CN113261148B - 用于制造具有密封元件的棱柱形电池单体的单体壳体的盖结构组合件的方法以及电池单体 - Google Patents

用于制造具有密封元件的棱柱形电池单体的单体壳体的盖结构组合件的方法以及电池单体 Download PDF

Info

Publication number
CN113261148B
CN113261148B CN202080008099.3A CN202080008099A CN113261148B CN 113261148 B CN113261148 B CN 113261148B CN 202080008099 A CN202080008099 A CN 202080008099A CN 113261148 B CN113261148 B CN 113261148B
Authority
CN
China
Prior art keywords
section
sealing element
contact
cover plate
cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202080008099.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113261148A (zh
Inventor
N·埃姆里奇
刘锡润
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Publication of CN113261148A publication Critical patent/CN113261148A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113261148B publication Critical patent/CN113261148B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/172Arrangements of electric connectors penetrating the casing
    • H01M50/174Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
    • H01M50/176Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells for prismatic or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/588Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries outside the batteries, e.g. incorrect connections of terminals or busbars
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147Lids or covers
    • H01M50/148Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/15Lids or covers characterised by their shape for prismatic or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183Sealing members
    • H01M50/186Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183Sealing members
    • H01M50/186Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
    • H01M50/188Sealing members characterised by the disposition of the sealing members the sealing members being arranged between the lid and terminal
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/552Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/552Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • H01M50/557Plate-shaped terminals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/562Terminals characterised by the material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/564Terminals characterised by their manufacturing process
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/59Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries characterised by the protection means
    • H01M50/593Spacers; Insulating plates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于制造棱柱形电池单体(1)的单体壳体(2)的盖结构组合件(5)的方法,其中,‑将由三个区段(5、8、9)组成的单体端子(4)设置在盖板(2)上,使得区段(9)设置在盖板(2)的贯通开口(3)中,另一个区段(5)和盖板(2)在构成第一中间空间(17)的情况下重叠,并且另外的区段(8)和盖板(2)在构成第二中间空间(15)的情况下重叠,‑在所述中间空间(15、17)之一中提供密封元件(13)并且通过压缩中间空间(15、17)将该密封件预紧,并且f)通过将塑料(20)引入到中间空间(17;15)中,将单体端子(4)与盖板(2)在没有密封元件(13)的情况下连接。本发明还涉及一种电池单体。

