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Die Erfindung betrifft eine Einzelzelle für einen Zellblock einer Batterie, bei welcher eine Elektrodenfolienanordnung zwischen zwei Folienabschnitten angeordnet ist, die randseitig umlaufend im Überlappbereich zumindest stoffschlüssig miteinander verbunden sind und ein Zellgehäuse, wobei der jeweilige Folienabschnitt eine elektrisch leitfähige Diffusionssperrschicht aufweist. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Einzelzelle.
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Im Allgemeinen sind Batterien, insbesondere Hochvolt-Batterien, für Fahrzeuganwendungen bekannt. Eine solche Batterie weist eine Anzahl zu einem Zellblock zusammengefasster seriell und/oder parallel miteinander verschalteter Einzelzellen auf, die im Wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Die Einzelzellen sind elektrochemische Speicherelemente, in deren Inneren eine Elektrodenfolienanordnung angeordnet ist. Die Elektrodenfolienanordnung ist von einer folienartigen Verpackung umgeben, durch die blechförmige Ableiter als elektrische Pole der Einzelzelle herausgeführt sind. Derart ausgebildete Einzelzellen sind als Pouchzellen oder Coffeebagzellen bekannt. Die Elektrodenfolienanordnung ist als Stapel oder Wickel ausgeführt, der durch Lagen aus Kathoden- und Anodenfolien gebildet ist, wobei zwischen Folien unterschiedlicher Polarität ein Separator, insbesondere in Form einer Separatorfolie, angeordnet ist. Die einzelnen Folien sind flachwickelbar oder ein bandförmig ausgebildeter Separator ist in Z-Form gefaltet und die Kathoden- und Anodenfolien sind seitlich in die durch die Faltung gebildeten Taschen einschiebbar. Die Kathoden- und Anodenfolien sind an zumindest einer Randseite unbeschichtet und ragen als Stromableiterfahnen aus der Elektrodenfolienanordnung heraus und sind mit den blechförmigen Ableitern verbunden, wodurch eine Stromein- und -ausleitung ermöglicht ist. Hierzu werden stoffschlüssige Press- und/oder Schmelzschweißverfahren, wie beispielsweise Widerstandspunktschweißen, Vibrations- bzw. Ultraschallschweißen oder Laserschweißen, eingesetzt. Alternativ oder zusätzlich erfolgt die Verbindung kraftschlüssig, z. B. mittels Nieten, und/oder formschlüssig, z. B. mittels Durchsetzfügens, wie beispielsweise Clinchen. Die als Pouchzelle ausgebildete Einzelzelle weist die folienartige Verpackung auf, die als zumindest eine Lage eine Aluminiumfolie als Diffusionssperre umfasst, so dass über die Lebensdauer der Einzelzelle kein Wasser in diese eindringen und kein Elektrolyt nach außen dringen kann, wobei die Aluminiumfolie hierzu beidseitig mit Kunststoff, insbesondere einem Thermoplast beschichtet ist. Zur Bildung der Batterie ist eine vorgegebene Anzahl von Einzelzellen elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschaltet und mit einer Temperiervorrichtung und eine entsprechende Elektronik in einem Gehäuse angeordnet. Eine mechanische Fixierung der vergleichsweise wenig formstabilen Einzelzellen zur Bildung des Zellblockes erfolgt mittels Halteelementen, die eine Rahmenform oder eine Schalenform aufweisen können. In Abhängigkeit der Ausführungsform der Halteelemente sind diese zwischen den Einzelzellen angeordnet oder umschließen diese. Die Halteelemente und die Einzelzellen sind über zumindest durch die Halteelemente hindurchgehende Spannmittel in Form von Zugankern, Gewindestangen und/oder Spannbändern, die randseitig an der jeweiligen Einzelzellen angeordnet sind, gegeneinander verpresst. Eine Einleitung von Spannkräften in den Zellblock erfolgt über randseitig an dem Zellblock angeordnete Druckelemente, wobei die Halteelemente dabei auf einen umlaufenden Rand der folienartigen Verpackung der jeweiligen Einzelzelle drücken. Eine mechanische Fixierung der Einzelzellen erfolgt im Wesentlichen, durch Reibung zwischen den Halteelementen und den Einzelzellen, kraftschlüssig. Die Halteelemente sind zur Übertragung der vergleichsweise hohen Spannkräfte, zur Anpassung einer Wärmedehnung der übereinander gestapelten Halteelemente an die Wärmedehnung der am Zellblock befindlichen Temperiervorrichtung und Spannmittel sowie zur Verhinderung von Setzverlusten mit Metalleinsätzen versehen. Diese Metalleinsätze sind senkrecht in Rahmenstreben eines rahmenförmig ausgebildeten Halteelementes eingesetzt. Da die Metalleinsätze mit den fest in dem Gehäuse fixierten Druckelementen kontaktieren, weisen die Metalleinsätze Massepotential auf. Zur Vermeidung einer elektrischen Kontaktierung zwischen der Diffusionssperrschicht der Folienabschnitte und den Metalleinsätzen ist eine Stoßkante der übereinander angeordneten Folienabschnitte mit einer selbstklebenden Folie versehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Einzelzelle für einen Zellblock einer Batterie sowie ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer solchen Einzelzelle anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Einzelzelle durch die in Anspruch 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 2 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine Einzelzelle für einen Zellblock einer Batterie weist eine Elektrodenfolienanordnung auf, die zwischen zwei Folienabschnitten angeordnet ist, die randseitig umlaufend im Überlappbereich zumindest stoffschlüssig miteinander verbunden sind und ein Zellgehäuse bilden, wobei der jeweilige Folienabschnitt eine elektrisch leitfähige Diffusionssperrschicht aufweist. Erfindungsgemäß weist die elektrisch leitfähige Diffusionssperrschicht derartige Abmessungen auf und ist derart zwischen zwei Schichten der Folienabschnitte angeordnet, dass sich die Diffusionssperrschicht ausschließlich über einen vorgegeben Abschnitt innerhalb des Überlappbereiches erstreckt, und/oder dass eine Stoßkante des Überlappbereiches mit einem Kunststoff der Schichten der Folienabschnitte versehen ist, so dass die Diffusionssperrschicht elektrisch isoliert ist.
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Da die Diffusionssperrschicht der Einzelzelle vollständig von dem Kunststoff umgeben und somit elektrisch isoliert ist, ist das Risiko eines elektrischen Kontaktes zwischen der elektrisch leitfähigen Diffusionssperrschicht und einer weiteren elektrisch leitfähigen Komponente des Zellblockes, insbesondere zwischen zumindest einem an einem Halteelement angeordneten Metalleinsatz, zumindest wesentlich verringert.
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Somit kann weitestgehend ausgeschlossen werden, dass die Diffusionssperrschicht ein elektrisches Potential führt und mit einem Massepotential kontaktiert, wodurch beispielsweise elektrische Korrosion entstehen kann und sich dadurch eine Lebensdauer der Einzelzelle oder auch der Batterie verringern kann.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Einzelzelle im nicht zusammengesetzten Zustand nach dem Stand der Technik,
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2 schematisch die Einzelzelle nach dem Stand der Technik im zusammengesetzten Zustand,
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3 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Explosionsdarstellung einer zwischen zwei Halteelementen angeordneten Einzelzelle nach dem Stand der Technik,
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4 schematisch eine perspektivische Ansicht der zwischen den zwei Halteelementen angeordneten Einzelzelle nach dem Stand der Technik im zusammengesetzten Zustand,
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5 schematisch eine Schnittdarstellung der zwischen den beiden Halteelementen angeordneten Einzelzelle nach dem Stand der Technik,
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6 schematisch eine Draufsicht der Einzelzelle nach dem Stand der Technik,
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7 schematisch eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes zwei zueinander beabstandeter Folienabschnitte nach dem Stand der Technik,
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8 schematisch eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes eines Randbereiches eines Folienabschnittes nach dem Stand der Technik,
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9 schematisch eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes der aneinander befestigten Folienabschnitte nach dem Stand der Technik,
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10 schematisch eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes des Randbereiches der aneinander befestigten Folienabschnitte nach dem Stand der Technik,
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11 schematisch eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes der aneinander befestigten Folienabschnitte mit selbstklebender Folie nach dem Stand der Technik,
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12 schematisch eine Schnittdarstellung des vergrößerten Ausschnittes des Randbereiches gemäß 11,
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13 schematisch eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes von zueinander beabstandeten erfindungsgemäß ausgebildeten Folienabschnitten,
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14 schematisch eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes eines Randbereiches eines Folienabschnittes gemäß 13,
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15 schematisch eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes der aneinander befestigten Folienabschnitte,
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16 schematisch eine weitere Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes der aneinander befestigten Folienabschnitte,
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17 schematisch eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes der aneinander befestigten Folienabschnitte gemäß 9 vor einem weiteren Bearbeitungsschritt,
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18 schematisch eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes des Randbereiches der aneinander befestigten Folienabschnitte gemäß 10 vor einem weiteren Bearbeitungsschritt,
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19 schematisch eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes der aneinander befestigten Folienabschnitte nach dem weiteren Bearbeitungsschritt und
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20 schematisch eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes des Randbereiches der aneinander befestigten Folienabschnitte nach dem weiteren Bearbeitungsschritt.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Einzelzelle 1 nach dem Stand der Technik im nichtzusammengesetzten Zustand und in 2 ist eine perspektivische Ansicht der Einzelzelle 1 nach dem Stand der Technik im zusammengesetzten Zustand dargestellt.
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Die Einzelzelle 1 ist ein elektrochemischer Energiespeicher, welcher eine Elektrodenfolienanordnung 2 umfasst, die von einem Gehäuse aus zwei stoffschlüssig miteinander verbundenen Folienabschnitten 3 umgeben ist.
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Die Elektrodenfolienanordnung 2 in Form eines Wickels oder eines Stapels ist aus Anoden- und Kathodenfolien gebildet, wobei Folien unterschiedlicher Polarität mittels eines Separators elektrisch voneinander isoliert sind.
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Die Elektrodenfolien sind in einem Randbereich unbeschichtet und ragen als Stromableiterfahnen aus der Elektrodenfolienanordnung 2 heraus, wobei die einzelnen Folien miteinander verbunden sind. Diese Stromableiterfahnen sind mit blechförmigen Ableitern 4 als elektrische Pole der Einzelzelle 1 verbunden, die zwischen den beiden aneinander befestigten Folienabschnitten 3 herausragen. Zur Befestigung der Ableiter 4 an den Stromableiterfahnen werden vorzugsweise stoffschlüssige Press- und/oder Schmelzschweißverfahren, wie beispielsweise Widerstandspunktschweißen, Vibrationsschweißen, Ultraschallschweißen und/oder Laserschweißen, eingesetzt. Alternativ oder zusätzlich kann der jeweilige Ableiter 4 kraftschlüssig, z. B. mittels Nieten, und/oder formschlüssig, beispielsweise mittels Duchsetzfügen wie Clinchen und/oder Toxen, mit der Stromableiterfahne verbunden sein.
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Wie oben beschrieben, ist die Elektrodenfolienanordnung 2 von den Folienabschnitten 3 umgeben. Die Folienabschnitte 3 weisen jeweils eine Aluminiumfolie als Diffusionssperrschicht D auf, mittels welcher weitestgehend vermieden werden soll, dass über die Lebensdauer der Einzelzelle 1 Wasser in diese eindringt und Elektrolyt nach außen gelangt. Die Aluminiumfolie als Diffusionssperrschicht D ist beidseitig mit einer Kunststoffschicht K, insbesondere aus Thermoplast versehen. Auf einer der Elektrodenfolienanordnung 2 zugewandten Innenseite der Folienabschnitte 3 ist beispielsweise Polypropylen als Kunststoffschicht K aufgebracht. Dadurch ist es möglich, die beiden Folienabschnitte 3 zum Verschluss der Einzelzelle 1 in einem Heißpressvorgang, einer sogenannten Siegelung, stoffschlüssig miteinander zu verbinden, wodurch in einem Überlappbereich der beiden Folienabschnitte 3 eine Siegelnaht entsteht.
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Die Kunststoffschicht K der Außenseite besteht z. B. aus Polyethylenterephtalat, wodurch die Diffusionssperrschicht D in Form der Alufolie bei mechanischer Beanspruch der Einzelzelle 1 vor Beschädigungen geschützt werden soll. 9 zeigt eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes der Einzelzelle 1 nach dem Stand der Technik, wobei die Folienabschnitte 3 mittels eines Heißpresswerkzeuges H in einem Überlappbereich stoffschlüssig aneinander befestigt werden. 10 zeigt eine vergrößerte Schnittdarstellung der aneinander befestigten Folienabschnitte 3 im Überlappbereich nach dem Stand der Technik.
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Nach einem Befüllen der Einzelzelle 1 mit einem Elektrolyt wird die Einzelzelle 1 unter Wirkung eines Unterdruckes durch stoffschlüssiges Verbinden der beiden Folienabschnitte 3 mittels Siegelung verschlossen. Beim Vorgang der Siegelung schmelzen die Kunststoffschichten K der Innenseiten der übereinander angeordneten Folienabschnitte 3 partiell auf und verbinden sich beim Erkalten. Nach dem Heißpressvorgang erfolgt ein im Wesentlichen umlaufender Beschnitt der Zellkante auf Maß, beispielsweise mittels eines Stanzwerkzeuges mit Formeinsatz und/oder mittels eines Rollmessers. Durch den Beschnitt liegt die Aluminiumfolie als Diffusionssperrschicht D an der Stoßkante S frei, wie u. a. in den 7 und 8 näher dargestellt ist.
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Durch eine fehlerhafte Beschichtung der Innenseite des jeweiligen Folienabschnittes 3 mit dem Kunststoff und/oder durch eine Beschädigung der Kunststoffschicht K der Innenseite, beispielsweise durch Stöße und/oder eine Schwingbelastung über die Lebensdauer der Einzelzelle 1, kann das Elektrolyt mit der Diffusionssperrschicht D des Folienabschnittes 3 oder der Folienabschnitte 3 in Kontakt treten. Dadurch wird die entsprechende Diffusionssperrschicht D auf ein elektrisches Potential gelegt. Zwischen den Ableitern 4 der Einzelzelle 1 und der Diffusionssperrschicht D wirkt ein vergleichsweise hoher elektrischer Widerstand, wobei die Diffusionssperrschicht D nur eine sehr geringe Strombelastbarkeit aufweist.
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Zur Bildung einer Batterie sind eine vorgegebene Anzahl von Einzelzellen 1 seriell und/oder parallel elektrisch miteinander verschaltet und mit einer Temperiervorrichtung und einer entsprechenden Elektronik in einem nicht näher dargestellten Gehäuse angeordnet.
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Zur Bildung eines nicht gezeigten Zellblockes ist eine vorgegebene Anzahl elektrisch miteinander verschalteter Einzelzellen 1 zusammengefasst, wobei zur mechanischen Fixierung der vergleichsweise instabilen Einzelzellen 1 Halteelemente in Form von Halterahmen 5 vorgesehen sind, die z. B. in 3 gezeigt sind. 3 zeigt die zu der Einzelzelle 1 beabstandeten Halterahmen 5 in einer perspektivischen Ansicht nach dem Stand der Technik, wobei 4 die Einzelzelle 1 mit an dieser angeordneten Halterahmen 5 in perspektivischer Ansicht nach dem Stand der Technik zeigt.
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Eine Einzelzelle 1 ist zwischen zwei die Einzelzelle 1 randseitig umlaufenden Halterahmen 5 angeordnet, wobei die Halterahmen 5 in einer alternativen Ausführungsform derart ausgebildet sind, dass die jeweilige Einzelzelle 1 von zwei Halterahmen 5 vollständig umschlossen ist.
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Die Halterahmen 5 und die Einzelzellen 1 sind anschließend mittels durch die Halterahmen 5 hindurchgehenden Spannelementen, beispielsweise Zuganker, Gewindestangen und/oder Spannbänder, gegeneinander verpresst, wobei die Spannelemente randseitig an den Einzelzellen 1 angeordnet sind. Eine Einleitung der Spannkräfte in den Zellblock mittels der Spannelemente erfolgt durch an den Enden desselben angeordnete Druckbrillen. Dabei drücken die Halterahmen 5 auf den umlaufenden Rand der miteinander verbundenen Folienabschnitte 3 im Bereich einer Siegelnaht. Die mechanische Fixierung der Einzelzellen 1 erfolgt im Wesentlichen kraftschlüssig durch Reibung zwischen Halterahmen 5 und Einzelzellen 1. Alternativ oder zusätzlich sind die Halterahmen 5 mit den Einzelzellen 1 mittels Verklebung stoffschlüssig verbunden.
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Die Halterahmen 5 sind zur Übertragung der vergleichsweise hohen Spannkräfte, zur Anpassung der Wärmedehnung der aneinander angeordneten Halterahmen 5 an die Wärmeausdehnung der zumindest einen am Zellblock angeordneten Temperiervorrichtung und Spannelemente sowie zur Verhinderung von Setzverlusten mit Metalleinsätzen 6 versehen.
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Jeweils ein Metalleinsatz 6 ist durchgehend in einem Eckbereich des Halterahmens 5 angeordnet, dass der jeweilige Metalleinsatz 6 sowohl von der einen Rahmenseite als auch von der anderen Rahmenseite sichtbar ist.
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Berühren die Metalleinsätze 6 der randseitig an dem Zellblock angeordneten Halterahmen 5 die fest an dem Gehäuse der Batterie angeordneten Druckbrillen, weisen diese ein Massepotential auf.
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Aus Bauraumgründen weist die Stoßkante S der stoffschlüssig miteinander verbundenen Folienabschnitte 3 einen verhältnismäßig geringen Abstand zu dem Metalleinsatz 6 auf, wie in 5 gezeigt ist. Dadurch besteht die Gefahr des Kontaktes zwischen der Aluminiumfolie als Diffusionssperrschicht D und dem Metalleinsatz 6. Liegt aufgrund von Beschädigung der an der Innenseite eines Folienabschnittes 3 beschädigten Kunststoffschicht ein elektrisches Potential an der Diffusionssperrschicht D an, wird dieses mit dem Massepotential verbunden. Insbesondere durch die hohen Betriebsspannungen der Batterie, bei welcher es sich um eine Hochvolt-Batterie für Fahrzeuganwendungen handelt, kann durch die Verbindung der beiden Potentiale elektrische Korrosion auftreten. Berühren mehrere auf Potential liegende Einzelzellen 1 Metalleinsätze 6, dann können die betreffenden Einzelzellen 1 entladen bzw. umgeladen werden.
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In 6 ist eine Seitenansicht der Einzelzelle 1 nach dem Stand der Technik dargestellt.
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7 zeigt die zwei übereinander angeordneten Folienabschnitte 3 und den außerhalb der Elektrodenfolienanordnung 2 gebildeten Überlappbereich, wobei in 8 ein vergrößerter Ausschnitt einer Schnittdarstellung einer Stoßkante S eines Folienabschnittes 3 gezeigt ist.
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Um das Risiko eines Kontaktes zwischen einer der an der Stoßkante S freiliegenden Diffusionssperrschichten D im Überlappbereich der aneinander befestigten Folienabschnitte 3 zu verringern, ist im Stand der Technik vorgesehen, die Stoßkante S mit einer selbstklebenden elektrisch nicht leitfähigen Folie 7 zu versehen, wie in den 11 und 12 näher dargestellt ist. Diese Folie 7 ist vergleichsweise kostenintensiv und der Prozessschritt des Anbringens an der Stoßkante S ist vergleichsweise aufwändig.
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Zur Vereinfachung der elektrischen Isolation der aus der Aluminiumfolie gebildeten Diffusionssperrschicht D im Bereich der Stoßkante S der beiden aneinander befestigten Folienabschnitte 3 ist vorgesehen, dass die zwischen den beiden Kunststoffschichten K angeordnete elektrisch leitfähige Diffusionssperrschicht D derartige Abmessungen aufweist, dass im Bereich der Stoßkante S ausschließlich Kunststoff angeordnet ist, wie in den 13 und 14 näher gezeigt ist. Dabei ist in 13 eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes der übereinander angeordneten und zueinander beabstandeten Folienabschnitte 3 dargestellt. 14 zeigt eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes der Stoßkante S eines Folienabschnittes 3.
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Die Diffusionssperrschicht D ist streifenförmig zwischen den beiden Kunststoffschichten K angeordnet, so dass sich die Diffusionssperrschicht D nur in einem vorgegebenen Abschnitt in den Überlappungsbereich der beiden Folienabschnitte 3 erstreckt und somit im Bereich der Stoßkante S nicht freiliegt sondern mittels des Kunststoffes der Kunststoffschichten K isoliert ist. Insbesondere ist die Diffusionssperrschicht D in Form der Aluminiumfolie als Streifen zwischen den Kunststoffschichten K einlaminiert, so dass die Diffusionssperrschicht D 1 mm bis 2 mm vor der Stoßkante S endet.
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Die 15 und 16 zeigen die stoffschlüssig im Überlappbereich aneinander befestigten Folienabschnitte 3 mit der elektrisch isolierten Stoßkante S, wobei in 15 eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes der Einzelzelle 1 im Überlappbereich der beiden Folienabschnitte 3 und in 16 eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes des Überlappbereiches dargestellt ist.
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Im Detail zeigen die 15 und 16 die mittels der Kunststoffschichten K elektrisch isolierte Diffusionssperrschicht D.
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In 17 sind die beiden stoffschlüssig aneinander befestigten Folienabschnitte 3 in einer Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes der Einzelzelle 1 dargestellt.
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In dieser Ausführungsform sind die beiden Folienabschnitte 3 wie im Stand der Technik ausgebildet, wobei die Diffusionssperrschicht D an der Stoßkante S des jeweiligen Folienabschnittes 3 freiliegt.
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18 zeigt eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes des Überlappbereiches der beiden miteinander verbundenen Folienabschnitte 3 gemäß 17, also gemäß dem Stand der Technik.
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Um die Stoßkante S, insbesondere die an dieser freiliegende Diffusionssperrschicht D elektrisch zu isolieren, ist vorgesehen, die gesiegelte und beschnittene Stoßkante S der Folienabschnitte 3 mittels eines vergleichsweise schmalen Heißpresswerkzeuges H, d. h. Siegelwerkzeuges, zu übersiegeln, wie in einer Schnittdarstellung in 19 dargestellt ist. Dabei wird der Heißpressvorgang, also die Siegelung derart durchgeführt, dass an der Stoßkante S Kunststoff austritt und die Diffusionssperrschicht D an der Stoßkante S mit Kunststoff umschlossen ist und dadurch elektrisch isoliert ist. Bevorzugt ist das schmale Heißpresswerkzeug H zur Übersiegelung der Stoßkante S leicht angeschrägt.
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Alternativ oder zusätzlich kann eine beheizte Siegelrolle, die seitlich über die Stoßkante S gefahren wird, eingesetzt werden.
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Eine Dicke des Kunststoffes im Bereich der Übersiegelung kann beispielsweise eine Dicke von nur 1 μm betragen, da somit bereits ein elektrischer Widerstand von 2 MOhm erreicht ist.
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In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführung kann ein Verschweißen der beiden Folienabschnitte 3 und das Herausdrücken von Kunststoff zur elektrischen Isolierung im Überlappbereich mittels Ultraschallschweißen durchgeführt werden. Dabei wird anstelle des Heißpresswerkzeuges H eine hochfrequent bewegbare Sonotrode auf eine Schweißstelle, d. h. den Überlappungsbereich gepresst.
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Denkbar ist auch, auf den Beschnitt der aneinander befestigten Folienabschnitte 3 zu verzichten und den Siegelprozess zum Verschluss der Einzelzelle 1 so zu gestalten, dass seitlich Kunststoff der beiden Folienabschnitte 3 heraustritt und somit die Diffusionssperrschicht D in Form der Aluminiumfolie umgibt und elektrisch isoliert.
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Mittels der oben beschriebenen Lösungen sind vergleichsweise einfache und kostengünstig Alternativen zur elektrischen Isolierung der an der Stoßkante S freiliegenden elektrisch leitenden Diffusionssperrschicht D zumindest gegenüber den Metalleinsätzen 6 der Halterahmen 5 angegeben, wobei kein zusätzlicher Bauraum erforderlich ist und das Risiko elektrischer Korrosion sowie eine undefinierte Entladung einer oder mehrerer Einzelzellen 1 zumindest verringert ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Einzelzelle
- 2
- Elektrodenfolienanordnung
- 3
- Folienabschnitt
- 4
- Ableiter
- 5
- Halterahmen
- 6
- Metalleinsatz
- 7
- Folie
- D
- Diffusionssperrschicht
- H
- Heißpresswerkzeug
- K
- Kunststoffschicht
- S
- Stoßkante
