專利名稱：帶有框架的伽伐尼電池和其制造方法
帶有框架的伽伐尼電池和其制造方法本發(fā)明涉及到帶有框架的伽伐尼電池和其制造方法。已知有平面的并且長方形結(jié)構(gòu)的電池(蓄電池、電容器等等)，其起電化學(xué)作用的內(nèi)容物由箔式包裝例如薄的鋁箔所包圍，所述包裝兩側(cè)被合成材料涂覆，片狀電連接件(所謂的“導(dǎo)體”)穿過該包裝。不同于其他電池結(jié)構(gòu)，此類電池的包裝是不帶電壓的，因?yàn)閷?dǎo)體被隔絕地引導(dǎo)穿過包裝。此類結(jié)構(gòu)的蓄電池還被稱為袋式電池(Pouch-klle)或者還被稱為咖啡包電池(Coffeebag-Zelle)。在不同的應(yīng)用中，例如在電動車或混合動力車中，各個(gè)伽伐尼電池被串聯(lián)和/或并聯(lián)連接，并且經(jīng)常與其隨附的電子元件位于一個(gè)殼體中。因?yàn)榉庠诓械拇诫姵亟?jīng)常并沒有很高的機(jī)械承載能力，所以通常不能夠直接嵌入電池殼內(nèi)，而是首先必須通過合適的支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行機(jī)械穩(wěn)定。本發(fā)明的任務(wù)在于，簡化伽伐尼電池的應(yīng)用和處理，并且減輕伽伐尼電池與其包裝箔敏感性相關(guān)的問題，或者盡可能消除該問題。這一任務(wù)將通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求中任一項(xiàng)的產(chǎn)品或方法來完成。根據(jù)本發(fā)明，配有用于伽伐尼電池的框架。在此，電池基本上由電極堆棧和箔式包裝組成，從該包裝中至少引出兩個(gè)導(dǎo)體?？蚣茉O(shè)計(jì)如下，即其能夠在制造電池時(shí)與電池包裝牢固相連。在依據(jù)本發(fā)明制造伽伐尼電池的方法中，在密封包裝時(shí)將框架與包裝牢固相連。之后將闡述一些在本發(fā)明接下來的說明中使用到的概念。電極堆棧這一概念將作為用于各個(gè)結(jié)構(gòu)的伽伐尼電池中起電化學(xué)作用的內(nèi)容物的標(biāo)記來使用。相對于此，對于電池包裝將理解為沒有參與電化學(xué)反應(yīng)的材料，該材料將電極堆棧與環(huán)境分隔開。當(dāng)在這樣的關(guān)系中提及箔式包裝的時(shí)候，對此將應(yīng)該理解為全部類型的包裝或密封物，其滿足以下目的，即電極堆棧以優(yōu)選較小的材料相對于環(huán)境有效地屏蔽或密封。在此，密封應(yīng)該作用以防止物質(zhì)和電流的傳遞。然而，這一概念通過不僅包括箔，尤其還包括有合成材料涂層的金屬箔。導(dǎo)體在本發(fā)明范疇中稱為電導(dǎo)體，其穿過包裝向外引出，以使能夠形成使電負(fù)荷進(jìn)入電池或者流出電池的傳輸?？蚣苓@一概念在本發(fā)明的范疇中應(yīng)該被理解為適于使電池機(jī)械地穩(wěn)定以抵抗環(huán)境影響的各個(gè)結(jié)構(gòu)性設(shè)備，并且框架能夠在制造電池時(shí)與電池包裝牢固相連。正如該詞語的選擇已經(jīng)表明的一樣，框架優(yōu)選為實(shí)際上呈框架狀的設(shè)備，其作用實(shí)際上在于給予伽伐尼電池力學(xué)穩(wěn)定性。根據(jù)從屬權(quán)利要求得出本發(fā)明有益的實(shí)施方式。隨后本發(fā)明將結(jié)合優(yōu)選的實(shí)施例并借助附圖來進(jìn)一步說明。其中

圖1 根據(jù)本發(fā)明的帶有集成框架的電池的實(shí)施例的前側(cè)視圖；圖2 相同實(shí)施例的后側(cè)視圖；圖3 電池前側(cè)的分解圖；和圖4:電池后側(cè)的分解圖；圖5 本發(fā)明的實(shí)施方式，其中，框架與向外延伸的包裝箔的內(nèi)側(cè)焊接；
圖6 本發(fā)明的實(shí)施方式，其中，框架與包裝箔的外側(cè)在兩個(gè)箔的密封處焊接；圖7 典型的伽伐尼電池包裝箔的原理結(jié)構(gòu)；圖8 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、包括伽伐尼電池的單元塊的結(jié)構(gòu)；圖9 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、帶有框架的伽伐尼電池的視圖，所述框架帶有用于桿柱(Zuganker)和導(dǎo)體的透孔，這些透孔部分地圍繞框架彎曲并且以力配合的方式接觸；圖10 圖9中所示電池的分解圖；圖11 由包括單個(gè)電池的單元塊的視圖，其中，未必描繪桿柱；圖12 圖11中所示單元塊的截面圖；圖13 本發(fā)明電池根據(jù)其他實(shí)施例的視圖，其中，導(dǎo)體平行于箔接縫被引出，并且以力配合的方式接觸；圖14 圖13中所示電池的分解圖；圖15 該電池的另一個(gè)分解圖；圖16 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通過伽伐尼電池的不同截面圖以及切口草圖；圖17 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通過電池的截面圖，其帶有放大的框架區(qū)域；圖18 根據(jù)圖13的電池組成的單元塊；圖19 在生成圖20所示的截面時(shí)用于說明切口的切口草圖，以及在生成圖16所示截面時(shí)用于說明切口的其他切口草圖。圖20 通過圖18所示的單元塊的截面21 圖20所顯示的視圖的放大截面；圖22 兩個(gè)密封條之間的袋式電池邊緣的焊接(背景技術(shù))；圖23 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的帶有框架的袋式電池的焊接的概況介紹，其中，建立電池包裝箔的外側(cè)和框架的連接與電池的密封同時(shí)進(jìn)行；圖24 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的將袋式電池焊接到框架的概況介紹，其中，在電池已經(jīng)預(yù)先焊接好之后，進(jìn)行電池包裝箔的內(nèi)側(cè)與框架的連接；圖25 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的將袋式電池焊接到框架的概況介紹，其中，在電池已經(jīng)預(yù)先焊接好之后，進(jìn)行電池包裝箔的外側(cè)與框架的連接；圖26a:以斜視圖顯示了圖23所示的將電池的突出包裝箔內(nèi)側(cè)與框架焊接的結(jié)果，其中，接縫與電池平行。圖26b 圖26a的截面放大；圖27 通過圖26所示實(shí)施方式中的框架區(qū)域的截面；圖28 圖26所示實(shí)施方式的分解圖；圖29a 圖26a所示實(shí)施方式的示圖，其中陰影表示與框架的接合面；圖29b 圖29a的截面放大；圖30a:以斜視圖顯示了圖24所示的將電池的突出包裝箔內(nèi)側(cè)與框架焊接的結(jié)果，其中，接縫與電池垂直。圖30b 圖30a的截面放大；圖31 通過圖30a所示實(shí)施方式的框架區(qū)域的截面；圖32 圖26a所示實(shí)施方式的分解圖33a 圖30a所示實(shí)施方式的示圖，其中陰影表示與框架的接合面；以及圖33b 圖33a的截面放大。本發(fā)明以伽伐尼電池作為出發(fā)點(diǎn)，伽伐尼電池實(shí)際上由帶有箔式包裝的電極堆棧構(gòu)成，至少兩個(gè)導(dǎo)體從該包裝中引出。根據(jù)本發(fā)明，此類伽伐尼電池通過框架來穩(wěn)定，該框架設(shè)計(jì)如下，即其能夠在制造電池時(shí)與電池包裝牢固地連接。從本發(fā)明若干實(shí)施方式相應(yīng)的設(shè)計(jì)中得到以下優(yōu)點(diǎn)，即伽伐尼電池并不首先在安裝到電池中時(shí)通過待建立的連接與框架或者支架固定，而是在安裝到單元塊中之前通過依據(jù)本發(fā)明的框架來固定電池。依據(jù)本發(fā)明的方法，根據(jù)該方法框架已經(jīng)在密封包裝時(shí)與電池相連，因此該方法的其他優(yōu)點(diǎn)在于， 電池已經(jīng)在其他制造過程中，也就是在其填充、成形、按計(jì)劃老化(“變老”)或所謂的“分級”時(shí)已經(jīng)針對力學(xué)影響受到保護(hù)。為了產(chǎn)生依據(jù)本發(fā)明的電池的框架連接，根據(jù)應(yīng)用目的，粘連方法例如粘接或者相似方法尤其適合。框架還能夠優(yōu)選地通過熱壓或者熱封而與包裝箔相連，熱壓或者熱封優(yōu)選地通過位于連接配合物之間的熱塑性層的部分熔化并隨后在壓力作用下冷卻來實(shí)施， 包裝箔通常在任何情況下都配有合適于此的相應(yīng)涂層。熱封這一概念理解為連接包裝材料的熱塑性熔化層(例如復(fù)合箔)的方法，所述連接優(yōu)選地通過熱壓實(shí)現(xiàn)。在包裝技術(shù)中，熱封是一種用于焊接箔的重要方法。在下列兩種變形之間進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的區(qū)分a)在密封鉗夾(Siegelnahten )之間用加熱棒或加熱尺來進(jìn)行密封，這也被稱為接觸密封，和b)沖壓密封。在第一種變形中，優(yōu)選的運(yùn)動的密封鉗夾載有加熱了的棒。優(yōu)選的固定的下部密封鉗夾經(jīng)常裝配有彈性材料構(gòu)成的表面，以用來彌補(bǔ)接縫中的不平整。此類密封元件在大量市場上通用的用來制造并用來密封袋子的機(jī)器上使用，以及在成形、填充和密封機(jī)器上使用。對于非常長的接縫來說，加熱棒通常必須尺寸格外精準(zhǔn)并且沒有誤差地工作，以保證在整個(gè)密封面上的均勻壓力。為了獲得整齊的接縫，箔在進(jìn)入密封工具之前經(jīng)常借助拉伸設(shè)備來平展。另一種可能是使用帶有鋸齒形密封面的加熱棒，然而這卻有形成孔洞的危險(xiǎn)。硅膠被證實(shí)適用于固定的、涼的密封滑塊的有彈性的表面。通常給反作用力桿提供略微隆起的形狀。在密封過程中，首先在接縫的中間形成壓力，該壓力在閉合工具時(shí)向邊緣擴(kuò)展。由此，應(yīng)該制造出理想的接縫。此外，應(yīng)該將小液滴從密封區(qū)域中擠出，因?yàn)樾∫旱螘ㄟ^形成水蒸汽而損壞接縫。在沖壓密封時(shí)，密封桿的溫度僅在非常短的時(shí)間內(nèi)維持而并不在整個(gè)密封周期中維持。所必需的熱量將通過兩個(gè)小的電阻元件產(chǎn)生在兩個(gè)密封塊上。一旦密封工具在待密封的箔上閉合，通過短暫的電流沖擊進(jìn)行焊接。相比于加熱棒密封來說，熱效用的時(shí)間更短，并且多余的熱量將被立即導(dǎo)離。工具的密封面還能夠通過由耐高溫材料構(gòu)成的薄的、隔離的箔覆蓋，以便防止密封后的材料的沾粘。通過包裝箔與框架的大面積連接，力學(xué)上的應(yīng)力峰值將能夠進(jìn)一步避免，該應(yīng)力峰值在結(jié)構(gòu)的負(fù)載時(shí)容易產(chǎn)生。與框架連接能夠在包裝箔內(nèi)側(cè)進(jìn)行，該包裝箔通常以聚丙烯涂層。圖5顯示了此類框架與包裝箔內(nèi)側(cè)的連接。根據(jù)本發(fā)明其他實(shí)施方式還可能將框架與包裝外側(cè)連接，該包裝通常以聚酰胺涂層。圖6介紹了本發(fā)明的此類實(shí)施方式。此外有優(yōu)勢的是進(jìn)行電池的密封，也就是說在一個(gè)工作步驟中進(jìn)行包裝箔兩部分的連接和與框架的連接。簡化包括了依據(jù)本發(fā)明的伽伐尼電池的單元塊的構(gòu)造是有優(yōu)勢的，并且因此優(yōu)選地給框架配備相應(yīng)的成形元件，例如隆起部或凹陷部，其例如被安裝在框架的兩側(cè)，使得相應(yīng)的成形元件能夠相互配合地彼此插入，并且因此通過以預(yù)定方式調(diào)整電池的方向以輔助單元塊的組裝。依據(jù)本發(fā)明的框架能夠在合適的位置上優(yōu)選地配有孔洞或其他穿孔，桿柱能夠通過其來安裝，該桿柱將單元塊聚集在一起。圖1至4顯示了本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例，其中，優(yōu)選的實(shí)施例是由合成材料構(gòu)成的框架，并且通過熱壓與包裝箔內(nèi)側(cè)連接。該實(shí)施例中，與框架相連的半部分包裝箔外緣超過另外的半部分，如圖5所示。圖1顯示了根據(jù)實(shí)施例的、帶有集成框架102的電池的三維視圖，所述框架與電池 103的包裝相連。電池的導(dǎo)體101從包裝中伸出。圖2從另一面顯示了相同的電池。相應(yīng)地，以附圖標(biāo)記201、202和203來標(biāo)記電池的導(dǎo)體、框架和包裝。圖3顯示了帶有集成框架的電池的分解圖。電池堆棧301在兩側(cè)通過具有部分306和307的包裝箔封閉，電池頭與該電池堆棧一起和其兩個(gè)電極束304、305電學(xué)相連，并且導(dǎo)體302、303安裝在電池堆棧 301上，所述包裝箔通過框架308機(jī)械地固定。圖4顯示了從另一側(cè)來看的相應(yīng)的分解圖。 其中，電極堆棧401與電極束404、405和安裝在其上的導(dǎo)體402、403也被包裝箔的兩部分 406,407包圍和密封，并通過框架408固定。圖7顯示了用于伽伐尼電池的典型包裝箔的原理結(jié)構(gòu)。鋁箔702的一側(cè)涂有聚酰胺701，并且另一側(cè)涂有聚丙烯703。帶有其他材料、層或者涂層的其他箔當(dāng)然也有可能。圖8顯示了依據(jù)本發(fā)明的、包括帶有集成框架的伽伐尼電池的單元塊的優(yōu)選實(shí)施方式。通過在結(jié)構(gòu)上將其他電池添加到單元塊802中，例如添加以附圖標(biāo)記803標(biāo)記的帶有框架的電池，來構(gòu)造完整的單元塊801。電池803由帶有導(dǎo)體805、806的真實(shí)的電池804 構(gòu)成，該電池以力學(xué)配合的方式與框架807相連。為了固定整個(gè)單元塊，將桿柱808、809、 810和811穿過框架中的相應(yīng)透孔。如果框架被設(shè)計(jì)使得其配備有例如隆起部或凹陷部的結(jié)構(gòu)，那么就簡化了電池的定心或定向，此外還大大簡化了桿柱通過透孔的實(shí)施。在該實(shí)施方式中，導(dǎo)體以重量更輕的方式包圍框架或者在框架周圍彎曲，由此，堅(jiān)實(shí)的密封片變得多余。圖9顯示了此類帶有導(dǎo)體的電池的詳細(xì)示圖，該導(dǎo)體圍繞在框架周圍。電池901具有導(dǎo)體904，該導(dǎo)體904圍繞在框架902周圍。為了讓桿柱通過，框架配備有孔903。圖10 在分解圖中顯示了相同電池。與圖中所示不同，僅在固定了框架1002之后才將導(dǎo)體1004 在框架周圍彎曲。圖11顯示了本實(shí)施方式的伽伐尼電池構(gòu)成的單元塊。圖12顯示了圖11所示單元塊的截面圖。在電池1201的電池頭1202處安裝有導(dǎo)體1204，該導(dǎo)體圍繞框架1205彎曲，并且與相鄰電池的導(dǎo)體電接觸。電池1201中相對的導(dǎo)體并不圍繞框架1205彎曲，并且因此與相鄰電池的導(dǎo)體1206電絕緣，該導(dǎo)體接下來與下一
6個(gè)相鄰電池的導(dǎo)體電接觸。以此方式，可能實(shí)際上不借助其他輔助物以預(yù)定方式實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體在單元塊結(jié)構(gòu)中的電學(xué)連接。圖13所示的依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式需要較少的空間。電池1301的導(dǎo)體1304平行于焊接縫從包裝引出并且以力學(xué)配合的方式接觸。框架1302包括用于讓桿柱通過的透孔1303。圖14顯示了該實(shí)施方式的分解圖。電池1401的包裝在其角落具有特殊面1405， 該面適合于與框架1402熱壓。電池的導(dǎo)體1404被定位使得以預(yù)定的方式自動地發(fā)生接觸。此外，電池的包裝角能夠配備用于讓桿柱通過的孔1406，該孔與框架1402中相應(yīng)的透孔1403 —起合適地定位。圖15顯示了該實(shí)施例的分解圖。帶有導(dǎo)體1502、1503的電極堆棧1501被密封在包裝的上部1506、框架1508和包裝的下部1507之間。包裝的上部和下部裝配有圖15所示的成形元件，其以預(yù)定的方式輔助導(dǎo)體的自動接觸。圖16通過在圖19下部所示伽伐尼電池顯示了三個(gè)不同的截面圖16a、16b和16c。 其中，圖16a顯示了按照沿著線1907所截的截面，圖16b顯示了按照沿著線1906所截的截面，并且圖16c顯示了按照沿著線1905所截的截面。