Description

用于制造具有密封元件的棱柱形电池单体的单体壳体的盖结 构组合件的方法以及电池单体
技术领域
本发明涉及一种用于制造棱柱形电池单体的单体壳体的盖结构组合件的方法。本发明还涉及一种电池单体。
背景技术
当前尤其是关注用于可电驱动机动车的高压电池或高压蓄电池。这种高压电池具有多个电池单体,它们通常以单体组合体设置并且被连接成电池模块。电池单体可以是棱柱形电池单体,其具有扁长方体形单体壳体,在其壳体内部设有原电池。原电池的电极与电池单体的单体端子电连接,单体端子引导通过单体壳体的盖板并且通过其可将原电池与单体外部的接头(如另一个电池单体的单体端子)电连接。为此,由现有技术已知,用电绝缘的塑料包封注塑至少一个所述单体端子,以便一方面将单体端子固定在盖板上并且另一方面使金属的单体壳体相对于单体端子电绝缘。
此外,壳体内部要相对于壳体外部密封,以防止壳体内部与壳体外部之间发生物质交换。例如要防止电解质从壳体内部逸出并且防止湿气进入到壳体内部,由此加速电池单体的单体老化。
发明内容
本发明的任务是,如下地改进用于高压电池的棱柱形电池单体的单体壳体,使得单体壳体构造成特别密封的。
为此,本发明提出一种用于制造棱柱形电池单体的单体壳体的盖结构组合件的方法,该方法具有以下步骤:
a)提供至少一个多件式的单体端子,该单体端子具有用于与单体外部的接头电连接的板状的第一接触区段、用于与电池单体的原电池电连接的第二接触区段以及将所述第一接触区段和第二接触区段机械连接且电连接的连接区段;
b)提供用于覆盖单体壳体的盖板,该盖板具有至少一个贯通开口;
c)将单体端子设置在所述盖板上,使得所述连接区段设置在所述贯通开口中,第一接触区段和盖板的上侧在构成第一中间空间的情况下重叠,并且第二接触区段和盖板的下侧在构成第二中间空间的情况下重叠;
d)在所述中间空间中的一个中间空间中提供密封元件;
e)通过压缩在其中设置有密封元件的中间空间来预紧密封元件,所述密封元件在预紧的状态中局部地设置在所述贯通开口中,并且
f)将单体端子与盖板连接并且通过将塑料引入到另一个中间空间中将密封元件保持在预紧的状态中。
本发明还提出一种用于高压电池的棱柱形电池单体,该棱柱形电池单体具有原电池和单体壳体,该单体壳体具有根据本发明所述的方法制造的盖结构组合件。
根据本发明的方法用于制造棱柱形电池单体的单体壳体的盖结构组合件。在该方法中,提供至少一个多件式的单体端子,该单体端子具有用于与单体外部的接头电连接的板状的第一接触区段、用于与电池单体的原电池电连接的第二接触区段以及将所述第一接触区段和第二接触区段机械连接且电连接的连接区段。此外,提供用于覆盖单体壳体的盖板,该盖板具有至少一个贯通开口。所述单体端子设置在所述盖板上,使得所述连接区段设置在所述贯通开口中,第一接触区段和盖板的上侧在构成第一中间空间的情况下重叠,并且第二接触区段和盖板的下侧在构成第二中间空间的情况下重叠。此外,在所述中间空间中的一个中间空间中设置有密封元件,该密封元件通过压缩设置有密封元件的中间空间被预紧。在另一个中间空间中,为了将单体端子与盖板连接并且为了将密封元件保持在预紧的状态,而引入塑料。
此外,一种用于高压电池的棱柱形电池单体属于本发明,该棱柱形电池单体具有原电池和单体壳体,该单体壳体具有通过根据本发明的方法制造的盖结构组合件。所述盖结构组合件尤其是与单体壳体的壳体外罩焊接并且第二接触区段与原电池的电极电连接。根据本发明的棱柱形电池单体例如可以连接成高压电池。所述高压电池尤其是构造成用于可电驱动机动车(例如电动车辆或混合动力车辆)的牵引电池。
盖结构组合件和由壳体外罩和底板组成的壳体下部构成用于棱柱形电池单体的单池壳体。盖板、壳体外罩和底板在此包围用于电池单体的原电池的壳体内部。盖板和底板尤其是构造成矩形的板形元件,从而形成扁长方体形单体壳体。在此,单体壳体尤其是由金属材料、例如铝构成。所述盖板尤其是具有两个用于两个单体端子的贯通开口。因此,单体端子被引导穿过盖板。第一单体端子可以与原电池的第一电极(例如阳极)电连接,并且第二单体端子可以与原电池的第二电极(例如阴极)电连接。
