CN102255101B - 袋式单元蓄电池装置及相应的生产方法和用途 - Google Patents

袋式单元蓄电池装置及相应的生产方法和用途 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种袋式单元蓄电池装置以及一种相应的生产方法、连同其用途。这种袋式单元蓄电池装置具有包括一个收缩套(50)的覆盖件，该收缩套至少局部地以一种形状配合的方式包围了这个袋(22)。

Description

袋式单元蓄电池装置及相应的生产方法和用途
技术领域
本发明涉及一种袋式单元蓄电池装置并且涉及一种相应的生产方法，及其用途。
背景技术
虽然，原则上可以使用任何希望的袋式单元蓄电池（pouch-cellbattery）装置，但本发明以及它基于的这些问题将通过参照一种锂离子袋式单元蓄电池装置进行说明。
锂离子蓄电池必须被这样密封使得它们实质上对湿气和氧气是不可渗透的，以便避免所不希望的与电解质的反应。因此，一个锂离子蓄电池的这些单元通常被封装在一种薄膜袋中。
虽然以这种方式密封的袋式单元蓄电池具有众多的优点，但它们比那些封闭在刚性壳体中的单元更加容易受损。
此外，像这样的袋式单元蓄电池经受到以下问题，即这种袋的多个外边缘区域或者多个边缘不是充分电绝缘的。此外，不平整的袋表面使之更难以均匀地消散在工作的过程中所产生的热量。
DE60004254T2披露了一种袋式单元蓄电池装置，其中提供了一种包围该袋的刚性外盖件作为附加的绝缘体。与袋式单元蓄电池本身相比，这导致像这样的袋式单元蓄电池装置在体积上相当大的增加。
DE102006061270A1披露了具有多个电化学单元的一种电池组，其中在端部为这些单元的电连接提供了一种电池单元连接器。
US2005/0210662A1披露了处于一个袋的形式的多个锂电池单元的一种装置，在所述多个锂电池单元之间安排了用于冷却的多个空心的金属板或者管。
US5,227,260披露了在一个框架元件中的、处于一种袋的形式的电池单元的装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的袋式单元蓄电池装置以及一种相应的生产方法，该装置具有有效的绝缘，该袋式单元蓄电池装置能够容易地进行生产。
如下述1所述的根据本发明的袋式单元蓄电池装置以及如下述7所述的相应的生产方法具有超越已知的解决途径的优点，即：覆盖件可以容易地并且低成本地进行生产，并且在要求时可以容易地进行更换。下述2-6以及8-11是本发明的优选实施方案。
1.一种袋式单元蓄电池装置，具有：
一个袋式单元蓄电池，该袋式单元蓄电池具有封装在一个袋中的一个电极装置，其中所述袋包括具有波纹式不规则形状的主表面；以及
一个覆盖件，该覆盖件包括一个收缩套，该收缩套至少局部地以一种形状配合的方式包围了该袋；以及
其中该收缩套的背离该袋式单元蓄电池的那一侧至少局部地配备有一种补偿物质，以此提供了一个基本上平坦的表面区域。
2.如前述1所述的袋式单元蓄电池装置，其中，该袋具有一种基本上长方形的形状。
3.如前述1或2所述的袋式单元蓄电池装置，其中，在该袋上的端部提供了多个电极连接区域。
4.如前述之一所述的袋式单元蓄电池装置，其中，包括该收缩套的覆盖件的厚度是在0.2mm至1mm的范围内。
5.如前述之一所述的袋式单元蓄电池装置，其中，包括该收缩套的覆盖件与一种冷板装置相接触，该收缩套至少局部地以一种形状配合的方式包围了该袋。
6.一种用于生产袋式单元蓄电池装置的方法，该方法具有以下步骤：
至少局部地用一个收缩套将一个袋式单元蓄电池的袋覆盖，其中所述袋包括具有波纹式不规则形状的主表面；并且
使该收缩套热收缩以形成包括该收缩套的一个覆盖件，该收缩套至少局部地以一种形状配合的方式包围了该袋；
其中包括该收缩套的覆盖件的背离该袋式单元蓄电池的那一侧至少局部地配备有一种补偿物质，以此提供了一个基本上平坦的表面区域。
7.如前述6所述的方法，其中，该补偿物质是基于硅酮的。
8.如前述6或7所述的方法，其中，包括该收缩套的覆盖件具有在-55℃与150℃之间的范围内的温度耐受性。
9.如前述6至8之一所述的方法，其中，包括该收缩套的覆盖件的厚度是在0.2mm至1mm的范围内。
10.根据前述1至5之一所述的袋式单元蓄电池装置在一种机动车辆中的用途。
本发明所基于的构思是使用可热收缩的材料作为辅助护套。
本发明的对应的主题的多个有利的改进方案以及改善方案被包括在从属权利要求中。
根据一个优选的改进方案，这种袋具有一个基本上长方形的形状。
根据一个进一步优选的改进方案，在这种袋上的端部提供了电极的连接区域。
根据一个进一步优选的改进方案，该收缩套的背离该袋式单元蓄电池的那一侧至少局部地配备有一种补偿物质，以此提供基本上平坦的表面区域。
根据一个进一步优选的改进方案，包括该收缩套的覆盖件的厚度是在0.2到1mm的范围内。
根据一个进一步优选的改进方案，包括该收缩套的覆盖件与一个冷板装置相接触，该收缩套至少局部地以一种形状配合的方式包围了该袋。
附图说明
在以下说明中将对本发明的多个示例性的实施方案更详细地进行说明，并且在附图中进行展示，在附图中：
图1a、图1b至图3a、图3b在各自的情况下（a）以一种平面视图的形式并且（b）以沿线A-A的截面的形式示出了多个示意图，以便说明根据本发明的袋式单元蓄电池装置的一个第一实施方案及其生产；
图4示出了沿线A-A的截面，以便说明根据本发明的袋式单元蓄电池装置的一个第二实施方案及其生产；并且
图5示出了沿线A-A的截面，以便解释根据本发明的一个袋式单元蓄电池装置的一个第三实施方案及其生产。
相同的参考符号表示这些附图中同样的或功能上相同的部件。
具体实施方案
图1a、图1b至图3a、图3b在各自的情况下（a）以一个平面视图的形式并且（b）以沿线A-A的截面的形式示出了多个示意图，以便说明根据本发明的袋式单元蓄电池装置的一个第一实施方案及其生产。
在图1a、图1b中，参考符号10指代一种袋式单元蓄电池，该袋式单元蓄电池具有由一种柔性塑料薄膜材料构成的一个基本上长方形的袋22，在其端面上提供了电极连接区域10a、10b。
如从图1b中可见，袋22在其多个侧边缘上通过粘附结合或者焊缝2连接到一起。袋22的这些相反的主表面H具有一种波纹式不规则形状。参考符号12指代一种电极装置，该电极装置是提供在袋22内的并且被一种电解质包围，在此未展示出电解质。
如图2a、图2b中所展示的，由一种不导电的、具有相对高橡胶含量的可热收缩的材料构成的一个收缩套50被放置在这些主表面H和侧表面的周围，这些侧表面是粘附地结合或者焊接的并且是位于这些主表面之间的，优选使其后面和其相反的端面连同这些电极连接区域10a、10b保持自由。
在图3a、图3b中所展示的后续的加工步骤中，现在将该收缩套50进行热处理这样使它收缩，并且如图3a、图3b中所展示的，使它以一种实质上形状配合的方式与这些主表面H和这些位于它们之间的侧表面相匹配，这样袋式单元蓄电池10被这个收缩的收缩套50’所覆盖，该收缩的收缩套以一种形状配合的方式包围了袋22。在这种情况下，收缩套50’具有0.2mm至1mm的典型的材料厚度。
以此方式形成的包括已收缩的收缩套50’的覆盖件使这些侧边缘绝缘以便防止不希望的电池放电、保护这些尖锐的侧边缘免于磨损、并且使这些主表面H的波纹变得平滑。此外，该覆盖件提供了到冷却装置上的改进的热连接能力，并且为该袋式单元蓄电池装置提供了整体上更好的机械耐受性。与已知的带有辅助护套的解决方案相对比，根据所说明的实施方案的覆盖件可以容易地并且低成本地进行生产，并且如果要求的话，是易于替换的。
图4示出了沿线A-A的截面以说明根据本发明的袋式单元蓄电池装置的一个第二实施方案及其生产。
在图4中所示的第二实施方案中，在如图3a、图3b中所示出的加工状态之后跟随着至少局部地将一种补偿物质60施加在这些主表面H上的包括收缩套50’的覆盖件上，这种补偿物质60典型地是基于硅酮的。因此就有可能为这种护套（它是位于这些主表面H上并且包含收缩套50’以及补偿物质60）配备一个基本上平坦的表面O。这种构形允许甚至更有效的热连接和规则的外形、简易叠放以及密集的封装。
图5示出了沿线A-A的截面以便解释根据本发明的袋式单元蓄电池装置的一个第三实施方案及其生产。
在如图5所示的第三实施方案中，一种具有两个冷板70a、70b的冷板装置在两侧上包围如图4中所示的袋式单元蓄电池装置，以便将源自这些主表面H的热量有效地输送走。作为举例，这些冷板70a、70b通过在此没有展示的多个冷却管得以实施，并且一种诸如水的输送介质通过这些冷却管。
虽然以上参见多个优选的示例性实施方案已经对本发明进行了说明，但它并不是局限于此而是还能够以其他方式进行。
虽然本发明是参照锂离子电池进行了说明，但它并不是局限于此而是原则上可以用作任何希望的袋式单元蓄电池。
此外，以上提及的关于袋、收缩套以及补偿物质的这些材料仅代表举例，并且可以由具有适当特性的其他材料来替代。
此外，将袋式单元蓄电池装置包埋在这些冷板70a、70b之间并不是局限于图4中所示的实施方案，而是通过适当的表面波纹还可以用于图3b中所示的装置。
根据本发明的袋式单元蓄电池的一个优选的应用是在机动车辆领域中，其中包含该收缩套的覆盖件应被选择为使它具有-55℃与150℃之间的温度耐受性。然而，这种应用不是限制性的，并且很多其他的应用也是可行的，例如在家用领域中、电信领域中、以及能源装置领域中，等等。

Claims (8)

1.一种袋式单元蓄电池装置，具有：
一个袋式单元蓄电池(10)，该袋式单元蓄电池具有封装在一个袋(22)中的一个电极装置(12)，其中所述袋(22)包括具有波纹式不规则形状的主表面(H)；以及
一个覆盖件，该覆盖件包括一个收缩套(50’)，该收缩套至少局部地以一种形状配合的方式包围了该袋(22)，其中包括该收缩套(50’)的覆盖件的厚度是在0.2mm至1mm的范围内；以及
其中该收缩套(50’)的背离该袋式单元蓄电池(10)的那一侧至少局部地配备有一种补偿物质(60)，以此提供了一个基本上平坦的表面区域(O)。
2.根据权利要求1所述的袋式单元蓄电池装置，其中，该袋(22)具有一种基本上长方形的形状。
3.根据权利要求1或2所述的袋式单元蓄电池装置，其中，在该袋(22)上的端部提供了多个电极连接区域(10a，10b)。
4.根据权利要求1或2所述的袋式单元蓄电池装置，其中，包括该收缩套(50’)的覆盖件与一种冷板装置(70a，70b)相接触。
5.一种用于生产袋式单元蓄电池装置的方法，该方法具有以下步骤：
至少局部地用一个收缩套(50)将一个袋式单元蓄电池(10)的袋(22)覆盖，其中所述袋(22)包括具有波纹式不规则形状的主表面(H)；并且
使该收缩套(50)热收缩以形成包括该收缩套(50’)的一个覆盖件，该收缩套至少局部地以一种形状配合的方式包围了该袋(22)，其中包括该收缩套(50)的覆盖件的厚度是在0.2mm至1mm的范围内；
其中包括该收缩套(50’)的覆盖件的背离该袋式单元蓄电池(10)的那一侧至少局部地配备有一种补偿物质(60)，以此提供了一个基本上平坦的表面区域(O)。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，该补偿物质(60)是基于硅酮的。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，包括该收缩套(50’)的覆盖件具有在-55℃与150℃之间的范围内的温度耐受性。
8.根据权利要求1至4之一所述的袋式单元蓄电池装置在一种机动车辆中的用途。
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