CN115552677A - 高能量密度的锂离子电池 - Google Patents

高能量密度的锂离子电池 Download PDF

Info

Publication number
CN115552677A
CN115552677A CN202180038915.XA CN202180038915A CN115552677A CN 115552677 A CN115552677 A CN 115552677A CN 202180038915 A CN202180038915 A CN 202180038915A CN 115552677 A CN115552677 A CN 115552677A
Authority
CN
China
Prior art keywords
housing part
longitudinal edge
current collector
housing
contact plate
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.)
Pending
Application number
CN202180038915.XA
Other languages
English (en)
Inventor
M·庞佩茨基
M·戈特沙尔克
D·恩斯林
M·埃尔默
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.)
VARTA Microbattery GmbH
Original Assignee
VARTA Microbattery GmbH
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 VARTA Microbattery GmbH filed Critical VARTA Microbattery GmbH
Publication of CN115552677A publication Critical patent/CN115552677A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/75—Wires, rods or strips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0583—Construction or manufacture of accumulators with folded construction elements except wound ones, i.e. folded positive or negative electrodes or separators, e.g. with "Z"-shaped electrodes or separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/386—Silicon or alloys based on silicon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/387—Tin or alloys based on tin
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/46—Alloys based on magnesium or aluminium
    • H01M4/463—Aluminium based
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/107—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/446—Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/463—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/536—Electrode connections inside a battery casing characterised by the method of fixing the leads to the electrodes, e.g. by welding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/538—Connection of several leads or tabs of wound or folded electrode stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H01M50/609—Arrangements or processes for filling with liquid, e.g. electrolytes
    • H01M50/627—Filling ports
    • H01M50/636—Closing or sealing filling ports, e.g. using lids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/027—Negative electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

已知一种锂离子电池（100），所述电极‑分离器‑复合体（104）具有阳极（120）/分离器（118）/阴极（130）的序列，其中所述阳极（120）和所述阴极（130）分别包括带状的集流器（110、115），所述集流器具有第一和第二纵向边缘（110e、115e）和两个端部件，并且所述集流器分别具有带状的主区域（122、126）以及自由的边缘带（121、117），所述主区域加载有相应的电极材料（123、125）的层，所述自由的边缘带沿着所述第一纵向边缘（110e、115e）延伸并且没有加载有电极材料。复合体（104）以具有两个末端端侧的绕组的形式存在，或者是由两个或更多个相同的电极‑分离器‑复合体形成并且同样具有两个末端侧的堆叠的组成部分，并且必要时连同堆叠的一个或多个其他相同的电极‑分离器‑复合体一起由壳体包围。阳极（120）和阴极（130）这样构造和/或在复合体（104）内这样相对于彼此布置，使得阳极集流器的第一纵向边缘（110e）从堆叠的末端端侧或侧面中的一个出来，并且阴极集流器的第一纵向边缘（115e）从堆叠的末端端侧或侧面中的另一个出来。电池（100）具有金属的接触板件（101a、102、155），第一纵向边缘（110e、115e）中的一个第一纵向边缘与金属的接触板件直接接触并且通过焊接与金属的接触板件连接。提出，壳体的一部分（101a）用作接触板件，或者接触板件（102、155）形成壳体的一部分。