在此,所述单体端子中的至少一个多件式地、尤其是两件式地构造并且具有以两个接触区段和一个连接区段为形式的三个区段。所述连接区段优选与所述接触区段中的一个接触区段一件式构造。第一接触区段板形地构造并且在单体壳体的已组装的状态下设置在单体壳体的外侧上。在此,第一接触区段基本上平行于盖板的上侧延伸并且在构成上部的第一中间空间的情况下在重叠区域中与盖板的上侧间隔开地设置。连接区段和第二接触区段在单体壳体的已组装的状态下设置在壳体内部,其中,连接区段固定在第一接触区段的下侧上。连接区段在已设置的状态下在第一接触区段上从第一接触区段出发倾斜于、例如垂直于第一接触区段延伸。第二接触区段从连接区段出发基本上平行于第一接触区段延伸。因此,在单体端子已设置在盖板上的状态下,第二接触区段基本上平行于盖板的下侧延伸并且在构成下部的第二中间空间的情况下在重叠区域中与盖板的下侧间隔开地设置。
在所述中间空间中的一个中间空间中设置有密封元件。在此,密封元件设置在中间空间中的时间点可以是可变的。例如,密封元件可以已经设置在单体端子上并且通过将连接区段引入到贯通开口中而设置在中间空间中。也可以规定,密封元件在连接区段被引导穿过贯通开口之后或在单体端子设置在盖板上之后才设置在中间空间中。因此,所述方法步骤的顺序不是强制的,而是至少部分地可以任意选择。密封元件例如可以构造成密封环或者可注塑到所述一个中间空间中。在此,密封元件的材料和几何形状(尤其是横截面)可以是任意的。
现在,在中间空间中设置在其中一个接触区段与盖板之间的弹性的密封元件通过压缩中间空间而被预紧。为此,盖板和限定所述中间空间的接触区段可以被压紧。由此,密封元件被压缩。例如,密封元件可以完全填充所属的中间空间,并且在压缩时部分地移动到贯通开口的边缘与连接区段之间的空隙中。因此,呈现单体壳体的不密封位置的空隙可以被密封或封闭。为了将密封元件保持在预紧状态中,在该预紧状态中密封元件封闭所属的中间空间并且例如也封闭贯通开口,例如在注塑过程中将塑料至少引入到没有密封元件的中间空间中。在密封元件不被推入到在贯通开口的边缘与连接区段之间的空隙中并且例如不完全填充所属的中间空间的情况下,塑料可以通过在贯通开口的边缘与连接区段之间的空隙流入到具有密封元件的中间空间中。
所述塑料至少将与所述中间空间邻接的接触区段与盖板机械地、尤其是材料锁合地连接,并且因此使盖板和单体端子彼此保持在一个位置中,该位置通过压缩具有密封元件的中间空间被预先给定。例如可以提供一种注塑成型工具,盖板、单体端子和密封元件设置在该注塑成型工具中,其中,为了预紧密封元件,盖板和其中一个接触区段借助注塑成型工具被压紧。然后,将塑料注入到没有密封元件的中间空间中并且将盖结构组合件保留在注塑成型工具中,直至塑料固化并且密封元件保持在预紧的状态。
在此,注入到中间空间中的塑料可以是热塑性塑料或弹性体或热固性塑料。优选地,将以热固性塑料的形式的塑料注入到中间空间中。热固性塑料是在其硬化之后通过加热或其它措施不能再变形的塑料。此外,热固性塑料是特别成本有利的并且具有好的耐温性。
例如,其中一个单体端子、例如阳极侧的单体端子可以用电绝缘的塑料来注塑包封,而另一个单体端子、例如阴极侧的单体端子则用能导电的塑料来注塑包封。由此,阳极侧的单体端子与单体壳体电绝缘,而阴极侧的单体端子处于单体壳体的电位上。也可以用电绝缘的塑料来注塑包封这两个单体端子。
