(57)【要約】本発明は、電池セルのための電極ユニットを製造する方法であって、以下の工程、即ち、第１の電極（２１、２２）の複数の板状のセグメントが有する接触タブ（３５、３６）を、帯状の第１のセパレータ層（１８）と材料結合により結合する工程と、帯状の第２のセパレータ層（１９）を、第１の電極（２１、２２）のセグメントの接触タブ（３５、３６）又は第１のセパレータ層（１８）と材料結合により結合する工程であって、結果的に、帯状の結合体要素（５０）が生じ、第１の電極（２１、２２）のセグメントの活物質（４１、４２）が、第１のセパレータ層（１８）及び第２のセパレータ層（１９）によって囲まれる、上記材料結合により結合する工程と、結合体要素（５０）に第２の電極（２１、２２）の複数の板状のセグメントを載置する工程と、を含む、上記方法に関する。さらに、本発明は、本発明に係る方法に従って製造された、電池セルのための電極ユニットにも関する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池セル（２）のための電極ユニット（１０）を製造する方法であって、以下の工程、即ち、
第１の電極（２１、２２）の複数の板状のセグメントが有する接触タブ（３５、３６）を、帯状の第１のセパレータ層（１８）と材料結合により結合する工程と、
帯状の第２のセパレータ層（１９）を、前記第１の電極（２１、２２）の前記セグメントの前記接触タブ（３５、３６）又は前記第１のセパレータ層（１８）と材料結合により結合する工程であって、結果的に、帯状の結合体要素（５０）が生じ、前記第１の電極（２１、２２）の前記セグメントの活物質（４１、４２）が、前記第１のセパレータ層（１８）及び前記第２のセパレータ層（１９）によって囲まれる、前記材料結合により結合する工程と、
前記結合体要素（５０）に第２の電極（２１、２２）の複数の板状のセグメントを載置する工程と、
を含む、方法。
【請求項２】
前記結合体要素（５０）が、前記第１の電極（２１、２２）の前記セグメントの間で交互方向に折り畳まれ、前記第２の電極（２１、２２）の前記セグメントが、前記第１のセパレータ層（１８）と前記第２のセパレータ層（１９）とに交互に載置される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記結合体要素（５０）が、前記第１の電極（２１、２２）の前記セグメントの間で同じ方向に折り畳まれ、前記第２の電極（２１、２２）の前記セグメントが、前記第１のセパレータ層（１８）又は前記第２のセパレータ層（１９）に載置される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記結合体要素（５０）が、前記第１の電極（２１、２２）の前記セグメントの間で分離され、その結果、結合体セグメント（５２）が生じ、前記結合体セグメント（５２）と、前記第２の電極（２１、２２）の前記セグメントと、が交互に積層される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ストリップ状の第１の接着膜（６１）が、前記第１のセパレータ層（１８）に施され、
前記第１の電極（２１、２２）の前記セグメントの前記接触タブ（３５，３６）が、前記第１の接着膜（６１）によって、前記第１のセパレータ層（１８）に接着され、
前記第２のセパレータ層（１９）が、前記第１の接着膜（６１）によって、前記第１のセパレータ層（１８）に接着される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の電極（２１、２２）の前記セグメントの前記接触タブ（３５、３６）の両側に、ストリップ状の第３の接着膜（６３）が１つずつ施され、
前記第１の電極（２１、２２）の前記セグメントの前記接触タブ（３５、３６）は、前記第３の接着膜（６３）によって、前記第１のセパレータ層（１８）に接着され、
前記第２のセパレータ層（１９）は、前記第３の接着膜（６３）によって、前記第１の電極（２１、２２）の前記セグメントの前記接触タブ（３５、３６）に接着される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の電極（２１、２２）の前記セグメントの前記接触タブ（３５、３６）は、前記結合体要素（５０）と材料結合により結合され、好適には接着される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
ストリップ状の第２の接着膜（６２）が、前記第２のセパレータ層（１９）に施され、前記第２の電極（２１、２２）の前記セグメントの前記接触タブ（３５、３６）が、前記第２の接着膜（６２）によって前記第２のセパレータ層（１９）に接着される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ストリップ状の第４の接着膜（６４）が、前記第２の電極（２１、２２）の前記セグメントの前記接触タブ（３５、３６）に施され、前記第２の電極（２１、２２）の前記セグメントの前記接触タブ（３５、３６）は、前記第４の接着膜（６４）により前記第２のセパレータ層（１９）に接着される、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法に従って製造された、電池セル（２）のための電極ユニット（１０）。
【請求項１１】
電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）、又は家庭用電化製品における電池セル（２）での、請求項１０に記載の電極ユニット（１０）の利用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気セルのための電極ユニットを製造する方法であって、第１の電極の複数の板状セグメントが、帯状の第１のセパレータ層と材料結合により（ｓｔｏｆｆｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ）結合され、特に接着される、上記方法に関する。さらに、本発明は、本発明に係る方法に従って製造された、電池セルのための電極ユニットにも関する。
【背景技術】
【０００２】
電気エネルギーは、電池を用いて貯蔵することが可能である。電池は、化学的な反応エネルギーを電気エネルギーに変換することが可能である。ここで、一次電池と二次電池とが区別される。一次電池は１度しか稼働しえないが、蓄電池とも呼ばれる二次電池は再充電が可能である。蓄電池では、特に、所謂リチウムイオン電池セルが利用される。このリチウムイオン電池セルは、特に、高いエネルギー密度と、熱安定性と、非常に少ない自己放電と、によって卓越している。
【０００３】
リチウムイオン電池セルは、カソードとも呼ばれる正の電極と、アノードとも呼ばれる負の電極と、を有する。カソード及びアノードは、集電体を１つずつ含み、この集電体に活物質が塗布されている。電池セルの電極はフィルム状に形成されており、アノードとカソードとを分離するセパレータを間に挟んだ状態で巻回されて、巻回電極体となる。このような巻回電極体は、ジェリーロール（Ｊｅｌｌｙ‐Ｒｏｌｌ）とも称される。電極は、互いに積層されて電極スタックを成してもよく、又は、他の形態により電極ユニットを形成してもよい。
【０００４】
電極ユニットの２つの電極は、端子とも呼ばれる電池セルの極と電気的に接続されている。電極及びセパレータは、通常は液状の電解質によって囲まれている。電池セルは、例えばアルミニウムで製造されたセルハウジングを更に有する。セルハウジングは、通常では角柱形状に、特に直方体形状に形成され、耐圧性を備えて構成される。しかしながら、他のハウジング形状、例えば円柱状も公知であり、又は、柔軟なポーチセル（Ｐｏｕｃｈｚｅｌｌｅ）も公知である。
【０００５】
新しい電池セルを開発する際の基本的な試みは、セルの電気化学的な有効容量を増やすことである。この有効容量を最大化するための、電極ユニットの最適な構造形態は電極スタックであるということが判明している。なぜならば、電極スタックは、理想的には角柱形状にも、任意の他の幾何学的形状にも製造されうるからである。
【０００６】
電極ユニットの充電状態及び劣化状態に従って、電極の膨張が起きる可能性があり、これにより、完全に巻回された電極ユニットでは、丸みが付いた領域でズレ、層間剥離、及び不均質性が生じうる。電極スタックでは、このような劣化プロセスも同様に最小化される。電極に対して均一な力が作用することによって、電極及びセパレータの接触の消失が防止されるとともに、電極ユニットの最長の寿命が実現されうる。
【０００７】
独国特許出願公開第１０２００６０５４３０８号明細書には、電極が縁端領域で、材料結合による接着結合によりセパレータに固定された電極構成が開示されている。その際の接着ポイントは、電極の活物質の上に存在する。
【０００８】
独国特許出願公開第１０２００９０１３３４５号明細書も同様に、電極が縁端領域で、材料結合による接着結合によりセパレータに固定された電極構成について記載している。電極ユニットが、側方をぐるりと囲む接着ストリップによって固定された変形例が示されている。さらに、電極の角に設けられた接着ポイント、及び、長手方向側面に設けられた接着ビードが示されている。
【０００９】
国際公開第２００１／０５９８７０号明細書は、別々の電極及びセパレータからその下位要素が形成された電極ユニットの構造について記載している。上記下位要素は、連続的なセパレータと共にＺ字状に折り畳まれることで、完成した電極ユニットとなる。下位要素の製造時には、積層化（Ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）によりセパレータ層が電極に施される。
【００１０】
米国特許出願公開第２０１３／００５９１８３号明細書には、電極ユニットを含む電池が開示されている。ここでは、電極ユニットは、帯状のアノード及び帯状のカソードを含み、この帯状のアノード及び帯状のカソードは帯状のセパレータに接着されている。この接着は、好適には、電極の集電体の２つのストリップ状領域で行われる。
