酸蓄电池、锂-空气蓄电池或锂-硫蓄电池类型，或极其通常地可以是任意的电化学成分的蓄电池。电容器也可以实现为电能存储单元。此外，所描述的方法也可以在制造燃料电池或燃料电池堆（Brennstoffzellenstapeln）时使用。

附图说明

本发明的有利的实施方式在附图中示出并且在随后的描述中详细实施。其中：

图1示出了根据第一实施方式的公开的方法的流程图；

图2示出了根据第二实施方式的公开的方法的流程图；

图3示出了根据第一实施方式的公开的运输设备的第一示意图；

图4示出了根据第一实施方式的公开的运输设备的第二示意图；

图5示出了根据第一实施方式的公开的运输设备的片段的示意图；

图6示出了根据第二实施方式的公开的运输设备的第一示意图；

图7示出了根据第二实施方式的公开的运输设备的第二示意图。

具体实施方式

在所有附图中，相同的附图标记表示相同的设备部件或相同的方法步骤。

图1示出了根据第一实施方式的、制造用于电能存储单元的电极堆的公开的方法的流程图。在此，在第一步骤S11中，借助运输设备来接收电极片。这例如可以借助存在于运输设备上的抽吸单元进行，抽吸单元通过产生负压来接收电极片。

在第二步骤S12中，电极片在运输设备上的姿势借助至少一个安置在运输设备上或中的传感器获知。因此，电极片在运输设备上的位置是已知的。

在第三步骤S13中，电极片放置在电极堆上，其中根据电极片在第二步骤S12中所获知的姿势来对电极片在电极堆上的放置姿势进行修正。因此实现电极片在电极堆上位置准确的放置。

图2示出了根据第二实施方式的、制造用于电能存储单元的电极堆的公开的方法的流程图。在此，在第一步骤S21中，借助具有抽吸单元的运输设备通过抽吸来接收电极片。

在第二步骤S22中，电极片的两个棱边的姿势借助三个不位于一条直线上的、安置在运输设备中的行传感器获知。为此例如可以使用在附图3、4和5中示出的运输设备。因此，一方面获知侧面的位置和电极片的转动。

姿势信息随后在第三步骤S23中用于在将电极片放置在电极堆上时执行电极片在电极堆上的放置姿势的修正。对放置姿势的修正必要时包括对电极片在电极堆上的转动的修正和侧面的取向的修正，这在放置过程或运输过程期间通过运输设备进行。

图3示出了根据第一实施方式的、公开的运输设备1的第一示意图。在此，运输设备1具有抽吸单元2。此外画出在运输设备1上存在的电极片3，电极片通过抽吸单元2保持在其位置中。第一行传感器4布置在运输设备1的、接收电极片的侧上的凹陷部中。此外，第二行传感器5和第三行传感器6安置在运输设备1上的相应的凹陷部中。

图4示出了根据第一实施方式的公开的运输设备的第二示意图。在此，与图3中的图示不同地，没有画出电极片3。尤其是明显看到的是，行传感器4、5和6安置在运输设备的相应的凹陷部8中。此外示出抽吸单元2的孔7，孔用于产生负压，并且因此接收电极片3或将电极片保持在其在运输设备1上的位置中。备选地，相应的凹陷部8在此也可以不相互连接，而是分别仅构造为使其刚好接收相应的行传感器4、5或6。

图5示出了根据第一实施方式的公开的运输设备1的片段的示意图。在此，再次明显看到抽吸单元2的相应的孔7，孔产生负压。同样明显的是，孔7以有规律的样式布置，以便产生相应均匀的负压用于抽吸电极片3。备选地，孔7也可以不规律地布置或以与画出的样式不同的样式布置。此外图5示出的是，行传感器4、5和6布置在运输单元1的边缘区域中，尤其是棱边区域中，以便可以通过经由电极片3的相应的部分覆盖来获知运输设备1上的电极片3的姿势。

图6示出了根据第二实施方式的公开的运输设备11的第一示意图。在此，运输设备11具有抽吸单元12。此外画出在运输设备11上存在的电极片13，电极片通过抽吸单元12保持在其位置中。第一行传感器14和第二行传感器19布置在运输设备11的、接收电极片的侧上的凹陷部中。此外，第三行传感器15、第四行传感器16、第五行传感器17和第六行传感器18分别安置在运输设备11上的相应的凹陷部中。通过使用更高数量的行传感器来提高精确性。

备选地或附加地可能的是，也在相应的对置的侧上（所述侧在图3、4、6和7中还没有传感器）同样安置相应的传感器。这具有如下优点，可以检测电极片的中心，并且因此简化在相应的电极堆上居中的放置。

图7示出了根据第二实施方式的公开的运输设备的第二示意图。在此，与图6中的图示不同地，没有画出电极片13。尤其是明显看到的是，行传感器14、15、16、17、18和19是如何安置在运输设备的相应的凹陷部中的，以便能够实现针对电极片13的平坦的放置面。覆盖部28在此覆盖相应的通道，属于行传感器14、15、16、17、18和19的线缆（用于电流供应或数据传输）例如置放在通道中，并且因此同样能够实现电极片13的放置面的平坦性。覆盖部通过螺钉20保持在位置中。此外示出了抽吸单元12的孔27，孔用于产生负压并且因此接收电极片13或将电极片保持在其在运输设备11上的位置中。