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Die Erfindung betrifft eine Einzelzelle für eine elektrische Batterie mit einem Zellengehäuse, einer innerhalb des Zellengehäuses angeordneten Elektrodenfolienanordnung und zumindest zwei elektrischen Anschlusskontakten, wobei jeweils ein Anschlusskontakt mit jeweils einem elektrischen Pol der Elektrodenfolienanordnung gekoppelt ist und das Zellengehäuse mit einem elektrisch leitfähigen Elektrolyten gefüllt ist.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Einzelzelle für eine elektrische Batterie, wobei innerhalb eines Zellengehäuses der Einzelzelle eine Elektrodenfolienanordnung angeordnet wird, zumindest zwei elektrische Anschlusskontakte mit jeweils einem elektrischen Pol der Elektrodenfolienanordnung gekoppelt werden und das Zellengehäuse mit einem elektrisch leitfähigen Elektrolyten gefüllt wird.
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Ferner betrifft die Erfindung eine elektrische Batterie, umfassend mehrere Einzelzellen.
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Aus dem Stand der Technik sind allgemein elektrische Batterien für Fahrzeuganwendungen bekannt, welche aus einer Mehrzahl von elektrisch seriell und/oder parallel geschalteten Einzelzellen, die sich mit einer zugehörigen Elektronik und Kühlung in einem gemeinsamen Batteriegehäuse befinden, gebildet sind.
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Die Einzelzellen sind als so genannte bipolare Rahmenflachzellen ausgebildet, bei welchen die Einzelzelle jeweils von zwei planaren metallischen Blechen umhüllt wird. Alternativ ist zumindest eines dieser Hüllbleche in Schalenform ausgebildet. Dabei sind aus den Hüllblechen gebildete Gehäusehälften durch einen elektrisch isolierenden Rahmen, welcher mehrschichtig ausgeführt sein kann, elektrisch voneinander isoliert und dienen gleichzeitig als elektrische Pole der Einzelzelle zum Einleiten und zur Entnahme elektrischer Leistung.
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Zusätzlich wird auch die Verlustwärme der Einzelzelle über entsprechend aufgedickte Hüllbleche an eine Schmalseite der Einzelzelle geleitet und an eine Temperiervorrichtung abgegeben, die von einem Temperiermedium durchströmt ist. Zur elektrischen Isolation der Hüllbleche und der metallischen Temperiervorrichtung ist zwischen den Hüllblechen und der Temperiervorrichtung ein Wärmeleitelement, beispielsweise eine Wärmeleitfolie, angeordnet. Zur Verbesserung eines Wärmeübergangs sind die Hüllbleche im Kontaktbereich mit der Temperiervorrichtung parallel zu dieser im rechten Winkel abgekantet, so dass sich so genannte Kühlfahnen ausbilden. Über diesen Wärmeleitpfad ist ferner eine Beheizung der Einzelzellen bei geringen Temperaturen mittels der Temperiervorrichtung möglich.
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Ein Verschluss der Einzelzelle erfolgt durch stoffschlüssige, aber elektrisch isolierende Verbindung der beiden spannungsführenden Hüllbleche mittels eines Heißpressverfahrens, einer so genannten Siegelung. Hierfür ist der Rahmen oder Abschnitte desselben zumindest im Bereich einer erzeugten Siegelnaht aus thermoplastischem Material ausgeführt oder ein Flanschbereich der Hüllbleche ist mit thermoplastischem Material versehen, welches in einer Heißpresse zumindest partiell aufgeschmolzen wird. Durch Erstarrung des thermoplastischen Materials bei sinkender Temperatur und unter Druck werden die beiden Hüllbleche stoffschlüssig miteinander verbunden.
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Der elektrochemisch aktive Teil der Einzelzelle ist als Elektrodenstapel oder Elektrodenwickel ausgebildet, welcher aus Lagen von Kathoden- und Anodenfolien gebildet ist, zwischen welchen jeweils Lagen aus Separatorfolien angeordnet sind. Dabei sind bei einer Lithium-Ionen-Zellchemie die Kathodenfolien als beschichtete Aluminium-Folie als Pluspol und die Anodenfolien als beschichtete Kupferfolie als Minuspol gebildet. Auch können einzelne Blätter aus Kathodenfolien, Anodenfolien und Separatorfolien gestapelt sein, wobei aus diesen Stapeln Bänder gewickelt oder flachgewickelt werden oder ein bandförmiger Separator in Z-Form gefaltet wird, wobei die Kathoden- und Anodenblätter seitlich in sich bei der Faltung bildende Taschen eingeschoben werden. Die Anoden- und Kathodenfolie sind an zumindest einer Randseite unbeschichtet ausgebildet und ragen aus dem Elektrodenstapel oder Elektrodenwickel als Stromableiterfahnen heraus, welche miteinander und mit einer Innenseite des Hüllblechs verbunden sind, um die Stromein- und Stromausleitung zu ermöglichen. Die elektrische Verbindung der Stromableiterfahnen miteinander und mit den Hüllblechen erfolgt mittels Pressverfahren, Schmelzschweißverfahren, mittels kraftschlüssiger Anbindungen oder Kombinationen dieser.
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Das Zellengehäuse wird weiterhin mit elektrisch leitfähigem Elektrolyten gefüllt, wobei in der Regel überschüssiger und somit freier Elektrolyt vorhanden ist, der nicht von der Elektrodenfolienanordnung, d. h. dem Elektrodenstapel oder -wickel, aufgesaugt wird.
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Eine elektrische Reihenschaltung von nebeneinander im Zellblock befindlichen und als Rahmenflachzellen ausgebildeten Einzelzellen erfolgt durch direkte Verpressung oder Verschweißung der spannungsführenden Hüllbleche, so dass kein separater Zellverbinder erforderlich ist.
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Um eine Kontaktkorrosion bei Kontakt von unterschiedlich edlen Metallen der Kathoden- oder Anodenfolien und der Hüllbleche unter Einwirkung von Elektrolyt im Zellinneren zu verhindern, ist es bekannt, dass die Hüllbleche aus jeweils demselben Material gebildet werden, wie die angeschlossenen Stromableiterfahnen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Einzelzelle für eine elektrische Batterie, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Einzelzelle und eine elektrische Batterie anzugeben.
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Hinsichtlich der Einzelzelle wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale, hinsichtlich des Verfahrens durch die im Anspruch 7 angegebenen Merkmale und hinsichtlich der elektrischen Batterie durch die im Anspruch 10 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Einzelzelle für eine elektrische Batterie umfasst ein Zellengehäuse, eine innerhalb des Zellengehäuses angeordnete Elektrodenfolienanordnung und zumindest zwei elektrische Anschlusskontakte, wobei jeweils ein Anschlusskontakt mit jeweils einem elektrischen Pol der Elektrodenfolienanordnung gekoppelt ist und das Zellengehäuse mit einem elektrisch leitfähigen Elektrolyten gefüllt ist.
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Erfindungsgemäß sind die zumindest zwei elektrischen Anschlusskontakte aus demselben Material gebildet, wobei eine elektrische Verbindungsstelle zwischen einem elektrischen Pol und dem jeweiligen Anschlusskontakt zumindest dann mittels einer Dichtanordnung fluiddicht vom Elektrolyten abgedichtet ist, wenn der elektrische Pol und der jeweilige Anschlusskontakt aus unterschiedlichem Material gebildet sind.
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Die Dichtanordnung ermöglicht es, dass eine nicht artreine Fügeverbindung zwischen dem Pol und dem jeweiligen Anschlusskontakt von dem Elektrolyt abgeschirmt oder bei Elektrolytzutritt eine hinreichend große Isolationsstrecke zwischen den beiden Fügepartnern eingebracht ist, dass eine Korrosion der elektrischen Verbindungsstelle zwischen dem elektrischen Pol und dem jeweiligen Anschlusskontakt verhindert wird. Somit wird die Verwendung desselben Materials für beide Anschlusskontakte ermöglicht. Weiterhin ist eine äußere Kontaktierung mehrerer Einzelzellen in einem Zellverbund aufgrund der materialgleichen Ausführung der Anschlusskontakte vereinfacht.
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Gemäß einer möglichen Weiterbildung der Einzelzelle ist das Zellengehäuse aus zwei elektrisch voneinander isoliert miteinander verbundenen und die Anschlusskontakte bildenden Hüllblechen gebildet. Gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Einzelzellen, bei welchen die Hüllbleche aus unterschiedlichem Material gebildet sind, wird aufgrund der Ausbildung der Hüllbleche aus demselben Material erreicht, dass keine unterschiedlichen spezifischen Wärmedehnungen zwischen den Hüllblechen auftreten und daraus resultierende mechanische Spannungen zwischen den Hüllblechen vermieden oder zumindest signifikant verringert werden. Dadurch kann eine zwischen den Hüllblechen angeordnete elektrische Isolierung für geringere mechanische Beanspruchungen und somit bauraum- und kostengünstiger ausgelegt werden. Weiterhin ist eine äußere Kontaktierung mehrerer Einzelzellen in einem Zellverbund aufgrund der materialgleichen Ausführung der Hüllbleche vereinfacht.
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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 Explosionsdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Einzelzelle für eine elektrische Batterie,
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2 schematisch eine perspektivische Ansicht der Einzelzelle gemäß 1 im montierten Zustand,
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3 schematisch eine Seitenansicht der Einzelzelle gemäß 1 im montierten Zustand,
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4 schematisch eine Draufsicht der Einzelzelle gemäß 1 im montierten Zustand,
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5 schematisch einen Querschnitt der Einzelzelle gemäß 1 im montierten Zustand,
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6 schematisch einen Querschnitt eines Ausschnitts eines Hüllbleches der Einzelzelle gemäß 1 mit einem an dem Hüllblech angeordneten Isolationselement und mit einer Materialschicht,
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7 schematisch einen Querschnitt eines Ausschnitts eines Hüllbleches der Einzelzelle gemäß 1 mit einem an dem Hüllblech angeordneten Isolationselement, mit einer Materialschicht und mit einem Kontaktelement,
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8 schematisch einen Querschnitt eines Ausschnitts eines Hüllbleches der Einzelzelle gemäß 1 mit einem an dem Hüllblech angeordneten Isolationselement, mit einer Materialschicht, mit einem Kontaktelement und mit einer elektrisch kontaktierten Elektrodenfolienanordnung,
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9 schematisch einen Querschnitt eines Ausschnitts eines Hüllbleches der Einzelzelle gemäß 1 mit einem an dem Hüllblech angeordneten Isolationselement, mit einer Materialschicht, mit einem Kontaktelement und mit einer elektrisch kontaktierten Elektrodenfolienanordnung,
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10 schematisch eine perspektivische Ansicht eines Zellverbundes aus mehreren Einzelzellen gemäß 1,
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11 schematisch einen Querschnitt eines Ausschnitts eines Hüllbleches eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einzelzelle mit einem an dem Hüllblech angeordneten Isolationselement, mit einer Materialschicht, mit einem Kontaktelement und mit einer elektrisch kontaktierten Elektrodenfolienanordnung,
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12 schematisch einen Querschnitt eines Ausschnitts eines Hüllbleches eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einzelzelle mit einem an dem Hüllblech angeordneten Isolationselement und mit einer Materialschicht,
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13 schematisch einen Querschnitt eines Ausschnitts eines Hüllbleches des dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einzelzelle mit einem an dem Hüllblech angeordneten Isolationselement, mit einer Materialschicht und mit einem Kontaktelement,
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14 schematisch einen Querschnitt eines Ausschnitts eines Hüllbleches des dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einzelzelle mit einem an dem Hüllblech angeordneten Isolationselement, mit einer Materialschicht, mit einem Kontaktelement und mit einer elektrisch kontaktierten Elektrodenfolienanordnung,
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15 schematisch eine Explosionsdarstellung eines vierten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einzelzelle,
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16 schematisch eine perspektivische Ansicht der Einzelzelle gemäß 15 im montierten Zustand,
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17 schematisch einen Ausschnitt der Einzelzelle gemäß 15 im nicht montierten Zustand im Bereich einer Verbindungsstelle zwischen einem elektrischen Pol und einem Anschlusskontakt, und
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18 schematisch eine Detaildarstellung der Verbindungsstelle gemäß 17.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In den 1 bis 9 ist ein mögliches erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einzelzelle 1, von Bestandteilen dieser sowie Ausschnitte der Einzelzelle 1 und deren Bestandteile in verschiedenen Ansichten vor und nach einer Montage der Einzelzelle 1 dargestellt.
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Die Einzelzelle 1 ist zur Anwendung für elektrische Batterien, insbesondere Hochvolt-Batterien für Fahrzeuganwendungen, vorgesehen, in welcher mehrere solcher Einzelzellen 1 elektrisch parallel und/oder seriell miteinander verschaltet sind.
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Die Einzelzelle 1 ist dabei als so genannte bipolare Flachzelle ausgebildet, bei welcher elektrische Anschlusskontakte 2, 3 der Einzelzelle 1 zur elektrischen Kontaktierung der Einzelzelle 1 jeweils aus einem schalenförmigen metallischen Hüllblech gebildet sind.
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Aus den Anschlusskontakten 2, 3 gebildete Gehäusehälften sind elektrisch voneinander isoliert und dienen somit gleichzeitig als elektrische Pole der Einzelzelle 1 zum Einleiten und zur Entnahme elektrischer Leistung. Die Anschlusskontakte 2, 3 sind an einer Unterseite um 90° abgewinkelt, so dass sich so genannte Kühlfahnen ausbilden, über welche ein thermischer Anschluss der Einzelzelle 1 an eine nicht gezeigte Temperiervorrichtung mit einem geringen Wärmeübergangswiderstand erfolgt.
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Weiterhin sind an einer Oberseite der Anschlusskontakte 2, 3 um 90° abgewinkelte Fahnen ausgebildet, welche gemeinsam mit den Kühlfahnen zur elektrischen Reihenschaltung mehrerer Einzelzellen 1 dienen und beispielsweise mittels Ultraschall-Schweißung verbunden werden.
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Ein elektrochemisch aktiver Teil der Einzelzelle 1 ist als ein aus einer Elektrodenfolienanordnung 4 gebildeter Elektrodenstapel ausgebildet. Alternativ ist in nicht näher dargestellter Weise auch eine Ausbildung als Elektrodenwickel möglich.
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Die Elektrodenfolienanordnung 4 ist aus Lagen von Kathoden- und Anodenfolien gebildet, zwischen welchen jeweils Lagen aus Separatorfolien angeordnet sind. Dabei sind bei einer Lithium-Ionen-Zellchemie die Kathodenfolien als beschichtete Aluminium-Folie als Pluspol und die Anodenfolien als beschichtete Kupferfolie als Minuspol gebildet. Die Anoden- und Kathodenfolien sind an zumindest einer Randseite unbeschichtet ausgebildet und ragen aus dem Elektrodenstapel als Stromableiterfahnen 4.1, 4.2 heraus, welche miteinander und mit einer Innenseite des jeweiligen Anschlusskontakts 2, 3 verbunden sind, um die Stromein- und Stromausleitung zu ermöglichen.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein aus Kupfer gebildeter blechförmiger Zwischenkontakt 7 zwischen den die Anode bildenden Stromableiterfahnen 4.1 der Elektrodenfolienanordnung 4 und dem den Minuspol der Einzelzelle 1 bildenden Anschlusskontakt 2 angeordnet. Die elektrische Verbindung der Stromableiterfahnen 4.1, 4.2 miteinander und mit den Anschlusskontakten 2, 3 erfolgt mittels Pressverfahren, Schmelzschweißverfahren, mittels kraftschlüssiger Anbindungen oder Kombinationen dieser.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Anschlusskontakt 2, dem Zwischenkontakt 7 und den Stromableiterfahnen 4.1 eine Schweißnaht S ausgebildet, welche in einem Ultraschall-Schweißverfahren erzeugt wurde.
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Zwischen den Anschlusskontakten 2, 3 und der Elektrodenfolienanordnung 4 ist jeweils ein schalenförmiges und elektrisch nicht leitfähiges Isolationselement 5, 6 angeordnet. An einer Flachseite des jeweiligen Isolationselements 5, 6 ist jeweils eine Aussparung zur Durchführung der Stromableiterfahnen 4.1, 4.2 zum jeweiligen Anschlusskontakt 2, 3, d. h. Hüllblech, vorgesehen.
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Ein Verschluss der Einzelzelle 1 erfolgt durch stoffschlüssige, aber elektrisch isolierende Verbindung der beiden spannungsführenden Anschlusskontakte 2, 3 mittels eines Heißpressverfahrens, einer so genannten Siegelung. Hierfür sind die Isolationselemente 5, 6 derart ausgebildet, dass diese sich in einen Verbindungsbereich der Anschlusskontakte 2, 3 erstrecken. Ferner sind die Isolationselemente 5, 6 aus einem thermoplastischen Material gebildet, welches in einer Heißpresse zumindest partiell aufgeschmolzen wird. Durch Erstarrung des thermoplastischen Materials bei sinkender Temperatur und unter Druck werden die beiden Anschlusskontakte 2, 3 mit den Isolationselementen 5, 6 und diese miteinander stoffschlüssig verbunden. Hierzu sind die Isolationselemente 5, 6 aus Kunststoff, insbesondere aus elektrolytbeständigem Kunststoff, wie beispielsweise Polypropylen oder Polyethylenterephthalat, gebildet. Besonders gute Haftungseigenschaften auf den metallischen Anschlusskontakten 2, 3 bereits bei geringen Temperaturen weist als thermoplastisches Material beispielsweise Polypropylen mit Aminosäurenmodifikation auf.
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Um die Verbindungseigenschaften zwischen den Anschlusskontakten 2, 3 und den Isolationselementen 5, 6 und den Isolationselementen 5, 6 untereinander weiter zu verbessern, sind Oberflächen der Anschlusskontakte 2, 3 mit einer Haftverstärkung versehen, bei einer Ausbildung der Anschlusskontakte 2, 3 aus Aluminium beispielsweise aus Chromatierungen und/oder Eloxierungen und bei einer Ausbildung der Anschlusskontakte 2, 3 aus Kupfer aus Vernickelungen, gebildet.
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Weiterhin kann mindestens eines der Isolationselemente 5, 6 zumindest im Verbindungsbereich mit einlaminierten Partikeln, beispielsweise in Folien-, Faser- oder Vliesform, höherer Schmelztemperatur, wie z. B. Polyethylen oder Keramik, zur Sicherstellung eines Mindestabstands und damit der elektrischen Isolation zwischen den Anschlusskontakten 2, 3 versehen sein.
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In nicht näher dargestellter Weise ist das Zellengehäuse weiterhin mit elektrisch leitfähigem Elektrolyten gefüllt, wobei hierbei in der Regel überschüssiger und somit freier Elektrolyt vorhanden ist, der nicht von der Elektrodenfolienanordnung 4 aufgesaugt wird.
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Um ein Gewicht der Einzelzelle 1 und deren Kosten zu minimieren, sind beide Anschlusskontakte 2, 3 aus Aluminium gebildet. Dadurch ergibt sich jedoch die Gefahr, dass sich zwischen den unterschiedlich edlen Metallen der Stromableiterfahnen 4.1 und des Anschlusskontakts 2, hier Kupfer und Aluminium, unter Einwirkung des Elektrolyten im Zellinneren an der Verbindungsstelle V zwischen den Stromableiterfahnen 4.1 und dem Anschlusskontakt 2 auftritt.
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Um dies zu verhindern, ist die elektrische Verbindungsstelle V zwischen den Stromableiterfahnen 4.1, d. h zwischen dem elektrischen Pol der Elektrodenfolienanordnung 4, und dem Anschlusskontakt 2 mittels einer Dichtanordnung 8 fluiddicht vom Elektrolyten abgedichtet. Hierzu wird die Verbindungsstelle V durch die Erzeugung von jeweils zwei umlaufenden Siegelnähten zwischen dem ersten Anschlusskontakt 2 und dem Zwischenkontakt 7 gegen den Zutritt von Elektrolyt abgedichtet, wobei die Dichtanordnung 8 kraft-, stoff- und/oder formschlüssig mit den den Pol bildenden Stromableiterfahnen 4.1 und dem Anschlusskontakt 2 verbunden ist.
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Hierbei ist die Dichtanordnung 8 an der Verbindungsstelle V mittels des Isolationselements 5 als eine elektrisch isolierende Materialschicht ausgebildet, wobei die Materialschicht bzw. das Isolationselement 5 vom Fügebereich der Anschlusskontakte 2, 3 in ein Zellinneres hineingeführt ist und die Dichtanordnung 8 bildet.
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Die elektrische Verbindung zwischen der Elektrodenfolienanordnung 4 und dem Anschlusskontakt 2 erfolgt durch Ultraschall-Schweißverbindungen zwischen den drei Teilen, d. h. dem Anschlusskontakt 2, dem Zwischenkontakt 7 und den Stromableiterfahnen 4.1. Der Schweißvorgang kann hierbei zweigeteilt ausgebildet sein, wobei in einem vorgelagerten Prozessschritt der Zwischenkontakt 7 und der Anschlusskontakt 2 verbunden werden. Alternativ werden alle drei Bauteile gleichzeitig miteinander verbunden.
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Die im Elektrolyten stehende Schweißverbindung zwischen den aus Kupfer gebildeten Stromableiterfahnen 4.1 zum aus Kupfer gebildeten Zwischenkontakt 7 ist artrein, so dass es hier zu keiner Kontaktkorrosion kommen kann. Zur Verbesserung der Anbindung beim Siegeln kann es sinnvoll sein, dass der aus Kupfer gebildete Zwischenkontakt 7 mit einem dünnen Überzug aus Nickel, welches galvanisch oder elektrolytisch abgeschieden wird, zu versehen, um eine gegen Kontaktkorrosion beständige Materialkombination zu erzeugen.
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10 zeigt in einer perspektivischen Ansicht einen aus mehreren gemäß den 1 bis 9 dargestellten und elektrisch in Reihe geschalteten Einzelzellen 1 gebildeten Zellverbund 9. An endseitig am Zellverbund 9 angeordneten Einzelzellen 1 sind Hochvoltkontakte vorgesehen, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Blechbiegeteil gebildet sind und elektrischen Strom und Spannung abgreifen.
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In 11 ist ein Querschnitt eines Ausschnitts eines als Hüllblech ausgebildeten Anschlusskontakts 2 eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einzelzelle 1 dargestellt. Im Unterschied zu dem in den 1 bis 9 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel sind die aus Kupfer gebildeten Stromableiterfahnen 4.1 direkt auf den aus Aluminium gebildeten Anschlusskontakt 2 geschweißt. Um den Zutritt von Elektrolyt zur Verbindungsstelle V zu verhindern, werden die Stromableiterfahnen 4.1 bzw. deren unterste Lage mit dem in das Zellinnere geführte Isolationselement 5 mittels Heißpressung fluiddicht verschweißt.
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Die 12 bis 14 zeigen ein mögliches drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einzelzelle 1, von Bestandteilen dieser sowie Ausschnitte der Einzelzelle 1 und deren Bestandteile in verschiedenen Ansichten vor und nach einer Montage der Einzelzelle 1.
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Im Unterschied zu dem in den 1 bis 9 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einzelzelle 1 ist die Dichtanordnung 8 als separates Bauteil ausgebildet, welche ebenfalls mittels Heißpressung an den Zwischenkontakt 7 und den Anschlusskontakt 2 angebunden ist. Die Dichtanordnung 8 ist hierbei insbesondere aus demselben Material wie das Isolationselement 5 gebildet.
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In den 15 bis 18 ist ein mögliches viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einzelzelle 1, von Bestandteilen dieser sowie Ausschnitte der Einzelzelle 1 und deren Bestandteile in verschiedenen Ansichten vor und nach einer Montage der Einzelzelle 1 dargestellt.
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Bei der Einzelzelle 1 handelt es sich um eine so genannte Pouchzelle, bei welcher die als Elektrodenstapel ausgebildete Elektrodenfolienanordnung 4 von einer folienartigen Umhüllung 10 umgeben ist. Dabei sind die elektrischen Pole der Elektrodenfolienanordnung 4 als Stromableiterfahnen 4.1, 4.2 in Blechform gebildet und mit den Anschlusskontakten 2, 3 gekoppelt.
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Die beiden die Umhüllung 10 bildenden so genannten Pouchfolien sind an einer Innenseite mit Polypropylen beschichtet und werden nach dem Einfüllen des Elektrolyten durch einen Heißpressvorgang mit einer umlaufenden Siegelnaht verschlossen.
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Zum Ausgleich von Toleranzen sowie zur Verbesserung einer elektrischen Isolation sind die Anschlusskontakte 2, 3 im Bereich der im Heißpressvorgang erzeugten Siegelnaht beidseitig mit so genannten, aus Polypropylen mit Aminosäurenmodifikation gebildeten Vorsiegelbändern 11, 12 versehen, welche mittels Heißpressen auf die Anschlusskontakte 2, 3 aufgesiegelt werden.
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Um beide Anschlusskontakte 2, 3 in Aluminium ausführen zu können, wird auf der Anodenseite das ohnehin vorhandene Vorsiegelband 11 in Richtung Elektrodenfolienanordnung 4 verlängert und im Bereich der aus Kupfer gebildeten Stromableiterfahnen 4.1 mit einer Tasche versehen. Die Abdichtung der Verbindungsstelle V zwischen den Stromableiterfahnen 4.1 zu dem Anschlusskontakt 2 erfolgt analog des zweiten Ausführungsbeispiels durch umlaufende Versiegelung des Vorsiegelbandes 11 mit der untersten Anodenfolie.
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Alternativ sind auch Anordnungen mit einem aus Kupfer gebildeten Zwischenkontakt 7 gemäß dem ersten und dritten Ausführungsbeispiel möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Einzelzelle
- 2
- Anschlusskontakt
- 3
- Anschlusskontakt
- 4
- Elektrodenfolienanordnung
- 4.1
- Stromableiterfahne
- 4.2
- Stromableiterfahne
- 5
- Isolationselement
- 6
- Isolationselement
- 7
- Zwischenkontakt
- 8
- Dichtanordnung
- 9
- Zellverbund
- 10
- Umhüllung
- 11
- Vorsiegelband
- 12
- Vorsiegelband
- S
- Schweißnaht
- V
- Verbindungsstelle
