DE102010050996A1 - Energy storage device, has electro-chemical cell including bursting device and held in container by holding element such that bursting device is surrounded by free space to allow unhindered bursting of bursting device within container - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Energiespeicher gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an energy store according to the preamble of
Eine Lithium-Ionen-Zelle wird mittels eines Gehäuses, eine Flachzelle beispielsweise mittels eines Beutels oder eines Rahmens, eine zylindrische Rundzelle mittels eines Aluminiumgehäuses geometrisch gehalten und gleichzeitig von der die Lithium-Ionen-Zelle umgebenden Atmosphäre getrennt. Dies ist notwendig, um jede Reaktion der Anode, der Kathode und/oder des Elektrolyts mit der Atmosphäre zu unterbinden, da eine solche zu vorzeitiger und starker Alterung oder Kapazitätsabfall führt.A lithium-ion cell is geometrically held by means of a housing, a flat cell, for example by means of a bag or a frame, a cylindrical round cell by means of an aluminum housing and simultaneously separated from the atmosphere surrounding the lithium-ion cell. This is necessary to prevent any reaction of the anode, the cathode and / or the electrolyte with the atmosphere, since such leads to premature and severe aging or capacity drop.
Eine Überladung und/oder ein Kurzschluss können zu einer Explosion einer Lithium-Ionen-Zelle führen. Deshalb weist üblicherweise jede Lithium-Ionen-Zelle eine Bersteinrichtung, z. B. eine gezielt ausgebildete Schwächung der Wandstärke als eine Sollbruchstelle auf, um bei einem Überdruck innerhalb der Lithium-Ionen-Zelle, beispielsweise durch Überladung und/oder Kurzschluss, einen definierten Druckabbau vorzunehmen.An overcharge and / or a short circuit can lead to an explosion of a lithium-ion cell. Therefore, usually each lithium-ion cell has a bursting direction, e.g. As a deliberately designed weakening of the wall thickness as a predetermined breaking point to make a defined pressure reduction at an overpressure within the lithium-ion cell, for example, by overcharging and / or short circuit.
Bei zylindrischen Rundzellen besteht die Sollbruchstelle aus einer am Umfang umlaufenden, linienförmigen Schwächung, die bei einem Überdruck von 14 bar innerhalb der Rundzelle dazu führt, dass der Boden topfförmig abgesprengt wird. Ein Teil der inneren Elektrode ist fest mit diesem abgesprengten, topfförmigen Boden verbunden und wird bei der Absprengung aus der übrigen Lithium-Ionen-Zelle entfernt. Dies führt zu einer Stromunterbrechung innerhalb der Lithium-Ionen-Zelle, so dass eine Explosion der Lithium-Ionen-Zelle verhindert und ein sicherer Zustand der defekten Lithium-Ionen-Zelle erreicht wird.In cylindrical round cells, the predetermined breaking point consists of a circumferentially extending, linear weakening, which leads at an overpressure of 14 bar inside the round cell to the fact that the soil is blown pot-shaped. A part of the inner electrode is firmly connected to this detached, cup-shaped bottom and is removed during the blasting from the remaining lithium-ion cell. This leads to a current interruption within the lithium-ion cell, so that an explosion of the lithium-ion cell prevented and a safe state of the defective lithium-ion cell is achieved.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten, insbesondere weitgehend sicheren Energiespeicher anzugeben.The invention has for its object to provide an improved over the prior art, in particular largely safe energy storage.
Hinsichtlich des Energiespeichers wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.With regard to the energy storage, the object is achieved by the features specified in
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Bei einem Energiespeicher, umfassend zumindest eine in einem Behälter angeordnete elektrochemische Zelle, die eine Bersteinrichtung aufweist, ist die Zelle mittels eines Halteelements derart im Behälter gehalten, dass die Bersteinrichtung erfindungsgemäß von einem Freiraum umgeben ist, so dass ein unbehindertes Bersten der Bersteinrichtung innerhalb des Behälters ermöglicht ist. Somit ist die Zelle innerhalb des Behälters sicher gehalten, wobei die Zelle stets einen Abstand zum Behälter aufweist.In an energy store comprising at least one arranged in a container electrochemical cell having a bursting means, the cell is held in the container by means of a holding member such that the bursting device according to the invention is surrounded by a free space, so that unobstructed bursting of the bursting device within the container is possible. Thus, the cell is securely held within the container with the cell always spaced from the container.
Darüber hinaus ist sichergestellt, dass eine bestimmungsgemäße Funktion der in die Zelle integrierten Berst- bzw. Überdruckentlastungseinrichtung ausgeführt werden kann, da das Halteelement die Funktion der Überdruckentlastungseinrichtung der Zelle weder be- noch verhindert.In addition, it is ensured that a proper function of the bursting or overpressure relief device integrated in the cell can be carried out, since the retaining element neither prevents nor prevents the function of the overpressure relief device of the cell.
Die aus gewickelten oder gestapelten Elektrodenfolien gebildete Zelle bewegt sich relativ zum Behälter, diese Bewegung ist mittels des Halteelements vorteilhafterweise in zumindest einem oder mehreren Freiheitsgraden beschränkt, so dass die Überdruckentlastungseinrichtung stets einen zur bestimmungsgemäßen Funktion notwendigen Freiraum erhält.The cell formed from wound or stacked electrode films moves relative to the container, this movement is advantageously limited by means of the holding element in at least one or more degrees of freedom, so that the pressure relief device always receives a necessary free space for proper function.
Besonders vorteilhafterweise ist die Zelle mittels des Halteelements derart im Behälter fixiert, dass die Zelle in jeder beliebigen Einbaulage, beispielsweise senkrecht oder waagerecht, innerhalb der Batterie anordbar und fixierbar ist.Particularly advantageously, the cell is fixed in the container by means of the holding element in such a way that the cell can be arranged and fixed within the battery in any desired installation position, for example vertically or horizontally.
Mittels des Halteelements ist die Zelle innerhalb des Behälters auch bei Einwirkung einer Belastung derart in einer konstruktiv definierten Position fixiert, dass eine aus solchen Zellen gebildete Batterie den in den einschlägigen Gesetzen beschriebenen und definierten Belastungen, beispielsweise einem Falltest oder der Einwirkung einer definierten Last, standhält.By means of the holding element, the cell is fixed within the container even under the action of a load in a constructively defined position such that a battery formed from such cells withstand the loads described in the relevant laws and defined, such as a drop test or the action of a defined load ,
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist das Halteelement in einen Anschlussflansch der Zelle integriert, wodurch eine Montage der Zellen im Behälter vereinfacht ist und die Montagezeit und die daraus resultierenden Kosten verringert sind.In a particularly advantageous embodiment, the holding element is integrated in a connection flange of the cell, whereby an assembly of the cells in the container is simplified and the assembly time and the resulting costs are reduced.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Dabei zeigen:Showing:
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
In
Die Zelle
In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform ist die Zelle
An dem am oberen Ende der Zelle
In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform sind die Polkontakte
Ein Boden
In einem oberen Bereich des topfförmigen Bodens
Die Sollbruchstelle
Übersteigt ein Zellinnendruck einen Schwellwert, beispielsweise 14 bar, wird die Sollbruchstelle
Das Halteelement
Ist die Zelle
Ein nicht dargestellter Innendurchmesser des Halteelements
Um den während des Betriebs der Batterie auftretenden mechanischen Belastungen standzuhalten, ist das Halteelement
Alternativ kann das Halteelement
Um eine sichere, haltbare und belastungsresistente Verbindung zwischen Halteelement
In einer alternativen Ausführungsform kann das Halteelement
In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann das Halteelement
Die Zelle
Im Betrieb der Zelle
Besonders vorteilhafterweise ist die Zelle
Mittels des Halteelements
Durch die Anordnung des Halteelements
Ein Querschnitt des die Zelle
In einer alternativen Ausführungsform kann der Querschnitt des Halteelements
Das Halteelement
In
In der in
Zur Bildung des integrierten Bauteils aus Anschlussflansch
In
In dieser Ausführungsform ist das Haltelement
Ein Innendurchmesser E des Haltelements
In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann eine Mehrzahl von Haltelementen
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Zellecell
- 22
- Halteelementretaining element
- 33
- Anschlussflanschflange
- 4.1 und 4.24.1 and 4.2
- Polkontaktpole contact
- 55
- Bodenground
- 66
- Abschnittsection
- 77
- SollbruchstelleBreaking point
- 88th
- Außenumfangouter periphery
- 99
- Behältercontainer
- AA
- Durchmesserdiameter
- BB
- Außendurchmesserouter diameter
- CC
- Abstanddistance
- DD
- InnendurchmesserInner diameter
- Ee
- InnendurchmesserInner diameter
- FF
- horizontale Richtunghorizontal direction
- GG
- vertikale Richtungvertical direction
- HH
- Mindestabstandminimum distance
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102010050996A DE102010050996A1 (en) | 2010-11-10 | 2010-11-10 | Energy storage device, has electro-chemical cell including bursting device and held in container by holding element such that bursting device is surrounded by free space to allow unhindered bursting of bursting device within container |
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Publication Number | Publication Date |
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DE102010050996A1 true DE102010050996A1 (en) | 2011-06-30 |
Family
ID=44311946
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DE102010050996A Withdrawn DE102010050996A1 (en) | 2010-11-10 | 2010-11-10 | Energy storage device, has electro-chemical cell including bursting device and held in container by holding element such that bursting device is surrounded by free space to allow unhindered bursting of bursting device within container |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE102010050996A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012207770A1 (en) | 2012-05-10 | 2013-11-14 | Robert Bosch Gmbh | Battery used in motor car, has electrically insulating coating that is provided to battery cell on outer side of pressure-limiting device |
-
2010
- 2010-11-10 DE DE102010050996A patent/DE102010050996A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102012207770A1 (en) | 2012-05-10 | 2013-11-14 | Robert Bosch Gmbh | Battery used in motor car, has electrically insulating coating that is provided to battery cell on outer side of pressure-limiting device |
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Legal Events
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