DE102011110703A1 - Energiespeichervorrichtung - Google Patents

Energiespeichervorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102011110703A1
DE102011110703A1 DE201110110703 DE102011110703A DE102011110703A1 DE 102011110703 A1 DE102011110703 A1 DE 102011110703A1 DE 201110110703 DE201110110703 DE 201110110703 DE 102011110703 A DE102011110703 A DE 102011110703A DE 102011110703 A1 DE102011110703 A1 DE 102011110703A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
energy storage
storage device
electrode
functional layer
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE201110110703
Other languages
English (en)
Inventor
Tim Schäfer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Li Tec Battery GmbH
Original Assignee
Li Tec Battery GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Li Tec Battery GmbH filed Critical Li Tec Battery GmbH
Priority to DE201110110703 priority Critical patent/DE102011110703A1/de
Priority to EP12747980.6A priority patent/EP2745335A1/de
Priority to PCT/EP2012/003434 priority patent/WO2013023773A1/de
Publication of DE102011110703A1 publication Critical patent/DE102011110703A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465Details of groupings of fuel cells
    • H01M8/247Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
    • H01M8/2475Enclosures, casings or containers of fuel cell stacks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/126Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431Cells with wound or folded electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/06Lead-acid accumulators
    • H01M10/12Construction or manufacture
    • H01M10/125Cells or batteries with wound or folded electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/117Inorganic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/121Organic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/1245Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure characterised by the external coating on the casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/131Primary casings; Jackets or wrappings characterised by physical properties, e.g. gas permeability, size or heat resistance
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/42Grouping of primary cells into batteries
    • H01M6/46Grouping of primary cells into batteries of flat cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/002Shape, form of a fuel cell
    • H01M8/004Cylindrical, tubular or wound
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/002Shape, form of a fuel cell
    • H01M8/006Flat
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Energiespeichervorrichtung mit mindestens einer Energiespeicherzelle mit einem Elektrodenstapel (2) oder Elektrodenwickel. Um bei einfachem Aufbau eine erhöhte Funktionssicherheit zu gewährleisten, ist an mindestens einer Außenwand der Energiespeicherzelle, insbesondere des Elektrodenstapels (2) bzw. Elektrodenwickels, eine äußere Funktionsschicht (10) vorgesehen, die eine zumindest teilweise stoffdurchlässige Trägerschicht aufweist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energiespeichervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aus dem Stand der Technik bekannte Energiespeichervorrichtungen weisen mindestens eine elektrochemische Energiespeicherzelle, die auch als elektrochemische Zelle oder galvanische Zelle bezeichnet wird, in Form eines Elektrodenstapels oder Elektrodenwickels auf, welcher in der Regel von einem Gehäuse umgeben ist. Der Elektrodenstapel weist meist mehrere aus jeweils zwei Elektroden sowie einer dazwischenliegenden Separatorschicht, die einen Elektrolyten aufnehmen kann, zusammengesetzte Elektrodengruppen auf, die nebeneinander bzw. übereinander angeordnet bzw. gestapelt sind. Bei einem Elektrodenwickel wird mindestens eine Elektrodengruppe zu einem sog. Wickel aufgewickelt. Die Elektroden der Elektrodengruppen gleicher Polarität werden jeweils mit einem Stromableiter elektrisch verbunden, über welchen die in der Zelle erzeugte elektrische Spannung von außen abgegriffen werden kann.
  • Bei aus dem Stand der Technik bekannten Energiespeichervorrichtungen kann nicht in jedem Fall eine hohe Funktionssicherheit bei gleichzeitig einfachem Aufbau gewährleistet werden.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Energiespeichervorrichtung anzugeben, welche bei einfachem Aufbau eine erhöhte Funktionssicherheit aufweist.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Energiespeichervorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Energiespeichervorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass an mindestens einer Außenwand der Energiespeicherzelle, insbesondere an mindestens einer äußeren Wand des Elektrodenstapels bzw. Elektrodenwickels, eine äußere Funktionsschicht vorgesehen ist, die eine zumindest teilweise stoffdurchlässige Trägerschicht aufweist.
  • Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, den Elektrodenstapel bzw. Elektrodenwickel zumindest teilweise mit einer zumindest teilweise stoffdurchlässigen Funktionsschicht zu umgeben, welche insbesondere überschüssige Elektrolytflüssigkeit, die aus den zwischen den Anoden- und Kathodenschichten der Stapel- bzw. Wickelschichten befindlichen Separatorschichten austreten kann, zumindest temporär aufnehmen oder binden kann. Ein Aufstauen überschüssiger Elektrolytmengen in dem üblicherweise in einem flüssigkeitsdichten Behälter befindlichen Elektrodenstapel bzw. -wickel kann dadurch auf einfache Weise verhindert werden, da in der zwischen dem Elektrodenstapel bzw. -wickel und der Behälterwand befindlichen Funktionsschicht zusätzlich Platz zur Aufnahme von Elektrolytflüssigkeit vorhanden ist. Ein Austreten von Elektrolytflüssigkeit aus der Zelle kann dadurch auf einfache Weise verhindert werden. Die Funktionsfähigkeit und -sicherheit der Energiespeichervorrichtung wird dadurch deutlich erhöht.
