DE102012222699A1

DE102012222699A1 - Speicherzelle

Info

Publication number: DE102012222699A1
Application number: DE201210222699
Authority: DE
Inventors: Markus Kohlberger; Johannes Biedert
Original assignee: Robert Bosch GmbH; Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Robert Bosch GmbH; Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2014-06-12

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Speicherzelle (1), umfassend ein Gehäuse (2), einen das Gehäuse (2) dicht verschließenden Deckel (3), zumindest ein im Gehäuse (3) angeordnetes elektrochemisches Element mit einem ersten Stromkollektor (5) und einem zweiten Stromkollektor (6), einen mit dem ersten Stromkollektor (5) verbundenen ersten Stromabgriff (7), und einen mit dem zweiten Stromkollektor (6) verbundenen zweiten Stromabgriff (8), wobei der Deckel (3) eine das Gehäuse verschließende Grundplatte (9) und zumindest eine, von der Grundplatte (9) abstehende Rippe (4) aufweist, und wobei der erste Stromkollektor (5) und/oder der zweite Stromkollektor (6) und/oder der erste Stromabgriff (7) und/oder der zweite Stromabgriff (8) an der Rippe anliegt und/oder mit der Rippe verbunden ist.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Speicherzelle.
Vorbekannte Speicherzellen weisen in der Regel ein Hard Case auf. Dieses Hard Case setzt sich zusammen aus einem Gehäuse und einem das Gehäuse dicht verschließenden Deckel. Im Inneren des Gehäuses befindet sich ein elektrochemisches Element, beispielsweise ausgebildet als Elektronenwickel. Das elektrochemische Element weist zwei Stromkollektoren auf, die durch den Deckel hindurch an die Oberfläche der Speicherzelle geführt sind. Der Deckel ist üblicherweise mit dem Gehäuse verschweißt.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Speicherzelle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ermöglicht eine kostengünstige Herstellung und einen wartungsarmen Betrieb. Durch zumindest eine erfindungsgemäße Rippe auf dem Deckel ist sichergestellt, dass die Stromkollektoren und/oder Stromabgriffe fest mit dem Deckel verbunden sind. Dadurch können Schraubterminals verwendet werden, da die Rippe ein auftretendes Drehmoment, beim Anschrauben der Terminals, aufnimmt. Diese Vorteile werden erreicht durch eine Speicherzelle, umfassend ein Gehäuse und einen das Gehäuse dicht verschließenden Deckel. In dem Gehäuse ist zumindest ein elektrochemisches Element mit einem ersten Stromkollektor und einem zweiten Stromkollektor angeordnet. Auf der Oberfläche der Speicherzelle befinden sich ein erster Stromabgriff und ein zweiter Stromabgriff. Der erste Stromkollektor ist mit dem ersten Stromabgriff verbunden. Der zweite Stromkollektor ist mit dem zweiten Stromabgriff verbunden. Insbesondere erfolgt diese Verbindung zwischen den Stromkollektoren und Stromabgriffen mittels eines Bolzens, der zuerst verstemmt und dann verschweißt wird. Die beiden Stromabgriffe sitzen insbesondere an einer Außenseite des Deckels. Die beiden Stromkollektoren sind vorzugsweise an einer Innenseite des Deckels befestigt. Allerdings umfasst die Erfindung auch eine Anordnung, bei der nur einer der beiden Stromabgriffe auf dem Deckel angeordnet ist. Der andere Stromabgriff kann auch durch das Gehäuse hindurch mit dem entsprechenden Stromkollektor elektrisch leitend verbunden werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Deckel eine das Gehäuse verschließende Grundplatte und zumindest eine von der Grundplatte abstehende Rippe aufweist. Der erste Stromkollektor und/oder der zweite Stromkollektor und/oder der erste Stromabgriff und/oder der zweite Stromabgriff liegt an der Rippe an und/oder ist mit der Rippe verbunden. Die Rippe sorgt also für eine feste Verbindung, die insbesondere auch ein Drehmoment aufnehmen kann.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der erste Stromabgriff und/oder der zweite Stromabgriff als Schraubterminals ausgebildet sind. An diesen Schraubterminals kann eine stromführende Leitung, beispielsweise mit einer Mutter, festgeschraubt werden. Die zumindest eine Rippe ist dabei so angeordnet, dass sie das Drehmoment, das beim Anschrauben auftritt, aufnimmt. Da der Stromabgriff fest mit dem Stromkollektor verbunden ist, wirkt dieses Drehmoment sowohl auf den Stromabgriff als auch auf den Stromkollektor. Deswegen stützt sich der Stromabgriff und/oder der Stromkollektor an der Rippe ab.
Der Deckel ist bevorzugt als ein Strangpressprofil ausgebildet. Dadurch ist eine kostengünstige Herstellung des Deckels möglich. Bei dem Strangpressprofil erstreckt sich die zumindest eine Rippe über die gesamte Länge des Deckels. Des Weiteren ist im Strangpressprofil die zumindest eine Rippe integraler Bestandteil der Grundplatte.
Auf der Außenseite des Deckels ist zumindest eine Rippe ausgebildet. An dieser Rippe stützen sich die Stromabgriffe ab bzw. sind die Stromabgriffe mit dieser Rippe verbunden. Auf der Innenseite des Deckels ist bevorzugt ebenfalls eine Rippe vorgesehen. An dieser Rippe stützen sich die Stromkollektoren ab bzw. sind die Stromkollektoren mit dieser Rippe fest verbunden. Insbesondere sind an der Außenseite und an der Innenseite jeweils zwei parallele, voneinander beabstandete Rippen vorgesehen. Die Stromabgriffe und Stromkollektoren können an jeweils zwei Rippen angeordnet werden, so dass ein Drehmoment in beide Richtungen abgestützt wird.
Der erste Stromabgriff weist bevorzugt eine Terminalplatte auf. Diese Terminalplatte ist mit der zumindest einen Rippe verschweißt oder verlötet. Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass auch der erste Stromkollektor an der Innenseite des Deckels mit zumindest einer Rippe verschweißt oder verlötet ist. Der gesamte Deckel ist somit auf das Potential des ersten Stromabgriffes gesetzt. Insbesondere ist die Terminalplatte zwischen zwei parallelen Rippen angeordnet und auch mit den beiden parallelen Rippen verschweißt oder verlötet.
Der zweite Stromabgriff umfasst bevorzugt einen Isolator. Dieser Isolator ist in eine Aussparung der Grundplatte eingesetzt. Am zweiten Stromabgriff stützt sich bevorzugt der Isolator an zumindest einer Rippe ab.
Das Gehäuse ist vorzugsweise prismatisch ausgestaltet. Besonders vorzugsweise wird eine quaderförmige Form für das Gehäuse gewählt. Die Grundplatte des Deckels ist dementsprechend rechteckig.
Das elektrochemische Element im Inneren des Gehäuses ist bevorzugt als Lithium-Ionen-Akkumulator, Nickel-Metall-Hybridakkumulator oder Lithium-Metall-Polymer-Akkumulator ausgebildet.
Die erfindungsgemäße Speicherzelle wird insbesondere in Kraftfahrzeugen angewendet. Im Kraftfahrzeug dient die Speicherzelle zum Antrieb über einen Elektromotor. Insbesondere werden mehrere der Speicherzellen aneinander gereiht und zu Modulen verbunden.
Das Gehäuse und der Deckel werden vorzugsweise aus Metall gefertigt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. Dabei zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Speicherzelle gemäß einem Ausführungsbeispiel,
2 die erfindungsgemäße Speicherzelle gemäß dem Ausführungsbeispiel ohne Gehäuse, und
3 einen Deckel der erfindungsgemäßen Speicherzelle gemäß dem Ausführungsbeispiel.
Ausführungsform der Erfindung
Nachfolgend wird anhand der 1 bis 3 ein Ausführungsbeispiel einer Speicherzelle 1 erläutert.
1 zeigt die Speicherzelle 1 mit einem Gehäuse 2, das über einen Deckel 3 dicht verschlossen ist. In 2 ist der Übersichtlichkeit halber das Gehäuse 2 ausgeblendet. 3 zeigt lediglich den Deckel 3.
Die Speicherzelle 1 weist im Inneren des Gehäuses 2 einen ersten Stromkollektor 5 und einen zweiten Stromkollektor 6 auf. Diese beiden Stromkollektoren 5, 6 sind mit einem nicht dargestellten elektrochemischen Element verbunden. Beispielsweise ist um die Stromkollektoren 5, 6 ein Elektrodenwickel angeordnet.
Der erste Stromkollektor 5 ist durch den Deckel 3 hindurch mit einem ersten Stromabgriff 7 verbunden. Der zweite Stromabgriff 6 ist durch den Deckel hindurch mit einem zweiten Stromabgriff 8 verbunden. Über die beiden Stromabgriffe 7, 8 wird die Speicherzelle 1 kontaktiert. Die beiden Stromabgriffe 7, 8 sind insbesondere als Schraubterminals ausgebildet. Hierzu wird auf die Stromabgriffe 7, 8 vorzugsweise ein Gewindebolzen aufgesetzt.
Der Deckel 2 ist als Strangpressprofil gefertigt. Der Deckel 2 umfasst eine Grundplatte 9 und vier Rippen 4. Zwei Rippen 4 sind auf der Außenseite des Deckels 3 ausgebildet. Zwei Rippen 4 sind auf der Innenseite des Deckels 3 ausgebildet. Auf der Innenseite und auf der Außenseite sind die beiden Rippen 4 jeweils parallel zueinander und voneinander beabstandet.
Der erste Stromabgriff 7 weist eine Terminalplatte 10 auf. Diese Terminalplatte 10 ist zwischen die beiden beabstandeten Rippen 4 eingesetzt. Des Weiteren ist die Terminalplatte 10 über Schweißverbindungen 11 mit den beiden Rippen 4 verbunden. Ein auf die Terminalplatte 10 wirkendes Drehmoment, das beispielsweise beim Anschrauben einer stromführenden Leitung auftritt, wird über die beiden Rippen 4 auf der Außenseite des Deckels 3 abgestützt.
Der zweite Stromabgriff 8 umfasst einen Isolator 12. Dieser Isolator 12 ist in eine nicht dargestellten Aussparung der Grundplatte 9 eingesetzt. Durch diesen Isolator 12 ist es möglich, den Strom vom zweiten Stromkollektor 6 nach außen zum zweiten Stromabgriff 8 zu führen, ohne dabei einen Kurzschluss mit dem Deckel 9 zu verursachen. Der Isolator 12 stützt sich ebenfalls an den beiden Rippen 4 der Außenseite des Deckels 3 ab.
Der erste Stromkollektor 5 ist mit den beiden Rippen 4 auf der Innenseite des Deckels 3 verschweißt oder verlötet.
Der Isolator 12 stützt sich bevorzugt auch auf der Innenseite des Deckels 3 gegen die zwei Rippen 4. Ein Drehmoment, das am zweiten Stromabgriff 8 wirkt, stützt sich über den Isolator 12 an den Rippen 4 ab.
1 und 2 zeigen des Weiteren eine Elektrolyteinfüllöffnung 13 und eine Berstscheibe 14, die in die Grundplatte 9 eingesetzt sind. Hierzu werden entsprechende Aussparungen im Deckel 3 ausgestanzt oder ausgeschnitten.
3 zeigt den Deckel 3 nach dem Strangpressvorgang, noch bevor die entsprechenden Aussparungen ausgestanzt oder ausgeschnitten wurden.

Claims

Speicherzelle (1), umfassend – ein Gehäuse (2), – einen das Gehäuse (2) dicht verschließenden Deckel (3), – zumindest ein im Gehäuse (3) angeordnetes elektrochemisches Element mit einem ersten Stromkollektor (5) und einem zweiten Stromkollektor (6), – einen mit dem ersten Stromkollektor (5) verbundenen ersten Stromabgriff (7), und – einen mit dem zweiten Stromkollektor (6) verbundenen zweiten Stromabgriff (8), – wobei der Deckel (3) eine das Gehäuse verschließende Grundplatte (9) und zumindest eine, von der Grundplatte (9) abstehende Rippe (4) aufweist, und – wobei der erste Stromkollektor (5) und/oder der zweite Stromkollektor (6) und/oder der erste Stromabgriff (7) und/oder der zweite Stromabgriff (8) an der Rippe anliegt und/oder mit der Rippe verbunden ist.
Speicherzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stromabgriff (7) und/oder der zweite Stromabgriff (8) als Schraubterminal ausgebildet ist, wobei die zumindest eine Rippe (4) zum Abstützen eines auf das Schraubterminal wirkenden Drehmomentes angeordnet ist.
Speicherzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (3) ein Strangpressprofil ist, wobei die zumindest eine Rippe (4) integraler Bestandteil der Grundplatte (9) ist.
Speicherzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (3) auf einer Außenseite eine Rippe (4), vorzugsweise zwei Rippen (4), aufweist, und/oder dass der Deckel (3) auf einer Innenseite eine Rippe (4), vorzugsweise zwei Rippen (4), aufweist.
Speicherzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stromabgriff (7) eine Terminalplatte (10) umfasst, wobei die Terminalplatte (10) mit der zumindest einen Rippe (4) verschweißt oder verlötet ist.
Speicherzelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Terminalplatte (10) zwischen zwei der Rippen (4) angeordnet ist.
Speicherzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Stromabgriff (8) einen Isolator (12) umfasst, wobei der Isolator (12) in eine Aussparung der Grundplatte (9) eingesetzt ist.
Speicherzelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (12) auf der Innenseite und/oder auf der Außenseite des Deckels (3) an zumindest einer Rippe (4) anliegt.
Speicherzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) prismatisch, vorzugsweise quaderförmig, ist.
Speicherzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrochemische Element als Lithium-Ionen Akkumulator, Nickel-Metall-Hybrid Akkumulator oder Lithium-Metall-Polymer Akkumulator ausgebildet ist.