DE102011117471A1 - Manufacturing method for an energy storage device and an energy storage device produced by this method - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Energiespeichervorrichtung, welche eine formsteife Gehäuseeinrichtung (3), eine Elektrodenbaugruppe (2) und eine Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung (1) aufweist, wobei diese Elektrodenbaugruppe (2) wenigstens eine positive Elektrode und eine negative Elektrode aufweist, und wobei diese Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung (1) eine erste (7a), eine zweite (7b) und eine dritte (7c) räumliche Erstreckung aufweist, wobei diese dritte räumliche Erstreckung (7c) gering ist gegenüber dieser ersten (7a) und dieser zweiten (7b) Erstreckung und wobei diese Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung (1) mittels einer Druckveränderung von einem ersten in einen zweiten Zustand überführbar ist, wobei sich dieser erste und dieser zweite Zustand durch eine Veränderung dieser dritten räumlichen Erstreckung (7c) voneinander unterscheiden.A method of manufacturing an energy storage device comprising a dimensionally stable housing device (3), an electrode assembly (2) and an electrode assembly foil device (1), said electrode assembly (2) having at least one positive electrode and one negative electrode, and wherein said electrode assembly Foil device (1) has a first (7a), a second (7b) and a third (7c) spatial extent, said third spatial extent (7c) is small compared to this first (7a) and this second (7b) extent and this electrode assembly film device (1) can be converted by means of a pressure change from a first to a second state, wherein this first and second state differ from one another by a change in this third spatial extent (7c).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellverfahren für Energiespeichervorrichtungen sowie eine mittels dieses Verfahrens hergestellte Vorrichtung.The present invention relates to a manufacturing method for energy storage devices and a device produced by this method.

Im Folgenden wird die Erfindung in Bezug auf die Herstellung einer Energiespeichervorrichtung beschrieben, welche wenigstens eine Elektrodenbaugruppe aufweist, wobei eine Elektrodenbaugruppe wenigstens eine positive und eine negative Elektrode aufweist, welche dazu vorgesehen sind elektrische Energie in chemisch gebundene Energie beim Laden und chemisch gebundene in elektrische Energie beim Entladen umzuwandeln. In der Regel sind diese Elektroden von einer Umhüllung wenigstens teilweise umgeben, wobei die Umhüllung in der Regel formelastisch ist. Durch diese Formelastizität wird eine gewisse Größenänderung der Elektrodenbaugruppe ermöglicht, ohne dass dabei erhebliche Kräfte auf die Elektroden oder die Umhüllung auftreten. Eine solche Größenänderung wird häufig durch thermische und chemische Prozesse hervorgerufen und ist beim Betrieb der Energiespeichervorrichtung meist unabdingbar. Häufig sind bei bekannten Energiespeichervorrichtungen eine oder mehrere dieser Elektrodenbaugruppen in einer meist formsteifen Gehäuseeinrichtung aufgenommen, wobei auch nur einzelne Abschnitte der Gehäuseeinrichtung formsteif und andere formelastisch sein können. Durch diese Gehäuseeinrichtung ist es einerseits ermöglicht die Energiespeichervorrichtung sicher aufzunehmen und zu befestigen, andererseits kann mittels dieser Gehäuseeinrichtung eine planmäßige Kraftwirkung auf die Elektrodenbaugruppen ausgeübt und somit einer übermäßigen Ausdehnung dieser während des Betriebs entgegengewirkt werden.In the following, the invention will be described with respect to the manufacture of an energy storage device comprising at least one electrode assembly, wherein an electrode assembly has at least one positive and one negative electrode which are intended to provide electrical energy into chemically bonded energy upon charging and chemically bonded into electrical energy when unloading. As a rule, these electrodes are at least partially surrounded by an envelope, wherein the envelope is usually of a form-elastic nature. This elasticity of the shape allows a certain size change of the electrode assembly without significant forces being exerted on the electrodes or on the cladding. Such a change in size is frequently caused by thermal and chemical processes and is usually indispensable in the operation of the energy storage device. Frequently, in known energy storage devices, one or more of these electrode assemblies are accommodated in a generally dimensionally stable housing device, wherein only individual sections of the housing device can be dimensionally stable and other form-elastic. On the one hand, this housing device enables the energy storage device to be securely received and fastened; on the other hand, a planned force can be exerted on the electrode assemblies by means of this housing device, thus counteracting their excessive expansion during operation.

Zum Aufbringen der Kraftwirkung auf die Elektrodenbaugruppe weist die Gehäuseeinrichtung häufig ein elastisches verformbares Element auf, welches sich an dieser abstützt. Häufig wird ein elastisches Element verwendet, welches im Wesentlichen die gleiche Grundfläche aufweist, wie die Elektrodenbaugruppe, da so eine möglichst flächige Krafteinwirkung auf die Elektrodenbaugruppe erreicht werden kann. Dabei ist unter dieser Grundfläche die Fläche zu verstehen, die zwischen den beiden größeren räumlichen Erstreckungen der Elektrodenbaugruppe aufgespannt wird. Um eine hohe Leistungsdichte der Energiespeichervorrichtung zu erreichen weist dieses elastische Element meist in seiner dritten räumlichen Erstreckung eine geringe Größe auf. Dies hat zur Folge, dass das elastische Element häufig als ein folienartiges Element ausgeführt ist, daher häufig wenig formstabil ist und somit meist bei der Montage schwierig zu handhaben ist.To apply the force to the electrode assembly, the housing device often has an elastic deformable element, which is supported on this. Frequently, an elastic element is used, which essentially has the same base area as the electrode assembly, since in this way the largest possible force on the electrode assembly can be achieved. In this case, this area is to be understood as the area which is defined between the two larger spatial extensions of the electrode assembly. In order to achieve a high power density of the energy storage device, this elastic element usually has a small size in its third spatial extent. This has the consequence that the elastic element is often designed as a film-like element, therefore often has little dimensional stability and thus is usually difficult to handle during assembly.

Die US4269907A und die US5328778A zeigen jeweils folienartige, elastische Elemente, welche zwischen oder in den Elektrodenbaugruppen eingesetzt sind, um eine Kraftwirkung auf die Elektrodenbaugruppen auszuüben, insbesondere wenn diese sich ausdehnen.The US4269907A and the US5328778A respectively show foil-like elastic elements which are inserted between or in the electrode assemblies to exert a force on the electrode assemblies, especially when they expand.

Auch die US2010119927A zeigt ein formsteifes Gehäuse in welches mehrere Elektrodenbaugruppen eingebracht sind. Diese Elektrodenbaugruppen sind von einem oder mehreren elastischen Elementen umgeben, wobei diese eine Kraftwirkung auf die Elektrodenbaugruppen ausüben, insbesondere wenn sich die Elektrodenbaugruppen aufgrund thermischer oder chemischer Vorgänge ausdehnen. Die elastischen Elemente zum Aufbringen der Kraftwirkung können dabei einen schaumstoffartigen Werkstoff aufweisen.Also the US2010119927A shows a dimensionally stable housing in which a plurality of electrode assemblies are introduced. These electrode assemblies are surrounded by one or more elastic members, which exert a force on the electrode assemblies, particularly when the electrode assemblies expand due to thermal or chemical processes. The elastic elements for applying the force effect can have a foam-like material.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Herstellverfahren und eine mit diesem Herstellverfahren hergestellte Energiespeichervorrichtung bereitzustellen.An object of the present invention is to provide an improved manufacturing method and an energy storage device manufactured by this manufacturing method.

Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1, einer Energiespeichervorrichtung gemäß Anspruch 7 und einer Energiespeichervorrichtung gemäß Anspruch 13. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is achieved with a method according to claim 1, an energy storage device according to claim 7 and an energy storage device according to claim 13. Preferred developments of the invention are subject of the dependent claims.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Energiespeichervorrichtung, wird eine Energiespeichervorrichtung hergestellt, welche eine Gehäuseeinrichtung, eine Elektrodenbaugruppe und eine Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung aufweist. Die Gehäuseeinrichtung ist dabei als eine formsteife Gehäuseeinrichtung ausgeführt. Die Elektrodenbaugruppe weist wenigstens eine positive Elektrode und eine negative Elektrode auf. Insbesondere zum Erzeugen einer Kraftwirkung auf wenigstens eine Elektrodenbaugruppe weist die Energiespeichervorrichtung eine Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung auf. Diese Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung weist eine erste, eine zweite und eine dritte räumliche Erstreckung auf. Diese dritte räumliche Erstreckung ist gering gegenüber dieser ersten und dieser zweiten Erstreckung. Vorzugsweise entspricht die erste und die zweite Erstreckung der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung im wesentlichen den beiden größeren räumlichen Erstreckungen der Elektrodenbaugruppe. Die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung ist mittels einer Druckveränderung von einem ersten in einen zweiten Zustand überführbar. Dieser erste und dieser zweite Zustand unterschieden sich wenigstens durch eine Veränderung dieser dritten räumlichen Erstreckung voneinander. Das Verfahren zum Herstellen dieser Energiespeichervorrichtung weist eine Abfolge von Arbeitsschritten auf. Wenigstens weist diese Abfolge die Schritte auf:

  • • Einsetzen der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung in die Gehäuseeinrichtung,
  • • Verändern eines Foliendrucks, wobei dieser innerhalb der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung herrscht, oder Verändern eines Gehäuseinnendrucks, wobei dieser wenigstens innerhalb der Gehäuseeinrichtung herrscht und
  • • dass die Gehäuseeinrichtung (3) nach dem Einsetzten einer oder mehrerer Elektrodenbaugruppen (2) verschlossen wird.
In the method of manufacturing an energy storage device according to the present invention, there is provided an energy storage device having a housing device, an electrode assembly, and an electrode assembly foil device. The housing device is designed as a dimensionally stable housing device. The electrode assembly has at least one positive electrode and one negative electrode. In particular for generating a force effect on at least one electrode assembly, the energy storage device has an electrode assembly foil device. This electrode assembly foil device has a first, a second and a third spatial extent. This third spatial extent is small compared to this first and second extension. Preferably, the first and second extents of the electrode assembly foil means substantially correspond to the two major spacings of the electrode assembly. The electrode assembly foil device can be converted from a first to a second state by means of a pressure change. This first and second state differed from each other at least by a change in this third spatial extent. The method for manufacturing this energy storage device comprises a sequence of Working steps. At least this sequence has the steps:
  • Inserting the electrode assembly foil device into the housing device,
  • • changing a foil pressure, wherein this prevails within the electrode assembly foil device, or changing a housing internal pressure, this at least within the housing device prevails and
  • That the housing device ( 3 ) after inserting one or more electrode assemblies ( 2 ) is closed.

Zunächst wird die Elektrodenbaugrupen-Folieneinrichtung in einem ersten Arbeitsschritt in die Gehäuseeinrichtung eingesetzt. Vorzugsweise ist die Gehäuseeinrichtung formsteif, dabei ist unter formsteif im Sinne der Erfindung insbesondere zu verstehen, dass die Gehäuseeinrichtung sich unter Einwirkung nennenswerter Kräfte im Wesentlichen nicht verformt. Insbesondere an der vorzugsweise fromsteifen Gehäuseeinrichtung kann sich eine vorzugsweise elastisch verformbare Einrichtung, insbesondere eine Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung, abstützen und so eine Kraftwirkung auf die Elektrodenbaugruppe aufbringen.First, the electrode assembly foil device is inserted into the housing device in a first step. Preferably, the housing device is dimensionally stable, in which case the term "dimensionally stable" in the sense of the invention means, in particular, that the housing device does not substantially deform under the action of significant forces. In particular on the preferably rigid housing device, a preferably elastically deformable device, in particular an electrode assembly foil device, can be supported, thus applying a force to the electrode assembly.

In einem weiteren Arbeitsschritt wird ein Druckverhältnis zwischen einem Foliendruck, wobei dieser innerhalb der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung herrscht, und einem Gehäuseinnendruck, wobei dieser wenigstens innerhalb der Gehäuseeinrichtung herrscht, verändert. Im Sinne der Erfindung ist unter einem Druckverhältnis der Quotient aus diesem Foliendruck und diesem Gehäuseinnendruck zu verstehen, wobei entweder der Foliendruck oder der Gehäuseinnendruck im Zähler des Druckverhältnisses stehen kann.In a further working step, a pressure ratio between a film pressure, wherein this prevails within the electrode assembly film device, and a housing internal pressure, wherein this at least within the housing device prevails changed. For the purposes of the invention is to be understood by a ratio of the quotient of this film pressure and this housing internal pressure, wherein either the film pressure or the housing internal pressure can be in the numerator of the pressure ratio.

Durch das Verändern dieses Druckverhältnisses neigt die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung dazu sich auszudehnen, eine solche Ausdehnung ist insbesondere in Richtung der vorzugsweise formsteifen Gehäuseeinrichtung im Wesentlichen nicht möglich und die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung übt demnach vorzugsweise auf die Elektrodenbaugruppe, eine Kraftwirkung, bevorzugt in Form einer Flächenlast, aus.By varying this pressure ratio, the electrode assembly foil means tends to expand, such expansion is substantially not possible, particularly in the direction of the preferably dimensionally rigid housing means, and the electrode assembly foil means thus preferably exerts on the electrode assembly a force effect, preferably in the form of a surface load. out.

Insbesondere durch die Veränderung dieses Druckverhältnisses nach dem Einsetzten der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung in die Gehäuseeinrichtung ist ein besonders einfaches Einsetzten dieser beziehungsweise der Elektrodenbaugruppe in die Gehäuseeinrichtung ermöglicht. Dies wird dadurch erreicht, dass die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung vor der Veränderung dieses Druckverhältnisses wenigstens in einer Raumrichtung eine kleinere Erstreckung aufweist als danach, so wird die zugrunde liegende Aufgabe gelöst.In particular, by changing this pressure ratio after inserting the electrode assembly foil device into the housing device, a particularly simple insertion of this or of the electrode assembly into the housing device is made possible. This is achieved in that the electrode assembly film device before the change of this pressure ratio in at least one spatial direction has a smaller extent than thereafter, the underlying object is achieved.

Insbesondere dadurch, dass die Größenveränderung und damit auch die Kraftwirkung der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung auf die Elektrodenbaugruppe vorzugsweise von dem Maß der Veränderung des Druckverhältnisses abhängt, ist es ermöglicht, dass mit ansonsten gleichen Bauteilen unterschiedliche Elektrodenbaugruppen aufgebaut werden können. Insbesondere ist es ermöglicht die Anzahl der Elektrodenbaugruppen und/oder deren Dicke bei Einsatz in der gleichen Gehäuseeinrichtung zu variieren, und die Veränderte Dicke durch unterschiedliche Druckverhältnisse bei der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung zu berücksichtigen. Somit ist es ermöglicht eine höhere Anzahl an Gleichteilen zu verwenden beziehungsweise den Produktionsablauf flexibel zu gestalten, da nur das Druckverhältnis für unterschiedliche Energiespeichereinrichtungen verändert wird, nicht aber deren Gehäuseeinrichtung und so wird die zugrunde liegende Aufgabe gelöst.In particular, the fact that the change in size and thus also the force effect of the electrode assembly foil device on the electrode assembly preferably depends on the extent of the change in the pressure ratio, it is possible that different electrode assemblies can be constructed with otherwise identical components. In particular, it is possible to vary the number of electrode assemblies and / or their thickness when used in the same housing device, and to take into account the change in thickness due to different pressure conditions in the electrode assembly foil device. Thus, it is possible to use a higher number of identical parts or to make the production process flexible, since only the pressure ratio for different energy storage devices is changed, but not their housing device and so the underlying problem is solved.

Optional kann das erfindungsgemäße Verfahren noch weitere Arbeitsschritte aufweisen.Optionally, the method according to the invention may have further work steps.

Unter einer Elektrodenbaugruppe im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere zum Bereitstellen elektrischer Energie dient. Dazu weist die Elektrodenbaugruppe wenigstens zwei Elektroden unterschiedlicher Polarität auf, wobei die Elektroden von einem Separator beanstandet sind. Die Elektrodenbaugruppe ist entladbar und wiederaufladbar, wobei Ionen eines Leitsalzes eines Elektrolyts durch den Separator wandern. Beim Laden Energiespeichervorrichtung erfolgt in der Elektrodenbaugruppe eine Wandlung zugeführter elektrische Energie in chemische Energie. Beim Entladen wird chemische Energie in der Elektrodenbaugruppe in elektrische Energie gewandelt. Die Elektrodenbaugruppe weist wenigstens eine sog. Mantelfläche auf, wobei die Mantelfläche die Elektrodenbaugruppe zur Umgebung bzw. zu einer Gehäuseeinrichtung hin begrenzt.An electrode assembly in the sense of the invention means a device which is used in particular for providing electrical energy. For this purpose, the electrode assembly has at least two electrodes of different polarity, wherein the electrodes are spaced apart by a separator. The electrode assembly is dischargeable and rechargeable, with ions of a conductive salt of an electrolyte migrating through the separator. When charging energy storage device takes place in the electrode assembly, a conversion of supplied electrical energy into chemical energy. During discharge, chemical energy in the electrode assembly is converted into electrical energy. The electrode assembly has at least one so-called lateral surface, wherein the lateral surface delimits the electrode assembly to the environment or to a housing device.

Unter einer Gehäuseeinrichtung ist im Sinne der Erfindung eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere dazu dient wenigstens eine, vorzugsweise aber mehrere Elektrodenbaugruppen aufzunehmen. Dazu weist die Gehäuseeinrichtung in der Regel ein oder mehrere formstabile Gehäuseelemente auf. Dabei ist im Sinne der Erfindung unter formstabil zu verstehen, dass ein solches Gehäuseelement selbst unter einer nennenswerten Krafteinwirkung im Wesentlichen nicht verformt wird, im Gegensatz zu formelastischen Elementen, wie z. B. einer Kunststofffolie, welche in bestimmten Raumrichtungen selbst unter geringsten Krafteinwirkungen erheblich verformbar ist. Formstabile Gehäuseelemente weisen als einen Bestandteil insbesondere Metallische Werkstoffe, Kunststoff oder Faserverstärkte Werkstoffe auf. Weiter dient die Gehäuseeinrichtung vorzugsweise dazu, Umwelteinflüsse wie äußere Krafteinwirkungen von der oder den Elektrodenbaugruppen wenigstens teilweise abzuhalten. Weiter dient die Gehäuseeinrichtung insbesondere dazu eine Befestigungsmöglichkeit der Energiespeichervorrichtung an weiteren Maschinenelementen, wie insbesondere Rahmen-, Trägern- oder Plattenelementen bereitzustellen.In the context of the invention, a housing device is to be understood as meaning a device which serves in particular to accommodate at least one, but preferably a plurality of electrode assemblies. For this purpose, the housing device usually has one or more dimensionally stable housing elements. It is to be understood in the sense of the invention under dimensionally stable that such a housing element is substantially not deformed even under a significant force, in contrast to form-elastic elements such. B. a plastic film, which is considerably deformable in certain spatial directions, even with the least force. Dimensionally stable housing elements have as one component in particular metallic materials, plastic or fiber-reinforced materials. Next serves the Housing device preferably to environmental influences such as external force effects of the or the electrode assemblies at least partially hold. Furthermore, the housing device serves, in particular, for providing a fastening possibility of the energy storage device to further machine elements, such as in particular frame, carrier or plate elements.

Unter einer Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung ist im Sinne der Erfindung eine Einrichtung zu verstehen, welche mittels der Veränderung eines Druckverhältnisses von einem ersten, insbesondere einem komprimierten, in einen zweiten, insbesondere dekomprimierten, Zustand überführbar ist. Dabei unterscheiden sich dieser erste und dieser zweite Zustand insbesondere in einer Veränderung wenigstens einer räumlichen Erstreckung der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung. Insbesondere ist die räumliche Erstreckung in dem zweiten Zustand größer als in dem ersten Zustand. Das Druckverhältnis wird insbesondere aus einem Foliendruck gebildet, welcher innerhalb wenigstens eines Teils der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung herrscht, dabei kann dieser Innenraum der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung zunächst auch vollständig evakuiert sein und weiter aus einem Gehäuseinnendruck. Dieser Gehäuseinnendruck herrscht zunächst wenigstens innerhalb der Gehäuseeinrichtung. Vorzugsweise durch eine Veränderung des Druckverhältnisses, also durch eine Erhöhung des Foliendrucks gegenüber dem Gehäuseinnendruck oder durch eine Absenkung des Gehäuseinnendrucks gegenüber dem Foliendruck oder aus einer Kombination aus beiden Maßnahmen, wird die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung von diesem ersten in diesen zweiten Zustand überführt. Die Überführung von diesem ersten in diesen zweiten Zustand wird demnach insbesondere nach dem Luftmatratzenprinzip ausgeführt, wobei bei diesem Prinzip durch die Veränderung des Druckverhältnisses, zwischen Luftdruck innerhalb der folienartigen Luftmatratze und dem Luftdruck außerhalb dieser, eine Größenänderungen der Luftmatratze bewirkt wird. Weiter ist eine Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung im Sinne der Erfindung als eine offenporige oder geschlossenporige Folieneinrichtung aufzufassen.For the purposes of the invention, an electrode assembly film device is to be understood as a device which can be converted by means of the change of a pressure ratio from a first, in particular a compressed, state into a second, in particular decompressed state. In this case, these first and second states differ in particular in a change of at least one spatial extension of the electrode assembly foil device. In particular, the spatial extent is greater in the second state than in the first state. The printing ratio is formed, in particular, from a film printing which prevails within at least one part of the electrode assembly film device, whereby this interior of the electrode assembly film device can initially also be completely evacuated and further from a housing internal pressure. This housing internal pressure initially prevails at least within the housing device. Preferably, by a change in the pressure ratio, ie by increasing the film pressure relative to the housing internal pressure or by lowering the internal pressure of the housing against the film pressure or a combination of both measures, the electrode assembly film device is transferred from this first in this second state. Accordingly, the transfer from this first to this second state is carried out in particular according to the air mattress principle, wherein in this principle a change in size of the air mattress is effected by the change in the pressure ratio between air pressure within the film-like air mattress and the air pressure outside the latter. Furthermore, an electrode assembly film device in the sense of the invention is to be understood as an open-pored or closed-pore film device.

Unter offenporig ist im Sinne der Erfindung zu verstehen, dass die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung Hohlräume aufweist, wobei diese Hohlräume wenigstens teilweise nicht gasdicht geschlossen sind und so ein Gasaustausch zwischen Hohlräumen untereinander beziehungsweise auch mit der die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung umgebenden Umwelt ermöglicht ist.Within the meaning of the invention, "open-pored" is understood to mean that the electrode assembly film device has cavities, these cavities being at least partially closed in a gas-tight manner and allowing gas exchange between cavities with one another or with the environment surrounding the electrode assembly film device.

Unter geschlossenporig ist dagegen im Sinne der Erfindung zu verstehen, dass die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung Hohlräume aufweist, wobei diese Hohlräume im Wesentlichen gasdicht geschlossen sind, insbesondere mit der die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung umgebenden Umwelt findet dann kein Gasaustausch statt.By closed-cell, on the other hand, in the sense of the invention is to be understood that the electrode assembly foil device has cavities, these cavities being substantially gas-tightly closed, in particular with the environment surrounding the electrode assembly foil device no gas exchange takes place.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Gehäuseeinrichtung in einem weiteren Arbeitsschritt verschlossen. Dabei kann das Verschließen der Gehäuseeinrichtung vor oder nach dem Verändern des Druckverhältnisses geschehen. Vorzugsweise ist unter dem Verschließen der Gehäuseeinrichtung das formschlüssige, kraftschlüssige oder stoffschlüssige Verschließen der Gehäuseeinrichtung zu verstehen. Weiter vorzugsweise ist unter dem verschließen der Gehäuseeinrichtung das Anbringen einer Deckeleinrichtung auf der Gehäuseeinrichtung zu verstehen. Diese Deckeleinrichtung kann vorzugsweise mit der Gehäuseeinrichtung verbunden werden. Vorzugsweise kann diese Deckeleinrichtung, im Falle einer stoffschlüssigen Verbindung, verklebt oder verschweißt werden, im Falle einer form- oder kraftschlüssigen Verbindung, verschraubt, vernietet, verklippt oder verpresst werden.In a preferred embodiment, the housing device is closed in a further step. In this case, the closure of the housing device can take place before or after changing the pressure ratio. The closing of the housing device is preferably to be understood as meaning the positive, non-positive or cohesive closing of the housing device. Further preferably, the closure of the housing device is to be understood as the attachment of a cover device on the housing device. This cover device can preferably be connected to the housing device. Preferably, this cover device, in the case of a cohesive connection, glued or welded, in the case of a positive or non-positive connection, screwed, riveted, verklippt or pressed.

Vorzugsweise wird zum Verschließen der Gehäuseeinrichtung ein anaerober Klebstoff verwendet. Unter einem solchen Klebstoff ist ein Klebstoff zu verstehen, welcher unter Abschluss von Luftzufuhr aushärtet. Weiter vorzugsweise sind auch andere Klebstoffe denkbar. Ein Klebstoff der zuvor genannten Gattung weist jedoch den Vorteil auf, dass dieser erst aushärtet oder sich die Aushärtung erst wesentlich beschleunigt, wenn die Deckeleinrichtung auf die Gehäuseeinrichtung aufgesetzt wird, da insbesondere erst zu diesem Zeitpunkt der Luftabschluss eintritt. Im Gegensatz dazu würde ein herkömmlicher Klebstoff bereits im Zeitpunkt des Auftragens auszuhärten beginnen. Bei Verwendung eines anaeroben Klebstoffes können Klebstoffüberschüsse so einfach vom Gehäuse entfernt werden, da diese nicht aushärten, somit wird ein verbessertes Herstellverfahren bereitgestellt.Preferably, an anaerobic adhesive is used to close the housing means. Such an adhesive is to be understood as meaning an adhesive which cures with completion of the supply of air. Further preferably, other adhesives are conceivable. However, an adhesive of the aforementioned type has the advantage that it hardens only or the curing only significantly accelerated when the cover device is placed on the housing device, since in particular only at this time enters the air termination. In contrast, a conventional adhesive would begin to cure at the time of application. By using an anaerobic adhesive, excesses of adhesive can be easily removed from the housing as they do not cure, thus providing an improved manufacturing process.