【００１１】
米国特許出願公開第２０１０／０１７５２４５号明細書は、電池セルのための電極スタックを製造する方法を開示している。ここでは、接着剤が、１の電極の集電体に塗布され、この１つの電極はこのようにしてセパレータに接着される。他の電極の集電体にも同様に接着剤が塗布され、この他の電極は別のセパレータに接着される。
【００１２】
米国特許出願公開第２０１０／０１９６１６７号明細書から、電池セルのための電極ユニット、及び、電極ユニットを製造する方法が読み取れる。ここでは、カソードが、第１のセパレータに接着され、アノードが、第２のセパレータに接着される。
【００１３】
欧州特許出願公開第２９５８１７９号明細書は、電池セルのための電極ユニット、及び、電極ユニットを製造する方法を開示している。ここでは、帯状の電極が切断されて板状セグメントとなり、帯状のセパレータに載置される。その後に、２つのセパレータと、電極セグメントと、が互いに接着される。続いて、互いに接着されたセパレータ及び電極セグメントが切断されて、積層される。
【発明の概要】
【００１４】
電池セルのための電極ユニットを製造する方法が提案される。本方法は、少なくとも、以下の実行される工程を含む。
【００１５】
第１の工程において、第１の電極の複数の板状のセグメントが有する接触タブが、帯状の第１のセパレータ層と材料結合により結合される。第１の電極は、アノードであってもよく、カノードであってもよい。材料結合による結合として、特に接着が考慮の対象となるが、例えば融着も考慮の対象となる。
【００１６】
第１のセパレータ層は、平坦かつ帯状に形成されている。このことは本文脈では、縦方向の第１のセパレータ層の長さが、縦方向に対して直交する横方向の第１のセパレータ層の長さよりも遥かに長く、特に、少なくとも１０倍長いことを意味している。
【００１７】
第１の電極のセグメントは、平坦かつ板状に形成されている。このことは本文脈では、縦方向の第１の電極のセグメントの長さが、横方向の第１の電極のセグメントの長さとほぼ同じ長さであり、特に、最小で、横方向の第１の電極のセグメントの長さの半分の長さであり、最大で、横方向の第１の電極のセグメントの長さの２倍の長さであることを意味している。
【００１８】
第１の電極のセグメントは集電体をそれぞれ１つずつ含み、この集電体は、金属箔として形成され、好適にはその両側に活物質が塗布されている。この集電体からは接触タブが突き出ており、この接触タブには活物質が塗布されておらず、即ち活物質が無い。第１の電極のセグメントの接触タブは、第１の電極のセグメント同士を互いに接触させるため、及び、第１の電極のセグメントと電池セルの端子とを接触させるために役立つ。
【００１９】
特に、第１の電極のセグメントの接触タブのみが、第１のセパレータ層と材料結合により結合される。即ち、第１の電極のセグメントの活物質と、第１のセパレータ層と、の直接的な接続が設けられていない。
【００２０】
第２の工程において、帯状の第２のセパレータ層が、第１の電極のセグメントの接触タブと材料結合により結合され、又は、帯状の第２のセパレータ層が、第１のセパレータ層と材料結合により結合される。第１の電極のセグメントの活物質と、第２のセパレータ層と、の直接的な接続も同様に設けられていない。
【００２１】
ここでは、第１のセパレータ層と、第２のセパレータ層と、第１の電極のセグメントと、を含む帯状の結合体要素が生じる。このとき、第１の電極のセグメントは、２つのセパレータ層の間の広範囲に配置されている。また、第１の電極のセグメントの活物質は、第１のセパレータ層及び第２のセパレータ層によって囲まれている。第１の電極のセグメントの接触タブは、上記２つのセパレータ層の間から突出しており、外部から接触可能である。
【００２２】
第３の工程において、結合体要素に第２の電極の複数の板状セグメントが載置される。第１の電極がアノードである場合には、第２の電極はカソードである。第１の電極がカソードである場合には、第２の電極はアノードである。
【００２３】
第２の電極のセグメントは、第１のセパレータ層又は第２のセパレータ層の、第１の電極のセグメントとは反対の側に載置される。第１の電極のセグメントと、第２の電極のセグメントと、の間には常に上記２つのセパレータ層の一方が存在する。
【００２４】
第１のセパレータ層及び第２のセパレータ層は、例えば互いに分離した、別々の膜として形成されうる。しかしながら、第１のセパレータ層と第２のセパレータ層とは、１つの膜としても形成されうる。この場合、第２のセパレータ層は、第１の工程の後に、長軸に沿って、第１のセパレータ層に対して１８０°折り曲げられ、第２の工程で、第１の電極のセグメントの上に置かれる。
【００２５】
本発明の有利な実施形態によれば、第３の工程の間に、結合体要素が、第１の電極のセグメントの間で、交互方向に折り畳まれる。この作業は、「Ｚ字状の折り畳み」とも称される。その後、第３の工程では、第２の電極のセグメントが、第１のセパレータ層と第２のセパレータ層とに交互に載置される。これにより、第２の電極のセグメントはそれぞれ、第１のセパレータ層又は第２のセパレータ層の双方に載置されている。
【００２６】
本発明の他の有利な実施形態によれば、第３の工程の間に、結合体要素が、第１の電極のセグメントの間で同じ方向に折り畳まれる。この作業は巻回に似ているが、第１の電極のセグメントは平坦なままであり湾曲しない。その後、第３の工程では、第２の電極のセグメントが、第１のセパレータ層に載置されて、第２のセパレータ層によって覆われ、又は、第２の電極のセグメントが、第２のセパレータ層に載置されて、第１のセパレータ層によって覆われる。これにより、第２の電極のセグメントはそれぞれ、第１のセパレータ層と第２のセパレータ層との間に存在する。
【００２７】
本発明の他の有利な実施形態によれば、第３の工程の間に、結合体要素が、第１の電極のセグメントの間で分離される。この作業は「個別化」とも称される。この個別化によって、第１の電極のセグメントをそれぞれが有する個々の結合体セグメントが生じる。その後、第３の工程では、結合体セグメントと、第２の電極のセグメントと、が交互に積層される。これにより、第２の電極のセグメントはそれぞれ、第１のセパレータと第２のセパレータ層との間に存在する。
【００２８】
有利な変形例によれば、第１の工程の前に、ストリップ状の第１の接着膜が、第１のセパレータ層の、特に縁端領域に施される。その後に、第１の工程では、第１の電極のセグメントの接触タブが、第１の接着膜によって、第１のセパレータ層に接着される。第２の工程では、第２のセパレータ層が、第１の接着膜によって、第１のセパレータ層に接着される。
【００２９】
代替的な有利な変形例によれば、第１の工程の前に、第１の電極のセグメントの接触タブの両側の、特に縁端領域に、ストリップ状の第３の接着膜が１つずつ施される。その後に、第１の工程では、第１の電極のセグメントの接触タブが、第３の接着膜によって、第１のセパレータ層に接着される。第２の工程では、第２のセパレータ層が、第３の接着膜によって、第１の電極のセグメントの接触タブに接着される。
【００３０】
好適には、第２の電極のセグメントの接触タブも、結合体要素、即ち特にセパレータ層と材料結合により結合され、好適には接着される。
【００３１】
このために、例えば第３の工程の前に、ストリップ状の第２の接着膜が、第２のセパレータ層の、特に縁端領域に施される。その後に、第３の工程では、第２の電極のセグメントの接触タブが、第２の接着膜によって第２のセパレータ層に接着される。
【００３２】
代替的に、第３の工程の前に、ストリップ状の第４の接着膜が、第２の電極のセグメントの接触タブの、特に縁端領域に施される。その後、第３の工程において、第２の電極のセグメントの接触タブが、第４の接着膜により第２のセパレータ層に接着される。
【００３３】
本発明に係る方法に従って製造された、電池セルのための電極ユニットも提案される。
【００３４】
本発明に係る電極ユニットは、有利には、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）、又は家庭用電化製品における電池セルで利用される。家庭用電化製品とは、特に、携帯電話、タブレットＰＣ、又はノートブック（Ｎｏｔｅｂｏｏｋ）として理解されたい。
【発明の効果】
【００３５】
本発明に係る方法によって、セパレータ層に対する電極のセグメントの正確な位置決めが可能となる。これにより、特に、比較的速い処理速度で、かつ小さな製造公差により、連続的な製造プロセスが実現されうる。本発明に係る方法によって、特にＺ字状の折り畳み、巻回、又は積層による電極ユニットの製造が可能となる。本発明に係る方法は、様々な種類のセパレータ層にも、特に、セラミック塗布セパレータ、及び、ファイバーセパレータにも適用されうる。
【００３６】
有利には、電極の活物質には接着剤が接しておらず、これにより、接着膜の接着剤が、電極ユニットの電気化学的挙動に対して不利な影響を与えない。特に、接着剤によって、電極ユニットの内部抵抗の上昇が引き起こされない。これにより、電極ユニットの性能及び劣化挙動が有利に改善される。
【００３７】
さらに、接着膜が、異物、例えば切りくずの進入から電極ユニットを護る。追加的に、接着剤は、セパレータ層の機械的な固定のために寄与し、特に過剰な熱的負荷が掛かった際に、セパレータ層が縮むことを防止する。これにより、電極ユニット及び電池セルの安全性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
本発明の実施形態が、図面及び以下の明細書の記載によって詳細に解説される。
【図１】電池セルの概略図を示す。
【図２】第１の変形例に係る電極ユニットの製造工程を示す。
【図３】第２の変形例に係る電極ユニットの製造工程を示す。
【図４】Ｚ字状に折り畳むことで製造された電極ユニットの概略的な断面図を示す。
【図５】巻回により製造された電極ユニットの概略的な断面図を示す。
【図６】積層により製造された電極ユニットの概略的な断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
本発明の実施形態についての以下の記載では、同じ又は類似した構成要素には同じ符号が付され、個別ケースでの上記構成要素の反復説明は省略される。図は、本発明の主題を概略的に示しているにすぎない。
【００４０】
図１は、電池セル２の概略図を示している。電池セル２は、角柱形状、ここでは直方体形状に形成されたハウジング３を含む。ハウジング３は、ここでは電導性を有して実現されており、例えばアルミニウムから製造されている。
【００４１】
電池セル２は、負の端子１１と、正の端子１２と、を含む。端子１１、１２を介して、電池セル２により提供される電圧が取得されうる。さらに、端子１１、１２を介して電池セル２を充電することも可能である。
【００４２】
電池セル２のハウジング３の内部には、ここでは電極スタックとして実現された電極ユニット１０が配置されている。電極ユニット１０は、２つの電極、即ち、アノード２１及びカソード２２を有する。アノード２１及びカソード２２はそれぞれフィルム状に形成されており、少なくとも１つのセパレータ層１８、１９によって互いに隔てられている。少なくとも１つのセパレータ層１８、１９は、イオン伝導性を有し、即ちリチウムイオンを透過させる。
【００４３】
アノード２１は、アノード活物質４１と、集電体３１と、を含む。アノード２１の集電体３１は、電導性を有して実現されており、金属、例えば銅から製造されている。アノード２１の集電体３１は、電池セル２の負の端子１１と電気的に接続されている。
【００４４】
カソード２２は、カソード活物質４２と、集電体３２と、を含む。カソード２２の集電体３２は、電導性を有して実現されており、金属、例えばアルミニウムから製造されている。カソード２２の集電体３２は、電池セル２の正の端子１２と電気的に接続されている。
【００４５】
図２には、第１の変形例に係る電極ユニット１０の製造工程が示されている。部分図２ａ）に示されるように、第１の接着膜６１が、帯状に構成された第１のセパレータ層１８の縁端領域に施される。帯状の構成とは、以下では、縦方向ｘの長さが、縦方向ｘに対して直交して方向付けられた横方向ｙの長さよりも遥かに長いことと理解されたい。
【００４６】
第１の接着膜６１は、例えば、転写法（Ｔｒａｎｓｆｅｒｖｅｒｆａｈｒｅｎ）を介して、接着剤ストリップとして、接着テープとして、又はスプレー糊として施されうる。
【００４７】
感圧接着剤の他に、様々な形で有効な接着剤を利用することが可能である。他の代替的な実施形態において、第１のセパレータ層１８を熱的に融着させ、このようにして同様に、材料結合による結合を形成することが可能である。
【００４８】
部分図２ｂ）には、第１の電極としてのカソード２２の、板状に構成された複数のセグメントが、どのように第１のセパレータ層１８に載置されるのかを示している。板状の構成とは、以下では、縦方向ｘの長さが、横方向ｙの長さと近似的に同じ長さであると理解されたい。
【００４９】
カソード２２のセグメントは、カソード活物質４２が塗布された集電体３２をそれぞれ１つずつ有する。集電体３２から、カソード２２の接触タブ３６が突出している。この接触タブ３６にはコーティングがされておらず、即ちカソード活物質４２が無い。カソード２２のセグメントは、カソード２２の接触タブ３６が第１の接着膜６１に付着しこれによりカソード２２のセグメントが第１のセパレータ層１８に接着されるように、第１のセパレータ層１８の上に配置される。
【００５０】
その際に、カソード２２の個々のセグメントの方向付け及び位置は、後に続く巻回、折り畳み、又は積層の後でカソード２２の接触タブ３６同士が互いに重なるように、電極ユニット１０の更なる製造プロセスに対して調整される。本図では、Ｚ字状の折り畳みのために位置及び方向付けが調整されている。
【００５１】
続いて、部分図２ｃ）が示すように、帯状の第２のセパレータ層１９が、第１のセパレータ層１８の上にぴったりと置かれて、第１の接着膜６１によって第１のセパレータ１８に接着される。これにより、部分的に透明に示された帯状の結合体要素５０が生じる。ここでは、カソード２２の活物質４２は、第１のセパレータ層１８及び第２のセパレータ層１９によって囲まれており、カソード２２の接触タブ３６のみが、セパレータ層１８、１９の間から突き出ている。
【００５２】
ここでは、第２の接着膜６２が、第２のセパレータ層１９の縁端領域に施される。その後で、結合体要素５０の第２のセパレータ層１９には、第２の電極としてのアノード２１の、板状に構成された複数のセグメントが配置される。ここでは、アノード２１のセグメントが１つだけ示されている。
【００５３】
アノード２１のセグメントは、アノード活物質４１が塗布された集電体３１をそれぞれ１つずつ有する。集電体３１から、アノード２１の接触タブ３５が突出している。この接触タブ３５にはコーティングがされておらず、即ちアノード活物質４１が無い。アノード２１のセグメントは、アノード２１の接触タブ３５が第２の接着膜６２に付着しこれによりアノード２１のセグメントが第２のセパレータ層１９に接着されるように、第２のセパレータ層１９の上に配置される。
【００５４】
図３には、第２の変形例に係る電極ユニット１０の製造工程が示されている。部分図３ａ）に示されるように、第３の接着膜６３が、帯状のカソード２２の、コーティングされていない集電体３２の端部の両側に施される。その際に、第３の接着膜６３は、例えば、転写法を介して、接着剤ストリップとして、接着テープとして、又は、スプレー糊として施されうる。帯状のカソード２２から、個別化によって、カソード２２の板状に形成されたセグメントが形成される。ここで、カソード２２のセグメントの接触タブ３６には、第３の接着膜６３が設けられている。
【００５５】
カソード２２のセグメントは第１の電極として、部分図３ｂ）に示されるように、帯状の第１のセパレータ層１８に付着される。その際に、カソード２２のセグメントの接着タブ３６が、第３の接着膜６３によって第１のセパレータ層１８に接着される。
【００５６】
その際に、カソード２２の個々のセグメントの位置及び方向付けは、後に続く巻回、折り畳み、又は積層の後でカソード２２の接触タブ３６同士が互いに重なるように、電極ユニット１０の更なる製造プロセスに対して調整される。本図では、Ｚ字状の折り畳みのために位置及び方向付けが調整されている。
【００５７】
続いて、部分図３ｃ）に示されるように、帯状の第２のセパレータ層１９が、第１のセパレータ層１８の上にぴったりと置かれ、第３の接着膜６３によって、第１のカソード２２のセグメントの接着タブ３６に接着される。これにより、部分的に透明に示された帯状の結合体要素５０が生じる。その際に、カソード２２の活物質４２は、第１のセパレータ層１８及び第２のセパレータ層１９によって囲まれており、カソード２２の接触タブ３６のみが、セパレータ層１８、１９の間から突き出ている。
【００５８】
その後、結合体要素５０の第２のセパレータ層１９の上には、第２の電極としてのアノード２１の、板状に形成された複数のセグメントが配置される。ここでは、アノード２１のセグメントが１つだけ示されている。その前に、第４の接着膜６４が、アノード２１のセグメントの接触タブ３５の縁端領域に施される。アノード２１のセグメントは、アノード２１の接触タブ３５が第４の接着膜６４によって第２のセパレータ層１９に接着されるように、第２のセパレータ層１９の上に配置される。
【００５９】
第１の接着膜６１、第２の接着膜６２、第３の接着膜６３、及び、第４の接着膜６４は、第１の変形例及び第２の変形例では、例えば、ポリオレフィンベースのホットメルト接着剤、又は、アクリルベースの接着剤として実現されうる。さらに、接着剤は、セラミックス充填材、例えばＡｌ２Ｏ３を含有しうる。
【００６０】
第１の接着膜６１、第２の接着膜６２、第３の接着膜６３、及び、第４の接着膜６４は、好適には、２ｍｍ以下の幅により設けられる。接着膜６１、６２、６３、６４の幅は、横方向ｙの長さに対応する。
【００６１】
ストリップ状の接着膜６１、６２、６３、６４の代わりに、接着剤ポイントを利用することも考えられる。このような接着剤ポイントは、好適には直径が最大２ｍｍであり、好適には最大２０ｍｍの間隔を互いにとって配置されている。このような接着剤ポイントの塗布は、例えば、「噴射法」（Ｊｅｔｔｅｎ）として公知の方法を利用して行われる。
【００６２】
第１の変形例の第２の接着膜６２、及び、第２の変形例の第４の接着膜６４は設けられなくてもよく、第２の電極としてのアノード２１の、板状に形成されたセグメントは、単に、結合体要素５０の第２のセパレータ層１９の上に配置されてもよい。
【００６３】
第１の変形例及び第２の変形例では、第２の電極としてのアノード２１のセグメントは、アノード２１の接触タブ３５がカソード２２の接触タブ３６と同じ方向を向くように、配置されうる。同様に、第２の電極としてのアノード２１のセグメントは、アノード２１の接触タブ３５がカソード２２の接触タブ３６とは反対の方向を向くように、配置されうる。
【００６４】
図４は、Ｚ字状に折り畳むことで製造された電極ユニット１０の概略的な断面図を示す。ここでは、結合体要素５０が、カソード２２のセグメントの間で交互方向に折り畳まれる。アノード２１のセグメントが、第１のセパレータ層１８の上と第２のセパレータ層１９の上とに交互に配置される。
【００６５】
図５は、巻回により製造された電極ユニット１０の概略的な断面図を示している。ここでは、結合体要素５０が、カソード２２のセグメント間で同じ方向に折り畳まれる。アノード２１のセグメントは、２つのセパレータ層１８、１９の一方に載置され、巻回される際には、上記２つのセパレータ層１８、１９の他方により覆われる。その後で、アノード２１のセグメントはそれぞれ、結合体要素５０の第１のセパレータ層１８と第２のセパレータ層１９との間に存在する。アノード２１の、中央に配置されたセグメントのみが、第２のセパレータ層１９のみによって取り囲まれている。
【００６６】
図６は、積層により製造された電極ユニット１０の概略的な断面図を示している。結合体要素５０は、カソード２２のセグメントの間で分離される。この個別化によって、カソード２２のセグメントを１つずつ有する結合体セグメント５２が生じる。結合体セグメント５２と、アノード２１のセグメントとが交互に積層される。その後で、アノード２１のセグメントはそれぞれ、結合体セグメント５２の第１のセパレータ層１８と第２のセパレータ層１９との間に存在する。
【００６７】
本発明は、本明細書に記載される実施例、及び実施例で強調される観点には限定されない。むしろ、特許請求の範囲により示される範囲内で、当業者の業の枠組みに収まる複数の変更が可能である。
【図１】
2019530176.tif 000003
【図２ａ）】
2019530176.tif 000004
【図２ｂ）】
2019530176.tif 000005
【図２ｃ）】
2019530176.tif 000006
【図３ａ）】
2019530176.tif 000007
【図３ｂ）】
2019530176.tif 000008
【図３ｃ）】
2019530176.tif 000009
【図４】
2019530176.tif 000010
【図５】
2019530176.tif 000011
【図６】
2019530176.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月20日(2019.5.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池セル（２）のための電極ユニット（１０）を製造する方法であって、以下の工程、即ち、
第１の電極（２２）の複数の板状のセグメントが有する接触タブ（３６）を、帯状の第１のセパレータ層（１８）と材料結合により結合する工程と、
帯状の第２のセパレータ層（１９）を、前記第１の電極（２２）の前記セグメントの前記接触タブ（３６）又は前記第１のセパレータ層（１８）と材料結合により結合する工程であって、結果的に、帯状の結合体要素（５０）が生じ、前記第１の電極（２２）の前記セグメントの活物質（４２）が、前記第１のセパレータ層（１８）及び前記第２のセパレータ層（１９）によって囲まれる、前記材料結合により結合する工程と、
前記結合体要素（５０）に第２の電極（２１）の複数の板状のセグメントを載置する工程と、
を含む、方法。
【請求項２】
前記結合体要素（５０）が、前記第１の電極（２２）の前記セグメントの間で交互方向に折り畳まれ、前記第２の電極（２１）の前記セグメントが、前記第１のセパレータ層（１８）と前記第２のセパレータ層（１９）とに交互に載置される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記結合体要素（５０）が、前記第１の電極（２２）の前記セグメントの間で同じ方向に折り畳まれ、前記第２の電極（２１）の前記セグメントが、前記第１のセパレータ層（１８）又は前記第２のセパレータ層（１９）に載置される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記結合体要素（５０）が、前記第１の電極（２２）の前記セグメントの間で分離され、その結果、結合体セグメント（５２）が生じ、前記結合体セグメント（５２）と、前記第２の電極（２１）の前記セグメントと、が交互に積層される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ストリップ状の第１の接着膜（６１）が、前記第１のセパレータ層（１８）に施され、
前記第１の電極（２２）の前記セグメントの前記接触タブ（３６）が、前記第１の接着膜（６１）によって、前記第１のセパレータ層（１８）に接着され、
前記第２のセパレータ層（１９）が、前記第１の接着膜（６１）によって、前記第１のセパレータ層（１８）に接着される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の電極（２２）の前記セグメントの前記接触タブ（３６）の両側に、ストリップ状の第３の接着膜（６３）が１つずつ施され、
前記第１の電極（２２）の前記セグメントの前記接触タブ（３６）は、前記第３の接着膜（６３）によって、前記第１のセパレータ層（１８）に接着され、
前記第２のセパレータ層（１９）は、前記第３の接着膜（６３）によって、前記第１の電極（２２）の前記セグメントの前記接触タブ（３６）に接着される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の電極（２１）の前記セグメントの前記接触タブ（３５）は、前記結合体要素（５０）と材料結合により結合される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記第２の電極（２１）の前記セグメントの前記接触タブ（３５）は、前記結合体要素（５０）と接着される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
ストリップ状の第２の接着膜（６２）が、前記第２のセパレータ層（１９）に施され、前記第２の電極（２１）の前記セグメントの前記接触タブ（３５）が、前記第２の接着膜（６２）によって前記第２のセパレータ層（１９）に接着される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
ストリップ状の第４の接着膜（６４）が、前記第２の電極（２１）の前記セグメントの前記接触タブ（３５）に施され、前記第２の電極（２１）の前記セグメントの前記接触タブ（３５）は、前記第４の接着膜（６４）により前記第２のセパレータ層（１９）に接着される、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
電池セル（２）のための電極ユニット（１０）であって、
複数の板状のセグメントを備える第１の電極（２２）と、
複数の板状のセグメントを備える第２の電極（２１）と、
帯状の第１のセパレータ層（１８）と、
帯状の第２のセパレータ層（１９）と、
を備え、
前記第１の電極（２２）の前記セグメントは、活物質（４２）と、接触タブ（３６）とを有し、
前記第１のセパレータ層（１８）が、前記第１の電極（２２）の前記セグメントの前記接触タブ（３６）と材料結合により結合され、前記第２のセパレータ層（１９）が、前記第１の電極（２２）の前記セグメントの前記接触タブ（３６）又は前記第１のセパレータ層（１８）と材料結合により結合されることで、帯状の結合体要素（５０）が形成されており、
前記結合体要素（５０）において、前記第１の電極（２２）の前記セグメントの前記活物質（４２）が、前記第１のセパレータ層（１８）及び前記第２のセパレータ層（１９）によって囲まれており、
前記結合体要素（５０）に前記第２の電極（２１）の前記セグメントが載置されている、
電池セル（２）のための電極ユニット（１０）。
【請求項１２】
電気自動車（ＥＶ：ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｖｅｈｉｃｌｅ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ：ｈｙｂｒｉｄ−ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｖｅｈｉｃｌｅ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ：ｐｌｕｇ−ｉｎ  ｈｙｂｒｉｄ  ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｖｅｈｉｃｌｅ）、又は家庭用電化製品における電池セル（２）に利用される、請求項１１に記載の電池セル（２）のための電極ユニット（１０）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
本発明に係る電極ユニットは、有利には、電気自動車（ＥＶ：ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｖｅｈｉｃｌｅ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ：ｈｙｂｒｉｄ−ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｖｅｈｉｃｌｅ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ：ｐｌｕｇ−ｉｎ  ｈｙｂｒｉｄ  ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｖｅｈｉｃｌｅ）、又は家庭用電化製品における電池セルで利用される。家庭用電化製品とは、特に、携帯電話、タブレットＰＣ、又はノートブック（Ｎｏｔｅｂｏｏｋ）として理解されたい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
続いて、部分図３ｃ）に示されるように、帯状の第２のセパレータ層１９が、第１のセパレータ層１８の上にぴったりと置かれ、第３の接着膜６３によって、カソード２２のセグメントの接着タブ３６に接着される。これにより、部分的に透明に示された帯状の結合体要素５０が生じる。その際に、カソード２２の活物質４２は、第１のセパレータ層１８及び第２のセパレータ層１９によって囲まれており、カソード２２の接触タブ３６のみが、セパレータ層１８、１９の間から突き出ている。
【国際調査報告】
2019530176.tif 000013
2019530176.tif 000014
2019530176.tif 000015
2019530176.tif 000016