DE102008059944B4 - Single cell battery, method of making the battery and its use - Google Patents

Single cell battery, method of making the battery and its use Download PDF

Info

Publication number
DE102008059944B4
DE102008059944B4 DE102008059944A DE102008059944A DE102008059944B4 DE 102008059944 B4 DE102008059944 B4 DE 102008059944B4 DE 102008059944 A DE102008059944 A DE 102008059944A DE 102008059944 A DE102008059944 A DE 102008059944A DE 102008059944 B4 DE102008059944 B4 DE 102008059944B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
housing side
battery
electrodes
side wall
side walls
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102008059944A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102008059944A1 (en
Inventor
Dr.-Ing. Meintschel Jens
Dr.-Ing. Lamm Arnold
Dr. Warthmann Wolfgang
Dr. Kaufmann Rainer
Dr. rer. nat. Eichinger Günter
Dr. Dipl.-Ing. Schröter Dirk
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.)
Li Tec Battery GmbH
Original Assignee
Li Tec Battery 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 Li Tec Battery GmbH filed Critical Li Tec Battery GmbH
Priority to DE102008059944A priority Critical patent/DE102008059944B4/en
Priority to PCT/EP2009/008488 priority patent/WO2010063420A2/en
Publication of DE102008059944A1 publication Critical patent/DE102008059944A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102008059944B4 publication Critical patent/DE102008059944B4/en
Expired - Fee Related 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
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • 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
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/54Connection of several leads or tabs of plate-like electrode stacks, e.g. electrode pole straps or bridges
    • 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
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/534Electrode connections inside a battery casing characterised by the material of the leads or tabs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/26Cells without oxidising active material, e.g. Volta 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
    • 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

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

Abstract

Batterie mit seriell und/oder parallel miteinander verschalteten Einzelzellen (1), wobei die Einzelzelle (1) jeweils aus einem Elektrodenstapel (6) gebildet ist, dessen einzelne Elektroden (6.1, 6.2) unterschiedlicher Polarität, durch einen Separator (6.3) voneinander isolierend getrennt sind, wobei Elektroden (6.1, 6.2) gleicher Polarität elektrisch leitend miteinander zu einem Pol (P1, P2) verbunden und die Pole (P1, P2) des Elektrodenstapels (6) jeweils elektrisch mit einer elektrisch leitfähigen Gehäuseseitenwand (3, 4) verbunden sind, wobei die Elektroden (6.1) der Anode aus Aluminium, die Elektroden (6.2) der Kathode aus Kupfer und die Gehäuseseitenwände (3, 4) aus Aluminium gebildet sind, wobei die dem als Kathode ausgebildeten Pol (P2) zugewandte Gehäuseseitenwand (4) innenseitig eine metallische Zwischenschicht (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelzellen (19) zur Ableitung während des Betriebes der Batterie erzeugter Verlustwärme Wärme leitend mit einer Wärmeleitplatte verbunden sind und dass die Gehäuseseitenwände (3,4) auf einer der Wärmeleitplatte zugewandten Seite jeweils ein zumindest abschnittweise über die...Battery with individual cells (1) connected in series and / or in parallel, wherein the single cell (1) is formed in each case from an electrode stack (6) whose individual electrodes (6.1, 6.2) of different polarity are separated from one another by a separator (6.3) are, wherein electrodes (6.1, 6.2) of the same polarity electrically conductively connected to a pole (P1, P2) and the poles (P1, P2) of the electrode stack (6) are each electrically connected to an electrically conductive housing side wall (3, 4) , wherein the electrodes (6.1) of the anode made of aluminum, the electrodes (6.2) of the cathode of copper and the housing side walls (3, 4) are formed of aluminum, wherein the housing side wall (4) facing the pole formed as a cathode (4) on the inside a metallic intermediate layer (7), characterized in that the individual cells (19) for discharging during the operation of the battery generated heat loss conductively with a heat he heat-conducting plate are connected and that the housing side walls (3,4) on a side facing the heat conduction in each case at least in sections via the ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterie mit seriell und/oder parallel miteinander verschalteten Einzelzellen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer Batterie mit seriell und/oder parallel miteinander verschalteten Einzelzellen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11 sowie die Verwendung der Batterie gemäß Anspruch 19.The invention relates to a battery with serial and / or parallel interconnected individual cells according to the preamble of claim 1 and a method for producing a battery with serial and / or parallel interconnected individual cells according to the preamble of claim 11 and the use of the battery according to claim 19 ,

Nach dem Stand der Technik sind Hochvolt-Batterien, z. B. Lithium-Ionen-Batterien, für Fahrzeuganwendungen bekannt, die insbesondere aus mehreren elektrisch in Reihe und/oder parallel verschalteten Einzelzellen aufgebaut sind. Dabei können bei bipolaren Einzelzellen die elektrischen Kontakte, d. h. ein Plus- und ein Minuspol, direkt auf gegeneinander elektrisch isolierte Teile des Gehäuses gelegt sein.According to the prior art are high-voltage batteries, z. As lithium-ion batteries, known for vehicle applications, which are constructed in particular of several electrically connected in series and / or parallel single cells. In bipolar single cells, the electrical contacts, d. H. a plus and a minus pole, be placed directly on against each other electrically insulated parts of the housing.

Die JP 102 08 710 A1 offenbart eine derartige elektrische Einzelzelle, insbesondere eine Flachzelle, welche einen Elektrodenstapel umfasst, der aus einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode gebildet ist, wobei zwischen der positiven und der negativen Elektrode ein Separator angeordnet ist. Die positive Elektrode besteht aus einem elektrischen Leiter, einem Bindemittel und einem Elektrolyt. Die negative Elektrode ist dagegen aus Kohlenstoffpartikeln, einem Bindemittel und einem Elektrolyt gebildet. Der Elektrodenstapel ist zwischen einem positiven Strom-Kollektor und einem negativen Strom-Kollektor angeordnet, wobei der positive Strom-Kollektor eine flache Platte ist, deren Innenseite aus Aluminium und deren Außenseite aus rostfreiem Stahl gebildet ist. Der negative Strom-Kollektor ist ebenfalls eine flache Platte, deren Innenseite aus Kupfer, Eisen oder Nickel und deren Außenseite ebenfalls aus rostfreiem Stahl gebildet ist. Die jeweiligen Randflächen des negativen und des positiven Stormkollektors sind mit einem Kunstharzrahmen verbunden, insbesondere verschmolzen.The JP 102 08 710 A1 discloses such a single electrical cell, in particular a flat cell comprising an electrode stack which is formed of a positive electrode and a negative electrode, wherein between the positive and the negative electrode, a separator is arranged. The positive electrode consists of an electrical conductor, a binder and an electrolyte. On the other hand, the negative electrode is formed of carbon particles, a binder and an electrolyte. The electrode stack is disposed between a positive current collector and a negative current collector, the positive current collector being a flat plate, the inside of which is made of aluminum and the outside of which is made of stainless steel. The negative current collector is also a flat plate whose inside is made of copper, iron or nickel and the outside of which is also made of stainless steel. The respective edge surfaces of the negative and positive Stormkollektors are connected to a resin frame, in particular fused.

Die DE 10 2007 063 181 A1 offenbart eine Einzelzelle für eine Batterie mit einem innerhalb eines Zellengehäuses angeordneten Elektrodenstapel sowie ein Verfahren zu deren Herstellung. Die einzelnen Elektroden oder die Elektrodenfolien sind mit Stromableiterfahnen elektrisch leitend verbunden, wobei zumindest Elektroden unterschiedlicher Polarität durch einen Separator bzw. eine Separatorfolie voneinander elektrisch getrennt sind, wobei die Stromableiterfahnen gleicher Polarität elektrisch leitend miteinander zu einem Pol verbunden sind. Die Stromableiterfahnen eines Pols sind elektrisch leitend miteinander verpresst und/oder verschweißt.The DE 10 2007 063 181 A1 discloses a single cell for a battery having an electrode stack disposed within a cell housing and a method of manufacturing the same. The individual electrodes or the electrode films are electrically conductively connected to current discharge lugs, wherein at least electrodes of different polarity are electrically separated from one another by a separator or a separator foil, wherein the current discharge lugs of the same polarity are electrically conductively connected to one another. The current discharge lugs of a pole are electrically conductively pressed together and / or welded.

Die DE 102 19 424 A1 offenbart dass, bei einem galvanischen Element mit dünnen Elektroden in einem aus miteinander versiegelten Kunststofffolien gebildeten Gehäuse zumindest eine der Kunststofffolien auf einer der Elektroden zugewandten Seite derart metallisiert ist, dass die Metallisierung einerseits den elektrischen Kontakt mit der Elektrode und anderseits die äußere Kontaktfahne der Elektrode bildet. Die Kunststofffolie kann eine Verbundfolie mit einer inneren, beidseitig von Kunststofffolien abgedeckten Metallfolie sein und die Metallisierung der Kunststofffolie kann im außerhalb des Zellenumrisses liegenden Bereich als Leiterbahnen ausgebildet sein.The DE 102 19 424 A1 discloses that, in a galvanic element with thin electrodes in a housing formed of sealed plastic films, at least one of the plastic films on a side facing the electrodes is metallized such that the metallization on the one hand forms the electrical contact with the electrode and on the other hand, the outer contact lug of the electrode , The plastic film may be a composite film with an inner, covered on both sides of plastic films metal foil and the metallization of the plastic film may be formed in the area lying outside the cell outline as conductor tracks.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Batterie und ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zu deren Herstellung anzugeben.The invention has for its object to provide a comparison with the prior art improved battery and an improved over the prior art method for their preparation.

Hinsichtlich der Batterie wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich des Verfahrens durch die im Anspruch 11 angegebenen Merkmale gelöst.With regard to the battery, the object is achieved by the features specified in claim 1 and in terms of the method by the features specified in claim 11.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die Aufgabe der Erfindung wird bei einer Batterie mit Einzelzellen mit seriell und/oder parallel miteinander verschalteten Einzelzellen, wobei die Einzelzelle jeweils aus einem Elektrodenstapel gebildet ist, dessen einzelne Elektroden unterschiedlicher Polarität, durch einen Separator voneinander isolierend getrennt sind, wobei Elektroden gleicher Polarität elektrisch leitend miteinander zu einem Pol verbunden und die Pole des Elektrodenstapels jeweils elektrisch mit einer elektrisch leitfähigen Gehäuseseitenwand verbunden sind, wobei die Elektroden der Anode aus Aluminium, die Elektroden der Kathode aus Kupfer und die Gehäuseseitenwände aus Aluminium gebildet sind, wobei die dem als Kathode ausgebildeten Pol zugewandte Gehäuseseitenwand innenseitig eine metallische Zwischenschicht aufweist, dadurch gelöst, dass die Einzelzellen zur Ableitung während des Betriebes der Batterie erzeugter Verlustwärme Wärme leitend mit einer Wärmeleitplatte aufweist verbunden sind und dass die Gehäuseseitenwände auf einer der Wärmeleitplatte zugewandten Seite jeweils ein zumindest abschnittweise über die Länge der Einzelzelle hinausgehendes Seitenwandelement aufweisen, das gegenüber der jeweiligen Gehäuseseitenwand in Richtung zum Zelleninneren abgewinkelt ist.The object of the invention is in a battery with single cells with serial and / or parallel interconnected single cells, wherein the single cell is formed in each case from an electrode stack whose individual electrodes of different polarity, separated by a separator from each other, wherein electrodes of the same polarity electrically conductive connected to a pole and the poles of the electrode stack are each electrically connected to an electrically conductive housing side wall, wherein the electrodes of the anode made of aluminum, the electrodes of the cathode of copper and the housing side walls are formed of aluminum, wherein the pole formed as a cathode facing Housing side wall on the inside has a metallic intermediate layer, achieved in that the individual cells for dissipation during operation of the battery generated heat loss conductively connected to a heat conducting plate and that di e housing side walls on one of the heat-conducting plate facing side in each case at least in sections along the length of the individual cell outgoing side wall element, which is angled towards the respective housing side wall in the direction of the cell interior.

Diese Zwischenschicht ermöglicht eine werkstoff- und verfahrenstechnisch einfache elektrische Anbindung des als Kathode ausgebildeten und aus Kupfer gefertigten Pols an die aus dem Anodenmaterial Aluminium gebildete Gehäuseseitenwand. Daraus resultiert in vorteilhafter Weise, dass die Gehäuseseitenwände aus dem gleichen Material gebildet werden können, was insbesondere zu dem Vorteil führt, dass bei einer elektrischen Verschaltung der Einzelzellen zu der Batterie zwischen den Gehäuseseitenwänden direkt benachbarter Einzelzellen keine so genannten Lokalelemente entstehen und somit die Gefahr einer Korrosion der Gehäuseseitenwände und einer daraus resultierenden Verringerung der elektrischen Leitfähigkeit zwischen diesen vermieden werden.This intermediate layer allows a material and procedural simple electrical connection of the formed as a cathode and made of copper pole to the housing side wall formed from the anode material aluminum. This results in an advantageous manner that the Housing side walls can be formed from the same material, which in particular leads to the advantage that in an electrical interconnection of the individual cells to the battery between the housing side walls directly adjacent single cells no so-called local elements arise and thus the risk of corrosion of the housing side walls and a resulting reduction the electrical conductivity between these can be avoided.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Batterie ist die Zwischenschicht zumindest im Bereich des als Kathode ausgebildeten Pols angeordnet, was zu einem geringen Material- und Herstellungsaufwand und daraus resultierend zu geringen Herstellungskosten führt.According to a preferred embodiment of the battery according to the invention, the intermediate layer is arranged at least in the region of the pole formed as a cathode, which leads to a low material and manufacturing costs and as a result to low production costs.

Die Zwischenschicht ist dabei gemäß verschiedener Ausgestaltungen aus einer Folie gebildet und/oder als Platte ausgebildet, so dass eine Schichtdicke dieser individuell vorgebbar ist.The intermediate layer is formed according to various embodiments of a film and / or formed as a plate, so that a layer thickness of these is individually predetermined.

In besonderer Weise ist zur Bildung der Pole als Stromableiterfahne ein nach außerhalb des Elektrodenstapels geführter Randbereich der jeweiligen Elektrodenfolie vorgesehen, wodurch eine aufwändige Kontaktierung von Elektrodenfolie und Stromableiterfahne entfällt. Gleichzeitig ist diese Art der Kontaktierung sehr sicher gegen zumindest viele, insbesondere äußere Einflüsse wie Stöße oder Vibrationen. Dieser nach außerhalb der jeweiligen Elektrodenfolie geführte Randbereich ist aufgrund der elektrischen Verbindung zu dem Pol nicht mit dem Anoden- bzw. dem Kathodenmaterial beschichtet.In a special way, an edge region of the respective electrode foil, which is guided to the outside of the electrode stack, is provided to form the poles as a current collector tab, thereby eliminating the need for complex contacting of the electrode foil and the current collector tab. At the same time, this type of contacting is very safe against at least many, especially external influences such as shock or vibration. This led to the outside of the respective electrode foil edge region is not coated with the anode or the cathode material due to the electrical connection to the pole.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst ein Zellgehäuse der Einzelzelle zwei Gehäuseseitenwände, zwischen welchen ein randseitig umlaufender sowie elektrisch isolierender Rahmen angeordnet ist. Durch eine Anordnung des Elektrodenstapels in dem randseitig umlaufenden, insbesondere elektrisch isolierenden Rahmen kann in vorteilhafter Weise eine zusätzliche isolierende Anordnung eingespart werden. Weiterhin ist die Handhabbarkeit der Einzelzelle erleichtert bzw. sicherer gestaltet.In a preferred development of the invention, a cell housing of the single cell comprises two housing side walls, between which an edge-surrounding and electrically insulating frame is arranged. By an arrangement of the electrode stack in the peripherally encircling, in particular electrically insulating frame, an additional insulating arrangement can be advantageously saved. Furthermore, the handling of the single cell is made easier or safer.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Stromableiterfahnen bzw. die Pole mit den Gehäuseseitenwänden verpresst. Die Verpressung stellt eine einfache elektrische Verbindung zwischen den Polen und den Gehäuseseitenwänden dar und ist vorzugsweise in einem gemeinsamen Arbeitsschritt mit der Befestigung der Gehäuseseitenwände an dem Rahmen ausführbar.In an advantageous embodiment of the invention, the Stromableiterfahnen or the poles are pressed with the housing side walls. The compression is a simple electrical connection between the poles and the housing side walls and is preferably carried out in a joint operation with the attachment of the housing side walls to the frame.

Alternativ oder zusätzlich sind die Stromableiterfahnen bzw. die Pole mit den Gehäuseseitenwänden verschweißt. Durch die entstehende stoffschlüssige Verbindung wird eine elektrisch leitfähige Verbindung mit einem geringen Übergangswiderstand erzeugt, die eine hohe Strombelastbarkeit aufweist.Alternatively or additionally, the current discharge lugs or the poles are welded to the housing side walls. The resulting cohesive connection produces an electrically conductive connection with a low contact resistance, which has a high current-carrying capacity.

Die Aufgabe der Erfindung wird bei einem Verfahren zur Herstellung einer Batterie mit seriell und/oder parallel miteinander verschalteten Einzelzellen, wobei die Einzelzelle jeweils aus einem Elektrodenstapel gebildet wird, dessen einzelne Elektroden unterschiedlicher Polarität, durch einen Separator voneinander isolierend getrennt werden, wobei Elektroden gleicher Polarität elektrisch leitend miteinander zu einem Pol verbunden und die Pole des Elektrodenstapels jeweils elektrisch mit einer elektrisch leitfähigen Gehäuseseitenwand verbunden werden, wobei die Elektroden der der Anode aus Aluminium, die Elektroden der Kathode aus Kupfer gebildet und die Gehäuseseitenwände aus Aluminium gebildet werden, wobei auf eine Innenseite der dem als Kathode ausgebildeten Pol zugewandten Gehäuseseitenwand eine aus Kupfer oder aus Nickel gebildete Zwischenschicht aufgebracht wird, dadurch gelöst, dass in die Batterie eine Wärmeleitplatte eingebracht wird und die Gehäuseseitenwände mit einem auf einer der Wärmeleitplatte zugewandten Seite jeweils zumindest abschnittweise über die Länge der Einzelzelle hinausgehendes Seitenwandelement ausgebildet werden, das gegenüber der jeweiligen Gehäuseseitenwand in Richtung zum Zelleninneren abgewinkelt wird.The object of the invention is in a method for producing a battery with serial and / or parallel interconnected single cells, wherein the single cell is formed in each case from an electrode stack whose individual electrodes of different polarity, by a separator are separated from each other insulating, wherein electrodes of the same polarity electrically conductively connected to one another to a pole and the poles of the electrode stack are each electrically connected to an electrically conductive housing side wall, wherein the electrodes of the anode of aluminum, the electrodes of the cathode formed of copper and the housing side walls are formed of aluminum, wherein on an inner side the housing side wall facing the pole formed as a cathode, an intermediate layer formed of copper or nickel is applied, achieved in that in the battery, a heat conduction is introduced and the housing side walls with a em on one of the heat conducting plate side facing at least in sections over the length of the single cell outgoing sidewall element are formed, which is angled towards the respective housing side wall in the direction of the cell interior.

Dabei wird die Zwischenschicht insbesondere bei einer Ausbildung als Platte mit der dem als Kathode ausgebildeten Pol zugewandten Gehäuseseitenwand verpresst und/oder verschweißt, so dass zwischen der Gehäuseseitenwand und der Zwischenschicht eine stoffschlüssige und elektrisch Verbindung mit einem geringen Übergangswiderstand entsteht.In this case, the intermediate layer is compressed and / or welded, in particular when formed as a plate with the pole formed as a pole facing side wall so that between the housing side wall and the intermediate layer a cohesive and electrically connected with a low contact resistance.

Um besonders dünne Schichten zu erzeugen und somit die Einzelzellen möglichst kleinbauend auszuführen, wird die Zwischenschicht in einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens als Folie auf die Gehäuseseitenwand aufgedruckt, aufgewalzt oder elektrochemisch aufgebracht.In order to produce particularly thin layers and thus perform the single cells as small as possible, the intermediate layer is printed in a preferred embodiment of the method according to the invention as a film on the housing side wall, rolled or applied electrochemically.

Die Erzeugung der elektrisch leitfähigen Verbindung der Pole mit den Gehäuseseitenwänden werden diese miteinander verpresst und/oder verpresst, wobei während des Schweißverfahrens eine oder mehrere Schweißnähte und/oder Schweißpunkte erzeugt werden. In bevorzugter Weise werden bei dem Schweißverfahren die Gehäuseseitenwand sowie weiter in der Tiefe die den Pol bildenden Stromableiterfahnen des Elektrodenstapels partiell aufgeschmolzen, so dass mit einer Schweißnaht und/oder einem Schweißpunkt alle die Pole bildenden Stromableiterfahnen sowie die entsprechende elektrisch leitende Gehäuseseitenwand insbesondere in einem Schritt miteinander verschweißt werden.The generation of the electrically conductive connection of the poles with the housing side walls are pressed together and / or pressed together, wherein during the welding process, one or more welds and / or welds are generated. Preferably, in the welding process, the housing side wall and further in the depth of the pole forming Stromableiterfahnen the electrode stack partially melted, so that with a weld and / or a weld all the poles forming Stromableiterfahnen and the corresponding electrically conductive housing side wall are welded together in particular in one step.

Ein Zellgehäuse der Einzelzelle wird aus zwei elektrisch leitenden Gehäuseseitenwänden gebildet, wobei zwischen den Gehäuseseitenwänden ein randseitig umlaufender sowie elektrisch isolierender Rahmen angeordnet wird, in welchen der Elektrodenstapel eingelegt wird.A cell housing of the single cell is formed from two electrically conductive housing side walls, wherein between the housing side walls a peripherally rotating and electrically insulating frame is arranged, in which the electrode stack is inserted.

Die Befestigung der Gehäuseseitenwände an dem Rahmen wird vorzugsweise mittels form-, stoff- und/oder kraftschlüssigen Verbindungen, beispielsweise anhand von Kleb- und/oder Schweißverbindungen, erzeugt, so dass das Gehäuse in vorteilhafter Weise flüssigkeits- und/oder gasdicht ausgebildet ist und somit der Elektrodenstapel vor äußeren mechanischen und chemischen Einwirkungen geschützt ist.The attachment of the housing side walls to the frame is preferably produced by means of positive, material and / or non-positive connections, for example by means of adhesive and / or welded joints, so that the housing is formed liquid and / or gas-tight in an advantageous manner and thus the electrode stack is protected from external mechanical and chemical influences.

Durch eine oder mehrere der genannten Maßnahmen ist es möglich, bei einer preiswerten Herstellung den Aufbau eines Zellgehäuses der Einzelzelle zu vereinfachen, die Vibrationssicherheit und damit die Stabilität, die Lebensdauer sowie dadurch wiederum auch die Verwendungsvielfalt zu erhöhen. Des Weiteren wird durch die stoffschlüssige Kontaktierung der Stromableiterfahnen zur Bildung der Polkontakte und der stoffschlüssigen Verbindung dieser mit den Gehäuseseitenwänden die Stromtragfähigkeit verbessert. Auch liegt keine Schwächung der Druckdichtigkeit des Zellgehäuses der Einzelzelle vor, da keine Kontaktdurchführung der Polkontakte erfolgt.By one or more of the measures mentioned, it is possible to simplify the construction of a cell housing of the single cell at a low-cost production, to increase the vibration safety and thus the stability, the lifetime and, in turn, also the variety of uses. Furthermore, the current carrying capacity is improved by the cohesive contacting of the current collector lugs to form the pole contacts and the cohesive connection of these with the housing side walls. There is also no weakening of the pressure tightness of the cell housing of the single cell, since no contact implementation of the pole contacts.

Die erfindungsgemäße Einzelzelle ist insbesondere zu einer Verwendung in einer Batterie vorgesehen, wobei mehrere Einzelzellen elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschaltet sind, um in vorteilhafter Weise die Eigenschaften der Batterie an einen Verwendungszweck dieser anzupassen.The single cell according to the invention is intended in particular for use in a battery, wherein a plurality of individual cells are electrically connected in series and / or parallel to one another in order to advantageously adapt the properties of the battery to a purpose of use.

Ferner eignet sich die Einzelzelle aufgrund ihrer Eigenschaften insbesondere zu einer Verwendung in einer Batterie eines Fahrzeugs, wobei wiederum mehrere Einzelzellen elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschaltet sind. Bei dem Fahrzeug handelt es sich insbesondere um ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug.Furthermore, due to its properties, the single cell is in particular suitable for use in a battery of a vehicle, wherein in turn a plurality of individual cells are electrically connected in series and / or in parallel with one another. The vehicle is in particular a hybrid vehicle or an electric vehicle.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Dabei zeigen:Showing:

1 schematisch eine Explosionsdarstellung einer Einzelzelle mit einem Elektrodenstapel, zwei Gehäuseseitenwänden und einem zwischen diesen angeordneten Rahmen, 1 3 is an exploded view of a single cell with an electrode stack, two housing side walls and a frame arranged between them, FIG.

2 schematisch eine Explosionsdarstellung der Einzelzelle gemäß 1, wobei ein als Kathode ausgebildeter Pol des Elektrodenstapels mit einer Gehäuseseitenwand verbunden ist, und 2 schematically an exploded view of the single cell according to 1 in which a pole of the electrode stack designed as a cathode is connected to a housing side wall, and

3 schematisch eine vergrößerte Detaildarstellung einer Fügestelle zwischen dem als Kathode ausgebildeten Pol des Elektrodenstapels, der Zwischenschicht und der Gehäuseseitenwand gemäß 2. 3 schematically an enlarged detail of a joint between the cathode formed as the pole of the electrode stack, the intermediate layer and the housing side wall according to 2 ,

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

In 1 ist eine Einzelzelle 1, insbesondere eine Lithium-Ionen-Einzelzelle, dargestellt, deren Zellgehäuse 2 aus zwei Gehäuseseitenwänden 3 und 4 und einem zwischen diesen angeordneten, randseitig umlaufenden sowie elektrisch isolierenden Rahmen 5, z. B. einem Kunststoffrahmen, gebildet ist.In 1 is a single cell 1 , In particular, a lithium-ion single cell, shown, the cell housing 2 from two housing side walls 3 and 4 and an arranged between these, peripherally encircling and electrically insulating frame 5 , z. B. a plastic frame is formed.

Zur Herstellung einer nicht näher dargestellten Batterie sind mehrere der Einzelzellen 1 seriell und/oder parallel elektrisch miteinander verschaltet, wobei bei einer Reihenschaltung eine elektrische Verbindung der Einzelzellen 1 durch eine Kontaktierung der Gehäuseseitenwände 3, 4 direkt benachbarter Einzelzellen 1 erreicht wird.To produce a battery, not shown, more of the individual cells 1 connected in series and / or in parallel with each other electrically, wherein in a series connection, an electrical connection of the individual cells 1 by contacting the housing side walls 3 . 4 directly adjacent single cells 1 is reached.

Die aus den mehreren Einzelzellen 1 gebildete Batterie umfasst zusätzlich vorzugsweise eine Wärmeleitplatte, wobei die Einzelzellen 1 zu einer Ableitung einer während des Betriebes der Batterie, insbesondere während eines Lade- und Entladevorganges dieser, erzeugten Verlustwärme Wärme leitend mit der Wärmeleitplatte verbunden sind.The from the several single cells 1 The battery formed additionally preferably comprises a heat-conducting plate, wherein the individual cells 1 to a derivative of a during operation of the battery, in particular during a charging and discharging process, this generated heat loss conductively connected to the heat conducting plate.

Um eine Erhöhung der Wärmeabgabe an die Wärmeleitplatte zu erzielen weisen die Gehäuseseitenwände 3, 4 auf einer der Wärmeleitplatte zugewandten Seite jeweils ein zumindest abschnittsweise über die Länge der jeweiligen Einzelzelle 1 hinausgehendes Seitenwandelement 3.1 bzw. 4.1 auf, das gegenüber der jeweiligen Gehäuseseitenwand 3, 4 in Richtung zum Zelleninneren abgewinkelt ist.In order to achieve an increase in the heat transfer to the heat conducting plate, the housing side walls 3 . 4 on a side facing the heat conduction in each case at least partially over the length of the respective individual cell 1 outgoing sidewall element 3.1 respectively. 4.1 on, the opposite of the respective housing side wall 3 . 4 is angled towards the cell interior.

Da die Wärmeleitplatte vorzugsweise aus einem sehr gut wärmeleitfähigen und deshalb insbesondere aus einem metallischen Material gebildet ist, ist zwischen den Einzelzellen 1 und der Wärmeleitplatte vorzugsweise ein elektrisch isolierendes und wärmeleitfähiges Material, beispielsweise eine Wärmeleitfolie, eingebracht.Since the heat conducting plate is preferably made of a very good thermal conductivity and therefore in particular of a metallic material, is between the individual cells 1 and the heat conducting plate is preferably an electrically insulating and thermally conductive material, such as a heat conducting, introduced.

Weiterhin ist die Wärmeleitplatte für eine hohe Wärmeabgabe vorzugsweise von einem Kühlmedium, beispielsweise einem Kältemittel einer Fahrzeugklimaanlage, durchströmbar, wobei die Wärmeleitplatte Anschlusselemente zur Einbindung in einen derartigen Kühlkreislauf aufweist.Furthermore, the heat-conducting plate for a high heat output is preferably flowed through by a cooling medium, for example a refrigerant of a vehicle air conditioning system, wherein the heat-conducting plate has connection elements for integration into such a cooling circuit.

In dem Zellgehäuse 2, insbesondere in dem Rahmen 5 der Einzelzelle 1, ist gemäß den 2 und 3 ein Elektrodenstapel 6 angeordnet, dessen einzelne Elektroden 6.1, 6.2 unterschiedlicher Polarität, vorzugsweise Elektrodenfolien, durch einen Separator 6.3, insbesondere eine Separatorfolie, isolierend getrennt sind. Dabei sind die Elektroden 6.1 der Anode aus Aluminium und die Elektroden 6.2 der Kathode aus Kupfer gebildet. In the cell case 2 especially in the frame 5 the single cell 1 , is according to the 2 and 3 an electrode stack 6 arranged, whose individual electrodes 6.1 . 6.2 different polarity, preferably electrode films, through a separator 6.3 , In particular a Separatorfolie are isolated in isolation. Here are the electrodes 6.1 the anode of aluminum and the electrodes 6.2 the cathode is made of copper.

Die Elektroden 6.1, 6.2 sind weiterhin jeweils mit einem elektrochemisch aktiven Anodenmaterial bzw. Kathodenmaterial beschichtet. Da es sich bei der Einzelzelle 1 insbesondere um eine Lithium-Ionen-Einzelzelle handelt, sind mögliche Anodenmaterialien beispielsweise Graphit, nanokristallines, amorphes Silizium oder Lithium-Titanat. Als Kathodenmaterialien sind u. a. Lithium-Cobalt-Oxid, Lithium-Nickel-Oxid oder Lithium-Eisen-Phosphat verwendbar.The electrodes 6.1 . 6.2 are further each coated with an electrochemically active anode material or cathode material. Since it is the single cell 1 In particular, is a lithium-ion single cell, possible anode materials such as graphite, nanocrystalline, amorphous silicon or lithium titanate. As cathode materials, inter alia, lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide or lithium iron phosphate can be used.

Ein nach außerhalb des Elektrodenstapels 6 geführter Randbereich der jeweiligen Elektrode 6.1, 6.2 bzw. Elektrodenfolie, welcher nicht mit dem Anoden- bzw. Kathodenmaterial beschichtet ist, bildet jeweils eine Stromableiterfahne, wobei Stromableiterfahnen einer Polarität elektrisch leitend miteinander zu einem Pol P1 bzw. P2 verbunden sind.One to outside the electrode stack 6 guided edge region of the respective electrode 6.1 . 6.2 or electrode film, which is not coated with the anode or cathode material, respectively forms a Stromableiterfahne, wherein Stromableiterfahnen one polarity are electrically connected to one another to a pole P1 or P2.

Diese Pole P1 und P2 des Elektrodenstapels 6 sind jeweils elektrisch mit einer Gehäuseseitenwand 3 bzw. 4 verbunden. Die Gehäuseseitenwände 3, 4 sind dabei elektrisch leitfähig und aus einem Metall gebildet.These poles P1 and P2 of the electrode stack 6 are each electrically with a housing side wall 3 respectively. 4 connected. The housing side walls 3 . 4 are electrically conductive and formed of a metal.

Bei einer elektrischen Verbindung der Einzelzellen 1 zu der Batterie können sich zwischen Gehäuseseitenwänden 3, 4, welche aus unterschiedlichen Materialien, beispielsweise Kupfer und Aluminium, gebildet sind, so genannte Lokalelemente bilden, welche wiederum zur Korrosion der Gehäuseseitenwände 6.1, 6.2 und einer Erhöhung eines Übergangswiderstandes führen können. Aus diesem Grund sieht die Erfindung vor, dass beide Gehäuseseitenwände 3, 4 aus dem gleichen Material, insbesondere Aluminium, gebildet sind, da dieses leichter und kostengünstiger als Kupfer ist.For an electrical connection of the individual cells 1 to the battery may be between housing side walls 3 . 4 , which are made of different materials, such as copper and aluminum, form so-called local elements, which in turn to corrosion of the housing side walls 6.1 . 6.2 and an increase in contact resistance can lead. For this reason, the invention provides that both housing side walls 3 . 4 are made of the same material, in particular aluminum, since this is lighter and less expensive than copper.

Um eine einfache und verlustarme elektrische Anbindung des als Kathode ausgebildeten Pols P2 an die Gehäuseseitenwand 4 zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß weiterhin vorgesehen, dass zwischen dem Pol P2 und der Gehäuseseitenwand 4 eine metallische Zwischenschicht 7 angeordnet ist, die wie der Pol P2 aus Kupfer oder alternativ aus Nickel gebildet ist.To a simple and low-loss electrical connection of the formed as a cathode pole P2 to the housing side wall 4 to allow, is further provided according to the invention, that between the pole P2 and the housing side wall 4 a metallic intermediate layer 7 is arranged, which is like the pole P2 made of copper or alternatively made of nickel.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Zwischenschicht 7 zumindest im Bereich des als Kathode ausgebildeten Pols P2, insbesondere als Streifen ausgebildet, angeordnet. Beispielsweise entsprechen die Abmessungen der Zwischenschicht 7 in etwa den Abmessungen des Pols P2, insbesondere überdeckt die Zwischenschicht 7 den Pol P2 vollständig. Somit ist eine optimale elektrische Anbindung des Pols P2 an die Zwischenschicht 7 und daraus folgend an die Gehäuseseitenwand 4 mit einem sehr geringen Übergangswiderstand bei gleichzeitig geringem Material- und Kostenaufwand erzielbar. Daraus resultiert wiederum ein geringes Gesamtgewicht der Einzelzelle 1, was insbesondere bei einer Anwendung einer aus mehreren Einzelzellen 1 gebildeten Batterie in einer mobilen Anwendung, vorzugsweise in einem Fahrzeug, zu verschiedenen Vorteilen führt, wie z. B. einem geringen Kraftstoffverbrauch oder einer verbesserten Gewichtsverteilung und daraus folgend zu einem verbesserten Fahrverhalten im Fahrzeug.In the illustrated embodiment of the invention, the intermediate layer 7 at least in the region of the pole formed as a cathode P2, in particular formed as a strip arranged. For example, the dimensions of the intermediate layer correspond 7 in about the dimensions of the pole P2, in particular covers the intermediate layer 7 the pole P2 completely. Thus, an optimal electrical connection of the pole P2 to the intermediate layer 7 and consequent to the housing side wall 4 achievable with a very low contact resistance at the same time low material and cost. This in turn results in a low total weight of the single cell 1 which is especially true when using one of several single cells 1 formed battery in a mobile application, preferably in a vehicle, leads to various benefits, such. As a low fuel consumption or improved weight distribution and consequent improved driving behavior in the vehicle.

Dabei kann die Zwischenschicht einerseits eine Platte sein, welche insbesondere mit der Gehäuseseitenwand 4 verpresst und/oder verschweißt wird. Die Verpressung und/oder Verschweißung der Zwischenschicht 7 mit der Gehäuseseitenwand 4 sind einfach und kostengünstig realisierbar und erzeugen eine stoffschlüssige Verbindung der Zwischenschicht 7 mit der Gehäuseseitenwand 4, wobei aufgrund des geringen Übergangswiderstandes elektrische Verluste minimal sind.In this case, the intermediate layer on the one hand be a plate, which in particular with the housing side wall 4 pressed and / or welded. The pressing and / or welding of the intermediate layer 7 with the housing side wall 4 are easy and inexpensive to implement and produce a material connection of the intermediate layer 7 with the housing side wall 4 , wherein due to the low contact resistance electrical losses are minimal.

Andererseits kann die Zwischenschicht 7 aus einer Folie gebildet sein, wobei diese vorzugsweise auf die Gehäuseseitenwand 4 aufgewalzt, aufgedruckt oder elektrochemisch aufgebracht ist. Die Dicke der Zwischenschicht 7 vorzugsweise derart bemessen, dass diese insbesondere hinreichend klein und auf eine geringe Bauraumhöhe optimiert ist, jedoch gleichzeitig eine einfache und elektrisch optimale Anbindung des Pols P2 an die Zwischenschicht 7 und somit an die Gehäuseseitenwand 4 ermöglicht. Weiterhin wird durch das Aufbringen der Folie eine Anbindung der Zwischenschicht 7 über deren gesamte Fläche an die Gehäuseseitenwand 4 erzielt, so dass eine große Strom tragende Fläche entsteht.On the other hand, the intermediate layer 7 be formed of a film, which preferably on the housing side wall 4 rolled, printed or applied electrochemically. The thickness of the intermediate layer 7 preferably dimensioned such that this particular is sufficiently small and optimized to a small space height, but at the same time a simple and electrically optimal connection of the pole P2 to the intermediate layer 7 and thus to the housing side wall 4 allows. Furthermore, by the application of the film, a connection of the intermediate layer 7 over its entire surface to the housing side wall 4 achieved, so that a large current-carrying surface is created.

Zur Bildung des Zellgehäuses 2 werden die Gehäuseseitenwände 3 und 4 stoff-, form- und/oder kraftschlüssig an dem Rahmen 5 befestigt. Aus dieser Befestigung resultiert neben der hohen Stabilität eine dichte Ausführung des Zellgehäuses 2, so dass keine Fremdstoffe in dieses eindringen können. Weiterhin ist sichergestellt, dass ein nach der Befestigung der Gehäuseseitenwände 3, 4 an dem Rahmen 5 eingefülltes Elektrolyt nicht austreten kann und ein Umfeld der aus den Einzelzellen 1 gebildeten Batterie schädigt. Zur Einfüllung des Elektrolyts weist der Rahmen 5 vorzugsweise eine nicht näher dargestellte Einfüllöffnung auf, welche nach dem Einfüllen des Elektrolyts verschließbar ist.To form the cell case 2 become the housing side walls 3 and 4 material, positive and / or non-positive on the frame 5 attached. This attachment results in addition to the high stability, a dense version of the cell housing 2 , so that no foreign substances can penetrate into this. Furthermore, it is ensured that after fixing the housing side walls 3 . 4 on the frame 5 filled electrolyte can not escape and an environment of the single cells 1 damaged battery damages. To fill the electrolyte, the frame 5 Preferably, a filling opening, not shown, which can be closed after filling of the electrolyte.

Eine derartige stoff-, form- und/oder kraftschlüssige Befestigung erfolgt in nicht näher dargestellter Weise z. B. mittels Kleben, Verschweißen und/oder Verbindungselementen, um eine hohe Stabilität der Verbindung zwischen den Gehäuseseitenwänden 3, 4 und dem Rahmen 5 zu erreichen.Such a material, positive and / or non-positive attachment is carried out in a manner not shown z. B. by gluing, welding and / or fasteners to a high stability of the connection between the housing side walls 3 . 4 and the frame 5 to reach.

Bei den Verbindungselementen handelt es sich insbesondere um Nieten, den Rahmen 5 zumindest randseitig umgreifende fahnenartige Verlängerungen der Gehäuseseitenwände 3, 4 und/oder an dem Rahmen 5 angeformte Halteelemente. Zur Erzeugung einer form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung weisen die Gehäuseseitenwände 3, 4 und/oder der Rahmen 5 vorzugsweise nicht näher dargestellte, zu den jeweiligen Verbindungselementen korrespondierende Formen oder Aussparungen auf.The fasteners are in particular rivets, the frame 5 at least at the edge embracing flag-like extensions of the housing side walls 3 . 4 and / or on the frame 5 molded holding elements. To produce a positive and / or non-positive connection, the housing side walls 3 . 4 and / or the frame 5 preferably not shown in detail, corresponding to the respective connecting elements forms or recesses.

Auch eine Anbindung der Gehäuseseitenwände 3, 4 mittels eines Heißpressverfahrens ist möglich, wobei Bereiche des Rahmens 5 zumindest oberflächig aufgeschmolzen werden und somit mit den Gehäuseseitenwänden 3, 4 verbunden werden.Also a connection of the housing side walls 3 . 4 by means of a hot pressing process is possible, with areas of the frame 5 melted at least on the surface and thus with the housing side walls 3 . 4 get connected.

Aus der stoff-, form- und/oder kraftschlüssigen Befestigung der Gehäuseseitenwände 3, 4 an dem Rahmen 5 resultiert neben der hohen Stabilität eine dichte Ausführung des Zellengehäuses, so dass keine Fremdstoffe in dieses eindringen können. Weiterhin ist sichergestellt, dass ein nach der Befestigung der Gehäuseseitenwände 3, 4 an dem Rahmen 5 eingefülltes Elektrolyt nicht austreten kann und ein Umfeld der aus den Einzelzellen 1 gebildeten, nicht näher dargestellten Batterie schädigt. Zur Einfüllung des Elektrolyts weist der Rahmen 5 vorzugsweise eine nicht näher dargestellte Einfüllöffnung auf, welche nach dem Einfüllen verschließbar ist.From the material, positive and / or non-positive attachment of the housing side walls 3 . 4 on the frame 5 In addition to the high stability results in a dense design of the cell housing, so that no foreign matter can penetrate into this. Furthermore, it is ensured that after fixing the housing side walls 3 . 4 on the frame 5 filled electrolyte can not escape and an environment of the single cells 1 formed, not shown damaged battery. To fill the electrolyte, the frame 5 Preferably, a filling opening, not shown, which can be closed after filling.

Durch die Befestigung der Gehäuseseitenwände 3, 4 an dem Rahmen 5 sind die Pole P1 und P2 des Elektrodenstapels 6 vorzugsweise mit den Gehäuseseitenwänden 3, 4 und kathodenseitig mit der Zwischenschicht 7 verpresst, so dass eine elektrische Verbindung zwischen den Polen P1 und P2 und den zughörigen Gehäuseseitenwänden 3, 4 ausgebildet ist.By attaching the housing side walls 3 . 4 on the frame 5 are the poles P1 and P2 of the electrode stack 6 preferably with the housing side walls 3 . 4 and on the cathode side with the intermediate layer 7 pressed, so that an electrical connection between the poles P1 and P2 and the associated housing side walls 3 . 4 is trained.

Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, die Pole P1 und P2 mit den Gehäuseseitenwänden 3, 4 zu verschweißen, wobei während des Schweißens eine oder mehrere Schweißnähte und/oder Schweißpunkte erzeugt werden. In bevorzugter Weise werden bei dem Schweißen die Gehäuseseitenwände 3, 4 sowie weiter in der Tiefe die die Pole P1, P2 bildenden Stromableiterfahnen des Elektrodenstapels 6 und kathodenseitig die Zwischenschicht partiell aufgeschmolzen, so dass mit einer Schweißnaht und/oder einem Schweißpunkt alle die Pole P1, P2 bildenden Stromableiterfahnen sowie die entsprechende elektrisch leitende Gehäuseseitenwand 3 oder 4 insbesondere in einem Schritt miteinander verschweißt werden.Alternatively or additionally, it is possible to connect the poles P1 and P2 to the housing side walls 3 . 4 to weld, during welding one or more welds and / or welds are generated. Preferably, in the welding, the housing side walls 3 . 4 and further in the depth of the poles P1, P2 forming Stromableiterfahnen the electrode stack 6 and the cathode side, the intermediate layer partially melted, so that with a weld and / or a weld all the poles P1, P2 forming Stromableiterfahnen and the corresponding electrically conductive housing side wall 3 or 4 in particular welded together in one step.

Gemäß einer nicht näher dargestellten Weiterführung der Erfindung werden die Stromableiterfahnen in einem gesonderten Verfahren vor der Erzeugung der elektrische leitfähigen Verbindung mit den Gehäuseseitenwänden 3, 4 zu den Polen P1, P2 verpresst und/oder verschweißt.According to a continuation of the invention, not further illustrated, the current collector tabs are in a separate process prior to the generation of the electrically conductive connection with the housing side walls 3 . 4 pressed to the poles P1, P2 and / or welded.

2 zeigt die Einzelzelle 1 gemäß 1, wobei der als Kathode ausgebildete Pol P2 des Elektrodenstapels 6 elektrisch mit der Gehäuseseitenwand 4 verbunden ist. Diese elektrische Verbindung wird insbesondere vor der Befestigung der Gehäuseseitenwände 3, 4 an dem Rahmen, vorzugsweise mittels eines Schweißverfahrens, erzeugt, wobei der Pol P2 mit der aus Kupfer oder Nickel gebildeten Zwischenschicht 7 verschweißt wird. 2 shows the single cell 1 according to 1 , wherein the cathode formed as a pole P2 of the electrode stack 6 electrically with the housing side wall 4 connected is. This electrical connection is in particular before the attachment of the housing side walls 3 . 4 on the frame, preferably by means of a welding process, wherein the pole P2 is formed with the intermediate layer formed of copper or nickel 7 is welded.

3 zeigt die Fügestelle zwischen dem als Kathode ausgebildeten Pol P2 des Elektrodenstapels 6, der Zwischenschicht 7 und der Gehäuseseitenwand 4 in einer vergrößerten Detaildarstellung, welche neben der Anbindung des Pols P2 an der Zwischenschicht 7 und somit der Gehäuseseitenwand 4 die Anordnung der einzelnen Elektroden 6.1 und 6.2 und des zwischen diesen angeordneten Separators 6.3 verdeutlichen. 3 shows the joint between the formed as a cathode pole P2 of the electrode stack 6 , the intermediate layer 7 and the housing side wall 4 in an enlarged detail, which in addition to the connection of the pole P2 to the intermediate layer 7 and thus the housing side wall 4 the arrangement of the individual electrodes 6.1 and 6.2 and the separator arranged between them 6.3 clarify.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Einzelzellesingle cell
22
Zellgehäusecell case
33
GehäuseseitenwandHousing sidewall
3.13.1
SeitenwandelementSide wall member
44
GehäuseseitenwandHousing sidewall
4.14.1
SeitenwandelementSide wall member
55
Rahmenframe
66
Elektrodenstapelelectrode stack
6.16.1
Elektrodeelectrode
6.26.2
Elektrodeelectrode
6.36.3
Separatorseparator
77
Zwischenschichtinterlayer
P1P1
Polpole
P2P2
Polpole

Claims (19)

Batterie mit seriell und/oder parallel miteinander verschalteten Einzelzellen (1), wobei die Einzelzelle (1) jeweils aus einem Elektrodenstapel (6) gebildet ist, dessen einzelne Elektroden (6.1, 6.2) unterschiedlicher Polarität, durch einen Separator (6.3) voneinander isolierend getrennt sind, wobei Elektroden (6.1, 6.2) gleicher Polarität elektrisch leitend miteinander zu einem Pol (P1, P2) verbunden und die Pole (P1, P2) des Elektrodenstapels (6) jeweils elektrisch mit einer elektrisch leitfähigen Gehäuseseitenwand (3, 4) verbunden sind, wobei die Elektroden (6.1) der Anode aus Aluminium, die Elektroden (6.2) der Kathode aus Kupfer und die Gehäuseseitenwände (3, 4) aus Aluminium gebildet sind, wobei die dem als Kathode ausgebildeten Pol (P2) zugewandte Gehäuseseitenwand (4) innenseitig eine metallische Zwischenschicht (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelzellen (19) zur Ableitung während des Betriebes der Batterie erzeugter Verlustwärme Wärme leitend mit einer Wärmeleitplatte verbunden sind und dass die Gehäuseseitenwände (3,4) auf einer der Wärmeleitplatte zugewandten Seite jeweils ein zumindest abschnittweise über die Länge der Einzelzelle (1) hinausgehendes Seitenwandelement (3.1, 4.1) aufweisen, das gegenüber der jeweiligen Gehäuseseitenwand (3, 4) in Richtung zum Zelleninneren abgewinkelt ist.Battery with serial and / or parallel interconnected single cells ( 1 ), whereby the single cell ( 1 ) each from an electrode stack ( 6 ) is formed, whose individual electrodes ( 6.1 . 6.2 ) of different polarity, by a separator ( 6.3 ) are insulated from each other, wherein electrodes ( 6.1 . 6.2 ) of the same polarity are electrically connected to one another to a pole (P1, P2) and the poles (P1, P2) of the electrode stack ( 6 ) each electrically connected to an electrically conductive housing side wall ( 3 . 4 ), the Electrodes ( 6.1 ) of the anode made of aluminum, the electrodes ( 6.2 ) the copper cathode and the housing sidewalls ( 3 . 4 ) are formed of aluminum, wherein the cathode side designed as a pole (P2) side wall ( 4 ) inside a metallic intermediate layer ( 7 ), characterized in that the individual cells ( 19 ) heat dissipated during operation of the battery loss heat heat are connected to a heat conducting plate and that the housing side walls ( 3 . 4 ) in each case at least in sections over the length of the single cell on a side facing the heat-conducting plate ( 1 ) outgoing side wall element ( 3.1 . 4.1 ), which relative to the respective housing side wall ( 3 . 4 ) is angled towards the cell interior. Batterie mit Einzelzellen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (7) zumindest im Bereich des als Kathode ausgebildeten Pols (P2) angeordnet ist.Battery with single cells ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the intermediate layer ( 7 ) is arranged at least in the region of the pole formed as a cathode (P2). Batterie mit Einzelzellen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (7) aus einer Folie gebildet ist.Battery with single cells ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the intermediate layer ( 7 ) is formed of a film. Batterie mit Einzelzellen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (7) als Platte ausgebildet ist.Battery with single cells ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the intermediate layer ( 7 ) is formed as a plate. Batterie mit Einzelzellen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein nach außerhalb des Elektrodenstapels (6) geführter Randbereich der jeweiligen Elektrodenfolie (6.1, 6.2) eine Stromableiterfahne bildet, wobei die Stromableiterfahnen einer Polarität elektrisch leitend miteinander zu einem Pol (P1, P2) verbunden sind.Battery with single cells ( 1 ) according to claim 1, characterized in that an outward of the electrode stack ( 6 ) guided edge region of the respective electrode foil ( 6.1 . 6.2 ) forms a Stromableiterfahne, wherein the Stromableiterfahnen a polarity are electrically connected to one another to a pole (P1, P2). Batterie mit Einzelzellen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zellgehäuse (2) jeweils zwei Gehäuseseitenwände (3, 4) umfasst, zwischen welchen ein randseitig umlaufender sowie elektrisch isolierender Rahmen (5) angeordnet ist.Battery with single cells ( 1 ) according to claim 1, characterized in that a cell housing ( 2 ) two housing side walls ( 3 . 4 ), between which an edge peripheral and electrically insulating frame ( 5 ) is arranged. Batterie mit Einzelzellen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pole (P1, P2) des Elektrodenstapels (6) mit den Gehäuseseitenwänden (3, 4) verpresst und/oder verschweißt sind.Battery with single cells ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the poles (P1, P2) of the electrode stack ( 6 ) with the housing side walls ( 3 . 4 ) are pressed and / or welded. Batterie mit Einzelzellen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (6.1, 6.2) unterschiedlicher Polarität mit einem Anodenmaterial oder einem Kathodenmaterial beschichtete Elektrodenfolien aufweisen.Battery with single cells ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the electrodes ( 6.1 . 6.2 ) having different polarity with an anode material or a cathode material coated electrode films. Batterie mit Einzelzellen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Separator (6.3) eine Separatorfolie ist.Battery with single cells ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the separator ( 6.3 ) is a Separatorfolie. Batterie mit Einzelzellen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (7) aus Kupfer oder aus Nickel gebildet ist.Battery with single cells ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the intermediate layer ( 7 ) is formed of copper or nickel. Verfahren zur Herstellung einer Batterie mit seriell und/oder parallel miteinander verschalteten Einzelzellen (1), wobei die Einzelzelle (1) jeweils aus einem Elektrodenstapel (6) gebildet wird, dessen einzelne Elektroden (6.1, 6.2) unterschiedlicher Polarität, durch einen Separator (6.3) voneinander isolierend getrennt werden, wobei Elektroden (6.1, 6.2) gleicher Polarität elektrisch leitend miteinander zu einem Pol (P1, P2) verbunden und die Pole (P1, P2) des Elektrodenstapels (6) jeweils elektrisch mit einer elektrisch leitfähigen Gehäuseseitenwand (3, 4) verbunden werden, wobei die Elektroden (6.1) der Anode aus Aluminium, die Elektroden (6.2) der Kathode aus Kupfer gebildet und die Gehäuseseitenwände (3, 4) aus Aluminium gebildet werden, wobei auf eine Innenseite der dem als Kathode ausgebildeten Pol (P2) zugewandten Gehäuseseitenwand (4) eine aus Kupfer oder aus Nickel gebildete Zwischenschicht (7) aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass in die Batterie eine Wärmeleitplatte eingebracht wird und die Gehäuseseitenwände (3,4) mit einem auf einer der Wärmeleitplatte zugewandten Seite jeweils zumindest abschnittweise über die Länge der Einzelzelle (1) hinausgehendes Seitenwandelement (3.1, 4.1) ausgebildet werden, das gegenüber der jeweiligen Gehäuseseitenwand (3, 4) in Richtung zum Zelleninneren abgewinkelt wird.Method for producing a battery with individual cells connected in series and / or in parallel ( 1 ), whereby the single cell ( 1 ) each from an electrode stack ( 6 ) whose individual electrodes ( 6.1 . 6.2 ) of different polarity, by a separator ( 6.3 ) are isolated from each other, wherein electrodes ( 6.1 . 6.2 ) of the same polarity are electrically connected to one another to a pole (P1, P2) and the poles (P1, P2) of the electrode stack ( 6 ) each electrically connected to an electrically conductive housing side wall ( 3 . 4 ), the electrodes ( 6.1 ) of the anode made of aluminum, the electrodes ( 6.2 ) the cathode is formed of copper and the housing side walls ( 3 . 4 ) are formed of aluminum, wherein on an inner side of the cathode-side formed as a pole (P2) side wall ( 4 ) an intermediate layer formed of copper or of nickel ( 7 ) is applied, characterized in that in the battery, a heat conducting plate is introduced and the housing side walls ( 3 . 4 ) with a side facing the heat conducting plate in each case at least in sections over the length of the individual cell ( 1 ) outgoing side wall element ( 3.1 . 4.1 ) are formed, which relative to the respective housing side wall ( 3 . 4 ) is angled towards the cell interior. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (7) mit der dem als Kathode ausgebildeten Pol (P2) zugewandten Gehäuseseitenwand (4) verpresst und/oder verschweißt wird.Method according to claim 11, characterized in that the intermediate layer ( 7 ) with the cathode side formed as a pole (P2) facing housing side wall ( 4 ) is pressed and / or welded. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (7) auf die dem als Kathode ausgebildeten Pol (P2) zugewandten Gehäuseseitenwand (4) aufgedruckt, aufgewalzt oder elektrochemisch aufgebracht wird.Method according to claim 11, characterized in that the intermediate layer ( 7 ) on the cathode side designed as a pole (P2) facing the housing side wall ( 4 ) is printed, rolled or applied electrochemically. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseseitenwände (3, 4) und die Pole (P1, P2) zu einer elektrischen Verbindung miteinander verpresst und/oder verschweißt werden.Method according to claim 11, characterized in that the housing side walls ( 3 . 4 ) and the poles (P1, P2) are pressed together and / or welded together for electrical connection. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zellgehäuse (2) aus zwei elektrisch leitenden Gehäuseseitenwänden (3, 4) gebildet wird, wobei zwischen den Gehäuseseitenwänden (3, 4) ein randseitig umlaufender sowie elektrisch isolierender Rahmen (5) angeordnet wird.Method according to claim 11, characterized in that a cell housing ( 2 ) of two electrically conductive housing side walls ( 3 . 4 ) is formed, wherein between the housing side walls ( 3 . 4 ) a peripherally rotating and electrically insulating frame ( 5 ) is arranged. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseseitenwände (3, 4) form-, stoff- und/oder kraftschlüssig an dem Rahmen (5) befestigt werden.Method according to claim 11, characterized in that the housing side walls ( 3 . 4 ) shape-, material and / or non-positive on the frame ( 5 ) are attached. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Elektroden (6.1, 6.2) unterschiedlicher Polarität mit einem Anodenmaterial oder einem Kathodenmaterial beschichtete Elektrodenfolien (6.3) aufgebracht werden.Method according to one of claims 11 to 16, characterized in that on the electrodes ( 6.1 . 6.2 ) of different polarity with an anode material or a cathode material coated electrode films ( 6.3 ) are applied. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Separator (6.3) als Separatorfolie ausgebildet wird.Method according to one of claims 11 to 17, characterized in that the separator ( 6.3 ) is formed as a separator film. Verwendung einer Batterie mit Einzelzellen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 für ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug.Using a battery with single cells ( 1 ) according to one of claims 1 to 10 for a hybrid vehicle or an electric vehicle.
DE102008059944A 2008-12-02 2008-12-02 Single cell battery, method of making the battery and its use Expired - Fee Related DE102008059944B4 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008059944A DE102008059944B4 (en) 2008-12-02 2008-12-02 Single cell battery, method of making the battery and its use
PCT/EP2009/008488 WO2010063420A2 (en) 2008-12-02 2009-11-28 Individual cell for a battery and method for producing an individual cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008059944A DE102008059944B4 (en) 2008-12-02 2008-12-02 Single cell battery, method of making the battery and its use

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102008059944A1 DE102008059944A1 (en) 2010-06-10
DE102008059944B4 true DE102008059944B4 (en) 2013-03-07

Family

ID=42145415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008059944A Expired - Fee Related DE102008059944B4 (en) 2008-12-02 2008-12-02 Single cell battery, method of making the battery and its use

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102008059944B4 (en)
WO (1) WO2010063420A2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10219424A1 (en) * 2002-05-02 2003-11-20 Varta Microbattery Gmbh Galvanic element with thin electrodes
DE102007063181A1 (en) * 2007-08-06 2009-02-19 Daimler Ag Single cell for a battery and method for its production

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3786146B2 (en) 1997-01-24 2006-06-14 株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション Flat battery
DE10251194B4 (en) * 2002-11-04 2006-12-14 Dilo Trading Ag A method of making a lithium polymer battery precursor and use of the method
US7811707B2 (en) * 2004-12-28 2010-10-12 Boston-Power, Inc. Lithium-ion secondary battery
US7598002B2 (en) * 2005-01-11 2009-10-06 Material Methods Llc Enhanced electrochemical cells with solid-electrolyte interphase promoters

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10219424A1 (en) * 2002-05-02 2003-11-20 Varta Microbattery Gmbh Galvanic element with thin electrodes
DE102007063181A1 (en) * 2007-08-06 2009-02-19 Daimler Ag Single cell for a battery and method for its production

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010063420A2 (en) 2010-06-10
DE102008059944A1 (en) 2010-06-10
WO2010063420A3 (en) 2011-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008059949B4 (en) Battery, method for producing a battery and use of the battery
DE102007063184B4 (en) Single cell for a battery for electrical contacting
DE102007063181A1 (en) Single cell for a battery and method for its production
DE102011076919A1 (en) Battery cell, battery or battery cell module, method for producing a battery cell and motor vehicle
DE102010012996A1 (en) Cell composite useful in lithium-ion battery, comprises predetermined number of parallely and/or serially interconnected single cells, where each single cell has housing made of sheathing plates and electrically insulating housing frame
WO2013023766A1 (en) Housing cover for an electrochemical energy accumulator having a cup-shaped housing and method for producing said housing cover
EP2550694A1 (en) Single cell and battery having a plurality of single cells
DE102016213142A1 (en) Battery cell, battery module and method of manufacture
WO2014040734A2 (en) Insulation of electrochemical energy storage devices
WO2014040677A2 (en) Individual cell for a battery
DE102008059963B4 (en) Single cell for a battery and method for its production
EP2243179B1 (en) Method for producing an individual cell for a battery
DE102008059944B4 (en) Single cell battery, method of making the battery and its use
EP3618147B1 (en) Battery cell and method for manufacturing the same
DE102010050982A1 (en) Single cell e.g. lithium ion single cell, for e.g. lithium ion battery for use in e.g. electric vehicle, has electrically insulating frame, where free space is formed between frame and electro-chemically active electrode stack
DE102008059951B4 (en) Single cell for a battery, method for making a single cell and their use
DE102016205270A1 (en) battery module
DE102022120549A1 (en) Battery with a housing and an electrically insulating covering
DE102013021113A1 (en) Single cell, method for producing a single cell and electric battery
DE102022103702A1 (en) battery cell
DE102009035497A1 (en) Device and method for producing a single cell for a battery
DE102010012938A1 (en) Single cell i.e. frame flat cell, for lithium ion battery in e.g. hybrid car, has electrode film whose boundary area forms holding lugs, where lugs of same positive polarity, strength and substance are connected with one another
DE102022103705A1 (en) battery cell
DE102022111386A1 (en) battery
WO2022136117A1 (en) Battery cell, battery module and electrically powered motor vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: LI-TEC BATTERY GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE

Effective date: 20120725

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final

Effective date: 20130608

R082 Change of representative
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee