WO2015052006A1 - Battery cell, production method for said battery cell, and battery - Google Patents

Battery cell, production method for said battery cell, and battery Download PDF

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WO2015052006A1
WO2015052006A1 PCT/EP2014/070455 EP2014070455W WO2015052006A1 WO 2015052006 A1 WO2015052006 A1 WO 2015052006A1 EP 2014070455 W EP2014070455 W EP 2014070455W WO 2015052006 A1 WO2015052006 A1 WO 2015052006A1
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battery cell
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Joerg Poehler
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • Automotive sector are operated, for example, in hybrid powertrains with a very high dynamics.
  • the temperature gradient between the individual battery cells in the battery must not exceed 5 to 10 Kelvin.
  • the short-term peak loads such as when braking, so the so-called recuperation of braking energy, and when accelerating, the so-called boost support, the battery must provide high performance in a very short time.
  • FIG. 5 shows a schematic cross section through that shown in FIG.
  • a heat-conducting coating is provided at least on one of the heat-conducting components, wherein preferably a further heat-conducting coating is provided on at least one of the current collector elements.
  • Cooling plate can be a fluid-flowed cooling plate, a heat sink, a so-called heat pipe or the like. On a suitable isolation of the cells in the
  • Module composite is analogous to pay attention to already known battery cooling concepts, including paint, film, thin plastic layers, etc ..
  • Figure 1 is a schematic sectional view through an inventive
  • FIG. 2 is a perspective view of a thermally conductive ceramic member of FIG.
  • Figure 1 illustrated battery cell according to the invention
  • Figure 3 is a perspective view of a battery having a plurality of the battery cell according to the invention shown in Figure 1;
  • FIG. 1 shows a battery cell according to a preferred embodiment of the invention in a schematic sectional view from above.
  • the battery cell has one
  • Housing 1 with two large side walls 1 1, 1 1, a side wall 12 and a side wall 13, which is opposite to the side wall 12.
  • housing 1 In the housing 1 are
  • the battery winding ends 21 of the battery wraps 2 are connected to each other by a pantograph fork 3 acting as a current collector, and the battery winding ends 22 of the battery windings 2 are interconnected by a pantograph fork 4 acting as a pantograph element, the pantograph forks 3, 4 being completely housed in the housing 1.
  • the current collector forks 3, 4 are each connected to a corresponding terminal of the battery cell, which is not shown, but correspond to the terminals 92, 93 shown in Figure 4. As can be seen from the detail view in FIG.
  • each pantograph fork 4 which is representative of all pantograph forks 3, 4, has in cross-section a U-shaped main body 41 with preferably bent ends 42 at right angles, the winding ends 22 abutting an outer side of the main body 41 are welded over its entire length, so that a continuous as possible
  • Heat transfer contact area between the main body 41 and the winding ends 22nd comes about.
  • a pantograph fork 4 with two of the coil ends 22 and thus with two of the four coils 2 in parallel electrical and thermal connection.
  • the material of the corresponding pantograph fork 3, 4 corresponds to the material of the winding ends 21, 22 connected thereto.
  • the pantograph fork 4 is made of copper and is connected to the coil ends 22 made of copper.
  • Pantograph fork 4 received in a ceramic element 6 acting as a heat-conducting component, which is shown in Figure 2 in a perspective view.
  • Bent ends 42 are in recesses 61 in the ceramic element. 6
  • the ceramic element 6 further has an overall shape, which preferably applies without gaps to the inside of the housing 1 in the region of the side wall 13 in order to allow the most uniform and large-area heat transfer between the ceramic element 6 and the housing side wall 13.
  • the arrangement is carried out with slight pressure on the ceramic element 6, so that a contact resistance between pantograph fork 4, ceramic element 6 and
  • FIG. 1 is similar to Figure 5 has a thermal conductivity along the width direction of the respective battery cell, so in a horizontal direction in Figure 1 indicates as a ra diaueiiyRoii, a thermal conductivity along the longitudinal direction of the battery cell, thus in a vertical direction in Figure 1 is as
  • AaxiaueiiyRoii denotes, wherein a naming of the thermal conductivities A ... Je iiyRoii based on an extension of the battery wraps 2. Due to the improved heat transfer between the coil ends 21 and the side wall 12 of the housing 1 by means of
  • Ceramic member 5 a heat conduction between the battery coils 2 and the side wall 12 can be increased, and by the improved heat transfer between the coil ends 22 and the side wall 13 of the housing 1 by means of the ceramic member 6, a heat conduction between the battery coils 2 and the side wall 13 can be increased.
  • the core of the invention according to the preferred embodiment is therefore in the ceramic element 5, 6, which in an alternative embodiment as. can be executed with ceramic particles filled potting compound, in combination with a customized design the current collector forks 3, 4 and the thermally suitably dimensioned connection of the cell winding ends 21, 22 with the current collector forks 3, 4.
  • the aim is a very good thermal connection of the battery coils 2 on the respective side wall 12 and 13 of the cell housing. 1
  • a battery 8 is further shown in a perspective view, which is composed of a plurality of prismatic battery cells according to the preferred embodiment described above, wherein the cuboid
  • Battery cell housing 1 of the battery cells are arranged side by side, so that the respective side walls 12, 13 form a continuous side wall of the battery.
  • heat conducting plates 81 preferably fluid-flowed heat-conducting plate 81 are attached to the side walls 12, 13, which still provide the improved heat supply / discharge concept of the individual battery cells on the battery level improve further.

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Abstract

The invention relates to a battery cell, which comprises a housing, at least one battery roll arranged in the housing, the at least one battery roll being electrically connected to a first connection by means of a first current collector element and to a second connection by means of a second current collector element, wherein the first connection and the second connection are arranged at least partially outside of the housing, and at least one first thermally conductive component, which is arranged between the housing and the first current collector element and is in surface contact with the housing and with the first current collector element in order to increase thermal conduction between the housing and the first current collector element. Furthermore, a second thermally conductive component is preferably provided, which is arranged between the housing and the second current collector element and is in surface contact with the housing and with the second current collector element in order to increase thermal conduction between the housing and the second current collector element. The invention further relates to a production method for such a battery cell and to a battery constructed at least of two such battery cells.

Description

Beschreibung Batteriezelle und Herstellungsverfahren für diese, sowie Batterie Stand der Technik  Description Battery cell and manufacturing method for this, as well as battery prior art
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batteriezelle, insbesondere eine prismatische Lithium- lonen-Batteriezelle, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Batteriezelle. The present invention relates to a battery cell, in particular a prismatic lithium ion battery cell, and a method for producing such a battery cell.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Batterie, insbesondere eine Lithium-Ionen- Batterie, mit zumindest zwei der erfindungsgemäßen Batteriezellen. Furthermore, the present invention relates to a battery, in particular a lithium-ion battery, with at least two of the battery cells according to the invention.
In verschiedenen Technologie-Bereichen kommen in letzter Zeit vermehrt hochentwickelte wiederaufladbare Batterien oder Batteriepacks zum Einsatz, das heißt ein paralleler oder serieller Zusammenschluss mehrerer einzelner Batteriezellen zu einem Pack oder einem sogenannten Modul. Anwendungsmöglichkeiten für derartige Batteriezellen beziehungsweise von derartigen Batteriepacks oder Batteriemodulen sind zum Beispiel im In various fields of technology, sophisticated rechargeable batteries or battery packs are increasingly being used recently, that is to say a parallel or serial combination of a plurality of individual battery cells into a pack or a so-called module. Applications for such battery cells or of such battery packs or battery modules are, for example, in
Kraftfahrzeugbereich zum Antrieb eines Elektromotors oder eines Elektro-Zusatzmotors zu finden, der zusätzlich zu einem herkömmlichen Verbrennungsmotor vorgesehen sein kann, beispielsweise in einem Hybridfahrzeug oder dergleichen, sowie in anderen technischen Bereichen, wie zum Beispiel bei stationären Anlagen, Mobilfunktelefonen, tragbaren To find motor vehicle area for driving an electric motor or an additional electric motor, which may be provided in addition to a conventional internal combustion engine, for example in a hybrid vehicle or the like, as well as in other technical areas, such as stationary equipment, mobile phones, portable
Computer, Videokameras oder MP3-Playern. Prädestiniert für ein breites Einsatzgebiet von Applikationen ist dabei die Lithium- lonen-Batterietechnologie, die sich mitunter durch hohe Energiedichte und eine äußerst geringe Selbstentladung hervorhebt. Eine Lithium-Ionen- Batterie besteht demnach aus mindestens einer, üblicherweise aus zwei und mehr Lithium- Ionen-Batteriezellen, die mindestens eine positive und eine negative Elektrode besitzen, welche Lithium-Ionen reversibel ein- oder wieder auslagern können. Als Beispiel für eine dabei üblicherweise verwendete Lithium-Ionen-Batteriezelle ist in Fig. 4 eine prismatische Lithium-Ionen-Batteriezelle 9 der Größenordnung 60 Amperestunden (Ah) gemäß dem Stand der Technik gezeigt, mit einem Gehäuse 91 mit Seitenwänden 91 1 , 912 und 913, einem Pluspol 92, einem Minuspol 93 und einem Luftpfad 94 zur Entgasung der Batteriezelle 9 nach der Befüllung derselben mit einem Elektrolyt. Eine wie in Figur 4 beispielhaft dargestellte Lithium-Ionen-Batterie kann nur in einem bestimmten Temperaturfenster effizient betrieben werden. Ab einer Betriebstemperatur von 40 °C aufwärts wird beispielsweise die Batterielebensdauer signifikant reduziert. Computers, video cameras or MP3 players. Predestined for a wide range of applications is lithium-ion battery technology, which is sometimes highlighted by its high energy density and extremely low self-discharge. Accordingly, a lithium-ion battery consists of at least one, usually two or more lithium-ion battery cells which have at least one positive and one negative electrode, which can reversibly switch on or off lithium ions. As an example of a lithium ion battery cell commonly used in this case is shown in Fig. 4, a prismatic lithium-ion battery cell 9 of the order 60 ampere hours (Ah) according to the prior art, with a housing 91 with side walls 91 1, 912 and 913, a positive pole 92, a negative pole 93 and an air path 94 for degassing the battery cell 9 after filling the same with an electrolyte. A lithium-ion battery exemplified in FIG. 4 can be operated efficiently only in a specific temperature window. From an operating temperature of 40 ° C upwards, for example, the battery life is significantly reduced.
Demgegenüber steigt bei Temperaturen von unter ca. 0 °C der Innenwiderstand der Batterie stark an und die Leistungsfähigkeit der Batterie nimmt mit weiter fallenden Temperaturen kontinuierlich ab. Lithium-Ionen-Hochleistungsbatterien für den Einsatz im In contrast, at temperatures of below about 0 ° C, the internal resistance of the battery increases sharply and the performance of the battery decreases continuously with decreasing temperatures. Lithium ion high performance batteries for use in the
Kraftfahrzeugbereich werden beispielweise in hybriden Antriebssträngen mit einer sehr hohen Dynamik betrieben. Der Temperaturgradient zwischen den einzelnen Batteriezellen in der Batterie darf jedoch 5 bis 10 Kelvin nicht überschreiten. Während den kurzzeitigen Spitzenbelastungen, wie zum Beispiel beim Bremsen, also der sogenannten Rekuperation der Bremsenergie, und beim Beschleunigen, der sogenannten Boostunterstützung, muss die Batterie in sehr kurzer Zeit eine hohe Leistung erbringen. Diese kurzen Spitzenbelastungen führen aufgrund des Innenwiderstands zu einer starken Erwärmung der Lithium-Ionen- Batteriezellen. Der Lade- und Entladewirkungsgrad ist mit etwa 95% sehr hoch, dennoch ist die entstehende Abwärme nicht vernachlässigbar. Hinzu kommt, dass in den Automotive sector are operated, for example, in hybrid powertrains with a very high dynamics. However, the temperature gradient between the individual battery cells in the battery must not exceed 5 to 10 Kelvin. During the short-term peak loads, such as when braking, so the so-called recuperation of braking energy, and when accelerating, the so-called boost support, the battery must provide high performance in a very short time. These short peak loads lead due to the internal resistance to a strong warming of the lithium-ion battery cells. The charging and discharging efficiency is very high at about 95%, yet the resulting waste heat is not negligible. On top of that, in the
Sommermonaten Außentemperaturen von über 40°C herrschen können und damit der Betrieb von Lithium-Ionen-Batterien ohne Kühlung neben der geringeren Lebensdauer unter Umständen auch ein Sicherheitsrisiko darstellen kann. Eine Lebensdaueranforderung von zehn Jahren ist ohne hinreichende thermische Konditionierung der Batterie beziehungsweise deren Batteriezellen somit nicht realisierbar, was ein leistungsfähiges Thermomanagement, also eine ausreichende Kühlung der Batteriezellen bei sowohl tiefen als auch hohen  Outside temperatures of over 40 ° C can prevail and thus the operation of lithium-ion batteries without cooling in addition to the shorter life may also pose a security risk. A lifetime requirement of ten years is thus not feasible without adequate thermal conditioning of the battery or its battery cells, which is a powerful thermal management, so a sufficient cooling of the battery cells at both low and high
Temperaturen erfordert. Temperatures required.
Generell ist zu sagen, dass sich die Wärmeleitung in herkömmlichen Lithium-Ionen- Batteriezellen wie der in Figur 4 gezeigten prismatischen Batteriezelle anisotrop verhält, was im dabei üblicherweise verwendeten Schichtenaufbau derartiger Batteriezellen begründet ist. Figur 5 zeigt dazu einen schematischen Querschnitt durch die in Figur 4 gezeigte In general, it should be said that the heat conduction behaves anisotropically in conventional lithium-ion battery cells such as the prismatic battery cell shown in FIG. 4, which is due to the layer structure of such battery cells which is usually used. FIG. 5 shows a schematic cross section through that shown in FIG
prismatische Batteriezelle 9, wobei hier beispielhaft vier sogenannte Batteriezellwickel 95, auch als Batteriewickel oder Jelly Rolls bezeichnet, nebeneinander in dem Gehäuse 91 angeordnet angezeigt sind. Die prinzipiell zylindrischen Batteriewickel 95 sind an einer Unterseite an deren Wickelenden 956 durch eine Stromabnehmergabel 96 und an einer Oberseite an deren Wickelenden 957 durch eine Stromabnehmergabel 97 miteinander verbunden, wobei die Stromabnehmergabel 96 beispielsweise mit dem Minuspol 93 und die Stromabnehmergabel 97 entsprechend mit dem Pluspol 92 in Verbindung steht. In einer vergrößerten Ansicht in Figur 5 ist ein gewickelter Schichtenaufbau eines der Batteriewickel 95 im Detail gezeigt, wobei ein Batteriewickel 95 aus einem Anodenaktivmaterial 951 , beispielsweise aus Graphit, mit einem darin angeordneten negativen Stromableiter 952, beispielsweise einer Kupferfolie, und einem Kathodenaktivmaterial 953, beispielsweise aus einem Lithium-Metalloxid, mit einem darin angeordneten positiven Stromableiter 954, beispielsweise einer Aluminiumfolie, aufgebaut ist. Zwischen den Schichten an Anoden- und Kathodenaktivmaterial 951 , 953 ist üblicherweise jeweils eine ionenleitende, jedoch elektronisch nicht leitenden Separatorschicht (nicht gezeigt) vorgesehen. Eine prismatic battery cell 9, in which case four so-called battery cell coils 95, also referred to as battery wraps or jelly rolls, are shown arranged side by side in the housing 91. The basically cylindrical battery wraps 95 are connected to one another at their winding ends 956 by a current collector fork 96 and at an upper side at their winding ends 957 by a current collector fork 97, the current collector fork 96 corresponding to the negative pole 93 and the current collector fork 97 corresponding to the positive pole 92 communicates. In an enlarged view in FIG. 5, a wound layer structure is one of the battery wraps 95 is shown in detail, wherein a battery winding 95 of an anode active material 951, for example of graphite, having disposed therein a negative current conductor 952, for example a copper foil, and a cathode active material 953, for example of a lithium metal oxide, with a positive current conductor arranged therein 954, for example, an aluminum foil is constructed. Between the layers of anode and cathode active material 951, 953, an ion-conducting, but not electronically conductive, separator layer (not shown) is usually provided in each case. A
Querschnittsbreite einer der gezeigten gewickelten Aktivmaterialschichten 951 , 953 liegt dabei beispielsweise bei 60μηι bis δθμηη. Je nach gewünschter Kapazität wird eine geeignete Länge an Elektrodenaktivmatenal aufgewickelt und definiert so die Abmessungen eines einzelnen Batteriewickels 95, wobei in der Regel mehrere Batteriewickel in einem Batteriezellgehäuse eingebracht sind, wie es zum Beispiel in Figur 5 der Fall ist. Cross-sectional width of one of the shown wound active material layers 951, 953 is for example at 60μηι to δθμηη. Depending on the desired capacity, a suitable length of electrode active material is wound up and thus defines the dimensions of a single battery winder 95, wherein a plurality of battery wraps are generally introduced in a battery cell housing, as is the case for example in FIG.