Weiter vorzugsweise ist auch die Verwendung eines Mehrkomponenten Klebstoffes denkbar, wobei vorzugsweise eine erste Komponente des Klebstoffes der Gehäuseeinrichtung anhaftet und eine zweite Komponente des Klebstoffes der Deckeleinrichtung anhaftet. Es ist vorzugsweise auch denkbar, dass eine erste und eine zweite Komponente dieses Klebstoffes auf nur einem Bauteil (Gehäuseeinrichtung, Deckeleinrichtung) aufgetragen sind und durch das Fügen dieser beiden Bauteile aktiviert werden. Dies kann in vorteilhafter Weise dadurch erreicht werden, dass eine dieser beiden Klebstoffkomponenten in eine drucksensitiven Verpackung eingebracht ist, wobei diese Verpackung beim Aufbringen eines Drucks, wie dieser beim Fügen der beiden genannten Bauteile auftritt, ihren Inhalt freigibt. Ein solcher zwei Komponenten Klebstoff bietet ebenfalls den Vorteil gegenüber herkömmlichen Klebstoffen, dass die Aushärtung des Klebstoffes erst mit dem Verschließen der Gehäuseeinrichtung beginnt. Durch Verwendung eines Mehrkomponentenklebstoffes kann das Aufbringen des Klebstoffes auf die zufügenden Bauteil vom übrigen Produktionsprozess, wenigstens örtlich, separiert werden dadurch lassen sich unerwünschte Verunreinigungen verringern und es wird ein verbessertes Herstellverfahren bereitgestellt.Further preferably, the use of a multi-component adhesive is also conceivable, wherein preferably a first component of the adhesive adheres to the housing device and a second component of the adhesive adheres to the cover device. It is preferably also conceivable that a first and a second component of this adhesive are applied to only one component (housing device, cover device) and activated by the joining of these two components. This can be achieved in an advantageous manner in that one of these two adhesive components is introduced into a pressure-sensitive packaging, this packaging when applying a pressure, as this occurs when joining the two components mentioned, their contents releases. Such a two-component adhesive also offers the advantage over conventional adhesives that the curing of the adhesive does not begin until the housing device is closed. By using a multi-component adhesive, the application of the adhesive to the adding component can be separated from the rest of the production process, at least locally, thereby reducing unwanted impurities and providing an improved manufacturing process.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Abfolge der Arbeitsschritte zum Herstellen der Energiespeichervorrichtung in der Weise geordnet, dass zunächst die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung in die Gehäuseeinrichtung eingesetzt wird und nachfolgend die wenigstens eine Elektrodenbaugruppen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Abfolge der Arbeitsschritte in der Weise geordnet, dass zunächst die Elektrodenbaugruppe in die Gehäuseeinrichtung eingesetzt wird und nachfolgend die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung. Weiter vorzugsweise kann die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung gemeinsam mit der Elektrodenbaugruppe in die Gehäuseeinrichtung eingesetzt werden. Die erstgenannten Abfolge von Arbeitsschritt bietet dabei den Vorteil, dass insbesondere die schwer handhabbare Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung (hohe Flexibilität) besonders einfach in die Gehäuseeinrichtung eingesetzt werden kann und so eine schnellere Montage der Energiespeichervorrichtung ermöglicht wird. Bei der zweitgenannten Abfolge von Arbeitsschritten bietet sich der Vorteil, dass die Elektrodenbaugruppe, welche empfindlich gegen äußere Einflüsse, wie Krafteinwirkungen ist, sehr früh im Produktionsablauf in die schützende Gehäuseeinrichtung eingesetzt werden kann, somit wird ein Herstellverfahren mit geringer Fehlerwahrscheinlichkeit bereitgestellt. Beim letztgenannten gemeinsamen Einsätzen der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung mit der Elektrodenbaugruppe in die Gehäuseeinrichtung bildet die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung eine Art Schutzmantel für die Elektrodenbaugruppe solange diese sich außerhalb der Gehäuseeinrichtung befindet. Ein Paket aus Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung und Elektrodenbaugruppen kann besonders einfach in die Gehäuseeinrichtung eingesetzt werden, somit wird ein verbessertes Herstellverfahren bereitgestellt.In a preferred embodiment, the sequence of operations for manufacturing the energy storage device is arranged such that first the electrode assembly foil device is inserted into the housing device and subsequently the at least one electrode assemblies. In a further preferred embodiment, the sequence of operations is arranged in such a way that first the electrode assembly is inserted into the housing device and subsequently the electrode assembly foil device. Further preferably, the electrode assembly foil device can be inserted into the housing device together with the electrode assembly. The first-mentioned sequence of working steps offers the advantage that in particular the hard-to-handle electrode assembly foil device (high flexibility) can be inserted particularly easily into the housing device and thus a faster assembly of the energy storage device is made possible. In the second-mentioned sequence of operations offers the advantage that the electrode assembly, which is sensitive to external influences, such as force effects, can be used very early in the production process in the protective housing device, thus a manufacturing process with low probability of error is provided. In the latter common use of the electrode assembly foil device with the electrode assembly in the housing means, the electrode assembly foil means forms a kind of protective sheath for the electrode assembly as long as it is outside the housing means. A package of electrode assembly foil means and electrode assemblies can be particularly easily inserted into the housing means, thus providing an improved manufacturing method.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird nach dem Einsetzen der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung in die Gehäuseeinrichtung der Foliendruck erhöht. Insbesondere durch diese Druckerhöhung dehnt sich die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung aus und dies führt vorzugsweise dazu, dass sich die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung an der Gehäuseeinrichtung abstützt und eine Kraftwirkung auf die Elektrodenbaugruppen aufbringt. Vorzugsweise durch die Erhöhung des Foliendrucks nach dem Einsetzen der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung in die Gehäuseeinrichtung wird einerseits ein erleichtertes Einführen, auch der Elektrodenbaugruppe, ermöglicht und andererseits durch die vorteilhafte Krafteinwirkung der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung auf die Elektrodenbaugruppe eine verbesserte Funktionen der Energiespeichervorrichtung erreicht. Vorteilhaft bei der Druckerhöhung innerhalb der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung ist es, dass diese Einrichtung normalerweise ein geringes Volumen aufweist und somit nur ein geringer Energieeinsatz zur Druckerhöhung notwendig ist. Durch die Krafteinwirkung auf den Elektrodenbaugruppe werden die einzelnen Elektroden vorzugsweise flächig aneinander gedrückt, hier durch wird dem Ablösen der Elektroden durch thermische oder chemische Prozesse entgegengewirkt und eine verbesserte Funktion der Energiespeichervorrichtung ermöglicht.In a preferred embodiment, after insertion of the electrode assembly foil device into the housing device, the foil pressure is increased. In particular, by this increase in pressure, the electrode assembly foil device expands and this preferably leads to the electrode assembly foil device being supported on the housing device and applying a force to the electrode assemblies. Preferably, by increasing the foil pressure after insertion of the electrode assembly foil device into the housing device, on the one hand facilitated insertion, also of the electrode assembly, enabled and on the other hand achieved by the advantageous force of the electrode assembly foil device on the electrode assembly improved functions of the energy storage device. An advantage of the pressure increase within the electrode assembly foil device is that this device normally has a low volume and thus only a small amount of energy is required to increase the pressure. By the action of force on the electrode assembly, the individual electrodes are preferably pressed together flat, here by the detachment of the electrodes is counteracted by thermal or chemical processes and enables an improved function of the energy storage device.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird nach dem Einsetzen der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung der Gehäuseinnendruck verringert. Insbesondere durch diese Druckverringerung dehnt sich die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung aus, dies führt vorzugsweise dazu, dass sich die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung an der Gehäuseeinrichtung abstützt und eine Kraftwirkung auf die Elektrodenbaugruppe aufbringt. Vorzugsweise durch die Verringerung des Gehäuseinnendrucks nach dem Einsetzen der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung in die Gehäuseeinrichtung wird einerseits ein erleichtertes Einführen der Elektrodenbaugruppen in die Gehäuseeinrichtung ermöglicht und andererseits durch die vorteilhafte Krafteinwirkung der Elektrodenbaugruppen Folieneinrichtung auf die Elektrodenbaugruppen eine verbesserte Funktion der Energiespeichervorrichtung erreicht. Vorteilhaft bei der Druckverringerung ist insbesondere, dass die Deckeleinrichtung durch den außerhalb der Gehäuseeinrichtung herrschenden, gegenüber dem Gehäuseinnendruck höheren, Luftdruck auf die Gehäuseeinrichtung gepresst wird und somit eine zusätzliche Abdichtungswirkung der Gehäuseeinrichtung erzielbar ist.In a preferred embodiment, after insertion of the electrode assembly foil device, the housing internal pressure is reduced. In particular, by this pressure reduction expands the electrode assembly foil device, this preferably leads to the electrode assembly foil device is supported on the housing device and applies a force to the electrode assembly. Preferably, by reducing the internal pressure of the housing after insertion of the electrode assembly foil device into the housing device, the electrode assemblies are made easier to insert into the housing device and, on the other hand, an improved function of the energy storage device is achieved by the advantageous force effect of the electrode assembly foil device on the electrode assemblies. In particular, it is advantageous in the pressure reduction that the cover device is pressed onto the housing device by the air pressure prevailing outside the housing device, which is higher than the housing internal pressure, and thus an additional sealing effect of the housing device can be achieved.

Eine mittels des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens hergestellte Energiespeichervorrichtung weist wenigstens eine vorzugsweise formsteife Gehäuseeinrichtung, eine Elektrodenbaugruppen sowie wenigstens eine Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung auf.An energy storage device produced by means of the production method according to the invention has at least one preferably dimensionally stable housing device, an electrode assembly and at least one electrode assembly foil device.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung eine Grundfläche auf, welche im Wesentlichen der Grundfläche der Elektrodenbaugruppe entspricht. Vorzugsweise weist die Elektrodenbaugruppe einen im Wesentlichen rechteckförmigen Grundkörper auf. Weiter vorzugsweise kann die Elektrodenbaugruppe auch einen im Wesentlichen zylinderförmigen Grundkörper mit vorzugsweise kreisrunder oder elliptischer Querschnittsfläche aufweisen. Im Falle eines zylinderförmigen Grundkörpers sind die Elektroden der Elektrodenbaugruppe vorzugsweise um eine Zylinderachse gewunden. In diesem Fall ist die maßgebende Grundfläche für die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung die Grundfläche, welche diese Elektroden vor dem Wickeln aufweisen, beziehungsweise die Mantelfläche dieses zylinderförmigen Grundkörpers. Durch die Anpassung der Elektrodenbaugruppen-Folienein richtung an die Grundfläche wenigstens einer Elektrode wird es ermöglicht, auf eine große Fläche der Elektrodenbaugruppe, einen vorzugsweise gleichmäßigen Druck auszuüben, dies wirkt sich häufig positiv auf das Betriebsverhalten, insbesondere bei Stormentnahme und -zuführung aus, somit wird eine verbesserte Energiespeichervorrichtung bereitgestellt. Weiter vorzugsweise weist die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung ein formsteifes Element zur gleichmäßigen Druckverteilung auf. Dieses formsteife Element kann vorzugsweise als eine Art Zwischenplatte zwischen der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung und der Elektrodenbaugruppe verstanden werden. Durch die gleichmäßige Druckverteilung auf die Elektrodenbaugruppe ist eine verbesserte Funktion der Energiespeichervorrichtung erreichbar, da die einzelnen Elektroden flächig aneinander gedrückt werden.In a preferred embodiment, the electrode assembly foil device has a base area which substantially corresponds to the base area of the electrode assembly. Preferably, the electrode assembly has a substantially rectangular base body. Further Preferably, the electrode assembly may also have a substantially cylindrical base body with preferably circular or elliptical cross-sectional area. In the case of a cylindrical base body, the electrodes of the electrode assembly are preferably wound around a cylinder axis. In this case, the decisive base area for the electrode assembly foil device is the base surface which these electrodes have before winding, or the lateral surface of this cylindrical base body. By adapting the electrode assembly Folienein direction to the base of at least one electrode, it is possible to exert on a large surface of the electrode assembly, a preferably uniform pressure, this often has a positive effect on the performance, especially in Stormentnahme and supply from, thus an improved energy storage device is provided. Further preferably, the electrode assembly foil means comprises a dimensionally stable element for uniform pressure distribution. This dimensionally stable element may preferably be understood as a kind of intermediate plate between the electrode assembly foil device and the electrode assembly. Due to the uniform pressure distribution on the electrode assembly an improved function of the energy storage device can be achieved because the individual electrodes are pressed flat against each other.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung eine offenporige Struktur auf. Vorzugsweise weist die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung einen Werkstoff auf, wobei dieser eine schaumstoffartige Struktur aufweist und elastisch verformbar ist. Werkstoffe mit einer offenporigen Struktur weisen in der Regel eine vorzugsweise gute elastische Verformbarkeit auf und sind für hohe Verformungsgrade geeignet. Durch einen hohen Verformungsgrad, welcher das Verhältnis zwischen verformten und unverformten Zustand beschreibt, ist es ermöglicht, dass die Elektrodenbaugruppe einfach in die Gehäuseeinrichtung eingesetzt wird, wenn die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung verformt ist.In a preferred embodiment, the electrode assembly foil device has an open-pore structure. Preferably, the electrode assembly foil device comprises a material, which has a foam-like structure and is elastically deformable. Materials with an open-pore structure generally have a preferably good elastic deformability and are suitable for high degrees of deformation. By a high degree of deformation, which describes the relationship between deformed and undeformed state, it is possible for the electrode assembly to be easily inserted into the housing device when the electrode assembly foil device is deformed.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung eine geschlossenporige Struktur auf. Vorzugsweise sind die geschlossenen Poren einer solchen Struktur. mit einem kompressiblen Medium gefüllt, vorzugsweise mit einem Gas, besonders bevorzugt mit Luft. Weiter vorzugsweise ist die Befüllung dieser Poren mit einem nicht brennbaren, bevorzugt mit einem reaktionshemmenden Gas vorgesehen. Durch einen hohen Umgebungsdruck werden die einzelnen Hohlräume der geschlossenporigen Struktur und das darin aufgenommene Medium zusammengedrückt und die Abmessungen der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung verringert. Die aus dieser Kompression resultierende wenigstens eine verringerte Abmessung der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung führt dazu, dass ein einfaches Einführen, sowohl der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung als auch der Elektrodenbaugruppe in die Gehäuseeinrichtung ermöglicht ist. Weiter vorzugsweise können mittels der geschlossenporigen Struktur in einfacher Weise Reaktionsstoffe, wie nichtbrennbare Gase oder sonstige reaktionshemmende Stoffe, in die Gehäuseeinrichtung eingebracht werden. Regelmäßig werden diese Medien im Gefahrenfall aus der geschlossenporigen Struktur herausgepresst, da sich in einem solchen Fall entweder die Elektrodenbaugruppe erheblich ausdehnen kann oder die Gehäuseeinrichtung deformiert werden kann. Durch dieses Herauspressen werden die Reaktionsstoffe in der Gehäuseeinrichtung verteilt und können eine gute Wirkung entfalten. Vorzugsweise durch diese nicht brennbaren oder reaktionshemmenden Medien wird somit im Fall einer Beschädigung der Elektrodenbaugruppe eine unerwünschte Reaktion von Inhaltsstoffen dieser bereits innerhalb der Gehäuseeinrichtung gemindert, gebremst oder gehemmt und somit eine verbesserte Energiespeichervorrichtung zur Verfügung gestellt.In a further preferred embodiment, the electrode assembly foil device has a closed-pore structure. Preferably, the closed pores are of such a structure. filled with a compressible medium, preferably with a gas, more preferably with air. Further preferably, the filling of these pores is provided with a non-flammable, preferably with a reaction-inhibiting gas. By a high ambient pressure, the individual cavities of the closed-pore structure and the medium received therein are compressed and the dimensions of the electrode assembly foil device are reduced. The resulting at least reduced dimension of the electrode assembly foil device resulting from this compression results in allowing easy insertion of both the electrode assembly foil device and the electrode assembly into the housing device. Further preferably, reactants, such as non-combustible gases or other reaction-inhibiting substances, can be introduced into the housing device in a simple manner by means of the closed-pored structure. In the event of danger, these media are regularly pressed out of the closed-pore structure, since in such a case either the electrode assembly can expand considerably or the housing device can be deformed. By this pressing out the reactants are distributed in the housing device and can develop a good effect. Preferably by these non-flammable or reaction-inhibiting media, an undesired reaction of ingredients within the housing device is thus already reduced, braked or inhibited in the case of damage to the electrode assembly, thus providing an improved energy storage device.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung innerhalb der Elektrodenbaugruppe aufgenommen. Vorzugsweise ist die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung innerhalb der Elektrodenbaugruppe aufgenommen wenn diese eine zylindrische Grundform aufweist. Vorzugsweise ist auch die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung um die Zylinderachse gewunden, um welche auch die Elektroden der Elektrodenbaugruppe gewunden sind. Vorzugsweise ist die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung innerhalb oder außerhalb einer Umhüllung der Elektrodenbaugruppe angeordnet. Durch Einbringen der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung in die Elektrodenbaugruppe wird ein besonders einfacher und platzsparender Aufbau der Energiespeichervorrichtung ermöglicht und somit eine verbesserte Energiespeichervorrichtung zur Verfügung gestellt.In a preferred embodiment, the electrode assembly foil device is received within the electrode assembly. Preferably, the electrode assembly foil device is received within the electrode assembly when it has a cylindrical basic shape. Preferably, the electrode assembly foil device is wound around the cylinder axis around which the electrodes of the electrode assembly are wound. Preferably, the electrode assembly foil device is disposed inside or outside a sheath of the electrode assembly. By introducing the electrode assembly foil device into the electrode assembly, a particularly simple and space-saving design of the energy storage device is made possible, and thus an improved energy storage device is made available.

Weitere Merkmale, Vorteile und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der beigefügten Figuren.Other features, advantages and embodiments of the present invention will become apparent from the following description of the accompanying drawings.

Dabei zeigen:Showing:

1: einen Schnitt durch eine Energiespeichervorrichtung mit mehreren Elektrodenbaugruppen mit rechteckförmiger Querschnittsfläche und zwei Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtungen, 1 FIG. 1 is a cross-sectional view of an energy storage device having a plurality of rectangular cross sectional area electrode assemblies and two electrode assembly foil assemblies. FIG.

2: einen Schnitt durch eine Energiespeichervorrichtung mit einer zylinderförmigen Elektrodenbaugruppe mit kreisrunder Querschnittsfläche und einer Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung, 2 FIG. 2: a section through an energy storage device with a cylindrical one. FIG An electrode assembly having a circular cross-sectional area and an electrode assembly foil device,

3: eine Energiespeichervorrichtung, bevor die Elektrodenbaugruppen mit Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung in die Gehäuseeinrichtung eingesetzt wird. 3 an energy storage device before inserting the electrode assemblies with electrode assembly foil means into the housing means.

1 zeigt einen Schnitt durch eine Energiespeichervorrichtung. Diese Energiespeichervorrichtung weist zwei Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtungen 1, mehrere Elektrodenbaugruppen 2 eine Gehäuse- 3 und eine Deckeleinrichtung 4 auf. Die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung 1 stützt sich einerseits an der Gehäuseeinrichtung 3 ab und übt auf die Elektrodenbaugruppen 2 eine Kraftwirkung aus. Mittels dieser Kraftwirkung wird die Funktion der Elektrodenbaugruppen verbessert, da ein Ablösen der Elektroden (nicht dargestellt) vermieden wird. Weiter weist die Gehäuseeinrichtung 3 Versteifungsrippen 5 auf. Durch diese Versteifungsrippen wird einerseits die Steifigkeit der Gehäuseeinrichtung 3 erhöht, andererseits wird die Oberfläche dieser vergrößert und damit eine verbesserte Wärmeableitung von der Gehäuseeinrichtung 3 erreicht. Bei einer Erwärmung der Elektrodenbaugruppen, wie diese typischerweise beim Ein- und Ausspeichern von Energie auftritt, dehnen sich in der Regel die Elektrodenbaugruppen aus, durch diese Ausdehnung kann es im Extremfall zu einem Ablösen der Elektroden innerhalb der Elektrodenbaugruppen kommen. Bei verstärkter Ausdehnung der Elektrodenbaugruppen 2 verstärkt sich auch die Kraftwirkung, welche die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung 1 auf die Elektrodenbaugruppen 2 ausübt, somit wird die Funktion der Energiespeichervorrichtung weiter verbessert. 1 shows a section through an energy storage device. This energy storage device has two electrode assembly foil devices 1 , several electrode assemblies 2 a housing 3 and a lid device 4 on. The electrode assembly foil device 1 supported on the one hand on the housing device 3 off and on the electrode assemblies 2 a force effect. By means of this force effect, the function of the electrode assemblies is improved, since a detachment of the electrodes (not shown) is avoided. Next, the housing device 3 stiffening ribs 5 on. These stiffening ribs on the one hand, the rigidity of the housing device 3 increases, on the other hand, the surface is increased and thus improved heat dissipation from the housing device 3 reached. When the electrode assemblies are heated, as occurs typically when energy is being stored or stored out, the electrode assemblies generally expand; this expansion can in extreme cases lead to detachment of the electrodes within the electrode assemblies. With increased expansion of the electrode assemblies 2 The force effect which the electrode assembly foil device also increases 1 on the electrode assemblies 2 Thus, the function of the energy storage device is further improved.

2 zeigt einen Schnitt durch eine zylinderförmige Energiespeichervorrichtung, wobei die Elektrodenbaugruppe 2 hier eine kreisrunde Querschnittsfläche aufweist, radial Außerhalb der Elektrodenbaugruppe 2 ist die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung 1 angeordnet. Die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung 1 stützt sich an der Gehäuseeinrichtung 3 ab und erzeugt eine Kraftwirkung auf die Elektrodenbaugruppe 2. Die Elektrodenbaugruppe 2 ist um die Zylinderachse 6 gewunden. 2 shows a section through a cylindrical energy storage device, wherein the electrode assembly 2 here has a circular cross-sectional area, radially outside the electrode assembly 2 is the electrode assembly foil device 1 arranged. The electrode assembly foil device 1 rests against the housing device 3 and creates a force on the electrode assembly 2 , The electrode assembly 2 is about the cylinder axis 6 wound.

3 zeigt mehrere Elektrodenbaugruppen 2 mit seitlich angeordneten Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtungen 1 bevor diese gemeinsam in die Gehäuseeinrichtung 3 eingesetzt werden. Vorliegend ist der Foliendruck pEBF, also der Druck innerhalb der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung geringer als der Umgebungsdruck pUMG, wobei der Umgebungsdruck auch innerhalb Gehauseeinrichtung herrscht. Durch den größeren Umgebungsdruck wird die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung komprimiert, besonders in ihrer dritten räumlichen Erstreckung 7c. Die erste räumlichen Erstreckung 7a und die zweite räumlichen Erstreckung 7b der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung entspricht weitgehend der ersten 8a und zweiten 8b räumlichen Erstreckung der Elektrodenbaugruppe. Nachdem Einsetzen der Elektrodenbaugruppen 2 mit den Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtungen 1 in die Gehäuseeinrichtung 3 wird das Druckverhältnis zwischen dem Druck innerhalb der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung pEBF und dem Druck innerhalb der Gehäuseeinrichtung 3 so verändert, dass sich die räumliche Erstreckung 7c der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung so verändert, dass diese eine Kraftwirkung auf die Elektrodenbaugruppen aufbringt. 3 shows several electrode assemblies 2 with laterally disposed electrode assembly foil means 1 before these together in the housing device 3 be used. In the present case, the film pressure p EBF , that is to say the pressure within the electrode assembly film device, is lower than the ambient pressure p UMG , the ambient pressure also prevailing inside the housing device. Due to the greater ambient pressure, the electrode assembly foil device is compressed, especially in its third spatial extent 7c , The first spatial extension 7a and the second spatial extent 7b the electrode assembly foil device largely corresponds to the first one 8a and second 8b Spatial extent of the electrode assembly. After inserting the electrode assemblies 2 with the electrode assembly foil devices 1 in the housing device 3 the pressure ratio between the pressure within the electrode assembly foil device p EBF and the pressure within the housing device becomes 3 changed so that the spatial extent 7c the electrode assembly foil device changed so that it applies a force on the electrode assemblies.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Elektrodenbaugruppen-FolieneinrichtungElectrode assemblies-foil device
22
Elektrodenbaugruppeelectrode assembly
33
Gehäuseeinrichtunghousing means
44
Deckeleinrichtunglid means
55
Versteifungsrippestiffening rib
66
Zylinderachsecylinder axis
7a7a
erste räumliche Erstreckung der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtungfirst spatial extent of the electrode assembly foil device
7b7b
zweite räumliche Erstreckung der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtungsecond spatial extent of the electrode assembly foil device
7c7c
dritte räumliche Erstreckung der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtungthird spatial extent of the electrode assembly foil device
8a8a
erste räumliche Erstreckung der Elektrodenbaugruppefirst spatial extent of the electrode assembly
8b8b
Zweite räumliche Erstreckung der ElektrodenbaugruppeSecond spatial extension of the electrode assembly
pUMG p UMG
Umgebungsdruckambient pressure
pEBF p EBF
Druck innerhalb der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung, FoliendruckPressure within the electrode assembly foil device, foil pressure

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 4269907 A [0004] US 4269907 A [0004]
  • US 5328778 A [0004] US 5,328,878 A [0004]
  • US 2010119927 A [0005] US 2010/119927 A [0005]

Claims (12)

Verfahren zum Herstellen einer Energiespeichervorrichtung, welche eine formsteife Gehäuseeinrichtung (3), eine Elektrodenbaugruppe (2) und eine Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung (1) aufweist, wobei diese Elektrodenbaugruppe (2) wenigstens eine positive Elektrode und eine negative Elektrode aufweist, und wobei diese Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung (1) eine erste (7a), eine zweite (7b) und eine dritte (7c) räumliche Erstreckung aufweist, wobei diese dritte räumliche Erstreckung (7c) gering ist gegenüber dieser ersten (7a) und dieser zweiten (7b) Erstreckung und wobei diese Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung (1) mittels einer Druckveränderung von einem ersten in einen zweiten Zustand überführbar ist, wobei sich dieser erste und dieser zweite Zustand durch eine Veränderung dieser dritten räumlichen Erstreckung (7c) voneinander unterscheiden, gekennzeichnet durch die Arbeitsschritte • Einsetzen der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung (1) in die Gehäuseeinrichtung (3), • Verändern eines Druckverhältnisses, wobei dieses Druckverhältnis einen Foliendruck aufweist, wobei dieser innerhalb der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung (1) herrscht und einen Gehäuseinnendruck aufweist, wobei dieser wenigstens innerhalb der Gehäuseeinrichtung (3) herrscht und • dass die Gehäuseeinrichtung (3) nach dem Einsetzten einer oder mehrerer Elektrodenbaugruppen (2) verschlossen wird.Method for producing an energy storage device comprising a dimensionally stable housing device ( 3 ), an electrode assembly ( 2 ) and an electrode assembly foil device ( 1 ), this electrode assembly ( 2 ) has at least one positive electrode and one negative electrode, and wherein said electrode assembly foil device ( 1 ) a first ( 7a ), a second ( 7b ) and a third ( 7c ) has a spatial extent, this third spatial extent ( 7c ) is small compared to this first ( 7a ) and this second ( 7b ) Extension and wherein this electrode assembly foil device ( 1 ) can be converted by means of a pressure change from a first to a second state, wherein this first and this second state is due to a change of this third spatial extent ( 7c ), characterized by the steps of • inserting the electrode assembly foil device ( 1 ) in the housing device ( 3 ), Changing a printing ratio, said printing ratio having a film pressure, which is within the electrode assembly film device ( 1 ) and has a housing internal pressure, wherein this at least within the housing device ( 3 ) and that the housing device ( 3 ) after inserting one or more electrode assemblies ( 2 ) is closed. Verfahren zum Herstellen einer Energiespeichervorrichtung nach einem der Anspruche 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung (1) gemeinsam mit der Elektrodenbaugruppe (2) in die Gehäuseeinrichtung (3) eingesetzt wird.Method for producing an energy storage device according to one of the claims 1, characterized in that the electrode assembly foil device ( 1 ) together with the electrode assembly ( 2 ) in the housing device ( 3 ) is used. Verfahren zum Herstellen einer Energiespeichervorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bevor die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung (1) in die Gehäuseeinrichtung (3) eingesetzt wird, die Elektrodenbaugruppe (2) in diese eingesetzt wird oder umgekehrt.Method for producing an energy storage device according to at least one of claims 1 or 2, characterized in that before the electrode assembly foil device ( 1 ) in the housing device ( 3 ), the electrode assembly ( 2 ) is used in this or vice versa. Verfahren zum Herstellen einer Energiespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einsetzen der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung (1) in die Gehäuseeinrichtung (3) der Foliendruck erhöht wird.Method for producing an energy storage device according to one of claims 1 to 3, characterized in that after inserting the electrode assembly foil device ( 1 ) in the housing device ( 3 ) the film pressure is increased. Verfahren zum Herstellen einer Energiespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einsetzen der Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung (1) in die Gehäuseeinrichtung (3) der Gehäuseinnendruck verringert wird.Method for producing an energy storage device according to one of claims 1 to 3, characterized in that after inserting the electrode assembly foil device ( 1 ) in the housing device ( 3 ) the housing internal pressure is reduced. Energiespeichervorrichtung, hergestellt mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei diese Energiespeichervorrichtung eine formsteife Gehäuseeinrichtung (3), eine Elektrodenbaugruppe (2) und eine Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung (1) aufweist.Energy storage device, produced by a method according to one of claims 1 to 5, wherein said energy storage device, a dimensionally stable housing device ( 3 ), an electrode assembly ( 2 ) and an electrode assembly foil device ( 1 ) having. Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung (1) eine Grundfläche (7a × 7b) aufweist, welche im Wesentlichen der Grundfläche (8a × 8b) dieser Elektrodenbaugruppe (2) entspricht.Energy storage device according to claim 6, characterized in that said electrode assembly foil means ( 1 ) a base area ( 7a × 7b ), which essentially corresponds to the base area ( 8a × 8b ) of this electrode assembly ( 2 ) corresponds. Energiespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseeinrichtung (3) Versteifungsrippen (5) aufweist.Energy storage device according to one of claims 6 to 7, characterized in that the housing device ( 3 ) Stiffening ribs ( 5 ) having. Energiespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung (1) eine offenporige Struktur aufweist.Energy storage device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the electrode assembly foil device ( 1 ) has an open-pored structure. Energiespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung (1) eine geschlossenporige Struktur aufweist.Energy storage device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the electrode assembly foil device ( 1 ) has a closed-pore structure. Energiespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenbaugruppen-Folieneinrichtung (1) innerhalb der Elektrodenbaugruppe (2) aufgenommen ist.Energy storage device according to one of claims 6 to 10, characterized in that the electrode assembly foil device ( 1 ) within the electrode assembly ( 2 ) is recorded. Energieversorgungssystem, gekennzeichnet durch wenigstens eine erfindungsgemäße Energiespeichervorrichtung, vorzugsweise eine Vielzahl von diesen Energiespeichervorrichtungen.Energy supply system, characterized by at least one energy storage device according to the invention, preferably a plurality of these energy storage devices.
DE102011117471A 2011-11-02 2011-11-02 Manufacturing method for an energy storage device and an energy storage device produced by this method Withdrawn DE102011117471A1 (en)

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