[发明专利]用于切割片状或板状物体的方法和系统

说明书

描述

此处将优先申请DE102010053341.6和DE10201115118.8的全部内容通过引用的方式全部纳入本文。

本发明涉及用于切割片状或板状的物体的方法和系统，特别是切割用于构造电化学能量储存器的电极和/或分隔物或者此类电极或分隔物的一部分的方法和系统。

已知电池(初级储存器)和蓄电池(二级储存器)被用作电化学能量储存器，通过在其中施加充电电流，电能在电解质中的或在电解质之间的阴极和阳极之间的电化学充电反应中被转换为化学能并因此被储存，并通过在其中连接电负载，化学能在电化学放电反应中被转化为电能。其中，二级储存器容许多次(从几百次到超过10000个周期)充电和放电，而初级储存器通常仅充电一次并在放电之后被处理掉。应注意的是，特别是在交通工具领域，蓄电池也被称为电池。

需要有非常大量的电极和分隔物，所以对高品质的、高效的和廉价的制造工艺有需求。在制造电极和分隔物的过程中要注意的是，为了电极堆或单元的组装，这些组件被切割成相应的尺寸。对于连续的生产线，电极和分隔物是由电极带或分隔物带切割而成的。

因此，本发明的任务是，创造用于切割片状或板状的物体的、被改进的方法和被改进的系统。

该目的是通过根据权利要求1的用于切割片状或板状物体的方法，以及根据权利要求18的用于切割片状或板状物体的系统，以及根据权利要求23的电池被实现。有利的设计方案和改进方案是从属权利要求的主题。

根据第一个方面，本发明涉及一种切割方法。通过切割片状或板状物体的方法，特别是切割用于构造电化学能量储存器的电极和/或分隔物或者此类电极或分隔物的一部分的方法，这些目的将被实现，所述切割方法具有：将要切割的物体引导到激光切割设备，通过激光切割设备切割物体，以及在切割边缘执行处理过程以减少微短路。这些设计具有的优点是，可以快速执行切割过程，以及切割边缘具有为了进一步使用所需的质量，因为通过处理过程，可避免或充分减少在切割边缘处的微短路。

“电化学能量储存器”被理解为是指上述任何类型的能量储存器，从其可以提取电能，其中，在能量储存器的内部发生电化学反应。该术语包括所有类型的能量储存器，特别是初级电池和二级电池。电化学能量储存器具有至少一个电化学单元，优选为具有多个电化学单元。为了存储更大量的电荷，多个电化学单元可以并联连接，或为了实现所需的操作电压可以串联连接，或构造为并联和串联连接的组合。

“电化学单元”因此被理解成以用于输出电能为目的的设备，其中能量以化学形式被存储。在可充电的二级电池的情况下，单元也被构造为吸收电能，将其转换成化学能并储存。电化学单元的形态(即特别是尺寸和几何形状)能够取决于可用空间而被选择。优选的是，电化学单元基本上被构造为棱柱型或圆柱形。本发明特别地可按有利的方式使用电化学单元，其被描述为袋状电池(Pouchzellen)或咖啡袋电池(Coffeebagzellen)，而本发明的电化学单元不应该被限制在这些应用上。

这样的电化学单元通常具有电极堆，其至少部分地由壳体包围。此处“电极堆”应被理解为是指在至少两个电极和在其之间设置的电解质。电解质可部分地由分隔物所容纳，其中分隔物分隔电极。优选的是，电极堆具有多层的电极和分隔物，其中相同极性的电极每个都优选地彼此电连接，特别是并联连接。电极被构造为例如是板状的或箔状的，并且被优选地设置为基本上彼此平行(棱柱型能量存储单元)。电极堆也可是卷绕的，并具有基本上为圆柱形的形状(圆柱型能量存储单元)。术语“电极堆”还应该包括这种电极卷。电极堆可以具有锂或者同样离子形式的其它碱金属。

“片状或板状的物体”应在被发明的框架下被理解为实质上是扁平的物体，优选为是薄的扁平的物体。其中，扁平的物体是其在垂直于其表面的方向上(还称为厚度方向上)的尺寸显著地小于完全位于其表面上的最大延伸的尺寸的物体。

优选地，在该方法中，在切割边缘处执行处理过程以减少微短路的步骤包括切割边缘的构造。优选的是，在构造切割边缘的步骤的实施例中，通过激光构造设备(Laserstrukturierungsvorrichtung)来执行。这种设计方案的优点是，通过这种类型的构造，可以特别迅速且有效地避免微短路。

在优选的实施例中，在通过激光切割设备切割物体的步骤之后执行通过激光构造设备构造切割边缘的步骤。在另外一个优选的实施例中，通过激光构造设备构造切割边缘的步骤也可以在通过激光切割设备切割物体的步骤之前被执行。在这些实施例中，对于构造切割边缘的步骤，激光切割设备被优选地用作激光构造设备。