CN103814461B - 锂二次电池系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种圆柱形结构形式的锂二次电池系统，该锂二次电池系统包括卷绕心轴和卷绕组件，所述卷绕组件具有薄膜状涂覆的带条和接触带条，它们形成包括阳极、阴极和间隔件的电池结构。此外，电池系统还包括各外面的电连接装置，它们包括各电极盖。按照本发明，卷绕心轴由绝缘材料构成并且具有一沿纵轴方向延伸的穿通通道。卷绕心轴在端侧与各一个里面的电极盖处于连接，所述里面的电极盖同样分别具有一穿通通道，此外分别设置一包括通口的外面的电极盖，其至少在边缘区域内在周向侧包围嵌接卷绕组件，其中经由多个径向设置的分别在外面的与里面的电极盖之间起作用的力锁合的连接装置，卷绕组件被固定且实现接触带条与外面的电极盖之间的电接触。

Description

锂二次电池系统

技术领域

本发明涉及一种圆柱形结构形式的锂二次电池系统，所述锂二次电池系统包括一卷绕心轴和一卷绕组件，所述卷绕组件具有薄膜状涂覆的带条和接触带条，它们形成包括阳极、阴极和间隔件的电池结构；以及各外面的电连接装置，所述电连接装置包括各电极盖。

背景技术

由DE 696 36 796 T2已知一种包括各电极盖的圆柱形蓄电池，其中，接触这样构成，即卷绕组件的各相应的薄膜成带条状向外引导。在此或操纵大量这样的带条，这导致机械问题如压紧或材料折断，或实现限制到少量的带条，所述带条从薄膜卷绕组件引出，不过这降低载流能力。

由DE 699 00 105 T2已知一种卷绕组件装置形式的包括不含水的电解液的二次电池。在那里以正电极形成一外层的方式层叠一纵向延伸的正电极和带有一间隔器的负电极。

在DE 699 13 570 T2中在那里所示的锂二次电池构成为卷成的圆筒。此外存在多个连接组件，通过大量电极扁平插头使这些连接组件接触，由此可以向一外部的装置供给通过容纳的电极单元产生的电能。此外总装置的一盖设有一排气栓塞。但各用于接触的电极扁平插头只将材料横截面的一少部分用于实际的电流传输，所述电极扁平插头以一定的间距在卷绕组件内保证要求的接触。由此不仅在一相应的锂二次电池充电时而且在其放电时限制电流。

同类构成的DE 10 2007 000 428 A1从一锂离子电池的一卷绕心轴开始。一包括阳极、间隔件和阴极的三层结构处在卷绕心轴上。此外存在多个所谓电极插塞，其中绕卷绕心轴卷绕三层结构，从而形成所期望的卷绕组件并且还将各电极插头插入卷绕心轴的各端中。电极插塞头的直径按照DE 10 2007 000 428 A1小于卷绕组件的直径。在一实施形式中，在电极插塞固定在卷绕心轴上之前安装一垫圈，所述垫圈于是处在卷绕组件与电极插塞之间。该垫圈具有一直径，其一直到达卷绕组件的最大直径，并且垫圈由相应的电极的材料、例如阳极侧的铜或阴极侧的铝制成。垫圈在一进一步构成的实施形式中可以作为星状物、十字或辐条实现。由此电极触点的摆动固定的固定拟变成可能的。通过焊接实现垫圈与薄膜卷绕组件的触点接通，这是一很复杂的工艺步骤。

对于现有技术关于具有不含水的电解液的二次电池还应参阅DE698 29 544 T2和关于一种用于锂电池的材料回收的方法参阅DE 69420 438 T2。

在按照DE 10 2007 032 520 A1根据锂聚合物电池的可堆叠的储能器中设置一冷却通风。经由一管状的卷绕心轴实现冷却空气的导通。在那里存在的各电极盖构成为设有螺纹的管，将所述管拧紧于卷绕心轴的下部和上部中。经由各电极盖实施冷却通风。

发明内容

由上述内容出发，本发明的目的是，提供一种进一步开发的圆柱形结构形式的锂二次电池系统，所述锂二次电池系统具有一卷绕心轴和一卷绕组件，其中后者包括一薄膜状涂覆的带条和接触带条，它们形成包括阳极、阴级和间隔件的电池结构。拟将待提供的锂二次电池系统构成有强电流能力，其中，经由一相应的串联电路实现多个电池的联接。同时拟存在一可能性，即用简单的装置强烈地冷却各相应的电池，从而可缩短充电过程。

本发明的目的利用本发明的特征组合来达到。

据此从一种圆柱形结构形式的包括一卷绕心轴和一卷绕组件的锂二次电池系统出发，其中，卷绕组件包括薄膜状涂覆的带条和接触带条，它们形成包括阳极、阴极和间隔件的电池结构。此外存在各电连接装置，它们具有各电极盖。

按照本发明，卷绕心轴由一绝缘材料、特别是一陶瓷材料构成，其中，卷绕心轴具有一沿纵向方向延伸的穿通通道、例如构成为通孔。

卷绕心轴在端侧与各一个里面的电极盖处于连接，所述里面的电极盖同样分别具有一穿通通道。

此外，分别设置一个包括通口的外面的电极盖，所述外面的电极盖至少在边缘区域内在周向侧包围嵌接卷绕组件。在这方面，在一夹紧环或一夹紧圈的意义上构成该外面的电极盖。

经由一个或多个径向设置的力锁合的连接装置，实现卷绕组件的固定和在接触带条与外面的电极盖之间的电接触，所述连接装置分别在外面的与里面的电极盖之间起作用。

经由各穿通通道和各通口的可以说机械的串联可以简单地向锂二次电池系统供给一电池冷却液。在此，从卷绕核心可以排出产生的热并由此实现一有效的冷却。

由一管状的绝缘的外壳包围总装置，该外壳在一实施形式中容纳一阀装置，以便更换电解液或供给相应的液体。

在一优选的实施形式中将卷绕心轴构成为空心圆柱体、特别是陶瓷的空心圆柱体，其各端容纳相应的里面的电极盖的一部分。在此，里面的电极盖包括一直径缩小的区域，该直径缩小的区域匹配于空心圆柱体的内径，以便例如通过材料锁合、特别是粘结实现里面的电极盖的固定。

各力锁合的连接装置可以构成为螺钉或螺栓，它们沿径向方向在卷绕组件上设置的空隙处穿过卷绕组件，其中，各螺钉或螺栓的内端由一在相应的里面的电极盖中的相应的螺纹孔容纳。

在一方案中，作为力锁合的连接装置存在一夹紧环，该夹紧环推到外面的电极盖上。经由一保险装置、特别是一保险圈固定夹紧环。在力锁合的连接装置作为夹紧环的实施形式的情况下，将外面的电极盖在其夹紧钳式成型部的区域内构成轻微锥形的。在外面的电极盖中和在卷绕组件中的用于径向设置的力锁合的连接装置的第一方案的各沉头螺钉的孔以及在里面的电极盖中的各相应的螺纹孔可以被取消。通过夹紧环的加压保证足够的接触和一可忽略的内阻。

由上述部分得出，里面的电极盖至少部分地构成卷绕组件中心的一组成部分并且容纳卷绕组件的各边缘部分侧的端部。

各外面的电极盖在其通口的区域内具有一内螺纹用以容纳一空心圆柱形电池串联连接件或用以固定电的端部分接头或中间分接头。

在本发明的另一实施形式中，卷绕组件包括一铜带条薄膜和一铝带条薄膜，其中，这些薄膜带条在空出一沿纵向方向延伸的边缘区域的情况下设有一包括锂和能导电的粒子例如导电炭黑的层。

在空出的边缘区域内设置缺口或孔，它们在相应的带条的卷绕的状态下重叠设置，此外加入各非织造织物层用于在各带条薄膜之间容纳电解液并且构成各能导电的嵌入带条，它们在空出的边缘区域内处于卷绕组件内。各嵌入带条同样具有缺口或孔，其位置与带条薄膜的各缺口或孔是完全相同的。

通过各上述措施借助于各能导电的嵌入带条通过力锁合的连接装置的利用形成带条薄膜的大面积的接触。

经由在各带条薄膜的边缘区域内和各能导电的嵌入带条的各缝隙形的空隙具有供给电解液或电解液循环的可能性，其中将各缝隙形空隙构成使它们在完成卷绕组件中同样重叠设置。

以按照本发明的方式如以下说明的能实现卷绕组件结构的一简化。如上所述，卷绕组件包括六个不同的部件、亦即一涂覆的铜薄膜、一涂覆的铝薄膜、两金属的各一个嵌入带条和两非织造织物层。可以取消各嵌入带条，它们的目的是填充在各相应的涂覆的金属薄膜的各个层之间的中间空间并由此确保以小的电阻向外传输电流，如果与此有关各上述金属薄膜具有一阶梯、特别是阶梯形的滚压(Walzung)的话。阶梯的高度尺寸这样确定，即填充最初的中间空间，该中间空间由各可互补的金属薄膜和处在其中间的非织造织物层的厚度或高度形成。由此能够向外以要求的方式实现电流传输并且只由四个不同的部件构成卷绕组件复合体。

本发明在这方面概括地说描述卷绕的锂电池的一改进的结构形式，其中通过各介绍的按照本发明的电极盖提供一相对现有技术的广泛的改进。这样构成的电池以特别的程度是有强电流能力的，其中多个电池的联接经由一简单的连接装置是可能的，连接装置本身不要求显著附加的体积。同样以简单的方式经由不导电的通过各电极盖的液体可以实现各个电池的温度调节并且也实现串联的各电池的冷却。在使用一含水的电解液时，电解液为了延长电池的寿命在不需要拆卸电池的情况下可被更换。在极限使用寿命过去以后可以以简单的方式拆卸电池，以便能够不复杂地重新使用与此有关的原材料。

此外按照本发明，一特别的保险元件用于介绍的锂二次电池系统的串联电路。锂二次电池的高的能量密度注定其为在电机性的范围内使用。为了得到相应的需要的电压，串联一些锂二次电池。在一强的机械力作用情况下，如其例如在一汽车的一事故时可能发生的，可以与使用的电池型式无关形成短路，其不受控制地释放储存于各电池中的能量。通过各电池的串联电路大多涉及多个电池受不符合要求和不受控制的放电的影响。利用以下说明的保险元件在一短路的情况下可以将不受控制的放电限制在尽可能一个电池上并且在最好的情况下完全中断放电。

按照本发明的保险元件源自电池的如以上说明的结构型式。在这种情况下各电池具有轴向引出的包括外螺纹的连接电极，其选择性地具有一中间的用于中心冷却的轴向通道。特别在锂电池的情况下提出下述问题，即在各接连的电池的一串联电路中强制地建立在一铜电极与一铝电极之间的过渡。这些金属的一直接的接触在湿气侵入时可以容易产生电解的效应的后果，其导致触点的破坏。这样的问题也通过说明的保险元件防止。

介绍的保险元件包括两个金属盘、亦即一铜盘和一铝盘，它们在大小和其尺寸上适配于待连接的电池。

优选两盘在中心具有一包括内螺纹的通道，所述内螺纹与待连接的电池的包括外螺纹的轴向连接电极相符。

两盘同心地、亦即以对齐的通道对置并且借助于一不导电的弹性材料机械连接，与此有关，使用的弹性盘同样具有一中心的通道，以便允许连接的电池的上述的中心冷却。弹性盘的外径小于上述各金属盘的直径。

在各金属盘的自由区域内、亦即处在弹性盘之外的区域内，在周向侧存在一系列通道，它们分别同样是同心的、亦即相互对齐。按照本发明，保险销嵌入和固定到各对齐的通道中。各保险销由一由一铜部分和一铝部分组成的复合体构成。各相应的复合材料相互固定。各保险销的直径的尺寸这样确定，使得它们可以嵌入或插进各上述的通道中。

各保险销在中间可以具有一收缩部，用以形成一流动收窄部位，以便达到要求的触发特性和提供需要的熔化结合。

可以通过流动收窄部位预定一保险销的触发电流。此外可以将整个保险元件的触发电流经由嵌入的保险销的数目构成易变的，在各圆盘中通道的数目可以同样相应地适配相应的使用目的。因此有可能的是，提供具有确定的分级的触发电流的保险销，它们的组合则产生要求的总触发电流。

据此，按照本发明的保险元件能够实现两串联的锂电池的各轴向连接电极的无腐蚀的连接。触发电流通过嵌入的保险销的数目可以有级地且通过各个保险销的选择可以很精细地预定。同时依然确保各相互连接的锂电池的连续的中心冷却。保险元件的尺寸和形状可以单独适配于各待连接的电池。一例如六角的形状可以简化装配。通过嵌入各新的保险销可以更新使用一已触发的保险元件。如果选择各盘的直径大于各待连接的电池的直径，则各保险销的替换不需要拆卸保险元件是可能的。通过保险元件直接在各待连接的电池之间的直接安装，与外部的保险丝相比，取消由于需要的金属丝横截面的显著的接线耗费。由此也形成少量的接触点，它们可能引起不必要的接触电阻。还只具有少的空间需要。按这种方法有可能的是，在一连续的电池系内使各个电池安全。

附图说明

以下拟借助一实施例和借助于附图更详细地说明本发明。其中：

图1示出一薄膜状的部分涂覆的带条的原理图，用于卷绕组件的稍后的构成；

图2示出能导电的嵌入带条的原理图；

图3示出卷绕组件装置的透视图；

图4示出电池系统的一端侧的部分的部分剖视图，包括卷绕心轴或绕卷核心和仍未嵌入绕卷中心的里面的电极盖；

图5示出外面的电极盖和一仍未嵌入外面的电极盖的一相应的空隙中的连接器的剖视图以及外面的电极盖的指向卷绕组件的端部的横截面图，该外面的电极盖按照第一实施形式构成为夹紧头或夹紧环；

图6示出锂二次电池系统的铜侧的端部的剖视图，包括可看出的里面的和外面的电极盖以及连接器，其中用于构成用以固定和接触卷绕组件的力锁合连接的各螺纹件仍未装入；

图7示出薄膜卷绕组件的横剖面图，包括：塑料管外壳；一电解液阀用的空隙；以及可看出的各缝隙形区域，用于一液态的电解液均匀地穿过和有效地输入卷绕组件中并从而输入电池系统中；

图8示出外面的电极盖按照本发明的一第二实施形式的剖视图，包括在夹紧钳式成型部的区域内圆锥形的构成和一夹紧环作为力锁合的连接装置；和

图9示出按照本发明的用于多个轴向的锂二次电池的串联电路的保险元件的透视图。

具体实施方式

锂二次电池系统的卷绕组件由铜带条薄膜和铝带条薄膜构成，它们如图3中所示构成。

在这里只薄膜1的下部2在两侧用锂和导电炭黑3涂覆。一沿纵向方向延伸的边缘带条4保留无涂覆。孔5的排列设置和缝隙形缺口6的排列设置处于空出的边缘区域内。

可以通过冲压构成各孔和各缝隙，其中在下部涂覆之前实现该冲压过程，这简化工艺操作。

各孔5和各缝隙6的间距这样选择，即在完成的薄膜卷绕组件中形成例如六个径向直通的孔和与其位错的同样多的缝隙。

由于卷绕组件的直径随每一层增加，从内向外(图1中从左向右)各孔5或各缝隙6的间距增大。借助相应的薄膜厚度可以容易地确定和在工艺上实现待保持的间距。

卷绕组件还包括各嵌入带条7，如图2中所示。各嵌入带条由一能导电的材料构成并且同样具有一排孔8。各嵌入带条7填充各一个被涂覆的薄膜的两层之间的空间，其中考虑相应的材料厚度。

使各嵌入带条7的各孔8与薄膜中的各相应的孔相重合。代替薄膜的各缝隙6嵌入带条7具有各凹槽9，它们与卷绕组件中的各缝隙6相重叠。各嵌入带条7的通过各凹槽形成的在图2中向下突出的各舌片10在相邻的薄膜层中填充各缝隙之间的空间并形成可以说一间隔件。

拟借助图3说明薄膜绕组的结构。

卷绕组件具有一核心，优选由陶瓷材料构成为一管11(见图4)，其末端容纳里面的电极盖12。里面的电极盖可以通过材料锁合特别是通过粘结13连接于卷绕组件管11(见图4)。

将各薄膜14，如图3中所示，这样叠置，使得边缘带条处在不同侧上。各涂覆的表面3重叠设置并由一处在其中间的非织造织物层15隔开。接着放置另一非织造织物层到上面的薄膜上。由此在卷绕组件中产生重复的顺序：一铜薄膜、非织造织物、铝薄膜、非织造织物、铜薄膜、非织造织物、铝薄膜、非织造织物等等。

在两侧上设置嵌入带条7，嵌入带条的厚度相应于涂覆的铝薄膜或涂覆的铜薄膜和相应的非织造织物层的总厚度。在总装置中重叠设置各相应的孔5或缝隙6，这同样适用于嵌入带条7的各孔8。在图3中关于各能导电的部件的材料给定还给定用于构成电池的阳极和阴极。

借助于专门的电极盖实现卷绕组件的各相应的侧的接触，如图4、5和6中所示。

在此将里面的电极盖12经由一缩小的部分优选通过粘结13连接于陶瓷管11的一相应端。在此，里面的电极盖形成卷绕组件的一部分。此外里面的电极盖12具有各径向的孔20。这些穿孔20具有一内螺纹。各薄膜或各嵌入带条的各孔5和8与里面的电极盖12中的各穿孔或孔20对准。

然后将各外面的电极盖21在两侧推到完成的卷绕组件上，这些外面的电极盖由铜或由铝制成。通过在各外面的电极盖21中的各径向的孔22可插入各螺纹件作为力锁合的连接装置，这些螺纹件穿过卷绕组件并一直到达里面的电极盖12的各穿孔20。外面的电极盖21的一凸缘状的突出部23包围卷绕组件的一侧向端(见图6)并且借助于装入各穿孔22中的螺纹件作为力锁合的连接装置固定该端部。

由于外面的电极盖在区域23内是纵向开槽的，产生一夹紧环或一夹紧钳的作用。由于通过所述各嵌入带条填充在卷绕组件的各个薄膜层之间的间隙的事实，实现在无显著的机械负荷的情况下对于各薄膜的该力锁合的连接。同时充分利用卷绕的薄膜的一最大可能的接触面并且经由具有大横截面的嵌入带条电连接于外面的电极盖。图5中用附图标记24说明夹紧钳缝隙。外面的电极盖21中的一环绕的槽26用于容纳一密封圈。在外面的电极盖21的一内通道区域28内的各槽27用作相同的目的。

此外在通道区域28内还存在一内螺纹29，该内螺纹互补于一连接件31的一外螺纹30。连接件31是能导电的并且例如由一不锈钢如V2A构成。

连接件31还可以具有一凸缘32，所述凸缘构成用于一间隔环33的止挡。在按图5的实施形式中，连接件31在两侧上具有外螺纹30。由此可以实施多个锂二级电池系统的一几何的串联，以便将一气态或液态形式的冷却流体引导经过于是构成的纵向通道。

总装置的外壳、如图6和7中显而易见的，由一以相应的空心圆柱形形状的塑料管40构成。通过各相应的借助于垫圈和螺纹环固定的密封圈密封管形的外壳40的各端部区域，以便在更换一含水的电解液时防止液压的短路。在卷绕的薄膜中的各存在的缝隙的上面的区域内，外壳40具有一用于阀42的空隙41。阀42可以用作保护以防一可能构成的超压或在含水的电解液情况下能够实现电解液的充注或更换。将阀从外面拧入壳体40中并用一密封圈密封。一环绕的自由空间直接处在空隙41的下面(也见图6和7)。该环绕的自由空间43用于电解液在薄膜卷绕组件45的全部缝隙44上的均匀分配(特别见图7)。

图5中所示的外面的电极盖21不仅用作相应的薄膜卷绕组件45的夹紧而且用作其接触。外面的电极盖21经由一密封圈相对包围的塑料管密封(见图6)。

可看到的轴向通道能够不仅实现导过冷却剂而且实现与连接件31拧紧。

在通道内的其他的O型圈形成相对里面的电极盖12和连接件31的密封。在外面的电极盖21中各补充的径向螺纹孔46用作各埋头螺钉的容纳，它们在里面固定连接件31的螺纹并且阻止相对外壳40或与此有关的塑料管的转动。在这种情况下将各螺钉的长度尺寸确定成使螺钉轻微突出于外面的电极盖21。为了装入各上述螺钉在外壳中存在各孔，在安装以后用密封材料封闭所述孔。

连接件31如上所述例如由不锈钢材料构成。连接件31的环绕的凸缘32嵌入外面的电极盖21的一凹槽47中，从而形成一齐平的平面。在这里可选地可以实现一大面积的接触或将连接件31经由套上的间隔环33与另一电池的一外面的电极盖拧紧，从而可实现所述的串联电路。一相应的O型圈能够实现串联电路的各于是对置的塑料管的密封。能导电的连接件31不仅可用于各电池的连接而且可用作为各电池的串联电路的端部区段。

图6作为剖视图可以看出安装的电池的结果。示出的是电池的铜侧的视图。

为了制造电池首先制成要求的长度和宽度的一铜带条和一铝带条并且设有需要的各孔和多个各缝隙。紧接着可以对各带条相应地进行涂覆。同样提供各相配的非织造织物件和各嵌入带条。

陶瓷管作为卷绕核心与两里面的电极盖粘结。可以作为简单的车削件制造里面的和外面的电极盖。

将各涂覆的金属薄膜与各非织造织物层和各嵌入带条一起卷到管上，从而在两侧分别直通地形成各孔和穿孔。接着将这样构成的卷绕组件推到外壳中。

在卷绕组件上各O型圈作为密封圈设置，装有相应的垫圈并且螺纹环被拧上。

在螺纹环中制出的各凹槽或缝隙与此有关地可以形成安装辅助手段。

紧接着将需要的阀嵌入外壳或塑料管中并推进各外面的电极盖。通过各相应的孔可以装入各沉头螺钉直到各里面的电极盖并且与里面的电极盖拧紧。接着完成各连接件的设置并固定这些连接件。如果必要，输入一含水形式的电解液，这可以通过设置的阀来实现。

容纳电能的各涂覆的薄膜分别从一侧得到电能并且也只向那边释放电能。在其上面卷绕各薄膜的各侧面的长度典型地处于米范围内，从而即使在各薄的薄膜情况下也形成一大的总横截面。在介绍的结构中决定性的是，该最大提供的横截面完全利用于电流传输。通过各嵌入带条，沿整个侧面平面地接触各薄膜，而不导致各薄膜的敏感的薄的材料的值得一提的机械负荷。

如在现有技术中的接触问题被排除。各嵌入带条的各舌片延伸直到各薄膜带条的涂覆的区域前不远处并且这样减小各薄膜带条的内阻。

相对外面的电极盖的连接在薄膜卷绕组件的整个圆周上利用嵌入带条的宽度实现并从而同样是大面积的。各外面的电极盖连同拧入的各连接件具有一很大的平面的接触面，在该接触面上一向一外部的任何直径的导体的过渡是可能的。因此可以流过很高的电流，而在连接区域内不导致损失或一不期望的加热。

在冷却方面具有优点是，在各连接件处开始经由各外面的和里面的电极盖直到通过陶瓷管各电池具有一轴向的通道。通过各相应的密封圈相对电池的内部完全密封该通道。因此可以将一不导电的但也另外的任意的冷却剂导入电池中并且从里面冷却该电池，这特别在一强电流负荷情况下具有优点，因为特别在这种情况下在电池的内部产生大的热能量。

如上所述，如果将多个电池接连地连接成一连续的单元，则人们由于特别的结构型式得到一同样连续的用于冷却剂的轴向通道。因此与在冷却一单个电池时相比不产生更高的费用。

在一锂电池中电解液是受最强负荷的成分。在使用含水的电解液的情况下通过更换可以提高一电池的寿命。在这里介绍的一电池的结构能够以简单的方式实现电解液更换。通过在塑料管中的所述阀、在各非织造织物层和各嵌入带条的那里的各舌片之间的环绕的自由区域和各薄膜中的各缝隙，从外面供给的电解液可以到达卷绕组件的整个横截面并且在每一位置供给处在那里的非织造织物。在对置的侧面上相应地吸走存在的电解液。在薄膜卷绕组件与塑料管之间的密封防止电解液在卷绕组件的旁边流过，由此可以不形成液压的短路。

在具有较大功率的电池中，如其例如对于大的蓄电池是需要的，通过继续的电解液循环也可以实施各电池的要求的温度调节。在这种情况下一这样的循环也可与上述经由轴向通道冷却的方法相组合。

电解液在持续进行的运行中的转变对周围环境的技术构件提出特别的要求。在电池之外的参与该循环的全部构件必须由绝缘材料制造。

如果拟达到高的存储容量，可以相应地增加卷绕组件的宽度、但也增加卷绕组件直径。因此一与此有关的标量是可能的。

由于随着直径越来越大，由冷却剂通过轴向通道的冷却在效力方面下降，特别有利的是，通过电解液循环补充冷却，因为该冷却穿过整个的卷绕组件。为了达到一尽可能均匀的穿过，除描述的从外面一直通向中心的各缝隙外，还按图7设置其他的缝隙，它们从外面只包括直到中心的距离的一部分。图7示意示出，如何随着卷绕组件越来越大的直径设置其他的缝隙44，以便确保以电解液均匀地穿过卷绕组件。从阀空隙41开始电解液进入环绕的自由区域43，该区域按比例有一具有小的流动阻力的大的横截面。从那里电解液穿过卷绕组件的全部层中的缝隙并且通过缝隙在各个层之间的设置只须走过小的路径。由此实际上只通过卷绕组件的宽度预定电解液通过各具有小的横截面的区域的路径。

各连接件31直接允许多个电池的串联电路，由此可以提高总电压。在此，得到一纵向延伸的具有一单个电池的直径、但其长度的多倍的圆柱体。为在相同的电压的情况下提高容量，也可以并联各电池。这通过一简单的构件来实现，为此在这里使用一能导电的板条，其包括各相应的空隙用于各并排设置的电池的各连接件。可以适当地选择板条的厚度。也可以在两电池的串联中使用这样的板条。例如总共四个电池的设置(分别有两个并联和两个串联)能通过三个这样的板条联接，其中相对一单个的电池得出一双倍的容量和相应更高的电压。

以类似的方式也可以实现中间分接头(Zwischenabgriffe)。在一串联电路中类似如上所述可以在各电池之间嵌入电缆接头。也可以嵌入一具有一相应的孔状的延伸的板条，所述板条在电池之外弯曲并以此将一绝缘部平行于各拧紧的电池的柱体导向其中一个柱体端部。多个分接头可以利用这样的板条按选择围绕柱体设置或者随着越来越大的间距弯曲。在两种情况下得到以少的耗费将全部的接头集束在串联的各电池的其中一端上。这些分接头类似地也可以在并联的各电池中利用。

可以如上所述无特别的工艺步骤制造按照本发明的电池。不进行焊接或另外的不可分离的连接。因此可以同样容易拆卸相应构成的电池。因此在再循环时得出显著的优点。

按照图8的视图可以理解在固定外面的电极盖时的另外的简化。

关于按图8标明的附图标记参阅对图5的说明。各外面的电极盖在卷绕组件上的固定可以代替借助于各沉头螺钉通过利用各孔22的固定的可能性(见图5)也通过一按图8的夹紧环100来实现，所述卷绕组件在内部包含带有各里面的电极盖的陶瓷管。

为此将外面的电极盖在夹紧钳式的成型部23的区域内构成轻微锥形的。然后，例如由V4A钢制成的夹紧环100安装到外面的电极盖上面并借助于例如由青铜构成的保险圈101固定，所述保险圈嵌入外面的电极盖的相应的凹槽中。

通过该措施也简化各薄膜或一嵌入带条的制造(只要使用所述嵌入带条)，因为可以完全取消否则要在那里制出的各孔。

借助于图9拟更详细地说明按照本发明用于多个锂二次电池的串联电路的保险元件。

保险元件按照图9的实施例具有一铜盘110和一铝盘220，它们在尺寸和形状上适应于各待连接的电池。

一包括内螺纹的通道300在中心处在盘110与220之间，该内螺纹与各待连接的电池的各轴向的连接电极和那里的外螺纹相符。

两盘110和220以对齐的各通道对置并且借助于不导电的盘、特别是橡胶盘400机械连接。

橡胶盘400同样具有一中心的通道，以便允许各连接的电池的一直通的中心冷却。

橡胶盘400向外比盘110和220具有一更小的直径。

在盘110和220的处在橡胶盘400之外的环绕的区域内具有一系列通道500，它们分别在两盘110与220之间对齐。各保险销700嵌入这些对齐的通道500中并且例如借助于各螺纹孔600中的各埋头螺钉固定，所述螺纹孔径向从盘110和220的外边缘一直到达各通道500。

各保险销700包括一由一铜部分800和一铝部分900制成的复合体。借助于本领域技术人员常用的方法不可分离地连接各相应的材料。

各保险销700的直径尺寸这样确定，即使它们可容易地插进和嵌入各通道500中。在一优选的实施形式中，各保险销700在中心可以具有一收缩部1000，以便达到要求的触发特性。

将盘110和220拧紧到各待连接的电池的相应的轴向连接电极上，从而将铜盘110与一电池的铜电极连接而将铝盘220与另一电池的铝电极连接。

通过处在中间的并与各盘固定连接的橡胶盘400，各电池机械稳定地、但也弹性地相互处于接触。

只经由各待嵌入的保险销700制造各电池之间的电连接。由于只经由在保险销700内的固定连接实现材料铜与铝之间的接触，可以无任何湿气侵入，因此原理决定地排除任何腐蚀。

通过相应的收缩部1000可以容易地预定一相应的保险销700的触发电流。此外经由嵌入的保险元件700的数目可以有级地改变整个保险元件700的触发电流。可以将通道500的数目与此有关适配于相应的使用目的和电流。

Claims (10)

1.圆柱形结构形式的锂二次电池系统，包括：卷绕心轴和卷绕组件，所述卷绕组件具有薄膜状涂覆的带条和接触带条，所述薄膜状涂覆的带条和接触带条形成包括阳极、阴极和间隔件的电池结构；以及外面的电连接装置，所述电连接装置包括电极盖；其特征在于，卷绕心轴由绝缘材料制成并且具有沿纵轴方向延伸的穿通通道，卷绕心轴在端侧与各一个里面的电极盖处于连接，所述里面的电极盖同样分别具有一个穿通通道，此外，分别设置包括通口的外面的电极盖，其至少在边缘区域内在周向侧包围嵌接卷绕组件，其中，经由多个径向设置的分别在外面的与里面的电极盖之间起作用的力锁合的连接装置，卷绕组件被固定并且实现接触带条与外面的电极盖之间的电接触，卷绕组件包括铜带条薄膜和铝带条薄膜，其中，这些薄膜带条在空出沿纵向方向延伸的边缘区域的情况下设有包括锂和能导电的粒子的层，其中，在空出的边缘区域内设置缺口或孔，所述缺口或孔在相应的带条的卷绕的状态下重叠设置，此外，各非织造织物层为容纳电解液在各带条薄膜之间加入并且各能导电的嵌入带条构成为接触带条，所述接触带条在空出的边缘区域内处于卷绕组件内，其中，各嵌入带条同样具有缺口或孔，所述嵌入带条的缺口或孔的位置与带条薄膜的各缺口或孔是完全相同的。

2.按照权利要求1所述的锂二次电池系统，其特征在于，经由各穿通通道和各通口的机械串联，可供给电池冷却液。

3.按照权利要求1或2所述的锂二次电池系统，其特征在于，所述锂二次电池系统由管状的绝缘的外壳包围。

4.按照权利要求1或2所述的锂二次电池系统，其特征在于，卷绕心轴构成为空心圆柱体，所述空心圆柱体的各端容纳相应的里面的电极盖的一部分。

5.按照权利要求1或2所述的锂二次电池系统，其特征在于，力锁合的连接装置构成为螺钉或螺栓，它们沿径向方向在卷绕组件上设置的空隙处穿过卷绕组件，其中，各螺钉或各螺栓的内端由在相应的里面的电极盖中的相应的螺纹孔容纳。

6.按照权利要求1或2所述的锂二次电池系统，其特征在于，里面的电极盖至少部分地构成卷绕核心或卷绕心轴的一组成部分。

7.按照权利要求1或2所述的锂二次电池系统，其特征在于，外面的电极盖在其通口的区域内具有内螺纹，用以容纳空心圆柱形的电池串联连接件或用以固定电的端部分接头或中间分接头。

8.按照权利要求1所述的锂二次电池系统，其特征在于，借助于能导电的嵌入带条实现带条薄膜的大面积的接触。

9.按照权利要求1所述的锂二次电池系统，其特征在于，经由在带条薄膜的边缘区域内的缝隙形的空隙和能导电的嵌入带条的缝隙形的空隙，实现一电解液供给或电解液循环，其中，将缝隙形空隙构成使它们在完成的卷绕组件中重叠设置。

10.按照权利要求9所述的锂二次电池系统，其特征在于，所述电解液循环用于温度调节。