  • Darüber hinaus erlaubt die äußere Funktionsschicht eine mechanische Fixierung der Stapelschichten des Elektrodenstapels bzw. des Elektrodenwickels, so dass eine zusätzliche Fixierung der Stapelschichten bzw. der gewickelten Wickelschicht, beispielsweise durch Kleben oder Laminieren, entfallen kann. Außerdem wird durch die äußere Funktionsschicht die Widerstandsfähigkeit der Zelle gegen mechanische Beanspruchung, z. B. durch Erschütterungen, und thermische Belastung, beispielsweise durch während des Ladens bzw. Entladens auftretende Temperaturerhöhungen, verbessert, was insgesamt lebensdauerverlängernd wirkt.
  • Des Weiteren kann die Funktionsschicht als Vorrat für Leitsalz dienen, welches in der Funktionsschicht aufgenommen und bei Bedarf an die Elektrolytflüssigkeit, in welcher Leitsalz in einem Lösungsmittel gelöst ist, abgegeben werden kann. Auf diese Weise kann die Leitsalzkonzentration im Elektrolyten, insbesondere in den Separatorschichten, auf der erforderlichen Höhe gehalten werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Funktionsschicht auch als Vorrat für Radikalfänger dienen, welche vorzugsweise der Elektrolytflüssigkeit zugesetzt werden und zusammen mit dieser von der Funktionsschicht aufgenommen werden. Radikalfänger verhindern, dass bei höheren Temperaturen in der Zelle Radikale freigesetzt werden, die eine Explosion der Zelle verursachen können.
  • Insgesamt wird durch die Erfindung eine erhöhte Funktionssicherheit bei vereinfachtem Aufbau bzw. einfacher Herstellung gewährleistet.
  • Eine Funktionsschicht im Sinne der Erfindung ist hierbei eine Schicht aus einem sog. Funktionsmaterial. Funktionsmaterialien sind Materialien, deren Struktur und/oder Eigenschaften zielgerichtet für eine bestimmte Anwendung gewählt werden. In der vorliegenden Erfindung ist die Funktionsschicht u. a. dadurch gekennzeichnet, dass diese zumindest teilweise stoffdurchlässig ist und daher unter anderem Elektrolytflüssigkeit aufnehmen kann.
  • Unter einer Energiespeichervorrichtung wird im Sinne der Erfindung eine Einrichtung verstanden, die in der Lage ist, insbesondere elektrische Energie aufzunehmen, zu speichern und wieder abzugeben, insbesondere unter Ausnutzung elektrochemischer Prozesse.
  • Als eine Energiespeicherzelle wird im Sinne der Erfindung eine in sich abgeschlossene Funktionseinheit der Energiespeichervorrichtung verstanden, die für sich genommen ebenfalls in der Lage ist, elektrische Energie aufzunehmen, zu speichern und wieder abzugeben, insbesondere unter Ausnutzung elektrochemischer Prozesse. Eine Energiespeichervorrichtung im Sinne der Erfindung kann eine Energiespeicherzelle oder mehrere Energiespeicherzellen aufweisen.
  • Eine Energiespeicherzelle kann beispielsweise, aber nicht nur, eine galvanische Primär- oder Sekundärzelle (im Rahmen dieser Anmeldung werden Primär- oder Sekundärzellen unterschiedslos als Batteriezellen und eine daraus aufgebaute Energiespeichervorrichtung auch als Batterie bzw. Batterieanordnung bezeichnet), eine Brennstoffzelle, ein Hochleistungskondensator oder eine Energiespeicherzelle anderer Art sein. Insbesondere soll in diesem Zusammenhang unter einer Energiespeicherzelle eine elektrochemische Energiespeicherzelle verstanden werden, die Energie in chemischer Form speichern, in elektrischer Form an einen Verbraucher abgeben und vorzugsweise auch in elektrischer Form aus einer Ladeeinrichtung aufnehmen kann. Wichtige Beispiele für solche elektrochemische Energiespeicher sind galvanische Zellen und Brennstoffzellen.
  • Der Elektrolyt der Energiespeicherzelle enthält vorzugsweise Lithium-Ionen. Ein üblicherweise die Zelle umgebender Behälter ist stellt eine Einrichtung dar, welche geeignet ist, den Austritt von Chemikalien aus dem Elektrodenstapel in die Umgebung zu verhindern und die Bestandteile des Elektrodenstapels vor schädigenden äußeren Einflüssen zu schützen. Der Behälter kann aus einem oder aus mehreren Formteilen und/oder folienartig ausgebildet sein. Weiter kann der Behälter einlagig oder mehrlagig ausgebildet sein. Der Behälter ist vorzugsweise aus einem gasdichten und elektrisch isolierenden Werkstoff oder Schichtverbund gebildet.
  • Vorzugsweise ist die zumindest teilweise stoffdurchlässige Trägerschicht mindestens auf einer Seite mit einem anorganischen Material beschichtet. Dadurch kann eine hohe thermische und chemische Stabilität der Funktionsschicht und folglich eine hohe Funktionssicherheit der Energiespeichervorrichtung, insbesondere bei während des Ladens bzw. Entladens auftretenden Temperaturerhöhungen, erzielt werden.
  • Hierbei ist bevorzugt, dass das anorganische Material, insbesondere in einem Temperaturbereich zwischen –40°C und +200°C, ionenleitend ist. Auf diese Weise eignet sich die Funktionsschicht in einem großen Temperaturbereich besonders gut zur zumindest temporären Aufnahme von Elektrolytflüssigkeit.
