DE102012222111A1 - Battery cell e.g. lithium-ion battery cells used in motor vehicle, has locking portion with channel structure which is adapted to guide gases in cell main portion to degassing vent - Google Patents

Battery cell e.g. lithium-ion battery cells used in motor vehicle, has locking portion with channel structure which is adapted to guide gases in cell main portion to degassing vent Download PDF

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Martina Koenig
Markus Kohlberger
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

The battery cell (60) has a battery cell housing cover (40) that is configured to close a battery cell housing (50). A composite electrode (30) is provided with positive electrode (17) and negative electrode (18) located within the battery cell housing. A degassing vent (15) is configured to discharge the gases from the cell main portion. A locking portion (20) has a channel structure (5) which is adapted to guide the gases in the cell main portion to the degassing vent. An independent claim is included for a motor vehicle.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batteriezelle, welche einen Arretierkörper umfasst, welcher eine Kanalstruktur aufweist, die dazu ausgebildet ist, innerhalb der Batteriezelle entstehende Gase zu einem Entgasungselement, welches in der Batteriezelle verbaut ist, zu leiten.The present invention relates to a battery cell, which comprises a locking body, which has a channel structure, which is designed to guide gases generated within the battery cell to a degassing element, which is installed in the battery cell.

Stand der TechnikState of the art

Batteriezellen, insbesondere Lithium-Ionen-Batteriezellen, besitzen mindestens eine positive und eine negative Elektrode, die Kathode beziehungsweise die Anode, welche Lithium-Ionen (Li+) reversibel während einer sogenannten Interkalation einlagern oder während einer sogenannten Deinterkalation wieder auslagern können. Zwischen der Kathode und der Anode ist ein Separator angeordnet. Oft werden im Stand der Technik Kathode, Anode und der dazwischen liegende Separator zu einem Elektrodenverbund aufgewickelt. Bei solchen, sogenannten gewickelten Batteriezellen, handelt es sich genauer ausgedrückt um gewickelte Batteriezell-Einheiten, also um Elektrodenverbünde oder Elektrodenensembles, bei welchen mindestens eine positive Elektrode, mindestens eine negative Elektrode und mindestens ein dazwischenliegender Separator zu einer oder mehreren Rollen, sogenannten „Jelly Rolls“, aufgewickelt und in einem Batteriezellengehäuse angeordnet werden.Battery cells, in particular lithium-ion battery cells, have at least one positive and one negative electrode, the cathode or the anode, which can store lithium ions (Li +) reversibly during a so-called intercalation or store them out again during a so-called deintercalation. Between the cathode and the anode, a separator is arranged. Often, in the prior art, cathode, anode and the intervening separator are wound up into an electrode assembly. Such, so-called wound battery cells are, in more specific terms, wound battery cell units, ie electrode networks or electrode ensembles, in which at least one positive electrode, at least one negative electrode and at least one intervening separator form one or more rollers, so-called "jelly rolls ", Wound up and placed in a battery cell housing.

Damit die Interkalation sowie die Deinterkalation von Lithium-Ionen innerhalb einer solchen Lithium-Ionen-Batteriezelle stattfinden kann, muss in selbiger ein sogenannter Lithium-Ionen-Leitsatz verbaut werden. Praktisch in allen derzeit zum Einsatz kommenden Lithium-Ionen-Batteriezellen des Standes der Technik wird, sowohl im Consumer-Bereich als auch im Automotiven Bereich, als Lithium-Leitsatz Lithium-Hexa-Fluorophosphat (LiPF6) eingesetzt. Dieses LiPF6 ist gegenüber Feuchtigkeit äußerst reaktiv, sodass es im Kontakt mit Wasser zu einer Hydrolyse in mehreren Stufen bis hin zur Bildung von Fluorwasserstoff (HF) kommt. Deshalb sind in der Praxis alle Lithium-Ionen-Batteriezellen in einem Batteriezellengehäuse mit einem metallischen Anteil angeordnet, wobei die in dem Batteriezellengehäuse verbaute Metallfolie beziehungsweise das verbaute Metallblech die eigentliche Sperre gegen die Luftfeuchte ist. Solche Batteriezellengehäuse können beispielsweise zu einem Großteil aus tiefgezogenem Aluminium-Blech bestehen. Man spricht hier auch von einem sogenannte Hartschalen-Gehäuse oder einem Hardcase.So that the intercalation and deintercalation of lithium ions can take place within such a lithium-ion battery cell, a so-called lithium-ion principle has to be installed in the latter. Practically in all presently used lithium-ion battery cells of the prior art, lithium-hexa-fluorophosphate (LiPF6) is used, both in the consumer sector and in the automotive sector, as the lithium guiding principle. This LiPF6 is highly reactive to moisture, resulting in multiple-step hydrolysis upon contact with water, to the formation of hydrogen fluoride (HF). Therefore, in practice, all lithium-ion battery cells are arranged in a battery cell housing with a metallic portion, wherein the built-in battery cell housing metal foil or the installed metal sheet is the actual barrier to air humidity. Such battery cell housing can for example consist to a large extent of deep-drawn aluminum sheet. This is also referred to as a so-called hard shell case or a hard case.

In Hybrid und Elektrofahrzeugen müssen die verwendeten Batteriezellen und Batterien neben den für den Transport notwendigen Tests auch eine Vielzahl mechanischer Tests bestehen. Speziell bei hochkapazitiven Batteriezellen (zum Beispiel mit Kapazitäten von ca. 5 Ah bis 70 Ah) ist die Geometrie des in diesen enthaltenden, gewickelten Elektrodenverbundes ungünstig, um selbige in einem beispielsweise prismatischen Batteriezellengehäuse volumetrisch zu platzieren. Zwischen der Wandung des Batteriezellengehäuses und dem Elektrodenensemble entsteht bei vielen Batteriezellen des Standes der Technik ein Hohlraum, aber auch seitlich, in den elektrodenmassefreien Zonen, in denen die Batteriezellenterminals beziehungsweise die Kollektoren an die massefreien Ableiterfolien angeschweißt werden, kommt es zur Hohlraumbildung. Beispielsweise offenbart die US 2008 010 7961 A1 eine Batterie mit einem Elektrodenaufbau, welcher eine positive und eine negative Elektrode sowie einen zwischen diesen angeordneten Separator umfasst, wobei der Elektrodenaufbau in einem Batteriegehäuse angeordnet ist, welches eine Verstärkung für den Elektrodenaufbau aufweist.In hybrid and electric vehicles, the battery cells and batteries used must pass a variety of mechanical tests in addition to the tests required for transportation. Especially with high-capacity battery cells (for example, with capacities of about 5 Ah to 70 Ah), the geometry of the wound electrode assembly containing therein is unfavorable in order to place it volumetrically in, for example, a prismatic battery cell housing. Between the wall of the battery cell housing and the electrode ensemble arises in many battery cells of the prior art, a cavity, but also laterally, in the electrode mass zones in which the battery cell terminals or the collectors are welded to the ground-free Ableiterfolien, it comes to cavitation. For example, the US 2008 010 7961 A1 a battery having an electrode assembly comprising a positive and a negative electrode and a separator disposed therebetween, the electrode assembly being disposed in a battery case having a reinforcement for the electrode assembly.

Aufgrund dieser Hohlräume kann sich der Elektrodenverbund bei mechanischen Belastungen, zum Beispiel bei Durchführung einer Rüttelprüfung, im Batteriezellengehäuse bewegen und deformiert werden. Auch können sich beispielsweise die einzelnen Elektroden innerhalb des Elektrodenverbundes verschieben. Dies kann wiederum zu inneren Kurzschlüssen führen. Dadurch besteht erhebliches Gefahrenpotential, da sich im Falle innerer Kurzschlüsse Lithium-Ionen-Batteriezellen entzünden und zudem hochgiftige Spezies wie Fluorwasserstoff (HF) emittiert werden können. Daher werden im Stand der Technik zur Fixierung der Elektrodenverbünde innerhalb der Batteriezelle, die Hohlräume, welche sich zwischen den Elektrodenverbünden und dem Batteriezellengehäuse bilden, mit sogenannten „Retainern“, also mit Arretierkörpern beziehungsweise Fixierkörpern, aufgefüllt. Diese fortan als Arretierkörper bezeichneten Retainer sind meist aus Kunststoff, üblicherweise aus Polypropylen (PP) gefertigt. Because of these cavities, the electrode assembly can move and be deformed in the battery cell housing under mechanical loads, for example when carrying out a vibration test. Also, for example, the individual electrodes can move within the electrode assembly. This in turn can lead to internal short circuits. As a result, there is considerable danger potential, since in the case of internal short circuits, lithium-ion battery cells ignite and, in addition, highly toxic species such as hydrogen fluoride (HF) can be emitted. Therefore, in the prior art for fixing the electrode assemblies within the battery cell, the cavities which form between the electrode assemblies and the battery cell housing, filled with so-called "retainers", ie with locking bodies or fixing bodies. These now called locking body retainer are usually made of plastic, usually made of polypropylene (PP).

Beispielsweise ist aus der JP 2000082473 A eine Batterie mit einer hohen Entgasungseffizienz bekannt, welche eine Elektrode und einen Arretierkörper aufweist, wobei der Arretierkörper dazu beiträgt, ein Austreten des in der Batterie enthaltenden Elektrolyten zu verhindern. Dennoch entstehen bei einer Reaktion durch Kurzschluß, Überladung oder Erwärmung im Inneren der Batteriezelle Gase. Wenn eine solche Reaktion im unteren Bereich einer Batteriezelle stattfindet, kann es sein, dass die Gase nicht an den Elektrodenverbünden vorbei zu dem in der Batteriezelle verbauten Entgasungsventil strömen können. Die Batteriezelle bläst dann unkontrolliert ab.For example, is from the JP 2000082473A a battery with a high degassing efficiency, which has an electrode and a locking body, wherein the locking body helps to prevent leakage of the electrolyte contained in the battery. Nevertheless, in a reaction caused by short circuit, overcharging or heating inside the battery cell gases. If such a reaction takes place in the lower region of a battery cell, it may happen that the gases can not flow past the electrode assemblies to the degassing valve installed in the battery cell. The battery cell then blows off in an uncontrolled manner.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird eine Batteriezelle zur Verfügung gestellt, welche ein Batteriezellengehäuse und einen Batteriezellengehäusedeckel umfasst, mit welchem das Batteriezellengehäuse verschließbar ist. Ferner umfasst die Batteriezelle mindestens ein Batteriezellenterminal und mindestens einen Elektrodenverbund, welcher eine positive Elektrode und eine negative Elektrode umfasst, welche innerhalb des Batteriezellengehäuses angeordnet sind, wobei entweder die positive oder die negative Elektrode elektrisch leitfähig mit dem mindestens einen Batteriezellenterminal verbunden ist. Des Weiteren umfasst die Batteriezelle einen Arretierkörper, welcher zumindest einen Teil des Hohlraumes ausfüllt, welcher sich innerhalb des Batteriezellengehäuses zwischen dem Elektrodenverbund und dem Batteriezellengehäuse ausbildet und welcher dazu ausgelegt ist, den Elektrodenverbund innerhalb des Batteriezellengehäuses relativ zu dem Batteriezellengehäuse zu fixieren. Die Batteriezelle weist ein Entgasungselement auf, welches dazu ausgelegt ist, innerhalb der Batteriezelle entstehende Gase aus der Batteriezelle abzulassen. Erfindungsgemäß weist der Arretierkörper eine Kanalstruktur auf, welche dazu ausgebildet ist, innerhalb der Batteriezelle entstehende Gase zu dem Entgasungselement zu leiten. According to the invention, a battery cell is provided, which is a battery cell housing and a battery cell housing cover, with which the battery cell housing is closable. Furthermore, the battery cell comprises at least one battery cell terminal and at least one electrode assembly, which comprises a positive electrode and a negative electrode, which are arranged within the battery cell housing, wherein either the positive or the negative electrode is electrically conductively connected to the at least one battery cell terminal. Furthermore, the battery cell comprises a locking body, which fills at least part of the cavity, which forms within the battery cell housing between the electrode assembly and the battery cell housing and which is adapted to fix the electrode assembly within the battery cell housing relative to the battery cell housing. The battery cell has a degassing element, which is designed to discharge gases formed within the battery cell from the battery cell. According to the invention, the arresting body has a channel structure which is designed to conduct gases generated within the battery cell to the degassing element.

Der Vorteil einer derart ausgeführten Batteriezelle ist, dass über die Kanalstruktur ein Entgasungsweg für innerhalb der Batteriezelle entstehende Gase bereitgestellt beziehungsweise geschaffen ist. Eine solche Kanalstruktur innerhalb des Arretierkörpers erhöht die Sicherheit der Batteriezelle signifikant.The advantage of a battery cell designed in this way is that a degassing path for gases produced within the battery cell is provided or created via the channel structure. Such a channel structure within the locking body significantly increases the safety of the battery cell.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Arretierkörper den Elektrodenverbund zumindest teilweise und/oder erstreckt sich die Kanalstruktur von einem unteren Hohlraum, welcher sich zwischen einer Bodenfläche des Batteriezellengehäuses und dem Elektrodenverbund ausbildet, bis zu dem Entgasungselement. Bei einer derartigen Ausführungsform können in der Nähe der Bodenfläche der Batteriezelle innerhalb derselben entstehende Gase durch die Kanalstruktur zum Entgasungselement, beispielsweise einem Entgasungsventil, geleitet beziehungsweise geführt werden. In a preferred embodiment, the locking body comprises the electrode assembly at least partially and / or the channel structure extends from a lower cavity, which forms between a bottom surface of the battery cell housing and the electrode assembly, to the degassing element. In such an embodiment, gases generated in the vicinity of the bottom surface of the battery cell can be guided or guided through the channel structure to the degassing element, for example a degassing valve, within the same.

Vorzugsweise umfasst der Arretierkörper mindestens einen, sich entlang zumindest eines Teils der Höhe des Elektrodenverbundes erstreckenden, seitlichen Arretierkörper, welcher innerhalb eines seitlichen Hohlraumes angeordnet ist, der sich zwischen mindestens einer Seitenfläche des Batteriezellengehäuses und dem Elektrodenverbund ausbildet. Bevorzugt umschließt beziehungsweise umfasst der mindestens eine seitliche Arretierkörper den Elektrodenverbund beziehungsweise dessen Seitenflächen zumindest teilweise. Durch eine derartige Ausführungsform ist der Elektrodenverbund auch seitlich innerhalb des Batteriezellengehäuses fixiert. Preferably, the locking body comprises at least one, along at least a portion of the height of the electrode assembly extending lateral locking body, which is disposed within a lateral cavity, which forms between at least one side surface of the battery cell housing and the electrode assembly. The at least one lateral arresting body preferably encloses or at least partially encloses the electrode composite or its side surfaces. By such an embodiment, the electrode assembly is also fixed laterally within the battery cell housing.

In einer bevorzugten Weiterentwicklung dieser Ausführungsform weist die Batteriezelle mindestens zwei Elektrodenverbünde auf und ist der mindestens eine seitliche Arretierkörper dazu ausgebildet, zumindest einen Teil der Seitenflächen der Elektrodenverbünde, selbige jeweils fixierend, zu umfassen, wobei die Kanalstruktur mindestens einen Entgasungskanal umfasst, welcher sich über zumindest einen Teil der Höhe der Elektrodenverbünde entlang mindestens einer Kontaktkante, welche der mindestens eine seitliche Arretierkörper mit mindestens einem der Elektrodenverbünde aufweist, erstreckt. Bevorzugt weist der Entgasungskanal einen runden Querschnitt auf und/oder verläuft entlang der gesamten Höhe der Elektrodenverbünde. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist der seitliche Arretierkörper dazu ausgebildet, zumindest einen Teil der Seiten jeweils eines Elektrodenverbundes, selbige jeweils fixierend, zu umfassen. In einer derart ausgeführten Batteriezelle können zwischen der Bodenfläche des Batteriezellengehäuses und den Elektrodenverbünden entstandene oder entstehende Gase, welche beispielsweise das Resultat chemischer Reaktionen sein können, auf vorteilhafte Weise durch die von den seitlichen Arretierkörpern bereitgestellten Entgasungskanäle zu dem Batteriezellengehäusedeckel beziehungsweise zu dem Entgasungselement hin entweichen. In a preferred further development of this embodiment, the battery cell has at least two electrode assemblies and the at least one lateral locking body is designed to comprise at least a part of the side surfaces of the electrode assemblies, each fixing same, wherein the channel structure comprises at least one degassing channel which extends over at least a portion of the height of the electrode composites along at least one contact edge, which has the at least one lateral locking body with at least one of the electrode assemblies extends. Preferably, the degassing channel has a round cross section and / or extends along the entire height of the electrode assemblies. In other words, the lateral arresting body is designed to encompass at least a part of the sides of each of an electrode assembly, each of which fixingly. In a battery cell designed in this way, gases formed or produced between the bottom surface of the battery cell housing and the electrode assemblies, which may be the result, for example, of chemical reactions, advantageously escape through the degassing channels provided by the lateral arresting bodies to the battery cell housing cover or to the degassing element.

Vorzugsweise umfasst der Arretierkörper einen oberen Arretierkörper, welcher innerhalb eines oberen Hohlraums angeordnet ist, welcher sich im mit dem Batteriezellengehäusedeckel verschlossenen Zustand des Batteriezellengehäuses innerhalb desselben zwischen dem Elektrodenverbund und dem Batteriezellengehäusedeckel ausbildet. Bei einer derartigen Ausführungsform kann durch den oberen Arretierkörper zum einen Totvolumen innerhalb der Batteriezelle reduziert werden und zum anderen der Elektrodenverbund, beispielsweise bei Vibrationen, im Bereich des oberen Hohlraums, also im Bereich des Batteriezellengehäusedeckels, stabilisiert werden.Preferably, the locking body comprises an upper locking body, which is arranged within an upper cavity, which forms in the closed with the battery cell case cover state of the battery cell housing within the same between the electrode assembly and the battery cell case cover. In such an embodiment can be reduced by the upper locking body for a dead volume within the battery cell and on the other hand, the electrode composite, for example in vibration, in the region of the upper cavity, ie in the region of the battery cell case cover, stabilized.

In einer bevorzugten Weiterentwicklung dieser Ausführungsform weist die Batteriezelle mindestens zwei Elektrodenverbünde auf und ist der obere Arretierkörper dazu ausgebildet, zumindest einen Teil der Oberseiten der Elektrodenverbünde zu fixieren, wobei die Kanalstruktur mindestens einen Entgasungskanal aufweist, welcher innerhalb des oberen Arretierkörpers zwischen den fixierten Oberseiten der Elektrodenverbünde verläuft. Ferner bevorzugt weist der obere Arretierkörper längliche Aussparungen oder längliche Vertiefungen beziehungsweise Einformungen auf, welche dazu ausgebildet sind, die Oberseiten der Elektrodenverbünde aufzunehmen und verläuft der Entgasungskanal zwischen diesen Aussparungen, Vertiefungen beziehungsweise Einformungen. Bevorzugt sind diese Aussparungen, Vertiefungen beziehungsweise Einformungen an die Form der Oberseiten beziehungsweise der Oberflächen der Elektrodenverbünde angepasst. Bei einer derartigen Ausführungsform können innerhalb der Batteriezelle entstehende Gase durch den von dem oberen Arretierkörper bereitgestellten Entgasungskanal beziehungsweise Entgasungsweg zu dem Entgasungselement geführt werden, sodass die Batteriezelle kontrolliert abblasen kann. In a preferred further development of this embodiment, the battery cell has at least two electrode assemblies and the upper locking body is designed to fix at least a part of the upper sides of the electrode assemblies, wherein the channel structure has at least one degassing channel, which within the upper locking body between the fixed upper sides of the electrodes runs. Further preferably, the upper locking body on elongated recesses or elongated depressions or indentations, which are adapted to receive the upper sides of the electrode assemblies and extending the degassing channel between these recesses, recesses or recesses. These recesses are preferred, Recesses or indentations adapted to the shape of the tops or the surfaces of the electrode assemblies. In such an embodiment, gases produced within the battery cell can be guided to the degassing element by the degassing duct or degassing path provided by the upper arresting body, so that the battery cell can blow off in a controlled manner.

Bevorzugt ist das Entgasungselement innerhalb des Batteriezellengehäusedeckels angeordnet und weist der obere Arretierkörper eine Freisparung auf, welche das Entgasungselement innerhalb des Batteriezellengehäuses zu dem Elektrodenverbund oder zu den Elektrodenverbünden freilegt, wobei die Batteriezelle ferner ein erstes Einlegeteil zur Verstärkung der Freisparung umfasst, welches in die Freisparung einlegbar ist. Preferably, the degassing element is arranged within the battery cell housing cover and the upper locking body has a cutout which exposes the degassing element within the battery cell housing to the electrode assembly or to the electrode assemblies, wherein the battery cell further comprises a first insert for enhancing the cutout, which can be inserted into the cutout is.

Bevorzugt umfasst die Batteriezelle ferner ein zweites Einlegeteil zur Verstärkung der Kanalstruktur, welches in die Kanalstruktur einlegbar ist. Mit einer derartigen Ausführungsform kann die Kanalstruktur verstärkt und beispielsweise hitzebeständiger ausgeführt werden.Preferably, the battery cell further comprises a second insert part for reinforcing the channel structure, which can be inserted into the channel structure. With such an embodiment, the channel structure can be reinforced and made heat-resistant, for example.

Bevorzugt ist das Entgasungselement als Entgasungsventil ausgeführt. Besonders bevorzugt ist das Entgasungselement als Berstmembran ausgeführt. Preferably, the degassing element is designed as a degassing valve. Particularly preferably, the degassing element is designed as a bursting membrane.

In einer bevorzugten Weiterentwicklung dieser Ausführungsform ist das Material für das erste und/oder das zweite Einlegeteil ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Hochtemperaturpolymere, Keramiken und Metalle. Besonders bevorzugt für die Realisierung des ersten und/oder des zweiten Einlegeteils ist die Verwendung von Keramiken. Vorteilhaft an der Verwendung von einem ersten und/oder einem zweiten Einlegeteil aus Keramik ist, dass selbige elektrisch nicht leitfähig sind. In a preferred further development of this embodiment, the material for the first and / or the second insert part is selected from a group comprising high-temperature polymers, ceramics and metals. Particularly preferred for the realization of the first and / or the second insert is the use of ceramics. The advantage of using a first and / or a second ceramic insert is that they are not electrically conductive.

Vorzugsweise ist das Hochtemperaturpolymer als Polyphenylensulfid ausgeführt. Polyphenylensulfid ist ein teilkristalliner Hochleistungskunststoff, bei dem es sich um ein besonders widerstandsfähiges Polymer handelt, dessen gute mechanische Eigenschaften auch bei Temperaturen weit über 200 °C erhalten bleiben. Preferably, the high-temperature polymer is designed as polyphenylene sulfide. Polyphenylene sulfide is a high-performance, semi-crystalline plastic which is a particularly resistant polymer and has good mechanical properties even at temperatures well above 200 ° C.

Bevorzugt ist die beanspruchte Batteriezelle eine Lithium-Ionen-Batteriezelle.Preferably, the claimed battery cell is a lithium-ion battery cell.

Des Weiteren wird eine Batterie mit einer erfindungsgemäßen Batteriezelle bereitgestellt, wobei die Batterie besonders bevorzugt als eine Lithium-Ionen-Batterie ausgeführt ist. Vorteile solcher Batterien sind unter anderem in ihrer vergleichsweise hohen Energiedichte sowie ihrer großen thermischen Stabilität gegeben. Ein weiterer Vorteil von Lithium-Ionen-Batterien ist, dass diese keinem Memory Effekt unterliegen.Furthermore, a battery is provided with a battery cell according to the invention, wherein the battery is particularly preferably designed as a lithium-ion battery. Advantages of such batteries include their comparatively high energy density and their high thermal stability. Another advantage of lithium-ion batteries is that they are not subject to memory effect.

Ferner wird ein Kraftfahrzeug mit einer Batterie mit einer erfindungsgemäßen Batteriezelle bereitgestellt, wobei die Batterie mit einem Antriebssystem des Kraftfahrzeugs verbunden ist.Furthermore, a motor vehicle is provided with a battery having a battery cell according to the invention, wherein the battery is connected to a drive system of the motor vehicle.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung beschrieben.Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims and described in the description.

Zeichnungendrawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings and the description below. Show it:

1 einen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Batteriezelle sowie separat ein Ausführungsbeispiel für ein Batteriezellengehäuse mit Batteriezellengehäusedeckel, 1 a cross section of an embodiment of a battery cell according to the invention as well as separately an embodiment of a battery cell housing with battery cell housing cover,

2 einen Querschnitt eines seitlichen Arretierkörpers eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Batteriezelle, 2 a cross section of a lateral locking body of an embodiment of a battery cell according to the invention,

3 einen Querschnitt eines oberen Arretierkörpers eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Batteriezelle, und 3 a cross section of an upper locking body of an embodiment of a battery cell according to the invention, and

4 eine schematische Teilansicht eines Querschnitts eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Batteriezelle. 4 a schematic partial view of a cross section of another embodiment of a battery cell according to the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Die 1 zeigt einen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Batteriezelle 60 sowie separat ein Ausführungsbeispiel für ein Batteriezellengehäuse 50 mit Batteriezellengehäusedeckel 40. Genauer ausgedrückt ist oben und unten in 1 der Querschnitt desselben Ausführungsbeispiels einer Batteriezelle 60 dargestellt, wobei in der oberen Darstellung des Querschnitts des Ausführungsbeispiels der bloße Aufbau der Batteriezelle 60 dargestellt ist, während in der unteren Darstellung des Querschnitts des Ausführungsbeispiels zusätzlich die Strömungsrichtung von innerhalb der Batteriezelle 60 entstehenden oder entstandenen Gasen dargestellt ist. Ferner ist rechts in 1 ein Batteriezellengehäuse 50 samt Batteriezellengehäusedeckel 40 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel kann die erfindungsgemäße Batteriezelle 60 rein beispielhaft in einem wie rechts in 1 dargestellten Batteriezellengehäuse 50 angeordnet und das Batteriezellengehäuse 50 mit einem wie ebenfalls rechts in 1 dargestellten Batteriezellengehäusedeckel 40 verschlossen sein. In diesem Ausführungsbeispiel weist das Batteriezellengehäuse 50 rein beispielhaft eine Bodenfläche 51, zwei Seitenflächen 55 und zwei Stirnflächen 53 auf. The 1 shows a cross section of an embodiment of a battery cell according to the invention 60 and separately an embodiment of a battery cell housing 50 with battery cell housing cover 40 , More precisely, is above and below in 1 the cross section of the same embodiment of a battery cell 60 shown, wherein in the upper representation of the cross section of the embodiment of the bare structure of the battery cell 60 is shown, while in the lower illustration of the cross section of the embodiment, in addition, the flow direction from within the battery cell 60 resulting or formed gases is shown. Further, right is in 1 a battery cell case 50 including battery cell housing cover 40 shown. In this embodiment, the battery cell according to the invention 60 purely exemplary in a right as in 1 illustrated battery cell housing 50 arranged and the battery cell housing 50 with one as well right in 1 illustrated battery cell housing cover 40 to be introverted. In this Embodiment, the battery cell housing 50 purely by way of example a floor surface 51 , two side surfaces 55 and two end faces 53 on.

Die erfindungsgemäße Batteriezelle 60 umfasst also ein Batteriezellengehäuse 50, welches in diesem Ausführungsbeispiel rein beispielhaft prismatisch ausgeführt ist und abgerundete Kanten aufweist. Ferner umfasst die erfindungsgemäße Batteriezelle 60 einen Batteriezellengehäusedeckel 40, mit welchem das Batteriezellengehäuse 50 verschließbar ist sowie, in diesem Ausführungsbeispiel rein beispielhaft, zwei Batteriezellenterminals 11, welche ferner in diesem Ausführungsbeispiel optional durch den Batteriezellengehäusedeckel 40 hindurchführbar sind. Die erfindungsgemäße Batteriezelle 60 weist in diesem Ausführungsbeispiel rein beispielhaft zwei Elektrodenverbünde 30 auf, die jeweils eine positive Elektrode 17 und eine negative Elektrode 18 umfassen und welche innerhalb des Batteriezellengehäuses 50 angeordnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind die positiven Elektroden 17 der Elektrodenverbünde 30 rein beispielhaft elektrisch leitfähig mit dem in 1 linken Batteriezellenterminal 11 verbunden, während die negativen Elektroden 18 der Elektrodenverbünde 30 rein beispielhaft elektrisch leitfähig mit dem in 1 rechten Batteriezellenterminal 11 verbunden sind. Allerdings ist das Vorhandensein von zwei Elektrodenverbünden 30 für die Ausführung einer erfindungsgemäßen Batteriezelle 60 lediglich optional. Es können auch erfindungsgemäße Batteriezellen 60 realisiert sein, welche nur einen oder mehr als zwei Elektrodenverbünde 30 aufweisen.The battery cell according to the invention 60 So includes a battery cell case 50 which is purely prismatic in this embodiment and has rounded edges. Furthermore, the battery cell according to the invention comprises 60 a battery cell case lid 40 , with which the battery cell housing 50 can be closed and, in this embodiment purely by way of example, two battery cell terminals 11 which is further optional in this embodiment by the battery cell case cover 40 can be passed. The battery cell according to the invention 60 has in this embodiment purely by way of example two electrode networks 30 on, each one a positive electrode 17 and a negative electrode 18 include and which within the battery cell housing 50 are arranged. In this embodiment, the positive electrodes 17 the electrode networks 30 purely exemplary electrically conductive with the in 1 left battery cell terminal 11 connected while the negative electrodes 18 the electrode networks 30 purely exemplary electrically conductive with the in 1 right battery cell terminal 11 are connected. However, the presence of two electrode networks 30 for the execution of a battery cell according to the invention 60 only optional. It can also be battery cells according to the invention 60 be realized, which only one or more than two electrode networks 30 exhibit.

Die Batteriezelle 60 weist einen Arretierkörper 20 auf, welcher zumindest einen Teil des Hohlraumes ausfüllt, welcher sich im zusammengebauten Zustand der Batteriezelle 60 innerhalb des Batteriezellengehäuses 50 zwischen den Elektrodenverbünden 30 und dem Batteriezellengehäuse 50 ausbildet. Der Arretierkörper 20 ist dazu ausgelegt, die Elektrodenverbünde 30 innerhalb des Batteriezellengehäuses 50 relativ zu dem Batteriezellengehäuse 50 zu fixieren. Des Weiteren weist die erfindungsgemäße Batteriezelle 60 ein Entgasungselement 15 auf, welches dazu ausgelegt ist, innerhalb der Batteriezelle 60 entstehende oder entstandene Gase aus der Batteriezelle 60 abzulassen. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist das Entgasungselement 15 dazu ausgebildet, Gase, welche sich innerhalb der Batteriezelle 60 gebildet haben, bei Vorliegen einer vorbestimmten Bedingung, beispielsweise eines vorbestimmten Überdrucks, abzulassen. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Entgasungselement rein beispielhaft als Berstmembran ausgeführt, welche bei Vorliegen eines vorbestimmten, vorabdefinierten Gasdrucks birst, wodurch das innerhalb der Batteriezelle 60 gebildete Gas kontrolliert entweichen kann. Das Entgasungselement 15 kann aber auch anders, beispielsweise als Entgasungsventil oder aber auch ganz anders ausgeführt sein. The battery cell 60 has a locking body 20 on, which fills at least a part of the cavity, which is in the assembled state of the battery cell 60 inside the battery cell case 50 between the electrode networks 30 and the battery cell case 50 formed. The locking body 20 is designed to be the electrode assemblies 30 inside the battery cell case 50 relative to the battery cell housing 50 to fix. Furthermore, the battery cell according to the invention 60 a degassing element 15 which is designed to be inside the battery cell 60 resulting or generated gases from the battery cell 60 drain. In other words, the degassing element 15 adapted to gases that are inside the battery cell 60 have formed, in the presence of a predetermined condition, for example, a predetermined overpressure, drain. In this embodiment, the degassing element is designed purely by way of example as bursting membrane, which bursts in the presence of a predetermined, pre-defined gas pressure, whereby the inside of the battery cell 60 formed gas can escape controlled. The degassing element 15 But it can also be different, for example, as a degassing valve or even run quite differently.

Der Arretierkörper 20 der erfindungsgemäßen Batteriezelle 60 weist eine Kanalstruktur 5 auf, welche dazu ausgebildet ist, innerhalb der Batteriezelle 60 entstehende Gase zu dem Entgasungselement 15 zu leiten. Mit anderen Worten ausgedrückt, weist der Arretierkörper 20 mindestens einen Entgasungskanal 6 auf, welcher dazu ausgebildet ist, beispielsweise durch eine chemische Reaktion innerhalb der Batteriezelle 60 entstandene oder entstehende Gase zu dem Entgasungselement 15 der Batteriezelle 60 zu leiten.The locking body 20 the battery cell according to the invention 60 has a channel structure 5 which is designed to be within the battery cell 60 resulting gases to the degassing 15 to lead. In other words, the locking body has 20 at least one degassing channel 6 which is designed to, for example, by a chemical reaction within the battery cell 60 Resulting or resulting gases to the degassing 15 the battery cell 60 to lead.

In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Batteriezelle 60 umfasst der Arretierkörper 20 die Elektrodenverbünde 30 zu einem Teil und erstreckt sich die Kanalstruktur 5 von einem unteren Hohlraum, welcher sich zwischen einer Bodenfläche 51 des Batteriezellengehäuses 50 und den Elektrodenverbünden 30 ausbildet, bis zu dem Entgasungselement 15 (nicht dargestellt). Genauer ausgedrückt, umschließt der Arretierkörper 20 in diesem Ausführungsbeispiel die Seiten- und Stirnflächen der Elektrodenverbünde 30 rein beispielhaft vollständig, während der Arretierkörper 20 die Oberflächen der Elektrodenverbünde 30 lediglich zu einem Großteil umschließt beziehungsweise umfasst. In den Beschreibungen zu den 2 bis 4 wird dies noch genauer erläutert. Allerdings ist die hier beschriebene und dargestellte Ausgestaltung des Arretierkörpers 20 rein beispielhaft gewählt. Es können beispielsweise auch erfindungsgemäße Batteriezellen 60 realisiert werden, in welchen der Arretierkörper 20 nur einen Teil der Seitenflächen und/oder Stirnflächen der Elektrodenverbünde 30 umschließt. In diesem Ausführungsbeispiel kann es im zusammengebauten Zustand der Batteriezelle 60 innerhalb des zwischen der Bodenfläche 51 des Batteriezellengehäuses 50 und den Elektrodenverbünden 30 gebildeten unteren Hohlraums, beispielsweise bei einer starken mechanischen Belastung der Batteriezelle 60, zu der Bildung von Gasen kommen. Durch die Kanalstruktur 5, welche in diesem Ausführungsbeispiel innerhalb des Arretierkörpers 20 ausgebildet ist, ist ein Entgasungspfad für die innerhalb dieses unteren Hohlraums entstehenden oder entstandenen Gase bereitgestellt, über welchen die Gase zu dem Entgasungselement 15 entweichen können. In the in 1 shown embodiment of the battery cell according to the invention 60 includes the locking body 20 the electrode networks 30 to a part and extends the channel structure 5 from a lower cavity extending between a bottom surface 51 of the battery cell case 50 and the electrode networks 30 forms, up to the degassing element 15 (not shown). More specifically, the locking body encloses 20 in this embodiment, the side and end surfaces of the electrode assemblies 30 purely by way of example, during the locking body 20 the surfaces of the electrode assemblies 30 only largely encloses or comprises. In the descriptions to the 2 to 4 this will be explained in more detail. However, the embodiment of the locking body described and illustrated here is 20 chosen purely by way of example. For example, it is also possible to use battery cells according to the invention 60 be realized, in which the locking body 20 only a part of the side surfaces and / or end faces of the electrode assemblies 30 encloses. In this embodiment, it may be in the assembled state of the battery cell 60 within the between the floor area 51 of the battery cell case 50 and the electrode networks 30 formed lower cavity, for example, in a strong mechanical load on the battery cell 60 , come to the formation of gases. Through the channel structure 5 , which in this embodiment within the locking body 20 is formed, a degassing path is provided for the resulting or formed within this lower cavity gases, via which the gases to the degassing element 15 can escape.

In diesem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Batteriezelle 60 weist der Arretierkörper 20 rein beispielhaft zwei sich entlang eines Teils der Höhe der Elektrodenverbünde 30 erstreckende, seitliche Arretierkörper 21 auf, welche innerhalb von seitlichen Hohlräumen angeordnet sind, die sich zwischen den Stirn- und Seitenfläche 53, 55 des Batteriezellengehäuses 50 und den Elektrodenverbünden 30 sowie zwischen den beiden Elektrodenverbünden 30 selbst ausbilden. Mit anderen Worten ausgedrückt, weist der Arretierkörper 20 zwei seitliche Arretierkörper 21 auf, welche innerhalb des Batteriezellengehäuses 50 jeweils zwischen den Seiten des Batteriezellengehäuses 50, also der seitlichen Wandung des Batteriezellengehäuses 50 und den Elektrodenverbünden 30, zur seitlichen Fixierung der Elektrodenverbünde 30 angeordnet sind. In this embodiment of the battery cell according to the invention 60 has the locking body 20 purely exemplary two along a portion of the height of the electrode networks 30 extending, lateral locking body 21 which are disposed within lateral cavities located between the front and side surfaces 53 . 55 of the battery cell case 50 and the electrode networks 30 as well as between the two Electric frets Denver 30 train yourself. In other words, the locking body has 20 two lateral locking bodies 21 on which within the battery cell housing 50 each between the sides of the battery cell case 50 , So the lateral wall of the battery cell housing 50 and the electrode networks 30 , for lateral fixation of the electrode assemblies 30 are arranged.

Die seitlichen Arretierkörper 21 sind in diesem Ausführungsbeispiel rein beispielhaft dazu ausgebildet, einen Teil der Stirn- und Seitenflächen jeweils eines Elektrodenverbundes 30, selbige jeweils fixierend, zu umfassen. Die Kanalstruktur 5 weist in diesem Ausführungsbeispiel je seitlichem Arretierkörper 21 rein beispielhaft vier Entgasungskanäle 6 auf, welche sich in diesem Ausführungsbeispiel rein beispielhaft über die gesamte Höhe der Elektrodenverbünde 30, entlang von Kontaktkanten 7, über welche die seitlichen Arretierkörper 21 jeweils mit den Elektrodenverbünden 30 in Kontakt stehen, erstrecken.The lateral locking body 21 are in this embodiment, purely by way of example formed to a part of the end and side surfaces of each electrode composite 30 to fix them each fixing. The channel structure 5 has in this embodiment, each side locking body 21 purely exemplary four degassing channels 6 on, which in this embodiment purely by way of example over the entire height of the electrode networks 30 , along contact edges 7 over which the lateral locking body 21 each with the electrode networks 30 in contact, extend.

Ferner umfasst der Arretierkörper 20 der erfindungsgemäßen Batteriezelle 60 in diesem Ausführungsbeispiel rein beispielhaft einen oberen Arretierkörper 22, welcher innerhalb eines oberen Hohlraums angeordnet ist, der sich im mit dem Batteriezellengehäusedeckel 40 verschlossenen Zustand des Batteriezellengehäuses 50 innerhalb desselben zwischen den Elektrodenverbünden 30 und dem Batteriezellengehäusedeckel 40 ausbildet. In diesem Ausführungsbeispiel ist der obere Arretierkörper 22 dazu ausgebildet, einen Teil der Oberseiten der Elektrodenverbünde 30 zu fixieren. Ferner weist die Kanalstruktur 5 in diesem Ausführungsbeispiel einen Entgasungskanal 6 auf, welcher innerhalb des oberen Arretierkörpers 22 zwischen den fixierten Oberseiten der Elektrodenverbünde 30 verläuft.Furthermore, the locking body comprises 20 the battery cell according to the invention 60 in this embodiment purely by way of example an upper locking body 22 , which is disposed within an upper cavity, which in with the battery cell case cover 40 closed state of the battery cell housing 50 within the same between the electrode networks 30 and the battery cell case lid 40 formed. In this embodiment, the upper locking body 22 adapted to form part of the tops of the electrode assemblies 30 to fix. Furthermore, the channel structure 5 in this embodiment, a degassing 6 on which within the upper locking body 22 between the fixed tops of the electrode assemblies 30 runs.

2 zeigt einen Querschnitt eines seitlichen Arretierkörpers 21 eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Batteriezelle 60. Genauer ausgedrückt, ist in 2 ein seitlicher Arretierkörper 21 in einem Querschnitt dargestellt, wie er in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Batteriezelle 60 innerhalb eines Batteriezellengehäuses 50 eingesetzt wird. Der seitliche Arretierkörper 21 ist dabei normal zu den Seitenflächen 55 beziehungsweise zu den Stirnflächen 53 des Batteriezellengehäuses 50 geschnitten. In diesem Ausführungsbeispiel weist der seitliche Arretierkörper 21 eine „E-Form“ auf, welche hier spiegelverkehrt angeordnet beziehungsweise dargestellt ist, in welche die beiden Elektrodenverbünde 30 eingeschoben werden können. Sind die beiden Elektrodenverbünde 30 in den seitlichen Arretierkörper 21 eingeschoben, werden sie von diesem innerhalb des Batteriezellengehäuses 50 relativ zu demselben fixiert. Die vier Entgasungskanäle 6 der Kanalstruktur 5 erstrecken sich entlang der in 1 dargestellten Kontaktkanten 7 und sind in dem in der 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ebenfalls geschnitten dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Entgasungskanäle 6 also entlang derjenigen Innenkanten der „E-Form“, an welchen deren Seiten sich, einen rechten Winkel bildend, berühren beziehungsweise ineinander übergehen. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Batteriezelle 60 ferner rein beispielhaft ein zweites Einlegeteil 2 zur Verstärkung der Kanalstruktur 5, welches in die Kanalstruktur 5 einlegbar ist. Mit anderen Worten ausgedrückt, umfasst die erfindungsgemäße Batteriezelle 60 in diesem Ausführungsbeispiel rein beispielhaft ein zweites Einlegeteil 2, welches in die Entgasungskanäle 6 der Kanalstruktur 5 einlegbar ist und welches dazu ausgebildet ist, die Kanalstruktur 5 beziehungsweise den seitlichen Arretierkörper 21 beispielsweise vor einer vorbestimmten, mechanischen und/oder thermischen Belastung zu schützen. 2 shows a cross section of a lateral locking body 21 an embodiment of a battery cell according to the invention 60 , More specifically, is in 2 a lateral locking body 21 shown in a cross section as shown in the in 1 illustrated embodiment of a battery cell according to the invention 60 within a battery cell case 50 is used. The lateral locking body 21 is normal to the side surfaces 55 or to the faces 53 of the battery cell case 50 cut. In this embodiment, the lateral locking body 21 an "E-shape", which is here arranged mirror-inverted or shown, in which the two electrode networks 30 can be inserted. Are the two electrode networks 30 in the lateral locking body 21 they are inserted from within the battery cell housing 50 fixed relative to the same. The four degassing channels 6 the channel structure 5 extend along the in 1 illustrated contact edges 7 and are in the in the 2 shown embodiment also shown cut. In this embodiment, the degassing ducts extend 6 that is, along those inner edges of the "E-shape", at which their sides, forming a right angle, touch or merge into one another. In this embodiment, the battery cell includes 60 further purely by way of example a second insert 2 for strengthening the channel structure 5 which is in the canal structure 5 can be inserted. In other words, the battery cell according to the invention comprises 60 in this embodiment purely by way of example a second insert 2 , which enters the degassing channels 6 the channel structure 5 can be inserted and which is designed to the channel structure 5 or the lateral locking body 21 For example, to protect against a predetermined, mechanical and / or thermal stress.

3 zeigt einen Querschnitt eines oberen Arretierkörpers 22 eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Batteriezelle 60. Bei dieser erfindungsgemäßen Batteriezelle 60 handelt es sich um eine Batteriezelle 60, welche im Wesentlichen identisch zu der in 1 dargestellten ist. Die Batteriezelle 60, in welcher der in 3 dargestellte obere Arretierkörper 22 eingesetzt wird, unterscheidet sich von der in 1 dargestellten darin, dass selbige rein beispielhaft vier Elektrodenverbünde 30 aufweist. Der in 3 dargestellte obere Arretierkörper 22 ist normal zu dem Batteriezellengehäusedeckel 40 geschnitten und weist in diesem Ausführungsbeispiel rein beispielhaft drei Entgasungskanäle 6 auf, welche von der Kanalstruktur 5 umfasst werden. Der obere Arretierkörper 22 weist in diesem Ausführungsbeispiel je Elektrodenverbund 30 eine längliche Aussparung auf, welche der Aufnahme der Oberseiten beziehungsweise oberen Flächen der Elektrodenverbünde 30 dienen. Die erwähnten drei Entgasungskanäle 6 verlaufen in diesem Ausführungsbeispiel rein beispielhaft jeweils zwischen den länglichen Aussparungen parallel zu diesen und können ebenfalls, wie die in 2 beschriebenen Entgasungskanäle 6, jeweils ein zweites Einlegteil 2 zur Verstärkung aufweisen, welches in die Entgasungskanäle 6 einlegbar ist. 3 shows a cross section of an upper locking body 22 an embodiment of a battery cell according to the invention 60 , In this battery cell according to the invention 60 it is a battery cell 60 which is substantially identical to the one in 1 is shown. The battery cell 60 , in which the in 3 illustrated upper locking body 22 is used, differs from the in 1 shown in that selbige purely exemplary four electrode networks 30 having. The in 3 illustrated upper locking body 22 is normal to the battery cell case cover 40 cut and has in this embodiment, by way of example only three degassing 6 on which of the channel structure 5 be included. The upper locking body 22 has in this embodiment per electrode composite 30 an elongate recess, which the recording of the upper sides or upper surfaces of the electrode networks 30 serve. The mentioned three degassing channels 6 run in this embodiment, purely by way of example between the elongated recesses parallel to these and can also, as in 2 described degassing 6 , in each case a second insert part 2 have for amplification, which in the degassing 6 can be inserted.

In 4 ist eine schematische Teilansicht eines Querschnitts eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Batteriezelle 60 gezeigt. Dieses zeigt eine erfindungsgemäße Batteriezelle 60, welche normal zum Batteriezellengehäusedeckel 40 sowie zu den Stirnflächen 53 des Batteriezellengehäuses 50 geschnitten ist. In 4 ist genauer ausgedrückt ein Batteriezellengehäusedeckel 40 mit einem darunter liegenden, oberen Arretierkörper 22 gezeigt, durch welchen ein unter diesem liegender Elektrodenverbund 30 relativ zu einem nicht dargestellten Batteriezellengehäuse 50 fixiert wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Entgasungselement 15 der erfindungsgemäßen Batteriezelle 60 rein beispielhaft innerhalb des Batteriezellengehäusedeckels 40 angeordnet. Ferner weist der obere Arretierkörper 22 eine Freisparung 17 auf, welche das Entgasungselement 15 innerhalb des Batteriezellengehäuses 50 zu den Elektrodenverbünden 30 freilegt. Mit anderen Worten ausgedrückt, weist der obere Arretierkörper 22 auf der Höhe des Entgasungselementes 15 eine Freisparung 17 auf. Des Weiteren umfasst die Batteriezelle 60 rein beispielhaft ein erstes Einlegeteil 1 zur Verstärkung der Freisparung 17, welches in die Freisparung 17 einlegbar ist. Mit anderen Worten ausgedrückt, kann in diesem Ausführungsbeispiel ein erstes Einlegeteil 1 zur mechanischen und/oder thermischen Stabilisierung in die Freisparung 17 eingelegt werden. In den vorhergehenden Ausführungsbeispielen weisen die ersten und/oder zweiten Einlegeteile 1, 2 ein Material auf, welches rein beispielhaft aus einem Hochtemperaturpolymer, genauer Polyphenylensulfid, besteht. Allerdings ist dies für die Ausführung einer erfindungsgemäßen Batteriezelle 60 rein beispielhaft. Es können auch andere Materialien für die Realisierung der ersten und/oder zweiten Einlegeteile 1, 2 gewählt werden. Beispielsweise können auch erfindungsgemäße Batteriezellen 60 mit ersten und/oder zweiten Einlegeteilen 1, 2 realisiert sein, die jeweils für sich ein Material aufweisen, welches eine Keramik oder mehrere Keramiken und/oder ein Metall oder mehrere Metalle oder andere Materialien umfassen. Ferner können auch erfindungsgemäße Batteriezellen 60 mit ersten und/oder zweiten Einlegeteilen 1, 2 realisiert werden, die aus einer Keramik und/oder einem Metall und/oder einem Hochtemperaturpolymer und/oder einem anderen Material, zum Beispiel Polyphenylensulfid bestehen. In den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bestehen die Arretierkörper 20 ferner rein beispielhaft aus Polypropylen. Es können allerdings auch erfindungsgemäße Batteriezellen 60 mit Arretierkörpern 20 realisiert werden, welche aus anderen Materialien bestehen oder andere, zum Beispiel mehrere verschiedene Materialien, umfassen. In 4 is a schematic partial view of a cross section of another embodiment of a battery cell according to the invention 60 shown. This shows a battery cell according to the invention 60 which is normal to the battery cell case cover 40 as well as to the front surfaces 53 of the battery cell case 50 is cut. In 4 More specifically, a battery cell case cover 40 with an upper locking body underneath 22 shown by which an underlying electrode composite 30 relative to a battery cell housing, not shown 50 is fixed. This is in this embodiment degassing 15 the battery cell according to the invention 60 purely exemplary within the battery cell case cover 40 arranged. Furthermore, the upper locking body 22 a cut-out 17 on which the degassing element 15 inside the battery cell case 50 to the electrode networks 30 exposes. In other words, the upper locking body has 22 at the height of the degassing element 15 a cut-out 17 on. Furthermore, the battery cell includes 60 purely by way of example a first insert 1 to enhance the cut-out 17 which is in the cut-out 17 can be inserted. In other words, in this embodiment, a first insert 1 for mechanical and / or thermal stabilization in the cutout 17 be inserted. In the preceding embodiments, the first and / or second inserts have 1 . 2 a material which by way of example consists of a high temperature polymer, more specifically polyphenylene sulfide. However, this is for the execution of a battery cell according to the invention 60 purely exemplary. There may also be other materials for the realization of the first and / or second inserts 1 . 2 to get voted. For example, battery cells according to the invention can also be used 60 with first and / or second inserts 1 . 2 be realized, each of which comprises a material comprising a ceramic or more ceramics and / or a metal or more metals or other materials. Furthermore, battery cells according to the invention can also be used 60 with first and / or second inserts 1 . 2 can be realized, which consist of a ceramic and / or a metal and / or a high-temperature polymer and / or another material, for example polyphenylene sulfide. In the previous embodiments, the locking body exist 20 further purely by way of example of polypropylene. However, it is also possible battery cells according to the invention 60 with locking bodies 20 can be realized, which consist of other materials or other, for example, comprise several different materials.

In anderen Ausführungsbeispielen kann die Form, Gestaltung und Aufteilung des Arretierkörpers 20 auch fundamental von den vorhergehend beschriebenen Formen, Gestaltungen und Arten der Aufteilung abweichen. Ferner kann der Arretierkörper 20 auch in anderen beziehungsweise anders positionierten Hohlräumen der Batteriezelle 60 angeordnet sein und eine andere Kanalstruktur 5 aufweisen, welche auch andere Entgasungskanäle 6 umfassen kann. Auch die Anzahl der innerhalb einer erfindungsgemäßen Batteriezelle 60 zum Einsatz kommenden beziehungsweise verbauten Elektrodenverbünde 30 kann von der in den hier dargestellten beziehungsweise beschriebenen Ausführungsbeispielen abweichen.In other embodiments, the shape, design and distribution of the locking body 20 also fundamentally different from the previously described forms, designs and types of distribution. Furthermore, the locking body 20 also in other or differently positioned cavities of the battery cell 60 be arranged and another channel structure 5 which also has other degassing channels 6 may include. Also, the number of within a battery cell according to the invention 60 used or installed electrode networks 30 may differ from the embodiment shown or described here.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 20080107961 A1 [0004] US 20080107961 A1 [0004]
  • JP 2000082473 A [0006] JP 2000082473A [0006]

Claims (12)

Batteriezelle (60), umfassend – ein Batteriezellengehäuse (50), – einen Batteriezellengehäusedeckel (40), mit welchem das Batteriezellengehäuse (50) verschließbar ist, – mindestens ein Batteriezellenterminal (11), – mindestens einen Elektrodenverbund (30), welcher eine positive Elektrode (17) und eine negative Elektrode (18) umfasst, welche innerhalb des Batteriezellengehäuses (50) angeordnet sind, wobei entweder die positive oder die negative Elektrode (17; 18) elektrisch leitfähig mit dem mindestens einen Batteriezellenterminal (11) verbunden ist, – einen Arretierkörper (20), welcher zumindest einen Teil des Hohlraumes ausfüllt, welcher sich innerhalb des Batteriezellengehäuses (50) zwischen dem Elektrodenverbund (30) und dem Batteriezellengehäuse (50) ausbildet und welcher dazu ausgelegt ist, den Elektrodenverbund (30) innerhalb des Batteriezellengehäuses (50) relativ zu dem Batteriezellengehäuse (50) zu fixieren, – ein Entgasungselement (15), welches dazu ausgelegt ist, innerhalb der Batteriezelle (60) entstehende Gase aus der Batteriezelle (60) abzulassen, dadurch gekennzeichnet, dass – der Arretierkörper (20) eine Kanalstruktur (5) aufweist, welche dazu ausgebildet ist, innerhalb der Batteriezelle (60) entstehende Gase zu dem Entgasungselement (15) zu leiten.Battery cell ( 60 ), comprising - a battery cell housing ( 50 ), - a battery cell housing cover ( 40 ), with which the battery cell housing ( 50 ), - at least one battery cell terminal ( 11 ), - at least one electrode composite ( 30 ), which is a positive electrode ( 17 ) and a negative electrode ( 18 ), which within the battery cell housing ( 50 ) are arranged, wherein either the positive or the negative electrode ( 17 ; 18 ) electrically conductive with the at least one battery cell terminal ( 11 ), - a locking body ( 20 ), which fills at least a part of the cavity, which within the battery cell housing ( 50 ) between the electrode composite ( 30 ) and the battery cell housing ( 50 ) and which is adapted to the electrode composite ( 30 ) within the battery cell housing ( 50 ) relative to the battery cell housing ( 50 ), - a degassing element ( 15 ), which is designed within the battery cell ( 60 ) arising gases from the battery cell ( 60 ), characterized in that - the locking body ( 20 ) a channel structure ( 5 ), which is designed to be inside the battery cell ( 60 ) gases to the degassing ( 15 ). Batteriezelle (60) nach Anspruch 1, wobei der Arretierkörper (20) den Elektrodenverbund (30) zumindest teilweise umfasst und/oder sich die Kanalstruktur (5) von einem unteren Hohlraum, welcher sich zwischen einer Bodenfläche (51) des Batteriezellengehäuses (50) und dem Elektrodenverbund (30) ausbildet, bis zu dem Entgasungselement (15) erstreckt. Battery cell ( 60 ) according to claim 1, wherein the locking body ( 20 ) the electrode composite ( 30 ) at least partially and / or the channel structure ( 5 ) of a lower cavity extending between a bottom surface ( 51 ) of the battery cell housing ( 50 ) and the electrode composite ( 30 ), up to the degassing element ( 15 ). Batteriezelle (60) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Arretierkörper (20) mindestens einen, sich entlang zumindest eines Teils der Höhe des Elektrodenverbundes (30) erstreckenden, seitlichen Arretierkörper (21) umfasst, welcher innerhalb eines seitlichen Hohlraumes angeordnet ist, der sich zwischen mindestens einer Seitenfläche (55) des Batteriezellengehäuses (50) und dem Elektrodenverbund (30) ausbildet.Battery cell ( 60 ) according to one of the preceding claims, wherein the locking body ( 20 ) at least one, along at least a portion of the height of the electrode assembly ( 30 ) extending, lateral locking body ( 21 ) disposed within a lateral cavity extending between at least one side surface (FIG. 55 ) of the battery cell housing ( 50 ) and the electrode composite ( 30 ) trains. Batteriezelle (60) nach Anspruch 3, mit mindestens zwei Elektrodenverbünden (30), wobei der mindestens eine seitliche Arretierkörper (21) dazu ausgebildet ist, zumindest einen Teil der Seitenflächen der Elektrodenverbünde (30), selbige jeweils fixierend, zu umfassen, wobei die Kanalstruktur (5) mindestens einen Entgasungskanal (6) umfasst, welcher sich über zumindest einen Teil der Höhe der Elektrodenverbünde (30) entlang mindestens einer Kontaktkante (7), welche der mindestens eine seitliche Arretierkörper (21) mit mindestens einem der Elektrodenverbünde (30) aufweist, erstreckt. Battery cell ( 60 ) according to claim 3, with at least two electrode assemblies ( 30 ), wherein the at least one lateral locking body ( 21 ) is adapted to at least a part of the side surfaces of the electrode assemblies ( 30 ), fixing the same in each case, the channel structure ( 5 ) at least one degassing channel ( 6 ), which over at least a part of the height of the electrode networks ( 30 ) along at least one contact edge ( 7 ), which at least one lateral locking body ( 21 ) with at least one of the electrode assemblies ( 30 ). Batteriezelle (60) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Arretierkörper (20) einen oberen Arretierkörper (22) umfasst, welcher innerhalb eines oberen Hohlraums angeordnet ist, welcher sich im mit dem Batteriezellengehäusedeckel (40) verschlossenen Zustand des Batteriezellengehäuses (50) innerhalb desselben zwischen dem Elektrodenverbund (30) und dem Batteriezellengehäusedeckel (40) ausbildet.Battery cell ( 60 ) according to one of the preceding claims, wherein the locking body ( 20 ) an upper locking body ( 22 ) which is disposed within an upper cavity, which in with the battery cell housing cover ( 40 ) closed state of the battery cell housing ( 50 ) within the same between the electrode assembly ( 30 ) and the battery cell housing cover ( 40 ) trains. Batteriezelle (60) nach Anspruch 5 mit mindestens zwei Elektrodenverbünden, wobei der obere Arretierkörper (22) dazu ausgebildet ist, zumindest einen Teil der Oberseiten der Elektrodenverbünde (30) zu fixieren und wobei die Kanalstruktur (5) mindestens einen Entgasungskanal (6) aufweist, welcher innerhalb des oberen Arretierkörpers (22) zwischen den fixierten Oberseiten der Elektrodenverbünde (30) verläuft.Battery cell ( 60 ) according to claim 5 with at least two electrode assemblies, wherein the upper locking body ( 22 ) is adapted to at least a part of the upper sides of the electrode assemblies ( 30 ) and the channel structure ( 5 ) at least one degassing channel ( 6 ), which within the upper locking body ( 22 ) between the fixed tops of the electrode assemblies ( 30 ) runs. Batteriezelle (60) nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Entgasungselement (15) innerhalb des Batteriezellengehäusedeckels (40) angeordnet ist, und der obere Arretierkörper (22) eine Freisparung (17) aufweist, welche das Entgasungselement (15) innerhalb des Batteriezellengehäuses (50) zu dem Elektrodenverbund (30) oder zu den Elektrodenverbünden (30) freilegt, wobei die Batteriezelle (60) ferner ein erstes Einlegeteil (1) zur Verstärkung der Freisparung (17) umfasst, welches in die Freisparung (17) einlegbar ist. Battery cell ( 60 ) according to claim 5 or 6, wherein the degassing element ( 15 ) within the battery cell case cover ( 40 ) is arranged, and the upper locking body ( 22 ) a cut-out ( 17 ), which the degassing element ( 15 ) within the battery cell housing ( 50 ) to the electrode composite ( 30 ) or to the electrode assemblies ( 30 ), the battery cell ( 60 ) a first insert part ( 1 ) for enhancing the clearance ( 17 ), which into the cutout ( 17 ) can be inserted. Batteriezelle (60) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend ein zweites Einlegeteil (2) zur Verstärkung der Kanalstruktur (5), welches in die Kanalstruktur (5) einlegbar ist.Battery cell ( 60 ) according to one of the preceding claims, further comprising a second insert part ( 2 ) for reinforcing the channel structure ( 5 ), which into the channel structure ( 5 ) can be inserted. Batteriezelle (60) nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Material für das erste und/oder das zweite Einlegeteil (1, 2) ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend Hochtemperaturpolymere, Keramiken und Metalle.Battery cell ( 60 ) according to claim 7 or 8, wherein the material for the first and / or the second insert part ( 1 . 2 ) is selected from a group comprising high temperature polymers, ceramics and metals. Batteriezelle (60) nach Anspruch 9, wobei das Hochtemperaturpolymer als Polyphenylensulfid ausgeführt ist. Battery cell ( 60 ) according to claim 9, wherein the high-temperature polymer is designed as polyphenylene sulfide. Batterie mit einer Batteriezelle (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.Battery with a battery cell ( 60 ) according to one of claims 1 to 10. Kraftfahrzeug mit einer Batterie nach Anspruch 11, wobei die Batterie mit einem Antriebssystem des Kraftfahrzeugs verbunden ist.Motor vehicle with a battery according to claim 11, wherein the battery is connected to a drive system of the motor vehicle.
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