Eine Wärmeleitfähigkeit entlang der Breitenrichtung der Batteriezelle 9, also in einer horizontalen Richtung in Figur 5 entlang der Querschnittsbreite der Schichten 951 , 952, 953, 954 wird im Folgenden als AradiaiJeiiyRoii bezeichnet, eine Wärmeleitfähigkeit entlang der Längsrichtung der Batteriezelle 9, also in einer vertikalen Richtung in Figur 5 senkrecht zu der Querschnittsbreite der Schichten 951 , 952, 953, 954 wird im Folgenden als AaXiaiJeiiyRoii bezeichnet, wobei eine Namensgebung der Wärmeleitfähigkeiten AradiaijeiiyRoii und AaxiaijeiiyRoii auf einer radialen oder axialen Erstreckung der zylindrischen Wickel basiert. Betrachtet man nun die Verhältnisse der beiden Wärmeleitfähigkeiten bei Hochenergiezellen, so ist die Wärmeleitung in„axialer" Richtung des Zellwickels, also AaxiaueiiyRoii. in etwa um einen Faktor 30 mal höher als in dessen„radialer" Richtung, also als AradiaiJeiiyRoii- Bei Hochleistungszellen entspricht dieser Unterschied in etwa nur dem Faktor 15, da bei diesen die A thermal conductivity along the width direction of the battery cell 9, ie in a horizontal direction in Figure 5 taken along the cross-sectional width of the layers 951, 952, 953, 954 is referred to as A wheel iaiJeiiyRoii denotes a thermal conductivity along the longitudinal direction of the battery cell 9, thus in a vertical direction in Figure 5 perpendicular to the cross-sectional width of the layers 951, 952, 953, 954 is hereinafter referred to as A aX iaiJeiiyRoii, wherein a naming of the thermal conductivities A radi aijeiiyRoii and A axia ijeiiyRoii based on a radial or axial extent of the cylindrical winding. Looking now at the ratios of the two thermal conductivities in high-energy cells, the heat conduction in the "axial" direction of the cell coil, ie A a xiaueiiyRoii., About a factor 30 times higher than in the "radial" direction, ie as AradiaiJeiiyRoii- In high-power cells this difference corresponds to only about the factor 15, because with these the
Aktivmaterialschichten 951 , 953 dünner und die Stromabieiterschichten 952, 954 dicker ausfallen. Eine Wärmeabfuhr aus der Batteriezelle 9 erfolgt innerhalb der Zelle 9 durch die Wickel 95 mit der geringeren Wärmeleitfähigkeit AradiaijeiiyRoii nach außen, wobei die Active material layers 951, 953 thinner and the Stromabieiterschichten 952, 954 thicker. A heat dissipation from the battery cell 9 takes place within the cell 9 through the winding 95 with the lower thermal conductivity A rad iaijeii y Roii to the outside, wherein the
Materialschichten der Wickel 95 als Wärmetransportmedium wirken, anschließend in die Seitenwände 91 1 des Gehäuses 91 und schließlich, innerhalb der Seitenwände 91 1 zur Seitenwand 912 oder 913. Als ein Beispiel dafür ist in Figur 5 ein exemplarischer Material layers of the coil 95 act as a heat transport medium, then in the side walls 91 1 of the housing 91 and finally, within the side walls 91 1 to the side wall 912 or 913. As an example of this is an exemplary in Figure 5
Wärmeleitpfad LWärme durch einen schwarzen Pfeil dargestellt, der die Wärme zu der Seitenwand 912 leitet. Über die Zellwand 912 kann anschließend ein Abtransport der Wärme beispielsweise über eine vorzugsweise isolierte, Fluid-durchströmte Kühlplatte stattfinden. Die vorhergehenden Ausführungen beschreiben zwar explizit eine Wärmeabfuhr aus der Batteriezelle 9, die benannten Eigenschaften sind aber ebenfalls bei einer (Vor-)Erwärmung der Batteriezelle 9 relevant, wie sie gegebenenfalls bei niedrigen Temperaturen nötig sein kann. Heat conduction path L W poor shown by a black arrow, which conducts heat to the side wall 912. Via the cell wall 912, the heat can then be removed, for example, via a preferably insulated, fluid-flowed cooling plate. Although the preceding embodiments explicitly describe a heat dissipation from the battery cell 9, the named properties are also in the case of a pre-heating the battery cell 9 relevant, as may possibly be necessary at low temperatures.
Um nun eine Wärmeleitung in der Batteriezelle zu verbessern sind aus dem Stand der Technik Batteriekonzepte bekannt, bei denen zwischen den Zellen, also zwischen einerIn order to improve now a heat conduction in the battery cell battery concepts are known from the prior art, in which between the cells, ie between a
Zellwand der einen Batteriezelle und einer angrenzenden Zellwand der anderen Batteriezelle zusätzliche wärmeleitendende Platten vorgesehen sind, um den Wärmetransport in axialer Richtung der Batteriezellen zu unterstützen. Alternative, aufwändigere Batteriekonzepte verwenden beispielsweise statt der wärmeleitenden Platten fluiddurchströmte Elemente zwischen den einzelnen Batteriezellen der Batterie, wie sie unter anderem von einem Plattenwärmetauscher bekannt sind. Eine Wärmeabfuhr über die Seitenwände der Cell wall of a battery cell and an adjacent cell wall of the other battery cell additional thermally conductive plates are provided to support the heat transfer in the axial direction of the battery cells. Alternative, more complex battery concepts use, for example, instead of the heat-conducting plates fluid-flow elements between the individual battery cells of the battery, as they are known, inter alia, a plate heat exchanger. A heat dissipation through the side walls of the
Batteriezelle ist jedoch generell ungünstig, da sich dabei der Wärmeleitpfad lediglich in den Seitenwänden von einer vertikalen Richtung in eine horizontale Richtung ändert, um dann an den Seitenwänden über eine Kühlung oder dergleichen abgeführt zu werden. Dieser Pfad ist bei heute gängigen Abmessungen prismatischer Batteriezellen länger und daher prinzipiell schlechter geeignet. However, the battery cell is generally unfavorable because the heat conduction path changes only in the sidewalls from a vertical direction to a horizontal direction, and then to be dissipated to the sidewalls via cooling or the like. This path is longer and therefore in principle less suitable for current dimensions of prismatic battery cells.
Eine weitere alternative Gestaltung zur verbesserten Wärmeableitung aus einer Batterie ist beispielsweise aus der WO 2012/139338 A1 bekannt, bei der in einer Lithium-Ionen-Batterie zwischen den einzelnen Batteriezellen Phasenänderungsmaterialien zusammen mit einer Luftkühlung kombiniert angeordnet sind. Es besteht jedoch weiterhin ein Bedarf, die A further alternative design for improved heat dissipation from a battery is known, for example, from WO 2012/139338 A1, in which phase change materials are combined in a lithium-ion battery between the individual battery cells, together with air cooling. However, there is still a need that
Wärmeleitfähigkeit innerhalb einer Batteriezelle zu verbessern, um ein einfaches, kostengünstiges und überlegenes thermisches Konzept hinsichtlich eines Thermal conductivity within a battery cell to improve a simple, inexpensive and superior thermal concept in terms of a
Batteriemoduldesigns zu ermöglichen. To enable battery module designs.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Um die vorhergehend behandelten Probleme zu lösen stellt die vorliegende Erfindung einen Batteriezellenaufbau mit einem integralen Konzept zur Wärmeab-/zufuhr prismatischer Batteriezellen bereit, vorzugsweise Energiezellen auf Basis der Lithium-Ionen Technik. Die Erfindung beruht auf der Generierung eines besseren Wärmepfades innerhalb der In order to solve the above-discussed problems, the present invention provides a battery cell structure having an integral concept for heat dissipation / supply of prismatic battery cells, preferably energy cells based on the lithium-ion technique. The invention is based on the generation of a better heat path within the
Batteriezelle und ermöglicht dadurch ein einfaches, kostengünstiges thermisches Konzept bei einem Moduldesign für Batteriepacks, das ein besseres thermisches Systemverhalten zeigt. Genauer gesagt wird mit der vorliegenden Erfindung eine Batteriezelle mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereitgestellt, die für eine Batterie vorgesehen ist, vorzugsweise für eine Lithium-Ionen-Batterie. Des Weiteren werden mit der vorliegenden Erfindung ein Battery cell, thereby enabling a simple, low-cost thermal concept in a module design for battery packs, which shows a better thermal system behavior. More specifically, the present invention provides a battery cell having the features of claim 1 provided for a battery, preferably a lithium-ion battery. Furthermore, with the present invention a
Herstellungsverfahren für die erfindungsgemäße Batteriezelle sowie eine Batterie mit einer erfindungsgemäßen Batteriezelle bereitgestellt. Die erfindungsgemäße Batteriezelle weist dabei ein Gehäuse, zumindest einen in dem Gehäuse angeordneten Batteriewickel und zumindest eine erste wärmeleitende Komponente auf, die zwischen dem Gehäuse und einem ersten Stromabnehmerelement angeordnet ist und mit diesen in Flächenkontakt steht, um eine Wärmeleitung zwischen dem Gehäuse und dem ersten Stromabnehmerelement zu vergrößern, wobei der Batteriewickel über das erste Stromabnehmerelement mit einem ersten Anschluss und über ein zweites Stromabnehmerelement mit einem zweiten Anschluss elektrisch verbunden ist. Der erste Anschluss und der zweite Anschluss sind dabei zumindest teilweise außerhalb des Gehäuses angeordnet, um ein Be- und Entladen der Batteriezelle zu ermöglichen. Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Batteriezelle des Weiteren eine zweite wärmeleitende Komponente auf, die zwischen dem Gehäuse und dem zweiten Stromabnehmerelement angeordnet ist und mit diesen in Flächenkontakt steht, um eine Wärmeleitung zwischen dem Gehäuse und dem zweiten Stromabnehmerelement zu vergrößern. Die Batteriezelle ist hier vorzugsweise eine prismatische Lithium-Ionen- Batteriezelle, die weiter vorzugsweise einen oder mehr, weiter vorzugsweise vier darin angeordnete Batteriewickel aufweist. Die wärmeleitenden Komponenten können Manufacturing method for the battery cell according to the invention and a battery provided with a battery cell according to the invention. In this case, the battery cell according to the invention has a housing, at least one battery winding arranged in the housing and at least one first thermally conductive component, which is arranged between the housing and a first current collector element and in surface contact with them, to conduct heat between the housing and the first current collector element wherein the battery pack is electrically connected to a first terminal via the first current collector element and to a second terminal via a second current collector element. The first terminal and the second terminal are at least partially disposed outside of the housing to allow loading and unloading of the battery cell. Preferably, the battery cell according to the invention further comprises a second thermally conductive component which is arranged between the housing and the second current collector element and is in surface contact therewith in order to increase a heat conduction between the housing and the second current collector element. The battery cell is here preferably a prismatic lithium-ion battery cell, which further preferably has one or more, more preferably four battery windings arranged therein. The thermally conductive components can
vorzugsweise zudem elektrisch isolierende Komponenten sein, wobei zu beachten ist, dass die wärmeleitenden Komponenten eventuell keine elektrisch isolierende Funktion benötigen, beispielsweise für den Fall, dass das ganze Gehäuse an der positiven Elektrode In addition, it may be preferable for the components to be electrically insulating, it being noted that the heat-conducting components may not require an electrically insulating function, for example in the case where the entire housing is connected to the positive electrode
angebunden ist und keine elektrische Isolierung auf der positiven Seite nötig ist. is connected and no electrical insulation on the positive side is necessary.
Unter dem Begriff„Batteriewickel" ist eine Wickelanordnung von The term "battery wraps" is a winding arrangement of
Kathodenaktivmaterialschichten, Anodenaktivmaterialschichten, zwischen diesen Cathode active material layers, anode active material layers, between them
vorgesehene Separatoren sowie negativen und positiven Stromableitern, vorzugsweise in Folienform, zu verstehen, auch Elektrodenwickel genannt, wobei die vorstehend genannten Komponenten durch flüssiges Elektrolyt voneinander getrennt sind. Gegebenenfalls können Passivierungsschichten an den Oberflächen von Anodenmaterial und Kathodenmaterial ausgebildet sein. intended separators and negative and positive Stromableitern, preferably in sheet form to understand, also called electrode winding, wherein the above-mentioned components are separated from each other by liquid electrolyte. Optionally, passivation layers may be formed on the surfaces of anode material and cathode material.
Unter dem Begriff„Stromabnehmerelement" ist vorzugsweise eine Stromabnehmergabel, auch Stromgabel genannt, oder dergleichen zu verstehen, die entweder die negativen Stromableiter oder die positiven Stromableiter miteinander verbindet und diese anschließend mit dem jeweiligen Anschluss verbindet, die positiven Stromableiter, auch Kathode genannt, sind vorzugsweise durch eine Kupferfolie ausgebildet, und die negativen Stromableiter, auch Anode genannt, sind vorzugsweise durch eine Aluminiumfolie ausgebildet. Vorzugsweise ist die Anordnung mit leichtem Druck auf die wärmeleitende Komponente auszuführen, damit ein Übergangswiderstand zwischen Stromgabel (Kupfer/Aluminium), wärmeleitender Komponente und der Gehäusewand minimiert wird. The term "pantograph element" is preferably a pantograph fork, also called power fork, or the like to understand that either the negative Current conductor or the positive current collector connects with each other and then connects to the respective terminal, the positive current collector, also called cathode, are preferably formed by a copper foil, and the negative current collector, also called anode, are preferably formed by an aluminum foil. Preferably, the arrangement is carried out with light pressure on the heat-conducting component, so that a contact resistance between the power fork (copper / aluminum), heat-conducting component and the housing wall is minimized.
Unter dem Begriff„wärmeleitende Komponente" ist eine Komponente, entweder ein Bauteil oder eine Masse, zu verstehen, die gute Wärmeleiteigenschaften aufweist. Dies kann vorzugsweise ein Keramikbauteil sein, das aus Aluminiumoxid ausgeführt sein kann, da dies eine nach gängigen Marktgegebenheiten preiswerte Keramik darstellt, welche die drei folgenden Eigenschaften aufweist: a) elektrisch isolierend, b) thermisch ausreichend gut leitend und c) chemisch resistent gegen die Inhaltsstoffe der Batteriezelle. Prinzipiell ist dazu jedes Keramikmaterial geeignet, das die genannten drei Eigenschaften in hinreichendem Maße aufweist. Eine alternative Variante zu dem Keramikbauteil ist es, den Raum zwischen Stromgabel und jeweiliger Zellgehäusewand mit einer geeigneten Vergussmasse The term "thermally conductive component" is to be understood as meaning a component, either a component or a mass, which has good thermal conduction properties. <br/> This may preferably be a ceramic component which may be made of aluminum oxide, since this represents a low-cost ceramic according to common market conditions, which has the following three properties: a) electrically insulating, b) thermally sufficiently conductive and c) chemically resistant to the contents of the battery cell, in principle suitable for any ceramic material which has the said three properties to a sufficient extent The ceramic component is the space between the power fork and the respective cell housing wall with a suitable potting compound
auszugießen. Diese Variante stellt an die Vergussmasse dieselben Anforderungen, wie an das oben beschriebene Keramikbauteil. Bevorzugte Vergussmassen hierfür sind pour out. This variant places the same requirements on the casting compound as on the ceramic component described above. Preferred casting compounds for this purpose are
beispielsweise mit Aluminiumoxidpartikeln aufgefüllte Kunststoffe oder Harze, die gegen die chemischen Inhaltsstoffe der Batteriezelle resistent sind. Eine weitere Alternative, welche für Zellen verwendbar ist, deren positiver Pol mit dem restlichen Zellgehäuse verbunden ist, ist speziell an der positiven Stromgabel eine wärmeleitende Komponente aus Aluminium einzusetzen, oder die Stromgabel (Werkstoff: AI) in angepasster Form auszuführen, dass sie beide Funktionen a) als wärmeleitende Komponente, wie oben beschrieben, und b) als Stromgabel erfüllt. For example, filled with alumina particles plastics or resins that are resistant to the chemical ingredients of the battery cell. Another alternative, which is suitable for cells whose positive pole is connected to the rest of the cell housing, is to insert a thermally conductive aluminum component specifically on the positive power fork, or to make the power fork (material: AI) adapted to perform both functions a) as a heat-conducting component, as described above, and b) fulfilled as a power fork.
Zusätzliche vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche möglich. Additional advantageous developments of the invention are possible by the features of the dependent claims.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann jede wärmeleitende In a preferred embodiment of the invention, each thermally conductive
Komponente das entsprechende Stromabnehmerelement zumindest teilweise aufnehmen, vorzugsweise in einer Aussparung, die in der wärmeleitenden Komponente vorgesehen ist. Durch die Aufnahme des Stromabnehmerelements in der wärmeleitenden Komponente kann ein ausreichender Wärmeübergang zwischen Stromabnehmerelement und wärmeleitender Komponente sichergestellt werden. Weiter vorzugsweise ist jede wärmeleitende Komponente so in das Gehäuse eingebracht, dass sie zumindest eine Innenwandfläche des Gehäuses vollständig abdeckt. Durch diese abdeckende Anordnung kann im Sinne eines möglichst vollständigen Flächenkontakts ein ausreichender Wärmeübergang zwischen wärmeleitender Komponente und Gehäuse sichergestellt werden, mit dem Ziel einer verbesserten thermischen Anbindung der Batteriewickel an die Seitenwände des Gehäuses der Batteriezelle. Des Weiteren ist es vorzuziehen, das Design der Stromabnehmerelemente so zu modifizieren, dass eine möglichst große Fläche zu den Seitenwänden des Gehäuses zeigt, jedoch ein Abstand bleibt, der für die notwendige Isolation ausreichend ist. Dieser Bereich wird dann mit der wärmeleitenden Komponente ausgefüllt. Component receive the corresponding current collector element at least partially, preferably in a recess which is provided in the heat-conducting component. By receiving the current collector element in the heat-conducting component, a sufficient heat transfer between current collector element and heat-conducting Component to be ensured. Further preferably, each thermally conductive component is introduced into the housing such that it completely covers at least one inner wall surface of the housing. By means of this covering arrangement, sufficient heat transfer between the heat-conducting component and the housing can be ensured in the sense of a surface contact that is as complete as possible, with the aim of improving the thermal connection of the battery wraps to the side walls of the housing of the battery cell. Furthermore, it is preferable to modify the design of the pantograph elements so as to maximize the area to the sidewalls of the housing, but leave a space sufficient for the necessary insulation. This area is then filled with the heat-conducting component.
Weiter vorzugsweise weist jeder Batteriewickel zumindest ein Wickelende auf, das mit dem ersten Stromabnehmerelement verbunden ist, und vorzugsweise zumindest ein weiteres Wickelende, das mit dem zweiten Stromabnehmerelement verbunden ist. Dabei ist es weiter vorzuziehen, dass sich jede Verbindung zwischen Wickelende und Stromabnehmerelement über die gesamte Länge der Kontaktfläche zwischen Wickelende und Further preferably, each battery winding has at least one winding end, which is connected to the first current collector element, and preferably at least one further winding end, which is connected to the second current collector element. It is further preferable that each connection between the coil end and current collector element over the entire length of the contact surface between the coil end and
Stromabnehmerelement erstreckt, wobei vorzugsweise die Verbindung in Form einer Schweißverbindung vorliegt, deren Schweißnaht weiter vorzugsweise über die gesamte Länge der Kontaktfläche zwischen Wickelende und Stromabnehmerelement verläuft. Current collector element extends, wherein preferably the compound is in the form of a welded joint, the weld further preferably extends over the entire length of the contact surface between the coil end and current collector element.
Dadurch kann eine möglichst große Wärmeübertragungsstrecke zwischen Wickelende und Stromabnehmerelement mittels der Schweißnaht als Wärmeübertragungsschnittstelle erreicht werden. In einer speziellen Ausführung der Zelle mit einer Kupferfolie und einer Aluminiumfolie als Stromableiter, die aus dem Zellwickeln zu den Stromgabeln herausgeführt werden, sind diese demnach mit einer möglichst langen Schweißnaht über die gesamte Länge der Stromgabel an diese anzuschweißen. Demgegenüber sind gemäß dem Stand der Technik bei herkömmlichen Batteriezellen die aus dem Batteriewickel herausgeführten Kupfer- und Aluminiumfolien, welche den an die Stromabnehmergabel der Zelle geführten Wickelenden entsprechen, an dieser nur punktuell mit in der Regel drei Schweisspunkten fixiert, was für die Stromführung aus dem Batteriewickel zu den Anschlüssen As a result, the largest possible heat transfer distance between the winding end and the current collector element can be achieved by means of the weld seam as a heat transfer interface. In a special embodiment of the cell with a copper foil and an aluminum foil as a current conductor, which are led out of the cell winding to the power forks, these are therefore to be welded to this with a longest possible weld over the entire length of the power fork. In contrast, according to the prior art in conventional battery cells led out of the battery coil copper and aluminum foils, which correspond to the current collector lead to the cell winding ends fixed to this only selectively with usually three welding points, which is for the current from the battery winding to the connections
beziehungsweise Polen der Batterie eine üblicherweise ausreichende Dimensionierung darstellt. or Poland of the battery is usually sufficient sizing.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass das Gehäuse eine Quaderform mit mehreren Oberflächen aufweist, wobei zumindest eine der Oberflächen mit einer hervorstehenden Struktur versehen ist. Die hervorstehende Struktur steht dabei von der zumindest einen Oberfläche hervor und kann zumindest eine Kühlrippe oder zumindest eine Kühlfinne oder dergleichen aufweisen. Somit kann ein kompaktes Batteriemoduldesign mit effektiver Luftkühlung ermöglicht werden, wobei der Modulverbund mit einer geeigneten Isolierung versehen sein kann, beispielsweise einer Isolierfolie oder einem Isolierlack oder dergleichen, die auf die Struktur aufzubringen sind. Furthermore, it is preferred that the housing has a cuboid shape with a plurality of surfaces, wherein at least one of the surfaces is provided with a protruding structure. The protruding structure stands on the at least one surface and may have at least one cooling fin or at least one cooling fin or the like. Thus, a compact battery module design can be made possible with effective air cooling, wherein the module assembly can be provided with a suitable insulation, such as an insulating film or an insulating varnish or the like, which are to be applied to the structure.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Batteriezelle ist eine wärmeleitende Beschichtung zumindest an einer der wärmleitenden Komponenten vorgesehen, wobei vorzugsweise eine weitere wärmeleitende Beschichtung an zumindest einem der Stromabnehmerelemente vorgesehen ist. Durch eine derartige wärmeleitende Beschichtung kann ein Wärmeübergang zwischen wärmeleitender Komponente und jeweiligem Stromabnehmerelement beziehungsweise zwischen Stromabnehmerelement und jeweiligen Wickelende verbessert werden, Die wärmeleitende Beschichtung kann dabei eine Wärmeleitpaste oder dergleichen sein. In a further preferred embodiment of the battery cell according to the invention, a heat-conducting coating is provided at least on one of the heat-conducting components, wherein preferably a further heat-conducting coating is provided on at least one of the current collector elements. By such a heat-conductive coating, a heat transfer between the heat-conducting component and the respective current collector element or between current collector and the respective winding end can be improved, the heat-conductive coating can be a thermal paste or the like.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein According to another aspect of the present invention is a
Herstellungsverfahren für eine erfindungsgemäße Batteriezelle bereitgestellt, wie sie vorhergehend beschrieben ist. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren weist dabei den Schritt des Bereitstellens des Batteriezellgehäuses mit der hervorstehenden Struktur, den Schritt des Anordnens des zumindest einen Batteriewickels zusammen mit der zumindest einen ersten wärmeleitenden Komponente und den ersten Manufacturing method for a battery cell according to the invention provided as described above. The manufacturing method according to the invention in this case has the step of providing the battery cell housing with the protruding structure, the step of arranging the at least one battery coil together with the at least one first thermally conductive component and the first
Stromabnehmerelement sowie mit der zumindest einen zweiten wärmeleitenden Current collector element and with the at least one second heat-conducting
Komponente und den zweiten Stromabnehmerelement in dem Gehäuse, den Schritt des Verschließens des Batteriezellengehäuses, vorzugsweise durch schnelles Zuschweißen des Gehäuses, und den Schritt des Einfüllens von Elektrolyt in das Gehäuse auf. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Batteriezellgehäuse, auch Zellcan genannt, bereits vor dem Befüllen mit den Batteriewickeln und dem Elektrolyt mit der hervorstehenden Struktur versehen wird, so dass dieser Herstellungsschritt beispielsweise durch einen Component and the second current collector element in the housing, the step of closing the battery cell housing, preferably by rapidly welding the housing, and the step of filling electrolyte in the housing. This can ensure that the battery cell housing, also called cell scan, is already provided with the protruding structure before it is filled with the battery wraps and the electrolyte, so that this production step is performed, for example, by a
entsprechenden Schweissprozess durchgeführt werden kann, bei dem sich das Zellgehäuse nochmals erwärmen darf. Diese Erwärmung, würde sie nach dem Befüllen des Gehäuses auftreten, könnte die Zellchemie schädigen beziehungsweise könnte gegebenenfalls zur Zerstörung der Zelle führen. Eine Erwärmung des Zellgehäuses vor dem Befüllen des Gehäuses mit Batteriewickeln und Elektrolyt ist jedoch unschädlich. Nachfolgend sind Möglichkeiten erläutert, wie die nun möglichen Konzepte zur Wärmeabfuhr im Batteriemodul technisch ausgeführt sein können. Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird demnach eine Batterie bereitgestellt, die zumindest zwei der appropriate welding process can be carried out at which the cell housing may heat again. This warming, if it occurred after filling the housing, could damage the cell chemistry or could possibly lead to the destruction of the cell. Heating of the cell housing before filling the housing with Batteriewickeln and electrolyte is harmless. In the following, possibilities are explained how the now possible concepts for heat dissipation in the battery module can be implemented technically. According to a further aspect of the invention, therefore, a battery is provided which comprises at least two of the
vorhergehend beschriebenen Batteriezellen aufweist, wobei vorzugsweise zumindest eine Kühlplatte an zumindest einer Seitenwand der jeweiligen Batteriezellen angeordnet ist, welche an ihrer Innenseite mit einer wärmeleitenden Komponente versehen ist. Die At least one cooling plate is preferably arranged on at least one side wall of the respective battery cells, which is provided on its inside with a thermally conductive component. The
Kühlplatte kann dabei eine fluiddurchstromte Kühlplatte, eine Wärmesenke, eine sogenannte heat pipe oder dergleichen sein. Auf eine geeignete Isolierung der Zellen in dem Cooling plate can be a fluid-flowed cooling plate, a heat sink, a so-called heat pipe or the like. On a suitable isolation of the cells in the
Batteriemodul untereinander und gegebenenfalls gegenüber den Kühlelementen im Battery module with each other and optionally with respect to the cooling elements in
Modulverbund ist analog wie bei bereits bekannten Batteriekühlkonzepten zu achten, unter anderem durch Lack, Folie, dünne Kunststoffschichten, etc.. Module composite is analogous to pay attention to already known battery cooling concepts, including paint, film, thin plastic layers, etc ..
Vorteile der Erfindung Durch die Anordnung eines Keramikelements beziehungsweise einer mit Keramikpartikeln gefüllten Vergussmasse in Kombination mit einem angepassten Stromabnehmergabeldesign sowie einer thermisch geeignet dimensionierten Verbindung der Zellwickelenden mit den Stromgabeln kann ein aus Systemsicht optimiertes Batteriezelldesign für Hochenergiezellen erreicht werden. Dieses neue Zelldesign bietet die Basis für ganzheitliche, preiswerte und im Vergleich zum Stand der Technik verbesserte Konzepte zur Ent-/Erwärmung der The arrangement of a ceramic element or a potting compound filled with ceramic particles in combination with an adapted current collector fork design and a thermally suitably dimensioned connection of the cell winding ends with the current forks enables a battery cell design optimized for system vision to be achieved for high-energy cells. This new cell design provides the basis for holistic, cost-effective and in comparison to the state of the art improved concepts for heating / warming up the
Batteriezelle auf Modul- beziehungsweise Batteriepackebene. Zudem kann mit dem verbesserten Wärmemanagement der Batteriezelle die Lebensdauer aller Battery cell on module or battery pack level. In addition, with the improved thermal management of the battery cell, the life of all
Batteriekomponenten weiter erhöht und die Sicherheit der Batterie gesteigert werden. Kurze Beschreibung der Zeichnungen Battery components further increased and the safety of the battery can be increased. Brief description of the drawings
Figur 1 ist eine schematische Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Figure 1 is a schematic sectional view through an inventive
Batteriezelle gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, sowie eine  Battery cell according to a preferred embodiment, as well as a
Detailansicht eines Verbindungsbereichs zwischen Batteriezellengehäuse und Batteriewickel der erfindungsgemäßen Batteriezelle;  Detailed view of a connection region between the battery cell housing and the battery winding of the battery cell according to the invention;
Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht eines wärmeleitenden Keramikelements der in FIG. 2 is a perspective view of a thermally conductive ceramic member of FIG
Figur 1 dargestellten erfindungsgemäßen Batteriezelle; Figur 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Batterie mit einer Vielzahl der in Figur 1 dargestellten erfindungsgemäßen Batteriezelle; Figure 1 illustrated battery cell according to the invention; Figure 3 is a perspective view of a battery having a plurality of the battery cell according to the invention shown in Figure 1;
Figur 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Batteriezelle gemäß dem Stand der FIG. 4 is a perspective view of a battery cell according to the prior art
Technik; und  Technology; and
Figur 5 ist eine schematische Schnittansicht durch die in Figur 4 dargestellte FIG. 5 is a schematic sectional view through that shown in FIG
Batteriezelle gemäß dem Stand der Technik, sowie eine Detailansicht eines Schichtaufbaus eines Batteriewickels der Batteriezelle gemäß dem Stand der Battery cell according to the prior art, as well as a detailed view of a layer structure of a battery of the battery cell battery according to the state of
Technik. Technology.
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung Preferred embodiment of the invention
In Figur 1 ist eine Batteriezelle gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einer schematischen Schnittansicht von oben gezeigt. Die Batteriezelle hat dabei ein1 shows a battery cell according to a preferred embodiment of the invention in a schematic sectional view from above. The battery cell has one
Gehäuse 1 mit zwei großflächigen Seitenwänden 1 1 , 1 1 , einer Seitenwand 12 und einer Seitenwand 13, die der Seitenwand 12 gegenüberliegt. In dem Gehäuse 1 sind Housing 1 with two large side walls 1 1, 1 1, a side wall 12 and a side wall 13, which is opposite to the side wall 12. In the housing 1 are
nebeneinander vier Batteriewickel 2 angeordnet. Jeder Batteriewickel 2 hat an seinem einen Ende ein Batteriewickelende 21 und an seinem zu dem Batteriewickelende 21 four battery wraps 2 arranged side by side. Each battery wrap 2 has at its one end a battery wrap end 21 and at its end to the battery wrap end 21
entgegengesetzten Ende ein Batteriewickelende 22, wobei die Batteriewickelenden 21 , 22 aus dem Batteriewickel herausgeführte Kupfer- und Aluminiumfolien sind, die als opposite end of a battery winding end 22, wherein the battery winding ends 21, 22 are led out of the battery coil copper and aluminum foils, as
Stromableiter dienen. Die Batteriewickelenden 21 der Batteriewickel 2 sind durch eine als Stromabnehmerelement wirkende Stromabnehmergabel 3 miteinander verbunden, und die Batteriewickelenden 22 der Batteriewickel 2 sind durch eine als Stromabnehmerelement wirkende Stromabnehmergabel 4 miteinander verbunden, wobei die Stromabnehmergabeln 3, 4 vollständig in den Gehäuse 1 untergebracht sind. Die Stromabnehmergabeln 3, 4 sind jeweils mit einem entsprechenden Anschluss der Batteriezelle verbunden, der jedoch nicht dargestellt ist, aber den in Figur 4 dargestellten Anschlüssen 92, 93 entsprechen. Wie es der Detailansicht in Figur 1 zu entnehmen ist, weist jede Stromabnehmergabel 4, die hier stellvertretenden für alle Stromabnehmergabeln 3, 4 steht, im Querschnitt einen U- förmigen Grundkörper 41 mit vorzugsweise im rechten Winkel abgeknickten Enden 42 auf, wobei die Wickelenden 22 an einer Außenseite des Grundkörpers 41 über deren gesamte Länge angeschweißt sind, so dass ein möglichst durchgehender Current arresters serve. The battery winding ends 21 of the battery wraps 2 are connected to each other by a pantograph fork 3 acting as a current collector, and the battery winding ends 22 of the battery windings 2 are interconnected by a pantograph fork 4 acting as a pantograph element, the pantograph forks 3, 4 being completely housed in the housing 1. The current collector forks 3, 4 are each connected to a corresponding terminal of the battery cell, which is not shown, but correspond to the terminals 92, 93 shown in Figure 4. As can be seen from the detail view in FIG. 1, each pantograph fork 4, which is representative of all pantograph forks 3, 4, has in cross-section a U-shaped main body 41 with preferably bent ends 42 at right angles, the winding ends 22 abutting an outer side of the main body 41 are welded over its entire length, so that a continuous as possible
Wärmeübertragungskontaktbereich zwischen dem Grundkörper 41 und den Wickelenden 22 zustande kommt. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel steht eine Stromabnehmergabel 4 mit zwei der Wickelenden 22 und damit mit zwei der vier Wickel 2 in paralleler elektrischer und thermischer Verbindung. Das Material der entsprechenden Stromabnehmergabel 3, 4 entspricht dem Material der damit verbundenen Wickelenenden 21 , 22. In dem hier im Detail gezeigten Fall besteht demnach die Stromabnehmergabel 4 aus Kupfer und steht mit den aus Kupfer bestehenden Wickelenden 22 in Verbindung. Heat transfer contact area between the main body 41 and the winding ends 22nd comes about. In the preferred embodiment is a pantograph fork 4 with two of the coil ends 22 and thus with two of the four coils 2 in parallel electrical and thermal connection. The material of the corresponding pantograph fork 3, 4 corresponds to the material of the winding ends 21, 22 connected thereto. In the case shown here in detail, therefore, the pantograph fork 4 is made of copper and is connected to the coil ends 22 made of copper.
Wie es weiterhin Figur 1 zu entnehmen ist, sind die abgeknickten Enden 42 der As can still be seen in FIG. 1, the bent ends 42 are the
Stromabnehmergabel 4 in einem als wärmeleitende Komponente wirkenden Keramikelement 6 aufgenommen, das in Figur 2 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt ist. Die Pantograph fork 4 received in a ceramic element 6 acting as a heat-conducting component, which is shown in Figure 2 in a perspective view. The
abgeknickten Enden 42 sind dabei in Aussparungen 61 in dem Keramikelement 6 Bent ends 42 are in recesses 61 in the ceramic element. 6
aufgenommen, die jeweils eine Vertiefung in dem Keramikelement 6 darstellen, die der Geometrie der abgeknickten Enden 42 entspricht. Das Keramikelement 6 weist ferner eine Gesamtgestalt auf, die sich vorzugsweise lückenlos an die Innenseite des Gehäuses 1 im Bereich der Seitenwand 13 anlegt, um einen möglichst gleichmäßigen und großflächigen Wärmeübergang zwischen Keramikelement 6 und Gehäuseseitenwand 13 zu ermöglichen. Die Anordnung ist dabei mit leichtem Druck auf das Keramikelement 6 ausgeführt, damit ein Übergangswiderstand zwischen Stromabnehmergabel 4, Keramikelement 6 und taken, each representing a depression in the ceramic element 6, which corresponds to the geometry of the bent ends 42. The ceramic element 6 further has an overall shape, which preferably applies without gaps to the inside of the housing 1 in the region of the side wall 13 in order to allow the most uniform and large-area heat transfer between the ceramic element 6 and the housing side wall 13. The arrangement is carried out with slight pressure on the ceramic element 6, so that a contact resistance between pantograph fork 4, ceramic element 6 and
Gehäuseseitenwand 13 minimiert wird. Entsprechend zu dem Keramikelement 6 ist ein vergleichbares Keramikelement 5 an der entgegengesetzten Seite der Batteriewickel 2 angeordnet, das thermisch zwischen der Stromabnehmergabel 3 und der Innenseite des Gehäuses 1 im Bereich der Seitenwand 12 verbindet. In Figur 1 ist ähnlich zu Figur 5 eine Wärmeleitfähigkeit entlang der Breitenrichtung der jeweiligen Batteriezelle, also in einer horizontalen Richtung in Figur 1 als AradiaueiiyRoii bezeichnet, eine Wärmeleitfähigkeit entlang der Längsrichtung der Batteriezelle, also in einer vertikalen Richtung in Figur 1 ist alsHousing side wall 13 is minimized. Corresponding to the ceramic element 6, a comparable ceramic element 5 is arranged on the opposite side of the battery winding 2, which connects thermally between the current collector fork 3 and the inside of the housing 1 in the region of the side wall 12. In Figure 1 is similar to Figure 5 has a thermal conductivity along the width direction of the respective battery cell, so in a horizontal direction in Figure 1 indicates as a ra diaueiiyRoii, a thermal conductivity along the longitudinal direction of the battery cell, thus in a vertical direction in Figure 1 is as
AaxiaueiiyRoii bezeichnet, wobei eine Namensgebung der Wärmeleitzahlen A...JeiiyRoii auf einer Erstreckung der Batteriewickel 2 basiert. Durch die verbesserte Wärmeübertragung zwischen den Wickelenden 21 und der Seitenwand 12 des Gehäuses 1 mittels des AaxiaueiiyRoii denotes, wherein a naming of the thermal conductivities A ... Je iiyRoii based on an extension of the battery wraps 2. Due to the improved heat transfer between the coil ends 21 and the side wall 12 of the housing 1 by means of
Keramikelements 5 kann eine Wärmeleitung zwischen den Batteriewickeln 2 und der Seitenwand 12 erhöht werden, und durch die verbesserte Wärmeübertragung zwischen den Wickelenden 22 und der Seitenwand 13 des Gehäuses 1 mittels des Keramikelements 6 kann eine Wärmeleitung zwischen den Batteriewickeln 2 und der Seitenwand 13 erhöht werden. Der Kern der Erfindung gemäß der bevorzugten Ausführungsform liegt demnach in dem Keramikelement 5, 6, das in einer alternativen Ausführung als. mit Keramikpartikeln gefüllte Vergussmasse ausgeführt sein kann, in Kombination mit einem angepassten Design der Stromabnehmergabeln 3, 4 sowie die thermisch geeignet dimensionierte Verbindung der Zellwickelenden 21 , 22 mit den Stromabnehmergabeln 3, 4. Ziel ist eine sehr gute thermische Anbindung der Batteriewickel 2 an der jeweiligen Seitenwand 12 und 13 des Zellgehäuses 1 . Ceramic member 5, a heat conduction between the battery coils 2 and the side wall 12 can be increased, and by the improved heat transfer between the coil ends 22 and the side wall 13 of the housing 1 by means of the ceramic member 6, a heat conduction between the battery coils 2 and the side wall 13 can be increased. The core of the invention according to the preferred embodiment is therefore in the ceramic element 5, 6, which in an alternative embodiment as. can be executed with ceramic particles filled potting compound, in combination with a customized design the current collector forks 3, 4 and the thermally suitably dimensioned connection of the cell winding ends 21, 22 with the current collector forks 3, 4. The aim is a very good thermal connection of the battery coils 2 on the respective side wall 12 and 13 of the cell housing. 1
In Figur 3 ist ferner eine Batterie 8 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt, die aus einer Vielzahl von prismatischen Batteriezellen gemäß der vorhergehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform aufgebaut ist, wobei die quaderförmigen In Figure 3, a battery 8 is further shown in a perspective view, which is composed of a plurality of prismatic battery cells according to the preferred embodiment described above, wherein the cuboid
Batteriezellengehäuse 1 der Batteriezellen nebeneinander angeordnet sind, so dass die jeweiligen Seitenwände 12, 13 eine durchgehende Seitenwand der Batterie ausbilden. Um nun eine Wärmezu- /-abfuhr von den Seitenwänden 12, 13 der Batteriezellengehäuse 1 zu verbessern, sind Wärmeleitplatten 81 , vorzugsweise fluiddurchströmte Wärmeleitplatte 81 an den Seitenwänden 12, 13 angebracht, die das verbesserte Wärmezu-/-abfuhrkonzept der einzelnen Batteriezellen auf Batterieebene noch weiter verbessern. Battery cell housing 1 of the battery cells are arranged side by side, so that the respective side walls 12, 13 form a continuous side wall of the battery. In order now to improve heat supply / removal from the side walls 12, 13 of the battery cell housing 1, heat conducting plates 81, preferably fluid-flowed heat-conducting plate 81 are attached to the side walls 12, 13, which still provide the improved heat supply / discharge concept of the individual battery cells on the battery level improve further.

Claims

Ansprüche 1 . Batteriezelle mit Claims 1. Battery cell with
einem Gehäuse (1 ), a housing (1),
zumindest einem in dem Gehäuse (1 ) angeordneten Batteriewickel (2), der über ein erstes Stromabnehmerelement (3) mit einem ersten Anschluss und über ein zweites at least one battery winding (2) arranged in the housing (1), which has a first current collector element (3) with a first terminal and a second current collector element (3)
Stromabnehmerelement (4) mit einem zweiten Anschluss elektrisch verbunden ist, wobei der erste Anschluss und der zweite Anschluss zumindest teilweise außerhalb des Gehäuses (1 ) angeordnet sind, und Current collector element (4) is electrically connected to a second terminal, wherein the first terminal and the second terminal are at least partially disposed outside of the housing (1), and
zumindest einer ersten wärmeleitenden Komponente (5), die zwischen dem Gehäuse (1 ) und dem ersten Stromabnehmerelement (3) angeordnet ist und mit diesen in Flächenkontakt steht, um eine Wärmeleitung zwischen dem Gehäuse (1 ) und dem ersten at least one first thermally conductive component (5), which is arranged between the housing (1) and the first current collector element (3) and in surface contact with them in order to conduct heat between the housing (1) and the first
Stromabnehmerelement (3) zu vergrößern, vorzugsweise mit zumindest einer zweiten wärmeleitenden Komponente (6), die zwischen dem Gehäuse (1 ) und dem zweiten Pantograph element (3) to enlarge, preferably with at least one second thermally conductive component (6) between the housing (1) and the second
Stromabnehmerelement (4) angeordnet ist und mit diesen in Flächenkontakt steht, um eine Wärmeleitung zwischen dem Gehäuse (1 ) und dem zweiten Stromabnehmerelement (4) zu vergrößern. Current collector element (4) is arranged and is in surface contact with these in order to increase a heat conduction between the housing (1) and the second current collector element (4).
2. Batteriezelle nach Anspruch 1 , wobei jede wärmeleitende Komponente (5, 6) das entsprechende Stromabnehmerelement (3, 4) zumindest teilweise aufnimmt, vorzugsweise in einer Aussparung (61 ). 2. Battery cell according to claim 1, wherein each thermally conductive component (5, 6) at least partially receives the corresponding current collector element (3, 4), preferably in a recess (61).
3. Batteriezelle nach Anspruch 1 oder 2, wobei jede wärmeleitende Komponente (5, 6) in das Gehäuse (1 ) so eingebracht ist, dass sie zumindest eine Innenwandfläche des 3. Battery cell according to claim 1 or 2, wherein each thermally conductive component (5, 6) in the housing (1) is introduced so that it has at least one inner wall surface of the
Gehäuses (1 ) vollständig abdeckt. Completely covers housing (1).
4. Batteriezelle (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jede wärmeleitende Komponente (5, 6) entweder ein Keramikbauteil (5, 6), vorzugsweise aus Aluminiumoxid, oder ein Vergussbauteil ist, vorzugsweise aus einem mit Aluminiumoxidpartikeln gefüllten Kunststoff- oder Harzmaterial. 4. battery cell (1) according to any one of the preceding claims, wherein each thermally conductive component (5, 6) is either a ceramic component (5, 6), preferably of alumina, or a Vergussbauteil, preferably of a filled with alumina particles plastic or resin material.
5. Batteriezelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jeder Batteriewickel (2) zumindest ein Wickelende (21 ) aufweist, das mit dem ersten Stromabnehmerelement (3) verbunden ist, und vorzugsweise zumindest ein weiteres Wickelende (22) aufweist, das mit dem zweiten Stromabnehmerelement (4) verbunden ist. 5. Battery cell according to one of the preceding claims, wherein each battery winding (2) has at least one winding end (21) which is connected to the first current collector element (3). is connected, and preferably at least one further winding end (22) which is connected to the second current collector element (4).
6. Batteriezelle nach Anspruch 5, wobei sich jede Verbindung zwischen Wickelende (21 , 22) und Stromabnehmerelement (3, 4) über die gesamte Länge der Kontaktfläche zwischen Wickelende (21 , 22) und Stromabnehmerelement (3, 4) erstreckt, wobei vorzugsweise die Verbindung eine Schweißverbindung ist und die Schweißnaht über die gesamte Länge der Kontaktfläche zwischen Wickelende (21 , 22) und Stromabnehmerelement (3, 4) verläuft, um eine möglichst große Wärmeübertragungsstrecke zwischen diesen zu ermöglichen. 6. Battery cell according to claim 5, wherein each connection between the coil end (21, 22) and current collector element (3, 4) over the entire length of the contact surface between the coil end (21, 22) and current collector element (3, 4), preferably the Connection is a welded joint and the weld over the entire length of the contact surface between the coil end (21, 22) and current collector element (3, 4) extends to allow the largest possible heat transfer path between them.
7. Batteriezelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Batteriezelle eine prismatische Lithium-Ionen-Batteriezelle ist, wobei vorzugsweise die Batteriezelle einen oder mehr, weiter vorzugsweise vier Batteriewickel (2) aufweist. 7. Battery cell according to one of the preceding claims, wherein the battery cell is a prismatic lithium-ion battery cell, wherein preferably the battery cell has one or more, more preferably four battery wraps (2).
8. Batteriezelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (1 ) eine Quaderform mit mehreren Oberflächen (1 1 , 12, 13) aufweist, wobei zumindest eine der Oberflächen (1 1 , 12, 13) mit einer hervorstehenden Struktur versehen ist, wobei 8. Battery cell according to one of the preceding claims, wherein the housing (1) has a parallelepiped shape with a plurality of surfaces (1 1, 12, 13), wherein at least one of the surfaces (1 1, 12, 13) is provided with a protruding structure, in which
vorzugsweise die hervorstehende Struktur zumindest eine Kühlrippe oder zumindest eine Kühlfinne aufweist. preferably, the projecting structure has at least one cooling fin or at least one cooling fin.
9. Batteriezelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine wärmeleitende Beschichtung zumindest an einer wärmleitenden Komponente (5, 6) vorgesehen ist, wobei vorzugsweise eine wärmeleitende Beschichtung an zumindest einem 9. Battery cell according to one of the preceding claims, wherein a heat-conductive coating is provided at least on a heat-conducting component (5, 6), wherein preferably a heat-conductive coating on at least one
Stromabnehmerelement (3, 4) vorgesehen ist. Current collector element (3, 4) is provided.
10. Batteriezelle nach Anspruch 9, wobei die wärmeleitende Beschichtung eine 10. Battery cell according to claim 9, wherein the heat-conductive coating a
Wärmeleitpaste ist. Thermal paste is.
1 1 . Herstellungsverfahren für eine Batteriezelle nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Herstellungsverfahren zumindest die folgenden Schritte aufweist: 1 1. A manufacturing method of a battery cell according to any one of claims 8 to 10, wherein the manufacturing method comprises at least the following steps:
Bereitstellen des Gehäuses (1 ) mit der hervorstehenden Struktur, das vorzugsweise durch Schweißen mit dem Gehäuse (1 ) verbunden wird,  Providing the housing (1) with the protruding structure, which is preferably connected to the housing (1) by welding,
Anordnen des zumindest einen Batteriewickels (2) zusammen mit der zumindest einen ersten wärmeleitenden Komponente (5) und den ersten Stromabnehmerelement (3) sowie mit der zumindest einen zweiten wärmeleitenden Komponente (6) und den zweiten  Arranging the at least one battery pack (2) together with the at least one first thermally conductive component (5) and the first current collector element (3) and with the at least one second thermally conductive component (6) and the second
Stromabnehmerelement (4) in dem Gehäuse (1 ), Current collector element (4) in the housing (1),
Verschließen des Gehäuses (1 ), vorzugsweise durch Schweißen, Einfüllen von Elektrolyt in das Gehäuse (1 ) durch eine kleine offen verbliebene Öffnung, und finales Verschließen der Zelle durch Verschließen der kleinen Öffnung, durch die der Elektrolyt eingefüllt wird. Closing the housing (1), preferably by welding, Pouring electrolyte into the housing (1) through a small opening remaining open, and finally closing the cell by closing the small opening through which the electrolyte is filled.
12. Batterie (8) mit zumindest zwei Batteriezellen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei vorzugsweise zumindest eine Kühlplatte (81 ) an zumindest einer Seitenwand (12, 13) der jeweiligen Batteriezellen angeordnet ist, welche an ihrer Innenseite mit der wärmeleitenden Komponente (5, 6) versehen ist, wobei weiter vorzugsweise die Kühlplatte (81 ) eine fluiddurchströmte Kühlplatte ist. 12. Battery (8) with at least two battery cells according to one of claims 1 to 10, wherein preferably at least one cooling plate (81) on at least one side wall (12, 13) of the respective battery cells is arranged, which on its inside with the heat-conducting component ( 5, 6) is provided, wherein further preferably, the cooling plate (81) is a fluid-flow cooling plate.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109411803A (en) * 2018-12-05 2019-03-01 江苏塔菲尔新能源科技股份有限公司 Battery cell and battery

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014225050A1 (en) * 2014-12-05 2016-06-09 Robert Bosch Gmbh Battery cell with battery cell housing and cover
DE102018130173A1 (en) * 2018-11-28 2020-05-28 Carl Freudenberg Kg Electrochemical energy storage cell
JP7434197B2 (en) * 2021-02-08 2024-02-20 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 assembled battery

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100104935A1 (en) * 2008-10-28 2010-04-29 Weston Arthur Hermann Heat dissipation for large battery packs
DE102010002289A1 (en) * 2009-02-24 2010-09-30 Yazaki Corporation Cooling system for battery pack, has high voltage conductive path connected with anode and cathode of battery pack, where high voltage conductive path distributed along battery pack to cool battery pack
DE102009027178A1 (en) * 2009-06-25 2010-12-30 SB LiMotive Company Ltd., Suwon Battery with electrode heat conductor for efficient temperature control
WO2012029944A1 (en) * 2010-09-03 2012-03-08 三菱重工業株式会社 Battery

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2621175B1 (en) * 1987-09-29 1989-12-01 Accumulateurs Fixes ELECTRIC CHEMICAL GENERATOR IMPLEMENTING LITHIUM / OXYHALOGENIDE COUPLES
US6013388A (en) * 1998-06-17 2000-01-11 Hughes Electronics Corporation Battery cell terminal
WO2001003231A1 (en) * 1999-07-05 2001-01-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Battery pack and power tool using the same
DE102008031538A1 (en) * 2008-07-03 2010-01-07 Li-Tec Battery Gmbh Accumulator with extended life
JP2011210619A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Sanyo Electric Co Ltd Battery pack
CN104247144A (en) 2011-04-14 2014-12-24 智晖有限公司 Lithium battery electric core module and design method of battery package cooling system
DE102011077295A1 (en) * 2011-06-09 2012-12-13 Sb Limotive Company Ltd. Battery cell i.e. lithium ion battery cell, for connection with drive system of e.g. hybrid electric vehicle, has transport element made of material and comprising coating, where heat conductivity of material is greater than specific value

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100104935A1 (en) * 2008-10-28 2010-04-29 Weston Arthur Hermann Heat dissipation for large battery packs
DE102010002289A1 (en) * 2009-02-24 2010-09-30 Yazaki Corporation Cooling system for battery pack, has high voltage conductive path connected with anode and cathode of battery pack, where high voltage conductive path distributed along battery pack to cool battery pack
DE102009027178A1 (en) * 2009-06-25 2010-12-30 SB LiMotive Company Ltd., Suwon Battery with electrode heat conductor for efficient temperature control
WO2012029944A1 (en) * 2010-09-03 2012-03-08 三菱重工業株式会社 Battery

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109411803A (en) * 2018-12-05 2019-03-01 江苏塔菲尔新能源科技股份有限公司 Battery cell and battery
CN109411803B (en) * 2018-12-05 2022-05-13 宁德时代新能源科技股份有限公司 Battery cell and battery

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