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Die
Erfindung betrifft eine Elektrochemische Zelle, insbesondere Flachbatteriezelle.
Derartige Zellen finden beispielsweise Anwendung in elektrisch angetriebenen
Fahrzeugen.
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Es
sind grundsätzlich Speicherelemente für elektrische
Energie in Form von elektrochemischen Elementen bekannt. Die elektrische
Energie wird dabei in elektrochemischen Elementen gespeichert, die beispielsweise
mittels einer folienartigen Verpackung umschlossen sind. Stromableiter
bilden die elektrischen Anschlüsse zu diesen elektrischen
Zelle und erstrecken sich dabei teilweise aus der Umhüllung. insbesondere
aufgrund verbesserter Wärmeleiteigenschaften ist die Umhüllung
bei derartigen Elektrochemischen Zellen mittels einem Material ausgeführt,
welches gute Wärmeleiteigenschaften aufweist.
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Die
DE 600 29 123 T2 zeigt
eine Elektrochemische Zelle. Dabei ist innerhalb einer Metallbüchse eine
elektrische Zelle in Form einer Rollenpackung aufgenommen. Es sind
ein positiver und ein negativer Stromabnehmer vorgesehen, die mit
Elektroden der Rollenpackung verbunden sind. Es ist ein ringförmiges
Kunststoffelement vorgesehen, welches den positiven Pol von der
Metallbüchse elektrisch isoliert.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Elektrochemische
Zelle herzustellen.
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch eine Elektrochemische Zelle,
umfassend zumindest einen Elektrodenstapel, zumindest einen Stromableiter, welcher
mit zumindest einem Elektrodenstapel verbunden ist, eine Umhüllung,
welche den Elektrodenstapel zumindest teilweise umschließt,
wobei sich zumindest ein Stromableiter aus einer Öffnung
teilweise durch die Umhüllung erstreckt, wobei die Umhüllung eine
erste Schicht umfasst, die aus elektrisch leitendem Material hergestellt
ist, wobei zumindest Bereich der Öffnung zwischen der ersten
Schicht und dem Stromableiter ein Isolationskörper angeordnet
ist. Die Elektrochemische Zelle kann insbesondere als Flachbatteriezelle
ausgebildet sein.
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Im
Sinne der Erfindung ist unter einem Elektrodenstapel eine Einrichtung
zu verstehen, welche auch der Speicherung chemischer Energie und
zur Abgabe elektrischer Energie dient. Dazu weist der Elektrodenstapel
mehrere plattenförmige Elemente auf, wenigstens zwei Elektroden,
nämlich eine Anode und eine Kathode, und einen Separator,
welcher einen Elektrolyt wenigstens teilweise aufnimmt. Vorzugsweise
sind wenigstens eine Anode, ein Separator und eine Kathode übereinander
gelegt bzw. gestapelt, wobei der Separator wenigstens teilweise zwischen
Anode und Kathode angeordnet ist. Diese Abfolge von Anode, Separator
und Kathode kann sich innerhalb des Elektrodenstapels beliebig oft
wiederholen. Vorzugsweise sind die plattenförmigen Elemente
zu einem Elektrodenwickel aufgewickelt. Nachfolgend wird der Begriff „Elektrodenstapel” auch für
Elektrodenwickel verwendet. Vor der Abgabe elektrischer Energie
wird gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie gewandelt.
Während des Ladens wird die dem Elektrodenstapel zugeführte
elektrische Energie in chemische Energie gewandelt und abgespeichert.
Vorzugsweise weist der Elektrodenstapel mehrere Elektrodenpaare
und Separatoren auf. Besonders bevorzugt sind einige Elektroden
untereinander insbesondere elektrisch miteinander verbunden.
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Vorliegend
ist unter einem Stromableiter eine Einrichtung zu verstehen, welche
auch den Fluss von Elektronen aus einer Elektrode in Richtung eines elektrischen
Verbrauchers ermöglicht. Der Stromableiter kann auch in
entgegengesetzter Stromrichtung wirken. Ein Stromableiter kann elektrisch
mit einer Elektrode bzw. einer aktiven Elektrodenmasse des Elektrodenstapels
und weiter mit einem Anschlusskabel verbunden sein. Die Gestalt
des Stromableiters ist vorzugsweise an die Gestalt des Elektrodenstapels
angepasst. Vorzugsweise ist ein Stromableiter plattenförmig
oder folienartig ausgebildet. Bevorzugt weist jede Elektrode des
Elektrodenstapels einen eigenen Stromableiter auf bzw. Elektroden
gleicher Polarität sind mit einem gemeinsamen Stromableiter verbunden.
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Unter
Umhüllung ist im Rahmen der Erfindung eine zumindest teilweise
Begrenzung zu verstehen, welche den Elektrodenstapel nach außen
hin abgrenzt. Die Umhüllung ist vorzugsweise gas- und flüssigkeitsdicht,
so dass ein Materialaustausch mit der Umgebung nicht stattfinden
kann. Der Elektrodenstapel ist innerhalb der Umhüllung
angeordnet. Wenigstens ein Stromableiter, insbesondere zwei Stromableiter
erstrecken sich aus der Umhüllung hinaus und dienen zum
Anschließen des Elektrodenstapels. Die nach außen
sich erstreckenden Stromableiter stellen dabei vorzugsweise den
Pluspolanschluss und den Minuspolanschluss der Elektrochemischen
Zelle dar. Jedoch können sich auch mehrere Stromableiter
aus der Umhüllung erstrecken, insbesondere zwei oder vier
Stromableiter.
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Unter
Isolationskörper ist im Rahmen der Erfindung insbesondere
eine Einrichtung zu verstehen, welche eine elektrischleitende Verbindung
zwischen zwei Komponenten verhindern kann oder zumindest derart
behindern kann, dass lediglich zu vernachlässigende elektrische
Ströme zwischen diesen Komponenten fließen. Dabei
ist der Isolationskörper insbesondere dazu vorgesehen,
mit beiden Komponenten zumindest in mittelbarem, insbesondere in
unmittelbarem Kontakt zu sein. Dazu besteht der Isolationskörper
vorzugsweise aus einem Stoff mit geringer elektrischer Leitfähigkeit.
Der Isolationskörper weist vorzugsweise gewisse mechanische
Stabilität auf, insbesondere eine Stabilität gegenüber
Druckbelastungen, um mechanische Kräfte oder Momente von der
einen Komponente auf die andere Komponente übertragen zu
können.
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Durch
die Anordnung des Isolationskörpers zwischen dem Stromableiter
und der ersten Schicht aus elektrisch leitendem Material wird erreicht,
dass die Gefahr von Spannungsdurchschlägen bzw. von ungewollten
Kriechströmen vom Stromableiter auf die Umhüllung
verringert wird. Diese Gefahr tritt insbesondere bei Flachbatteriezellen
auf, und insbesondere dann, wenn die Öffnung, an der der
Stromableiter sich durch die Umhüllung erstreckt zugleich
einen Teil einer Nahtstelle zwischen Teilen der Umhüllung darstellt.
Die Nahtstellen werden dabei vorzugsweise mittels durckbeaufschlagenden
Vorgängen verschlossen, die den Abstand zwischen Stromableiter und
stromleitendem Teil der Umhüllung weiter verringern können.
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Die
Gefahr von elektrischen Spannungsdurchschlägen bzw. von
ungewollten Kriechströmen vom Stromableiter auf die Umhüllung
kann ferner weiter verringert werden durch zumindest eine der nachfolgenden
Möglichkeiten, die einzeln oder auch in Kombination miteinander
angewendet werden können.
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Der
Isolationskörper ist vorzugsweise ein flächiger
Körper. Das heißt, der Isolationskörper
weist im Gegensatz zu seiner Breite und seiner Länge eine sehr
geringe Dicke auf. Der Isolationskörper weist vorzugsweise
einen ersten Abschnitt, der in Anlage mit dem Stromableiter ist,
und einen zweiten Abschnitt auf, welcher beabstandet zum Stromableiter angeordnet
ist. Da die erste Schicht an einer dem Stromableiter abgewandten
Seite des Isolationskörpers angeordnet ist, wird die erste
Schicht im Bereich des zweiten Abschnitts des Isolationskörpers
vom Stromableiter weg beaufschlagt. Insofern ergibt sich ein größerer
Abstand zwischen der ersten Schicht und dem Stromableiter, was für
eine verbesserte Isolierung günstig ist. Dabei ist der
erste Abschnitt vorzugsweise winklig zum zweiten Abschnitt angeordnet.
Insbesondere beträgt ein Winkel zwischen dem ersten Abschnitt
und dem zweiten Abschnitt mehr als 90° insbesondere in
etwa 180°. Bei einem Winkel von in etwa 180° oder
geringfügig weniger kann sich eine falzartige Umbiegung
des Isolationskörpers ergeben.
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Vorzugsweise
ist die erste Schicht zumindest teilweise zwischen dem ersten Abschnitt
und dem zweiten Abschnitt des Isolationskörpers angeordnet. Insbesondere
wenn ein Winkel zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt
des Isolationskörpers mehr als 90° beträgt
wird hierdurch ein Aufnahmeraum zwischen den beiden Abschnitten
des Isolationskörpers gebildet, in dem die erste Schicht zumindest
teilweise aufgenommen werden kann und dabei gut gegenüber
dem Stromableiter isoliert ist. Insbesondere bei einem Winkel von
180° zwischen den beiden Abschnitten des Isolierkörpers,
wodurch sich eine falzartige Anordnung der Abschnitte ergeben kann,
kann die erste Schicht ebenfalls in der insbesondere falzartigen
Umbiegung zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt
des Isolierkörpers gehalten sein, was eine gute Isolierwirkung
begünstigt.
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Vorzugsweise
weist die erste Schicht einen ersten Abschnitt auf welche in Anlage
zum Isolationskörper, insbesondere zum ersten Abschnitt
des Isolationskörpers ist. Ferner weist dabei die erste
Schicht einen zweiten Abschnitt auf, der winklig zum ersten Abschnitt
der ersten Schicht angeordnet ist. Der zweite Abschnitt ist dabei
insbesondere winklig in Richtung vom Stromableiter weg angeordnet.
Durch die Anordnung des zweiten Abschnitts, welcher nicht zwangsläufig,
aber vorzugsweise mit dem Isolationskörper in Anlage ist,
wird ein Abstand der zweiten Schicht zum Stromableiter vergrößert,
wodurch eine verbesserte Isolation begünstigt wird.
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Vorzugsweise
ist der erste Abschnitt der ersten Schicht mit dem ersten Abschnitt
des Isolationskörpers in Anlage und der zweite Abschnitt
der ersten Schicht mit dem zweiten Abschnitt des Isolationskörpers
in Anlage. Dabei kann insbesondere die Ausrichtung der ersten und
zweiten Abschnitte des Isolationskörpers auf die oben angegebene
Art und Weise hergestellt sein. Insbesondere wenn ein Winkel zwischen
dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt des Isolationskörpers
gleich oder größer als 90° ist, insbesondere
etwa 180° ist, und die erste Schicht auf jeweils der dem
Stromableiter abgewandten Seite des Isolationskörpers angeordnet
ist, wird die erste Schicht mit Abstand zum Stromableiter gehalten,
was eine verbesserte Isolation begünstigt.
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In
einer zweiten bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen
sein, dass der Isolationskörper im Bereich einer Öffnung
die erste Schicht überragt. Dabei ist insbesondere zu verstehen,
dass ein erster Abschnitt des Isolationskörpers in Anlage
zur ersten Schicht ist, während ein zweiter Abschnitt des Isolationskörpers,
welcher dem Elektrodenstapel abgewandt angeordnet ist, nicht mit
der ersten Schicht in Anlage ist. Unter Überragen ist dabei
insbesondere zu verstehen, dass sich der Isolationskörper
in Ausrichtung entlang des Stromableiters in einer Richtung vom
Batterieinneren zum Batterieäußeren weiter in Richtung
Batterieäußeres erstreckt als die erste Schicht.
Dabei kann vorgesehen sein, dass im Bereich einer Öffnung
der Isolationskörper grundsätzlich länger
gestaltet ist als in einem anderen Bereich der Umhüllung.
Alternativ oder in Kombination hierzu kann vorgesehen sein, dass
im Bereich einer Öffnung die erste Schicht verkürzt
gestaltet ist als in anderen Bereichen der Umhüllung. Die
Bezeichnung länger oder kürzer bezieht sich im
vorliegenden Fall auf die Ausdehnung der Umhüllung oder
des Isolationskörpers in Richtung vom Batterieinneren zum Batterieäußeren,
also in Durchbruchrichtung der Öffnung.
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Bei
allen vorgenannten bevorzugten Ausführungsformen, deren
spezifische oder weiterbildende Ausgestaltungen grundsätzlich
einzeln oder in Kombination mit den spezifischen oder weiterbildenden Ausgestaltungen
einer anderen genannten bevorzugten Ausführungsform angewendet
werden kann, wird grundsätzlich ein Strompfad, der sich
zwischen der ersten Schicht und dem Stromableiter bilden kann, verlängert.
Dies führt zur Reduzierung des Auftretens von Spannungsdurchschlägen
sowie von ungewollten Kriechströmen, da insbesondere der
elektrische Widerstand des Strompfades vergrößert
wird.
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Vorzugsweise
ist der Isolationskörper Bestandteil der Umhüllung.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die Umhüllung mehrschichtig
ausgebildet ist und eine zweite Schicht aus insbesondere isolierendem
Material umfasst, die innerhalb der ersten Schicht angeordnet ist.
Die zweite Schicht aus isolierendem Material kann dabei den Isolationskörper darstellen.
Die zweite Schicht aus isolierendem Material kann vorzugsweise eine
Kunststoffschicht sein. Unter innerhalb der ersten Schicht ist dabei
insbesondere zu verstehen, dass die zweite Schicht zwischen der
elektrischen Zelle und der ersten Schicht und/oder zwischen dem
Stromableiter und der ersten Schicht angeordnet ist. Unter innerhalb
der ersten Schicht ist dabei insbesondere zu verstehen, dass ausgehend
von der ersten Schicht, die zweite Schicht einem Innenraum der Elektrochemischen
Zelle zugewandt ist.
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Die
Umhüllung kann zumindest teilweise aus einer Folie, insbesondere
einer Verpackungsfolie gebildet sein. Die erste Schicht der Verpackungsfolie kann
dabei aus Aluminium hergestellt sein und insbesondere eine Aluminiumfolie
sein.
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Alternativ
oder in Kombination hierzu kann die Umhüllung in einer
dritten Ausführungsform zumindest teilweise aus einer Wärmeleitplatte
gebildet sein. Die Wärmeleitplatte ist vorzugsweise zumindest teilweise
aus elektrisch leitendem Material gebildet, was zu einer verbesserten
Wärmeleitfähigkeit führen kann. Die Wärmeleitplatte
kann ebenso umgebogen, abgebogen oder verkürzt gegenüber
dem Isolationskörper ausgebildet sein, entsprechend den
vorgenannten Ausführungsformen. Die Umhüllung,
die teilweise aus einer Wärmeleitplatte gebildet ist, kann ebenso
wie die vorgenannten Ausführungsformen mehrschichtig ausgebildet
sein.
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Alternativ
oder in Kombination hierzu kann zwischen der Umhüllung
und dem Stromableiter ein separates Siegelmittel angeordnet sein.
Das Siegelmittel verschließt vorzugsweise einen Ringraum,
der zwischen der Umhüllung und einem Stromableiter im Bereich
der Öffnung vorhanden ist. Das Siegelmittel kann den Isolationskörper
darstellen. Insofern kann zusätzlich oder alternativ zur
vorgenannten isolierenden zweiten Schicht der Umhüllung
das Siegelmittel für eine verbesserte Isolierung beitragen.
Für die Siegelmittel gelten ebenfalls die vorgenannten
Möglichkeiten, die zur Gestaltung des Isolationskörpers
bereits erläutert wurden.
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Der
Isolationskörper und/oder die erste Schicht können
im Siegelbereich vorzugsweise in ihrer Lage fixiert sein. Dies stellt
insbesondere bei aus flexiblem Material hergestellten Isolationskörpern bzw.
ersten Schichten sicher, dass der durch die entsprechenden vorgenannten
Maßnahmen erreichte verlängerte Strompfad auch
während einer ausgiebigen Benutzung erhalten bleibt. Insbesondere
wenn die erste Schicht abgebogen und/oder umgebogen ist, wird dieser
Zustand durch die Fixierung dauerhaft erhalten. Dabei kann vorzugsweise
die erste Schicht mittels einer stoffschlüssigen Sicherung
in ihrer abgebogenen und/oder umgebogenen Stellung fixiert werden.
Unter stoffschlüssiger Sicherung sind dabei vorzugsweise
Klebe- oder Schweißverbindungen zu verstehen.
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Alternativ
oder in Kombination zu der vorgenannten Fixierungsmethode kann ein
Sicherungselement vorgesehen sein, dass den Isolationskörper und/oder
die erste Schicht in ihrer abgebogenen Position hält. Ein
Sicherungselement kann dabei vorzugsweise durch eine Klemme oder
einen Bügel dargestellt sein.
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Die
Erfindung wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert.
Hierin zeigt:
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1 eine erfindungsgemäße
Elektrochemische Zelle in einer Grundausführung,
- a) in perspektivischer Ansicht,
- b) in perspektivischer Ansicht mit vergrößertem Siegelbereich,
- c) ein Querschnitt im Bereich des Stromableiters,
- d) ein vergrößerter Querschnitt im Siegelbereich;
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2 eine erfindungsgemäße
Elektrochemische Zelle in einer ersten Ausführungsform,
- c) in perspektivischer Ansicht,
- c) in perspektivischer Ansicht mit vergrößertem Siegelbereich,
- c) ein Querschnitt im Bereich des Stromableiters,
- d) ein vergrößerter Querschnitt im Siegelbereich;
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3 eine erfindungsgemäße
Elektrochemische Zelle in einer zweiten Ausführungsform,
- a) in perspektivischer Ansicht,
- b) in perspektivischer Ansicht mit vergrößertem Siegelbereich,
- c) ein Querschnitt im Bereich des Stromableiters,
- d) ein vergrößerter Querschnitt im Siegelbereich;
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4 eine erfindungsgemäße
Elektrochemische Zelle in einer Weiterbildung der zweiten Ausführungsform,
- a) in perspektivischer Ansicht,
- b) in perspektivischer Ansicht mit vergrößertem Siegelbereich,
- c) ein Querschnitt im Bereich des Stromableiters,
- d) ein vergrößerter Querschnitt im Siegelbereich;
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5 eine erfindungsgemäße
Elektrochemische Zelle in einer dritten Ausführungsform,
- a) in perspektivischer Ansicht,
- b) in perspektivischer Ansicht mit vergrößertem Siegelbereich,
- c) ein Querschnitt im Bereich des Stromableiters,
- d) ein vergrößerter Querschnitt im Siegelbereich;
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1 zeigt eine erfindungsgemäße
Batterie 1 in Flachbauweise in einer Grundausführung.
Die Elektrochemische Zelle 1 weist eine Umhüllung 2 auf, welche
durch eine Verpackungsfolie gebildet ist. Es sind ferner zwei Stromableiter 3 vorgesehen,
welche sich aus einer Öffnung 9 durch die Umhüllung 2 der Elektrochemischen
Zelle 1 erstrecken. Die Stromableiter 3 sind innerhalb
der Umhüllung 2 mit einem Elektrodenstapel 4 der
Elektrochemischen Zellen elektrisch verbunden und stellen somit
die elektrischen Anschlüsse der Elektrochemischen Zelle
dar. Die Stromableiter 3 sind aus Blech hergestellt. Die Stromableiter 3 weisen
eine flächige Form auf. Eine Durchbruchrichtung, welche
koaxial zur Öffnung 9 verläuft, ist parallel
zu einer flächigen Ausrichtung des Stromableiters angeordnet.
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Wie
insbesondere aus der 1d) zu erkennen ist, ist die
Umhüllung 2 aus einer Verpackungsfolie gebildet,
welche mehrschichtig aufgebaut ist. Zum einen ist eine Aluminiumschicht 5 vorgesehen,
welche die äußere Schicht der Verpackungsfolie 2 bildet. Ferner
ist eine Kunststoffschicht 6 auf der Innenseite der Aluminiumschicht 5 angebracht,
welche eine Isolierung zwischen dem Stromableiter 3 und
der Aluminiumschicht 5 darstellt. Die Verpackungsfolie 2 bildet dabei
jeweils eine Hälfte der gesamten Umhüllung, wobei
jede Hälfte als Umhüllungsschale ausgebildet ist.
Durch das Zusammensetzen zweier Umhüllungsschalen entsteht
die gesamte Umhüllung. Das Zusammensetzen erfolgt unter
Druckaufbringen auf Nahtabschnitte 16 der Folien 2.
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Ferner
ist in einem Siegelbereich 7, welcher der Bereich ist,
aus dem sich der Stromableiter 3 durch eine Öffnung 9 aus
der Umhüllung 2 erstreckt und zugleich Teil der
Nahtstelle der Umhüllung im Bereich der Öffnung 9 ist,
ein Siegelmittel 8 vorgesehen, welches zwischen der Verpackungsfolie 2 und
dem Stromableiter 3 angeordnet ist. Das Siegelmittel 8 verschließt
einen Ringraum zwischen der Umhüllung 2 und einem
Stromableiter 3 im Bereich der Öffnung 9.
Das Siegelmittel 8 ist aus einem Band aus isolierendem
Material hergestellt und um den Stromableiter herum gewickelt. Ein
Kriechstrom würde entlang eines Strompfades 14 verlaufen,
der durch eine gestrichelte Linie zwischen dem Stromableiter 3 und
der Aluminiumschicht 5 angedeutet ist.
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Die 2 zeigt eine Elektrochemische Zelle 1 in
einer ersten Ausführungsform, welche eine Weiterbildung
der Elektrochemischen Zelle 1 nach der Grundausführung
darstellt. Im Folgenden wird nur auf die Unterschiede zur Elektrochemischen
Zelle nach der 1 eingegangen. Es ist
zu erkennen, dass im Bereich der Öffnung 9 die
Folie 2 nach außen abgebogen ist, d. h. weggebogen
vom Stromableiter 3. Dabei ist zu erkennen, dass die Kunststoffschicht 6,
welche einen Isolationskörper darstellt, einen ersten Abschnitt 17 aufweist,
welcher in mittelbarer Anlage zum Stromableiter 3 angeordnet
ist. Zwischen dem ersten Abschnitt 17 der Kunststoffschicht 6 und dem
Stromableiter 3 ist ferner das Siegelmittel 8 vorgesehen.
Ferner weist die Kunststoffschicht 6 einen zweiten Abschnitt 18 auf,
welcher um 180° winklig zum ersten Abschnitt 17 der
Kunststoffschicht angeordnet ist. Ferner ist zu erkennen, dass die
Aluminiumschicht 5 der Folie 2 einen ersten Abschnitt 19 aufweist,
welcher in Anlage zum ersten Abschnitt 17 der Kunststoffschicht 6 ist.
Ferner weist die Aluminiumschicht 5 einen zweiten Abschnitt 20 auf,
welcher in Anlage zum zweiten Abschnitt 18 der Kunststoffschicht 6 ist.
Der erste Abschnitt 19 und der zweite Abschnitt 20 der
Aluminiumschicht 5 sind ebenfalls um 180° zueinander
angeordnet. Dabei wird die Aluminiumschicht 5 mit ihren
ersten und zweiten Abschnitten 19, 20 von den
ersten und zweiten Abschnitten 17, 18 der Kunststoffschicht
falzartig umfasst. Zwei Außenflächen 12 der
Folie 2, genau genommen zwei Außenflächen 12 der
Aluminiumschicht 5 der Folie 2, die jeweils vor
bzw. nach dem Umbiegebereich 13 der Folie 2 angeordnet
sind, sind dabei in Anlage miteinander. Zwischen den zwei Außenflächen 12 ist
ein nicht dargestelltes Klebemittel angeordnet, welches die Außenflächen
stoffschlüssig miteinander verbindet und die Folie 2 damit
in ihrer gezeigten Position fixiert. Gestrichelt ist der Strompfad 14 angedeutet,
den der Strom zu überwinden hat um vom Stromableiter 3 unter
Umgehung der isolierenden Kunststoffschicht 6 zur Aluminiumschicht 5 zu
gelangen. Es ist ersichtlich, dass der Strompfad 14 deutlich
länger ist als in der Batterieanordnung gemäß 1. Insofern weist die Elektrochemische
Zelle nach 2 eine höhere
Sicherheit gegen Spannungsdurchschläge sowie gegenüber Kriechströmen
auf.
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3 zeigt eine Elektrochemische Zelle 1 in einer
zweiten Ausführungsform, welche eine Weiterbildung der
Elektrochemischen Zelle gemäß der Grundausführung
darstellt. Im Folgenden wird nur auf die Unterschiede zur Elektrochemischen
Zelle nach der 1 eingegangen. Es ist
zu erkennen, dass das Siegelmittel 8, welche einen Isolationskörper
darstellt, die Folie 2 entlang einer Durchbruchrichtung,
die parallel zur Ausrichtung des Stromableiters 3 verläuft, überragen,
d. h. das Siegelmittel 8 erstreckt sich weiter aus der Öffnung 9 heraus
als die Aluminiumschicht 5. Dabei ist ein erster Abschnitt 17 des
Siegelmittels 8 mittelbar in Anlage mit einem ersten Abschnitt 19 der
Aluminiumschicht 5, wobei zwischen der Aluminiumschicht 5 und
dem Siegelmittel 8 die Kunststoffschicht 6 angeordnet
ist. Ein zweiter Abschnitt 18 des Siegelmittels 8 ist
dabei nicht in Anlage mit der Folie 2 und einem Abschnitt
der Aluminiumschicht 5. Auch hier ist der Strompfad 14 gestrichelt
eingezeichnet. Es ist ersichtlich, dass der Strompfad 14 deutlich
länger ist als in der Elektrochemischen Zelle gemäß 1. Insofern weist die Elektrochemische
Zelle 1 nach 3 eine höhere
Sicherheit gegen Spannungsdurchschläge sowie gegenüber
Kriechströmen auf. Das Siegelmittel 8 gemäß der Elektrochemischen
Zelle aus 3 kann ohne weiteres auch
in eine Elektrochemische Zelle gemäß der 2 eingebaut werden.
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Die 4 zeigt eine Weiterbildung der Elektrochemischen
Zelle der zweiten Ausführungsform gemäß der 3. Im Folgenden wird nur auf die Unterschiede
zur Elektrochemischen Zelle nach der 3 eingegangen.
Zusätzlich zu der Ausführungsform nach der 3 ist das Siegelmittel 8 im Bereich der Öffnung 9 falzartig
um 180° umgeschlagen und umgreift dabei die Folie 2 U-förmig.
Ein erster Abschnitt 17 des Siegelmittels 8 ist
dabei mittelbar in Anlage mit einem ersten Abschnitt 19 der
Aluminiumschicht 5. Zwischen der Aluminiumschicht 5 und
dem Siegelmittel 8 ist die Kunststoffschicht 6 angeordnet. Ein
zweiter Abschnitt 18 des Siegelmittels 8 ist winklig
um 180° gegenüber dem ersten Abschnitt 17 des Siegelmittels 8 angeordnet.
Zwischen dem ersten Abschnitt 17 und dem zweiten Abschnitt 18 des
Siegelmittels 8 ist ein Randbereich, nämlich der
erste Abschnitt 19 der Aluminiumschicht 5, aufgenommen. Dabei
liegt eine Außenfläche 15 des Siegelmittels 8 an
einer Außenfläche 12 der Aluminiumschicht 5 an. Die
Außenfläche 15 des Siegelmittels ist
mittels eines Schweißverfahrens mit der Außenfläche 12 der
Aluminiumschicht stoffschlüssig verbunden. Es ist ersichtlich,
dass der Strompfad 14 deutlich länger ist als
in der Batterieanordnung gemäß der 1. Insofern weist die Elektrochemische
Zelle 1 nach der 4 eine höhere
Sicherheit gegen Spannungsdurchschläge sowie gegenüber
Kriechströmen auf. Das Siegelmittel 8 gemäß der
Elektrochemischen Zelle aus 4 kann
ohne weiteres auch in eine Elektrochemische Zelle gemäß der 2 eingebaut werden. Insofern können
die Siegelmittel gemäß der 4 auch
die umgeschlagene Folie 2 gemäß der 2 umgreifen.
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Die 5 zeigt eine Weiterbildung der Elektrochemischen
Zelle gemäß der 2 in
einer ersten Ausführungsform. Im Folgenden wird nur auf
die Unterschiede zur Elektrochemischen Zelle nach der 2 eingegangen. Die Umhüllung 2 ist
auf einer Seite der Elektrochemischen Zelle 1 entsprechend den
Elektrochemischen Zellen gemäß den vorherigen
Figuren durch eine Folie 2 gebildet. Auf der anderen Seite
der Elektrochemischen Zelle 1 ist die Umhüllung
durch eine Wärmeleitplatte 10 gebildet. Das Zusammensetzen
von Wärmeleitplatte und Folie 2 erfolgt unter
Druckaufbringen auf die Nahtabschnitte 16 der Folie 2 bzw.
der Wärmeleitplatte 10. Die Wärmeleitplatte 10 ist
mehrschichtig aufgebaut und weist analog zur Folie 2 eine
Aluminiumschicht 5 und eine Kunststoffschicht 6 auf,
wobei die Kunststoffschicht 6 innerhalb der Aluminiumschicht 5 angeordnet
ist. Die Wärmeleitplatte 10 ist im Bereich der Öffnung 9 rechtwinklig
nach außen abgebogen. Ein erster Abschnitt 17 der
Kunststoffschicht 6 ist dabei mittelbar in Anlage mit dem
Stromableiter 3, wobei zwischen der Kunststoffschicht 6 und
dem Stromableiter 3 das Siegelmittel 8 angeordnet
ist. Die Kunststoffschicht 6 weist einen zweiten Abschnitt 18 auf,
welcher rechtwinklig gegenüber dem ersten Abschnitt 17 der
Kunststoffschicht 6 angeordnet ist und senkrecht vom Stromableiter 3 weg
hervorsteht. Die Aluminiumschicht 5 weist einen ersten
Abschnitt 19 auf, welcher in Anlage zum ersten Abschnitt 17 der
Kunststoffschicht ist. Ferner ist ein zweiter Abschnitt 20 der
Aluminiumschicht 5 rechtwinklig zum ersten Abschnitt 19 der
Aluminiumschicht 5 angeordnet. Die ersten bzw. zweiten
Abschnitte sind jeweils parallel zueinander angeordnet.
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Auf
der anderen Seite der Elektrochemischen Zelle 1, an der
die Umhüllung mittels einer Folie 2 dargestellt
ist, ist die Folie 2 im Bereich der Öffnung 9 analog
zur Elektrochemischen Zelle gemäß der 2 ausgestaltet. Auf jeweils einer der
Seiten der Elektrochemischen Zelle 1 sind jeweils Strompfade 14', 14'' gestrichelt
dargestellt. Es ist ersichtlich, dass beide Strompfade 14 deutlich
länger sind als in der Batterieanordnung gemäß der 1. Insofern weist die Elektrochemische
Zelle 1 nach der 5 eine höhere
Sicherheit gegen Spannungsdurchschläge sowie gegenüber
Kriechströmen auf.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektrochemische
Zelle
- 2
- Folie
- 3
- Stromableiter
- 4
- Elektrodenstapel
- 5
- Aluminiumschicht
- 6
- Kunststoffschicht
- 7
- Siegelbereich
- 8
- Siegelmittel
- 9
- Öffnung
- 10
- Umhüllung
- 12
- Außenfläche
- 13
- Umbiegebereich
- 14
- Strompfad
- 15
- Außenfläche
- 16
- Nahtabschnitt
- 17
- erster
Abschnitt des Isolationskörpers
- 18
- zweiter
Abschnitt des Isolationskörpers
- 19
- erster
Abschnitt der ersten Schicht
- 20
- zweiter
Abschnitt der ersten Schicht
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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