DE102009035455A1 - Battery and method of manufacturing a battery - Google Patents

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Abstract

Batterie mit einer Vielzahl von bipolaren Rahmenflachzellen (1), welche zu der Batterie gestapelt sind. Jede der Rahmenflachzellen (1) weist zwei Hüllbleche (2, 4) auf. Die beiden Hüllbleche (2, 4) sind von einem elektrisch isolierenden Rahmen (3) voneinander getrennt. Zwischen den Hüllblechen (2, 4) ist ein Elektrodenstapel (5) aus Anodenfolien (8), Separatorfolien (7) und Kathodenfolien (6) angeordnet. Erfindungsgemäß ist der Rahmen (3) mit einem Diffusionssperrelement (9) versehen. Das Diffusionssperrelement (9) ist dabei mit einem der Hüllbleche (2) verbunden. Ferner wird ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Batterie angegeben.Battery with a plurality of bipolar frame flat cells (1), which are stacked to the battery. Each of the frame flat cells (1) has two cladding sheets (2, 4). The two cladding sheets (2, 4) are separated from one another by an electrically insulating frame (3). An electrode stack (5) composed of anode foils (8), separator foils (7) and cathode foils (6) is arranged between the cladding sheets (2, 4). According to the invention, the frame (3) is provided with a diffusion blocking element (9). The diffusion barrier element (9) is connected to one of the cladding sheets (2). A method for producing such a battery is also specified.

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterie mit einer Vielzahl von bipolaren Rahmenflachzellen, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Batterie mit bipolaren Rahmenflachzellen. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einer solchen Batterie oder einer nach dem Verfahren zum Herstellen erhaltenen Batterie.The The invention relates to a battery having a plurality of bipolar Frame flat cells, according to the closer in the preamble of claim 1 In addition, the invention relates to a method for producing a battery with bipolar Rahmenflachzellen. Further the invention relates to the use of such a battery or a battery obtained by the method of manufacturing.

Batterien mit einem Aufbau aus einer Vielzahl von Batterieeinzelzellen sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Insbesondere können die Batterieeinzelzellen dabei als Rahmenflachzellen aufgebaut sein. Jede der einzelnen Rahmenflachzellen ist aus einem isolierenden Rahmen und zwei elektrisch leitenden Hüllblechen auf jeder Seite des elektrisch isolierenden Rahmens gebildet. Bei derartigen Rahmenflachzellen ist die so genannte bipolare Bauweise häufig anzutreffen. Dies bedeutet, dass die elektrochemisch aktiven Materialien der Rahmenflachzellen mit jeweils einem Pol der Rahmenflachzelle verbunden sind. Die Pole sind dabei auf die Außenfläche des Gehäuses geführt, beispielsweise in Form der Hüllbleche auf jeder der Flachseiten der Rahmenflachzelle. Dieser Aufbau ist prinzipiell aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Anmeldung mit dem Aktenzeichen DE 10 2007 063 181.4 bekannt. Hierin sind Rahmenflachzellen beschrieben, welche mit zwei Hüllblechen versehen sind, sodass jede der Rahmenflachzellen für sich eine selbständige Einheit bildet, und dass eine Vielzahl derartiger Rahmenflachzellen zu einer Batterie gestapelt werden können. Die Batterie mit den bipolaren Rahmenflachzellen weist dann als fertiger Zellenstapel der einzelnen Rahmenflachzellen am einen Ende des Zellenstapels den einen Pol und am anderen Ende des Zellenstapels den anderen Pol auf.Batteries having a configuration of a plurality of battery cells are known from the general state of the art. In particular, the individual battery cells can be constructed as Rahmenflachzellen. Each of the individual frame flat cells is formed of an insulating frame and two electrically conductive cladding sheets on each side of the electrically insulating frame. In such Rahmenflachzellen the so-called bipolar design is often found. This means that the electrochemically active materials of the frame flat cells are each connected to one pole of the frame flat cell. The poles are guided on the outer surface of the housing, for example in the form of the cladding on each of the flat sides of the Rahmenflachzelle. This structure is in principle from the not previously published German application with the file number DE 10 2007 063 181.4 known. Herein, frame flat cells are described, which are provided with two cladding sheets, so that each of the frame flat cells forms an independent unit by itself, and that a plurality of such frame flat cells can be stacked into a battery. The battery with the bipolar Rahmenflachzellen then has as a finished cell stack of the individual Rahmenflachzellen at one end of the cell stack on the one pole and at the other end of the cell stack on the other pole.

Beim Aufbau der Batterie aus den Rahmenflachzellen als Lithium-Ionen-Batterie ist üblicherweise außerdem eine Kühleinrichtung vorgesehen, welche beispielsweise auf einer der Längsseiten des Zellenstapels angeordnet ist. Die in den Rahmenflachzellen entstehende Wärme kann dann über die Hüllbleche der Rahmenflachzellen abgeführt werden, welche diese Wärme in den Bereich der Kühleinrichtung, beispielsweise einer gekühlten Platte, auf einer der Längsseiten der Batterie leiten.At the Construction of the battery from the frame flat cells as a lithium-ion battery is also usually a cooling device provided, for example, on one of the long sides the cell stack is arranged. The resulting in the Rahmenflachzellen Heat can then pass over the cladding of the Frame flat cells are dissipated, which heat this in the area of the cooling device, for example a cooled plate, on one of the long sides of the Lead the battery.

Der typische Einsatzzweck für derartige Batterien liegt beispielsweise in elektrischen, hybridisierten oder teilhybridisierten Antriebssträngen in Transportmitteln, wie z. B. Elektrofahrzeugen oder Hybrid- oder Mildhybridfahrzeugen.Of the Typical application for such batteries is, for example in electrical, hybridized or partially hybridized powertrains in means of transport, such. B. electric vehicles or hybrid or Mild hybrid vehicles.

Jede der einzelnen Rahmenflachzellen ist also aus einem isolierenden Rahmen und zwei elektrisch leitenden Hüllblechen auf jeder Seite des elektrisch isolierenden Rahmens aufgebaut, wobei eines der Hüllbleche gegebenenfalls von zwei der Rahmenflachzellen genutzt sein kann. Im Inneren des elektrisch isolierenden Rahmens sind die aktiven Materialien angeordnet, insbesondere in Form von Anodenfolien und Kathodenfolien, welche jeweils von einem Separator getrennt und elektrisch gegeneinander isoliert werden. Typischerweise können diese Folien hinsichtlich ihrer Polarität abwechselnd gestapelt werden, wobei jeweils ein Separator zwischen den Folien angeordnet wird. Der Elektrodenstapel wird dann in den Rahmen eingelegt. Die Rahmenflachzelle wird bei den Herstellungsverfahren gemäß dem Stand der Technik anschließend verschlossen und die Anoden- bzw. Kathodenfolien können mit dem jeweiligen Hüllblech verschweißt werden, wie es beispielsweise durch die nicht vorveröffentlichte deutsche Anmeldung mit dem Aktenzeichen DE 10 2007 063 181.4 beschrieben ist.Each of the individual frame flat cells is thus constructed of an insulating frame and two electrically conductive cladding sheets on each side of the electrically insulating frame, wherein one of the cladding sheets may optionally be used by two of the frame flat cells. In the interior of the electrically insulating frame, the active materials are arranged, in particular in the form of anode foils and cathode foils, which are each separated from a separator and electrically insulated from one another. Typically, these films can be alternately stacked with respect to their polarity, with one separator each being placed between the films. The electrode stack is then inserted into the frame. The Rahmenflachzelle is then closed in the manufacturing process according to the prior art and the anode or cathode sheets can be welded to the respective Hüllblech, as for example by the not previously published German application with the file number DE 10 2007 063 181.4 is described.

Der Rahmen von solchen Rahmenflachzellen ist dabei typischerweise als Kunststoffrahmen ausgebildet. Üblicherweise ist der Rahmen oder zumindest Teile desselben aus einem thermoplastischen Material ausgeführt, sodass die Hüllbleche oder zumindest eines der Hüllbleche durch ein Heißpressverfahren mit dem Rahmen verbunden und die Rahmenflachzelle so verschlossen werden kann. Nun liegt die Problematik darin, dass durch den Rahmen aus dem Kunststoff einerseits Wassermoleküle in das Innere der Rahmenflachzelle hinein diffundieren können, sodass die Performance der Zelle mit der Zeit reduziert wird und der hohe Wasseranteil Korrosionsprobleme hervorruft. Andererseits kann es auch, insbesondere bei den typischerweise immer gegenüber der Umgebungstemperatur erhöhten Betriebstemperaturen, zu einem Verlust von Elektrolyt kommen, da auch Moleküle des Elektrolyts durch den Kunststoff des Rahmens diffundieren. Auch dies wirkt sich negativ auf die Leistungsfähigkeit und die Lebensdauer der Rahmenflachzelle und damit der aus den Rahmenflachzellen aufgebauten Batterie aus.Of the Frame of such Rahmenflachzellen is typically as Plastic frame formed. Usually the frame or at least parts thereof of a thermoplastic material executed so that the cladding or at least one of the cladding sheets by a hot pressing process connected to the frame and the Rahmenflachzelle so closed can be. Now the problem lies in the fact that through the frame from the plastic on the one hand water molecules in the interior can diffuse into the frame flat cell, so that the performance of the cell is reduced over time and the high Water content causes corrosion problems. On the other hand, it can also especially with the typically always opposite the Ambient temperature increased operating temperatures, to one Loss of electrolyte come as well as molecules of the electrolyte diffuse through the plastic of the frame. This also affects negative for performance and durability the frame flat cell and thus the constructed of the frame flat cells Battery off.

In der nicht vorveröffentlichten älteren Anmeldung DE 10 2008 059 946.8 der Anmelderin wird daher eine Diffusionssperre vorgeschlagen, welche in Form eines Diffusionssperrelements in den Rahmen eingebracht wird. Das Diffusionssperrelement ist dabei beispielsweise als metallischer Einsatz ausgebildet, welcher entsprechend mit dem Kunststoff des Rahmens umspritzt wird.In the not previously published earlier application DE 10 2008 059 946.8 The Applicant is therefore proposed a diffusion barrier, which is introduced in the form of a Diffusionsssperrelements in the frame. The diffusion barrier element is formed, for example, as a metallic insert, which is encapsulated in accordance with the plastic of the frame.

Hinsichtlich der Herstellung einer solchen Rahmenflachzelle hat es sich als notwendig erwiesen, dass die Fixierung des Diffusionssperrelements beispielsweise in einer Spritzgussform über entsprechende Abstandselemente, wie eingesetzte Haltestifte oder dergleichen, realisiert werden muss, um eine sicheres Umspritzen des Diffusionssperrelements und damit eine sichere Verbindung zwischen dem Rahmen und dem entsprechenden Hüllblech zu realisieren. Der Aufbau hat dabei den Nachteil, dass er eine komplizierte Spritzgussform erfordert und dass durch den zusätzlichen Einlegevorgang die Kosten für die Herstellung einer derartigen Rahmenflachzelle erhöht werden. Außerdem hinterlassen die Haltestifte Löcher im Bereich des Rahmens, sodass dieser gegebenenfalls schneller zur Undichtheit neigt, als ein Rahmen ohne derartige Löcher.With regard to the production of such a frame flat cell, it has been found necessary that the fixation of the Diffusionsssperrelements example in an injection mold via corresponding spacers, such as holding pins or the like, must be realized in order to secure overmolding the Diffusionsssperrelements and thus a secure connection between the Frame and the corresponding cladding to realize. The structure has the disadvantage that it requires a complicated injection mold and that the costs for the production of such Rahmenflachzelle be increased by the additional insertion process. In addition, the retaining pins leave holes in the area of the frame, so that this tends to leak faster if necessary, as a frame without such holes.

Es ist nun die Aufgabe der Erfindung eine Batterie aus einer Vielzahl von Rahmenflachzellen zu schaffen, bei denen die Rahmenflachzellen schnell, einfach und kostengünstig hergestellt werden können, und bei denen die Rahmenflachzellen einfach und effizient dicht, und insbesondere auch diffusionsdicht, verschlossen werden können.It Now is the object of the invention, a battery of a variety of Rahmenflachzellen to create, in which the Rahmenflachzellen can be produced quickly, easily and inexpensively, and where the frame flat cells are simply and efficiently sealed, and in particular also diffusion-tight, can be closed.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Batterie mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Ein Verfahren zur Herstellung einer Batterie mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 10 kann die Aufgabe ebenfalls lösen. In den abhängigen Unteransprüchen zur Batterie und zu dem Verfahren sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Batterie bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben.According to the invention this task by the battery with the features in the characterizing part of claim 1. A method for producing a Battery having the features in the characterizing part of the claim 10 can also solve the task. In the dependent Subclaims to the battery and the method are further advantageous embodiments of the invention Battery or the method according to the invention specified.

Die erfindungsgemäße Batterie weist das Diffusionssperrelement also im Rahmen auf, wobei das Diffusionssperrelement außerdem mit einem der Hüllbleche verbunden ist. Damit entsteht ein sehr stabiler Aufbau, bei dem Hüllblech und Diffusionssperrelement eine Einheit bilden, welche in der Produktion auch als Einheit gehandhabt werden kann. Außerdem entsteht eine vergleichsweise große Oberfläche, auf welcher das Material des Rahmens an der Einheit aus Hüllblech und Diffusionssperrelement haften kann, sodass eine sichere Verbindung des Rahmens mit dem Hüllblech und dem Diffusionssperrelement gewährleistet ist.The Battery according to the invention has the diffusion barrier element So in the context of, the diffusion barrier element also connected to one of the cladding sheets. This creates a very stable construction, in the cladding and diffusion barrier element form a unit which in production also acts as a unit can be. In addition, a comparatively large Surface on which the material of the frame on the unit from cladding and diffusion barrier element can adhere, so a secure connection of the frame with the Hüllblech and the diffusion barrier element is ensured.

Eine besonders günstige und vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Batterie sieht ferner vor, dass das Diffusionselement aus einem metallischen Material, insbesondere aus Aluminium oder einer aluminiumhaltigen Legierung ausgebildet ist. Dieses metallische Material stellt eine sehr gute Diffusionssperre sicher, da weder Wasser noch Elektrolyt durch dieses Metall hindurch diffundieren kann. Außerdem ermöglicht das metallische Material der Diffusionssperre eine einfache Verbindung der Sperre und des Hüllblechs. Insbesondere können Diffusionssperrelement und Hüllblech beide aus Aluminium hergestellt werden, so dass diese entweder einstückig ausgebildet werden können oder durch stoffschlüssiges Fügen, wie Schweißen oder dergleichen, leicht miteinander verbunden werden können.A particularly favorable and advantageous development of the invention Battery also provides that the diffusion element of a metallic Material, in particular of aluminum or an aluminum-containing Alloy is formed. This metallic material represents a very good diffusion barrier safe, since neither water nor electrolyte can diffuse through this metal. Furthermore allows the metallic material of the diffusion barrier a simple connection of the barrier and the cover plate. In particular, diffusion barrier element and cladding can Both are made of aluminum, so these are either one-piece can be formed or by cohesive Joining, such as welding or the like, easily can be connected to each other.

Durch das Umspritzen des Diffusionssperrelements mit dem Rahmen aus Kunststoff wird dabei die Isolierung zwischen dem Diffusionssperrelement und dem gegenüberliegenden Hüllblech, welches die andere Polarität als das mit dem Diffusionssperrelement verbundene Hüllblech aufweist, erreicht. Das Diffusionssperrelement wird dann zwar nicht den gesamten Querschnitt des Rahmens durchdringen, dies ist jedoch für den gewünschten Effekt auch nicht zwingend notwendig. Vielmehr reicht es aus, wenn ein großer Teil der Querschnittsfläche des Rahmens über das Diffusionssperrelement entsprechend gedichtet und für die Diffusion von Wasser und Elektrolyt undurchlässig gemacht wird. Bereits dann ist ein ausreichend guter Dichteffekt aufgrund des Diffusionssperrelements zu erreichen.By the encapsulation of the Diffusionsssperrelements with the frame made of plastic is the insulation between the diffusion barrier element and the opposite cover sheet, which is the other Polarity than that associated with the diffusion barrier element Covering sheet has reached. The diffusion barrier element will not then penetrate the entire cross-section of the frame, this However, it is not mandatory for the desired effect necessary. Rather, it is enough if a large part the cross-sectional area of the frame over the diffusion barrier element appropriately sealed and for the diffusion of water and electrolyte is rendered impermeable. Already then is a sufficiently good sealing effect due to the diffusion barrier to reach.

Gemäß einer besonders günstigen und vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Batterie ist es außerdem vorgesehen, dass das Diffusionssperrelement mechanisch so ausgestaltet ist, dass es mit dem Material des Rahmens eine formschlüssige Verbindung ausbildet. Um das sichere Anhaften des mit dem Diffusionssperrelement verbundenen Hüllblechs an dem Rahmen, welcher beispielsweise angespritzt werden kann, sicherzustellen, ist das Diffusionssperrelement mechanisch so ausgebildet, dass es diese Verbindung durch eine formschlüssige Verbindung unterstützt. Hierfür könnten beispielsweise entsprechende Bereiche des Diffusionssperrelements mit einer definierten Rauheit, mit Hinterschnitten oder partiellen Durchbrüchen, welche den Diffusionsquerschnitt nicht deutlich erhöhen, versehen werden. Dadurch wird dann eine formschlüssige Verklammerung des Kunststoffmaterials des Rahmens mit dem Diffusionssperrelement und damit letztlich auch mit dem mit dem Diffusionssperrelement verbundenen Hüllblech erreicht.According to one Particularly favorable and advantageous development of It is also battery according to the invention provided that the diffusion barrier element designed mechanically is that it is a form-fitting with the material of the frame Compound forms. To secure adherence with the diffusion barrier element connected cover plate to the frame, which for example ensure the diffusion barrier element is mechanically formed so that it is this connection by a positive Connection supported. For this could For example, corresponding areas of Diffusionsssperrelements with a defined roughness, with undercuts or partial Breakthroughs that the diffusion cross section not clear increase, be provided. This will then form a positive Clamping the plastic material of the frame with the diffusion barrier element and thus ultimately with the with the diffusion barrier element achieved connected cladding.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Batterie mit bipolaren Rahmenflachzellen sieht vor, dass für jede der Rahmenflachzellen, welche später zu der Batterie gestapelt werden, in einem ersten Schritt ein Diffusionssperrelement mit einem ersten Hüllblech verbunden oder an diesem ausgebildet wird. Das Diffusionssperrelement wird also fest mit dem Hüllblech verbunden oder einstückig an diesem ausgebildet. Damit entsteht eine Einheit aus dem ersten Hüllblech und dem Diffusionssperrelement, welche als solche Einheit im weiteren Produktionsprozess gemeinsam gehandhabt werden kann. Im nächsten Verfahrensschritt wird dann ein Rahmen an das erste mit dem Diffusionssperrelement versehene Hüllblech angeformt. Dieses Anformen kann insbesondere durch Spritzgießen oder Spritzprägen erfolgen, sodass wieder eine fest verbundene Einheit aus dem ersten Hüllblech, dem Diffusionssperrelement und dem Rahmen entsteht. In diesen Aufbau wird dann im darauffolgenden Verfahrensschritt ein Elektrodenstapel aus Anodenfolien, Separatorfolien und Kathodenfolien positioniert. In einem abschließenden Schritt wird dann mit dem zweiten Hüllblech die Rahmenflachzelle verschlossen. Hierfür kann das zweite Hüllblech beispielsweise aufgeklebt oder über Heißpressen mit dem Kunststoffmaterial des Rahmens, welches dann zumindest teilweise thermoplastisch ausgebildet sein muss, verbunden werden.The inventive method for producing a battery with bipolar Rahmenflachzellen provides that for each of the Rahmenflachzellen, which are later stacked to the battery, in a first step, a diffusion barrier element is connected to a first cladding sheet or formed thereon. The diffusion barrier element is thus firmly connected to the Hüllblech or formed integrally therewith. This results in a unit of the first cover plate and the diffusion barrier element, which can be handled as such unit in the further production process together. In the next method step, a frame is then formed on the first envelope plate provided with the diffusion barrier element. This molding can be done in particular by injection molding or injection compression, so that again a firmly connected unit of the first cladding, the diffusion barrier element and the frame is formed. In this structure is then in the subsequent process step, an electrode stack of anode foils, Separator and cathode foils positioned. In a final step, the Rahmenflachzelle is then closed with the second Hüllblech. For this purpose, the second cladding sheet, for example, glued or hot pressing with the plastic material of the frame, which must then be at least partially formed thermoplastic, are connected.

Dieses sehr effiziente Verfahren zur Herstellung von Rahmenflachzellen, welche anschließend zu der Batterie gestapelt werden, ermöglicht eine sehr einfache und kostengünstige Herstellung einer erfindungsgemäßen Batterie, so dass hohe Stückzahlen mit vertretbarem Kostenaufwand produziert werden können.This very efficient method for the production of frame flat cells, which are then stacked to the battery allows a very simple and inexpensive production of an inventive Battery, allowing high volumes at a reasonable cost can be produced.

Im ersten Verfahrensschritt wird dabei, wie bereits erwähnt, das Diffusionssperrelement mit dem ersten Hüllblech verbunden oder an diesem ausgebildet. Neben der einstückigen Ausbildung, welche beispielsweise durch Abkanten oder Tiefziehen erfolgen könnte, ist es gemäß einer besonders günstigen und vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass dieses Verbinden des Diffusionssperrelements mit dem ersten Hüllblech durch ein stoffschlüssiges Fügen erfolgt. Insbesondere können hier Verfahren wie Widerstandspressschweißen, Buckelschweißen oder dergleichen verwendet werden. Dies ermöglicht in einem einfachen und leicht beherrschbaren Produktionsablauf ein sicheres, festes und dauerhaftes Verbinden des Diffusionssperrelements mit dem ersten Hüllblech.in the the first step in the process is, as already mentioned, connected the diffusion barrier element with the first cover plate or trained at this. In addition to the one-piece training, which could be done for example by folding or deep drawing, it is according to a particularly favorable and advantageous embodiment of the invention provided that this Connecting the Diffusionsssperrelements with the first Hüllblech takes place by a cohesive joining. Especially Here, methods such as resistance pressure welding, Projection welding or the like can be used. this makes possible in a simple and easy-to-control production process secure, firm and permanent bonding of the diffusion barrier with the first cover plate.

Alternativ dazu wären andere Herstellungsverfahren möglich, beispielsweise ein Durchsetzfügen, bei dem in das Hüllblech eine entsprechende Form eingeprägt wird, welche dann eine formschlüssige Verbindung mit dem Diffusionssperrelement während des Prägeschritts eingeht. Alternativ dazu ist es selbstverständlich auch denkbar, das Diffusionssperrelement durch Kleben oder dergleichen zu fixieren.alternative this would allow other manufacturing processes, For example, a clinching, in which in the cladding a corresponding shape is impressed, which then a positive connection with the diffusion barrier element during received the embossing step. Alternatively, it goes without saying also conceivable, the diffusion barrier element by gluing or the like to fix.

Alles in allem erlaubt das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren den kostengünstigen Aufbau einer Batterie aus den entsprechenden Rahmenflachzellen, welche einfach, kostengünstig und robust hergestellt werden kann. Insbesondere für Nutzfahrzeuge und Personenkraftwagen mit elektrischen Antrieben oder Hybridantrieben kann die Batterie besonders günstig und effizient eingesetzt werden. Aufgrund der oben schon genannten Vorteile ist sie für diese Verwendung, insbesondere in einer Ausbildung als Lithium-Ionen-Batterie, prädestiniert.Everything in all, the production method according to the invention allows the cost-effective construction of a battery from the corresponding Frame flat cells, which are simple, inexpensive and robust can be produced. Especially for commercial vehicles and passenger cars with electric drives or hybrid drives the battery can be used very cheaply and efficiently become. Because of the advantages already mentioned above, it is for them Use, in particular in a form of lithium-ion battery, predestined.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Batterie und des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung der Batterie mit Rahmenflachzellen und der Verfahrensschritte zu ihrer Herstellung, anhand der beigefügten Figuren.Further advantageous embodiments of the battery and the invention Method emerge from the remaining subclaims and from the following description of the battery with frame flat cells and the process steps for their preparation, with reference to the attached Characters.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 eine Explosionsdarstellung einer bipolaren Rahmenflachzelle; 1 an exploded view of a bipolar Rahmenflachzelle;

2 eine Explosionsdarstellung eines Diffusionssperrelements und eines ersten Hüllblechs; 2 an exploded view of a Diffusionsssperrelements and a first Hüllblechs;

3 die Darstellung gemäß 2 in verbundenem Zustand von Diffusionssperrelement und erstem Hüllblech; 3 the representation according to 2 in the connected state of the diffusion barrier element and the first cover plate;

4 eine Schnittdarstellung durch eine Rahmenflachzelle gemäß der Erfindung; 4 a sectional view through a Rahmenflachzelle according to the invention;

5 eine Ausschnittsvergrößerung eines Randbereichs der Darstellung in 4; 5 an enlarged detail of an edge region of the representation in 4 ;

6 die Darstellung analog 5 in einer weiteren Ausführungsform; 6 the representation analog 5 in a further embodiment;

7 eine Draufsicht auf ein erstes Hüllblech in einer weiteren möglichen Ausführungsform; und 7 a plan view of a first cladding sheet in another possible embodiment; and

8 eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnitts aus 7 mit angespritztem Rahmen. 8th a sectional view of an enlarged section of 7 with molded frame.

In 1 ist eine bipolare Rahmenflachzelle 1 in einer Explosionsdarstellung zu erkennen. Die spätere Rahmenflachzelle 1 besteht dabei aus einem ersten Hüllblech 2, welches beispielsweise das Hüllblech 2 der Anodenseite bildet. Dieses erste Hüllblech 2 ist über einen Rahmen 3 von einem zweiten Hüllblech 4 getrennt, welches in diesem Beispiel dann das Hüllblech 4 der Kathodenseite wäre. Beide Hüllbleche 2, 4 weisen auf einer Seite entsprechende Abkantungen 2a, 4a auf. Diese Abkantungen 2a, 4a sind so ausgeführt, dass sie auf einer Seite der späteren Rahmenflachzelle 1 nebeneinander liegen, jedoch so, dass sie nicht in elektrischem Kontakt zueinander kommen. Der Sinn und die Aufgabe der Abkantungen 2a, 4a der jeweiligen Hüllbleche 2, 4 besteht nun darin, dass sie typischerweise auf der Seite angeordnet sind, auf der die Rahmenflachzelle 1 später, wenn mehrere der Rahmenflachzellen 1 zu einer Batterie gestapelt sind, im Allgemeinen über eine elektrisch isolierende, thermisch leitende Folie oder Vergussmasse, mit einer Kühleinrichtung, beispielsweise einer Kühlplatte in Verbindung stehen. Die Abkantungen 2a, 4a der Hüllbleche 2, 4 sorgen nun dafür, dass der Kontakt der Hüllbleche 2, 4 zu der Kühlplatte eine vergleichsweise große Fläche aufweist, sodass von den Hüllblechen 2, 4 aus dem Inneren der Rahmenflachzelle 1 abgeleitete Wärme bestmöglich an die Kühlplatte abgegeben werden kann. Da dieser Aufbau der Kühlung sowie die Anbindung der Kühlplatte an die Rahmenflachzellen 1 an sich bekannt und üblich ist, wird hierauf im Rahmen der hier vorliegenden Erfindung jedoch nicht näher eingegangen.In 1 is a bipolar frame flat cell 1 to recognize in an exploded view. The later frame flat cell 1 consists of a first cover plate 2 , which, for example, the cladding 2 forms the anode side. This first cover sheet 2 is over a frame 3 from a second cover plate 4 separated, which in this example then the cladding 4 the cathode side would be. Both sheaths 2 . 4 have corresponding bends on one side 2a . 4a on. These bends 2a . 4a are designed to be on one side of the later frame flat cell 1 lie next to each other, but in such a way that they do not come into electrical contact with each other. The meaning and the task of the bends 2a . 4a the respective cladding sheets 2 . 4 is now that they are typically located on the side on which the Rahmenflachzelle 1 later, if more of the frame flat cells 1 are stacked to form a battery, generally via an electrically insulating, thermally conductive foil or potting compound, with a cooling device, such as a cooling plate in combination. The bends 2a . 4a the cladding 2 . 4 Now ensure that the contact of the cladding 2 . 4 to the cooling plate has a comparatively large area, so that of the cladding 2 . 4 from inside the frame flat cell 1 derived heat can best be delivered to the cooling plate. Since this structure of the cooling and the connection of the cooling plate to the Rahmenflachzellen 1 is known and customary, but will not be discussed here in the context of the present invention.

Im Inneren des von dem Rahmen 3 umgebenen Bereiches ist das elektrochemisch aktive Material angebracht. Dieses besteht aus einem Elektrodenstapel 5 mit Kathodenfolien 6, Separatoren 7 und Anodenfolien 8. Die Anoden- und Kathodenfolien 8, 6 sind dabei aus Aluminium und Kupfer oder entsprechenden Legierung mit Aluminium und Kupfer gebildet. In der Schnittdarstellung der 4 bzw. in der Vergrößerung der 5 und 6 ist der Elektrodenstapel 5 nochmals im Detail dargestellt. Wie dort zu erkennen ist, besteht dieser aus mehreren der Kathodenfolien 6, welche über den elektrisch isolierenden Separator 7, welcher bevorzugt ebenfalls als Folie ausgebildet ist, von den Anodenfolien 8 getrennt gestapelt sind. Die jeweils von dem Separator 7 getrennten Anodenfolien 8 und Kathodenfolien 6 sind dabei abwechselnd gestapelt. In der Darstellung der 5 ist zu erkennen, dass die Kathodenfolien 6 in einem ersten Anschlussbereich 5a des Elektrodenstapels 5 entsprechend mit dem Hüllblech 4 der Kathodenseite verbunden sind. Dies kann beispielsweise durch Schweißen erfolgen, wie es aus der älteren DE 10 2007 063 181.4 der Anmelderin bekannt ist. Der Aufbau auf der Anodenseite ist dabei vergleichbar. Auch hier sind die Anodenfolien 8 zu einem Anschlussbereich 5b zusammengefasst, welcher dann mit dem anodenseitigen Hüllblech 2 verbunden, beispielsweise verschweißt ist.Inside of the frame 3 surrounded area the electrochemically active material is attached. This consists of an electrode stack 5 with cathode foils 6 , Separators 7 and anode foils 8th , The anode and cathode foils 8th . 6 are made of aluminum and copper or corresponding alloy with aluminum and copper. In the sectional view of 4 or in the enlargement of the 5 and 6 is the electrode stack 5 again shown in detail. As can be seen there, this consists of several of the cathode foils 6 , which via the electrically insulating separator 7 , which is preferably also formed as a film, of the anode foils 8th are stacked separately. Each of the separator 7 separate anode foils 8th and cathode foils 6 are stacked alternately. In the presentation of the 5 it can be seen that the cathode foils 6 in a first connection area 5a of the electrode stack 5 according to the cladding 4 the cathode side are connected. This can be done by welding, for example, as it is from the older DE 10 2007 063 181.4 the applicant is known. The structure on the anode side is comparable. Again, the anode foils 8th to a connection area 5b summarized, which then with the anode-side cladding 2 connected, for example, is welded.

Der Rahmen 3 selbst, welcher beispielsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff ausgebildet und an das erste Hüllblech 2 angespritzt sein kann, verschließt die spätere Rahmenflachzelle 1 dicht gegenüber der Umgebung. Aufgrund des thermoplastischen Kunststoffmaterials des Rahmens ist eine solche Abdichtung durch den Rahmen 3 jedoch nicht diffusionsdicht möglich. Durch das Material des Rahmens 3 können Moleküle des Elektrolyts nach außen oder auch Wassermoleküle von außen nach innen diffundieren. Dies gilt insbesondere für die erhöhten Temperaturen, welchen eine derartige Batterie im Betrieb, beispielsweise bei ihrer Ausbildung als Lithium-Ionen-Batterie, ständig ausgesetzt ist. Diffundiert nun Wasser in das Innere der Rahmenflachzelle 1, so kann es durch das eingedrungene Wasser zu Korrosion in der Rahmenflachzelle 1 kommen. Dies verschlechtert mit der Zeit die Performance der Zelle und kann zu einem frühzeitigen Ausfall der Rahmenflachzelle 1 führen. Andererseits können auch Moleküle des Elektrolyts durch den Rahmen 3 hindurch nach außen diffundieren, sodass ein Mangel an Elektrolyt in der entsprechenden Rahmenflachzelle 1 vorliegt. Auch dies verschlechtert die Performance und führt zu einem frühzeitigen Ausfall der Rahmenflachzelle 1.The frame 3 itself, which, for example, formed from a thermoplastic material and to the first Hüllblech 2 can be injected, closes the later Rahmenflachzelle 1 close to the environment. Due to the thermoplastic material of the frame is such a seal through the frame 3 but not diffusion-tight possible. Through the material of the frame 3 For example, molecules of the electrolyte can diffuse outwards or even water molecules from outside to inside. This applies in particular to the elevated temperatures to which such a battery is constantly exposed during operation, for example in its formation as a lithium-ion battery. Now diffuses water into the interior of the frame flat cell 1 , it may be due to the penetrated water to corrosion in the Rahmenflachzelle 1 come. This deteriorates the performance of the cell over time and can lead to premature failure of the frame flat cell 1 to lead. On the other hand, molecules of the electrolyte can also pass through the frame 3 through to the outside, so that a lack of electrolyte in the corresponding Rahmenflachzelle 1 is present. This also degrades performance and leads to early failure of the frame flat cell 1 ,

Um diese Diffusion weitgehend einzudämmen bzw. zu minimieren, ist im Aufbau des Rahmens 3 daher ein Diffusionssperrelement 9 vorgesehen. In der Darstellung der 2 ist dieses Diffusionssperrelement 9 explizit gezeigt, während es in der Darstellung der 1 im Inneren des Rahmens 3 liegt und daher nicht zu erkennen ist. Das Diffusionssperrelement 9 ist nun so ausgebildet, dass es den größten Teil der Querschnittsfläche des Rahmens 3 durchdringt, und die Bereiche, in denen zwischen dem Inneren der Rahmenflachzelle 1 und der Umgebung lediglich der Kunststoff des Rahmens 3 liegt, auf ein Minimum reduziert. Das Diffusionssperrelement 9 kann dabei aus verschiedenen Materialien ausgebildet sein. Grundsätzlich wären hier auch geeignete Kunststoffe, Verbundwerkstoffe oder dergleichen denkbar, welche gegebenenfalls auch eine entsprechende Beschichtung aufweisen können. Da das Diffusionssperrelement 9 später von dem Material des Rahmens 3 vollständig ummantelt wird, muss es keine Eigenschaften aufweisen, welche beim Verschließen der Rahmenflachzelle 1 notwendig sind, die aber natürlich der Rahmen 3 selbst aufweisen muss. Man ist daher bei der Auswahl des Materials für das Diffusionssperrelement 9 relativ frei. Besonders effizient und kostengünstig ist die Ausbildung des Diffusionssperrelements 9 aus einem metallischen Material, insbesondere aus Aluminium. Dieses Material ist einfach und vergleichsweise kostengünstig verfügbar und weist ideale Eigenschaften hinsichtlich der Diffusionsbeständigkeit auf. Außerdem werden die Hüllbleche 2, 4 üblicherweise auch aus Aluminium oder einem vergleichbaren Material gefertigt, sodass hier die Möglichkeit besteht, das Diffusionssperrelement 9 sehr einfach und effizient mit dem ersten Hüllblech 2 zu verbinden.To minimize or minimize this diffusion is in the structure of the frame 3 therefore a diffusion barrier element 9 intended. In the presentation of the 2 is this diffusion barrier element 9 shown explicitly while in the presentation of the 1 inside the frame 3 lies and therefore can not be recognized. The diffusion barrier element 9 is now designed so that it covers most of the cross-sectional area of the frame 3 penetrates, and the areas where between the interior of the frame flat cell 1 and the environment only the plastic of the frame 3 is kept to a minimum. The diffusion barrier element 9 can be made of different materials. In principle, suitable plastics, composite materials or the like would also be conceivable here, which may optionally also have a corresponding coating. Because the diffusion barrier element 9 later on the material of the frame 3 is completely encased, it does not have to have any properties which when closing the frame flat cell 1 necessary, but of course the frame 3 itself must have. It is therefore in the selection of the material for the diffusion barrier element 9 relatively free. Particularly efficient and inexpensive is the formation of the diffusion barrier 9 from a metallic material, in particular aluminum. This material is simple and comparatively inexpensive and has ideal diffusion resistance properties. In addition, the cladding 2 . 4 Usually also made of aluminum or a comparable material, so that there is the possibility of the diffusion barrier element 9 very easy and efficient with the first cover plate 2 connect to.

In der Darstellung der 3 ist ein Aufbau mit dem Diffusionssperrelement 9 und dem ersten Hüllblech 2 zu erkennen. Die Einheit aus Diffusionssperrelement 9 und Hüllblech 2 weist das Diffusionssperrelement 9 fest verbunden mit dem ersten Hüllblech 2 auf. Je nach Material des Diffusionssperrelements 9 kann dieses Verbinden beispielsweise durch ein Kleben erfolgen. Beim Einsatz eines metallischen Diffusionssperrelements 9, insbesondere eines Diffusionssperrelements 9 aus Aluminium, ist es vorteilhaft, dieses über ein stoffschlüssiges Fügen an dem ersten Hüllblech 2 zu befestigen. Die Verbindung kann dann vorzugsweise durch ein Widerstandsschweißen, ein Buckelschweißen, aber auch durch ein Laserschweißen oder dergleichen realisiert werden. Insbesondere das Widerstandsschweißen, wie beispielsweise ein Widerstandspressschweißen, hat dabei den Vorteil, dass es unterschiedliche Materialien verbinden kann, sodass beispielsweise ein Hüllblech aus einem eisen- oder stahlhaltigen Material mit dem Diffusionssperrelement 9 aus Aluminium verbunden werden könnte.In the presentation of the 3 is a structure with the diffusion barrier element 9 and the first cover sheet 2 to recognize. The unit of diffusion barrier element 9 and cladding 2 has the diffusion barrier element 9 firmly connected to the first cover plate 2 on. Depending on the material of the diffusion barrier 9 this connection can be done for example by gluing. When using a metallic diffusion barrier 9 , in particular a diffusion barrier 9 made of aluminum, it is advantageous, this on a cohesive joining to the first cladding 2 to fix. The connection can then be realized preferably by resistance welding, projection welding, but also by laser welding or the like. In particular, the resistance welding, such as a resistance pressure welding, has the advantage that it can connect different materials, so that, for example, a cladding sheet of a ferrous or steel-containing material with the diffusion barrier element 9 made of aluminium could be connected.

Alternative, in der Metallbearbeitung übliche Verfahren zum Verbinden des Hüllblechs 2 mit dem Diffusionssperrelement 9 sind ebenso denkbar, beispielsweise ein Durchsetzfügen oder dergleichen. Grundsätzlich wäre natürlich auch eine Fixierung über Schraubenmittel, Nieten oder dergleichen vorstellbar. Im Allgemeinen wird dies jedoch aufgrund des damit verbundenen Aufwands eher nicht in Betracht gezogen werden.Alternative, common in metalworking method for connecting the Hüllblechs 2 with the diffusion barrier element 9 are also conceivable, for example, a clinching or the like. In principle, of course, a fixation on screw means, rivets or the like would be conceivable. In general, however, this will rather not be considered due to the expense involved.

In der Darstellung der 4, welche einen Querschnitt durch eine Rahmenflachzelle 1 zeigt, ist der Aufbau der gesamten Rahmenflachzelle 1 ist im Detail zu erkennen. Das Diffusionssperrelement 9 ist von dem Kunststoffmaterial des Rahmens 3 an all den Seiten ummantelt, an denen es nicht mit dem ersten Hüllblech 2 verbunden ist. Insbesondere zwischen dem Diffusionssperrelement 9 und dem zweiten Hüllblech 4 ist dies unbedingt notwendig, da bei einem metallischen Diffusionssperrelement 9 dieses das Potential des ersten Hüllblechs 2 aufweist. Das Kunststoffmaterial des Rahmens 3 dient damit zwischen dem Diffusionssperrelement 9 und dem zweiten Hüllblech 4 einer elektrischen Isolierung zwischen dem zweiten Hüllblech 4 und dem Potential des ersten Hüllblechs 2. Außerdem kann das Material des Rahmens 3 in diesem Bereich beim Verschließen der Rahmenflachzelle 1 aufgeschmolzen werden, beispielsweise wenn das zweite Hüllblech 4 durch Heißpressen mit dem Kunststoffmaterial des Rahmens 3 verbunden wird. In der vergrößerten Darstellung der 5 und 6 ist, wie bereits erwähnt, der Elektrodenstapel 5 noch im Detail mit seinen Kathodenfolien 6, seinen Anodenfolien 8 und den Separatoren bzw. Separatorfolien 7 zu erkennen. Außerdem ist in der Darstellung der 5 das Diffusionssperrelement 9 nochmals in einer detaillierten Darstellung zu erkennen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es über eine Schweißverbindung, welche hier als Schweißnaht 10 angedeutet ist, mit dem ersten Hüllblech 2 verbunden. Bei der Herstellung der Rahmenflachzelle 1 kann nun durch das Verbinden des Diffusionssperrelements 9 mit dem ersten Hüllblech 2 eine feste und leicht zu handhabende Baueinheit aus diesen beiden Elementen hergestellt werden. Eine solche Baueinheit kann dann beispielsweise in eine Spritzguss- oder Spritzprägemaschine eingelegt werden, wonach der Rahmen 3 aus dem Kunststoffmaterial entsprechend angeformt wird. Dies ist in einem Schritt möglich, ohne dass Haltestifte, ein zweistufiger Prozess oder dergleichen nötig wären. Dieses Anformen des Rahmens 3 ermöglicht dann eine feste Verbindung zwischen der Einheit aus Diffusionssperrelement 9 und dem ersten Hüllblech 2 mit dem Rahmen 3.In the presentation of the 4 which is a cross section through a frame flat cell 1 shows is the structure of the entire frame flat cell 1 can be seen in detail. The diffusion barrier element 9 is from the plastic material of the frame 3 encased in all the sides where it does not clad with the first cover 2 connected is. In particular between the diffusion barrier element 9 and the second cover sheet 4 this is absolutely necessary, as with a metallic diffusion barrier element 9 this the potential of the first cladding 2 having. The plastic material of the frame 3 thus serves between the diffusion barrier element 9 and the second cover sheet 4 an electrical insulation between the second Hüllblech 4 and the potential of the first cladding 2 , In addition, the material of the frame 3 in this area when closing the frame flat cell 1 be melted, for example, when the second cladding 4 by hot pressing with the plastic material of the frame 3 is connected. In the enlarged view of the 5 and 6 is, as already mentioned, the electrode stack 5 still in detail with its cathode foils 6 , his anode foils 8th and the separators or Separatorfolien 7 to recognize. In addition, in the presentation of the 5 the diffusion barrier element 9 to recognize again in a detailed representation. In this embodiment, it is over a welded joint, which here as a weld 10 is indicated, with the first cover plate 2 connected. In the production of the frame flat cell 1 can now by connecting the Diffusionsssperrelements 9 with the first cover plate 2 a solid and easy-to-use assembly of these two elements are produced. Such a unit can then be inserted, for example, in an injection or injection-molding machine, after which the frame 3 is formed according to the plastic material. This is possible in one step without the need for holding pins, a two-step process or the like. This molding of the frame 3 then allows a firm connection between the unit of diffusion barrier element 9 and the first cover sheet 2 with the frame 3 ,

In der Darstellung der 6 ist in einer alternativen Ausführungsform zu erkennen, dass das Diffusionssperrelement 9 einen Durchbruch 11 aufweist, um eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Diffusionssperrelement 9 und dem Material des Rahmens 3 zu ermöglichen. Neben solchen Durchbrüchen 11 wären auch andere mechanische Mittel geeignet, welche eine formschlüssige Verbindung erleichtern, beispielsweise Hinterschnitte, aufgeraute Bereiche oder dergleichen. Aufgrund des fest mit dem ersten Hüllblech 2 verbundenen Diffusionssperrelements 9 und dem fest mit dem Rahmen 3verbundenen Aufbau aus Hüllblech 2 und Diffusionssperrelement 9 kann somit eine Einheit entstehen, welche im weiteren Herstellungsprozess einfach gehandhabt werden kann.In the presentation of the 6 can be seen in an alternative embodiment that the diffusion barrier element 9 a breakthrough 11 has a positive connection between the diffusion barrier element 9 and the material of the frame 3 to enable. In addition to such breakthroughs 11 Other mechanical means would be suitable which facilitate a positive connection, for example undercuts, roughened areas or the like. Due to the tight with the first cover plate 2 connected Diffusionsssperrelements 9 and that stuck with the frame 3 connected structure of cover plate 2 and diffusion barrier element 9 can thus create a unit that can be easily handled in the further manufacturing process.

Im nächsten Schritt der Herstellung wird dann der Elektrodenstapel 5 in dem Rahmen 3 positioniert. Wie aus der eingangs erwähnten älteren Anmeldung DE 10 2007 063 181.4 der Anmelderin bekannt, können die einzelnen Folien 6, 8 des Elektrodenstapels jeweils im Bereich der Anschlussbereiche 5a, 5b miteinander verschweißt werden. Nach dem Einlegen des Elektrodenstapels 5 in den Aufbau aus erstem Hüllblech 2 und Rahmen 3 wird dann der entsprechende Anschlussbereich 5b mit dem ersten Hüllblech elektrisch leitend verbunden, was ebenfalls durch Schweißen erfolgen kann. Danach wird die Rahmenflachzelle 1 durch das zweite Hüllblech 4 verschlossen, wobei auch hier vor dem Verschließen ein elektrisch leitendes Verbinden des anderen Anschlussbereichs 5a des Elektrodenstapels 5 mit dem weiteren Hüllblech 4 erfolgen kann. Aufgrund der Flexibilität der Anschlussbereiche 5a, 5b gegenüber dem Elektrodenstapel 5 kann der Aufbau dann in Form eines Z aufgeklappt verbleiben, sodass das Anschweißen des Anschlussbereichs 5a an das zweite Hüllblech 4 möglich wird. Danach wird das Hüllblech 4 auf dem Rahmen 3 positioniert und mit diesem verbunden. Dieses Verbinden kann ebenfalls durch Kleben oder dergleichen erfolgen. Aufgrund des typischerweise aus thermoplastischem Material oder zumindest teilweise aus thermoplastischem Material hergestellten Rahmens 3 kann besonders bevorzugt auch ein Heißpressvorgang eingesetzt werden, bei dem das zweite Hüllblech 4 im Bereich, in dem es auf dem Rahmen 3 aufliegt, entsprechend erwärmt und mit dem Rahmen verpresst wird. Das Kunststoffmaterial des Rahmens 3 wird dann zumindest teilweise aufschmelzen und sich mit dem Hüllblech 2 verbinden.In the next step of the production then the electrode stack 5 in the frame 3 positioned. As from the aforementioned earlier application DE 10 2007 063 181.4 the applicant known, the individual films 6 . 8th of the electrode stack in each case in the region of the connection areas 5a . 5b be welded together. After inserting the electrode stack 5 in the construction of the first cover plate 2 and frame 3 then becomes the corresponding connection area 5b electrically connected to the first cladding, which can also be done by welding. Thereafter, the frame flat cell 1 through the second cover sheet 4 closed, in which case before closing an electrically conductive connection of the other connection area 5a of the electrode stack 5 with the further cladding 4 can be done. Due to the flexibility of the connection areas 5a . 5b opposite the electrode stack 5 The structure can then remain unfolded in the form of a Z, so that the welding of the connection area 5a to the second cladding 4 becomes possible. Thereafter, the cladding is 4 on the frame 3 positioned and connected to it. This bonding can also be done by gluing or the like. Due to the typically made of thermoplastic material or at least partially made of thermoplastic material frame 3 It is also particularly preferred to use a hot pressing process in which the second cladding sheet 4 in the area where it is on the frame 3 rests, is heated accordingly and pressed with the frame. The plastic material of the frame 3 will then melt at least partially and with the cladding 2 connect.

Wie in den Schnittdarstellungen der 5 und 6 zu erkennen ist, nimmt das Diffusionssperrelement 9 den größten Teil des Querschnitts des Rahmens 3 zwischen dem Inneren der Rahmenflachzelle 1 und dem Äußeren ein. Dadurch wird die Diffusion zwar nicht gänzlich unterbunden, da geringe Querschnittsbereiche verbleiben, in denen lediglich Kunststoff vorhanden ist, sie wird jedoch weitgehend eingeschränkt und auf ein tolerierbares Minimum reduziert.As in the sectional views of 5 and 6 can be seen, takes the diffusion barrier element 9 most of the cross section of the frame 3 between the interior of the frame flat cell 1 and the exterior. Although the diffusion is not completely prevented, since small cross-sectional areas remain in which only plastic is present, but it is largely limited and a tolerable mini mum reduced.

Der Elektrodenstapel 5 selbst kann dabei schon vor dem Einlegen in den Bereich im Inneren des Rahmens 3 mit dem notwendigen Elektrolyt getränkt sein. Es ist alternativ oder ergänzend hierzu auch denkbar, den Elektrolyt nach dem Fertigstellen der Rahmenflachzelle 1 über eine Öffnung in dem Rahmen 3 und dem Diffusionssperrelement 9 in das Innere der Rahmenflachzelle 1 einzufüllen und die Öffnung dann zu verschließen. Eine solche Öffnung kann beispielsweise durch Bohren oder dergleichen nach der Herstellung der Rahmenflachzelle 1 in diese eingebracht werden. Es ist auch denkbar, dass das Diffusionssperrelement 9 eine entsprechende Öffnung aufweist, und dass die Spritzgussform, in welcher der Rahmen 3 angespritzt wird, einen entsprechenden Dorn oder dergleichen aufweist, welcher sicherstellt, dass im Bereich der Öffnung in dem Diffusionssperrelement 9 auch in Rahmen 3 eine Öffnung verbleibt. Nach dem Einfüllen des Elektrolyts kann diese Öffnung beispielsweise durch einen mittels Reibschweißen oder Ultraschallschweißen angeschweißten Kunststoffpfropfen oder dergleichen verschlossen werden.The electrode stack 5 even before doing so, you can be in the area inside the frame 3 be soaked with the necessary electrolyte. As an alternative or in addition, it is also conceivable to use the electrolyte after completion of the frame flat cell 1 over an opening in the frame 3 and the diffusion barrier element 9 into the interior of the frame flat cell 1 fill and then close the opening. Such an opening may be, for example, by drilling or the like after the production of the Rahmenflachzelle 1 be introduced into this. It is also conceivable that the diffusion barrier element 9 having a corresponding opening, and that the injection mold, in which the frame 3 is injected, having a corresponding mandrel or the like, which ensures that in the region of the opening in the diffusion barrier element 9 also in frame 3 an opening remains. After filling the electrolyte, this opening can be closed, for example, by a plastic plug or the like welded by means of friction welding or ultrasonic welding.

Neben der getrennten Herstellung des Diffusionssperrelements 9 und dem Verbinden des Diffusionssperrelements 9 mit dem ersten Hüllblech 2 ist es grundsätzlich auch denkbar, das Diffusionssperrelement 9 einstückig mit dem ersten Hüllblech 2 auszuführen. In der Darstellung der 7 ist eine solche Möglichkeit gezeigt, bei der das Hüllblech 2 einstückig mit dem Diffusionssperrelement 9 ausgebildet ist. In diesem Fall ist das Diffusionssperrelement über ein Abkanten von Teilen des Hüllblechs 2 hergestellt und damit aus dem Material des Hüllblechs 2 ausgebildet. Aufgrund der technischen Gegebenheiten des Abkantens kann das Hüllblech 2 dabei nicht rechteckig ausgebildet sein, sondern weist in den jeweiligen Ecken kein Material auf. Da dies jedoch für die Funktionalität der Rahmenflachzelle 1 nicht notwendig ist, kann dieser Bereich mit dem Kunststoff des Rahmens 3 entsprechend ausgefüllt werden, sodass dennoch eine rechteckige Rahmenflachzelle 1 entsteht. Außerdem kann durch das Abkanten im Bereich der in den Ecken aufeinandertreffenden Diffusionssperrelemente 9 jeweils ein geringer Spalt verbleiben. Da jedoch zwischen dem Diffusionssperrelement 9 und dem zweiten Hüllblech 4 ohnehin ein geringfügiger Spalt verbleibt, welcher nur mit dem Kunststoff des Rahmens 3 allein verschlossen ist, kann auch ein Spalt in den Ecken, welcher nur mit dem Kunststoffmaterial des Rahmens 3 aufgefüllt ist, toleriert werden. Alternativ dazu wäre es selbstverständlich auch möglich, beispielsweise bei einem Hüllblech 2 aus Aluminium, das Diffusionssperrelement 9 durch Tiefziehen des Hüllblechs 2 in dieses einzubringen. In der Darstellung der 8 ist das so über Abkanten oder Tiefziehen erzeugte Diffusionssperrelement 9 in einer Schnittdarstellung mit angeformtem Rahmen 3 zu erkennen.In addition to the separate production of Diffusionsssperrelements 9 and connecting the diffusion barrier element 9 with the first cover plate 2 In principle, it is also conceivable to use the diffusion barrier element 9 integral with the first cover sheet 2 perform. In the presentation of the 7 Such a possibility is shown in which the cladding 2 integral with the diffusion barrier element 9 is trained. In this case, the diffusion barrier element is over a folding of parts of the cladding 2 made and thus from the material of the cladding 2 educated. Due to the technical conditions of Abkantens the cladding 2 not be rectangular, but has no material in the respective corners. However, this is for the functionality of the frame flat cell 1 is not necessary, this area can with the plastic of the frame 3 filled accordingly, so still a rectangular frame flat cell 1 arises. In addition, by bending in the area of the meeting in the corners of diffusion barrier elements 9 in each case a small gap remain. However, as between the diffusion barrier element 9 and the second cover sheet 4 anyway a slight gap remains, which only with the plastic of the frame 3 Closed alone can also have a gap in the corners, which only with the plastic material of the frame 3 is filled, tolerated. Alternatively, of course, it would also be possible, for example, in a Hüllblech 2 made of aluminum, the diffusion barrier element 9 by deep drawing the cladding 2 to contribute in this. In the presentation of the 8th is the diffusion barrier element so produced by bending or deep drawing 9 in a sectional view with molded frame 3 to recognize.

Die beschriebene Batterie und das beschriebene Herstellungsverfahren sind dabei einfach und effizient, und kommen mit vergleichsweise wenigen Montageschritten aus. Das Verfahren ist dementsprechend geeignet, um die Batterie und/oder die Rahmenflachzellen 1 hierfür kostengünstig zu produzieren. Sie können dann in großer Stückzahl, beispielsweise für hybridisierte oder elektrische Fahrzeuge eingesetzt werden, welche die Batterien zur Speicherung bzw. Zwischenspeicherung von elektrischer Energie nutzen können. Aufgrund der hohen zu erzielenden Energiedichte können die Batterie bzw. die Rahmenflachzellen 1 dabei bevorzugt in Lithium-Ionen-Technologie ausgebildet werden.The battery described and the manufacturing method described are simple and efficient, and come with relatively few assembly steps. The method is accordingly suitable for the battery and / or the frame flat cells 1 to produce this cost-effectively. They can then be used in large numbers, for example for hybridized or electric vehicles, which can use the batteries for storing or caching of electrical energy. Due to the high energy density to be achieved, the battery or the Rahmenflachzellen 1 preferably be formed in lithium-ion technology.

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  • - DE 102008059946 [0007] - DE 102008059946 [0007]

Claims (20)

Batterie mit einer Vielzahl von gestapelten bipolaren Rahmenflachzellen, welche für jede der Rahmenflachzellen zwei Hüllbleche aufweist, die von einem elektrisch isolierenden Rahmen voneinander getrennt sind, und zwischen welchen ein Elektrodenstapel aus Anodenfolien, Separatorfolien und Kathodenfolien angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (3) ein Diffusionssperrelement (9) aufweist, welches mit einem der Hüllbleche (2) verbunden ist.A battery comprising a multiplicity of stacked bipolar frame flat cells, which for each of the frame flat cells has two cladding sheets which are separated from one another by an electrically insulating frame, and between which an electrode stack of anode foils, separator foils and cathode foils is arranged, characterized in that the frame ( 3 ) a diffusion barrier element ( 9 ), which with one of the cladding sheets ( 2 ) connected is. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Diffusionssperrelement (9) aus einem metallischen Material, insbesondere aus Aluminium oder einer aluminiumhaltigen Legierung ausgebildet ist.Battery according to claim 1, characterized in that the diffusion barrier element ( 9 ) is formed of a metallic material, in particular of aluminum or an aluminum-containing alloy. Batterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Diffusionssperrelement (9) mit dem Hüllblech (2) durch stoffschlüssiges Fügen verbunden ist.Battery according to claim 1 or 2, characterized in that the diffusion barrier element ( 9 ) with the cover plate ( 2 ) is connected by cohesive joining. Batterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Diffusionssperrelement (9) mit dem Hüllblech (2) durch Kleben verbunden ist.Battery according to claim 1 or 2, characterized in that the diffusion barrier element ( 9 ) with the cover plate ( 2 ) is connected by gluing. Batterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Diffusionssperrelement (9) einstückig mit dem Hüllblech (2) ausgebildet ist.Battery according to claim 1 or 2, characterized in that the diffusion barrier element ( 9 ) in one piece with the cover plate ( 2 ) is trained. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Rahmens (3) das Diffusionssperrelement (9) in allen Richtungen, in denen es nicht mit dem ersten Hüllblech (2) verbunden ist, zumindest teilweise umgibt.Battery according to one of claims 1 to 5, characterized in that the material of the frame ( 3 ) the diffusion barrier element ( 9 ) in all directions where it does not interfere with the first cladding ( 2 ), at least partially surrounds. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Rahmens (3) das Diffusionssperrelement (9) zumindest in Richtung des weiteren Hüllblechs (4) vollständig bedeckt.Battery according to one of claims 1 to 6, characterized in that the material of the frame ( 3 ) the diffusion barrier element ( 9 ) at least in the direction of the further cladding ( 4 completely covered. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Diffusionssperrelement (9) mechanisch so ausgestaltet ist, dass es mit dem Material des Rahmens (3) eine formschlüssige Verbindung ausbildet.Battery according to one of claims 1 to 7, characterized in that the diffusion barrier element ( 9 ) is mechanically designed so that it is compatible with the material of the frame ( 3 ) forms a positive connection. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, das chemisch aktive Material der Rahmenflachzellen (1) in Lithium-Ionen-Technologie ausgebildet ist.Battery according to one of claims 1 to 8, the chemically active material of the frame flat cells ( 1 ) is formed in lithium-ion technology. Verfahren zum Herstellen einer Batterie mit bipolaren Rahmenflachzellen, dadurch gekennzeichnet, dass für jede der Rahmenflachzellen (1), welche zu der Batterie gestapelt werden, 10.1 in einem ersten Schritt ein Diffusionssperrelement (9) mit einem ersten Hüllblech (2) verbunden oder an diesem ausgebildet wird; 10.2 in einem zweiten Schritt ein Rahmen (3) an das erste mit dem Diffusionssperrelement (9) versehene Hüllblech (2) angeformt wird; 10.3 in einem dritten Schritt ein Elektrodenstapel (5) aus Anodenfolien (8), Separatorfolien (7) und Kathodenfolien (6) in dem Bereich im Inneren des Rahmens (3) positioniert wird; und 10.4. in einem vierten Schritt der Rahmen (3) mit einem zweiten Hüllblech (4) verschlossen wird.Method for producing a battery with bipolar frame flat cells, characterized in that for each of the frame flat cells ( 1 ), which are stacked to the battery, 10.1 in a first step, a diffusion barrier element ( 9 ) with a first cover sheet ( 2 ) or is formed on this; 10.2 in a second step, a framework ( 3 ) to the first one with the diffusion barrier element ( 9 ) provided cover plate ( 2 ) is formed; 10.3 in a third step an electrode stack ( 5 ) from anode foils ( 8th ), Separator foils ( 7 ) and cathode foils ( 6 ) in the area inside the frame ( 3 ) is positioned; and 10.4. in a fourth step the framework ( 3 ) with a second cover plate ( 4 ) is closed. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Anformen des Rahmens (3) durch Spritzgießen oder Spritzprägen erfolgt.A method according to claim 10, characterized in that the molding of the frame ( 3 ) by injection molding or injection-compression molding. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschließen der Rahmenflachzellen (1) durch Heißpressen erfolgt.Method according to claim 10 or 11, characterized in that the closing of the frame flat cells ( 1 ) is done by hot pressing. Verfahren nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden des Diffusionssperrelements (9) mit dem ersten Hüllblech (2) durch ein stoffschlüssiges Fügen erfolgt.Method according to claim 10, 11 or 12, characterized in that the joining of the diffusion barrier element ( 9 ) with the first cover plate ( 2 ) takes place by a cohesive joining. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das zum stoffschlüssigem Fügen ein Widerstandsschweißverfahren eingesetzt wird.Method according to claim 13, characterized in that that for material-locking joining a resistance welding process is used. Verfahren nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden des Diffusionssperrelements (3) mit dem ersten Hüllblech (2) durch Durchsetzfügen oder Kleben erfolgt.Method according to claim 10, 11 or 12, characterized in that the joining of the diffusion barrier element ( 3 ) with the first cover plate ( 2 ) by clinching or gluing. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Folien des Elektrodenstapels (5) untereinander verbunden, insbesondere verschweißt werden, und dass danach der Elektrodenstapel (5) mit dem jeweiligen Hüllblech (2, 4) verbunden, insbesondere verschweißt wird.Method according to one of claims 10 to 15, characterized in that the respective films of the electrode stack ( 5 ) are connected to each other, in particular welded, and that thereafter the electrode stack ( 5 ) with the respective cover plate ( 2 . 4 ), in particular welded. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrodenstapel (5) mit Elektrolyt getränkt in den Rahmenflachzellen (1) positioniert wird.Method according to one of claims 10 to 16, characterized in that the electrode stack ( 5 ) with electrolyte soaked in the frame flat cells ( 1 ) is positioned. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolyt nach der Herstellung der Batterie oder der Rahmenflachzelle (1) durch eine Öffnung in dem Rahmen (3) und dem Diffusionssperrelement (9), welche nachträglich eingebracht wird oder beim Aufbringen des Kunststoffs frei gelassen wird, eingefüllt wird, wonach die Öffnung verschlossen wird.Method according to one of claims 10 to 17, characterized in that the electrolyte after the production of the battery or the Rahmenflachzelle ( 1 ) through an opening in the frame ( 3 ) and the diffusion barrier element ( 9 ), which is introduced later or is left free when applying the plastic, is filled, after which the opening is closed. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochemisch aktiven Bestandteile der Rahmenflachzellen (1) in Lithium-Ionen-Technologie ausgebildet werden.Method according to one of claims 10 to 18, characterized in that the electrochemically active constituents of the frame flat cells ( 1 ) are formed in lithium-ion technology. Verwendung einer Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder einer Batterie erhältlich nach einem der Ansprüche 10 bis 19 zur Speicherung von Traktionsenergie in einem elektrisch oder teilweise elektrisch angetriebenen Transportmittel.Use of a battery according to one of the claims 1 to 9 or a battery obtainable according to one of the claims 10 to 19 for storing traction energy in an electric or partially electrically powered transport.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012018062A1 (en) 2012-09-13 2014-03-13 Daimler Ag Method for filling a single electrochemical cell with an electrochemically active substance and closing the electrochemical single cell
DE102013021133A1 (en) 2013-12-13 2015-06-18 Daimler Ag Single cell, method for producing a single cell and electric battery
CN108269960A (en) * 2017-01-03 2018-07-10 神华集团有限责任公司 A kind of battery cell and its manufacturing method and battery pack

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007063181A1 (en) 2007-08-06 2009-02-19 Daimler Ag Single cell for a battery and method for its production
DE102008059946A1 (en) 2008-12-02 2010-06-10 Daimler Ag Battery, in particular vehicle battery

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2276704A1 (en) * 1974-06-27 1976-01-23 Accumulateurs Fixes Electric battery - modules with conductive and liquid proof separators between positive and negative materials
US5688615A (en) * 1995-11-03 1997-11-18 Globe-Union, Inc. Bipolar battery and method of making same
SE520007C8 (en) * 2001-09-19 2006-05-16 Nilar Europ Ab A bipolar battery, a method of manufacturing a bipolar battery and car plate composition
SE519958C2 (en) * 2001-09-20 2003-04-29 Nilar Europ Ab A bipolar battery and a bi-plate composition
CA2750166A1 (en) * 2009-01-27 2010-08-05 G4 Synergetics, Inc. Electrode folds for energy storage devices

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007063181A1 (en) 2007-08-06 2009-02-19 Daimler Ag Single cell for a battery and method for its production
DE102008059946A1 (en) 2008-12-02 2010-06-10 Daimler Ag Battery, in particular vehicle battery

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012018062A1 (en) 2012-09-13 2014-03-13 Daimler Ag Method for filling a single electrochemical cell with an electrochemically active substance and closing the electrochemical single cell
WO2014040733A1 (en) 2012-09-13 2014-03-20 Daimler Ag Method for filling an individual electrochemical cell with an electrochemically active substance and sealing the individual electrochemical cell
DE102013021133A1 (en) 2013-12-13 2015-06-18 Daimler Ag Single cell, method for producing a single cell and electric battery
CN108269960A (en) * 2017-01-03 2018-07-10 神华集团有限责任公司 A kind of battery cell and its manufacturing method and battery pack

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WO2011012200A1 (en) 2011-02-03

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