圖16a顯示了帶有電池頭1602和 1603的電池堆棧1601，圖16b顯示了通過框架1604的透孔1605，并且圖16c顯示了通過電池的與圖16a相垂直的截面。圖17顯示了本發(fā)明實(shí)施例的框架區(qū)域的放大截面示圖。其顯示了框架1704，該框架與電池701的包裝箔的兩部分702、703相連。圖18顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的電池構(gòu)成的電池堆棧。圖20顯示了通過帶有圖19上部所示截面的單元塊的截面。圖19顯示了截面圖中的截面放大圖，在其中能夠比在圖20中更明確的看到，在本發(fā)明該實(shí)施方式中，空間被更有效地利用。通過圖21上部可看到，通過導(dǎo)體2107的特殊外形設(shè)計(jì)將實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)上無縫的單元塊結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)體在電學(xué)上與相鄰電池的導(dǎo)體2108接觸。還可看到，電池堆棧2104、包裝2105的下側(cè)、包裝2106的上側(cè)、帶有穿孔2102的框架2101或者2103。為了制造根據(jù)本發(fā)明的伽伐尼電池，框架和包裝(優(yōu)選為包裝箔)優(yōu)選地被相互疊加，并且例如通過可加熱的立柱或者密封條擠壓到一起，這就是說，優(yōu)選地通過外力作用彼此熱封到一起，或者以其他方式彼此粘連到一起。該方法優(yōu)選地導(dǎo)致優(yōu)選的位于包裝箔上的熱塑性層部分熔化，和/或框架表面部分熔化。為了這一目的，例如連接位置的框架優(yōu)選同樣由熱塑性材料制造。熱塑性塑料，也被稱為塑性體，是合成材料，其在確定的溫度范圍內(nèi)在熱量作用下能夠變形。變形通?？赡苁强赡娴?，也就是說，它能夠通過在冷卻后再次加熱例如直到熔融態(tài)為止來重復(fù)進(jìn)行，只要并未由于過熱使材料熱分解即可。就這一性質(zhì)而言，熱塑性材料區(qū)別于所謂的熱固性塑料或彈性體。熱塑性塑料的其他特征是材料的可焊接性。熱塑性塑料能夠在熱量和壓力作用下焊接。此外，待焊接的材料要加熱到其熔解溫度以上，并且達(dá)到可流動狀態(tài)。在加熱參與的成分之后，材料的冷卻能夠優(yōu)選地通過可主動冷卻的密封桿或者可主動冷卻的壓桿來加速。此類可主動冷卻的壓桿例如在US4，145，485中有所描述。然而在該文獻(xiàn)中所描述的壓桿僅可在部分區(qū)域中冷卻，由此保護(hù)了電池中起電化學(xué)作用的部分在熱密封的過程中不會過熱。該出版物中所描述的壓桿或密封桿不可在當(dāng)加熱密封時(shí)有熱壓出現(xiàn)的區(qū)域中冷卻。為了在冷卻階段使密封桿在加熱密封的區(qū)域中有效的冷卻，本發(fā)明根據(jù)實(shí)施例設(shè)計(jì)為，例如將密封桿以熱空氣加熱，并且例如以冷卻劑或冷空氣冷卻。通過在時(shí)間上先后在壓桿或密封桿中的冷卻管道里吹入熱空氣或冷空氣，在壓桿或密封桿中能夠?qū)崿F(xiàn)一系列隨時(shí)間快速變化的溫度。取代空氣還能夠使用其他熱量傳輸介質(zhì)，例如水或其他特別適合于熱量傳遞的液體。對為了加熱密封而使用的工具的各個(gè)位置上的時(shí)間連續(xù)的加熱和隨后的冷卻還能夠根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式組合，并以記載在US 4，145，485中的在平面伽伐尼電池的平整區(qū)域的持續(xù)冷卻達(dá)到保護(hù)電池的起電化學(xué)作用部分的目的。包裝與框架的焊接或者熱密封優(yōu)選地僅在熱作用和外部壓力作用下且沒有其他輔助物的情況下實(shí)現(xiàn)。通過包裝箔在框架上大面積的連接能夠避免在結(jié)構(gòu)的力學(xué)負(fù)載下產(chǎn)生的力學(xué)負(fù)載峰值。箔到框架的連接優(yōu)選地能夠在包裝箔的內(nèi)側(cè)703、2309、2310、對09、 M10、2509、2510處進(jìn)行，所述箔通常以聚丙烯來涂層。包裝箔的一側(cè)優(yōu)選的用于這一目的， 例如圖24或25所示。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式設(shè)計(jì)成，將包裝箔的外側(cè)701、2308、2311、對08、2411、 2508、2511設(shè)置成與框架連接，該框架經(jīng)常以聚酰胺涂層。包裝箔的外側(cè)701、2308、2311、 2408、M11、2508、2511優(yōu)選地同樣以聚丙烯或其他適合的熱塑性材料涂層，該材料在加熱密封過程中實(shí)現(xiàn)與框架間的粘連。在本發(fā)明其他實(shí)施方式中設(shè)計(jì)成，以金屬來實(shí)現(xiàn)框架2312、2412、2512。通過對合成材料的合適更改還可能有以下情況，即造成與包裝之間的粘連。這優(yōu)選地在一個(gè)工作步驟中實(shí)現(xiàn)，在該工作步驟中，包裝箔的不同部分相互之間連接并且同時(shí)與框架粘連。為了簡化結(jié)構(gòu)或者簡化包括多個(gè)伽伐尼電池的單元塊，本發(fā)明的實(shí)施例設(shè)計(jì)成， 設(shè)置帶有隆起部、凹陷部或凹槽、或其他成形元件的框架，使得在形成單元塊時(shí)伽伐尼電池側(cè)向地彼此調(diào)整對齊。此外還優(yōu)選的是，在框架中引入用于讓桿柱通過的開孔，這些開孔在安裝時(shí)將電池與框架對齊，并且在固定后將單元塊維持在一起。圖22顯示了伽伐尼電池的包裝箔在其邊緣上在兩個(gè)密封桿2201、2202之間的焊接的圖示。在壓力2205、2206以及同時(shí)加熱的作用下，密封桿2201、2202將兩片包裝箔相對擠壓。優(yōu)選地，包裝箔由優(yōu)選的由鋁箔構(gòu)成的一個(gè)中間層2203、2204和兩個(gè)優(yōu)選的由聚酰胺2208、2211或者優(yōu)選的由聚丙烯2209、2210構(gòu)成的兩個(gè)外層2208、2209、2210、2211構(gòu)成。在結(jié)合區(qū)域2207中，聚丙烯通過加熱作用部分熔化，由此實(shí)現(xiàn)電池包裝兩部分的粘連。 此類電池密封原理上是已知的。圖23概括地顯示了優(yōu)選地在一個(gè)工作步驟中的、在密封電池包裝的同時(shí)將包裝箔與依照本發(fā)明的框架進(jìn)行焊接的實(shí)施例。密封桿或壓桿2301、2302借助壓力2305、2306 擠壓，并且在熱作用下將兩片包裝箔2308、2309、2303、2304、2310、2311擠壓在一起，并且還相對包裝箔的外側(cè)2311擠壓框架2312。在壓力和熱的作用下，在兩片包裝箔之間的結(jié)合區(qū)2307中，以及在包裝箔和框架之間的結(jié)合區(qū)2313中，將位于此處的熱塑性材料部分熔化，這在一個(gè)工作步驟中，一方面導(dǎo)致包裝箔片之間的粘連，并且另一方面導(dǎo)致包裝箔片和框架之間的粘連。取代在框架面上的加熱密封桿2302，還能夠在該位置上設(shè)有簡易的托架。在圖M所示的本發(fā)明其他實(shí)施例中，兩片包裝箔M03、2404在第一步中在其內(nèi)側(cè) 2409,2410焊接，或者以其他方式相互粘連。在第二步中實(shí)現(xiàn)與框架M12粘連，優(yōu)選地通過借助密封桿M01、2402的加熱密封來實(shí)現(xiàn)，所述密封桿在使用外力M05、2406以及在熱作用下，將電池包裝箔的突出頁的內(nèi)層2409相對框架2412進(jìn)行擠壓，并且在結(jié)合區(qū)2413中將層2409優(yōu)選地通過熱塑性材料的部分熔化與框架2412焊接起來，或者以其他方式由粘連。圖24中并未示出圖23和圖24所示實(shí)施例的組合。在該有益組合中，包裝箔2404 的涂層2411同樣在結(jié)合區(qū)2407以下在位于層2411與框架2412之間的結(jié)合區(qū)中與框架粘連地連接。由此借助框架可實(shí)現(xiàn)伽伐尼電池的進(jìn)一步力學(xué)穩(wěn)定。圖25概括顯示了本發(fā)明又一實(shí)施例，其中，包裝箔的下頁2504突出超過上頁 2503，并且在第一工作步驟中與上工作頁粘連。以與前述實(shí)施例相近的方式，通過壓桿 2501,2502在較大的力2505、2506作用下，在熱作用下將突出的頁2504相對框架2512擠壓，實(shí)現(xiàn)包裝箔的下頁2504與框架2512在結(jié)合區(qū)2513中的粘連。此外，外箔2511和優(yōu)選還有框架2512上相應(yīng)的熱塑性層在結(jié)合區(qū)2513中部分熔化，由此形成箔和框架之間的粘連。該實(shí)施例還能夠與圖23所示的實(shí)施例以在附圖中未示出的方式組合，其中，粘連還能夠在位于結(jié)合區(qū)2517之下的其他結(jié)合區(qū)實(shí)現(xiàn)。圖26a顯示了作為以上所描述方法步驟的結(jié)果的伽伐尼電池2601，并在圖26b中顯示了放大截面2602?？梢钥吹酵怀龅陌b箔2604內(nèi)側(cè)與框架2605焊接以及在包裝中的棱條2603，該棱條通過上包裝箔突出超過下包裝箔實(shí)現(xiàn)。圖27顯示了該實(shí)施例框架區(qū)域中的截面圖，其中，兩頁包裝箔分別與層2708、 2709,2710,2711在結(jié)合區(qū)2707中彼此粘連，并在結(jié)合區(qū)2713中與框架2712粘連。優(yōu)選地在結(jié)合區(qū)2707范圍內(nèi)在箔2710、2711的下頁之下能夠存在與框架的粘連，其中，這優(yōu)選地通過在圖23和24中所示實(shí)施例的組合來實(shí)現(xiàn)。圖28概括顯示了包括伽伐尼電池2801、其導(dǎo)體2803、2804和包裝箔2806邊緣的實(shí)施例的分解圖。框架2802尤其具有結(jié)構(gòu)元件2805，例如以在框架中的凹槽形式的結(jié)構(gòu)元件，該結(jié)構(gòu)元件在其位置上與導(dǎo)體2803、2804的安裝相匹配，從而能夠?qū)崿F(xiàn)以預(yù)定的方式接觸導(dǎo)體。圖29a顯示了根據(jù)本實(shí)施例的伽伐尼電池背面的斜視圖，其中，與框架的結(jié)合面以陰影線顯示。圖29b顯示了伽伐尼電池2901下角的放大截面，并用陰影線顯示與框架的結(jié)合面2905、2906、2907。電池2901的導(dǎo)體2903、2904部分地從包裝箔2902中突出。圖30a以伽伐尼電池3001和圖30b中截面放大3002的形式顯示了圖24所示制造方法的產(chǎn)物?？蚣?005和包裝箔兩頁的棱條3003、3004是可辨認(rèn)出的。圖31顯示了圖30a和30b所示實(shí)施例的框架區(qū)域中的截面圖。兩頁包裝箔與伽伐尼電池3101的內(nèi)層或外層即3108、3109或3110、3111在結(jié)合區(qū)3107中互相粘連，并優(yōu)選地加熱密封。帶有層3108、3109的頁從其他頁中突出，并且在結(jié)合區(qū)3113與框架3112 粘連。圖32顯示了包括伽伐尼電池3201、其導(dǎo)體3203、3204、部分包裝箔3206、框架 3202和優(yōu)選的設(shè)在框架3205上的結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的分解圖，所述結(jié)構(gòu)應(yīng)該支持導(dǎo)體3203、 3204符合實(shí)際情況的應(yīng)用。圖33a顯示了實(shí)施例的斜視圖，其中，與框架的結(jié)合面以陰影線顯示。圖33b顯示了圖33a所示伽伐尼電池3301的下角的截面放大、導(dǎo)體3303、3304、包裝箔3302以及包裝
9箔3305突出的邊緣，該包裝箔在結(jié)合區(qū)3306、3307以陰影線顯示。
權(quán)利要求
1.一種用于伽伐尼電池的框架，所述伽伐尼電池基本上由帶有箔式包裝的電極堆棧組成，至少兩個(gè)導(dǎo)體從所述包裝中弓I出，其特征在于，所述框架被設(shè)計(jì)成使得所述框架能夠在制造電池時(shí)與電池的包裝牢固地相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的框架，所述框架被設(shè)計(jì)成使得所述框架能夠在制造所述電池時(shí)與所述電池的包裝粘連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的框架，所述框架被設(shè)計(jì)成使得所述框架能夠在制造所述電池時(shí)在不添加附加材料的情況下通過加熱密封過程而與所述電池的包裝粘連。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的框架，所述框架具有在構(gòu)造單元塊時(shí)輔助裝配了所述框架的電池的齊平地對齊的結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的框架，所述框架具有在構(gòu)造單元塊時(shí)輔助裝配了所述框架的電池的側(cè)向偏移對準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的框架，所述框架具有用于在構(gòu)造單元塊時(shí)讓桿柱通過的缺口。
7.一種伽伐尼電池，帶有根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的框架。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的伽伐尼電池，所述伽伐尼電池的包裝在其內(nèi)側(cè)與所述框架相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的伽伐尼電池，所述伽伐尼電池的包裝在其外側(cè)與所述框架相連。
10.一種用于制造伽伐尼電池的方法，其中，電極堆棧被密封在箔式包裝中，至少兩個(gè)電極從所述包裝中引出，其特征在于，當(dāng)密封所述包裝時(shí)，將框架與所述包裝牢固地相連。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述框架與所述包裝粘連。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，在制造電池時(shí)，電池的包裝與框架在不添加附加材料的情況下通過加熱密封過程粘連。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述框架與所述電池的包裝重疊，并且通過可加熱的壓桿擠壓在一起。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，隨后的冷卻通過被主動冷卻的密封桿來加速。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述包裝的密封以及所述包裝和框架的連接在一個(gè)工作步驟中實(shí)現(xiàn)。
16.一種構(gòu)造塊的方法，用于構(gòu)造由多個(gè)具有根據(jù)權(quán)利要求4所述框架的伽伐尼電池構(gòu)成的塊，其中，電池借助框架的結(jié)構(gòu)齊平地對齊。
17.—種構(gòu)造塊的方法，用于構(gòu)造由多個(gè)具有根據(jù)權(quán)利要求5所述框架的伽伐尼電池構(gòu)成的塊，其中，電池借助框架的結(jié)構(gòu)側(cè)向偏移對準(zhǔn)。
18.—種構(gòu)造塊的方法，用于構(gòu)造由多個(gè)具有根據(jù)權(quán)利要求6所述框架的伽伐尼電池構(gòu)成的塊，其中，所述塊借助桿柱固定，所述桿柱穿過所述電池的框架中的缺口。
19.一種構(gòu)造塊的方法，用于構(gòu)造由多個(gè)具有根據(jù)權(quán)利要求16至18所述特征的伽伐尼電池構(gòu)成的塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于由帶有箔式包裝的電極堆棧組成的伽伐尼電池的框架，從該包裝中引出至少兩個(gè)導(dǎo)體。所述框架被設(shè)計(jì)為使得框架能夠在制造電池時(shí)與電池的包裝牢固相連。當(dāng)制造這種伽伐尼電池時(shí)，在密封包裝的時(shí)候，將框架與包裝牢固地相連。
文檔編號H01M2/10GK102484223SQ201080036271
公開日2012年5月30日 申請日期2010年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月17日
發(fā)明者安德里斯·古奇, 蒂姆·謝弗 申請人:鋰電池科技有限公司