  • Es ist außerdem bevorzugt, dass das anorganische Material wenigstens eine Verbindung aus der Gruppe der Oxide, Phosphate, Sulfate, Titanate, Silikate, Aluminosilikate mit wenigstens einem der Elemente Zr, Al, Li, insbesondere Zirkoniumoxid, aufweist. Hierdurch wird eine hohe Stabilität der Funktionalität der Zeile, insbesondere über einen großen Temperaturbereich, erzielt.
  • Vorzugsweise weist das anorganische Material Partikel mit einem größten Durchmesser unter 100 nm auf. Durch die damit erreichte Nanoporosität der Funktionsschicht sind deren Eigenschaften besonders ausgeprägt. Insbesondere wird hierbei die Aufnahmefähigkeit und Durchlässigkeit für Elektrolytflüssigkeit besonders günstig beeinflusst, was sich wiederum positiv auf die Funktionalität der Zelle auswirkt.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die zumindest teilweise stoffdurchlässige Trägerschicht aus einem organischen Material, insbesondere einem Polymer, insbesondere Polyethylenterephthalat (PET), hergestellt. Hierdurch lässt sich auf einfache und kostengünstige Weise eine Trägerschicht für die Funktionsschicht bereitstellen, was die Herstellung und den Aufbau der Energiespeichervorrichtung insgesamt vereinfacht.
  • Die zumindest teilweise stoffdurchlässige Trägerschicht ist vorzugsweise als Vlies ausgestaltet. Dies stellt eine besonders kostengünstige Variante einer geeigneten Trägerschicht dar. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die Trägerschicht als Gewebe auszugestalten.
  • Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist die Funktionsschicht nicht oder nur geringfügig elektronenleitend. Dadurch wird erreicht, dass die Funktionsschicht, sofern sich keine Elektrolytflüssigkeit darin aufgenommen ist, zuverlässig elektrisch isolierend ist, so dass keine elektrischen Ströme zwischen einem ggf. metallischen Behälter der Zelle und der Zelle selbst fließen können.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die mindestens eine äußere Funktionsschicht die Form einer Schale, insbesondere einer Halbschale, aufweist, welche zumindest einen Teil der Energiespeicherzelle umgibt. Hierdurch kann auf besonders einfache Weise eine Umkleidung oder Umhüllung der Zelle erreicht werden. Durch eine geeignete Befestigung der beiden Schalen aneinander und/oder an einer Wand der Energiespeicherzelle werden die einzelnen Stapelschichten bzw. die aufgewickelte Wickelschicht der Zelle durch die beiden Schalen zusammengehalten, so dass eine zusätzliche Fixierung, beispielsweise durch Laminieren der Stapelschichten bzw. Wickelschicht, entfallen kann.
  • Es ist außerdem bevorzugt, die äußere Funktionsschicht derart auszugestalten, dass diese unter Wärmeeinwirkung schrumpfbar ist, und zumindest einen Teil der Energiespeicherzelle von einer geschrumpften äußeren Funktionsschicht zu umgeben. Bei dieser Ausführung wird der für eine ausreichende Fixierung der Stapelschichten bzw. gewickelten Wickelschicht erforderliche Druck auf den Stapel bzw. Wickel durch die Schrumpfung der Funktionsschicht selbst erzeugt, ohne dass diese noch zusätzlich mit Klebebändern oder Ähnlichem fixiert werden müsste. Hierdurch werden Aufbau und Herstellung der Energiespeichervorrichtung stark vereinfacht.
  • Bei beiden vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungen werden die Stapelschichten des Elektrodenstapels bzw. die Wickelung des Elektrodenwickels mit Hilfe der äußeren Funktionsschicht auf einfache Weise zusammengehalten, was neben der Aufnahmefähigkeit für Elektrolytflüssigkeit einen weiteren besonderen Vorteil der äußeren Funktionsschicht darstellt.
  • Vorzugsweise weist die Energiespeichervorrichtung einen Behälter auf, welcher zur Aufnahme der Energiespeicherzelle ausgebildet ist und insbesondere nach dem Einbringen des Elektrodenstapels bzw. -wickels durch einen Deckel verschlossen werden kann. Vorzugsweise hat der Behälter die Form eines einseitig offenen Hohlkörpers, welcher insbesondere quaderförmig oder quaderförmig mit zwei nach außen gewölbten Stirnflächen ausgebildet ist. Vorzugsweise wird der Hohlkörper durch Fließpressen, insbesondere durch Kaltfließpressen, oder Tiefziehen eines metallischen Blechzuschnitts erhalten. Auf diese Weise lässt sich eine mechanisch und chemisch stabile Umhüllung der Zelle einfach und kostengünstig realisieren, über welche in der Zelle entstehende Wärme effizient nach außen abgeführt werden kann.
  • Zusätzlich zur Fixierung des Elektrodenstapels bzw. -wickels mit Hilfe der äußeren Funktionsschicht können die einzelnen Stapelschichten bzw. Wickelschicht zumindest teilweise durch Lamination miteinander verbunden sein. Hierbei werden die einzelnen Stapelschichten zumindest in Teilbereichen mittels eines Klebers aneinander geklebt. Vorzugsweise ist der Kleber ein sog. Heißkleber, welcher bei Zimmertemperatur im Wesentlichen fest ist und erst bei Erwärmung flüssig wird und seine Klebewirkung entfaltet. Entsprechend werden die Stapelschichten vorzugsweise durch Verpressen und/oder Walzen unter Wärmeeinwirkung miteinander verklebt. Durch eine oder mehrere dieser Maßnahmen wird eine besonders hohe mechanische Stabilität des Elektrodenstapels erreicht, wobei die Stapelschichten darüber hinaus thermisch gut miteinander gekoppelt werden, so dass eine Ableitung von in der Zelle entstehender Wärme in Richtung der Behälterwand begünstigt wird.
  • Eine Batterieanordnung weist mehrere erfindungsgemäße Energiespeichervorrichtungen auf, an welchen Kontaktelemente vorgesehen sind, die miteinander elektrisch verbunden, insbesondere in Reihe und/oder parallel geschaltet, sind. Auf diese Weise werden die bei der jeweiligen Anwendung erforderlichen Spannungen bzw. Leistungen der Batterieanordnung realisiert.
  • Die erfindungsgemäße Energiespeichervorrichtung oder die Batterieanordnung wird vorteilhafterweise zur Versorgung eines Elektroantriebs oder Hybridantriebs eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie verwendet.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigen:
  • 1 ein Beispiel für den Aufbau einer Energiespeichervorrichtung;
  • 2 einen Ausschnitt aus einem Beispiel für den Aufbau eines Elektrodenstapels mit inneren Funktionsschichten;
  • 3 einen Ausschnitt aus einem Beispiel für eine Wickelschicht eines Elektrodenwickels sowie eine verkleinerte, schematische Darstellung einer um einen Wickelkern gewickelten Wickelschicht;
  • 4 einen Querschnitt durch einen Elektrodenstapel mit Funktionsschichten;
  • 5 einen Querschnitt durch einen Elektrodenwickel mit Funktionsschichten;
  • 6 ein Beispiel für eine schalenförmige äußere Funktionsschicht an einem Elektrodenstapel;
  • 7 ein weiteres Beispiel für eine äußere Funktionsschicht an einem Elektrodenstapel; und
  • 8 ein Beispiel für eine schalenförmige äußere Funktionsschicht an einem Elektrodenwickel.
  • 1 zeigt ein Beispiel für den Aufbau einer Energiespeichervorrichtung mit einem im Wesentlichen quaderförmigen Behälter 1, welcher vorzugsweise aus Metall geformt ist und zu einer schmalen Seite hin offen ist. Der Behälter 1 kann beispielsweise mittels Fließpressen, insbesondere Kaltfließpressen, oder Tiefziehen eines entsprechenden Ausgangswerkstücks, insbesondere eines Blechs, hergestellt werden. Durch die offene Seite des Behälters 1 wird ein Elektrodenstapel 2 oder ein Elektrodenwickel (nicht dargestellt) in den Behälter 1 eingeführt.
  • Die Elektrodenschichten des Elektrodenstapels 2 bzw. Elektrodenwickels gleicher Polarität, d. h. Anoden- bzw. Kathodenschichten, werden mit Kontaktfahnen 3 bzw. 5 elektrisch kontaktiert. Die Kontaktfahnen 3 und 5 werden mit Hilfe weiterer Kontaktelemente 4 bzw. 6 durch ein Isolationselement 7 hindurch mit dem Deckel 8 der Energiespeichervorrichtung kontaktiert bzw. mittels weiterer, nicht dargestellter Kontaktelemente durch eine Öffnung 9 im Deckel 8 hindurch aus der Energiespeichervorrichtung herausgeführt.
  • Vor dem Einführen in den Behälter 1 wird der Elektrodenstapel 2 bzw. Elektrodenwickel mit einer äußeren Funktionsschicht 10 versehen, welche diesen an den beiden Breit- und/oder Stirnseiten und/oder an der Bodenseite des quaderförmigen Elektrodenstapels 2 bzw. quaderähnhichen Elektrodenwickels umgibt. Die äußere Funktionsschicht 10 ragt im dargestellten Beispiel an den Seiten über die Höhe des Elektrodenstapels 2 hinaus, kann aber auch nur bis zur Höhe der Seiten des Elektrodenstapels 2 reichen oder auch niedriger sein, d. h. nur einen Teil der Seitenbereiche des Elektrodenstapels 2 bedecken.
  • Die äußere Funktionsschicht 10 ist nicht oder nur geringfügig elektronenleitend und weist einen zumindest teilweise stoffdurchlässigen Träger auf. Der Träger ist vorzugsweise auf mindestens einer Seite mit einem anorganischen Material beschichtet. Als wenigstens teilweise stoffdurchlässiger Träger wird vorzugsweise ein organisches Material verwendet, welches vorzugsweise als nicht verwebtes Vlies ausgestaltet ist. Das organische Material, welches vorzugsweise ein Polymer und besonders bevorzugt ein Polyethylenterephthalat (PET) umfasst, ist mit einem anorganischen, vorzugsweise ionenleitenden Material beschichtet, welches weiter vorzugsweise in einem Temperaturbereich von –40°C bis +200°C ionenleitend ist. Das anorganische Material umfasst bevorzugt wenigstens eine Verbindung aus der Gruppe der Oxide, Phosphate, Sulfate, Titanate, Silikate, Aluminosilikate mit wenigstens einem der Elemente Zr, Al, Li, besonders bevorzugt Zirkonoxid. Bevorzugt weist das anorganische, ionenleitende Material Partikel mit einem größten Durchmesser unter 100 nm auf. Schichten mit solchen Eigenschaften werden beispielsweise unter dem Handelsnamen ”Separion” von der Evonik AG in Deutschland vertrieben.
  • Im Bereich der Mitte des Elektrodenstapels 2 ist mindestens eine innere Funktionsschicht 40 vorgesehen, die sich vorzugsweise über eine gesamte Stapelebene des Elektrodenstapels 2 erstreckt. Bezüglich der Eigenschaften der inneren Funktionsschicht 40 gelten die vorstehenden Ausführungen zur äußeren Funktionsschicht 10 entsprechend. Dies bedeutet, dass für die inneren Funktionsschichten 40 vorzugsweise ebenfalls „Separion”-Schichten verwendet werden.
  • Die zumindest teilweise stoffdurchlässige äußere Funktionsschicht 10, die den Elektrodenstapel 2 bzw. Elektrodenwickel zumindest teilweise umgibt, kann insbesondere überschüssige Elektrolytflüssigkeit, die aus den zwischen den Anoden- und Kathodenschichten der Stapel- bzw. Wickelschichten befindlichen Separatorschichten austreten kann, zumindest temporär aufnehmen bzw. binden. Ein Aufstauen ausgetretener Elektrolytflüssigkeit im flüssigkeitsdichten Behälter 1 kann dadurch auf einfache Weise verhindert werden, da in der zwischen dem Elektrodenstapel 2 bzw. -wickel und der Behälterwand befindlichen äußeren Funktionsschicht 10 zusätzlich Platz zur Aufnahme von Elektrolytflüssigkeit vorhanden ist. Ein Austreten von Elektrolytflüssigkeit aus der Energiespeichervorrichtung kann dadurch auf einfache Weise verhindert werden. Die Funktionsfähigkeit und -sicherheit der Energiespeichervorrichtung wird dadurch deutlich erhöht.
  • Die im Inneren eines Elektrodenstapels 2 oder Elektrodenwickels vorgesehenen zumindest teilweise stoffdurchlässig inneren Zusatzschichten 40 können ebenfalls insbesondere überschüssige Elektrolytflüssigkeit, die aus den zwischen den Anoden- und Kathodenschichten der Stapel- bzw. Wickelschichten befindlichen Separatorschichten austreten kann, zumindest temporär aufnehmen oder binden. Ein Aufstauen überschüssiger Elektrolytmengen in dem üblicherweise in einem flüssigkeitsdichten Behälter 1 befindlichen Elektrodenstapel 2 bzw. Elektrodenwickel kann dadurch auf einfache Weise verhindert werden, da in den im Inneren des Elektrodenstapels 2 bzw. -wickels befindlichen Funktionsschichten 40 zusätzlich Platz zur Aufnahme von Elektrolytflüssigkeit vorhanden ist. Ein Austreten von Elektrolytflüssigkeit aus der Zelle kann dadurch auf einfache Weise verhindert werden. Die Funktionsfähigkeit und Funktionssicherheit der Energiespeichervorrichtung wird dadurch deutlich erhöht. Durch die zumindest teilweise stoffdurchlässige innere Funktionsschicht 40 wird außerdem die Widerstandsfähigkeit der Zelle gegen mechanische Beanspruchung, z. B. aufgrund von Erschütterungen, und thermische Belastung, beispielsweise durch während des Ladens bzw. Entladens auftretende Temperaturerhöhungen, verbessert, was insgesamt lebensdauerverlängernd wirkt. Dies wird insbesondere dadurch begünstigt, dass die im Inneren zusätzlich vorhandenen inneren Funktionsschichten 40 eine gewisse Elastizität besitzen, durch welche in der Mitte des Stapels 2 bzw. im Wickelkern des Wickels ein Dehnungsraum geschaffen wird, durch welchen eine Ausdehnung oder Schrumpfung des Stapels 2 bzw. Wickels innerhalb gewisser Grenzen kompensiert werden kann, ohne dass der Stapel 2 bzw. Wickel selbst und/oder der Behälter 1 zu stark beansprucht würden.
  • 2 zeigt einen Ausschnitt aus einem Beispiel für den Aufbau eines Elektrodenstapels 2 aus mehreren, insbesondere aus einer Vielzahl von, nebeneinander angeordneten bzw. übereinander gestapelten Stapelschichten 20, welche jeweils eine Anodenschicht 21, eine Kathodenschicht 22, eine dazwischen angeordnete Separatorschicht 23 zur Aufnahme eines Elektrolyten sowie eine an der Anodenschicht 21 und/oder Kathodenschicht 22 vorgesehene Isolationsschicht 24 umfassen. Im Bereich der Mitte des Elektrodenstapels 2 sind mehrere – in diesem Fall drei – innere Funktionsschichten 40 vorgesehen, die von zwei Stapelschichten 20 eingeschlossen werden. Die inneren Funktionsschichten 40 liegen im gezeigten Beispiel zwischen etwa gleich vielen Stapelschichten 20 zu beiden Seiten. Die inneren Funktionsschichten 40 können alternativ aber auch zu einer Seite des Elektrodenstapels 2 hin versetzt, d. h. außermittig, angeordnet sein.
  • 3 zeigt einen Ausschnitt (linker Teil der Figur) aus einem Beispiel einer Wickelschicht 30 eines Elektrodenwickels 12' sowie eine verkleinerte, schematische Darstellung (rechter Teil) einer um einen Wickelkern 40 gewickelten Wickelschicht 30. Die Wickelschicht 30 umfasst eine Anodenschicht 31, eine Kathodenschicht 32, eine dazwischen befindliche Separatorschicht 33 zur Aufnahme eines Elektrolyten sowie eine an der Anodenschicht 31 und/oder Kathodenschicht 32 vorgesehene Isolationsschicht 34.
