用于由薄膜制造零件的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于由薄膜（18）制造特別是用于蓄電池或燃料電池的電極片或電解質(zhì)片的方法和設(shè)備（10），其中借助于激光束（14）從薄膜（18）切割出零件，并且在零件與剩余薄膜之間留下至少一個連接橋接片。
【專利說明】用于由薄膜制造零件的方法和設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于由薄膜制造特別是用于蓄電池或燃料電池的零件、特別是電極片或電解質(zhì)片的方法，其中借助激光束從薄膜切割出該零件。
【背景技術(shù)】
[0002]這種方法由MS 3,993，508A已知。
[0003]已知的是，特別是用于蓄電池的電極片由電極薄膜切割或沖壓而成。在這種情況下在電極片下面通常墊上犧牲薄膜，以便將其從切割單元傳送到下一工序或處理。
[0004]前述的MS 3，993，508 A公開了一種方法，其中利用激光束從薄膜切割出片。在切割之后，這些片在傳送帶上被傳輸，從該傳送帶被取下并安裝到蓄電池里。為了實施這種已知的方法，必須因此使用傳送帶等形式的傳輸設(shè)備。這些單獨的片在通過激光束切割之后只能花費高昂地存儲，因為這些片為此必須單獨地從傳送帶被取下、存儲和之后又被提供。替代于此，這些片只能立刻從傳送帶被取下并且被加工。
[0005]根據(jù)在EP 0950 481 A2中所公開的方法，從平板盡可能遠地釋放零件，其中在零件與平板之間保留微橋接片(Mikrostege)。因此這些零件可以被存儲在平板中并且在需要的時候從平板移除。在移除零件前，在此規(guī)定，通過在平板與在平板中釋放的零件之間的高電流來熔斷微橋接片。在這種情況下，在熔解時可能導(dǎo)致零件的損傷。此外必須在平板上設(shè)置特別的夾緊裝置，通過該夾緊裝置能夠?qū)崿F(xiàn)通過微橋接片的電流。
[0006]此外，由DE 10 2006 028 815 B3已知一種用于制造電混合零件的方法，其中零件通過橋接片與框架相連接。在移除零件前這些橋接片借助沖壓過程而分離。為了移除零件，因此一種特別的匹配于相應(yīng)零件的沖壓工具是需要的。
[0007]此外，DE 44 32 544 B4公開了 一種連續(xù)軌道(Endlosbahn)，該連續(xù)軌道具有構(gòu)造在其中的卡形信息載體，其中在連續(xù)軌道與卡形信息載體之間設(shè)置有微橋接片。這些微橋接片通過沖壓過程來制造。為了將卡形信息載體保持在連續(xù)軌道中，必須設(shè)置膠帶來覆蓋卡形信息載體和連續(xù)軌道之間的開放區(qū)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]相較之下，本發(fā)明所基于的任務(wù)是提供一種用于切割特別是用于蓄電池或燃料電池的零件的方法，其中零件在切割后能夠同時容易地使用和存儲。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，這項任務(wù)通過一種用于由薄膜制造特別是用于蓄電池或燃料電池的零件的方法而解決，其中借助激光束從薄膜切割出零件，其中在零件與剩余薄膜之間留下至少一個連接橋接片，并且所述至少一個連接橋接片通過移除零件而從剩余薄膜分離。
[0010]蓄電池、特別是鋰聚合物蓄電池具有多個電極片和/或電解質(zhì)片。用于蓄電池的從薄膜切割出的零件因此特別是涉及電極片或電解質(zhì)片。
[0011]通過使用激光束來構(gòu)造至少一個連接橋接片，使得零件被可靠地保持在剩余薄膜中，并且同時剩余薄膜能夠簡單地在沒有用于分離連接橋接片的其它工具的情況下被移除。犧牲薄膜以及加工范圍內(nèi)的處理能夠被舍棄。特別地，根據(jù)本發(fā)明的方法的特征在于其在不使用犧牲薄膜的情況下被執(zhí)行。由此可以節(jié)省費用。在移除零件時一個或多個連接橋接片優(yōu)選地被撕掉。從剩余薄膜移除并且完全分離零件因此優(yōu)選地是單個工作過程。
[0012]在此所描述的類型的零件能夠特別是被用于蓄電池中以及作為電極材料或電解質(zhì)材料被用于燃料電池中。
[0013]在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，零件能夠從剩余薄膜被移除，使得幾乎不可見或不可見的凸起留在零件上。連接橋接片特別是被構(gòu)造為使得零件在從剩余薄膜移除時不撕裂。零件的活性表面的損傷可以因此幾乎被排除。
[0014]激光束可以被移動用于切割零件并且在連接橋接片的區(qū)域內(nèi)被中斷。為了移動激光束，可以移動光源自身和/或設(shè)置相應(yīng)的光學(xué)裝置來移動激光束。為了切割零件，激光束可以非常精準(zhǔn)地被引導(dǎo)和被中斷。因此，相較于利用沖壓工具，借助激光束可以制造更精細的連接橋接片。此外，在使用沖壓工具的情況下，根據(jù)零件的形狀，制造過程被確定。而利用激光束，幾乎任意的零件形狀能夠被切割出來。
[0015]連接橋接片的長度和/或?qū)挾饶軌螂S著薄膜的增加的厚度而更小地被構(gòu)造。如果對于特定材料找到連接橋接片的合適的體積，該體積能夠不依賴于薄膜的厚度而始終保持不變。以這種方式，可以不依賴于薄膜的厚度而確保在從薄膜移除時零件的始終相同的特性。
[0016]優(yōu)選地，多個連接橋接片在零件上被構(gòu)造，其中在沿著零件的周向邊緣的第一方向上的連接橋接片的間距比在第二方向上更大地被構(gòu)造，該第二方向特別是垂直于第一方向延伸。以這種方式，相較于在第二方向上，零件能夠更容易地沿著第一方向從剩余薄膜被移除。由此能夠構(gòu)造零件的優(yōu)選移除方向。
[0017]構(gòu)造優(yōu)選移除方向的另一種可能性在于，將連接橋接片的長度和/或?qū)挾葮?gòu)造為在沿著零件的周向邊緣的段中比在另一段中更小。
[0018]在本發(fā)明的優(yōu)選典型實施方案中，零件被切割，使得連接橋接片在沿著零件的周向邊緣的方向上具有小于150 μ m、特別是小于101 μ m的長度，并且垂直于沿著零件的周向邊緣的方向具有小于20 μ m、特別是小于16 μ m的寬度。
[0019]零件的切割能夠在薄膜被移動期間進行。因此薄膜的加工時間能夠顯著地被減少。
[0020]此外，可以規(guī)定，薄膜在切割期間不斷地被移動。因此“即時(on the fly)”加工得以實現(xiàn)。
[0021]薄膜可以在零件的切割后被纏繞到輥上。這提供如下優(yōu)點，即(包括連接橋接片在內(nèi))已經(jīng)完成切割的零件能夠節(jié)省空間地被存儲和被傳輸。在需要的時候，薄膜然后可以被打開，并且移除所需要的零件。在這種情況下因此也可以快速地得到零件。
[0022]在移除零件時，可以通過在零件的角落或側(cè)邊處抬起或降下而從剩余薄膜移除該零件，使得最多兩個連接橋接片同時、特別是一個連接橋接片在另一個連接橋接片之后被分離。這可以例如通過不對稱地移除零件、例如通過在移除位置中略微成角度的卡爪來實現(xiàn)。也可設(shè)想，在剩余薄膜被傾斜向上、側(cè)向或向下時引出時，將零件保持在真空帶上。在此，一個或多個連接橋接片能夠相對穩(wěn)定地被構(gòu)造，因為必須總是只有單個連接橋接片或最多兩個連接橋接片同時被分離(撕掉)。通過上面所描述的“傾斜弓I開”，零件能夠很輕易地并且在沒有大的處理花費的情況下被分離。連接橋接片的分離在此在不使用其它分離工具的情況下實現(xiàn)。連接橋接片在分離時更確切的說被“撕掉”。此外可設(shè)想，通過以下方式將電極片或電解質(zhì)片從剩余薄膜分離，即薄膜在輥或棱邊上被彎曲，其中電極片或電解質(zhì)片從剩余薄膜被釋放。所有方法變形方案的共同點是，零件可以由連續(xù)材料制造并且以高的速度從剩余薄膜被移除。
[0023]特別優(yōu)選地，零件借助例如真空卡爪形式的零件移除裝置而被移除。因此零件的損傷可以有效地被避免。
[0024]替代或附加于此，零件可以通過如下方式被移除，薄膜特別是略微傾斜地被拉著經(jīng)過棱邊或經(jīng)過具有小半徑的輥并且零件由此從薄膜被拆出。
[0025]此外，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種設(shè)備，借助該設(shè)備，特別是用于蓄電池或燃料電池的零件能夠通過激光束由薄膜切割而成，使得零件在切割后可容易地使用和存儲。
[0026]該任務(wù)通過用于由薄膜制造特別是用于蓄電池或燃料電池的零件的設(shè)備而得以解決，其中設(shè)置有用于零件的切割的激光束，其中切割過程能夠由控制器來控制，使得零件通過至少一個連接橋接片與剩余薄膜保持連接，并且設(shè)置有用于從剩余薄膜取出零件的零件移除裝置和/或用于從零件去除剩余薄膜的剩余薄膜移除裝置。通過零件移除裝置，零件能夠主動地在分離至少一個連接橋接片的情況下從剩余薄膜被移除。替代或附加于此，剩余薄膜可以通過剩余薄膜移除裝置在分離至少一個連接橋接片的情況下從零件去除。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備使得零件不僅能夠容易地存儲而且能夠提供零件，使得零件能夠無工具地、也就是說在沒有用于分離至少一個連接橋接片的工具的情況下從剩余薄膜被移除。
[0028]零件移除裝置和/或剩余薄膜移除裝置在此能夠被設(shè)置成與激光器地點分離。
[0029]此外，零件移除裝置和/或剩余薄膜移除裝置能夠以棱邊或具有小半徑的輥的形式被構(gòu)造，其中零件被拉著經(jīng)過棱邊或輥并且因此從剩余薄膜被撕出。
[0030]零件移除裝置和/或剩余薄膜移除裝置優(yōu)選地以真空卡爪的形式被構(gòu)造，通過該真空卡爪的使用，零件能夠幾乎無損傷地從剩余薄膜分離出來。
[0031]激光束優(yōu)選地被構(gòu)造成可移動的和/或可中斷的。在這種情況下可以將產(chǎn)生激光束的射束源自身構(gòu)造為可移動的和/或可中斷的。替代或附加于此，可以設(shè)置至少一個光學(xué)裝置，借助于該光學(xué)裝置，激光束是可移動的。該光學(xué)裝置此外可以包括光圈、擋板、快門或者用于中斷激光束的相似裝置。
[0032]為了能夠高效和快速地制造零件，可以設(shè)置傳輸設(shè)備，借助于該傳輸設(shè)備能夠特別是連續(xù)地移動薄膜。在這種情況下激光束的控制器可以被構(gòu)造為使得其補償薄膜的特別是連續(xù)的移動。
[0033]最后在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中可以設(shè)置輥，所加工的薄膜可以被纏繞在該輥上。輥的直徑在此優(yōu)選地被選擇為如此大，使得零件在該輥上不從薄膜拆出。具有被切割的零件的薄膜能夠在輥上簡單地被存儲并且之后容易地被提供。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]從附圖得出其它的優(yōu)點，該附圖描繪了根據(jù)本發(fā)明的用于利用激光束制造特別是用于蓄電池的零件的設(shè)備的一個實施例。[0035]以示意圖:
圖1a展示出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一個實施例的側(cè)視圖；
圖1b展示出圖1a中的設(shè)備的俯視圖；
圖2a展示出利用圖1中的設(shè)備制造的零件的俯視圖；和 圖2b展示出圖2a中的零件的放大的部分視圖。
【具體實施方式】
[0036]圖1a展示出根據(jù)本發(fā)明的用于制造用于蓄電池或燃料電池的零件、特別是電極片或電解質(zhì)片的設(shè)備10的一個實施例。該設(shè)備10具有激光器12,該激光器發(fā)出激光束
14。激光束14通過光學(xué)裝置15，在該光學(xué)裝置中激光束14被聚焦。激光器12以及因此激光束14可以通過控制器16來控制。激光束14對薄膜18、特別是電極薄膜或電解質(zhì)薄膜進行加工，該薄膜在箭頭20的方向上從第一輥22a展開并卷到第二輥22b上。通過激光束14加工的薄膜18能夠以卷在第二輥22b上的方式被存儲。利用激光束14，各個零件被切割，就在圖1b中可以看出的。
[0037]圖1b展示出具有四個示例性地被切割的零件24a_d的薄膜18的俯視圖。為了切割零件24a-d，激光束14可以根據(jù)箭頭26在任意方向上被移動。在此，激光束14的移動并不局限于根據(jù)箭頭26所示出的方向。更確切的說，激光束14也可以在由通過箭頭26a所示出的水平方向和通過箭頭26b所示出的垂直方向的疊加而得出的方向上被移動。
[0038]同時，薄膜18連續(xù)地在箭頭20的方向上被移動。零件24a_d的切割相應(yīng)地“即時”進行。替代于此，零件24a_d的切割也可以定時地進行。
[0039]具有第一零件24a的在圖1b中用虛線畫出的區(qū)域28在圖2a中被放大地示出。被切割的第一零件24a通過連接橋接片與剩余薄膜32連接，為了清楚起見，只有連接橋接片中的第一連接橋接片30a配備有附圖標(biāo)記。連接橋接片的大小、數(shù)量和間距在此被選擇，使得第一零件24a可靠地被保持在剩余薄膜32中，但是同時能夠從剩余薄膜32被移除，使得第一零件24a在移除后沒有損傷。
[0040]在切割第一零件24a時，圖1中所展示出的激光器沿著周向邊緣33行進，其中控制器在應(yīng)該形成連接橋接片的位置處中斷激光束。
[0041]為了第一零件24a的移除，優(yōu)選地使用真空卡爪(未展示出)形式的零件移除裝置。借助于真空卡爪，第一零件24a非對稱地從剩余薄膜32被移除。連接橋接片在此被分離。
[0042]在圖2a中用點劃線所畫出的區(qū)域34在圖2b中被放大地示出。在區(qū)域34中構(gòu)造有第一連接橋接片30a。由于使用激光束，第一連接橋接片30a具有凹形的側(cè)邊界36a、36b。由于凹形的側(cè)邊界36a、36b,第一零件24a能夠特別容易地從剩余薄膜32分離出。特別是當(dāng)分離出第一零件24a時在第一連接橋接片30a的側(cè)面36a、36b的兩個彼此最近的點38a、38b之間構(gòu)成干凈的撕裂邊緣。兩個最近的點38a、38b的間距、即第一連接橋接片30a在沿著周向邊緣33的方向上的長度L在10到IOOym之間。連接橋接片的寬度B、即連接橋接片的垂直于周向邊緣33的方向的尺寸為15μπι±10μπι。第一連接橋接片因此極其小地被構(gòu)造。在從剩余薄膜32移除第一零件24a后，因此幾乎不可見或不可見的凸起留在第一零件24a上。在移除第一零件24a后，該凸起在周向邊緣33的方向上最大具有長度L，垂直于周向邊緣33的方向通常具有在OB到IB之間的寬度。
【權(quán)利要求】
1.用于由薄膜(18)制造特別是用于蓄電池或燃料電池的零件(24a-d)、特別是電極片或電解質(zhì)片的方法，其中借助于激光束(14)從薄膜(18)切割出零件(24a-d)，其特征在于，在零件(24a-d)和剩余薄膜(32)之間留下至少一個連接橋接片(30a)，并且至少一個連接橋接片(30a)通過零件(24a_d)的移除而從剩余薄膜(32)分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，用于切割零件(24a-d)的激光束(14)被移動，并且在連接橋接片(30a)的區(qū)域中激光束(14)被中斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，連接橋接片(30a)的長度(L)和/或?qū)挾?B)隨著薄膜(18)的厚度增加而更小地被構(gòu)造。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，多個連接橋接片(30a)被構(gòu)造在零件(24a-d)上，其中連接橋接片(30a)間距在沿著零件(24a_d)的周向邊緣(33)的第一方向上比在特別是垂直于第一方向的第二方向上更大。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，連接橋接片(30a)的長度(L)和/或?qū)挾?B)在沿著零件(24a-d)的周向邊緣(33)的第一段中比在另一區(qū)段中更小。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，連接橋接片(30a)在沿著零件(24a-d)的周向邊緣(33)的方向上以小于150 μ m、特別是小于101 μ m的長度并且垂直于沿著零件(24a-d)的周向邊緣的方向以小于20 μ m、特別是小于16 μ m的寬度被構(gòu)造。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，薄膜(18)在切割期間被移動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，薄膜(18)在切割期間連續(xù)地被移動。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在零件(24a-d)的切割之后，薄膜(18)被纏繞到輥(22b)上。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，零件(24a-d)通過在零件(24a-d)的角落或側(cè)邊處抬起或降下而從剩余薄膜(32)上被移除，使得最多兩個連接橋接片同時、特別是一個連接橋接片在另一個連接橋接片之后被分離。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，零件(24a-d)借助于零件移除裝置被移除。
12.用于由薄膜(18)制造特別是用于蓄電池或燃料電池的零件(24a-d)、特別是電極片或電解質(zhì)片的設(shè)備，其中設(shè)置有用于切割零件(24a-d)的激光束，其特征在于，切割過程能夠通過控制器(16)來控制,零件(24a_d)通過至少一個連接橋接片(30a)與剩余薄膜(32)保持連接，并且設(shè)置有用于從剩余薄膜(32)取出零件(24a-d)的零件移除裝置和/或用于從零件(24a-d)去除剩余薄膜(32)的剩余薄膜移除裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，激光束(14)借助于控制器(16)是可移動的和/或可中斷的。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的設(shè)備，其特征在于，設(shè)置有用于特別是連續(xù)地移動薄膜(18)的傳輸設(shè)備。
15.根據(jù)權(quán)利要求12到14之一所述的設(shè)備，其特征在于，設(shè)置有輥(22b)，被加工的薄膜(18)能夠被纏繞在該輥上。
【文檔編號】B23K26/08GK103477469SQ201280008332
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年2月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月11日
【發(fā)明者】O.赫費爾德, B.施米德 申請人:曼茲股份公司