JP2020533763A - 電極を組み立てるための方法および装置 - Google Patents

電極を組み立てるための方法および装置 Download PDF

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Abstract

リチウム二次電池を製造するために使用される、電極アセンブリを形成する方法は、連続的な供給運動によって２つのセパレータストリップを供給するステップと、２つのストリップの間に、漸進的に増加する相互距離において一連のアノードを挿入するステップと、連続したカソードを、すべて１つのストリップの外側に、または、１つのストリップの外側のカソードと、他方のストリップの外側のカソードとを交互に配置するステップであって、結果、各単一のアノード上で、２つのストリップの一方を挟んで単一のカソードが重ね合わされるように、配置するステップとを含み、ストリップ、カソードおよびアノードが、その後、ともに積層され、積層された製品が単一の巻き方向に巻かれ、後続の電極アセンブリが形成されることを可能にするために、巻き製品が、積層された製品の残りの部分から分離される。【選択図】図６

Description

本発明は、電気エネルギー貯蔵デバイスを製造するための電極を組み立てるための方法および装置に関する。本発明はさらに、特に上記の組み立て方法および／または上記の組み立て装置によって得られる電極アセンブリに関する。
特に、排他的ではないが、本発明はリチウム二次電池の製造に適用することができる。
特に、スタックワインディング技術による電極アセンブリが参照され、電極（カソードおよびアノード）がセパレータのストリップ上に連続して配置され、その後、電極が、巻いた結果としての製品において、カソードとアノードとが交互になるように互いに積み重ねられるように、巻かれる。各電極にはタブがあり、タブは、巻き製品において、同じ極性の電極のタブに正しく重ね合わされる必要がある。
従来技術は、欧州特許出願公開第２７５０２４１号明細書を含み、これは、２つの長方形の分離フィルムと共に互いに巻かれて積み重ねられた複数の電極ユニットから成る電極積層体を備える電極アセンブリを示している。
米国特許出願公開第２０１２／０３３３４５号明細書および韓国公開特許第２００８ ００９５９６７号公報は、極性を有する電極が２つのセパレータテープの間に挿入され、反対の極性の電極が２つのセパレータテープの１つの上に配置される電極アセンブリを形成する方法を示す。
従来技術のさまざまな態様が改善可能である。
第１に、最終製品の高品質を確保すると同時に生産性の高い組み立て方法を提供することが望ましい。
第２に、巻き製品の寸法が巻かれる過程において漸進的に大きくなるという事実を考慮して、巻き製品における同じ極性の電極タブが、常に正確かつ精密に相互に重ね合わされることが望ましい。
本発明の１つの目的は、従来技術の前述の問題の１つまたは複数を解決することができる、電気エネルギー貯蔵デバイスを製造するための、スタックワインディングによる電極アセンブリを提供することである。
１つの利点は、巻き製品において同じ極性の電極タブの正確かつ精密な相互重ね合わせが保証されることである。
１つの利点は、生産性の高い電極アセンブリのための装置および／または方法が作られることである。
１つの利点は、高品質で高効率の電気エネルギー貯蔵デバイスの製造が可能になることである。
１つの利点は、例えば、特にリチウム電池などの電気エネルギー貯蔵デバイスを製造するための、電極を組み立てるための構造的に安価で単純な装置が利用可能になることである。
１つの利点は、電気エネルギー貯蔵デバイス、特にリチウム電池の製造コストが削減されることである。
１つの利点は、電気エネルギー貯蔵デバイス、特にリチウム電池の実装密度が増大することである。
１つの利点は、材料を継続的に前進させて電極アセンブリのプロセスを実施することが可能であることである。
１つの利点は、比較的高い体積効率およびエネルギー密度を有する電気エネルギー貯蔵デバイスが提供されることである。
１つの利点は、自己支持構造を備えた、特にリチウム電池のための電極アセンブリがもたらされることである。
１つの利点は、組み立てられた製品の欠陥（しわなど）のリスクが減ることである。
１つの利点は、優れた完全性および安全性を備えた電気エネルギー貯蔵デバイスのための電極アセンブリがもたらされることである。
そのような目的および利点、ならびにまた他の目的および利点は、添付の請求項のうちの１つまたは複数による方法および／または装置および／またはアセンブリによって達成される。
一実施形態において、電極アセンブリを形成する方法は、連続的な供給運動によってセパレータの２つのストリップを供給するステップと、上記２つのストリップの間に、漸進的に増加する相互距離において次々に一連の内側電極（例えば、アノードなど、同じ極性を有する）を挿入するステップと、連続した外側電極（例えば、カソードなど、反対の極性を有する）を、すべて１つのストリップの外側に、または、１つのストリップの外側の電極と、他方のストリップの外側の電極とを交互に配置するステップであって、結果、各内側電極上で、２つのストリップの一方を挟んで単一の外側電極が重ね合わされるように、配置するステップと、ストリップと電極とをともに積層するステップと、積層された製品を単一の巻き方向に巻くステップと、次の電極アセンブリが形成されることを可能にするために、巻き製品を積層された製品の残りの部分から分離するステップとを含む。
本発明は、非限定的な例として本発明の実施形態を示す添付の図面を参照することにより、よりよく理解し、実施することができる。
本発明による、電気エネルギー貯蔵デバイスを製造するための電極を組み立てるのに適した組み立て装置の第１の実施形態の図である。 特に図１の装置を使用して本発明に従って作製される、電気エネルギー貯蔵デバイスのための電極アセンブリを形成する方法のシーケンスにおける４つのステップのうちの１つを示す図である。 特に図１の装置を使用して本発明に従って作製される、電気エネルギー貯蔵デバイスのための電極アセンブリを形成する方法のシーケンスにおける４つのステップのうちの１つを示す図である。 特に図１の装置を使用して本発明に従って作製される、電気エネルギー貯蔵デバイスのための電極アセンブリを形成する方法のシーケンスにおける４つのステップのうちの１つを示す図である。 特に図１の装置を使用して本発明に従って作製される、電気エネルギー貯蔵デバイスのための電極アセンブリを形成する方法のシーケンスにおける４つのステップのうちの１つを示す図である。 図２〜図５に示す組み立て方法によって得られる巻き製品を示す図である。 本発明による、電気エネルギー貯蔵デバイスを製造するための電極を組み立てるのに適した組み立て装置の第２の実施形態の図である。 特に図７の装置を使用して本発明に従って作製される、電気エネルギー貯蔵デバイスのための電極アセンブリを形成する方法のシーケンスにおける４つのステップのうちの１つを示す図である。 特に図７の装置を使用して本発明に従って作製される、電気エネルギー貯蔵デバイスのための電極アセンブリを形成する方法のシーケンスにおける４つのステップのうちの１つを示す図である。 特に図７の装置を使用して本発明に従って作製される、電気エネルギー貯蔵デバイスのための電極アセンブリを形成する方法のシーケンスにおける４つのステップのうちの１つを示す図である。 特に図７の装置を使用して本発明に従って作製される、電気エネルギー貯蔵デバイスのための電極アセンブリを形成する方法のシーケンスにおける４つのステップのうちの１つを示す図である。 本発明による、電気エネルギー貯蔵デバイスを製造するための電極を組み立てるのに適した組み立て装置の第３の実施形態の図である。 図１および図７の装置において使用可能な連続する電極ストリップＥの２つの実施形態のうちの１つを示す図である。 図１および図７の装置において使用可能な連続する電極ストリップＥの２つの実施形態のうちの１つを示す図である。 図１２の装置において使用可能な連続する電極ストリップＥの一実施形態を示す図である。
より明確かつ単純にするために、異なる実施形態の類似の要素は同じ参照符号によって示されている。
１によって、全体として、電気エネルギー貯蔵デバイスを製造するために、特にリチウム二次電池のセルを製造するために、電極を組み立てるための装置が示されている。
組み立て装置１は、特に、第１の連続するセパレータストリップＳ１の連続運動を伴う第１の供給経路を備えることができる。組み立て装置１は、特に、第２の連続するセパレータストリップＳ２の連続運動を伴う第２の供給経路を備えることができる。これらの実施形態のように、２つの経路は、第１のストリップＳ１および第２のストリップＳ２が少なくとも部分的に互いに重ね合わされる動作部分に収束することができる。
２つの経路の各々は、例えば、それぞれのストリップＳ１またはＳ２をほどくためのリール（図示せず）および／またはストリップをガイドおよびスライドさせるためのガイドおよびスライド手段（例えば、図示されていない支持ローラ、伝動ローラなど）、ならびに／または、ストリップに与張するための与張手段（例えば、図示されていない与張ローラ、張り車、たわみ防止ローラなど）などを含んでもよい。ストリップＳ１およびＳ２の２つの経路を構成する様々な要素はまた、既知のタイプの要素でもあってもよく、そのため、それらは示されておらず、より詳細には開示されない。
組み立て装置１は、特に、第１のストリップＳ１と第２のストリップＳ２との間に第１の極性を有する、連続した少なくともＮ個の電極Ａ１、Ａ２、Ａ３、．．．、ＡＮを挿入する挿入手段を備えることができる。これらの実施形態のように、第１の極性は、ガルバーニ電池の構築のために負であり得る（電極Ａ１、Ａ２、Ａ３などはアノードになる）。
挿入手段は、図１および図７の実施形態のように、第１の極性の電極（アノード）を互いに対して交互に挿入するのに適した２つの個別の挿入デバイス２を含むことができ、結果、２つの挿入デバイス２のうちの一方を、電極を奇数の順序位置Ａ１、Ａ３、Ａ５などに挿入するように構成することができ、一方、２つの挿入デバイス２のうちの他方を、電極を偶数の順序位置Ａ２、Ａ４、Ａ６などに挿入するように構成することができる。
第１の極性を有する電極の各挿入デバイス２は、例えば、電極ストリップＥを（連続的な供給運動によって）供給するための連続的な電極ストリップＥ（例えば、図示されていないリールからほどかれる）から、連続的な電極ストリップＥから単一の電極を分離するのに適した切断デバイス３への供給経路を含むことができる。各挿入デバイス２には、２つのセパレータＳ１とＳ２との間に連続して、単一の電極を被着させるための、例えば既知のタイプの手段を設けることができる。
組み立て装置１は、特に、選択的に２つの異なる配置モード、すなわち、すべての電極Ｃ１、Ｃ２などが第１のストリップＳ１の外側に配置される第１のモード（図１および図１２）、または、第２の極性を有する電極の一部分が第１のストリップＳ１の外側に配置され、別の部分が第２のストリップＳ２の外側に配置される第２のモード（図７）のいずれかに従って、第２の極性を有する一連の電極Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、．．．、Ｃ（Ｎ−１）を配置するための供給手段を含むことができる。これらの実施形態のように、第２の極性は、ガルバーニ電池の構築のために正であり得る（電極Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３などはカソードになる）。
供給手段は、図１および図７の実施形態のように、第２の極性の電極Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３など（カソード）を互いに対して交互に挿入するのに適した２つの個別の供給デバイス４を含むことができ、結果、２つの供給デバイス４のうちの一方を、電極を奇数の順序位置Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５などに挿入するように構成することができ、一方、２つの供給デバイス４のうちの他方を、電極を偶数の順序位置Ｃ２、Ｃ４、Ｃ６などに挿入するように構成することができる。
特に、第１の供給デバイス４が、図７の実施形態のように、第１のストリップＳ１の外側に第２の極性を有する電極（カソード）を供給するように構成され、第２の供給デバイス４が、第２のストリップＳ２の外側に第２の極性を有する電極を供給するように配置される、２つの個別の供給デバイス４を構成することができる。
第２の極性を有する電極の各供給デバイス４は、例えば、電極ストリップＥを（連続的な供給運動によって）供給する連続的な電極ストリップＥ（例えば、図示されていないリールからほどかれる）から、連続的な電極ストリップＥから単一の電極を分離するのに適した切断デバイス３への供給経路を含むことができる。各供給デバイス４には、上記の第１のモードまたは第２のモードにおいて、２つのセパレータＳ１とＳ２との間に連続して、単一の電極を被着させるための、例えば既知のタイプの手段を設けることができる。
前述のとおり、これらの実施形態のように、第１の極性を有する電極Ａ１、Ａ２、Ａ３、．．．、ＡＮはアノードを含んでもよく、第２の極性を有する電極Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、．．．はカソードを含んでもよいが、その反対を提供することも可能である。
組み立て装置１は、特に、積層プロセスによって、第１のストリップＳ１、第２のストリップＳ２、第１の極性を有する電極Ａ１、Ａ２、Ａ３、．．．（アノード）および第２の極性を有する電極Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、．．．、（カソード）をともに結合するために、前述の動作部分上に配置される積層手段を備えることができる。この積層手段は、特に、既知のタイプの積層手段、例えば、１対または複数対の積層ローラ５を含むことができる。
組み立て装置１は、特に、積層手段を出る積層製品を単一の巻き方向Ｆに巻いて巻き製品を作製するために、前述の動作部分上に配置された巻き手段６を備えることができる。巻き手段６は、特に、既知のタイプの巻き手段６、例えば、積層製品の把持部材を回転させる回転スピンドルを含む手段を含むことができる。
組み立て装置１は、特に、積層製品の残りの部分から巻き製品を分離し、したがって、単一の電極アセンブリを形成するための、前述の動作部分上、例えば積層手段（ローラ５）と巻き手段６との間に配置されている分離手段を備えることができる。そのような分離手段は、特に、例えば、積層製品の連続的な前進中に積層製品を切断するのに適した少なくとも１つの切断デバイス７、例えば、往復の前後運動を可能にし、外向きの運動において積層製品を切断するための閉じた切断位置、および、初期位置を再開し、後続の切断を可能にするための戻りの運動における開いた休止位置を採用するツールを設けられた切断デバイス７のような、既知のタイプの分離手段を含んでもよい。
組み立て装置１は、特に、装置の様々な作動手段を制御するためのプログラム可能な電子制御手段を備えてもよい。組み立て装置１は、装置１の正しい動作を制御および／または保証するために制御手段に接続されたセンサ手段（図示せず）をさらに備えてもよい。そのようなセンサ手段は、例えば、例として積層手段の出口に配置されるセンサ手段など、製品の品質をチェックし、および／または装置１によって作動されるプロセス中に起こりうる不規則性を検出するための光学タイプのセンサ手段（例えば、画像取得手段）を含んでもよい。
本発明による組み立て装置１は、電極アセンブリを形成するための、特に、電気エネルギー貯蔵デバイス（例えば、リチウム電池）を製造するための方法を実施するために使用することができ、以下に開示される動作ステップを含むことができる。
組み立て方法は、特に、第１のセパレータストリップＳ１および第２のセパレータストリップＳ２を、各々連続的な供給運動によって、第１のストリップＳ１と第２のストリップＳ２とが（少なくとも部分的に）互いに重ね合わされて、その結合を可能にする動作部分に収束する経路に沿って供給するステップを含むことができる。
組み立て方法は、特に、少なくとも１つの第１の電極アセンブリを形成するために、例えばストリップＳ１およびＳ２を連続的に（すなわち、ストリップＳ１およびＳ２が動きを中断することなく連続的に前進する間に）供給する前述のステップ中に、２つのストリップＳ１とＳ２との間に、第１の極性を有するＮ個の電極Ａ１、Ａ２、Ａ３、．．．、ＡＮ（アノード）を挿入するステップを含むことができ、少なくとも１つの第１の電極アセンブリにおいて、さまざまな電極Ａ１、Ａ２、Ａ３、．．．間の相互距離Ｄ１、Ｄ２、．．．、Ｄ（Ｎ−１）が、第１の極性を有する第１の電極Ａ１（電極アセンブリの第１のアノード）から第１の極性を有する最後の電極ＡＮ（電極アセンブリの最後のアノード）まで漸進的に増大する。
特に、組み立て装置１は、次の電極アセンブリを形成するために電極Ａ１、Ａ２、Ａ３などの別の配置で再開する前に、第１の極性を有する第１の電極Ａ１と第１の極性を有する第２の電極Ａ２との間の距離Ｄ１が、第１の極性を有する第２の電極Ａ２と第１の極性を有する第３の電極Ａ３との間の距離Ｄ２よりも小さくなり、距離Ｄ２が、第１の極性を有する第３の電極Ａ３と第１の極性を有する第４の電極Ａ４との間の距離Ｄ３よりも小さくなり、以下、最後の電極対まで同様になり、結果、第１の極性を有する最後から３番目の電極Ａ（Ｎ−２）と第１の極性を有する最後から２番目の電極Ａ（Ｎ−１）との間の距離Ｄ（Ｎ−２）が、第１の極性を有する最後から２番目の電極Ａ（Ｎ−１）と第１の極性を有する最後の電極Ａ（Ｎ）との間の距離Ｄ（Ｎ−１）よりも小さくなるようにプログラムされ得る（記号ではＤ１＜Ｄ２＜Ｄ３＜．．．＜Ｄ（Ｎ−２）＜Ｄ（Ｎ−１）となり、ただし、Ｎ＞２，またはＮ＞３，またはＮ＞４，またはＮ＞５，またはＮ＞６，またはＮ＞７，またはＮ＞８である）。
組み立て方法は、特に、第２の極性を有する電極Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３などの第１の配置または第２の配置を選択的に形成するために、特にストリップＳ１およびＳ２を連続的に供給する前述のステップ中に、第２の極性を有する一連の電極Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、．．．（カソード）を配置するステップを含むことができ、第２の極性は第１の極性と反対である。
第１の配置の場合（図１および図１２ならびに図２〜図５）、第２の極性の電極Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、．．．は、第１の極性を有する各電極Ａ１、Ａ２、Ａ３、．．．、ＡＮ上に、第２の極性を有する電極が重ね合わされず、空き空間が残される第１の極性を有する第１の電極Ａ１または第１の極性を有する第２の電極Ａ２（特定の実施形態では、第１の極性を有する第２の電極Ａ２）を除き、第１のストリップＳ１を挟んで、第２の極性を有する単一の電極Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が重ね合わされるように、第１のストリップＳ１の外側に配置される。
第２の配置の場合（図７および図８〜図１１）、第２の極性Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、．．．を有する電極が、第１のストリップＳ１の外側と第２のストリップＳ２の外側とに交互に配置され、結果、奇数の順序位置にある第１の極性を有する各電極Ａ１、Ａ３、．．．上に、第１のストリップＳ１を挟んで第２の極性を有する単一の電極Ｃ１、Ｃ３、．．．が挿入され、また、結果、偶数の順序位置にある第１の極性を有する電極Ａ２、Ａ４、．．．上に、第２のストリップＳ２を挟んで第２の極性を有する単一の電極Ｃ２、Ｃ４、．．．が挿入される。特に、第１の極性を有する最後の電極ＡＮまたは第１の極性を有する最後から２番目の電極Ａ（Ｎ−１）に空き空間が残ることを保証することが可能であり、結果、巻き終わりに、最初の場所および最後の場所にある２つの対向する端部において同じ極性の２つの電極（Ａ１およびＡＮ）を含む電極アセンブリが得られる。（数Ｎが偶数である）特定の実施形態では、最後の電極Ａ８に電極を重ねることなく、空き空間が残されており、Ｎが奇数の場合、最後から２番目の電極Ａ（Ｎ−１）に電極を重ねることなく、空き空間が残され得る。
組み立て方法は、特に、第１の極性を有する電極Ａ１、Ａ２、Ａ３、．．．、ＡＮを挿入し、第２の極性を有する電極Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、．．．を配置する前述のステップの後に、積層製品を製造するために、第１のストリップＳ１、第２のストリップＳ２、ならびに第１の極性を有する電極Ａ１、Ａ２など、および、第２の極性を有する電極Ｃ１、Ｃ２などをともに積層するステップを含むことができる。
組み立て方法は、特に、第１のストリップＳ１と第２のストリップＳ２とを交互に挿入しながら、第２の極性を有する電極Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、．．．と交互に重ね合わされている第１の極性を有する電極Ａ１、Ａ２、Ａ３、．．．、ＡＮのスタックを含む巻き製品を作製するように、単一の巻き方向Ｆに積層製品を巻くステップを含むことができる。
組み立て方法は、特に、後続の電極アセンブリが形成されることを可能にするために、巻き製品を積層製品の残りの部分から分離するステップを含むことができる。
すべての単一の電極アセンブリについて、第１の極性を有する電極Ａ１、Ａ２、Ａ３、．．．、ＡＮの数Ｎは、２より大きい、３より大きい、４より大きい、５より大きい、６より大きい、７より大きい、または８より大きい数であってもよい。本明細書に示す特定の実施形態では、数Ｎは８に等しい。
各単一の電極アセンブリについて、第２の極性を有する電極Ｃ１、Ｃ２などの総数はＮ−１と同じであってもよく、これにより、最終巻き製品において最も外部の電極（スタックの最初および最後）は、同じ極性（第１の極性、特に負）の電極Ａ１およびＡ８である。
第１の極性を有する各電極Ａ１、Ａ２、Ａ３、．．．、ＡＮおよび第２の極性を有する各電極Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３にはタブＴが設けられている。
前述の相互距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、．．．は、第１の極性を有する第１の電極Ａ１から第１の極性を有する最後の電極ＡＮへと（および／または、同様に、第２の極性を有する電極間で）漸進的に増加し、結果、巻き製品において、巻き中の製品の体積の増加を考慮して、同じ極性の電極のタブＴが互いに正確に重ね合わされる。前述の相互距離は、第１の極性の電極（アノード）に関して得られたものであるが、絶対距離が異なる可能性があり、第１の極性を有する電極（アノード）は通常、第２の極性を有する電極（カソード）よりわずかに広いが、さまざまな電極対間の距離の増加は実質的に同じままであるため、これは実質的に何も変更せずに、第２の極性を有する電極（カソード）に関して得ることもできる。
タブＴが、中心ではなく偏心した配置（電極の中心線または電極の中心の右または左への）で電極の片側に位置する図示する特定の実施形態では、奇数の序数位置にある同じ極性の電極（例えばＡ１、Ａ３、Ａ５など）は、同じ偏心配置（右または左への）を有するタブを有し、一方、偶数の序数位置にある同じ極性の電極（例えば、Ａ２、Ａ４、Ａ６など）は、反対の偏心配置（左または右への）を有するタブを有する。
図１３および図１４において、２つの挿入デバイス２の各々について図１および図７の装置において使用可能な電極ストリップＥの２つの実施形態が示されており、各電極ストリップＥのタブＴが一定のピッチで配置されており、結果、各連続する電極ストリップＥを切断して、同じ偏心配置（右または左への）を有するタブＴを備えた電極を得ることができる。破線で、将来の切断線が示され、そこで様々な切断デバイス３が単一の電極をストリップＡから分離する。
図１５において、単一の挿入デバイス２の図１２の装置において使用可能な電極ストリップＥの一実施形態が示されており、ここで、電極ストリップＥのタブＴは一定ではないピッチで、ただし交互になるように配置されており、結果、連続する電極ストリップＥを切断して、交互に偏心配置を有するタブＴを備えた電極を得ることができる（タブＴが右に偏心配置された電極、および、タブＴが左に偏心配置された後続する電極、以下同様）。
組み立て装置のプログラム可能な電子制御手段は、第１のストリップＳ１および／または第２のストリップＳ２および／または第１の極性を有する電極Ａ１、Ａ２など、および／または、第２の極性を有する電極Ｃ１、Ｃ２などの少なくとも１つの寸法（特に厚さ）に関連する少なくとも１つのデータの関数において、前述の距離Ｄ１、Ｄ２などを生じさせるようにプログラムすることができる。このデータ／これらのデータは、制御手段のメモリに入力され、その後、プロセッサによって使用されて、前述の距離Ｄ１、Ｄ２などが決定される。
前述の積層ステップは、積層デバイス（ローラ５）によって実施されてもよく、前述の巻きステップは、巻き手段６によって実施されてもよく、前述の分離ステップは、分離デバイス（切断デバイス７）によって実施されてもよく、本明細書に開示される特定の実施形態のように、分離デバイスは、積層デバイスと巻き手段との間の連続的な処理ラインに沿って配置されてもよい。
図６は、本発明の方法および／または組み立て装置に従って作製可能な電極アセンブリの一実施形態を示す。このアセンブリは、互いに反対の極性を有する、互いに重ね合わされた、少なくとも５個、または少なくとも７個、または少なくとも９個、または少なくとも１１個、または少なくとも１３個の電極（特定の実施形態では１５個の電極）（カソードおよびアノード）のスタックを含み、単一の巻き方向に巻かれて電極を互いに分離する２つの連続するセパレータストリップＳ１およびＳ２をさらに含む。各ストリップＳ１およびＳ２は、スタックの最も内側の部分に第１の巻き始め端部を有し、スタックの外側に第２の巻き終わり端部を有する。

Claims (16)

  1. 電極アセンブリを形成するための、特に、電気エネルギー貯蔵デバイスを製造するための方法であって、
    第１のセパレータストリップ（Ｓ１）および第２のセパレータストリップ（Ｓ２）を、各々連続的な供給運動によって、前記第１のストリップ（Ｓ１）と前記第２のストリップ（Ｓ２）とが互いに重ね合わされて、動作部分に収束する経路に沿って供給するステップと、
    前記供給するステップ中に、前記２つのストリップ（Ｓ１、Ｓ２）の間に、第１の極性を有するＮ個の電極（Ａ１、Ａ２、Ａ３、．．．、ＡＮ）を、前記第１の極性を有する第１の電極（Ａ１）から第１の極性を有する最後の電極（ＡＮ）まで漸進的に増大する相互距離（Ｄ１、Ｄ２、．．．）をおいて挿入するステップであって、第１の極性を有する第１の電極（Ａ１）と第１の極性を有する第２の電極（Ａ２）との間の距離（Ｄ１）が、第１の極性を有する第２の電極（Ａ２）と第１の極性を有する第３の電極（Ａ３）との間の距離（Ｄ２）よりも小さく、前記距離（Ｄ２）が、第１の極性を有する第３の電極（Ａ３）と第１の極性を有する第４の電極（Ａ４）との間の距離（Ｄ３）よりも小さく、以下、第１の極性を有するすべての電極について同様である、挿入するステップと、
    第２の極性を有する電極（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、．．．）の配置を形成するために、前記供給するステップ中に、前記第２の極性を有する一連の電極（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、．．．）を配置するステップであって、前記第２の極性を有する電極（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、．．．）が、前記第１のストリップ（Ｓ１）の外側と前記第２のストリップ（Ｓ２）の外側とに交互に配置され、結果、奇数の順序位置にある第１の極性を有する電極（Ａ１、Ａ３、．．．）が、前記第１のストリップ（Ｓ１）を挟んで第２の極性を有する電極（Ｃ１、Ｃ３、．．．）上に重ね合わされ、偶数の順序位置にある第１の極性を有する電極（Ａ２、Ａ４、．．．）が、前記第２のストリップ（Ｓ２）を挟んで第２の極性を有する電極（Ｃ２、Ｃ４、．．．）上に重ね合わされる、配置するステップと
    を含む、方法。
  2. 第１の極性を有する電極（Ａ１、Ａ２、Ａ３、．．．、ＡＮ）を挿入するステップ、および、第２の極性を有する電極（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、．．．）を配置するステップの後に、積層製品を製造するために、前記第１のストリップ、前記第２のストリップ、ならびに前記第１の極性を有する電極および前記第２の極性を有する電極をともに積層するステップを含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記第１のストリップ（Ｓ１）と前記第２のストリップ（Ｓ２）とを交互に挿入しながら、前記第２の極性を有する電極（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、．．．）と交互に重ね合わされている前記第１の極性を有する電極（Ａ１、Ａ２、Ａ３、．．．、ＡＮ）のスタックを含む巻き製品を製造するように、単一の巻き方向（Ｆ）に前記積層製品を巻くステップを含む、請求項２に記載の方法。
  4. 後続の電極アセンブリが形成されることを可能にするために、前記巻き製品を前記積層製品の残りの部分から分離するステップを含む、請求項３に記載の方法。
  5. 前記積層するステップが、積層デバイス（５）によって実施され、前記巻くステップが、巻き手段（６）によって実施され、前記分離するステップが、分離デバイス（７）によって実現され、前記分離デバイス（７）は、前記積層デバイス（５）と前記巻き手段（６）との間の連続的な作業ラインに沿って配置されている、請求項４に記載の方法。
  6. 前記第１の極性を有する電極（Ａ１、Ａ２、Ａ３、．．．、ＡＮ）および前記第２の極性を有する電極（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）の各々にはタブ（Ｔ）が設けられており、前記相互距離（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、．．．）は、第１の極性を有する第１の電極（Ａ１）から第１の極性を有する最後の電極（ＡＮ）へと漸進的に増加し、結果、前記巻き製品において、巻き中の前記製品の体積の増加を考慮して、同じ極性の電極の前記タブ（Ｔ）が互いに重ね合わされる、請求項３〜５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記第１の極性を有する電極（Ａ１、Ａ２、Ａ３、．．．、ＡＮ）はアノードを含み、前記第２の極性を有する電極（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、．．．）はカソードを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記第１の極性を有する電極（Ａ１、Ａ２、Ａ３、．．．、ＡＮ）の数（Ｎ）は、２より大きい、３より大きい、４より大きい、５より大きい、６より大きい、７より大きい、または８より大きい、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
  9. 特に請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法を実施するための、電極を組み立てる装置であって、
    第１の連続するセパレータストリップ（Ｓ１）の連続運動を伴う第１の供給経路、および、第２の連続するセパレータストリップ（Ｓ２）の連続運動を伴う第２の供給経路であって、前記経路は、前記第１のストリップ（Ｓ１）および前記第２のストリップ（Ｓ２）が互いに重ね合わされる動作部分に収束する、供給経路と、
    前記第１のストリップ（Ｓ１）と前記第２のストリップ（Ｓ２）との間に第１の極性を有する、連続した電極を挿入する挿入手段（２）と、
    第２の極性を有する一連の電極を、一部分を前記第１のストリップ（Ｓ１）の外側に、別の部分を前記第２のストリップ（Ｓ２）の外側にして、配置する供給手段（４）と
    を備える、装置。
  10. 前記挿入手段は、第１の極性の電極（Ａ１、Ａ２、Ａ３、．．．）を互いに対して交互の配置で挿入するように構成されている少なくとも２つの個別の挿入デバイス（２）を含む、請求項９に記載の装置。
  11. 前記挿入手段は、第２の極性の電極（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、．．．）を互いに対して交互の配置で配置するように構成されている少なくとも２つの個別の供給デバイス（４）を含む、請求項９または１０に記載の装置。
  12. 前記２つの供給デバイス（４）の間で、第２の極性を有する電極（Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５、．．．）を前記第１のストリップ（Ｓ１）の外側に供給するように構成されている第１の供給デバイス（４）、および、第２の極性を有する電極（Ｃ２、Ｃ４、Ｃ６、．．．）を前記第２のストリップ（Ｓ２）の外側に供給するように構成されている第２の供給デバイス（４）が存在する、請求項１１に記載の装置。
  13. 前記第１のストリップ（Ｓ１）、前記第２のストリップ（Ｓ２）、前記第１の極性を有する電極、および前記第２の極性を有する電極をともに積層するための前記動作部分上に配置された積層手段（５）を備える、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の装置。
  14. 前記積層手段（５）によって出される前記積層製品を単一の巻き方向（Ｆ）に巻き、かつ巻き製品を製造するための、前記動作部分上に配置された巻き手段（６）を備える、請求項１３に記載の装置。
  15. 前記巻き製品を前記積層製品の残りの部分から分離するための、前記積層手段（５）と前記巻き手段（６）との間で前記動作部分上に配置された分離手段（７）を備える、請求項１４に記載の装置。
  16. 前記第２の極性の電極（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、．．．）は、前記第１のストリップ（Ｓ１）の外側と前記第２のストリップ（Ｓ２）の外側とに交互に配置される代わりに、第２の極性を有する電極が重ね合わされないが空き空間が残される第１の極性を有する第１の電極（Ａ１）または第１の極性を有する第２の電極（Ａ２）を除き、第１の極性を有する各電極（Ａ１、Ａ２、Ａ３、．．．、ＡＮ）が、前記第１のストリップ（Ｓ１）を挟んで、第２の極性を有する１つの電極（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、．．．）上に重ね合わされるように、前記第１のストリップ（Ｓ１）の外側に配置される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
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