CN102549799A - 原电池 - Google Patents

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Abstract

根据本发明，具有相反的电极性的电捕捉器(302、303、402、403)在多个部位处从原电池(301、401)的壳体延伸以用于消散储存在原电池中的能量。在其他的部位处，壳体包括支持蓄电池的节省空间的紧固或支持用于将蓄电池紧固在安装部内的紧固元件(408、409、410、411)的节省空间的排列的设计部(304、305、306、307)。

Description

原电池
描述
本发明涉及原电池。这样的原电池被在多种技术领域中的不同的应用需要和使用。在原电池的大多数应用中，目的尤其是最大化与空间相关的能量密度，即相对于原电池的体积所储存的能量。这样的电池适合于构建包括多个这样的电池的电池组，并且因此这样的电池有时也被称为电池单元。
平坦且矩形的原电池是已知的，其电化学活性部分被膜状的包装围绕，以金属片材形式的电连接部(“集流器”)被引导穿过膜状的包装。具有这样的设计的电池单元经常被称为盒形电池或咖啡袋电池。电压经常通过以形成配合、非正的或结合的方式连接于金属片材连接部的接触元件而输出。其可以在一侧或两侧上连接于集流器。接触元件在单一的电池的情况下被直接地或间接地连接于电流消耗器或电流源，或在电池或电池组的情况下起作用以串联地或并联地电连接电池。
几种已知的用于将电池紧固在支撑结构中的解决方案仅接触集流器。其他的解决方案部分地或整体地包封电池边缘。在几个应用中，第一种可能性相关的缺点是另外的安装空间通过将保持元件部分地或整体地在径向方向延伸经过电池来获得。在几个应用中，第二种可能性相关的缺点是整个结构具有低载荷承受能力。此外，在电池中形成的泄漏的风险可能通过集流器通路上的拉力/剪应力而被增大。
本发明解决的问题是有助于使这样的原电池的安装的与空间相关的能量效率最大化。这种问题通过根据权利要求1所述的原电池来解决。
在根据本发明的该原电池中，该原电池包括壳体以及至少两个电集流器，集流器具有相反的电极性以用于输送储存在原电池中的能量，集流器在多个第一部位处从壳体突出出来，在集流器不从原电池的壳体突出出来的另一第二部位处或其他的第二部位处，壳体具有包括特定的设计要素的设计部，该设计部支持蓄电池的节省空间的紧固或支持用于在这些特定的设计要素的辅助下将蓄电池紧固在安装部内的紧固元件的节省空间的排列。
在本发明的意义上的原电池是指任何类型的电池，特别是电化学电池，以及在后者的情况下，特别是一次电池或二次电池。至少两个接触元件或电极被本领域的技术人员普遍称为集流器或金属片材连接部，其起作用以输送储存在原电池中的能量，该至少两个接触元件或电极从这样的原电池的壳体向外引导出来。这些集流器经常在仅几个部位处从壳体突出出来。根据本发明，根据本发明的电池的壳体被设计为使得壳体的不被需要或使用以将集流器向外导向的部位支持用于将蓄电池紧固在安装部内的紧固元件的节省空间的排列。
其可以是在壳体的边缘上的一个或多个部位，该一个或多个部位被选择使得其支持一个或多个紧固元件的节省空间的排列。
在许多情况下，该壳体是实质上平坦的且矩形的。这样的电池的电或电化学活性部分经常被膜状的包装围绕。与壳体的形状无关，在本发明的范围内，这种包装是电池的壳体的部件。
在本文的内容中，节省空间的排列被理解为是意指任何有助于使能量含量相对于其在安装部中的储存所有效地需要的容积最大化的排列。所有效地需要的容积是安装部的将被分配给特定的电池的部分容积，其不能够以任何其他的方式使用。其包括原电池的容积以及该原电池的所有的“死空间”的容积的总和。所有效地需要的容积因此不仅取决于原电池自身的容积，并且还取决于安装技术以及用于安装的紧固装置的类型和排列。
在本发明的内容中，紧固元件被理解为是任何适合于将电池紧固在安装部中的装置，即如果需要的话，甚至是部分地限制其的运动自由度。
在本发明的内容中，支持蓄电池的节省空间的紧固或支持用于将蓄电池紧固在安装部内的紧固元件的节省空间的排列的设计部意图意指壳体的任何设计部，包括其可利用的包装，该包装有助于使能量含量相对于其在安装部中的储存所有效地需要的容积最大化。
本发明的有利的发展是从属权利要求的主题内容。本发明在下文参照优选的实施方案并且在附图的辅助下更详细地描述。
附图示出：
图1是使用平坦的矩形的“盒形电池”的实施例的典型的原电池；
图2是如图1中的盒形电池，包括被特别地重点描绘的壳体部位，该壳体部位可以用于将金属片材连接部引导至外部并且紧固电池；
图3是根据本发明的优选的实施方案的包括在壳体中的切口的原电池；
图4是根据本发明的优选的实施方案的包括在壳体中的切口以及被引导穿过这些切口的紧固元件的原电池；
图5是图4中示出的排列的俯视图；
图6是根据本发明的优选的实施方案的包括在包装中的压痕的盒形电池，以这种的方式电池被夹持入保持元件中；
图7是根据本发明的优选的实施方案的包括被在同一个壳体侧上向外引导的集流器并且包括在壳体的其他的部位处的切口的蓄电池。
如图1中描绘的，原电池经常具有平坦的实质上矩形的形状。这种形状简化多个这样的原电池以形成电池组的组装，其中这样的原电池被串联地或并联地电互相连接。虽然本发明以示例的方式使用这样的″盒形电池″来描述，但是其不限于这样的电池。
在这样的电池101中，这些电池的电或电化学有效的部分典型地被膜状的包装围绕，该膜状的包装在电池的边缘104、105、106、107处焊接、粘结或以任何其他的方式接合并且在该膜状的包装的层之间，金属片材连接部102、103被引导至外部，以允许其与安装部的连接部的电接触。膜状的包装扩大了原电池可以被接纳在其中的最小的包封矩形。作为结果，将原电池安装在安装部中所需要的容积以及以其他方式不可使用的容积也被增加。
本发明基于以下发现，即如果这些容积部分可以实际上成为有用的，则部分地不可避免地与其相关联的安装部的能量效率的损失可以被减少。如图2中所示的，图1中作为实施例示出的蓄电池的壳体包括部位204、205、206、207(其还被本领域的技术人员称为“死空间”)，部位204、205、206、207如果不被用于紧固电池的话保持不被使用。这种发现被本发明利用。
这些死空间位于与电池201的集流器202、203不同的部位处。经常，虽然不是必要的，但是其位于壳体的角落或原电池的角落处。图3通过参照本发明的实施方案示出了本发明如何利用这些死空间。在本实施方案中，切口例如孔304、305、306、307被设置在原电池的包装的角落处，紧固元件408、409、410、411、512、513、514、515可以被引导通过该切口，以将蓄电池紧固在安装部中，如图4和5中所示的。
本发明的其中至少一个接触元件被布置在至少一个集流器的一侧上并且至少一个隔离或保持元件(其尤其是可以使集流器压紧接触元件)被布置在另一侧上的实施方案是有利的并且因此是优选的。
更一般地，根据本发明，死空间来源于以下事实，即集流器不需要矩形电池的侧边缘的整个长度(见图2)都被用于以相对于安装部空间在中间的方式排列紧固元件。为此，电池(或包装)在这些区域中配备有切口，例如，即孔等等，配备有凹陷部，例如有凹口的或被折叠的角落，有意的再成形物，例如压花等等，或配备有被放置在其上的零件，例如被粘合在其上的小块等等，被相应地成形的保持元件可以接合在以上部分中。
包括这样的在电池的包装中的压花的实施方案在图6中示出。蓄电池的包装的角落204、205、206、207(见图2)在这种情况下包括小块形状的结构621、622、623、624，其可以例如以膜的相应的压花的方式或通过结合在其上而被应用。被相应地成形的紧固元件631、632、633、634、641、642、643现在可以接合到例如是小块状的这些结构中。
原电池(还被称为蓄电池)的金属片材连接部不需要始终被施用于壳体的相对的侧。如图7中所示的，在某些情况下，通过将金属片材连接部排列在一侧上可以节约特别大量的安装部空间，因为在相对的侧上的壳体边缘，即在与所示的情况下的金属片材连接部相对的侧上的箔带的宽度，可以被设计为特别窄的。在这样的情况下，经常是特别有利的是，将根据本发明提供的壳体的成形元件，即设置在其上的凹陷部、切口或结构，例如，如图7中所示的，施用在也布置了金属片材连接部的侧上。

Claims (5)

1.一种原电池(101、201、301、401、501、601、701)，所述原电池(101、201、301、401、501、601、701)包括壳体和至少两个电集流器(102、103、201、203、302、303、402、403、502、503、602、603、702、703)，所述集流器具有相反的极性以用于输送储存在所述原电池中的能量，所述集流器在一部分第一部位处从所述壳体突出出来，其特征在于，
在其中集流器不从所述原电池的所述壳体突出出来的另一第二部位处或其他的第二部位处，所述壳体具有包括设计要素的设计部(304、305、306、307、621、622、623、624)，所述设计部(304、305、306、307、621、622、623、624)支持所述蓄电池的节省空间的紧固或支持用于在该设计要素的辅助下将所述蓄电池紧固在安装部内的紧固元件(408、409、410、411、631、632、633、634、641、642、643)的节省空间的排列。
2.根据权利要求1所述的原电池，所述原电池的所述壳体配备有在至少一个第二部位处的至少一个切口(304、305、306、307、704、705)，紧固元件(408、409、410、411、512、513、514、515)能够被引导穿过所述至少一个切口(304、305、306、307、704、705)。
3.根据权利要求1所述的原电池，所述原电池的所述壳体配备有在至少一个第二部位处的至少一个成形的元件(621、622、623、624)，相应地成形的紧固元件(631、632、633、634、641、642、643)能够接合到所述至少一个成形的元件(621、622、623、624)中。
4.根据权利要求1所述的原电池，所述原电池的所述壳体设置有在至少一个第二部位处的至少一个切口，所述至少一个切口支持所述蓄电池的节省空间的紧固或支持用于将所述蓄电池紧固在安装部内的紧固元件的节省空间的排列。
5.根据权利要求1所述的原电池，所述原电池的所述壳体设置有在至少一个第二部位处的至少一个再成形物，所述至少一个再成形物支持所述蓄电池的节省空间的紧固或支持用于将所述蓄电池紧固在安装部内的紧固元件的节省空间的排列。
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