Description

高能量密度的锂离子电池
技术领域
下面描述的本发明涉及一种锂离子电池，所述锂离子电池包括电极-分离器-复合体。
背景技术
电化学电池能够通过氧化还原反应将储存的化学能转化为电能。它们通常包括正电极和负电极，正电极和负电极通过分离器彼此分开。在放电时，负电极上的电子通过氧化过程释放。由此产生电子流，所述电子流可以被外部的耗电器截取，对于所述外部的耗电器，电化学电池用作能量供应器。同时，在电池内产生与电极反应相对应的离子流。该离子流穿过分离器并且通过传导离子的电解质实现。
如果放电是可逆的，即存在将在放电时发生的化学能又相反转换为电能的可能性并且由此再次对电池充电，则称为二次电池。在二次电池中通常将负电极作为阳极的常见名称以及正电极作为阴极的名称涉及电化学电池的放电功能。
广泛使用的二次锂离子电池基于锂的使用，所述锂可以以离子的形式在电池的电极之间来回移动。在此，锂离子电池的特征在于相对高的能量密度。锂离子电池的负电极和正电极通常由所谓的复合电极形成，所述复合电极除了电化学活性组分之外还包括电化学非活性组分。
作为用于二次锂离子电池的电化学活性组分（活性材料）原则上考虑所有能够吸收和再次释放锂离子的材料。对于负电极，为此通常使用碳基颗粒、例如石墨碳。也可以使用其它非石墨化的碳材料，所述碳材料适合于锂的插层。此外，也可以使用可与锂合金化的金属和半金属材料。因此，例如元素锡、铝、锑和硅能够与锂形成金属间相。作为正极用活性材料，例如可使用锂钴氧化物（LiCoO2）、锂锰氧化物（LiMn2O4）、钛酸锂（Li4Ti5O12）或磷酸铁锂（LiFePO4）或其衍生物。电化学活性材料通常以颗粒形式包含在电极中。
作为电化学非活性组分，复合电极通常包括面状和/或带状的集流器，例如涂覆有活性材料的金属膜。用于负电极的集流器（阳极集流器）例如可以由铜或镍形成，并且用于正电极的集流器（阴极集流器）例如可以由铝形成。此外，电极可以包括电极粘合剂（例如聚偏氟乙烯（PVDF）或其他聚合物、例如羧甲基纤维素）。这确保了电极的机械稳定性，并且通常还确保了活性材料在集流器上的粘附性。此外，电极可以包含提高导电性的添加剂和其他附加剂。
作为电解质，锂离子电池通常包括锂盐的溶液、例如六氟磷酸锂（LiPF6）在有机溶剂中（例如碳酸的醚和酯）。
在制造锂离子电池时，将复合电极与一个或多个分离器组合成复合体。在大多数情况下，电极和分离器在此通过层压或通过粘合彼此连接。然后可以通过用电解质浸渍复合体来建立电池的基本功能。
在许多实施方式中，复合体平坦地（eben）构造，使得多个复合体可以扁平地（flach）彼此堆叠。然而，非常经常地，复合体以绕组的形式形成或加工成绕组。
通常，无论是否卷绕，复合体包括正电极/分离器/负电极的序列。通常，复合体被制造为所谓的双电池，其具有可能的序列：负电极/分离器/正电极/分离器/负电极或正电极/分离器/负电极/分离器/正电极。
对于在汽车领域中的应用，对于电动自行车或者也对于具有高能量需求的其它应用、例如在工具中，需要具有尽可能高的能量密度的锂离子电池，所述锂离子电池同时能够在充电和放电时以大电流加载。这样的电池例如在WO 2017/215900 A1中描述。
用于所述应用的电池通常构造为柱形的圆形电池，例如具有21 × 70的形状系数（直径乘以高度，单位为mm）。这种类型的电池总是包括呈绕组形式的复合体。这种形状系数的现代锂离子电池已经可以达到高达270Wh/kg的能量密度。然而，该能量密度仅被视为中间步骤。市场已经要求还要更高能量密度的电池。
然而，在开发改进的锂离子电池时，除了能量密度之外，还需要考虑其他因素。特别重要的参数是电池的内阻，其应保持尽可能低，以减少充电和放电时的功率损失，以及电极的热连接，这对于电池的温度调节可能是必不可少的。这些参数对于包含呈绕组形式的复合体的柱形的圆形电池也是非常重要的。在电池的快速充电时，由于功率损失，电池中可能出现热阻塞，这可能导致巨大的热机械负载，并因此导致电池结构的变形和损坏。当集流器的电连接通过单独的电焊接到集流器上的避雷器叶片（其轴向地从卷绕的复合体中出来）进行，则存在更大的危险，因为在充电或放电时的强负载时，局部地在这些避雷器叶片上可能出现加热。
发明内容
本发明的目的在于提供锂离子电池，其特征在于相对于现有技术改进的能量密度，并且同时在其内阻和其被动散热能力方面具有突出的特性。
该目的通过具有权利要求1的特征的锂离子电池以及具有权利要求9的特征的方法来实现。该电池和该方法的优选设计方案由从属权利要求得出。
根据本发明的锂离子电池的特征始终在于紧接着的特征a.至i.：
a.所述电池包括带状的电极-分离器-复合体，所述电极-分离器-复合体具有阳极/分离器/阴极的序列。
b.阳极包括带状的阳极集流器，所述带状的阳极集流器具有第一和第二纵向边缘和两个端部。
c.阳极集流器具有带状的主区域以及自由的边缘带，所述主区域负载有负电极材料层，所述自由的边缘带沿着第一纵向边缘延伸并且未负载有电极材料。
d.阴极包括带状的阴极集流器，所述带状的阴极集流器具有第一和第二纵向边缘和两个端部。
e.阴极集流器具有带状的主区域以及自由的边缘带，所述主区域负载有正电极材料层，所述自由的边缘带沿着第一纵向边缘延伸并且未负载有电极材料。
f.电极-分离器-复合体以具有两个末端端侧的绕组的形式存在，或者是由两个或更多个相同的电极-分离器-复合体形成并且同样具有两个末端侧的堆叠的组成部分。
g.所述电极-分离器-复合体，必要时连同所述堆叠的一个或多个其他相同的电极-分离器-复合体被壳体包围。
h.阳极和阴极这样构造和/或在电极-分离器-复合体内部这样相对于彼此布置，使得阳极集流器的第一纵向边缘从堆叠的末端端侧或侧面中的一个出来，并且阴极集流器的第一纵向边缘从堆叠的末端端侧或侧面中的另一个出来。
h.电池具有金属的接触板件，第一纵向边缘中的一个第一纵向边缘优选在长度上与金属的接触板件直接接触。
i.接触板件通过焊接与该纵向边缘连接。
特别优选地，电池包括两个接触板件，其中一个接触板件与阳极集流器的第一纵向边缘直接接触，并且另一个接触板件与阴极集流器的第一纵向边缘直接接触，其中接触板件和与其接触的纵向边缘分别通过焊接彼此连接。
集流器用于尽可能大面积地电接触包含在电极材料中的电化学活性组分。优选地，集流器作为金属构成或至少表面金属化。适合作为用于阳极集流器的金属的是例如铜或镍或其他导电材料、特别是铜和镍合金或涂覆有镍的金属。原则上也可以考虑不锈钢。适合作为用于阴极集流器的金属的是例如铝或其他导电材料、特别是铝合金。
优选地，阳极集流器和/或阴极集流器分别为厚度在4µm至30µm范围内的带状的金属膜。
然而，除了膜之外，其他带状基材如金属或金属化无纺布或开孔泡沫也可以用作集流器。
集流器优选在两侧加载有相应的电极材料。
在自由的边缘带中，相应的集流器的金属不含相应的电极材料。优选地，相应的集流器的金属在那里未被覆盖，使得其可用于电接触、例如通过焊接。
然而，在一些实施方式中，相应的集流器的金属也可以在自由的边缘带中涂覆有支撑材料，所述支撑材料比涂覆有支撑材料的集流器更耐热。
在此“耐热性”应是指支撑材料在集流器的金属熔化的温度下保持固体状态。因此，它要么具有比金属更高的熔点，要么仅在金属已经熔化的温度下升华或分解。
优选地，阳极集流器和阴极集流器分别具有至少一个自由的边缘带，所述自由的边缘带未负载有相应的电极材料。在一种改进方案中，优选阳极集流器的至少一个自由的边缘带和阴极集流器的至少一个自由的边缘带都涂覆有支撑材料。特别优选地，对于区域中的每个区域使用相同的支撑材料。
在本发明的框架中可使用的支撑材料原则上可以是金属或金属合金，只要所述金属或金属合金具有比构成涂覆有支撑材料的表面的金属更高的熔点。然而，在许多实施方式中，根据本发明的锂离子电池的特征优选在于紧接着的附加特征a.至d.中的至少一个特征：
a.支撑材料是非金属材料。
b.支撑材料是电绝缘材料。
c.非金属材料是陶瓷材料、玻璃陶瓷材料或玻璃。
d.所述陶瓷材料为氧化铝（Al2O3）、氧化钛（TiO2）、氮化钛（TiN）、氮化钛铝（TiAlN）或碳氮化钛（TiCN）。
根据本发明，支撑材料特别优选根据直接前述的特征b.并且尤其优选地根据直接前述的特征d.设计。
术语“非金属材料”尤其包括塑料、玻璃和陶瓷材料。
术语“电绝缘材料”在此应广义地解释。其原则上包括任何电绝缘材料，尤其也包括所述塑料。
术语“陶瓷材料”在此应广义地解释。特别地，这应理解为是指碳化物、氮化物、氧化物、硅化物或这些化合物的混合物和衍生物。
术语“玻璃陶瓷材料”尤其是指包括嵌入到无定形玻璃相中的结晶颗粒的材料。
术语“玻璃”原则上是指满足上面定义的热稳定性标准并且相对于可能存在于电池中的电解质在化学上稳定的任何无机玻璃。
特别优选地，阳极集流器由铜或铜合金构成，而同时阴极集流器由铝或铝合金构成，并且支撑材料是氧化铝或氧化钛。
还可以优选的是，阳极和/或阴极集流器的自由的边缘带涂覆有由支撑材料制成的条带。
阳极集流器和阴极集流器的带状的主区域优选平行于集流器的相应纵向边缘延伸。优选地，带状的主区域在阳极集流器和阴极集流器的表面的至少90%、特别优选至少95%上延伸。
在一些优选的实施方式中，支撑材料被施加在带状的主区域旁边，但在此并不完全覆盖自由区域。例如，其以条带或线的形式沿着阳极和/或阴极集流器的纵向边缘施加，使得其仅部分地覆盖相应的边缘带。在此，自由的边缘带的伸长的部分区域可以直接沿着该纵向边缘保持未被覆盖。
特别优选地，根据本发明的锂离子电池是二次锂离子电池。对于其阳极和阴极，基本上可以使用所有对于锂离子电池已知的电极材料。
在负电极中，优选使用碳基颗粒如石墨碳或能够嵌入锂的非石墨碳材料作为活性材料，优选同样呈颗粒形式。替代地或附加地，可以使用钛酸锂（Li4Ti5O12）以及可与锂合金化的金属和半金属材料，例如在使用能够与锂形成金属间相的元素锡、锑和硅的情况下。这些材料也优选以颗粒形式使用。对于正电极，例如锂金属氧化物化合物和锂金属磷酸化合物如LiCoO2和LiFePO4可被视为活性材料。此外特别适合的是具有总式LiNixMnyCozO2的锂镍锰钴氧化物（NMC）（其中x+y+z通常为1），具有总式LiMn2O4的锂锰尖晶石（LMO）或具有总式LiNixCoyAlzO2的锂镍钴铝氧化物（NCA）（其中x+y+z通常为1）。也可以使用其衍生物，例如具有总式Li1.11(Ni0.40Mn0.39Co0.16Al0.05)0.89O2或Li1+xM-O化合物和/或所述材料的混合物的锂镍锰钴氧化铝（NMCA）。
作为电化学非活性组分，电极材料例如可以包含电极粘合剂和导电剂。颗粒状的活性材料优选嵌入到由电极粘合剂构成的基质中，其中基质中的相邻颗粒优选彼此直接接触。导电剂用于提高电极的导电性。通常的电极粘合剂例如基于聚偏氟乙烯、聚丙烯酸酯或羧甲基纤维素。常见的导电剂是炭黑和金属粉末。
此外，电池优选包括电解质，特别是基于至少一种锂盐、例如六氟磷酸锂的电解质，其溶解在有机溶剂中（例如有机碳酸盐的混合物中）。
分离器例如是电绝缘的塑料膜，所述塑料膜能够被电解质穿透，例如因为所述塑料膜具有微孔。膜例如可以由聚烯烃或聚醚酮形成。由这种塑料材料制成的无纺布和织物也可以用作分离器。
在制造由电极和分离器构成的复合体时，通常注意的是，不会出现相反极性的集流器的单侧突出，因为这会增加短路危险。然而，在所描述的阳极和阴极的布置中，短路危险被最小化，因为相反极性的集流器从绕组或堆叠的对置的端侧出来。
集流器的由这种布置产生的超出部可以通过借助于相应的电流导出部优选在其整个长度上接触集流器来利用。根据本发明，所提及的接触板件用作电流导出部。这种电接触非常明显地降低了根据本发明的电池内部的内阻。因此，所描述的布置可以非常好地拦截大电流的出现。利用最小化的内阻，降低了高电流下的热损耗。此外，有利于将热能从卷绕的电极-分离器-复合体中导出。在高负载下，加热不是局部地发生，而是均匀分布地发生。
根据本发明的锂离子电池的壳体优选气密地和/或液密地包围电极-分离器-复合体或由相同的电极-分离器-复合体构成的堆叠。
在使用接触板件时，通常需要将接触板件与壳体电连接，或者与从壳体中引出的电导体电连接。例如，接触板件为此可以与所提及的壳体部分直接地或经由电导体连接。
如果电极-分离器-复合体是由两个或更多个相同的电极-分离器-复合体构成的堆叠的组成部分，则相同的电极-分离器-复合体布置在堆叠内部，使得其阳极集流器的纵向边缘和其阴极集流器的纵向边缘分别从堆叠的相同侧出来。因此，所有阳极集流器和所有阴极集流器可以同时与相应相同的接触板件电接触。
特别地，根据本发明的电池的特征在于紧接着的特征j.：
j.壳体的一部分用作接触板件和/或接触板件形成壳体的一部分，其包围电极-分离器-复合体。
该实施方式是特别有利的。一方面，它在散热方面是最佳的。在绕组内部产生的热量可以通过纵向边缘直接输出到壳体上。另一方面，以这种方式可以几乎最佳地利用具有预定外部尺寸的壳体的内部体积。每个单独的接触板件和每个单独的用于将接触板件与壳体连接的电导体需要壳体内部的空间并且有助于电池的重量。在省去这种单独的部件的情况下，该空间可用于活性材料。因此可以进一步提高根据本发明的电池的能量密度。
在本发明的第一变型方案中，根据本发明的电池的特征在于紧接着的以下特征a.和b.中的至少一个特征、特别优选在于两个特征的组合：
a.壳体包括杯形的第一壳体部分和封闭开口的第二壳体部分，所述第一壳体部分具有底部和环绕的侧壁以及开口。
b.接触板件是第一壳体部分的底部。
优选地，壳体柱形或棱柱形地构造。杯形的第一壳体部分相应地优选具有圆形或矩形的横截面，并且第二壳体部分以及第一壳体部分的底部相应地优选圆形或矩形地构造。
如果电极-分离器-复合体以具有两个末端端侧的绕组的形式存在时，壳体优选是柱形的。相反，如果电极-分离器-复合体是由两个或更多个相同的电极-分离器-复合体构成的堆叠的组成部分，则壳体优选棱柱形地构造。
如果壳体柱形地构造，则其通常包括柱形的壳体护套以及圆形的上部件和圆形的下部件，其中，在该变型方案中，第一壳体部分包括壳体护套和圆形的下部件，而第二壳体部分对应于圆形的上部件。圆形的上部件和/或圆形的下部件可以用作接触板件。
如果壳体棱柱形地构造，那么壳体通常包括多个矩形的侧壁以及多边形的、尤其矩形的上部件和多边形的、尤其矩形的下部件，其中，在该变型方案中，第一壳体部分包括侧壁和多边形的下部件，而第二壳体部分对应于圆形的多边形的上部件。上部件和/或下部件可以用作接触板件。
不仅第一壳体部分而且第二壳体部分优选地由导电材料，尤其由金属材料构成。所述壳体部分例如可以由镀镍钢板或由合金或非合金铝相互独立地构成。
在第一变型方案的优选扩展方案中，根据本发明的电池的特征在于紧接着的以下特征a.至e.中的至少一个特征、特别在于紧接着的上述特征a.至e.的组合：
a.电池具有金属的接触板件，阳极集流器的第一纵向边缘优选在长度上与该金属的接触板件直接接触，并且该纵向边缘通过焊接与该金属的接触板件连接。
b.电池具有金属的接触板件，阴极集流器的第一纵向边缘优选在长度上与该金属的接触板件直接接触，并且该纵向边缘通过焊接与该金属的接触板件连接。
c.接触板件中的一个接触板件是第一壳体部分的底部。
d.接触板件中的另一个接触板件通过电导体与第二壳体部分连接。
e.所述电池包括密封件，所述密封件使所述第一和第二壳体部分彼此电绝缘。
在该实施方式中，为了包围电极-分离器-复合体可以使用传统的壳体部分。没有浪费用于电导体的空间，所述电导体布置在底部和电极-分离器-复合体之间。在底侧不需要单独的接触板件。为了闭合壳体，电绝缘的密封件可以被拉紧到第二壳体部分的边缘上。由第二壳体部分和密封件构成的组件可以插入到第一壳体部分的开口中并且例如借助于卷边过程机械地固定在那里。
在第一变型方案的特别优选的实施方式中，第二壳体部分也可以用作接触板件。在该实施方式中，根据本发明的电池的特征在于紧接着的以下特征a.至e.中的至少一个特征、特别在于紧接着的上述特征a.至e.的组合：
a.电池具有金属的接触板件，阳极集流器的第一纵向边缘优选在长度上与该金属的接触板件直接接触，并且该纵向边缘通过焊接与该金属的接触板件连接。
b.电池具有金属的接触板件，阴极集流器的第一纵向边缘优选在长度上与该金属的接触板件直接接触，并且该纵向边缘通过焊接与该金属的接触板件连接。
c.接触板件中的一个接触板件是第一壳体部分的底部。
d.接触板件中的另一个接触板件是第二壳体部分。
e.所述电池包括电密封件，所述电密封件使所述第一和第二壳体部分彼此电绝缘。
在该实施方式中，在电极-分离器-复合体的任何一侧上都不需要用于将接触板件与壳体部分连接的电导体。在一侧上接触板件中的一个接触板件附加地具有壳体部分的功能，在另一侧上壳体的一部分用作接触板件。可以最佳地利用壳体内的空间。
在第一变型方案的另一优选的扩展方案中，根据本发明的电池的特征在于紧接着的以下特征a.至e.中的至少一个特征：
a.电池具有金属的接触板件，阳极集流器的第一纵向边缘优选在长度上与该金属的接触板件直接接触，并且该纵向边缘通过焊接与该金属的接触板件连接。
b.电池具有金属的接触板件，阴极集流器的第一纵向边缘优选在长度上与该金属的接触板件直接接触，并且该纵向边缘通过焊接与该金属的接触板件连接。
c.接触板件中的一个接触板件是第一壳体部分的底部。
d.第二壳体部分焊接到第一壳体部分的开口中并且包括极穿引部，例如由电绝缘体包围的极栓，电导体通过所述极栓从壳体中引出。
e.接触板件中的另一个接触板件与该电导体电连接。
特别优选的是，紧接着的上述特征a.至e.相互组合地实现。
在该实施方式中，壳体部分彼此焊接并且因此彼此电连接。出于这个原因，需要所述极穿引部。
在本发明的第二变型方案中，根据本发明的电池的特征在于紧接着的以下特征a.和b.中的至少一个特征、特别优选在于两个特征的组合：
a.壳体包括具有两个末端开口的管状的第一壳体部分，封闭开口中的一个开口的第二壳体部分和封闭开口中的另一个开口的第三壳体部分。
b.接触板件是第二壳体部分或第三壳体部分。
在该变型方案中，电池的壳体也优选柱形或棱柱形地构造。管状的第一壳体部分相应地优选具有圆形或矩形的横截面，并且第二和第三壳体部分相应地优选圆形或矩形地构造。
如果壳体柱形地构造，则第一壳体部分通常空心柱形地构造，而第二壳体部分和第三壳体部分圆形地构造并且可以用作接触板件以及同时用作底部和盖，其可以在末端封闭第一壳体部分。
如果壳体棱柱形地构造，则第一壳体部分通常包括多个矩形的经由共同的棱边相互连接的侧壁，而第二壳体部分和第三壳体部分分别多边形地、尤其矩形地构造。第二壳体部分和第三壳体部分都可以用作接触板件。
不仅第一壳体部分而且第二壳体部分优选地由导电材料、尤其由金属材料构成。所述壳体部分例如可以由镀镍钢板构成、由不锈钢（例如1.4303或1.4304型）构成、由铜构成、由镀镍铜构成或由合金或非合金铝构成。也可以优选的是，与阴极电连接的壳体部分由铝构成或由铝合金构成，并且与阳极电连接的壳体部分由铜或铜合金构成或由镀镍铜构成。
该变型方案的一大优点是，为了形成壳体不需要通过上游的成型和/或铸造过程来制造的杯形的壳体部分。替代地，所述管状的第一壳体部分用作起点。
在第二变型方案的优选扩展方案中，根据本发明的电池的特征在于紧接着的以下特征a.至e.中的至少一个特征、特别在于紧接着的上述特征a.至e.的组合：
a.电池具有金属的接触板件，阳极集流器的第一纵向边缘优选在长度上与该金属的接触板件直接接触，并且该纵向边缘通过焊接与该金属的接触板件连接。
b.电池具有金属的接触板件，阴极集流器的第一纵向边缘优选在长度上与该金属的接触板件直接接触，并且该纵向边缘通过焊接与该金属的接触板件连接。
c.接触板件中的一个接触板件焊接到第一壳体部分的末端开口中的一个末端开口中并且是第二壳体部分。
d.第三壳体部分焊接到第一壳体部分的末端开口中的另一个末端开口中并且包括极穿引部，电导体通过所述极穿引部从壳体中引出、例如由电绝缘体包围的极栓。
e.接触板件中的另一个接触板件与该电导体电连接。
特别优选的是，紧接着的上述特征a.至e.相互组合地实现。
在第二变型方案的另一优选的扩展方案中，根据本发明的电池的特征在于紧接着的以下特征a.至d.中的至少一个特征：
a.电池具有金属的接触板件，阳极集流器的第一纵向边缘优选在长度上与该金属的接触板件直接接触，并且该纵向边缘通过焊接与该金属的接触板件连接。
b.电池具有金属的接触板件，阴极集流器的第一纵向边缘优选在长度上与该金属的接触板件直接接触，并且该纵向边缘通过焊接与该金属的接触板件连接。
c.接触板件中的一个接触板件焊接到第一壳体部分的末端开口中的一个末端开口中并且是第二壳体部分。
d.接触板件中的另一个接触板件作为第三壳体部分封闭第一壳体部分的末端开口中的另一个末端开口并且借助于密封件与第一壳体部分绝缘。
特别优选的是，紧接着的上述特征a.至d.相互组合地实现。
两个实施方式的特征在于，在壳体侧上接触板件用作壳体部分并且通过焊接与第一壳体部分连接。在另一侧，接触板件同样可以用作壳体部分。然而，其必须与第一壳体部分电绝缘。替代地，在此也可以再次利用极穿引部工作。
根据本发明的电池的极穿引部始终包括电绝缘体，所述电绝缘体阻止壳体与从壳体中引出的电导体的电接触。电绝缘体例如可以是玻璃或陶瓷材料或塑料。
电极-分离器-复合体优选以柱形的绕组的形式存在。以这种绕组的形式提供的电极允许在柱形的壳体中特别有利地利用空间。因此，在优选的实施方式中，壳体同样是柱形的。
在另一个优选的实施方式中，电极-分离器-复合体优选以棱柱形的绕组的形式存在。以这种绕组的形式提供的电极允许在棱柱形的壳体中特别有利地利用空间。因此，在优选的实施方式中，壳体同样是棱柱形的。
此外，棱柱形的壳体可以特别好地由上面引入的相同的电极-分离器-复合体构成的棱柱形的堆叠来填充。为此目的，电极-分离器-复合体可以特别优选地具有基本上矩形的基本形状。
在特别优选的设计方案中，根据本发明的电池的特征在于紧接着的以下特征a.至c.中的至少一个特征：
a.与接触板件通过焊接连接的集流器的带状的主区域具有多个穿孔。
b.在主区域中的穿孔是圆形的或有角的孔、尤其是冲压孔或钻孔。
c.与接触板件通过焊接连接的集流器在主区域中穿孔、尤其通过圆孔或槽孔穿孔。
多个穿孔导致集流器的减小的体积和也减小的重量。这使得可以将更多的活性材料引入到电池中，并且以这种方式大大提高电池的能量密度。因此可以实现高达两位数百分比范围内的能量密度提高。
在一些优选的实施方式中，借助于激光将穿孔引入到带状的主区域中。
原则上，穿孔的几何形状不是本发明所必需的。重要的是，由于引入穿孔，集流器的质量减小并且存在用于活性材料的更多空间，因为穿孔可以用活性材料填充。
相反，可以非常有利的是，在引入穿孔时注意，穿孔的最大直径不能太大。优选地，穿孔不应大于电极材料的层在相应集流器上的厚度的两倍。
在特别优选的设计方案中，根据本发明的电池的特征在于紧接着的以下特征a.：
a.在集流器中、尤其在主区域中的穿孔具有在1µm至3000µm的范围内的直径。
在该优选范围内，进一步优选10µm至2000µm、优选10µm至1000µm、尤其50µm至250µm范围内的直径。
特别优选地，根据本发明的电池的特征还在于紧接着的以下特征a.和b.中的至少一个特征：
a.与接触板件通过焊接连接的集流器至少在主区域的部分区段中具有比同一集流器的自由的边缘带更小的单位面积重量。
b.与接触板件通过焊接连接的集流器在自由的边缘带中每单位面积不具有或比在主区域中更少的穿孔。
特别优选的是，紧接着的上述特征a.和b.相互组合地实现。
阳极和阴极集流器的自由的边缘带将主区域朝向第一纵向边缘限定。优选地，阳极集流器和阴极集流器分别沿着其两个纵向边缘包括自由的边缘带。
穿孔表征主区域。换言之，在主区域和一个或多个自由的边缘带之间的边界对应于在具有穿孔和不具有穿孔的区域之间的过渡。
穿孔优选基本上均匀地分布在主区域上。
在另一特别优选的实施方式中，根据本发明的电池的特征在于紧接着的以下特征a.至c.中的至少一个特征：
a.集流器的单位面积重量在主区域中相对于集流器在自由的边缘带中的单位面积重量减小5%至80%。
b.集流器在主区域中具有5%至80%范围内的孔面积。
c.所述集流器在所述主区域中具有20N/mm2至250 N/mm2的抗拉强度。
通常也称为自由横截面的孔面积的确定可以根据ISO 7806-1983进行。在主区域中的集流器的抗拉强度相对于没有穿孔的集流器降低。它们的确定可根据DIN EN ISO 527第3部分进行。
优选的是，阳极集流器和阴极集流器在穿孔方面相同或相似地构造。相应可实现的能量密度改进相加。因此，在优选的实施方式中，根据本发明的电池的特征还在于紧接着的以下特征a.至c.中的至少一个特征：
a.所述阳极集流器的带状的主区域和所述阴极集流器的带状的主区域均由多个穿孔表征。
b.电池包括放置在第一纵向边缘中的其中一个第一纵向边缘上的接触板件作为第一接触板件，以及此外包括放置在第一纵向边缘中的另一个第一纵向边缘上的金属的第二接触板件。
c.第二接触板件通过焊接与另一个纵向边缘连接。
特别优选的是，紧接着的上述特征a.至c.相互组合地实现。但是特征b.和c.也可以组合地在没有特征a.的情况下实现。
设置有穿孔的集流器的上述优选设计方案可以彼此独立地应用于阳极集流器和阴极集流器。
到目前为止，在锂离子电池中还没有认真考虑使用穿孔的或以其他方式设有多个穿孔的集流器，因为这种集流器只能非常差地电接触。如开头所述，集流器的电连接经常通过单独的电避雷器叶片进行。然而，在工业大批量生产过程中将这些避雷器叶片可靠地焊接到穿孔的集流器上，在没有可接受的故障率的情况下很难实现。
根据本发明，该问题通过集流器边缘与一个或多个接触板件的所描述的焊接来解决。根据本发明的概念能够实现完全放弃单独的避雷器叶片并且因此能够实现使用材料少的、设有穿孔的集流器。特别是在集流器的自由的边缘带不设有穿孔的实施方式中，可以可靠地以极低的废品率进行焊接。
如果使用非常薄的金属膜作为集流器，则集流器的纵向边缘可能在机械上异常敏感并且在与一个或多个接触板件焊接期间无意地被压下或熔化。此外，在焊接接触板件时可能发生电极-分离器-复合体的分离器的熔化。上述支撑层反作用于此。
由WO 2017/215900 A1或由JP 2004-119330 A已知将集流器的边缘与接触板件焊接的概念。接触板件的使用能够实现特别高的电流负载能力和小的内阻。因此，关于用于将接触板件与集流器的边缘电连接的方法，全面参考WO 2017/215900 A1和JP 2004-119330A的内容。
在本发明的框架内优选可使用的接触板件也可以称为接触板。在优选的实施方式中，它们板状地构造。
在一些优选的实施方式中，根据本发明的电池的特征在于紧接着的以下特征a.和b.中的至少一个特征：
a.作为接触板件、特别是作为接触板，使用厚度在50µm至600µm范围内、优选150-350µm范围内的金属板。
b.接触板件、尤其是接触板由合金或非合金铝、钛、镍或铜构成，但必要时也由不锈钢（例如1.4303或1.4304型）或由镀镍钢构成。
所给出的厚度不仅在所描述的情况下是优选的，其中接触板件、尤其是接触板是壳体的一部分，而且在接触板件、尤其是接触板不用作壳体的一部分的情况下也是优选的。
尤其在其中接触板件、尤其接触板不用作壳体的一部分的实施方式中，所述接触板件能够具有至少一个缝隙和/或至少一个穿孔部。它们用于在建立焊接连接时抵抗接触板件、尤其是接触板的变形。
尤其在其中接触板件、尤其接触板用作壳体的一部分的实施方式中，优选放弃缝隙和穿孔部。然而，这种接触板件、尤其是这种接触板可以具有在中央区域中的穿孔、尤其是孔。
在壳体柱形地构造的情况下，优选使用接触板件、尤其是接触板，所述接触板件具有盘的形状、尤其是圆形的或至少近似圆形的盘的形状。因此，它们具有外部圆形的或至少近似圆形的盘边缘。在此，近似圆形的盘尤其应理解为具有带有至少一个分离的圆段、优选具有两个至四个分离的圆段的圆的形状的盘。
在壳体棱柱形地构造情况下，优选使用接触板件、尤其是接触板，所述接触板件具有多边形的、尤其是矩形的基本形状。
在特别优选的实施方式中，阳极集流器和焊接在其上的接触板件、尤其是焊接在其上的接触板均由相同的材料构成。其特别优选选自铜、镍、钛、镀镍钢和不锈钢的组。
在另一特别优选的实施方式中，阴极集流器和焊接在其上的接触板件、特别是焊接在其上的接触板均由相同的材料构成。其特别优选选自合金或非合金铝、钛和不锈钢（例如1.4404型）的组。
如上所述，根据本发明的电池具有金属的接触板件、尤其金属的接触板，第一纵向边缘中的一个第一纵向边缘优选在长度上与该金属的接触板件直接接触。在此，可以得到线状的接触区。
在可能的优选扩展方案中，根据本发明的电池的特征在于紧接着的以下特征a.至c.中的至少一个特征：
a.阳极集流器的第一纵向边缘与接触板件、尤其是金属的接触板优选在长度上直接接触，并且与该接触板件、尤其是该接触板通过焊接连接，其中，在纵向边缘与接触板件、尤其是金属的接触板之间存在线状的接触区。
b.阴极集流器的第一纵向边缘与接触板件、尤其是金属的接触板优选在长度上直接接触，并且与该接触板件、尤其是该接触板通过焊接连接，其中在纵向边缘与接触板件、尤其是金属的接触板之间存在线状的接触区。
c.阳极集流器和/或阴极集流器的第一纵向边缘包括一个或多个区段，所述区段分别在其整个长度上经由焊缝连续地与相应的接触板件、尤其与相应的接触板连接。
紧接着的上述特征a.和b.可以彼此独立地以及组合地实现。然而，特征a.和b.在这两种情况下优选与紧接着的上述特征c.组合地实现。
有多种可能性，如何将接触板件、尤其是接触板与纵向边缘连接。
接触板件可以通过至少一个焊缝与沿着线状的接触区的纵向边缘连接。因此，纵向边缘可以包括一个或多个区段，所述区段分别在其整个长度上通过焊缝连续地与一个或多个接触板件连接。特别优选地，这些区段具有5mm、优选10mm、特别优选20mm的最小长度。
在一种可能的改进方案中，一个或多个纵向边缘与接触板件在其整个长度上连续连接的区段在相应的纵向边缘的总长度的至少25%、优选至少50%、特别优选至少75%上延伸。
在一些优选的实施方式中，纵向边缘在其整个长度上连续地与接触板件、尤其是接触板焊接。
在另一可能的实施方式中，接触板件、尤其是接触板通过多个或大量焊点与相应的纵向边缘连接。
如果电极-分离器-复合体以螺旋形绕组的形式存在时，阳极集流器和阴极集流器的从绕组的末端端侧出来的纵向边缘通常同样具有螺旋形的几何形状。类似情况适用于线状的接触区，接触板件、尤其是接触板沿着所述线状的接触区与相应的纵向边缘焊接。
如果电极-分离器-复合体是由两个或更多个相同的电极-分离器-复合体构成的堆叠的组成部分，则阳极集流器和阴极集流器的从绕组的末端侧出来的纵向边缘通常具有线性几何形状。类似情况适用于线状的接触区，接触板件、尤其是接触板沿着所述线状的接触区与相应的纵向边缘焊接。
在另一可能的优选的改进方案中，根据本发明的电池的特征在于紧接着的以下特征a.至c.中的至少一个特征：
a.分离器是带状的塑料基材，其厚度在5µm至50µm的范围内、优选在7µm至12µm的范围内，并且具有第一和第二纵向边缘和两个端部。
b.分离器的纵向边缘形成电极-分离器-复合体的末端侧或端侧。
c.阳极集流器和/或阴极集流器的从绕组的末端侧或端侧出来的纵向边缘从侧面或端侧伸出不超过5000µm、优选不超过3500µm。
特别优选的是，紧接着的上述特征a.至c.相互组合地实现。
特别优选地，阳极集流器的纵向边缘从绕组的侧面或端侧伸出不超过2500µm、特别优选地不超过1500µm。
特别优选地，阴极集流器的纵向边缘从绕组的侧面或端侧伸出不超过3500µm、特别优选地不超过2500µm。
阳极集流器和/或阴极集流器的超出部的数字说明涉及侧面或端侧与接触板件、特别是接触板接触之前的自由的超出部。在接触板件、尤其是接触板的接触和焊接时，可能出现集流器的边缘的变形。
自由的超出部选择得越小，集流器的被电极材料覆盖的带状的主区域可以构造得越宽。这可以对根据本发明的电池的能量密度做出积极贡献。
优选地，带状阳极和带状阴极在电极-分离器-复合体内部彼此错开地布置，以确保阳极集流器的第一纵向边缘从末端端侧中的一个末端端侧出来，并且阴极集流器的第一纵向边缘从末端端侧中的另一个末端端侧出来。
根据本发明的锂离子电池可以是纽扣电池。纽扣电池柱形地构造并且具有小于其直径的高度。优选地，高度在4mm至15mm的范围内。此外优选的是，纽扣电池具有在5mm至25mm范围内的直径。例如，纽扣电池适用于向手表、助听器和无线耳机等小型电子设备供给电能。
构造为纽扣电池的根据本发明的锂离子电池的标称容量通常为直至1500mAh。标称容量优选在100mAh至1000mAh的范围内，特别优选在100至800mAh的范围内。
特别优选地，根据本发明的锂离子电池是柱形的圆形电池。柱形的圆形电池具有大于其直径的高度。它们特别适用于汽车领域、电动自行车或其他具有高能量需求的应用。
优选地，构造为圆形电池的锂离子电池的高度处于15mm至150mm的范围内。柱形的圆形电池的直径优选在10mm至60mm的范围内。在这些区域内，特别优选例如18 × 65（直径乘以高度，单位为mm）或21 × 70（直径乘以高度，单位为mm）的形状系数。具有这些形状系数的柱形的圆形电池尤其适合于为机动车的电驱动器供电。
构造为柱形的圆形电池的根据本发明的锂离子电池的标称容量优选为直至90000mAh。具有21 × 70的形状系数的电池在一种实施方式中作为锂离子电池优选具有在1500mAh至7000mAh范围内、特别优选在3000至5500mAh范围内的标称容量。具有18 × 65的形状系数的电池在作为锂离子电池的一种实施方式中优选具有在1000mAh至5000mAh范围内、特别优选在2000至4000mAh范围内的标称容量。
在欧盟，制造商关于二次电池标称容量的说明受到严格监管。因此例如关于二次镍镉电池的标称容量的说明必须基于根据IEC/EN 61951-1和IEC/EN 60622标准的测量，关于二次镍金属氢化物电池的标称容量的说明必须基于根据IEC/EN 61951-2标准的测量，关于二次锂电池的标称容量的说明必须基于根据IEC/EN 61960标准的测量，以及关于二次铅酸电池的标称容量的说明必须基于根据IEC/EN 61056-1标准的测量。本申请中关于标称容量的任何说明优选同样基于这些标准。
在根据本发明的电池是柱形的圆形电池的实施方式中，阳极集流器、阴极集流器和分离器优选具有以下尺寸：
-在0.5m至25m范围内的长度
-在30mm至145mm范围内的宽度。
沿着第一纵向边缘延伸并且未加载有电极材料的自由的边缘带在这些情况下优选具有不大于5000µm的宽度。
在形状系数为18 × 65的柱形的圆形电池的情况下，集流器优选具有：
-56mm至62mm、优选60mm的宽度，和
-不大于1.5m的长度。
在形状系数为21 × 70的柱形的圆形电池的情况下，集流器优选具有：
-56mm至68mm、优选65mm的宽度，和
-不大于2.5m的长度。
根据本发明的电池的上述设计还实现了另一显著的优点。在其中通过开头提到的单独的避雷器叶片实现集流器的电连接的电极中，在充电和放电时，直接在避雷器叶片附近出现比远离避雷器叶片更大的热机械负载。这种差异在具有一定份额的硅、锡和/或锑作为活性材料的负电极中表现得特别明显，因为由这些材料制成的颗粒在充电和放电时经历相对强烈的体积变化。因此，例如在负电极中大于10%的硅的份额迄今仅被证明是难以控制的。
一个或多个集流器经由接触板件的电连接不仅能够实现所述电池的均匀的散热，更确切地说，由此也将在充电和放电时出现的热机械负载均匀地分布到绕组上。出人意料地，这使得能够在负电极中控制非常高份额的硅和/或锡和/或锑，在份额>20%时，在充电和放电时相对很少观察到或没有观察到由于热机械负载引起的损坏。通过提高阳极中的例如硅的份额，也可以进一步提高电池的能量密度。
相应地，根据本发明的电池在特别优选的实施方式中的特征在于紧接着的以下特征a.：
a.负电极材料包括硅、铝、锡和/或锑、特别是颗粒硅、铝、锡和/或锑作为负极活性材料，其份额为20重量%至90重量%、优选50重量%至90重量%。
重量说明在此基于负电极材料的干物质，即不含电解质并且不考虑阳极集流器的重量。
需要强调的是，该实施方式也能够完全独立于权利要求1的特征j.实现。因此，本发明还包括具有权利要求1的特征a.至i.的电池，其中所述阳极在充电状态下包括20重量%至90重量%的份额的颗粒硅，但是其中所述壳体的一部分不强制地用作所述接触板件和/或所述接触板件形成所述壳体的一部分，其包围所述电极-分离器-复合体。
在活性材料硅、铝、锡和锑中，特别优选的是硅。
本领域技术人员理解，锡、铝、硅和锑不强制必须是其超纯形式的金属。因此，例如硅颗粒也可以具有其他元素的痕迹、特别是其它金属（锂除外），例如以高达10重量%的份额。
根据本发明的方法用于制造上述电池。它总是包括紧接着的以下步骤或特征a.至d.：
a.提供上述电极-分离器-复合体，所述电极-分离器-复合体具有末端侧或端侧，阳极集流器的第一纵向边缘和阴极集流器的第一纵向边缘从所述末端侧或端侧出来，
b.提供上述金属的接触板件中的一个金属的接触板件用于电接触第一纵向边缘中的一个第一纵向边缘，
c.将所述纵向边缘与所述接触板件焊接，
其中
d.壳体部分的一部分用作接触板件，其包围电极-分离器-复合体，或者所述接触板件与至少一个另一壳体部分连接成壳体，所述壳体包围电极-分离器-复合体。
因此，接触板件必要时作为壳体部分的一部分提供。
紧接着的上述特征d.所涵盖的两种备选方案都有优点，下文将对此进行讨论。
在所述方法的第一特别优选的改进方案中，所述方法包括紧接着的以下附加步骤中的至少一个另一步骤和/或紧接着的以下特征a.至d.中的至少一个特征：
a.提供杯形的第一壳体部分，其具有底部和环绕的侧壁以及开口。
b.将电极-分离器-复合体推入到杯形的壳体中，直至阳极集流器的第一纵向边缘或阴极集流器的第一纵向边缘与底部直接接触。
c.将所述纵向边缘与所述第一壳体部分的底部焊接。
d.用优选圆形的第二壳体部分封闭第一壳体部分的开口。
优选地，所述方法包括四个紧接着的上述的步骤和/或特征a.至d.的组合。
因此，在该改进方案中，第一壳体部分的底部用作接触板件。
关于接触板件以及杯形的第一壳体部分和第二壳体部分的可能的优选设计方案，参考以上关于根据本发明的电池的阐述。
所述纵向边缘与所述第一壳体部分的底部的焊接尤其能够借助于激光从所述壳体外部进行。
在该第一改进方案中优选的是，当电极-分离器-复合体推入到杯形的第一壳体中时，阳极集流器或阴极集流器的不与底部接触的第一纵向边缘已经与另一接触板件焊接。所述另一接触板件可以通过电导体与第二壳体部分连接，其用于封闭杯形的第一壳体部分的开口。
在所述另一接触板件通过电导体与第二壳体部分连接的情况下，第二壳体部分优选例如借助于激光焊接到第一壳体部分的开口中。在这些情况下，第二壳体部分优选地具有上述极穿引部。但替代地也可行的是，将电绝缘的密封件套到第二壳体部分的边缘上，将第二壳体部分连同密封件一起插入到第一壳体部分的开口中以用于封闭并且在那里固定。
在第一改进方案的另一个实施方式中，所述另一接触板件用作为壳体部分，所述壳体部分与杯形的第一壳体部分连接成包围电极-分离器-复合体的壳体，所述壳体比紧接着的上述特征d.的第二壳体部分更精确。
在这种情况下，已经与阳极集流器或阴极集流器的纵向边缘焊接的另一接触板件在为了封闭壳体而推入之后优选机械地固定在第一壳体部分的开口中，例如借助于卷边过程，在此之前要将电绝缘的密封件套装到接触板件的边缘上。这理想地在将电极-分离器-复合体推入到第一壳体部分中之前就已经发生。
该实施方式具有的魅力在于，壳体内的死体积通过接触板件的双功能性最小化，这俩者同时是壳体部分。
在所述方法的第二特别优选的改进方案中，所述方法包括紧接着的以下附加步骤中的至少一个步骤和/或紧接着的以下特征中的一个至少一个特征：
a.提供电极-分离器-复合体。
b.接触板件、尤其是金属的接触板与阳极集流器的第一纵向边缘直接接触并且与所述第一纵向边缘焊接。
c.接触板件、尤其是金属的接触板与阴极集流器的第一纵向边缘直接接触并且与所述第一纵向边缘焊接。
d.提供具有两个端侧开口的管状的第一壳体部分。
e.电极-分离器-复合体通过端侧开口中的一个端侧开口推入到管状的第一壳体部分中。
f.接触板件之一、尤其是接触板之一作为第二壳体部分焊接到第一壳体部分的端侧开口中的一个端侧开口中。
g.第三壳体部分（其包括极穿引部，电导体可以通过所述极穿引部从壳体中引出，例如由电绝缘体包围的极栓）焊接到第一壳体部分的端侧开口中的另一个端侧开口中，
优选地，所述方法包括七个紧接着的上述步骤和/或特征a.至g.的组合。
关于杯形的第一壳体部分和第二壳体部分的可能的优选设计方案在此也参考上文关于根据本发明的电池的阐述。
该实施方式具有的魅力在于，管状的第一壳体部分比杯形的壳体部分更容易且更便宜地生产。
第一壳体部分与第二壳体部分的焊接优选借助于激光进行。
优选地，根据本发明的方法的特征在于紧接着的以下附加步骤和/或特征a.或b.中的至少一个步骤和/或特征：
a.通过壳体部分中的一个壳体部分中的孔，用电解质填充壳体。
b.填充后，孔通过焊接、粘接、铆接或钎焊封闭。
所述孔例如能够位于所述第一杯形的壳体部分的底部中，或者所述孔在所述另一壳体部分中的一个壳体部分中，必要时在所述接触板件中的一个接触板件中形成穿孔。
在一种特别优选的实施方式中，所述孔借助于例如呈爆裂十字形式的过压阀封闭。
本发明的其他特征以及由本发明产生的优点由附图以及由附图的以下描述得出。下面描述的实施方式仅用于解释和更好地理解本发明，并且不应以任何方式理解为限制性的。
附图说明
在附图中示意性地示出。
图1示出了根据本发明的设计方案中的集流器的俯视图，
图2示出了在图1中示出的集流器的剖视图，
图3示出了阳极的俯视图，所述阳极能够加工成呈绕组形式的电极-分离器-复合体，
图4示出了在图3中示出的阳极的剖视图，
图5示出了使用在图3中示出的阳极制成的电极-分离器-复合体，
图6示出了在图5中示出的电极-分离器-复合体的剖视图，
图7以柱形的圆形电池的形式示出了根据本发明的电池的一种实施方式的剖视图，
图8以柱形的圆形电池的形式示出了根据本发明的电池的另一种实施方式的剖视图，
图9以柱形的圆形电池的形式示出了根据本发明的电池的另一种实施方式的剖视图，
图10以柱形的圆形电池的形式示出了根据本发明的电池的另一种实施方式的剖视图，
图11以柱形的圆形电池的形式示出了根据本发明的电池的另一种实施方式的剖视图，以及
图12示出了根据本发明的用于制造在图1中示出的电池的方法的说明。
具体实施方式
图1和图2示出了集流器110的设计，该集流器可以在根据本发明的电池中使用。图2是沿着S1的截面。集流器110包括多个穿孔111，所述穿孔是矩形孔。区域110a的特征在于穿孔111，而在区域110b中沿着纵向边缘110e不存在穿孔。因此，集流器110在区域110a中具有比在区域110b中明显更小的单位面积重量。
图3和图4示出了阳极120，所述阳极在两侧将负电极材料123在两侧施加到在图2和图3中示出的集流器110上的情况下制造。图5是沿着S2的截面。集流器110现在具有带状的主区域122以及自由的边缘带121，所述主区域加载有负电极材料123的层，所述自由的边缘带沿着纵向边缘110e延伸并且所述自由的边缘带未加载有电极材料123。此外，电极材料123也填充穿孔111。
图5和图6示出了电极-分离器-复合体104，该电极-分离器-复合体在使用在图4和图5中示出的阳极120的情况下制造。此外，其包括阴极115以及分离器118和119。图6是沿着S3的截面。阴极115基于与阳极120相同的集流器设计。优选地，集流器110和115与阳极120和阴极130的区别仅在于相应的材料选择。因此，阴极130的集流器115包括带状的主区域116以及自由的边缘带117，所述主区域加载有正电极材料125的层，所述自由的边缘带沿纵向边缘115e延伸并且所述自由的边缘带未加载有电极材料125。通过螺旋形的绕组，电极-分离器-复合体104能够转变成绕组，如其能够包含在根据本发明的电池中那样。
在一些优选的实施方式中，自由的边缘带117和121在两侧以及至少局部地涂覆有上述支撑材料之一。
在图7中示出了具有由第一壳体部分101和第二壳体部分102构成的壳体的电池100。在壳体中包围电极-分离器-复合体104。壳体整体上柱形地构造，壳体部分101具有圆形的底部101a、空心柱形的护套101b和与底部101a对置的圆形的开口。壳体部分102用于封闭圆形的开口并且构造为圆形的盖。电极-分离器-复合体104以具有两个末端端侧的柱形的绕组的形式存在。
在棱柱形的壳体的情况下，穿过电池的截面可能看起来完全相同。壳体部分101在这种情况下具有矩形的底部101a、矩形的侧壁101b和矩形的横截面以及矩形的开口，壳体部分102为了封闭矩形的开口而构造为矩形盖。并且附图标记104在这种情况下不表示呈柱形的电极-分离器-复合体，而是表示由多个相同的电极-分离器-复合体构成的堆叠或棱柱形的绕组。
阳极集流器110的自由的边缘带121从电极-分离器-复合体104的一个端侧出来，阴极集流器115的自由的边缘带117从另一个端侧出来。阳极集流器110的边缘110e在其整个长度上与壳体部分101的底部101a直接接触并且通过焊接至少在多个区段上、优选在其整个长度上与该底部连接。阴极集流器115的边缘115e在其整个长度上与接触板105直接接触并且通过焊接至少在多个区段上、优选在其整个长度上与接触板连接。
接触板105又通过电导体107与壳体部分102电连接。优选地，在其中一侧上的导体107和接触板105与另一侧上的导体107和壳体部分102之间分别存在焊接连接。
为了更好的概览，除了集流器110和115之外，没有示出电极-分离器-复合体104的其他部件（尤其是分离器和电极材料）。
壳体部分101和102通过密封件103彼此电绝缘。壳体例如通过卷边封闭。壳体部分101形成电池100的负极并且壳体部分102形成正极。
在图8中示出了具有由第一壳体部分101和第二壳体部分102构成的壳体的电池100。在壳体中包围电极-分离器-复合体104。壳体整体上柱形地构造，壳体部分101具有圆形的底部101a、空心柱形的护套101b和与底部101a对置的圆形的开口。壳体部分102用于封闭圆形的开口并且构造为圆形的盖。电极-分离器-复合体104以具有两个末端端侧的柱形的绕组的形式存在。
在棱柱形的壳体的情况下，穿过电池的截面可能看起来完全相同。壳体部分101在这种情况下具有矩形的底部101a、矩形的侧壁101b和矩形的横截面以及矩形的开口，壳体部分102为了封闭矩形的开口而构造为矩形盖。并且附图标记104在这种情况下不表示呈柱形的电极-分离器-复合体，而是表示由多个相同的电极-分离器-复合体构成的堆叠或棱柱形的绕组。
阳极集流器110的自由的边缘带121从电极-分离器-复合体104的一个端侧出来，阴极集流器115的自由的边缘带117从另一个端侧出来。阳极集流器110的边缘110e在其整个长度上与壳体部分101的底部101a直接接触并且通过焊接至少在多个区段上、优选在其整个长度上与该底部连接。阴极集流器115的边缘115e在其整个长度上与接触板105直接接触并且通过焊接至少在多个区段上、优选在其整个长度上与接触板连接。
接触板105直接与金属极栓108连接、优选焊接。其通过壳体部分102中的穿孔从壳体中引出并且借助于电绝缘部106相对于壳体部分102绝缘。极栓108和电绝缘部106共同形成极贯通部。
为了更好的概览，除了集流器110和115之外，在此也没有示出电极-分离器-复合体104的其他部件（尤其是分离器和电极材料）。
在底部101a中存在例如借助于钎焊、焊接或粘接封闭的孔109，所述孔例如可以用于将电解质引入到壳体中。替选地，为了相同的目的也可以将孔引入到壳体部分102中。
壳体部分102焊接到壳体部分101的圆形的开口中。壳体部分101和102因此具有相同的极性并且形成电池100的负极。极栓108形成电池100的正极。
在图9中示出了具有由第一壳体部分101和第二壳体部分102构成的壳体的电池100。在壳体中包围电极-分离器-复合体104。壳体整体上柱形地构造，壳体部分101具有圆形的底部101a、空心柱形的护套101b和与底部101a对置的圆形的开口。壳体部分102用于封闭圆形的开口并且构造为圆形的盖。电极-分离器-复合体104以具有两个末端端侧的柱形的绕组的形式存在。
在棱柱形的壳体的情况下，穿过电池的截面可能看起来完全相同。壳体部分101在这种情况下具有矩形的底部101a、矩形的侧壁101b和矩形的横截面以及矩形的开口，壳体部分102为了封闭矩形的开口而构造为矩形盖。并且附图标记104在这种情况下不表示呈柱形的电极-分离器-复合体，而是表示由多个相同的电极-分离器-复合体构成的堆叠或棱柱形的绕组。
阳极集流器110的自由的边缘带121从电极-分离器-复合体104的一个端侧出来，阴极集流器115的自由的边缘带117从另一个端侧出来。阳极集流器110的边缘110e在其整个长度上与壳体部分101的底部101a直接接触并且通过焊接至少在多个区段上、优选在其整个长度上与该底部连接。阴极集流器115的边缘115e在其整个长度上与壳体部分102直接接触并且通过焊接至少在多个区段上、优选在其整个长度上与壳体部分连接。
为了更好的概览，除了集流器110和115之外，在此也没有示出电极-分离器-复合体104的其他部件（尤其是分离器和电极材料）。
在底部101a中存在例如借助于钎焊、焊接或粘接封闭的孔109，所述孔例如可以用于将电解质引入到壳体中。可以用于相同目的的另一孔109在此位于壳体部分102中。优选地，所述壳体部分利用过压阀141封闭，所述过压阀例如可以焊接到壳体部分102上。
所示出的孔109通常不是两个都需要的。在许多情况下，图9中所示出的电池100因此仅具有两个孔中的一个孔。
壳体部分101和102通过密封件103彼此电绝缘。壳体例如通过卷边封闭。壳体部分101形成电池100的负极并且壳体部分102形成正极。
在图10中示出了具有由第一壳体部分101和第二壳体部分102以及第三壳体部分155构成的壳体的电池100。在壳体中包围电极-分离器-复合体104。壳体整体上柱形地构造，壳体部分101在此构造为具有两个端侧圆形的开口的空心柱体。壳体部分102和155用于封闭圆形的开口并且构造为圆形的盖。电极-分离器-复合体104以具有两个末端端侧的柱形的绕组的形式存在。
在棱柱形的壳体的情况下，穿过电池的截面可能看起来完全相同。壳体部分101在这种情况下具有矩形的横截面以及两个矩形的开口，壳体部分102和155为了封闭矩形的开口而构造为矩形的盖。并且附图标记104在这种情况下不表示呈柱形的电极-分离器-复合体，而是表示由多个相同的电极-分离器-复合体构成的堆叠或棱柱形的绕组。
阳极集流器110的自由的边缘带121从电极-分离器-复合体104的一个端侧出来，阴极集流器115的自由的边缘带117从另一个端侧出来。阳极集流器110的边缘110e在其整个长度上与壳体部分155直接接触并且通过焊接至少在多个区段上、优选在其整个长度上与壳体部分连接。壳体部分155因此也用作本发明意义上的接触板。阴极集流器115的边缘115e在其整个长度上与接触板105直接接触并且通过焊接至少在多个区段上、优选在其整个长度上与接触板连接。
为了更好的概览，除了集流器110和115之外，在此也没有示出电极-分离器-复合体104的其他部件（尤其是分离器和电极材料）。
接触板105直接与金属极栓108连接、优选焊接。其通过壳体部分102中的穿孔从壳体中引出并且借助于电绝缘部106相对于壳体部分102绝缘。极栓108和电绝缘部106共同形成极贯通部。
在壳体部分102中存在例如借助于钎焊、焊接或粘接封闭的孔109，所述孔例如可以用于将电解质引入到壳体中。替选地，为了相同的目的也可以将孔引入到壳体部分155中。
壳体部分102和155焊接到壳体部分101的圆形的开口中。壳体部分101、102和155因此具有相同的极性并且形成电池100的负极。极栓108形成电池100的正极。
在图11中示出了具有由第一壳体部分101和第二壳体部分102构成的壳体的电池100。在壳体中包围电极-分离器-复合体104。壳体整体上柱形地构造，壳体部分101具有圆形的底部101a、空心柱形的护套101b和与底部101a对置的圆形的开口。壳体部分102用于封闭圆形的开口并且构造为圆形的盖。电极-分离器-复合体104以具有两个末端端侧的柱形的绕组的形式存在。
在棱柱形的壳体的情况下，穿过电池的截面可能看起来完全相同。壳体部分101在这种情况下具有矩形的底部101a、矩形的侧壁101b和矩形的横截面以及矩形的开口，壳体部分102为了封闭矩形的开口而构造为矩形盖。并且附图标记104在这种情况下不表示呈柱形的电极-分离器-复合体，而是表示由多个相同的电极-分离器-复合体构成的堆叠或棱柱形的绕组。
阳极集流器110的自由的边缘带121从电极-分离器-复合体104的一个端侧出来，阴极集流器115的自由的边缘带117从另一个端侧出来。阳极集流器110的边缘110e在其整个长度上与壳体部分101的底部101a直接接触并且通过焊接至少在多个区段上、优选在其整个长度上与该底部连接。
阴极集流器115的边缘115e在其整个长度上与壳体部分102直接接触并且通过焊接至少在多个区段上、优选在其整个长度上与壳体部分连接。因此，壳体部分102在此同时用作接触板。
阳极集流器110在两侧上负载有负电极材料123的层，但是具有沿着纵向边缘110e延伸并且未负载有电极材料123的自由的边缘带121。取而代之的是，自由的边缘带121在两侧涂覆有陶瓷的支撑材料165。
阴极集流器115在两侧上负载有负电极材料125的层，但是具有沿着纵向边缘115e延伸并且未负载有电极材料125的自由的边缘带117。取而代之的是，自由的边缘带117在两侧涂覆有陶瓷的支撑材料165。
电极-分离器-复合体104具有两个端侧，所述端侧通过分离器118和119的纵向边缘118a和119a以及118b和119b形成。集流器110和115的纵向边缘从这些端侧突出。相应的超出部用d1和d2表示。
在壳体部分102中存在孔109，所述孔例如可以用于将电解质引入到壳体中。所述孔利用过压阀141封闭，所述过压阀与壳体部分102例如通过焊接连接。
壳体部分101和102通过密封件103彼此电绝缘。壳体通过卷边封闭。为此，壳体部分的开口边缘101c径向向内弯曲。壳体部分101形成电池100的负极并且壳体部分102形成正极。
为了制造在图1中示出的电池可以根据图12进行，图12下面描述各个方法步骤A至I。首先，提供电极-分离器-复合体104，在电极-分离器-复合体的上端侧上放置用作接触板的壳体部分102。在步骤B中，其与阴极集流器115的纵向边缘115e焊接。在步骤C中，环绕的密封件103拉紧到壳体部分102的边缘上。利用其在步骤D中将电极-分离器-复合体104推入到壳体部分101中，直至阳极集流器110的纵向边缘110e与壳体部分101的底部101a直接接触。在步骤E中，其与壳体部分101的底部101a焊接。在步骤F中，通过卷边实现壳体的封闭。为此，壳体部分101的开口边缘101c径向向内弯曲。在步骤G中，用电解质填充壳体，所述电解质通过开口109计量加入到壳体中。开口109在步骤H和I中借助于过压阀141封闭，所述过压阀焊接到壳体部分102上。

Claims (12)

1.锂离子电池（100），具有以下特征：
a.所述电池包括带状的电极-分离器-复合体（104），所述电极-分离器-复合体具有阳极（120）/分离器（118）/阴极（130）的序列，
b.所述阳极（120）包括带状的阳极集流器（110），所述带状的阳极集流器具有第一纵向边缘（110e）和第二纵向边缘以及两个端部，
c.所述阳极集流器（110）具有带状的主区域（122）以及自由的边缘带（121），所述主区域加载有负电极材料（123）的层，所述自由的边缘带沿着所述第一纵向边缘（110e）延伸并且所述自由的边缘带未加载有电极材料（123），
d.所述阴极（130）包括带状的阴极集流器（115），所述带状的阴极集流器具有第一纵向边缘（115e）和第二纵向边缘以及两个端部，
e.所述阴极集流器（115）具有带状的主区域（116）以及自由的边缘带（117），所述主区域加载有正电极材料（125）的层，所述自由的边缘带沿着所述第一纵向边缘（115e）延伸并且所述自由的边缘带未加载有电极材料（125），
f.所述电极-分离器-复合体（104）以具有两个末端端侧的绕组的形式存在或者是堆叠的组成部分，所述堆叠由两个或更多个相同的电极-分离器-复合体（104）形成并且同样具有两个末端侧，
g.所述电极-分离器-复合体（104）必要时连同所述堆叠的一个或多个另一相同的电极-分离器-复合体被壳体包围，
h.所述阳极（120）和所述阴极（130）这样构造和/或在所述电极-分离器-复合体（104）内部这样相对于彼此布置，使得所述阳极集流器（110）的第一纵向边缘（110e）从所述堆叠的末端端侧或侧面中的一个出来，并且所述阴极集流器（115）的第一纵向边缘（115e）从所述堆叠的末端端侧或侧面中的另一个出来，
h.所述电池具有金属的接触板件（101a、102、155），所述第一纵向边缘（110e、115e）中的一个第一纵向边缘与所述金属的接触板件直接接触，并且
i.所述接触板件（101a、102、155）通过焊接与所述纵向边缘（110e、115e）连接，
以及附加的特征
j.壳体的一部分（101a）用作接触板件和/或接触板件（102、155）形成壳体的一部分，其包围电极-分离器-复合体（104）。
2.根据权利要求1所述的电池，具有以下附加特征：
a.所述壳体包括具有底部（101a）和环绕的侧壁（101b）和开口的杯形的第一壳体部分（101）和封闭所述开口的第二壳体部分（102），
b.接触板件是第一壳体部分（101）的底部（101a）。
3.根据权利要求2所述的电池，具有以下附加特征：
a.电池（100）具有金属的接触板件（101a），阳极集流器（110）的第一纵向边缘（110e）与所述金属的接触板件直接接触，并且所述纵向边缘（110e）通过焊接与所述金属的接触板件连接，
b.电池（100）具有金属的接触板件（105），阴极集流器（115）的第一纵向边缘（115e）与所述金属的接触板件直接接触，并且所述纵向边缘（115e）通过焊接与所述金属的接触板件连接，
c.接触板件中的一个接触板件是第一壳体部分（101）的底部（101a），
d.接触板件（105）中的另一个接触板件通过电导体（107）与第二壳体部分（102）连接，
e.所述电池（100）包括电密封件（103），所述电密封件使所述第一壳体部分（101）和所述第二壳体部分（102）彼此电绝缘。
4.根据权利要求2所述的电池，具有以下附加特征：
a.电池（100）具有金属的接触板件（101a），阳极集流器（110）的第一纵向边缘（110e）与所述金属的接触板件直接接触，并且所述纵向边缘（110e）通过焊接与所述金属的接触板件连接，
b.电池（100）具有金属的接触板件（105），阴极集流器（115）的第一纵向边缘（115e）与所述金属的接触板件直接接触，并且所述纵向边缘（115e）通过焊接与所述金属的接触板件连接，
c.接触板件中的一个接触板件是第一壳体部分（101）的底部（101a），
d.第二壳体部分（102）焊接到第一壳体部分（101）的开口中并且包括极穿引部，电导体（108）通过所述极穿引部从壳体中引出，
e.接触板件中的另一个接触板件（105）与所述电导体（108）电连接。
5.根据权利要求2所述的电池，具有以下附加特征：
a.电池（100）具有金属的接触板件（101a），阳极集流器（110）的第一纵向边缘（110e）与所述金属的接触板件直接接触，并且所述纵向边缘（110e）通过焊接与所述金属的接触板件连接，
b.电池（100）具有金属的接触板件（102），阴极集流器（115）的第一纵向边缘（115e）与所述金属的接触板件直接接触，并且所述纵向边缘（115e）通过焊接与所述金属的接触板件连接，
c.接触板件中的一个接触板件是第一壳体部分（101）的底部（101a），
d.接触板件中的另一个接触板件是第二壳体部分（102），
e.所述电池（100）包括电密封件（103），所述电密封件使所述第一壳体部分（101）和所述第二壳体部分（102）彼此电绝缘。
6.根据权利要求1所述的电池，具有以下附加特征：
a.壳体包括具有两个末端开口的管状的第一壳体部分（101）、封闭开口中的一个开口的第二壳体部分（102）和封闭开口中的另一个开口的第三壳体部分（155），
b.接触板件是第二壳体部分（102）或第三壳体部分（155）。
7.根据权利要求6所述的电池，具有以下附加特征：
a.电池（100）具有金属的接触板件（155），阳极集流器（110）的第一纵向边缘（110e）与所述金属的接触板件直接接触，并且所述纵向边缘（110e）通过焊接与所述金属的接触板件连接，
b.电池（100）具有金属的接触板件（105），阴极集流器（115）的第一纵向边缘（115e）与所述金属的接触板件直接接触，并且所述纵向边缘（115e）通过焊接与所述金属的接触板件连接，
c.所述接触板件（155）中的一个接触板件焊接到所述第一壳体部分（101）的末端开口中的一个末端开口中并且是所述第二壳体部分，
d.第三壳体部分（102）焊接到第一壳体部分的末端开口中的另一个末端开口中并且包括极穿引部，电导体（108）通过所述极穿引部从壳体中引出，
e.接触板件（105）中的另一个接触板件与所述电导体（108）电连接。
8.根据权利要求6所述的电池，具有以下附加特征：
a.电池具有金属的接触板件，阳极集流器的第一纵向边缘与所述金属的接触板件直接接触，并且所述纵向边缘通过焊接与所述金属的接触板件连接，
b.电池具有金属的接触板件，阴极集流器的第一纵向边缘与金属的接触板件直接接触，并且所述纵向边缘通过焊接与金属的接触板件连接，
c.接触板件中的一个接触板件焊接到第一壳体部分的末端开口中的一个末端开口中并且是第二壳体部分，
d.接触板件中的另一个接触板件作为第三壳体部分封闭第一壳体部分的末端开口中的另一个末端开口并且借助于密封件与第一壳体部分绝缘。
9.一种用于制造具有权利要求1至8中任一项特征的电池（100）的方法，包括以下步骤：
a.提供具有末端侧或端侧的电极-分离器-复合体（104），阳极集流器（110）的第一纵向边缘（110e）和阴极集流器（115）的第一纵向边缘（115e）从所述末端侧或端侧出来，
b.提供所述金属的接触板件（155、101a、102）用于电接触所述第一纵向边缘（110e、115e）中的一个第一纵向边缘，
c.将所述纵向边缘（110e、115e）与所述接触板件（155、101a、102）焊接，
其中
d.壳体部分（101a）的一部分用作接触板件（101a），其包围所述电极-分离器-复合体（104），或者将所述接触板件（155、102）与至少一个另一壳体部分（101）连接成壳体，所述壳体包围所述电极-分离器-复合体（104）。
10.根据权利要求9所述的方法，包括以下附加步骤和/或特征：
a.提供杯形的第一壳体部分（101），其具有底部（101a）和环绕的侧壁和开口，
b.将电极-分离器-复合体（104）推入到杯形的壳体（101）中，直至阳极集流器（110）的第一纵向边缘（110e）或阴极集流器的第一纵向边缘与底部（101a）直接接触，
c.将所述纵向边缘（110e）与所述第一壳体部分（101）的底部（101a）焊接，
d.利用优选圆形的第二壳体部分（102）封闭所述第一壳体部分（101）的开口。
11.根据权利要求9所述的方法，包括以下附加步骤和/或特征：
a.提供电极-分离器-复合体（104），
b.金属的接触板件（155）与阳极集流器（110）的第一纵向边缘（110e）直接接触并且与所述纵向边缘（110e）焊接，
c.金属的接触板件（105）与阴极集流器（115）的第一纵向边缘（115e）直接接触并且与所述纵向边缘（115e）焊接，
d.提供具有两个端侧开口的管状的第一壳体部分（101），
e.电极-分离器-复合体（104）通过端侧开口中的一个接触板件推入到管状的第一壳体部分（101）中，
f.接触板件（155）中的一个接触板件作为第二壳体部分焊接到第一壳体部分（101）的端侧开口中的一个端侧开口中，
g.第三壳体部分（102）焊接到第一壳体部分（101）的端侧开口中的另一个端侧开口中，所述第三壳体部分包括极穿引部，电导体（108）能够通过所述极穿引部从壳体中引出。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，包括以下附加步骤和/或特征中的至少一个步骤和/或特征：
a.通过壳体部分（101、102）中的一个壳体部分中的孔（109），用电解质填充壳体，
b.孔（109）在填充之后通过焊接、粘接、铆接或钎焊封闭。
CN202180038915.XA 2020-05-29 2021-05-17 高能量密度的锂离子电池 Pending CN115552677A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20177599.6A EP3916827A1 (de) 2020-05-29 2020-05-29 Lithium-ionen-zelle mit hoher energiedichte
EP20177599.6 2020-05-29
PCT/EP2021/062999 WO2021239492A1 (de) 2020-05-29 2021-05-17 Lithium-ionen-zelle mit hoher energiedichte

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115552677A true CN115552677A (zh) 2022-12-30

Family

ID=70968856

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180038915.XA Pending CN115552677A (zh) 2020-05-29 2021-05-17 高能量密度的锂离子电池

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230223551A1 (zh)
EP (4) EP3916827A1 (zh)
JP (1) JP2023527842A (zh)
KR (1) KR20230019440A (zh)
CN (1) CN115552677A (zh)
WO (1) WO2021239492A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022202291A1 (de) 2022-03-08 2023-09-14 Volkswagen Aktiengesellschaft Batteriezelle und Verfahren zum Recyceln einer Solchen
EP4266437A1 (de) * 2022-04-22 2023-10-25 VARTA Microbattery GmbH Energiespeicherelement und herstellungsverfahren
EP4336632A1 (de) 2022-09-07 2024-03-13 VARTA Microbattery GmbH Energiespeicherelement und verfahren zum herstellen eines solchen energiespeicherelements
WO2024055187A1 (zh) * 2022-09-14 2024-03-21 宁德时代新能源科技股份有限公司 集流体、极片、电极组件、电池单体、电池以及用电装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3334683B2 (ja) * 1999-06-28 2002-10-15 エヌイーシートーキン株式会社 非水電解液二次電池およびその製造方法
JP4401065B2 (ja) 2002-09-30 2010-01-20 三洋電機株式会社 二次電池及びその製造方法
KR100515833B1 (ko) * 2003-05-26 2005-09-21 삼성에스디아이 주식회사 젤리-롤형의 전극조립체와 이를 채용한 이차전지
EP1743393A1 (en) * 2004-04-30 2007-01-17 A123 Systems, Inc. Low impedance layered battery apparatus and method for making the same
KR101635696B1 (ko) * 2012-04-10 2016-07-01 도요타지도샤가부시키가이샤 비수 전해질 2차 전지
JP6061145B2 (ja) * 2013-08-02 2017-01-18 トヨタ自動車株式会社 二次電池
CN107078299B (zh) * 2014-10-31 2020-11-13 日本瑞翁株式会社 锂离子二次电池及其所用负极、负极用糊组合物、负极用复合颗粒、以及负极用浆料组合物
EP3258519A1 (de) 2016-06-16 2017-12-20 VARTA Microbattery GmbH Elektrochemische zelle mit optimiertem innenwiderstand

Also Published As

Publication number Publication date
US20230223551A1 (en) 2023-07-13
EP3916827A1 (de) 2021-12-01
EP4158713A1 (de) 2023-04-05
JP2023527842A (ja) 2023-06-30
EP3916829A1 (de) 2021-12-01
KR20230019440A (ko) 2023-02-08
WO2021239492A1 (de) 2021-12-02
EP3916828A1 (de) 2021-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230223551A1 (en) Lithium-ion cell with a high energy density
US20230275331A1 (en) Energy storage cell and production method
US20230420800A1 (en) Energy storage element having a prismatic housing
US20230307802A1 (en) Energy storage cell
CN116325307A (zh) 蓄能器电芯
US20230238569A1 (en) Lithium-ion cell with a high specific energy density
US20230207833A1 (en) Lithium-ion cell with high specific energy density
US20230223658A1 (en) Lithium-ion cell with a high specific energy density
US20240006654A1 (en) Lithium-ion cell with a high specific energy density
US20230207789A1 (en) Secondary electrochemical lithium-ion cell
JP2022533898A (ja) 電気化学セル及びその製造方法
US20230291080A1 (en) Energy storage cell and production method
US11929465B2 (en) Energy storage element and manufacturing method
CN117957664A (zh) 蓄能器元件
KR20240058929A (ko) 에너지 저장 요소
KR20240006681A (ko) 에너지 저장 소자, 에너지 저장 소자의 조립체 및 제조 방법
CN117501493A (zh) 蓄能器元件，由蓄能器元件组成的复合体以及制造方法
CN118056329A (zh) 蓄能器元件以及制造方法

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