为了改善在塑料与单体端子之间以及在塑料与盖板之间的附着性,例如单体端子和盖板的那些朝向要用塑料填充的中间空间的表面区域可以设有具有结构元件的表面结构。结构元件尤其具有纳米或微米范围内的尺寸并且例如可构造为孔、毛细管、切口、突起和/或侧凹部。例如,结构元件可以借助激光来制造。在将塑料注入到中间空间中时,在该时刻仍为液态的塑料流动通过结构元件并且在塑料固化或硬化时与所述结构元件附加地形锁合地连接。通过单体端子和盖板的相关表面区域的结构化,尤其是可以省去其它接合剂、如粘合剂或类似物,因为塑料和相关表面区域形成特别稳定、有效且全表面的连接。
通过将密封元件引入到将单体端子固定在盖板的过程中能以较少的方法步骤在盖板与单体端子之间建立特别密封的连接。
“特别密封的连接”尤其是应理解为至少防氦气泄漏的连接。因此,可以提供一种特别耐用的高压电池,尤其是用于在可电驱动机动车中使用。
在本发明的一种进一步改进方案中,将其中一个接触区段提供作为单独的接触部件。连接区段与所述接触区段中的另一个接触区段连接并且具有未连接的自由端部。将连接区段引导通过贯通开口,并且被引导通过贯通开口的连接区段的自由端部与单独的接触部件电连接且机械连接。特别地,将所述接触部件通过激光焊接固定在连接区段上。所述实施方式基于如下认识,即接触区段的尺寸大于贯通开口的直径,而连接区段的尺寸、尤其是直径小于贯通开口的直径。因此,可以将连接区段容易地插入穿过贯通开口。为此,连接区段仅在一侧与一个接触区段连接。为此,连接区段例如可以与其中一个接触区段一件式构造。
例如,如果连接区段与第二接触区段连接,则可以将该连接区段从下方插入穿过贯通开口。在此,第二接触区段在构成第二中间空间的情况下与盖板的下侧重叠地设置。然后,作为单独的接触部件存在的第一接触区段然后可以在构成第一中间空间的情况下与盖板的上侧重叠地设置并且可以与连接区段连接。例如,如果连接区段与第一接触区段连接,则可以将该连接区段从上方插入穿过贯通开口。在此,第一接触区段在构成第一中间空间的情况下与盖板的上侧重叠地设置。然后,作为单独的接触部件存在的第二接触区段可以在构成第二中间空间的情况下与盖板的下侧重叠地设置并且可以与连接区段连接。
在第一变型方案中,密封元件围绕连接区段设置。然后,将连接区段引导通过贯通开口。在此,将密封元件在与连接区段连接的接触区段与盖板之间夹紧。最后,将接触部件与连接区段的自由端部连接。在所述第一变型方案中,密封元件例如可以构造成闭合的密封环,该密封环被套在连接区段的自由端部上并且被拉起到连接区段上。然后,将装备有密封元件的连接区段插入穿过贯通开口,其中,由此在盖板和与连接区段连接的接触区段之间形成中间空间。同时,将密封元件设置在该中间空间中。例如,如果将与第二接触区段连接的连接区段从下方插入穿过贯通开口,则将密封元件设置在第二中间空间中。然后,将构造成单独的接触部件的第一接触区段与连接区段连接,并且在预紧密封元件之后,将塑料引入到第一中间空间中。例如,如果将与第一接触区段连接的连接区段从上方插入穿过贯通开口,则将密封元件设置在第一中间空间中。然后,将构造成单独的接触部件的第二接触区段与连接区段连接,并且在预紧密封元件之后,将塑料引入到第二中间空间中。
在第二变型方案中,将连接区段引导通过贯通开口,并且将密封元件围绕连接区段的被引导通过贯通开口的自由端部设置。在此,将密封元件设置在盖板上。最后,将接触部件在构成用于密封元件的中间空间的情况下固定在连接区段的自由端部上。例如,如果将与第二接触区段连接的连接区段从下方插入穿过贯通开口并且连接区段的自由端部在盖板的上侧上伸出,则将密封元件这样设置在盖板的上侧上,使得其包围自由端部。例如,密封元件可以是密封环,该密封环被套装到自由端部上。然后,将构造成单独的接触部件的第一接触区段在构成第一中间空间的情况下与连接区段连接。在预紧密封元件之后,将塑料引入到第二中间空间中。例如,如果将与第一接触区段连接的连接区段从上方插入穿过贯通开口并且连接区段的自由端部在盖板的下侧上伸出,则将密封元件这样设置在盖板的下侧上,使得其包围自由端部。然后,将构造成单独的接触部件的第二接触区段在构成第二中间空间的情况下与连接区段连接。在预紧密封元件之后,将塑料引入到第一中间空间中。
在另一变型方案中,首先将单体端子完全地设置在盖板上并且然后将密封元件嵌入到其中一个中间空间中。密封元件在此例如可以是开槽的密封环。特别有利的是,密封元件被注入并且因此构造成注塑件。在预紧密封元件之后,又将塑料注入到没有密封元件的中间空间中。
在本发明的一种进一步改进方案中,连接区段和第二接触区段通过深冲板材(例如铜板)一件式构造,其中,连接区段通过深冲构造具有罐形的轮廓,并且第二接触区段构造成从罐形轮廓的腿部伸出的凸缘区域。通过罐形的轮廓,连接区段具有用于贴靠到第一接触区段上的贴靠区域和两个从贴靠区域伸出的腿部。在此,所述腿部例如可以在构成矩形的、罐形的轮廓的情况下垂直地或在构成梯形的、罐形的轮廓的情况下倾斜地伸出贴靠区域地构造。从罐形轮廓的各腿部出发构造所述凸缘区域,该凸缘区域平行于贴靠区域定向。在此,密封元件例如可被套在连接区段上并且被放置在第二接触区段上。这种轮廓可以特别简单地通过借助冲模深冲板材而形成。
也可以规定,单体端子构造有双T形的轮廓,并且为此第一接触区段和第二接触区段板形地构造,并且连接区段接片形地构造。接片形的或立柱状的连接区段例如可以是方形的或圆柱形的。在将接片形的连接区段引导通过贯通开口时,该连接区段已经能够与其中一个板形的接触区段连接。
可以规定,第一接触区段通过两个板的包覆而制成,其中,要与连接区段连接的第一板由第一金属构成,连接区段也由该第一金属构成,并且要与单体外部的接头连接的第二板由不同于第一金属的第二金属构成。例如,第一板可以由铜构成,并且第二板可以由铝构成。通过包覆、尤其是辊压包覆,所述两个板可以连接成板形的第一接触区段。
参照根据本发明的方法提出的实施方式及其优点相应地适用于根据本发明的电池单体。
本发明的其它特征由附图和附图说明给出。在上文中在说明中提到的特征和特征组合以及在下文中在附图说明中提到的和/或仅在附图中仅示出的特征和特征组合不仅可以以分别给出的组合、而且也能够以其它的组合或者单独地使用。
附图说明
现在借助一种优选的实施例以及参考附图详细阐述本发明。
在附图中:
图1a至1e示出用于制造电池单体的盖结构组合件的第一实施方式的方法步骤;
图2示出电池单体的盖结构组合件的第二实施方式;
图3示出电池单体的盖结构组合件的第三实施方式;以及
图4示出电池单体的盖结构组合件的第四实施方式。
具体实施方式
在附图中,相同的以及功能相同的元件设有相同的附图标记。
图1a至图1e示出用于制造如在图1e中在已组装的状态下示出的盖结构组合件1的第一实施方式的方法步骤。所述盖结构组合件1可以是棱柱形电池单体的在这里未示出的单体壳体的一部分,该电池单体例如可以被用于可电驱动机动车的牵引电池。在图1a中示出在盖结构组合件1的未组装的状态下的盖结构组合件1的部件。盖结构组合件1包括带有贯通开口3的盖板2。盖板2用于遮盖棱柱形电池单体的单体壳体,其中,在单体壳体中设置有以电解质浸渍的电极-分离器组件形式的电池单体的原电池。此外,盖结构组合件1具有单体端子4,该单体端子两件式构造。单体端子4具有板形的第一接触区段5,该第一接触区段在此被包覆,例如辊压包覆。第一接触区段5具有由第一金属(例如铜)制成的第一板6和覆盖第一板6的由第二金属(例如铝)制成的第二板7。
此外,单体端子4具有第二接触区段8和连接区段9,所述第二接触区段可间接地或直接地与原电池的电极连接,所述连接区段与第一接触区段5和第二接触区段8连接。第二接触区段8和连接区段9在此一件式构造。连接区段9在此具有罐形的、尤其是梯形的或锥形的轮廓并且因此具有用于贴靠到第一接触区段5上的贴靠区域10和两个腿部11,这两个腿部倾斜地背离贴靠区域10延伸。从腿部11伸出的凸缘区域12构成第二接触区段9,该第二接触区段平行于第一接触区段5延伸。
锥形的连接区段9和第二接触区段8的这种一件式的构型可以例如通过借助冲模深冲板材而形成。
此外,盖结构组合件1具有密封元件13,该密封元件在此构造成弹性的、闭合的密封环14。密封环14在箭头的方向上套在连接区段9上并且因此如在图1b中所示包围连接区段9并且放置在第二接触区段8上。然后,将连接区段9从下方插入穿过贯通开口3并且由此设置在贯通开口3中。在此,在盖板2的下侧16与第二接触区段8之间产生下部的中间空间15,密封环14在此位于所述中间空间中。盖板2的下侧16朝向单体壳体的壳体内部。
然后,将这里作为单独的接触部件存在的第一接触区段5放置到连接区段9上的自由端部E上并且在构成上部的中间空间17的情况下(参见图1c)与盖板2的上侧18重叠地设置。然后,将第一接触区段5通过激光焊接19固定在连接区段9上。随后,将密封元件13预紧,其方式为将盖板2和第二接触区段8压紧。由此,将下部的中间空间15和密封元件13压缩。为了该压紧,如在图1d中所示,可以施加力F到盖板2上并且盖板2由此被压向位置固定地保持的第二接触区段8。在此完全填充下部的中间空间15的密封元件13在预紧的状态中在此局部地移动到贯通开口3中。
为了将密封元件13保持在预紧状态中,如在图1d中所示,将单体端子4固定在盖板2上。为此,将液态的塑料20注入到在盖板2与第一接触区段5之间的在此没有密封元件13的上部的中间空间17中。在塑料20硬化之后,该塑料将密封元件13保持在预紧的状态中。密封元件13和塑料20密封贯通开口3,使得在电池单体的已组装的状态下,液态电解质不能从单体壳体中逸出或者污物颗粒和水不能侵入到单体壳体中。
在图2中示出盖结构组合件1的第二实施方式。在此,第一接触区段5和连接区段9连接。第二接触区段8构造成单独的接触部件。为此,连接区段9与经辊压包覆的第一接触区段5的第二板7一件式构造。在此,将连接区段9从上方插入穿过贯通开口3。连接区段9的自由端部E在盖板2的下侧16上伸出。然后,将密封环14推到连接区段9的自由端部E上并且因此设置在盖板2的下侧16上。然后,将在此板形的第二接触区段8在构成下部的中间空间15的情况下设置在连接区段9上并且例如借助激光焊接将其固定。单体端子4在此具有双T形的横截面。最后,在通过压缩下部的中间空间15而预紧密封元件13之后,将塑料20注入到上部的中间空间17中。
在图3中示出盖结构组合件1的第三实施方式。在此,单体端子4的形状对应于根据图1a至图1e的单体端子4的形状。在此,例如首先将具有梯形轮廓的连接区段9从下方插入穿过贯通开口3。连接区段9的自由端部E在盖板2的上侧18上伸出并且与第一接触区段5连接,该第一接触区段在此作为单独的接触部件而存在。然后,将密封元件13在此引入到上部的中间空间17中。密封元件13在此例如构造成注塑元件21。在此,密封元件13没有完全填充所属的中间空间17。将注塑元件21预紧并且将塑料20注入到下部的中间空间15中,所述塑料分布在下部的中间空间15中并且穿过贯通开口3流动直到上部的中间空间17中。
在图4中示出盖结构组合件1的第四实施方式。在此,单体端子4的形状对应于根据图2的单体端子4的形状。密封元件13可以构造成密封环14,该密封环在连接区段9引导穿过贯通开口3之前被套在连接区段9上并且在引导穿过贯通开口3之后设置在盖板2的上侧18与第一接触区段5之间。然后,将作为单独的接触部件存在的第二接触区段8固定在自由端部E上,该自由端部在盖板2的下侧16上伸出。第一接触区段5然后可以朝向盖板2挤压,由此密封环14被预紧。由此,密封环14被局部地设置在贯通开口3中。然后,将塑料20引入到下部的中间空间15中并且在此局部地通过贯通开口3流动到上部的中间空间17中,在那里塑料硬化并且密封环14保持在预紧的状态中。替代于此地,单体端子4可以首先完全设置在盖板2上,然后嵌入、例如注入密封元件13,并且最后注入塑料20。

Claims (10)

1.用于制造棱柱形电池单体的单体壳体的盖结构组合件(1)的方法,该方法具有以下步骤:
a)提供至少一个多件式的单体端子(4),该单体端子具有用于与单体外部的接头电连接的板状的第一接触区段(5)、用于与电池单体的原电池电连接的第二接触区段(8)以及将所述第一接触区段(5)和第二接触区段(8)机械连接且电连接的连接区段(9);
b)提供用于覆盖单体壳体的盖板(2),该盖板具有至少一个贯通开口(3);
c)将单体端子(4)设置在所述盖板(2)上,使得所述连接区段(9)设置在所述贯通开口(3)中,第一接触区段(5)和盖板(2)的上侧(18)在构成第一中间空间(17)的情况下重叠,并且第二接触区段(8)和盖板(2)的下侧(16)在构成第二中间空间(15)的情况下重叠;
d)在所述中间空间(15、17)中的一个中间空间中提供密封元件(13);
e)通过压缩在其中设置有密封元件(13)的中间空间(15、17)来预紧密封元件(13),所述密封元件(13)在预紧的状态中局部地设置在所述贯通开口(3)中,并且
f)将单体端子(4)与盖板(2)连接并且通过将塑料(20)引入到另一个中间空间(17、15)中将密封元件(13)保持在预紧的状态中。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,将所述密封元件(13)构造为密封环(14)或注入到所述一个中间空间(15、17)中。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,为了实施步骤c),将所述接触区段(5、8)中的一个接触区段提供作为单独的接触部件,并且连接区段(9)与所述接触区段(5、8)中的另一个接触区段连接并且具有未连接的自由端部(E),其中,将连接区段(9)穿过贯通开口(3)并且将被引导穿过贯通开口(3)的连接区段(9)的自由端部(E)与所述单独的接触部件(8、5)电连接且机械连接。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,实施步骤c)和d),其方式为将密封元件(13)围绕连接区段(9)设置,将连接区段(9)引导通过贯通开口(3)并且在此将密封元件(13)在与连接区段(9)连接的接触区段(5、8)与盖板(2)之间夹紧,并且将接触部件(8、5)与连接区段(9)的自由端部连接。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,实施步骤c)和d),其方式为将连接区段(9)引导通过贯通开口(3),将密封元件(13)围绕连接区段(9)的被引导通过贯通开口(3)的自由端部(E)设置并且在此设置在盖板(2)上,并且将接触部件(8、5)在构成用于密封元件的中间空间(15、17)的情况下固定在连接区段(9)的自由端部(E)上。
6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,首先实施步骤c)并且然后实施步骤d),其方式为在将接触部件(8、5)与连接区段(9)的自由端部(E)连接之后将密封元件(13)嵌入到中间空间(15、17)之一中。
7.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,连接区段(9)和第二接触区段(8)通过深冲板材一件式构造,连接区段(9)通过深冲构造具有罐形的轮廓,并且第二接触区段(8)构造成从锥形轮廓的腿部(11)伸出的凸缘区域(12)。
8.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述单体端子(4)构造有双T形的轮廓,并且为此第一接触区段(5)和第二接触区段(8)板形地构造,并且连接区段(9)接片形地构造。
9.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,第一接触区段(5)通过两个板(6、7)的包覆而制成,要与连接区段(9)连接的第一板(6)由第一金属构成,连接区段(9)也由该第一金属构成,并且要与单体外部的接头连接的第二板(7)由不同于第一金属的第二金属构成。
10.用于高压电池的棱柱形电池单体,该棱柱形电池单体具有原电池和单体壳体,该单体壳体具有根据权利要求1至9中任一项所述的方法制造的盖结构组合件(1)。
CN202080008099.3A 2019-04-11 2020-03-09 用于制造具有密封元件的棱柱形电池单体的单体壳体的盖结构组合件的方法以及电池单体 Active CN113261148B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019109541.7A DE102019109541A1 (de) 2019-04-11 2019-04-11 Verfahren zum Herstellen einer Deckelbaugruppe für ein Zellgehäuse einer prismatischen Batteriezelle mit einem Dichtungselement sowie Batteriezelle
DE102019109541.7 2019-04-11
PCT/EP2020/056169 WO2020207679A1 (de) 2019-04-11 2020-03-09 Verfahren zum herstellen einer deckelbaugruppe für ein zellgehäuse einer prismatischen batteriezelle mit einem dichtungselement sowie batteriezelle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113261148A CN113261148A (zh) 2021-08-13
CN113261148B true CN113261148B (zh) 2023-06-02

Family

ID=69804876

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080008099.3A Active CN113261148B (zh) 2019-04-11 2020-03-09 用于制造具有密封元件的棱柱形电池单体的单体壳体的盖结构组合件的方法以及电池单体

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220029226A1 (zh)
KR (1) KR102641568B1 (zh)
CN (1) CN113261148B (zh)
DE (1) DE102019109541A1 (zh)
WO (1) WO2020207679A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020120685A1 (de) 2020-08-05 2022-02-10 Erwin Quarder Systemtechnik Gmbh Vorrichtung mit in einer Durchgangsöffnung angeordnetem Bauteil
DE102021113404A1 (de) 2021-05-25 2022-12-01 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Isolation von Zellverbindern und Zellen eines Hochvoltspeichers
CN114050362A (zh) * 2021-10-27 2022-02-15 广东维都利新能源有限公司 一种快速固化密封的集成电极结构及制造方法
WO2024020227A1 (en) * 2022-07-22 2024-01-25 Our Next Energy, Inc. Cap assembly
DE102023004641A1 (de) 2023-11-15 2024-03-07 Mercedes-Benz Group AG Prüfvorrichtung zur Dichtigkeitsprüfung einer Deckelbaugruppe einer prismatischen Batteriezelle

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH389698A (de) * 1962-01-11 1965-03-31 S I C Societe Ind Du Caoutchou Akkumulator mit Zellendeckel
DE1801675A1 (de) * 1967-10-07 1969-05-08 Atsumi Mfg Co Ltd Polklemmendurchfuehrung fuer Sammler und Verfahren zu ihrer Herstellung
JPH08203494A (ja) * 1994-11-25 1996-08-09 Sony Corp 乾電池
CN103125032A (zh) * 2010-09-21 2013-05-29 新神户电机株式会社 非水电解液二次电池

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3822078A1 (de) * 1988-06-30 1990-01-04 Semperit Ag Holding Polabdichtung fuer elektrische akkumulatoren
FR2798227A1 (fr) * 1999-09-02 2001-03-09 Cit Alcatel Traversee de paroi pour generateur electrochimique etanche
JP6149692B2 (ja) * 2013-10-31 2017-06-21 株式会社豊田自動織機 端子構造
FR3019686B1 (fr) * 2014-04-08 2016-05-06 Commissariat Energie Atomique Accumulateur electrochimique au lithium avec borne en liaison directe avec le faisceau electrochimique, procedes de realisation associes.
DE102014106204A1 (de) * 2014-05-05 2015-11-05 Bmw Ag Batteriezelle sowie Batterie mit ein oder mehreren Batteriezellen

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH389698A (de) * 1962-01-11 1965-03-31 S I C Societe Ind Du Caoutchou Akkumulator mit Zellendeckel
DE1801675A1 (de) * 1967-10-07 1969-05-08 Atsumi Mfg Co Ltd Polklemmendurchfuehrung fuer Sammler und Verfahren zu ihrer Herstellung
JPH08203494A (ja) * 1994-11-25 1996-08-09 Sony Corp 乾電池
CN103125032A (zh) * 2010-09-21 2013-05-29 新神户电机株式会社 非水电解液二次电池

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019109541A1 (de) 2020-10-15
CN113261148A (zh) 2021-08-13
WO2020207679A1 (de) 2020-10-15
US20220029226A1 (en) 2022-01-27
KR102641568B1 (ko) 2024-02-27
KR20210096272A (ko) 2021-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113261148B (zh) 用于制造具有密封元件的棱柱形电池单体的单体壳体的盖结构组合件的方法以及电池单体
KR0136040B1 (ko) 쌍극전기 축전지 및 그 조립방법
US7642008B2 (en) Rechargeable battery
KR101147171B1 (ko) 이차 전지
US20150214516A1 (en) Secondary battery
US20050287434A1 (en) Rechargeable battery
US20110117402A1 (en) Battery module
EP2535961B1 (en) Pouch type secondary battery and method for manufacturing the same
US11855305B2 (en) Method for producing a cover assembly for a cell housing of a prismatic battery cell of a high-voltage battery in a motor vehicle, battery cell, and high-voltage battery
US9620762B2 (en) Electrical storage element
CN111937208A (zh) 蓄电模块
US20220166117A1 (en) Cover Assembly for a Cell Housing of a Prismatic Battery Cell With Connection Contacts for a Heating Device, Battery Cell and High-Voltage Battery
EP2849248B1 (en) Rechargeable battery
EP2808918A1 (en) Rechargeable battery having an improved terminal structure
KR101117622B1 (ko) 이차 전지
CN113725531B (zh) 动力电池顶盖组件、动力电池以及电池模组
US20090029244A1 (en) Battery, and battery manufacturing method
CN113131054A (zh) 一种动力电池极柱封装结构、顶盖、动力电池
KR101259541B1 (ko) 고내구성 리튬이온 전지용 집전포스트 시일
US20190214625A1 (en) Secondary battery
JP2010089156A (ja) 接合方法およびその利用
CN110998896B (zh) 制造能量储存装置的方法
KR20070082943A (ko) 개선된 구조의 캡 어셈블리 및 이를 포함하는 이차전지
CN106876618B (zh) 可再充电电池
KR20150065064A (ko) 캡플레이트와 전극 어셈블리

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant