CN117795715A - 电池单元 - Google Patents

电池单元 Download PDF

Info

Publication number
CN117795715A
CN117795715A CN202280054473.2A CN202280054473A CN117795715A CN 117795715 A CN117795715 A CN 117795715A CN 202280054473 A CN202280054473 A CN 202280054473A CN 117795715 A CN117795715 A CN 117795715A
Authority
CN
China
Prior art keywords
housing
electrode
connection region
stack
electrodes
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
CN202280054473.2A
Other languages
English (en)
Inventor
B·沙尔
M·尤尔特塞文
L·科沃兹克
B·贝都尔夫蒂格
A·高希
J·特沃森
M·朗
R·帕佩
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.)
Volkswagen Automotive Co ltd
Original Assignee
Volkswagen Automotive Co ltd
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 Volkswagen Automotive Co ltd filed Critical Volkswagen Automotive Co ltd
Publication of CN117795715A publication Critical patent/CN117795715A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0459Cells or batteries with folded separator between plate-like electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/049Processes for forming or storing electrodes in the battery container
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • H01M10/0583Construction 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
    • 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

Landscapes

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

Abstract

本发明涉及一种电池单元(1),该电池单元至少包括形状稳定的壳体(2),该壳体具有至少两个电接头(3、4),并且在壳体(2)中布置有堆叠结构(5),该堆叠结构由多个至少相互堆叠的层(6)构成,所述层包括作为电极(7、8)的至少一个阳极和至少一个阴极以及在不同的电极之间的隔膜(9);其中,第一电极(7)从堆叠结构(5)的侧边(11)朝向壳体(2)的至少一个第一侧面(10)突出,并且在此形成至少一个第一连接区域(12)和第二连接区域;其中,第一连接区域(12)贴靠在导电元件(14)上,第一电极(7)在壳体(2)内通过导电元件与所述壳体(2)上的第一接头(3)导电地连接。

Description

电池单元
本发明涉及一种电池单元,该电池单元包括至少一个形状稳定的壳体和布置在该壳体中的至少多个至少相互堆叠的层,该电池单元还包括作为电极的至少一个阳极和至少一个阴极和不同电极之间的隔膜。各个层构成至少一个堆叠结构。
至少堆叠的、必要时附加地卷绕或者折叠的阴极、阳极和隔膜尤其构成堆叠结构。每个电极都与从堆叠结构向外延伸的放电器连接,从而可以从堆叠结构导出电流或者向堆叠结构输入电流。每个电极尤其包括集流器,该集流器在涂覆的区域中具有活性材料。未涂覆的区域用作放电器。集流器的阴极通常由铝构成,并且阳极通常由铜(或者分别由相应的合金)构成。
阳极的放电器和阴极的放电器尤其分别相互导电地连接,以便将相应的电极并联电连接。在电池单元中也可以布置多个堆叠结构。
电池、尤其锂离子电池越来越多地用于驱动机动车。电池通常由电池单元和/或由包括多个电池单元的电池模块组成。
由公开文献DE 10 2021 112 444.1已知一种电池单元,该电池单元至少包括壳体和布置在壳体中的至少一个活性材料块。活性材料块具有至少相互堆叠的多个层。壳体包括外罩件和一件式地设计的芯件,该外罩件具有敞开的第一端侧和敞开的第二端侧并且沿着周向整周地包围至少一个活性材料块。所述芯件具有底件和盖件以及将该底件与盖件连接的中间件,所述底件布置在第一端侧上并且与外罩件连接,所述盖件沿轴向方向与该底件间隔地布置在第二端侧上并且与外罩件连接。所述至少一个活性材料块在中间件的第一侧沿着径向方向布置在外罩件和中间件之间并且在中间件的与第一侧相对置的第二侧上布置在外罩件和中间件之间。所述芯件是挤压型材。
电池单元的这种构造方式使得能够有效地充分利用结构空间,即针对单位为Wh/l[瓦时每升]的该参数可以达到较高的值。
此外,电池单元与系统中的冷却装置的连接非常重要。在目前的构造方式中,不存在堆叠结构或者活性材料块与系统冷却装置之间的直接的冷却路径。通过DE 10 2021 112444.1所建议的设计为挤压型材的芯件,使壳体内产生的热量能够简单地输出。
构造为棱柱形、即具有形状稳定的壳体的电池单元通常通过壳体底部连接在冷却结构上。在电池单元的内部中、即在壳体内产生的热量在此首先沿着电极的堆叠方向输出至壳体上,然后沿着壳体壁向壳体底部输出。由于电极装置的分层的构造,沿着此处所使用的堆叠方向的热导率明显低于沿着纵向、即沿着电极的集流器的长度方向的热导率。由此导致从内部到外部的高温度梯度,并且电池单元的在整体上能实现的厚度或者堆叠高度受到限制。此外,该热路径要求壳体壁具有一定的最小厚度。尤其是在快速充电需求不断提高的背景下,预计未来的功率损耗将非常高,这使得需要用于从电池单元进行热量输出的高性能的路径。
为了解决这些问题,例如使用厚度有限并且壁厚较高的棱柱性的电池单体。对于圆柱形电池单元的应用,在US2020/144676 A1中建议了一种设计方案,其中,电极绕组的电极从该电极绕组向壳体底部突伸,并且在那里借助中间接触元件进行电接触和热接触。以此方式形成了沿着绕组的导热性能良好的方向朝着壳体底部的高效热量输出。
这种设计方案针对电池单元的棱柱形的构造方式已知。由于相应的电极的所有电极片原本就必须相互并联连接,并且从对应电极上突出的隔膜防止与该对应电极接触,因此不存在电气短路的风险。
有规律地将电势导引至棱柱形的电池单元上的壳体上。
使用较薄的棱柱形的电池单元限制了电池单元的能形成的尺寸,并且因此导致了电池单元的成本劣势(例如壳体、端子等无源部件的份额较高)。棱柱形的电池单元的厚壁限制了可实现的重力方面和体积方面的能量密度。
按照US2020/144676 A1的解决方案,电池单元绕组与电池单元的壳体之间的在壳体底部的接触同时需要高导电性和高导热性。
由WO 2020/065709 A1已知一种具有电池单元冷却装置的电池模块。在此分别安装在棱柱形的壳体中的多个固态电池单元彼此相邻地定位在连接板上,并且通过连接板电接触。在连接板下方布置有冷却通道。
由US10,403,875B2已知一种具有多个电池单元的电池模块,其中,电池的接头通过连接元件相互连接。
由US10,581,055B2已知一种具有多个电池单元的电池模块,其中,电池的接头通过连接元件相互连接。
本发明所要解决的技术问题在于,至少部分解决关于现有技术提到的问题。尤其建议一种电池单元,其生产成本低廉,能够有效利用壳体的空间,并确保了对电池单元或者布置在壳体中的堆叠结构的改进的温度调节。
所述技术问题通过具有根据权利要求1的特征的电池单元来解决。有利的扩展设计是从属权利要求的技术方案。在说明书中单独提及的特征能够以技术上有意义的方式相互结合并且可以通过说明书中的解释性事实和/或附图中的细节补充,其中示出本发明的其他实施变型。
建议一种电池单元,该电池单元至少包括形状稳定的壳体,该壳体具有至少两个电接头,并且在壳体中布置有堆叠结构,该堆叠结构由多个至少相互堆叠的层构成。这些层包括作为电极的至少一个阳极和至少一个阴极,以及不同的电极之间的隔膜。第一电极从堆叠结构的侧边朝向壳体的至少一个第一侧面突出,并且在此形成至少一个第一连接区域和第二连接区域。第一连接区域贴靠在导电元件上,第一电极在壳体内通过该导电元件与壳体上的第一接头导电连接。第二连接区域贴靠在第一侧面上,其中,第二电极与壳体上的第二接头导电连接。电极仅能通过接头从壳体之外电接触。
至少堆叠的、必要时附加地卷绕或者折叠的阴极、阳极和隔膜尤其构成堆叠结构。电极在导电的载体材料上尤其具有活性材料作为涂层,所述载体材料尤其作为放电器。阳极、阴极和隔膜分别被称为层。这些层可以分别以任意数量布置为单片堆叠结构、层状体、Z形折叠体、果冻卷(英语:Jelly Roll)。
每个电极都与从堆叠结构向外延伸的放电器连接,从而可以从堆叠结构导出电流或者向堆叠结构输入电流。阳极的放电器和阴极的放电器分别相互连接,以便将相应的同类型的电极并联连接。在电池单元中也可以布置多个堆叠结构。
电极尤其以已知的方式布置以构成堆叠结构并且被电解质或电解液加载。
电极尤其箔状地设计,即具有较大的侧面和较小的厚度。在电极的侧面或者在电极的每个侧面上尤其布置有具有活性材料的涂层。隔膜分别布置在相邻地布置的不同电极的侧面之间。电极的未涂覆的部分尤其作为放电器从堆叠结构中延伸出来。
尤其地,阳极和阴极分别在堆叠结构内相互并联连接,使得多个阳极的放电器彼此导电连接并且多个阴极的放电器彼此导电连接。
电池单元的壳体尤其仅能塑性变形。壳体也被称为硬壳,并且电池单元例如被称为棱柱形电池单元。壳体尤其设计为直六面体状(或称为长方体状)并且具有六个侧面。然而术语“棱柱形”也可以变型为基本上呈直六面体状的例如具有倒圆的棱边的其他壳体形状。
壳体尤其至少部分地设计为压铸件、挤压型材或者焊接结构。在此也可行的是,制造两个半壳,并且例如通过焊接将这两个半壳连接起来。当然也可行的是,例如通过增材制造法、即例如通过三维打印进行制造。
在挤压过程中,将初始材料加热到变形温度并利用高压将其挤压通过成形模具。由此产生的型材沿着进给方向继续移动出模具。
在压铸的工艺中,液态的初始材料被引入阴模,并且在固化之后脱模。
电池单元尤其是含锂的电池单元,尤其是二次电池单元、即可再充电的电池单元。
相对于堆叠结构的其他部件、即第二电极和隔膜,第一电极尤其从堆叠结构的侧边向壳体的至少一个第一侧面突出,或者在那里比其他部件更大程度地向第一侧面延伸,并且在此构成至少一个第一连接区域和第二连接区域。第一电极尤其仅在堆叠结构的所述侧边延伸越过其他部件。
尤其仅有至少一个第一电极的未涂覆的区域在堆叠结构的侧边上延伸越过其他部件、第二电极和隔膜之外。
至少一个第一电极的第一连接区域贴靠在导电元件上或者与导电元件导电地连接。第一连接区域用于电接触至少一个第一电极。第二连接区域贴靠在第一侧面上。第二连接区域仅用于导热的接触。尤其不通过第二连接区域在第一电极和壳体之间传输电流。
第二电极与第二接头导电地连接。第一接头和第二接头是相对于壳体电绝缘的接触部,该接触部实现了布置在壳体内的堆叠结构与布置在壳体外的电流回路的接触。每个接头包括壳体的面积的最多5%。
堆叠结构尤其构造为,使得第一电极、尤其是第一电极的未涂覆的区域,即其中一个阳极或者其中一个阴极朝向壳体的第一侧面、优选朝向壳体的底部从堆叠结构中突出。该“突出部”在组装电池单元时、即在将堆叠结构布置在壳体中时压在第一侧面上。在第一电极和壳体之间在第二连接区域中形成的该接触面尤其仅用于堆叠结构与壳体的热接触。堆叠结构和/或第一电极的电接触在空间上与热接触分开地设计。为此,壳体内部的导电元件、尤其是汇流排被固定在第一电极的“突出部”、尤其是堆叠结构的下侧边上。所述固定例如可以借助焊缝实现。为此可以在导电元件的接触面上设置相应地设计的孔或者长孔。
第一接头尤其布置在第二侧面上,该第二侧面与第一侧面邻接地或者相间隔地布置。两个接头尤其布置在共同的侧面或者相互对置的侧面上。尤其没有接头布置在第一侧面上。
第一连接区域尤其与导电元件材料接合地连接、优选通过每个第一电极与导电元件之间的焊接进行连接。导电元件尤其是实心件,从而针对电流具有至少下述大小的能流过的横截面,使得不会通过导电元件在电池单元中出现附加的产热。
电流尤其不会通过电池单元的壳体导引,而是仅从放电器导引至第二接头(第二电极)上,或者通过第一连接区域导引至导电元件上,该导电元件本身与第一接头连接。
如所建议的那样将阳极或阴极的热接触和电接触分开地设计确保了非常高的导电性。对热接触的要求较低,由此使得压紧第一电极的“突出部”或者第一电极的放电器或者未涂覆的区段就足够了。
此外,如所建议的那样将热接触和电接触分开地设计使得能够使用其他壳体材料(典型地如铝、钢)。壳体也可以由导电性较差的材料(如塑料)构成。尤其是导热系数应当足够高。
因此可以沿着堆叠结构的良好地导电和导热的方向(沿着电极表面或者横向于堆叠方向)提供直接通向第一侧壁或者壳体的底部的改善的散热路径。
即使在壳体和堆叠结构之间的缝隙填充有电解液和/或气体时,也不会产生额外阻碍电池单元的冷却的附加的热阻。
此外,堆叠结构的厚度不会对电池单元的冷却性能产生负面影响,从而由此能够实现成本低廉的大的棱柱形电池单元,同时实现高功率-/快速充电要求。
与已知的现有技术相比,由此显著降低了电池单元的电阻并且改善了电池单元的冷却性能。
此外尤其产生能量密度方面的优点,因为能够实现非常薄的壳体壁。
第二连接区域尤其仅摩擦配合地与侧面连接。第一电极优选在第二连接区域中压在侧面上,并且在此至少部分地变形、尤其是弯曲,从而确保第一电极与壳体的接触。
至少一个隔膜尤其以z形折叠的方式折叠地布置在堆叠结构中,其中,隔膜在第一侧面上分别延伸越过至少一个第二电极,从而第二电极分别通过隔膜与第一侧面分开地布置。
尤其至少第一侧面至少部分地(例如以电绝缘层或涂层的形式)或者完全地由不导电的材料构成。壳体的至少另一个侧面甚至所有的侧面尤其均由不导电的材料构成或者至少部分地由这种材料构成。
尤其在第一侧面上并且与第二连接区域对置地存在具有轮廓的表面,通过该表面增大了第一电极与表面之间的接触面。因此,第一电极不仅通过棱边与第一侧面接触从而形成线性的接触,而且还通过面贴靠在具有轮廓的表面的对应面上。所述轮廓例如可以具有波状的或者锯齿状的设计,通过该轮廓形成倾斜的表面区域,各个单独的或者多个第一电极贴靠在这些表面区域上。
接头尤其布置在壳体的与第一侧面相互对置的侧面上。电池单元的(至少两个)电接头可以布置在侧面上,或者分布地布置在两个侧面上。
也可以在每个侧面或仅在其中一个侧面上布置多个接头。在此可以在侧面上布置相同类型的或不同的触头。
堆叠结构在所述侧边并且在连接区域之外具有固定区域,在该固定区域中通过固定器件将电极和隔膜在其位置上相对于彼此固定。
在组装电池单元时,将电极的堆叠结构布置在壳体中,并且壳体尤其由电解质填充。在预装配的范畴中尤其将堆叠结构作为电池单元组件提供,其中,电极和隔膜的位置由至少一个固定器件、例如带、即胶带材料固定。由于电极箔的位置相对于彼此固定,因此可以简化对堆叠结构的操作,从而使电极能够精确地布置在壳体中。
在固定区域中,电极和至少一个隔膜尤其具有基本上沿着堆叠方向对齐的布置结构。
固定区域尤其布置在第一连接区域和第二连接区域之间。
相应的电接头尤其相对于壳体电绝缘。接头尤其通过堆叠结构绝缘部相对于至少一个堆叠结构电绝缘地布置。
至少一个堆叠结构的至少一个第二电极尤其通过放电器与第二接头导电连接,该放电器仅在第二接头的区域中从堆叠结构中延伸出来。
因此,放电器仅在下述位置从堆叠结构或者堆叠结构的绝缘部中延伸出来,有待通过放电器接触的电接头布置在该位置中。
电池单元的壳体尤其在侧面具有所谓的防爆保护装置,当壳体内的压力增加到不允许的程度时,该防爆保护装置形成壳体的预定的失效位置以用于降低压力。壳体尤其还具有至少一个填充开口,其用于填充电解质。
尤其在权利要求和呈现权利要求的说明书中的不定冠词(“一”、“一个”和“一种”)的使用应当理解为其本身而不应当理解为数词。因此,相应地借此引入的术语或部件应当理解为,这些术语或部件出现至少一次并且尤其也可以多次出现。
应当注意,此处使用的数词(“第一”、“第二”等)主要(仅)用于区分多个同样的对象、尺寸或过程,即尤其不是对这些对象、尺寸或过程彼此的相关性和/或顺序的强制规定。如果需要相关性和/或顺序,则在此会明确说明或者这对本领域技术人员而言在研究具体描述的设计方案时是显而易见的。如果一个构件可以出现多次(“至少一个”),则关于这些构件之一的描述可以同样适用于这些构件的全部或多数,但这不是强制性的。如果在此提及多个构件,则这也包括两个以上的构件。
以下根据附图更详细地阐述本发明和技术环境。应当指出,本发明不应当受所列举的实施例的限制。尤其地,如果未明确地另作说明,也可以提取在图中描述的事实的局部并且将其与说明书中的其他组成部分和认识相结合。尤其应当指出,附图和尤其所示的尺寸比例仅是示意性的。在附图中:
图1在立体视图中示出了电池单元;
图2在立体视图中示出了图1的电池单元,未示出壳体部件;
图3示出了图2的电池单元的另一个立体视图;
图4示出了图3的细节;
图5示出了根据图1的剖面V-V的视图;
图6示出了根据图1的剖面VI-VI的视图;并且
图7示出了剖面VII-VII的视图。
图1在立体视图中示出了电池单元1。图2在立体视图中示出了根据图1的电池单元,未示出壳体部件。图3示出了根据图2的电池单元的另一个立体视图。图4示出了图3的细节。以下共同地描述图1至图4。
电池单元1包括形状稳定的壳体2,该壳体具有至少两个电接头3、4,并且在壳体2中布置有堆叠结构5,该堆叠结构由多个至少相互堆叠的层6构成。层6包括作为电极7、8的多个阳极和多个阴极,以及分别位于不同的电极7、8之间的隔膜9。第一电极7从堆叠结构5的侧边11朝向壳体2的至少一个第一侧面10突出,并且在此形成至少一个第一连接区域12和第二连接区域13。第一连接区域12贴靠在导电元件14上,第一电极7在壳体2内通过该导电元件14与壳体2上的第一接头3导电连接。第二连接区域13贴靠在第一侧面10上。第二电极与壳体2上的第二接头4导电地连接。电极7、8仅能通过接头3、4从壳体2之外电接触。
电池单元1的壳体2尤其在第二侧面15具有所谓的防爆保护装置21,当壳体2内的压力增加到不允许的程度时,该防爆保护装置形成壳体2的预定的失效位置以用于降低压力。此外,壳体2具有至少一个填充开口22,其用于填充电解质。
每个电极7、8都与从堆叠结构5向外延伸的放电器20连接或者分别具有放电器20,从而可以通过接头3、4从堆叠结构5导出电流或者向堆叠结构5输入电流。阳极的放电器20和阴极的放电器分别导电地相互连接,以便将相应的相同类型的电极7、8并联连接。
电极7、8尤其以已知的方式布置以构成堆叠结构5并且被加载电解质或电解液。
电极7、8箔状地设计,即具有较大的侧面和较小的厚度。在电极7、8的侧面或者在电极的每个侧面上布置有具有活性材料的涂层(在此未单独示出)。电极7、8的侧面的未涂覆的区域构成放电器20。隔膜9分别布置在相邻地布置的不同的电极7、8的侧面之间。
壳体2呈直六面体状地设计并且具有六个侧面10、15。
相对于堆叠结构5的其他部件、即第二电极8和隔膜9,第一电极7从堆叠结构5的侧边11向壳体2的第一侧面10突出,或者在那里比其他部件更大程度地向第一侧面10延伸,并且在此构成第一连接区域12和第二连接区域13。在堆叠结构5的侧边11上仅有第一电极7的未涂覆的区域、即放电器20延伸越过其他部件、第二电极8和隔膜9。
第一电极7的第一连接区域12贴靠在导电元件14上或者与该导电元件导电地连接。第一连接区域12用于与第一电极7电接触。第二连接区域13贴靠在第一侧面10上。第二连接区域13仅用于导热的接触。不会通过第二连接区域13在第一电极7和壳体2之间传输电流。
第二电极8与第二接头4导电地连接。第一接头3和第二接头4是相对于壳体2电绝缘的接触部,所述接触部实现了布置在壳体2内的堆叠结构5与布置在壳体2外的电流回路(未示出)的接触。
堆叠结构5构造为,第一电极7、即第一电极7的未涂覆的区域从堆叠结构5向壳体2的底部突出。在组装电池单元1时,即在将电池组5布置在壳体2中时,该“突出部”压在第一侧面10上。在第一电极7和壳体2之间在第二连接区域13中形成的该接触面仅用于堆叠结构5与壳体2的热接触。堆叠结构5或者第一电极7的电接触在空间上与热接触分开地设计。为此,壳体内部的导电元件14、即汇流排在堆叠结构5的下部的侧边11上被固定在第一电极7的“突出部”上。所述固定例如可以借助焊缝实现。为此在导电元件14的接触面上设置有相应地设计的孔23或者长孔。
第一接头3布置在第二侧面15上,第二侧面15与第一侧面10相间隔地布置。两个接头3、4布置在共同的第二侧面15上。没有接头3、4布置在第一侧面10上。
第一连接区域12与导电元件14材料接合地连接,例如通过每个第一电极7与导电元件14之间的焊接进行连接。导电元件14是实心件,从而针对电流具有至少下述大小的能流过的横截面,使得不会通过导电元件14在电池单元1中出现附加的产热。
电流不会通过电池单元1的壳体2导引,而是仅从放电器20导引至第二接头4(第二电极8)上,或者通过第一连接区域12导引至导电元件14上,该导电元件本身与第一接头3连接。
堆叠结构5在侧边11并且在连接区域12、13之外具有固定区域17,在该固定区域中通过固定器件18将电极7、8和隔膜9在其位置上相对于彼此固定。
在组装电池单元1时,将电极7、8的堆叠结构5布置在壳体2中,并且壳体2由电解质填充。在预装配的范畴中将堆叠结构5作为电池单元组件提供,其中,电极7、8和隔膜9的位置由至少一个固定器件18、例如带、即胶带材料固定。由于电极7、8的位置相对于彼此固定,因此可以简化对堆叠结构5的操作,从而使电极7、8能够精确地布置在壳体2中。
在固定区域17中,电极7、8和至少一个隔膜9具有基本上沿着堆叠方向19对齐的布置结构。固定区域17布置在第一连接区域12和第二连接区域13之间。
图5示出了根据图1的剖面V-V的视图。图6出了根据图1的剖面VI-VI的视图。图7示出了剖面VII-VII的视图。以下共同地描述图5至图7。参照针对图1至图4的描述。
图5示出了剖面V-V中的第一接头3。壳体2的第二侧面15形成壳体的盖子。堆叠结构5不与第一接头3形成导电的接触。第一电极7仅通过第一连接区域12与导电元件14导电地连接(参见图6)。第一电极7通过导电元件14与第一接头3导电地连接。为此,导电元件14以第一侧面10为出发点延伸至第二侧面15并且从那里向第一接头3延伸。堆叠结构5通过绝缘格栅24与第二侧面15相间隔地布置。第一接头3通过第二侧面15中的开口延伸穿过壳体2,其中,密封件25将开口密封并且由此密封壳体2。
图6示出了剖面VI-VI中的第一侧面10。第一侧面10由不导电的材料构成。第一连接区域12材料粘合地与导电元件14连接。导电元件14是实心件,从而针对电流具有至少下述大小的能流过的横截面,使得不会通过导电元件14在电池单元1中出现附加的产热。
图7示出了剖面VII-VII中的第一侧面10。第二连接区域13贴靠在壳体2的第一侧面10上。第二连接区域13仅用于导热的接触。不会通过第二连接区域13在第一电极7和壳体2之间传输电流。
第一电极7的第二连接区域13仅摩擦配合地与第一侧面10连接。第一电极7在第二连接区域13中压在第一侧面10上,并且在此至少部分地变形、尤其是弯曲,从而确保第一电极7与壳体2的接触。图7仅示出了第一电极7的边缘与第一侧面10的线性接触。
可以在第一侧面10上并且与第二连接区域13相互对置地布置具有轮廓的表面16(仅标出),通过该具有轮廓的表面增大第一电极7与表面16之间的接触面积。因此,第一电极7不仅通过棱边与第一侧面10接触从而形成线性的接触,而且还通过面贴靠在具有轮廓的表面16的对应面上。所述轮廓例如可以具有波状的或者锯齿状的设计,通过该轮廓形成倾斜的表面区域,各个单独的或者多个第一电极7贴靠在这些表面区域上。
附图标记列表
1 电池单元
2 壳体
3 第一接头
4 第二接头
5 堆叠结构
6 层
7 第一电极
8 第二电极
9 隔膜
10 第一侧面
11 侧边
12 第一连接区域
13 第二连接区域
14 导电元件
15 第二侧面
16 表面
17 固定区域
18 固定器件
19 堆叠方向
20 放电器
21 防爆保护装置
22 填充开口
23 孔
24 绝缘格栅
25 密封件

Claims (10)

1.一种电池单元(1),所述电池单元至少包括形状稳定的壳体(2),所述壳体具有至少两个电接头(3、4),并且在所述壳体(2)中布置有堆叠结构(5),所述堆叠结构由多个至少相互堆叠的层(6)构成,所述层包括作为电极(7、8)的至少一个阳极和至少一个阴极以及在不同的电极之间的隔膜(9);其中,第一电极(7)从所述堆叠结构(5)的侧边(11)朝向所述壳体(2)的至少一个第一侧面(10)突出,并且在此形成至少一个第一连接区域(12)和第二连接区域(13);其中,所述第一连接区域(12)贴靠在导电元件(14)上,第一电极(7)在所述壳体(2)内通过所述导电元件与所述壳体(2)上的第一接头(3)导电地连接,其中,所述第二连接区域(13)贴靠在所述第一侧面(10)上,其中,所述第二电极(8)与所述壳体(2)上的第二接头(4)导电地连接;其中,所述电极(7、8)仅能通过接头(3、4)从壳体(2)之外电接触。
2.根据权利要求1所述的电池单元(1),其中,所述第一接头(3)布置在第二侧面(15)上,所述第二侧面(15)与所述第一侧面(10)邻接或者相间隔地布置。
3.根据前述权利要求之一所述的电池单元(1),其中,所述第一连接区域(12)材料接合地与所述导电元件(14)连接。
4.根据前述权利要求之一所述的电池单元(1),其中,所述第二连接区域(13)仅摩擦配合地与所述第一侧面(10)连接。
5.根据前述权利要求之一所述的电池单元(1),其中,所述至少一个隔膜(9)以z形折叠的方式折叠地布置在所述堆叠结构(5)中,其中,所述隔膜(9)在第一侧面(10)上分别延伸越过至少一个第二电极(8),从而第二电极(8)分别通过隔膜(9)与第一侧面(10)分开地布置。
6.根据前述权利要求之一所述的电池单元(1),其中,至少所述第一侧面(10)由不导电的材料构成。
7.根据前述权利要求之一所述的电池单元(1),其中,在所述第一侧面(10)上并且与所述第二连接区域(13)对置地存在具有轮廓的表面(16),通过所述具有轮廓的表面增大了所述第一电极(7)与所述表面(16)之间的接触面。
8.根据前述权利要求之一所述的电池单元(1),其中,所述接头(3、4)布置在所述壳体(2)的与所述第一侧面(10)相互对置的侧面(15)上。
9.根据前述权利要求之一所述的电池单元(1),其中,所述堆叠结构(5)在所述侧边(11)并且在所述连接区域(12、13)之外具有固定区域(17),在所述固定区域中通过固定器件(18)将电极(7、8)和隔膜(9)在其位置上相对于彼此固定。
10.根据权利要求9所述的电池单元(1),其中,所述固定区域(17)布置在所述第一连接区域(12)和所述第二连接区域(13)之间。
CN202280054473.2A 2021-08-11 2022-08-08 电池单元 Pending CN117795715A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021120890.4 2021-08-11
DE102021120890.4A DE102021120890A1 (de) 2021-08-11 2021-08-11 Batteriezelle
PCT/EP2022/072244 WO2023016989A1 (de) 2021-08-11 2022-08-08 Batteriezelle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117795715A true CN117795715A (zh) 2024-03-29

Family

ID=83228743

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280054473.2A Pending CN117795715A (zh) 2021-08-11 2022-08-08 电池单元

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4385085A1 (zh)
CN (1) CN117795715A (zh)
DE (1) DE102021120890A1 (zh)
WO (1) WO2023016989A1 (zh)

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040185332A1 (en) 2003-03-21 2004-09-23 Moltech Corporation Tabs for electrochemical cells
JP4876444B2 (ja) * 2005-06-16 2012-02-15 トヨタ自動車株式会社 電池と電池製造方法
KR101137363B1 (ko) 2009-11-16 2012-04-23 에스비리모티브 주식회사 이차전지
JP5931643B2 (ja) 2012-08-09 2016-06-08 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池及びその製造方法
JP6459505B2 (ja) 2014-12-25 2019-01-30 株式会社Gsユアサ 蓄電素子
US10403875B2 (en) 2015-04-14 2019-09-03 Ford Global Technologies, Llc Busbar assembly for vehicle traction battery
JP6326036B2 (ja) 2015-12-18 2018-05-16 矢崎総業株式会社 バスバーモジュール及び電池パック
US10115997B2 (en) * 2016-05-12 2018-10-30 Bosch Battery Systems Llc Prismatic electrochemical cell
KR102245620B1 (ko) 2016-08-18 2021-04-27 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP6990780B2 (ja) 2018-09-25 2022-01-12 本田技研工業株式会社 電池モジュール
JP2022512776A (ja) 2018-11-05 2022-02-07 テスラ,インコーポレイテッド タブレス構造電極を有するセル
DE102021112444A1 (de) 2020-12-02 2022-06-02 Volkswagen Aktiengesellschaft Batteriezelle

Also Published As

Publication number Publication date
EP4385085A1 (de) 2024-06-19
WO2023016989A1 (de) 2023-02-16
DE102021120890A1 (de) 2023-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3346517B1 (en) Battery system
EP4087024A1 (en) Battery, battery pack and electric vehicle
EP2595238B1 (en) Battery pack having compact structure
EP3531476B1 (en) Secondary battery and module for same
EP2325925B1 (en) Electrode assembly and rechargeable battery using the same
KR102210218B1 (ko) 전지시스템 및 전지시스템과 전기자동차를 위한 베이스플레이트
JP5617940B2 (ja) 角型リチウムイオン二次電池
KR20060101669A (ko) 이차전지 및 이의 제조 방법
US11387516B2 (en) Battery module
EP2597704A2 (en) Secondary battery having a differential lead structure
EP4099457A1 (en) Cover plate assembly for battery and battery device
US20150111094A1 (en) Storage battery
US9017850B2 (en) Secondary battery
KR101181804B1 (ko) 전극군과 이를 적용한 이차전지
KR20220000662A (ko) 이차 전지 및 이를 포함하는 디바이스
CN117957684A (zh) 电池芯
CN111009676A (zh) 蓄电装置
CN117795715A (zh) 电池单元
KR100648732B1 (ko) 이차 전지 모듈
JP2017098259A (ja) 蓄電素子
KR100759395B1 (ko) 이차 전지
CN217589312U (zh) 隔膜、电池单体、热压模具、电池和用电装置
CN217588987U (zh) 集流体、极片、电池单体、热压模具、电池和用电装置
KR100528908B1 (ko) 내부발열의 방열을 용이하게 하기 위한 리튬 이차전지
WO2017119106A1 (ja) 蓄電モジュール

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