CN108023056A - 电池单池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电池单池（2），所述电池单池包括单池壳体（3），在所述单池壳体中布置了电极单元（10），其中所述电极单元（10）具有与负端子（11）电连接的阳极（21）和与正端子（12）电连接的阴极（22），其中所述单池壳体（3）具有形成所述负端子（11）的第一壳体件（61）和形成所述正端子（12）的第二壳体件（62），并且其中设置了用于将液态的电解质注入到所述单池壳体（3）中的注入口（92）。所述电极单元（10）由保持器（82）保持在所述单池壳体（3）中，所述保持器如此成形，使得在所述电极单元（10）与所述单池壳体（3）之间形成用于接纳所述电解质的蓄留室（90）。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池单池，所述电池单池包括单池壳体，在所述单池壳体中布置了电极单元，其中所述电极单元具有与负端子电连接的阳极和与正端子电连接的阴极，并且其中所述单池壳体具有形成所述负端子的第一壳体件和形成所述正端子的第二壳体件，并且其中设置了用于将液态的电解质注入到所述单池壳体中的注入口。
背景技术
电能能够借助于电池来储存。电池将化学的反应能转化为电能。在此要区分一次电池和二次电池。一次电池仅仅是一次性有功能能力，而也被称为蓄电池的二次电池则又能充电。在蓄电池中尤其使用所谓的锂离子电池单池。这些锂离子电池单池的特征尤其在于高的能量密度、热稳定性和极低的自动放电。
锂离子电池单池具有也被称为阴极的正电极和也被称为阳极的负电极。所述阴极和所述阳极分别包括一个电流引导器，活性材料被施加到所述电流引导器上。所述电池单池的电极构造为薄膜状并且在中间放置将阳极与阴极分开的分离器的情况下被缠绕成电极绕组或者被堆叠成具有多个电极层的电极堆。所述电极和分离器被通常为液态的电解质所包围。
电池单池此外还具有比如由铝制成的单池壳体。在所述单池壳体的内部布置了电极单元。所述单池壳体比如构造为棱柱状、尤其是长方体状或者构造为圆筒状。也知道其它的用于单池壳体的结构形式。
所述电极单元的两个电极与所述电池单池的、也被称为端子的极进行了电连接。所述电池单池的端子在此能够被安置在所述单池壳体上并且与所述单池壳体电绝缘。但是也能够考虑，所述单池壳体具有形成负端子的第一壳体件和形成正端子的第二壳体件，其中所述两个壳体件彼此电绝缘。
从US 2014/0295239中并且从DE 10 2011 076 919 A1中公开了一种所述类型的电池单池，所述电池单池具有电极单元，所述电极单元布置在金属的壳体中。所述壳体在此包括两个壳体件，所述壳体件通过绝缘元件彼此电绝缘。电极堆的阳极和阴极分别与所述壳体件之一进行了电连接。所述壳体件由此形成所述电池单池的端子。
从CN 204809307中公开了一种具有单池壳体的电池单池，所述电池单池具有用于将液态的电解质注入到所述单池壳体中的注入口。在注入所述电解质之后将所述注入口封闭。
文件DE 10 2012 221 684 A1公开了一种电池单池，该电池单池具有多个用于用电解质来填充的开口。所述用于用电解质来填充的开口在此布置在所述电池单池的壳体的盖面上并且同样布置在其侧面上。在此，能够在所设置的开口中的不同的开口处注入液态的电解质，并且其它的开口用于吸出处于所述壳体内部的气体。
文件DE 10 2014 221 300 A1公开了一种电池单池，该电池单池具有导流元件，电解质能够沿着所述导流元件来流动。所述壳体在此具有注入口以及流出口，通过所述注入口将液态的电解质注入到所述壳体中，所述电解质能够通过所述流出口从所述壳体中流出来。
文件DE 10 2012 222 111 A1公开了一种具有壳体的电池单池，在该壳体中布置了电极绕组。在此，所述电极绕组借助于锁止本体固定在所述壳体中。所述锁止本体具有通道结构，借助于该通道结构将在所述壳体的内部产生的气体引到所述壳体的盖子中的放气口。
文件DE 10 2012 217 451 A1公开了一种具有壳体的电池单池，所述壳体具有壳体盖，在该壳体盖中设置了用于注入液态的电解质的开口。所提到的开口在注入所述液态的电解质之后能够封闭。
发明内容
本发明提出一种电池单池，所述电池单池包括单池壳体，在所述单池壳体中布置了电极单元，所述电极单元在此具有与所述电池单池的负端子电连接的阳极和与所述电池单池的正端子电连接的阴极。所述单池壳体具有形成所述负端子的第一壳体件和形成所述正端子的第二壳体件。此外，设置了用于将液态的电解质注入到所述电池单池的单池壳体中的注入口。
按照本发明，所述电极单元由保持器保持在所述单池壳体中，所述保持器如此成形，使得在所述电极单元与所述单池壳体之间形成用于接纳所述电解质的蓄留室或者容器。
按照本发明的一种有利的设计方案，在所述单池壳体的内部设置了连接器单元，该连接器单元具有与所述阳极并且与所述第一壳体件电连接的负的连接器和与所述阴极并且与所述第二壳体件电连接的正的连接器以及与所述负的连接器并且与所述正的连接器机械地连接的连接元件。
所述负的连接器由此用于将所述阳极与所述负端子电连接起来，并且所述正的连接器用于将所述阴极与所述正端子电连接起来。所述连接元件优选居中地布置在所述负的连接器与所述正的连接器之间。所述连接元件在此由电绝缘的材料制成、尤其是由塑料制成，并且由此使所述负的连接器与所述正的连接器电绝缘。
优选所述连接器单元的连接元件具有空隙，该空隙与所述注入口对齐。通过所述注入口被注入到所述单池壳体中的电解质由此继续通过所述连接器单元的连接元件中的空隙来流动。
优选所述注入口被引入到所述单池壳体的第一壳体件中或者被引入到其第二壳体件中。优选所述连接器单元在此如此布置在所述单池壳体的内部，使得所述单池壳体的第一壳体件或者第二壳体件中的注入口与所述连接器单元的连接元件中的空隙对齐。
将电极单元保持在单池壳体中的保持器有利地具有下述轮廓，该轮廓包括笔直的第一区段，侧部与该第一区段毗连，其中笔直的第二区段与所述侧部毗连，所述第二区段平行于所述第一区段来偏移。所述侧部在此能够差不多垂直于或者倾斜于所述第一区段和所述第二区段来伸展。
优选所述保持器在此如此布置在所述单池壳体的内部，使得所述保持器的第一区段贴靠在所述第一壳体件上，并且所述保持器的第二区段贴靠在所述第二壳体件上。
按照本发明的一种有利的设计方案，所述单池壳体的第一壳体件和所述单池壳体的第二壳体件构造为金属的并且通过环绕的绝缘元件来彼此电绝缘。
所述绝缘元件比如能够以胶粘剂的形式构造，所述胶粘剂将所述第一壳体件与所述第二壳体件彼此机械地连接起来。但是，所述绝缘元件也能够由塑料制成。
优选所述注入口在此借助于栓塞来封闭。
按本发明的电池单池有利地用在电动车（EV）、混合动力车（HEV）、插电式混合动力车（PHEV）、尤其是用于在家居中使电网稳定的固定式电池、海事应用中比如造船业中或者或水上摩托中的电池或者航空应用中、尤其飞机制造业中的电池中。也能够考虑其它的应用情况。
发明优点
通过所述电池单池的按本发明的设计方案，能够实现电解质在所述单池壳体的内部的流动。通过所述蓄留室的构造来保证，足够量的电解质能够用尽可能少的填充步骤来注入到所述单池壳体中并且在所述电池单池的运行中可用。所述注入口比如能够通过将栓塞的形式的固体材料的加入并且通过粘合或者通过熔化来封闭。
附图说明
本发明的实施方式借助于附图和以下描述来进行详细解释。附图中：
图1示出了电池单池的示意性的剖面图；
图2示出了电池单池的电极单元连同连接器单元的透视图；
图3示出了所述电池单池的剖面图；
图4示出了电池单池的透视的部分的图示；
图5示出了保持器的剖面图；并且
图6示出了保持器的透视图。
在以下对本发明的实施方式所作的描述中，相同的或者类似的元件用相同的附图标记来表示，其中在个别情况中放弃对于这些元件的重复的描述。附图仅仅示意性地示出了本发明的主题。
具体实施方式
图1示出了电池单池2的示意性的剖面图。所述电池单池2包括单池壳体3，该单池壳体构造为导电的。所述单池壳体3具有第一壳体件61和第二壳体件62，所述两个壳体件通过环绕的绝缘元件60彼此电绝缘。所述壳体件61、62由金属、比如由铝制成。所述第一壳体件61形成负端子11并且所述第二壳体件62形成正端子12。通过所述端子11、12能够分接由所述电池单池2提供的电压。此外，所述电池单池2也能够通过所述端子11、12来充电。
在所述电池单池2的单池壳体3的内部布置了电极单元10，该电极单元具有两个电极、也就是一个阳极21和一个阴极22。在此，所述电极单元10构造为电极绕组，并且所述阳极21和所述阴极22相应地构造为薄膜状并且在中间布置分离器18的情况下被缠绕成所述电极绕组。也能够考虑，所述电极单元10构造为电极堆，其中所述阳极21的层和所述阴极22的层在中间布置所述分离器18的各一个层的情况下上下堆叠。
所述阳极21包括构造为薄膜状的阳极的活性材料41。此外，所述阳极21包括同样构造为薄膜状的电流引导器31。所述阳极21的阳极的活性材料41和电流引导器31面状地彼此贴靠并且彼此相连接。由此，所述阳极21也构造为薄膜状。
所述阴极22包括构造为薄膜状的阴极的活性材料42。此外，所述阴极22包括同样构造为薄膜状的电流引导器32。所述阴极22的阴极的活性材料42和电流引导器32面状地彼此贴靠并且彼此相连接。由此，所述阴极22也构造为薄膜状。
所述阳极21的电流引导器31构造为可导电的并且由金属、比如由铜制成。所述阳极21的电流引导器31与所述单池壳体3的第一壳体件61进行了电连接并且由此与所述电池单池2的负端子11进行了电连接。由此，所述阳极21也与所述电池单池2的负端子11进行了电连接。
所述阴极22的电流引导器32构造为可导电的并且由金属、比如由铝制成。所述阴极22的电流引导器32与所述单池壳体3的第二壳体件62进行了电连接并且由此与所述电池单池2的正端子12进行了电连接。由此，所述阴极22也与所述电池单池2的正端子12进行了电连接。
图2示出了电池单池2的电极单元10连同连接器单元50的透视图。具有壳体件61、62的单池壳体3在这里未示出。所述连接器单元50包括负的连接器51、正的连接器52、连接元件58以及第一端部元件55和第二端部元件56。所述负的连接器51构造为可导电的并且由金属、比如由铜制成。所述正的连接器52同样构造为可导电的并且由金属、比如由铝制成。
所述连接元件58与所述负的连接器51并且与所述正的连接器52机械地连接。所述连接元件58在此居中地布置在所述负的连接器51与所述正的连接器52之间。所述连接元件58由塑料制成并且由此是电绝缘的。所述第一端部元件55与所述负的连接器51机械地连接，并且所述第二端部元件56与所述正的连接器52机械地连接。所述端部元件55、56由塑料制成并且由此是电绝缘的。
所述负的连接器51与所述阳极21的电流引导器31并且与在这里未示出的第一壳体件61进行了电连接。由此所述电池单池2的负端子11借助于所述负的连接器51与所述阳极21进行了电连接。所述正的连接器52与所述阴极22的电流引导器32并且与在这里未示出的第二壳体件62进行了电连接。由此，所述电池单池2的正端子12借助于所述正的连接器52与所述阴极22进行了电连接。
由电绝缘的材料制成的覆盖元件80如此被安置在所述连接器单元50上，使得避免了所述负的连接器51与还有待安置的第二壳体件62的电接触。另一个由电绝缘的材料制成的覆盖元件80如此被安置在所述连接器单元50上，使得避免了所述正的连接器52与还有待安置的第一壳体件61的电接触。
此外，所述连接器单元50的连接元件58具有差不多在中心布置的空隙59。
图3示出了所述电池单池2的剖面图。所述第一壳体件61和所述第二壳体件62借助于在此是胶粘剂的绝缘元件60机械地彼此连接成所述单池壳体3并且彼此电绝缘。
在所述第一壳体件61中引入了用于注入液态的电解质的注入口92。所述注入口92在此借助于栓塞96来封闭。所述连接器单元50在此如此布置，使得所述空隙59与所述第一壳体件61中的注入口92对齐。
所述电极单元10与所述连接器单元50一起借助于保持器82来机械地保持在所述电池单池2的单池壳体3中并且与所述壳体件61、62电绝缘。所述保持器82由塑料制成并且由此是电绝缘的。所述保持器82具有下述轮廓，该轮廓包括笔直的第一区段85，侧部88与所述第一区段毗连。笔直的第二区段86与所述侧部88毗连，所述第二区段平行于所述第一区段85来偏移。
所述保持器82如此布置在所述单池壳体3中，使得所述第一区段85贴靠在所述第一壳体件61上，并且所述第二区段86贴靠在所述第二壳体件62上。通过所述保持器82的造型并且通过其在所述单池壳体3中的布置，在所述电极单元10与所述单池壳体3之间形成用于接纳电解质的蓄留室90。在此，所述蓄留室90环绕地在所述电极单元10与所述第二壳体件62之间并且在所述连接器单元50与所述第二壳体件62之间形成。
图4示出了在图3中示出的电池单池2的透视的部分的图示。尤其可以看到所述单池壳体3的第一壳体件61的下述区域，在该区域中引入了所述注入口92。所述注入口92在此通过所述栓塞96来封闭。
图5示出了在图3中示出的保持器82的剖面图。如已经提到的那样，所述保持器82的轮廓包括笔直的第一区段85，侧部88与所述第一区段毗连，并且笔直的第二区段86与所述侧部88毗连，所述第二区段平行于所述第一区段85来偏移。在此，所述侧部88差不多垂直于所述第一区段85和所述第二区段86来伸展。但是，所述侧部88也能够倾斜于所述第一区段85并且倾斜于所述第二区段86来伸展。
图6示出了在图3中并且在图5中示出的保持器82的透视图。所述保持器82构造为环绕的型材并且包围着所述电池单池2的单池壳体3中的电极单元10以及连接器单元50。
本发明不局限于这里所描述的实施例和在其中所强调的方面。更确切地说，在通过权利要求所说明的范围之内能够考虑大量处于本领域技术人员的研究的范围之内的改动方案。
Claims (10)
1. 电池单池（2），所述电池单池包括
单池壳体（3），在所述单池壳体中布置了电极单元（10），其中所述电极单元（10）具有
与负端子（11）电连接的阳极（21）和
与正端子（12）电连接的阴极（22），其中
所述单池壳体（3）具有形成所述负端子（11）的第一壳体件（61）和形成所述正端子（12）的第二壳体件（62），并且其中
设置了用于将液态的电解质注入到所述单池壳体（3）中的注入口（92），
其特征在于，
所述电极单元（10）由保持器（82）保持在所述单池壳体（3）中，所述保持器如此成形，使得在所述电极单元（10）与所述单池壳体（3）之间形成用于接纳所述电解质的蓄留室（90）。
2. 按权利要求1所述的电池单池（2），其特征在于，
在所述单池壳体（3）的内部设置了连接器单元（50），所述连接器单元具有
与所述阳极（21）并且与所述第一壳体件（61）电连接的负的连接器（51）和
与所述阴极（22）并且与所述第二壳体件（62）电连接的正的连接器（52）以及
与所述负的连接器（51）并且与所述正的连接器（52）机械地连接的连接元件（58）。
3.按权利要求2所述的电池单池（2），其特征在于，
所述连接元件（58）具有空隙（59），所述空隙与所述注入口（92）对齐。
4.按前述权利要求中任一项所述的电池单池（2），其特征在于，
所述注入口（92）被引入到所述第一壳体件（61）中或者被引入到所述第二壳体件（62）中。
5.按前述权利要求中任一项所述的电池单池（2），其特征在于，
所述保持器（82）具有轮廓，所述轮廓包括笔直的第一区段（85），侧部（88）与所述第一区段毗连，其中笔直的第二区段（86）与所述侧部（88）毗连，所述第二区段平行于所述第一区段（85）来偏移。
6.按权利要求5所述的电池单池（2），其特征在于，
所述第一区段（85）贴靠在所述第一壳体件（61）上，并且所述第二区段（86）贴靠在所述第二壳体件（62）上。
7.按前述权利要求中任一项所述的电池单池（2），其特征在于，
所述第一壳体件（61）和所述第二壳体件（62）构造为金属的并且通过环绕的绝缘元件（60）来彼此电绝缘。
8.按权利要求7所述的电池单池（2），其特征在于，
所述绝缘元件（60）以胶粘剂的形式构造，所述胶粘剂将所述第一壳体件（61）与所述第二壳体件（62）彼此机械地连接起来。
9.按前述权利要求中任一项所述的电池单池（2），其特征在于，
所述注入口（92）借助于栓塞（96）来封闭。
10.按前述权利要求中任一项所述的电池单池（2）在电动车（EV）、混合动力车（HEV）、插电式混合动力车（PHEV）、固定式电池、海事应用中的电池或者航空应用中的电池中的使用。
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