[发明专利]用于电池组电极的检验系统

说明书

本发明涉及一种用于检验电池组电池（21）的多层电极片（3）的方法，所述方法具有以下步骤：a）将至少两个功能层（7）接合；b）将所述功能层（7）连接成电极隔膜复合体（3）；c）借助于用于产生测量结果的检测设备（11）来检测所述电极隔膜复合体（3）的表面（10）的至少一部分；d）评估所产生的测量结果并产生评估结果；e）输出所述评估结果。

技术领域

本发明涉及一种用于检验电池组电池的多层电极隔膜复合体（Elektroden-Separator-Verbund）的方法以及一种用于检验电极隔膜复合体的设备和一种电池组电池。

背景技术

锂离子电池组在现代技术中越来越被视为关键技术。因此锂离子电池组在不同方面经历不断的进一步开发，为了示例性地仅提及少数几个方面，例如可以是：制造成本、可达到的能量密度、使用寿命、安全性和/或充电持续时间。

用于存储更大量能量的电池组、例如车辆中的牵引电池组在此通常由多个电池组电池组成，这些电池组电池又由多个电池组件组成。电池组电池的电池组件是电极、隔膜层、集流体层或集流体、电极上的活性材料层、电解质以及包围的壳体或薄膜。

锂离子电池组或根据该原理构造的电池组电池在此原则上具有两个电极。一方面设置称为阳极的负电极以及称为阴极的正电极。

在此，这些电极通常由集流体和活性材料组成。在电极片（Elektrodensheet）上分别布置了对应于极性（Polung）的活性材料。因此，在阳极上使用的活性材料与阴极上使用的活性材料不同。另外，在具有不同极性的两个电极之间设置至少一个隔膜层，所述至少一个隔膜层防止这些电极之间的电短接。但是，与此同时，所述隔膜层对于特定的离子、例如锂离子而言是可穿透的（durchlässig），使得这些离子可以在电池组充电或放电期间分别穿过所述隔膜层。

此外，针对电池组电池的功能，还需要离子传导的（ionenleitend）电解质，其中所述电解质将所述电极的活性层和隔膜层润湿（benetzen），使得所述电解质作为电池中的过程的媒介而起作用。术语“阳极”和“阴极”是通过氧化过程或还原过程定义的。在这两个电极中的哪个电极被氧化或还原是取决于：电池组电池被充电还是放电。然而，在考虑电池组或电池组电池时习惯性地总是将放电过程用作为针对术语“阳极”和“阴极”的定义。

电池组电池的负电极通常由铜薄膜和由作为电化学活性材料的石墨或锂合金材料制成的层组成。为了提供功率所需的带正电的锂离子在充电期间沉积（插入）在所述负电极中。石墨阳极目前是最常见的选择，因为它们在锂离子沉积时具有低电极电位和小体积膨胀率。正电极通常由施加在铝集电器（Aluminiumkollektor）上的混合氧化物组成。在对电池充电时，带有所分配的活性材料的正电极用作锂源。

已知的锂离子电池组通常由大量的电极片构造，这些电极片在电池组电池中上下叠加地布置。因此，在制造电池组电池时有利的是：首先将其中多个所需要的层以所期望的层结构彼此连接成电极片，以便然后在进一步的生产步骤中由预制的电极片制造电池组电池，也称为电池堆。

因此例如在层压过程期间将电池组电池的各个组件、如阳极、隔膜层和阴极彼此牢固地连接，使得各个组件在其位置和方向方面相对彼此固定。在此产生了所谓的多层（mehrlagig）电极片，其在下文中称为电极隔膜复合体（ESV）。特别是在诸如所谓的软包电池的大尺寸电池组电池的情况下，层压是一种既提高生产过程中的过程速度又改善后来的最终产品中的电池功率性能的有利方法。本发明不强制性地限于单电池复合体（阳极，隔膜，阴极，隔膜）；它也可以应用于各个层压的电极片（例如隔膜，阳极，隔膜）。

然而，层压过程是非常复杂的生产方法。在该生产方法中，必须处理极其敏感的材料。隔膜层的处理是特别关键性的，因为隔膜层对过程中普遍存在的压力和温度负荷极为灵敏地做出反应。在该过程期间的挑战在于，实现层状的电池组件之间的最佳连接而在此过程中无需确认所述电池组件。