  • Bei dem im rechten Teil der 3 schematisch dargestellten sog. Rundwickel 12' wurde die Wickelschicht 30 um einen im Wesentlichen runden Wickelkern 13 herum gewickelt, welcher durch eine oder mehrere innere Funktionsschichten 40 gebildet wird. Nach dem Wickeln wird der Rundwickel 12' – beispielsweise durch Zusammendrücken in Richtung der in der Figur eingezeichneten Pfeile – in eine annähernd quaderförmige oder prismatische Form, einem sog. Flachwickel 12 (vgl. 5), gebracht, damit dieser in den quaderförmigen Behälter 1 passt.
  • Vorzugsweise handelt es sich sowohl bei der an den Außenwänden des Elektrodenstapels 2 bzw. Elektrodenwickels vorgesehenen äußeren Funktionsschicht 10 als auch bei den innerhalb des Elektrodenstapels 2 bzw. Elektrodenwickels vorgesehenen inneren Funktionsschichten 40 um Schichten aus „Separion”. Darüber hinaus können als Separatorschichten 23, 33 und/oder als Isolationsschichten 24, 34 im Elektrodenstapel 2 bzw. im Elektrodenwickel ebenfalls in vorteilhafter Weise „Separion”-Schichten eingesetzt werden.
  • 4 zeigt einen Querschnitt durch einen Elektrodenstapel 2, welcher von einer äußeren Funktionsschicht 10 umschlossen ist. Die äußere Funktionsschicht 10 ist in diesem Beispiel als sogenannte Schrumpfschicht ausgestattet, welche sich unter Wärmeeinwirkung zusammenziehen kann. Bei der Herstellung des Elektrodenstapels 2 werden dabei die übereinander gestapelten Stapelschichten 20, in deren Mitte sich gegebenenfalls mindestens eine innere Funktionsschicht 40 befindet, bereitgestellt und mit der noch nicht geschrumpften äußeren Funktionsschicht 10 ummantelt. Anschließend wird die Ummantelung erwärmt, beispielsweise durch Bestrahlung mit Infrarotstrahlung oder durch Heißluft, so dass sich diese zusammenzieht und den aus den Stapelschichten 20 gebildeten Stapel eng umschließt. Die einzelnen Stapelschichten 20 sowie die gegebenenfalls zusätzlich vorgesehene innere Funktionsschicht 40 werden hierbei auf einfache und schnelle Weise zu einem stabilen Stapel fixiert, ohne dass eine zusätzliche Fixierung der einzelnen Stapelschichten 20 bzw. der inneren Funktionsschicht 40 erforderlich ist, was die Herstellung des Elektrodenstapels 2 deutlich vereinfacht.
  • 5 zeigt einen Querschnitt durch einen flachen Elektrodenwickel 12, bei welchem eine Wickelschicht 30 mehrmals um einen Wickelkern 13 herumgewickelt ist. Im Wickelkern 13 ist mindestens eine innere Funktionsschicht 40 vorgesehen. Der äußere Bereich des Elektrodenwickels 12 ist von einer äußeren Funktionsschicht 10 umgeben. Die Herstellung eines solchen sogenannten Flachwickels 12 kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Wickelschicht 30 um einen zunächst im Wesentlichen kreisförmigen Wickelkern herumgewickelt wird (vgl. 3). In dem kreisförmigen Wickelkern sind vorzugsweise mehrere Lagen, insbesondere mehrere Wickellagen, der inneren Funktionsschicht 40 enthalten. Dieser sogenannte Rundwickel wird anschließend so zusammengepresst, dass ein Flachwickel mit im Wesentlichen parallelen Seitenwänden, wie in 5 dargestellt, erhalten wird. Der Flachwickel 12 wird dann – wie bereits im Zusammenhang mit 4 erläutert – vorzugsweise mit einer schrumpfbaren äußeren Funktionsschicht 10 umgeben und nach einer Schrumpfung der äußeren Funktionsschicht 10 schließlich in der gewünschten Form gehalten. Entsprechend der Fixierung der Stapelschichten 20 bei dem in 4 gezeigten Beispiel wird durch die Umschrumpfung des Elektrodenwickels 12 auch bei dem in 5 gezeigten Beispiel eine Fixierung der einzelnen Wickelschichten 30 einschließlich der im Wickelkern 13 befindlichen inneren Funktionsschichten 40 erreicht, so dass auf eine zusätzliche Fixierung der einzelnen Wickelschichten 30 und/oder der inneren Funktionsschichten 40, beispielsweise durch Laminieren, verzichtet werden kann.
  • Zusätzlich oder alternativ zur Fixierung mittels der äußeren Funktionsschicht 10 ist es möglich, die einzelnen Stapelschichten 20 des Elektrodenstapels 2 bzw. die Wickelschicht 30 des Elektrodenwickels 12 zumindest im Bereich eines Teils ihrer Berührungsfläche miteinander zu verbinden, vorzugsweise mittels eines Klebers. Hierbei ist es bevorzugt, einen Klebstoff zu wählen, welcher bei Zimmertemperatur fest ist und erst durch Erwärmung schmilzt und seine Klebewirkung entfaltet. In diesem Fall werden die mit einem entsprechenden Klebstoff versehenen Stapelschichten 20 bzw. Wickelschicht 30 durch eine sogenannte Heißlamination miteinander verbunden, indem diese beispielsweise unter Wärmeeinwirkung verpresst und/oder gewalzt werden. Durch die beschriebene, zumindest teilweise, Verbindung der einzelnen Stapelschichten 20 bzw. Wickelschicht 30 wird eine besonders hohe mechanische Stabilität des Stapels 2 bzw. Wickels 12, insbesondere im Fall einer Beschädigung des Behälters 1 von außen, erreicht.
  • Bei den in den 4 und 5 gezeigten Beispielen ist die äußere Funktionsschicht 10 jeweils als Schrumpfschicht ausgestaltet. Alternativ können die äußeren Funktionsschichten 10 aber auch auf andere Weise im Bereich der Außenwände des Elektrodenstapels 2 bzw. des Elektrodenwickels 12 angebracht werden. Dies wird anhand der in den 6 bis 8 gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • Bei dem in 6 gezeigten Beispiel wird der im Wesentlichen quaderförmige Elektrodenstapel 2 durch zwei schalenartige äußere Funktionsschichten 10a und 10b umschlossen. Aufgrund der Halbschalenform der beiden äußeren Funktionsschichten 10a und 10b bedecken diese jeweils eine Seitenfläche des Elektrodenstapels 2 vollständig sowie die vordere und hintere Stirnfläche sowie die Bodenfläche des Elektrodenstapels 2 jeweils zur Hälfte. Die beiden schalenförmigen äußeren Funktionsschichten 10a und 10b sind vorzugsweise so dimensioniert, dass ihre stirn- und bodenseitigen Kanten jeweils auf Stoß liegen, wenn die Schalen 10a und 10b den Elektrodenstapel 2 umschließen. Im Bereich der Stoßkanten werden die beiden Schalen 10a und 10b durch ein geeignetes Fixiermittel, beispielsweise ein umlaufendes Klebeband 11, fixiert.
  • Bei dem in 7 gezeigten Beispiel hat die äußere Funktionsschicht 10 zunächst die Form eines im Wesentlichen reckeckigen Bogens, auf welchem mittig der Elektrodenstapel 2 mit seiner Bodenfläche gesetzt wird. Im Bereich der jeweiligen Stirnseite des Elektrodenstapels 2 sind in der bogenförmigen äußeren Zusatzschicht 10 Ausschnitte 15 und 16 vorgesehen. Die beiden Flügel der bogenförmigen Funktionsschicht 10 werden sodann hochgeklappt und kommen an den jeweiligen Seitenflächen des Elektrodenstapels 2 zu liegen. Die im Bereich der jeweiligen Stirnseiten überstehenden Abschnitte 17 und 18 der Funktionsschicht 10 werden jeweils zur Stirnseite des Stapels 2 hin umgeklappt und – entsprechend dem in 6 gezeigten Beispiel – mit Hilfe eines geeigneten Fixiermittels, insbesondere eines Klebebandes, fixiert.
  • Bei dem in 8 gezeigten Beispiel wird ein Elektrodenwickel 12 in Form eines Flachwickels ebenfalls von zwei schalenförmigen äußeren Funktionsschichten 10a und 10b umkleidet. Die Ausführungen im Zusammenhang mit dem in 6 gezeigten Beispiel gelten entsprechend.

Claims (15)

  1. Energiespeichervorrichtung mit mindestens einer Energiespeicherzelle mit einem Elektrodenstapel (2) oder Elektrodenwickel (12), dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Außenwand der Energiespeicherzelle, insbesondere des Elektrodenstapels (2) bzw. Elektrodenwickels (12), eine äußere Funktionsschicht (10, 10a, 10b) vorgesehen ist, die eine zumindest teilweise stoffdurchlässige Trägerschicht aufweist.
  2. Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zumindest teilweise stoffdurchlässige Trägerschicht mindestens auf einer Seite mit einem anorganischen Material beschichtet ist.
  3. Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 2, wobei das anorganische Material, insbesondere in einem Temperaturbereich zwischen minus 40°C und plus 200°C, ionenleitend ist.
  4. Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei das anorganische Material wenigstens eine Verbindung aus der Gruppe der Oxide, Phosphate, Sulfate, Titanate, Silikate, Aluminosilikate wenigstens eines der Elemente Zr, Al, Li, insbesondere Zirkoniumoxid, aufweist.
  5. Energiespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das anorganische Material Partikel mit einem größten Durchmesser unter 100 nm aufweist.
  6. Energiespeichervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zumindest teilweise stoffdurchlässige Trägerschicht aus einem organischen Material, insbesondere einem Polymer, insbesondere Polyethylenterephthalat (PET), hergestellt ist.
  7. Energiespeichervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zumindest teilweise stoffdurchlässige Trägerschicht als Vlies ausgestaltet ist.
  8. Energiespeichervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die äußere Funktionsschicht (10, 10a, 10b) nicht oder nur geringfügig elektronenleitend ist.
  9. Energiespeichervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine äußere Funktionsschicht (10, 10a, 10b) die Form einer Schale (10a, 10b), insbesondere einer Halbschale, aufweist, welche zumindest einen Teil der Energiespeicherzelle umgibt.
  10. Energiespeichervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die äußere Funktionsschicht (10) derart ausgestaltet ist, dass diese unter Wärmeeinwirkung schrumpfbar ist, und wobei zumindest ein Teil der Energiespeicherzelle von einer geschrumpften äußeren Funktionsschicht (10) umgeben ist.
  11. Energiespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei die Stapelschichten (20) des Elektrodenstapels (2) bzw. die Wickelung des Elektrodenwickels (12) mit Hilfe der äußeren Funktionsschicht (10, 10a, 10b) zusammengehalten werden bzw. wird.
  12. Energiespeichervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einem Behälter (1) zur Aufnahme der Energiespeicherzelle.
  13. Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Behälter (1) einen einseitig offenen Hohlkörper aufweist, welcher insbesondere quaderförmig oder quaderförmig mit zwei nach außen gewölbten Stirnflächen ausgebildet ist.
  14. Batterieanordnung mit mehreren Energiespeichervorrichtungen nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei an den Energiespeichervorrichtungen vorgesehene Kontaktelemente (4, 6) miteinander elektrisch verbunden sind.
  15. Verwendung der Energiespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 oder der Batterieanordnung nach Anspruch 14 zur Versorgung eines Elektroantriebs oder Hybridantriebs eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie.
DE201110110703 2011-08-17 2011-08-17 Energiespeichervorrichtung Withdrawn DE102011110703A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110110703 DE102011110703A1 (de) 2011-08-17 2011-08-17 Energiespeichervorrichtung
EP12747980.6A EP2745335A1 (de) 2011-08-17 2012-08-10 Energiespeichervorrichtung
PCT/EP2012/003434 WO2013023773A1 (de) 2011-08-17 2012-08-10 Energiespeichervorrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110110703 DE102011110703A1 (de) 2011-08-17 2011-08-17 Energiespeichervorrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011110703A1 true DE102011110703A1 (de) 2015-04-23

Family

ID=46682796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201110110703 Withdrawn DE102011110703A1 (de) 2011-08-17 2011-08-17 Energiespeichervorrichtung

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2745335A1 (de)
DE (1) DE102011110703A1 (de)
WO (1) WO2013023773A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015225350A1 (de) * 2015-12-16 2017-06-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Gehäuse zur Aufnahme eines Brennstoffzellen-, Batterie- oder Kondensatorstapels

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1671693B1 (de) * 1967-12-01 1971-12-23 Sonnenschein Accumulatoren Bleiakkumulator
JP4391609B2 (ja) * 1998-09-30 2009-12-24 株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション 組電池用非水電解質二次電池
AU2001280117A1 (en) * 2000-08-24 2002-03-04 Kanto Nok Hanbai Co., Ltd. Case for electronic parts
KR100614367B1 (ko) * 2004-10-28 2006-08-21 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
DE102009035484A1 (de) * 2009-07-31 2011-02-03 Daimler Ag Galvanische Flachzelle für eine Batterie
KR101172231B1 (ko) * 2009-11-30 2012-08-07 삼성에스디아이 주식회사 보호 테이프 및 이를 구비한 이차전지
KR101094014B1 (ko) * 2010-01-26 2011-12-15 에스비리모티브 주식회사 이차 전지용 케이스 및 그 제조 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015225350A1 (de) * 2015-12-16 2017-06-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Gehäuse zur Aufnahme eines Brennstoffzellen-, Batterie- oder Kondensatorstapels
US10673039B2 (en) 2015-12-16 2020-06-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Housing for accommodating a stack of fuel cells, batteries or capacitors

Also Published As

Publication number Publication date
EP2745335A1 (de) 2014-06-25
WO2013023773A1 (de) 2013-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE202018006912U1 (de) Sekundärbatterie und Herstellung
EP2267820A2 (de) Elektrodenwickel
WO2010083973A1 (de) Galvanische zelle mit umhüllung ii
DE102012018128A1 (de) Einzelzelle, Batterie und Verfahren zur Herstellung einer Einzelzelle
DE102013203898A1 (de) Energiespeichervorrichtung
DE102012212299A1 (de) Elektrochemischer Speicher und Verfahren zum Herstellen eines elektrochemischen Speichers
WO2013107491A1 (de) Zellengehäuse für elektrochemische zellen zum aufbau eines elektrochemischen energiespeichers
WO2011012201A1 (de) Batterie und verfahren zum herstellen einer batterie
EP3143652A2 (de) Batterieeinheit mit einer mehrzahl von elektrochemischen zellen sowie batteriemodul mit einer mehrzahl von batterieeinheiten
DE102012216123A1 (de) Zellgehäuse für ein Batteriesystem
WO2016120358A1 (de) Batteriezelle und batteriesystem
WO2015052006A1 (de) Batteriezelle und herstellungsverfahren für diese, sowie batterie
DE102014013401A1 (de) Energiespeichereinrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
DE102011110943A1 (de) Energiespeichervorrichtung
DE102011110703A1 (de) Energiespeichervorrichtung
DE102014214619A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer prismatischen Batteriezelle
WO2011012203A1 (de) Batterieeinzelzelle mit einem gehäuse
DE102021201343A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Energiezelle sowie Energiezelle
DE102010034543A1 (de) Elektrochemische Zelle mit wenigstens einer Druckentlastungsvorrichtung
DE102015201655A1 (de) Batteriezelle und Batteriesystem
DE102015200685A1 (de) Elektrodenwickel für ein galvanisches Element und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102015201662A1 (de) Galvanische Zelle mit flächiger Ableiteranordnung
DE102013216238A1 (de) Thermisches Fixieren von gestapelten oder gefalteten elektrochemischen Energiespeichern
DE102013016782A1 (de) Einzelzelle für eine Batterie
DE102011110814A1 (de) Energiespeichervorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Energiespeichervorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
R082 Change of representative
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination