Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR PRODUCING A BATTERY CELL AND BATTERY CELL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/076592
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a battery cell (60) and to a battery cell (60). In order to produce a contact tab (14), an electrode material (8) is cut with a laser. The electrode material (8) comprises a foil material (10) and an active material (12) applied thereon. The foil material (10) is cut in a single pass cut (18) whereas the active material (12) is cut in a multiple pass cutting process (30). For the cutting process, a high-performance continuous wave laser is used.

Inventors:
SCHERNER MARTIN (DE)
PROELL JOHANNES (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/076047
Publication Date:
April 25, 2019
Filing Date:
September 26, 2018
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
H01M4/04; B23K26/00; H01M10/04
Foreign References:
JP2012221912A2012-11-12
KR20080101725A2008-11-21
Other References:
RAHUL PATWA ET AL: "Investigation of different laser cutting strategies for sizing of Li-ion battery electrodes", OPTICS AND LASER TECHNOLOGY, 31 December 2012 (2012-12-31), NL, pages 908 - 914, XP055536980, ISSN: 0030-3992, DOI: 10.2351/1.5062562
RAHUL PATWA ET AL: "HIGH SPEED LASER CUTTING OF ELECTRODES FOR ADVANCED BATTERIES", ICALEO 2010 CONGRESS PROCEEDINGS (29TH INTERNATIONAL CONGRESS ON APPLICATIONS OF LASERS & ELECTRO-OPTICS, SEPTEMBER 26-30, 2010, ANAHEIM, CA USA) - PAPER M902, 30 September 2010 (2010-09-30), pages 1 - 8, XP055204677, Retrieved from the Internet [retrieved on 20150727]
Attorney, Agent or Firm:
BEE, Joachim (DE)
Download PDF:
Claims:
Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer Batteriezelle (60) mit nachfolgenden Verfahrensschritten:

1.1 Schneiden eines Elektrodenmaterials (8) mit einem Laser zur Erzeugung von Kontaktfahnen (14),

1.2 wobei das Elektrodenmaterial (8) ein Folienmaterial (10) und ein auf dieses aufgebrachtes Aktivmaterial (12) umfasst,

1.3 Schneiden des Folienmaterials (10) in einem Einfachschnitt (18) und Schneiden des Aktivmaterials (12) in einem Mehrfachschnitt (30),

1.4 wobei für das Schneiden ein Hochleistungs-Continous-Wave- Laser eingesetzt wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der

Einfachschnitt (18) und der Mehrfachschnitt (30) während der Bewegung des Elektrodenmaterials (8) in Vorschubrichtung (20) vorgenommen werden.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das

Folienmaterial (10) Aluminium, Stahl oder Nickel ist.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein

Aktivmaterial (12) eingesetzt wird, welches lithiierte

Übergangsmetalloxide NCA (LiNiCoAI02), NCM (LiNiCoMn02), Leitruß (carbon black), einen Polymer-Binder, LiMn204, LiFeP04, LiNi02, LiMn02, LiCo02, Lithium-Schwefel (Li2S) und/oder

Konversionsmaterialien enthält. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrfachschnitt (30) gemäß Verfahrensschritt 1.3 einen ersten Schnitt (40), einen zweiten Schnitt (42) und einen weiteren, dritten Schnitt (44) umfasst.

Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schnitt (40) vollständig sowohl innerhalb des Aktivmaterials (12) als auch vollständig innerhalb des Folienmaterials (10) erfolgt.

Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schnitt (42) innerhalb des Aktivmaterials (12) erfolgt.

Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Schnitt (44) vollständig sowohl innerhalb des Aktivmaterials (12) als auch vollständig innerhalb des Folienmaterials (10) erfolgt.

Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schnitt (40) und der dritte Schnitt (44) entgegengesetzt zur

Vorschubrichtung (20) des Elektrodenmaterials (8) erfolgen.

Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schnitt (2) in Vorschubrichtung (20) des Elektrodenmaterials (8) erfolgt.

Verfahren gemäß der Ansprüche 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einfachschnitt (18) gemäß Verfahrensschritt 1.3 Teil des ersten Schnittes (40) oder des dritten Schnittes (44) des Mehrfachschnittes (30) sind.

Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einfachschnitt (18) im Folienmaterial (10) entgegen der

Vorschubrichtung (20) des Elektrodenmaterials (8) erfolgt.

Verfahren gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrodenmaterial (8) eine Dicke von > 200 μηη aufweist.

14. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengewicht des Elektrodenmaterials (8) > 30 mg/cm2 beträgt.

15. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das

Aktivmaterial (12) > 90 Gew.-% lithiierte Übergangsmetalloxide (NCA, NCM) enthält.

16. Batteriezelle (60) umfassend mindestens einen Elektrodenstapel (68) hergestellt nach einem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche.

17. Verwendung einer Batteriezelle (60) nach Anspruch 16 in einem

Elektrofahrzeug (EV), in einem Hybridfahrzeug (HEV), in einem Plug-In- Hybridfahrzeug (PHEV) oder einem Consumer-Elektronik-Produkt.

Description:
Beschreibung Titel

Verfahren zur Herstellung einer Batteriezelle und Batteriezelle Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gebiet zur Herstellung einer Batteriezelle und auf eine Batteriezelle, die in Batterien für Elektrofahrzeuge, Hybridfahrzeuge und Plug-In-Hybridfahrzeuge zum Einsatz kommen.

Stand der Technik

JP 2012 221912 bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode mittels eines Lasers. Ein Laserkopf, der Laserstrahlen emittiert, wird entlang eines vorgegebenen Schnittweges bei einer vorgegebenen

Bewegungsgeschwindigkeit betrieben. Die Laserleistung und die Laserstrahlung werden korrespondierend zur Veränderung des jeweiligen Schneidbereiches des bandartigen Elektrodenmaterials gespeichert und vorgegeben. Die Speicherung sowie das Setzen des Laserlichts auf eine dementsprechende Energie wird unter Berücksichtigung der abgelaufenen Zeit vorgenommen, die verstrichen ist, seit sich der Laserkopf in Bewegung gesetzt hat.

KR 2008 0101725 bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren für eine Elektrode einer Lithiumsekundärbatterie. Dazu wird ein gepulster Laser eingesetzt, der eine minimale Gratbildung und eine minimale Elektrodenstaubbildung erzeugt, insbesondere im Schneidbereich, so dass gewünschte verschiedene

Abmessungen von Elektroden mit nur einem Schneidprozess gefertigt werden können.

Bei der Großserienproduktion von Lithium-Ionen-Batterien ist die Herstell Kontaktfahnen in entsprechend hoher Qualität, insbesondere was die Schneidkanten betrifft, nach wie vor eine technische Herausforderung. Die Kontaktfahnen werden in der Regel während der Vorschubbewegung von bandförmigen Materialien gefertigt, so dass hohe Anforderungen an die

Flexibilität und schnelle Bewegbarkeit der Schneidwerkzeuge, bei denen sich in aller Regel um Laser handelt, gestellt werden. Aktivmaterialien, beispielsweise für die Herstellung der von Kathoden, weisen beispielsweise ein relativ hohes Flächengewicht von mehr als 30 mg/cm 2 auf sowie eine relativ hohe Filmdicke, die in der Größenordnungen von 200 μηη und mehr liegt. Um beispielsweise als Kathoden ausgebildete Elektroden zu fertigen, was bei

Vorschubgeschwindigkeiten von >0,5 m/s erfolgt, sind hohe Laserabtragraten erforderlich. Bisher vermögen lediglich Mehrfachschnittstrategien eine

zufriedenstellende Schnittqualität und eine zufriedenstellende Abtragrate darzustellen. Kathoden, die zu verarbeiten sind, können komplexe Geometrien zwischen einem Aktivmaterial und einer Kontaktfahnenübergangszone aufweisen. Bei der Herstellung von Kontaktfahnen aus dem Elektrodenmaterial, sind auch Radien von < 3 mm einzuhalten. Diese Anforderungen an die

Herstellung von Kontaktfahnen erfordern hochdynamische Laserscantechniken, um die geforderten kleinen Radien bei hohen Vorschubgeschwindigkeiten von filmartigem Kathodenmaterial darzustellen.

Das Aktivmaterial einer Kathode umfasst lithiierte Übergangsmetalloxide (NCA, d.h. LiNiCoAI02 oder NCM, d.h. LiNiCoMn02, Leitruß (carbon black) und einen Binder. Das Aktivmaterial kann bis zu 90 Gew.-% und mehr lithiierte

Übergangsmetalloxide wie die obenstehend erwähnten NCA und NCM enthalten, was eine Herausforderung an die Verarbeitung darstellt. Die Laserbearbeitung von NCA und NCM enthaltendem Aktivmaterial auf der Kathodenseite erzeugt beim Schnitt wieder verfestigtes Aktivmaterial, Partikel sowie Grate an den Schnittkanten, die ein Separatormaterial durchdringen können und zum

Versagen einer Batteriezelle aufgrund sich ausbildender Kurzschlüsse führen können. Das Ausschneiden von Kontaktfahnen muss teilweise innerhalb des Aktivmaterials auf der Kathodenseite erfolgen, um kein Batteriezellenvolumen einzubüßen und um die Energiedichte aufrechtzuerhalten. Im Gegensatz zur Laserschneidbearbeitung von Aktivmaterial ist das Schneiden von Folienmaterial aus Aluminium relativ einfach; das Schneiden des Aktivmaterials kann jedoch zu einer erheblichen Verringerung der Schneidgeschwindigkeit führen sowie zu einer drastischen Abnahme der Schnittkantenqualität.

Darstellung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung einer Batteriezelle vorgeschlagen, bei dem zumindest die nachfolgenden Verfahrensschritte durchlaufen werden:

Schneiden eines Elektrodenmaterials mit einem Laser zur Erzeugung einer Kontaktfahne,

wobei das Elektrodenmaterial ein Folienmaterial und ein auf dieses aufgebrachtes Aktivmaterial umfasst,

Schneiden des Folienmaterials in einem Einfachschnitt und Schneiden des

Aktivmaterials in einem Mehrfachschnitt, und

wobei für das Schneiden ein Continous-Wave- Laser eingesetzt wird.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung lassen sich relativ hohe Schneidgeschwindigkeiten realisieren, da sehr hohe Laserleistungen auf das Aktivmaterial des Elektrodenmaterials übertragen werden können. Der

Mehrfachschnitt mittels eines Lasers verwirklicht eine relativ kurze

Laserstrahlmaterialinteraktion. Diese Zeitspannen dieser Interaktion sind durchaus vergleichbar mit gepulsten Lasersystemen, mit welchen sich sowohl hohe Schnittgeschwindigkeiten als auch eine sehr hohe Qualität der

ausgebildeten Schnittkanten verwirklichen lassen. Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Mehrfachschnitt des Aktivmaterials wird der thermische Einfluss auf das Aktivmaterial erheblich verringert, so dass sich eine

hervorragende Schnittkantenqualität erzielen lässt.

In Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens erfolgen sowohl der Einfachschnitt des Folienmaterials als auch der Mehrfachschnitt des Aktivmaterials des Elektrodenmaterials während der Bewegung des

Elektrodenmaterials in Vorschubrichtung. Dadurch kann ein hochdynamischer Schneidvorgang dargestellt werden, währenddessen einerseits ein Einfachschnitt im relativ dünnen Folienmaterial des Elektrodenmaterials und andererseits ein Mehrfachschnitt teilweise oder vollständig im Aktivmaterial des Elektrodenmaterials vorgenommen werden kann, und einerseits die Qualität der Schnittkanten sehr hoch ist und während des Schneidvorganges gewährleistet bleibt und andererseits die Ausbringungsrate auf einem hohen Niveau liegt.

Dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren weiter folgend, ist das Folienmaterial, welches im Elektrodenmaterial eingesetzt wird, Aluminium.

Kathodenseitig könnten auch Stahlfolien oder Nickelfolien eingesetzt werden. Im Elektrodenmaterial findet ein Aktivmaterial Verwendung, welches lithiierte Übergangsmetalloxide (NCA, d.h. LiNiCoAI02), NCM (LiNiCoMn02), Leitruß (carbon black) und einen Polymer-Binder enthält. Darüber hinaus kann das Aktivmaterial LiMn204, LiFeP04, LiNi02, LiMn02, LiCo02, Lithium-Schwefel (Li2S) oder auch Konversionsmaterialien enthalten. In vorteilhafter Weise umfasst der Mehrfachschnitt des Elektrodenmaterials einen ersten Schnitt, einen zweiten Schnitt sowie einen weiteren, dritten Schnitt. Der erste Schnitt erfolgt vollständig oder teilweise innerhalb des Aktivmaterials des Elektrodenmaterials, während der zweite Schnitt im Rahmen des Mehrfachschnittes innerhalb des Aktivmaterials erfolgt. Der im Mehrfachschnitt erfolgende dritte Schnitt erfolgt vollständig oder teilweise innerhalb des Aktivmaterials des Elektrodenmaterials.

Im Rahmend es erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens erfolgen beim Mehrfachschnitt der erste Schnitt und der dritte Schnitt entgegengesetzt zur Vorschubrichtung des Elektrodenmaterials, während der zweite Schnitt im Rahmen des Mehrfachschnittes in Vorschubrichtung des Elektrodenmaterials erfolgt. Diese Vorgehensweise spart Prozesszeit. Bei einer Fahrt gegen die Vorschubrichtung kann die Scangeschwindigkeit reduziert werden, um dieselbe Streckenenergie (Leistung / Scangeschwindigkeit) in das Material einzubringen, wie bei der Bewegung in Vorschubrichtung. Außerdem können in vorteilhafter Weise hierbei eine Prozessfeineinstellung derart erfolgen, da man beispielsweise gleich schnell Scannen bzw. Schneiden kann und damit die effektive

Streckenenergie minimal erhöht werden könnte, was wiederum zu einem schonenderen Materialabtrag führt.

Der Einfachschnitt des Folienmaterials des Elektrodenmaterials kann dabei Teil des ersten Schnittes oder des dritten Schnittes des Mehrfachschnittes sein. Der Einfachschnitt des Folienmaterials ist stets sowohl Teil des ersten als auch Teil des dritten Schnittes, wobei sowohl im ersten Schnitt als auch im dritten Schnitt jedes Mal ein Bereich im Aktivmaterial geschnitten wird. Optional kann der obere horizontale Schnitt im Folienmaterial Teil des ersten oder dritten Schnittes sein, um das Elektrodenblatt aus dem Elektrodenband herauszutrennen und zwar genau dann, wenn die obere Kante des Elektrodenbandes ungleich der oberen horizontalen Kante des Ableiterfähnchens der geschnittenen Elektrode ist.

Der Einfachschnitt im Folienmaterial erfolgt im erfindungsgemäß

vorgeschlagenen Verfahren entgegengesetzt zur Vorschubrichtung des

Elektrodenmaterials. Das Elektrodenmaterial in Rollenform wird in

Vorschubrichtung mit einer Vorschubgeschwindigkeit > 0,5 m/s bewegt.

Das im Rahmen des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens zu bearbeitende Elektrodenmaterial weist eine Dicke von > 200 μηη auf, wobei das Flächengewicht des Elektrodenmaterials > 30 mg/cm 2 beträgt und das kathodische Aktivmaterial > 90 Gew.-% lithiierte Übergangsmetalloxide (NCA, NCM, LiMn204, LiFeP04, LiNi02, LiMn02, LiCo02, Lithium-Schwefel (Li2S)) oder Konversionsmaterialien enthält.

Des Weiteren wird eine Batteriezelle vorgeschlagen, die mindestens ein

Elektrodenensemble, einen Elektrodenstapel umfasst, der nach dem

erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren hergestellt ist.

Eine erfindungsgemäße Batteriezelle findet vorteilhaft Verwendung in einem Elektrofahrzeug (EV), in einem Hybridfahrzeug (HEV), in einem Plug-In- Hybridfahrzeug (PHEV) oder in einem Consumer-Elektronik-Produkt. Unter Consumer-Elektronik-Produkt sind insbesondere Mobiltelefone, Tablet-PC's oder Notebooks zu verstehen.

Vorteile der Erfindung

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann während der

Bewegung des Kathodenmaterials in Vorschubrichtung eine kathodenseitige Kontaktfahne erzeugt werden, wobei eine kombinierte Schneidstrategie zum Einsatz kommt, bei der das Folienmaterial des Elektrodenmaterials in einem Einfachschnitt bearbeitet wird, während das Aktivmaterial einem Mehrfachschnitt unterliegt. Da das Aktivmaterial auf der Kathodenseite ein relativ hohes

Flächengewicht aufweist, kann durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren beim Mehrfachschnitt des Aktivmaterials eine kurze

Laserstrahlmaterialinteraktion erreicht werden. Die erreichbaren

Interaktionszeiten sind vergleichbar mit den Interaktionszeiten, die bei Einsatz eines gepulsten Lasers auftreten. Ein weiterer Vorteil ist darin zu erblicken, dass schneller als mit gepulsten Systemen geschnitten werden kann und mit dieser Schneidstrategie auch noch bessere Kantenqualitäten erzeugt werden, verglichen mit gepulsten Nanosekundensystemen, die hier typischerweise zum Einsatz gekommen sind. Aufgrund des Umstandes, dass ein Mehrfachschnitt im Aktivmaterial des Elektrodenmaterials erfolgt, treten reduzierte thermische Belastungen auf, die auf das Aktivmaterial einwirken, wodurch eine sehr hohe Schnittkantenqualität erreicht wird. Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren einer Kombination eines Einfachschnittes mit einem Mehrfachschnitt, können bei Laserschneidverfahren üblicherweise auftretende wiederverfestigte Partien von aktivem Material, das Auftreten von Partikeln und Elektrodenstaub vermieden werden, welche die Schnittkantengeometrie bei Kontaktfahnen hinsichtlich ihrer Qualität so vermindern, dass es zur Durchdringung von

Separatorfolien kommen kann, was im ungünstigsten Fall zu einem Kurzschluss einer Batteriezelle führen kann.

Eine Anwendung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens vermeidet zu hohe thermische Belastungen des Aktivmaterials beim Schnitt mittels eines Lasers, so dass die geforderten Schnittkantenqualitäten bei der Herstellung der Kontaktfahnen während des Vorschubs des Elektrodenmaterials erreicht wird.

Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren wird die Schneidzeit minimiert und die Bewegung des Elektrodenmaterials innerhalb der Zeitspanne des Schnittes minimiert, so dass sich eine höchst effektive kombinierte

Schneidstrategie erreichen lässt.

Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren kann des Weiteren ein abzuscannender Bereich minimiert werden, da die effektive Schneidzeit minimiert wird unter Einsatz hochdynamischer Scannersysteme. Es lassen sich schnelle und hochdynamische Scanner einsetzen, die für hohe Schneidgeschwindigkeiten geeignet sind und eine relativ hohe Scanrate aufweisen und kleinste Radien abfahren können, die bei den Kontaktfahnen an der Übergangsstelle vom

Aktivmaterial in die eigentliche Kontaktfahne erforderlich sind. Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren können kleinere Laserpunktgrößen erreicht werden, die an der Materialoberseite eine relativ hohe Energiedichte aufweisen, so dass ein höchst effizienter Laserschnitt erhalten wird.

In der Regel werden Elektrodenbänder während der Verarbeitung auch auf Fehlstellen im Material untersucht, was über Online-Bildverarbeitungssysteme erfolgt. Sollte ein solcher fehlerhafter Bereich im Elektrodenband erkannt werden, so kann der Schneidlaser für diese Kontaktfahnenbearbeitung auch direkt eine Laser- Markierung auf der Kontaktfahne anbringen, um diese beschädigte Elektrode später aus dem Prozess auszuschließen. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass ein und dasselbe Laser-Scanner-System aufgrund seiner ihm innewohnenden Dynamik jede Elektrode auf der AI- Fläche markiert, um so eine eindeutige Zuordnung der Teile in einer Batteriezelle sicherzustellen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender

beschrieben.

Es zeigt:

Figur 1 die Draufsicht auf ein Elektrodenmaterial aus dem eine

kathodenseitige Kontaktfahne geschnitten wird und welches in Vorschubrichtung transportiert wird,

Figur 2 eine Ansicht der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Schneidstrategie aus Einfachschnitt und Mehrfachschnitt und eine Batteriezelle. Ausführungsvarianten

Der Darstellung gemäß Figur 1 ist die Draufsicht auf ein Elektrodenmaterial 8 zu entnehmen, welches ein Folienmaterial 10 und ein Aktivmaterial 12 enthält. Bei dem Folienmaterial 10 handelt es sich insbesondere um eine Aluminiumfolie, Es könnten jedoch auch Stahlfolien oder Nickelfolien eingesetzt werden. Bei dem Aktivmaterial 12 handelt es sich um lithiierte Übergangsmetalloxide NCA, d.h. LiNiCoAI02), NCM (LiNiCoMn02), Leitruß (carbon black) und einen Polymer- Binder. Des Weiteren kann das Aktivmaterial 12 LiMn204, LiFeP04, LiNi02, LiMn02, LiCo02, Lithium-Schwefel (Li2S) und generell auch

Konversionsmaterialien enthalten.

Das Elektrodenmaterial 8 weist eine Dicke von > 200 μηη auf. Das

Flächengewicht des Elektrodenmaterials 8 gemäß der Draufsicht in Figur 1 liegt bei > 30 mg/cm 2 , während das Aktivmaterial 12, welches eingesetzt wird, > 90 Gew.-% lithiierte Übergangsmetalloxide (NCA, NCM) enthält.

Mit Bezugszeichen 14 ist eine Kontaktfahne bezeichnet, die aus dem

Elektrodenmaterial 8, aus Folienmaterial 10 und Aktivmaterial 12 gemäß der gestrichelten Linie in Figur 1 ausgeschnitten wird. Aus Figur 1 ist zu entnehmen, dass in Bezug auf die Ränder 22, 24 des Aktivmaterials 12 das Folienmaterial 10 an beiden Seiten um einen Überstand 16 in Bezug auf das Aktivmaterial 12 übersteht. Dies bedeutet, dass das Folienmaterial 10 des Elektrodenmaterials 8 breiter ist als das Aktivmaterial 12.

Das Elektrodenmaterial 8 gemäß Figur 1 wird in Vorschubrichtung 20 gefördert. Die Vorschubgeschwindigkeit in Vorschubrichtung 20 des Elektrodenmaterials 8 liegt bei > 0,5 m/s,

Ein äußerer Rand des Folienmaterials 10 des Elektrodenmaterials 8 ist mit Bezugszeichen 26 identifiziert. An der Übergangsstelle im Bereich des ersten Randes 22 des Aktivmaterials 12, ist ein Schnittradius 28 ausgeführt. Der Schnittradius ist geringer als 3 mm. Die Darstellung der Figur 2 entspricht im Wesentlichen der Darstellung des Elektrodenmaterials 8 gemäß Figur 1, jedoch ist in Figur 2 in schematischer Weise das erfindungsgemäß vorgeschlagene Schneidverfahren mit

Einfachschnitt 18 und Mehrfachschnitt 30 angedeutet. Zur Erklärung sei bemerkt, dass die in Figur 2 dargestellten Pfeile lediglich die Verläufe des Einfachschnittes

18 bzw. von Schnitten 40, 42, 44 des Mehrfachschnittes 30 zeigen. Das

Durchfahren der Ein- bzw. Mehrfachschnitte 18, 30 erfolgt entlang auch der in Figur 2 gestrichelt dargestellten Linie innerhalb des Aktivmaterials 12 und des Folienmaterials 10 des Elektrodenmaterials 8.

Aus Figur 2 geht hervor, dass das Elektrodenmaterial 8 in Vorschubrichtung 20 bewegt wird. Eine durch einen Continous-Wave- Laser hergestellte Kontaktfahne 14 liegt im Wesentlichen im Folienmaterial 10 des Elektrodenmaterials 8. Bei dem Folienmaterial 10 handelt es sich beispielsweise um eine sehr dünne Folie aus Aluminium. Die Kontaktfahne 14 gemäß der Darstellung in Figur 2 wird durch eine Horizontalkante 34, eine erste Vertikalkante 36 und eine zweite

Vertikalkante 38 definiert. Im Bereich des ersten Randes 22 des Aktivmaterials 12 liegt der Schnittradius 28, der < 3 mm beträgt. Dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren folgend, erfolgt der erste

Schnitt 40 des Mehrfachschnittes 30 vollständig im Aktivmaterial 12 und vollständig im Folienmaterial 10. Beim ersten Schnitt des Mehrfachschnittes 30 wird das Aktivmaterial 12 entweder vollständig innerhalb von diesem oder teilweise entlang des ersten Randes 22, der ersten Vertikalkante 36, der

Horizontalkante 34, der zweiten Vertikalkante 38 und des Schnittradius 28, wonach sich im Rahmen des ersten Schnittes 40 wieder ein Schnitt im

Aktivmaterial 12 entlang der gestrichelten Linie einstellt. Der Einfachschnitt 18 entlang der Horizontalkante 34 ist Teil des ersten Schnitts 40 des

Mehrfachschnittes 30.

Der zweite Schnitt 42 des Mehrfachschnittes 30 erfolgt stets durch das

Aktivmaterial 12, während der dritte Schnitt 44 stets vollständig innerhalb des Aktivmaterials 12 und vollständig innerhalb des Folienmaterials 10 erfolgt.

Gemäß der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Schneidstrategie finden stets drei Schnitte 40, 42, 44 im Rahmen des Mehrfachschnittes 30 im Aktivmaterial zur Erzielung einer sehr hohen Schnittkantenqualität einerseits und andererseits lediglich ein Einfachschnitt 18 im Folienmaterial 10 statt. Der erste Schnitt 40 und der dritte Schnitt 44 erfolgen immer sowohl vollständig im Folienmaterial 10 als auch vollständig im Aktivmaterial 12. Aus Sicht des Aktivmaterials 12 erfährt dieses in Summe jedoch drei Schnitte. Aufgrund der hochdynamisch

abzufahrenden Bewegungen des Lasers, ist dessen Bewegung mit einer Schiffsschaukelbewegung vergleichbar.

Dadurch, dass der Mehrfachschnitt 30 drei Schnitte 40, 42, 44 umfasst, kann eine sehr kurze Laserstrahl material Interaktion erreicht werden. Diese

Interaktionszeiten sind durchaus vergleichbar mit den Interaktionszeiten, die sich beim Einsatz gepulster Laser erzielen lassen und zwei vorteilhafte Effekte zur Folgen haben, nämlich hohe Schneidgeschwindigkeiten und sehr hohe

Schnittkantenqualität. Dies hat seine Ursache darin, dass das Aktivmaterial thermisch nicht so hoch belastet wird, wodurch sich eine hohe

Schnittkantenqualität erreichen lässt. Während der erste Schnitt 40 des

Mehrfachschnittes 30 entgegen der Vorschubrichtung 20 des

Elektrodenmaterials 8 erfolgt, verläuft der zweite Schnitt 42 in Vorschubrichtung 20 des Elektrodenmaterials 8. Der dritte Schnitt 44 des Mehrfachschnittes 30 erfolgt entgegen der Vorschubrichtung 20 des Elektrodenmaterials 8, so dass während des Vorschubs des Elektrodenmaterials 8 in Vorschubrichtung 20 die Kontaktfahne 14 kontinuierlich geformt wird, während das Elektrodenmaterial 8 in einer Förderebene gefördert wird und in der Regel kontinuierlich von einem auf einer Rolle aufgenommen Spulenvorrat abgewickelt wird. Die

Bewegungsgeschwindigkeit, mit der das Elektrodenmaterial 8 in

Vorschubrichtung 20 gefördert ist, liegt bei > 0,5 m/s.

Der Darstellung gemäß Figur 3 ist eine Batteriezelle 60 zu entnehmen. Die Batteriezelle 60 umfasst ein negatives Terminal 62 und ein positives Terminal 64. Über die Terminals 62, 64 kann eine von der Batteriezelle 60 zur Verfügung gestellte Spannung abgegriffen werden. Ferner kann die Batteriezelle 60 über die Terminals 62, 64 aufgeladen werden. Die Batteriezelle 60 umfasst ein Gehäuse 66 und im Gehäuse 66 der Batteriezelle 60 ist eine Elektrodeneinheit

angeordnet, welche als Elektrodenstapel 68 ausgeführt ist. Der Elektrodenstapel 68 weist eine negative Elektrode, die als Anode 70 bezeichnet wird und eine positive Elektrode, die als Kathode 72 bezeichnet wird, auf. Die Anode 70 und die Kathode 72 sind jeweils folienartig ausgeführt und durch einen Separator 74 voneinander getrennt. Der Separator 74 ist ionisch leitfähig, also für Lithiumionen durchlässig, aber elektrisch isolierend.

Die Anode 70 umfasst ein anodisches Aktivmaterial und einen anodischen Stromableiter. Der anodische Stromableiter ist elektrisch leitfähig ausgeführt und aus einem Metall gefertigt, beispielsweise aus Kupfer. Von dem anodischen Stromableiter ragen Kontaktfahnen 76 der Anode 70 weg. Die Kontaktfahnen 76 der Anode 70 sind mit einem negativen Kollektorelement 78 verbunden, welches mit dem negativen Terminal 62 verbunden ist. Somit ist der anodische

Stromableiter elektrisch mit dem negativen Terminal 62 der Batteriezelle 60 verbunden.

Die Kathode 72 umfasst das kathodische Aktivmaterial 12 und einen

kathodischen Stromableiter. Der kathodische Stromableiter ist elektrisch leitfähig ausgeführt und aus einem Metall gefertigt, beispielsweise aus Aluminium. Von dem kathodischen Stromableiter ragen Kontaktfahnen 14 von der Kathode 72 weg. Die Kontaktfahnen 14 der Kathode 72 sind mit einem positiven

Kollektorelement 80 verbunden, welches mit dem positiven Terminal 64 verbunden ist. Somit ist der kathodische Stromableiter elektrisch mit dem positiven Terminal 64 der Batteriezelle 60 verbunden.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.