CN105870369B - 电化学电池的电池复合体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电化学电池的电池复合体，尤其用于构造电池组或者电池组模块，电池复合体具有多个并行和/或串行接线的电化学电池，在所述电池复合体中各个电池具有被彼此绝缘的电池外壳。在此根据本发明规定，电池外壳的彼此绝缘在为了绝缘所设置的区域中通过被共同地施加到电池外壳上的能够热塑成形的薄膜来构成。本发明此外涉及具有这种电池复合体的电池组模块以及具有一个或多个这种电池复合体的电池组包。此外本发明涉及用于使电池复合体的电池的电池外壳绝缘的方法，在所述方法中电池外壳的彼此绝缘在为了绝缘所设置的区域中通过薄膜来实现，所述薄膜在热塑方法的共同的方法步骤中在负压下被共同地施加到电池复合体的电池外壳上。
Description
技术领域
本发明涉及电化学电池的电池复合体，尤其用于构造电池组或者电池组模块，所述电池复合体具有多个并行和/或串行接线的电化学电池，在所述电池复合体中各个电池具有被彼此绝缘的电池外壳。此外，本发明涉及具有至少一个这种电池复合体的电池组模块和电池组包以及用于使电池复合体的电池外壳绝缘的方法。
背景技术
也被称为电池组包的电化学电池组经常具有多个并行和/或串行接线的电化学电池，以便可以满足匹配于相应应用的功率和/或能量要求。如果为了提供所期望的功率，诸如在车辆电池组的情况下，必须将非常多的电池相互接线，则一般来说以多个电池组模块的形式实现电池组包的模块化。
尤其在锂离子电池组的情况下电化学电池的电池外壳大多被构成为金属的。金属的电池外壳一般来说构成电池组的极，使得电池外壳位于电池的该极的电位上。因此，尤其在多个电池的串联的情况下各个电池的电池外壳位于不同的电位上，使得这些电池外壳可以被彼此绝缘。
这种绝缘通常通过利用绝缘薄膜遮蔽（Abkleben）电池外壳、封装在收缩软管中、引入也被称为间隔件的绝缘的间隔保持器、使用绝缘外罩或者通过在电池外壳上涂漆来实现。在此，一般来说，在每个单个电池在稍后的处理步骤中与另外的电池被接合为例如电池组模块形式的更大的单元之前，所述每个单个电池单独地被绝缘。
电池组电池的外壳不是在任何情况下都被实施为金属的。从印刷品US 3.281.283已知具有单件外壳的湿电池组的电池，其中非金属的外壳由绝缘的热塑性塑料材料构成并且通过热成形技术由两个薄膜以及真空成形来制造。
此外，印刷品JP 2010-33937描述一种锂离子电池组，在所述锂离子电池组中各个电池组元件具有电解质材料和电极材料的层状构造并且由绝缘的复合体薄膜以真空密封的方式封闭。
此外，术语“电池复合体”表明多个能够并行和/或串行接线的电化学电池，所述电化学电池机械地、例如通过固定在共同的底板上被相互连接。
发明内容
根据本发明设置电化学电池的电池复合体，尤其用于构造电池组或者电池组包，所述电池复合体具有多个并行和/或串行接线的电化学电池，在所述电池复合体中各个电池具有被彼此绝缘的电池外壳，以及在所述电池复合体中电池外壳的彼此绝缘在为了绝缘所设置的区域中通过被共同地施加到电池外壳上的能够热塑成形的薄膜来构成。
这种复合体与电池被单独地彼此绝缘的复合体相比尤其具有以下优点：电池复合体能够通过电池的所共同地实现的绝缘以短的处理时间有效地以及因此低成本地制造。在此，以薄膜对电池复合体的电池的共同的覆盖不仅提供通过绝缘过程的并行化来减少处理步骤的优点。在借助于薄膜对单池的单独绝缘之后经常需要用于移除多余的薄膜材料的处理步骤，否则所述多余的薄膜材料在电池的进一步加工中是不利的。与此相对，根据本发明的电池复合体具有可以在该电池复合体的制造中取消该处理步骤的优点。更确切地说，多余的薄膜材料有利地能够被用于确保遵循空气隙以及爬电距离。
有利地，电池复合体为了将薄膜束缚到电池外壳上而具有用于在薄膜和电池外壳之间产生负压（Unterdruck）的装置。这种装置例如可以是共同的保持框或者共同的底板，在所述底板上布置有电池复合体的多个电池。在此，这种保持框或者这种底板可以例如在电池之下、例如在也被称为端子的极之间具有用于构成负压或者真空的抽吸开口。用于施加负压的装置仅在生产期间需要，在薄膜冷却以及加固之后不再需要负压。因此，生产装置可以替代于电池复合体具有这种装置。
负压的产生提供能够将薄膜与电池外壳的轮廓匹配的优点。尤其在被并排地布置的电池的情况下在各个电池之下所施加的负压导致用薄膜包围各个电池，使得相邻的电池外壳的壁能够被彼此绝缘。因此可以抑制多个电池的共同的帐篷式的过度张紧。
有利地，薄膜具有能够热激活的粘附层或者是布置在电池外壳和薄膜之间的能够热激活的粘附层。这种层支持薄膜和电池外壳之间的材料决定的连接。
此外有利地，薄膜被结构化。薄膜的结构化或者轮廓的构成提供以下优点：对于电池例如由于热膨胀而彼此有接触的情况来说，通过结构化的设计可以对电池之间的压力分布发生影响。
此外有利地，薄膜的结构有利地被设计，使得施加到电池复合体上的薄膜构成相邻的电池外壳的壁之间的对向的结构化。在此，对向的结构化表示例如通过压印所产生的浮雕或轮廓配置（Konturgebung），所述浮雕或轮廓配置能够通过多个凸出的线来描述，并且以被布置在位于对面的电池外壳的壁上的方式在壁接触的情况下构成多个交叉点。例如在斜剖面线时情况如此。相邻的电池外壳的薄膜的对向的结构化提供电池之间的被提高的摩擦连接。有利地，薄膜具有45°的斜剖面线作为结构。如果薄膜在如下取向上被施加到电池外壳上，在所述取向上薄膜相对于电池外壳具有45°的斜剖面线，则由于相邻电池外壳之间的折叠构成以90°相交的结构化。
根据本发明此外设置电池组模块，所述电池组模块具有先前所描述的电池复合体。在此，有利地，电池组模块的作为电池复合体的全部电池的绝缘共同地实现。这种电池组模块提供以下优点：能够通过将被相应地接线的电池复合体作为机械单元引入到电池组模块外壳中来非常简单地制造所述电池组模块。
根据本发明此外设置电池组包，所述电池组包具有先前所描述的电池复合体中的一个或多个。在此，这种电池组包有利地在不构成电池组模块的情况下具有先前所描述的电池复合体中的一个或多个。通过电池复合体形式的电池的共同绝缘以及电池复合体的电池的彼此机械连接已经给定例如实现电池组包之内的结构化的模块化的形式。因此可以放弃构成电池组模块。
此外，根据本发明设置用于使电池复合体的电池的电池外壳绝缘的方法，其中电池外壳的彼此绝缘在为了绝缘所设置的区域中通过薄膜来实现，所述薄膜在热塑方法的共同的方法步骤中在负压下被共同地施加到电池复合体的电池外壳上。根据用于先前所描述的电池复合体的实施方案，这种方法允许以有效的方式利用少量的方法步骤来使电池复合体的电池的电池外壳绝缘。
在此，实现电池复合体的绝缘，使得在第一方法步骤中将绝缘的热塑薄膜布置在电池复合体的电池的多个电池外壳之上。这例如可以实现，使得薄膜例如在被加热的状态中借助于张紧框被拉到电池复合体之上。在另一方法步骤中在被加热的薄膜和电池外壳之间产生负压，使得薄膜在热塑变形的情况下呈现电池外壳的轮廓。在此，所述变形有利地通过布置在薄膜和电池外壳之间的能够热激活的粘附层来支持。
附图说明
随后参照附图借助优选的实施方式来进一步阐述本发明。
图1示出一组被并行地布置的电化学电池；
图2示出底板上的四个电池的电池复合体，为了绝缘以热塑薄膜覆盖所述电池；
图3示出底板上的单个电池以及具有热塑薄膜的张紧框；
图4示出在薄膜和电池之间产生负压之前以热塑薄膜覆盖的单个电池；
图5示出在通过产生负压来使薄膜匹配于电池轮廓之后借助于热塑薄膜所绝缘的单个电池。
具体实施方式
图1示出用于构成电池复合体1的一组被并行地布置的电化学电池2。电池2在该实施例中具有棱柱形的、长方体状的形状。电池2的端子6被向下定向并且因此在图1中是不可见的。该组的电池2的数量原则上不受限制，而是取决于针对电池复合体1所设置的电池2的数量。
图2示出电化学电池2的电池复合体1，尤其用于构造电池组或者电池组模块，该电池复合体具有多个能够并行和/或串行接线的电化学电池2，在所述电池复合体中各个电池2具有被彼此绝缘的电池外壳3，以及在所述电池复合体中电池外壳3的彼此绝缘在为了绝缘所设置的区域中通过被共同施加到电池外壳3上的能够热塑成形的薄膜4来构成。电池复合体1具有四个电池2，所述电池以其端子6向下被布置在底板5上或者中。薄膜4被结构化，该薄膜具有45°的斜剖面线作为结构。因此，薄膜4的结构被设计，使得被施加到电池复合体1上的薄膜构成相邻的电池外壳3的壁之间的对向的结构化。
图3至5阐明用于使电池复合体1的电池2的电池外壳3绝缘的方法的一种优选实施方式，其中电池外壳3的彼此绝缘在为了绝缘所设置的区域中通过薄膜4来实现，所述薄膜在热塑方法的共同的方法步骤中在负压下被共同地施加到电池复合体1的电池外壳3上。在此，为了所述方法的作用方式的更好的图示在图3至5中分别仅示出单个电池2。
图3示出底板5上的单个电池2。在该电池之上示出了具有未被成形的输出状态中的热塑薄膜4的张紧框7。为了将被加热的热塑薄膜4施加到电池2上，张紧框7被降低。电池2的被向下定向的端子6在该图示中是可见的。
图4示出图3中的、在将被加热的热塑薄膜4借助于张紧框7施加到电池2上之后的单个电池2。热塑薄膜4还未呈现电池2的轮廓。薄膜4在朝向电池2的侧上具有能够热激活的粘附层。此外，为了将薄膜4束缚到电池外壳3上，从图4中可以看出用于在薄膜4和电池外壳3之间产生负压的装置。该装置通过底板5、密封地平放在底板5上的张紧框7以及底板5中的抽吸开口（未示出）来构成。抽吸开口例如可以被布置在电池2的端子6之间。
粘附层的粘附力以及通过抽吸开口所产生的负压导致热塑薄膜4呈现电池2的轮廓。
图5示出借助于热塑薄膜4所绝缘的单个电池2。在此，热塑薄膜4已呈现电池外壳3的轮廓。电池2的端子6被布置在底板5上或中，使得所述端子不被薄膜4覆盖。
Claims (8)
1.电化学电池（2）的电池复合体（1），用于构造电池组或者电池组模块，所述电池复合体具有多个并行和/或串行接线的电化学电池（2），在所述电池复合体中各个电池（2）具有被彼此绝缘的电池外壳（3），
其特征在于，
所述电池外壳（3）的彼此绝缘在为了绝缘所设置的区域中通过被共同地施加到所述电池外壳（3）上的能够热塑成形的薄膜（4）来构成，其中所述薄膜（4）被结构化，其中所述薄膜（4）的结构被设计，使得被施加到所述电池复合体（1）上的薄膜（4）构成相邻的电池外壳（3）的壁之间的对向的结构化，其中所述对向的结构化表示通过压印所产生的浮雕或轮廓配置，所述浮雕或轮廓配置能够通过多个凸出的线来描述，并且以被布置在位于对面的电池外壳的壁上的方式在壁接触的情况下构成多个交叉点。
2.根据权利要求1所述的电池复合体（1），其特征在于，所述电池复合体（1）为了将所述薄膜（4）束缚到所述电池外壳（3）上而具有用于在所述薄膜（4）和所述电池外壳（3）之间产生负压的装置（5）。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的电池复合体（1），其特征在于，在所述电池外壳（3）和所述薄膜（4）之间布置有能够热激活的粘附层或者所述薄膜（4）具有能够热激活的粘附层。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的电池复合体（1），其特征在于，所述薄膜（4）具有45°的斜剖面线作为结构。
5.电池组模块，其特征在于，所述电池组模块具有根据权利要求1至4之一所述的电池复合体（1）。
6.电池组包，其特征在于，所述电池组包具有一个或多个根据权利要求1至4之一所述的电池复合体（1）。
7.电池组包，其特征在于，所述电池组包在不构成电池组模块的情况下具有一个或多个根据权利要求1至4之一所述的电池复合体（1）。
8.用于使电池复合体（1）的电池（2）的电池外壳（3）绝缘的方法，其特征在于，所述电池外壳（3）的彼此绝缘在为了绝缘所设置的区域中通过薄膜（4）来实现，所述薄膜在热塑方法的共同的方法步骤中在负压下被共同地施加到所述电池复合体（1）的电池外壳（3）上，其中所述薄膜（4）被结构化，其中所述薄膜（4）的结构被设计，使得被施加到所述电池复合体（1）上的薄膜（4）构成相邻的电池外壳（3）的壁之间的对向的结构化，其中所述对向的结构化表示通过压印所产生的浮雕或轮廓配置，所述浮雕或轮廓配置能够通过多个凸出的线来描述，并且以被布置在位于对面的电池外壳的壁上的方式在壁接触的情况下构成多个交叉点。
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| GR01 | Patent grant | ||
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