DE102013021398A1 - Single cell for one battery, cell block and battery - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Einzelzelle (3) für eine Batterie, die eine zwischen zwei schalenförmigen Gehäusehälften (1, 2) angeordnete Elektrodenfolienanordnung (4) umfasst, deren Anodenfolien (4.1) abschnittsweise mit einer ersten Gehäusehälfte (1) verbunden sind, wobei Kathodenfolien (4.2) mit einer zweiten Gehäusehälfte (2) verbunden sind, wobei die Gehäusehälften (1, 2) in einem die jeweilige Gehäusehälfte (1, 2) umlaufenden stegförmigen Verbindungsbereich (1.1, 2.1) miteinander verbunden sind. Erfindungsgemäß verläuft der stegförmige Verbindungsbereich (1.1, 2.1) einer Längsseite (1.4, 2.4) der jeweiligen Gehäusehälfte (1, 2) von im Wesentlichen einem oberen Ende zu einem unteren Ende und der stegförmige Verbindungsbereich (1.1, 2.1) einer gegenüberliegenden Längsseite (1.5, 2.5) verläuft im Wesentlichen von einem unteren Ende zu einem oberen Ende, wobei der Verbindungsbereich (1.1, 2.1) an einer jeweiligen Querseite (1.2, 1.3, 2.2, 2.3) im Wesentlichen in einem oberen Bereich oder in einem unteren Bereich angeordnet ist, wobei Flachseiten der Gehäusehälften (1, 2) im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Zellblock (7) und eine Batterie.The invention relates to a single cell (3) for a battery which comprises an electrode foil arrangement (4) arranged between two shell-shaped housing halves (1, 2) whose anode foils (4.1) are connected in sections to a first housing half (1), cathode foils (4.2 ) are connected to a second housing half (2), wherein the housing halves (1, 2) in a respective housing half (1, 2) surrounding web-shaped connecting region (1.1, 2.1) are interconnected. According to the invention, the web-shaped connecting region (1.1, 2.1) of a longitudinal side (1.4, 2.4) of the respective housing half (1, 2) extends from essentially an upper end to a lower end and the web-shaped connecting region (1.1, 2.1) of an opposite longitudinal side (1.5, 2.5) extends substantially from a lower end to an upper end, wherein the connecting region (1.1, 2.1) is arranged on a respective transverse side (1.2, 1.3, 2.2, 2.3) substantially in an upper region or in a lower region, wherein Flat sides of the housing halves (1, 2) extend substantially parallel to each other. Furthermore, the invention relates to a cell block (7) and a battery.
Description
Die Erfindung betrifft eine Einzelzelle für eine Batterie, welche eine zwischen zwei schalenförmigen Gehäusehälften angeordnete Elektrodenfolienanordnung umfasst, deren Elektrodenfolien einer elektrischen Polarität abschnittsweise mit einer ersten Gehäusehälfte verbunden sind, wobei Elektrodenfolien der anderen elektrischen Polarität mit einer zweiten Gehäusehälfte verbunden sind. Zudem betrifft die Erfindung einen Zellblock mit einer Anzahl solcher elektrisch miteinander verschalteten Einzelzellen und eine Batterie mit zumindest einem solchen Zellblock.The invention relates to a single cell for a battery, which comprises an electrode foil arrangement arranged between two shell-shaped housing halves, the electrode foils of which are electrically connected in sections to a first housing half, wherein electrode foils of the other electrical polarity are connected to a second housing half. In addition, the invention relates to a cell block with a number of such interconnected single cells and a battery with at least one such cell block.
Eine Batterie, insbesondere eine Hochvolt-Batterie, für Fahrzeuganwendungen weist eine Anzahl elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschalteter Einzelzellen auf, die mit einer zugehörigen Elektronik und Temperierungsvorrichtung in einem Batteriegehäuse angeordnet sind. Eine als bipolare Rahmenflachzelle ausgeführte Einzelzelle weist zwei Gehäusehälften auf, die mittels eines elektrisch isolierenden Rahmenelementes voneinander beabstandet sind, wobei die jeweilige Gehäusehälfte einen elektrischen Pol der Einzelzelle bildet. Die beiden Gehäusehälften sind in einem Randbereich stoffschlüssig aneinander befestigt. Im Inneren der Einzelzelle ist eine Elektrodenfolienanordnung angeordnet, wobei jeweils Elektrodenfolien einer Polarität an einem Randbereich unbeschichtet herausgeführt und miteinander verbunden sind. Diese miteinander verbundenen Elektrodenfolienabschnitte sind als Stromableiterfahnen mit einer Innenseite einer Gehäusehälfte verbunden.A battery, in particular a high-voltage battery, for vehicle applications has a number of electrically connected in series and / or parallel single cells, which are arranged with an associated electronics and tempering in a battery case. A designed as a bipolar Rahmenflachzelle single cell has two housing halves, which are spaced apart by means of an electrically insulating frame member, wherein the respective housing half forms an electrical pole of the single cell. The two housing halves are firmly bonded to one another in an edge region. In the interior of the single cell, an electrode foil arrangement is arranged, wherein in each case electrode foils of one polarity are led out uncoated at an edge area and connected to one another. These interconnected electrode foil sections are connected as Stromableiterfahnen with an inside of a housing half.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Einzelzelle, einen verbesserten Zellblock und eine verbesserte Batterie anzugeben.The invention has for its object to provide a comparison with the prior art improved single cell, an improved cell block and an improved battery.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Einzelzelle durch die in Anspruch 1, hinsichtlich des Zellblockes durch die in Anspruch 7 und hinsichtlich der Batterie durch die in Anspruch 8 angegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved with respect to the single cell by the in
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Eine Einzelzelle für eine Batterie umfasst eine zwischen zwei schalenförmigen Gehäusehälften angeordnete Elektrodenfolienanordnung, deren Anodenfolien abschnittsweise mit einer ersten Gehäusehälfte verbunden sind, wobei Kathodenfolien mit einer zweiten Gehäusehälfte verbunden sind, wobei die Gehäusehälften in einem die jeweilige Gehäusehälfte umlaufenden stegförmigen Verbindungsbereich miteinander verbunden sind. Erfindungsgemäß verläuft der stegförmige Verbindungsbereich einer Längsseite der jeweiligen Gehäusehälfte von im Wesentlichen einem oberen Ende zu einem unteren Ende und der stegförmige Verbindungsbereich einer gegenüberliegenden Längsseite verläuft im Wesentlichen von einem unteren Ende zu einem oberen Ende, wobei der Verbindungsbereich an einer jeweiligen Querseite im Wesentlichen in einem oberen Bereich oder in einem unteren Bereich angeordnet ist, wobei Flachseiten der Gehäusehälften im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen.An individual cell for a battery comprises an electrode foil arrangement arranged between two shell-shaped housing halves, the anode foils of which are connected in sections to a first housing half, wherein cathode foils are connected to a second housing half, wherein the housing halves are connected to one another in a web-shaped connecting region surrounding the respective housing half. According to the invention, the web-shaped connecting region of a longitudinal side of the respective housing half extends from an essentially upper end to a lower end, and the web-shaped connecting region of an opposite longitudinal side extends essentially from a lower end to an upper end, wherein the connecting region is substantially in one at a respective transverse side is arranged at the top or in a lower region, wherein flat sides of the housing halves extend substantially parallel to each other.
Dadurch, dass der Verbindungsbereich an den Gehäusehälften derart ausgebildet und angeordnet ist, ist eine Fläche einer Querseite einer Gehäusehälfte vergrößert, ohne dass ein erforderlicher Bauraumbedarf der Einzelzelle erhöht ist. Da die Fläche dieser entsprechenden Querseite vergrößert ist, ist eine Kontaktfläche zur elektrischen Kontaktierung von Elektrodenfolien der entsprechenden Polarität, d. h. den Anodenfolien und Kathodenfolien, und der jeweiligen Gehäusehälfte vergrößert. Somit steht in vorteilhafter Weise ein größerer Bauraum, insbesondere zur stoffschlüssigen Verbindung der Elektrodenfolien mit der Fläche dieser Querseite zur Verfügung. Dadurch wiederum ist eine Zu- und Abführung von Strom in die Elektrodenfolienanordnung verbessert, wobei beispielsweise durch einen größeren Schweißquerschnitt ein Übergangswiderstand verringert ist und eine Temperierung der Einzelzelle ebenfalls verbessert ist.Characterized in that the connecting portion is formed and arranged on the housing halves, an area of a transverse side of a housing half is increased without a required space requirement of the single cell is increased. Since the area of this corresponding lateral side is increased, a contact surface for the electrical contacting of electrode films of the corresponding polarity, i. H. the anode foils and cathode foils, and the respective housing half enlarged. Thus, a larger space, in particular for the cohesive connection of the electrode films with the surface of this transverse side is available in an advantageous manner. This in turn improves the supply and removal of current into the electrode foil arrangement, whereby, for example, a contact resistance is reduced by a larger welding cross-section and tempering of the individual cell is likewise improved.
In einer Ausgestaltung der Erfindung entspricht eine Querschnittsfläche der Elektrodenfolienanordnung im Wesentlichen einer Fläche einer ersten Querseite der jeweiligen Gehäusehälfte, so dass es möglich ist, die Elektrodenfolien der jeweiligen Polarität auf Stoß, ohne dass aufgrund des zur Verfügung stehenden Bauraumes ein Abwinkeln erforderlich ist, mit der ersten Querseite der entsprechenden Gehäusehälfte zu verbinden.In one embodiment of the invention, a cross-sectional area of the electrode foil arrangement essentially corresponds to a surface of a first transverse side of the respective housing half, so that it is possible for the electrode foils of the respective polarity to be in abutment, without bending being required due to the available installation space first transverse side of the corresponding housing half to connect.
Bevorzugt ist in die erste Querseite einer Gehäusehälfte eine verschließbare Einfüllöffnung für einen Elektrolyten eingebracht. Das Einbringen der Einfüllöffnung in die erste Querseite ist vorteilhaft möglich, da die Fläche der ersten Querseite der jeweiligen Gehäusehälfte durch deren derartige Ausbildung vergrößert ist, ohne einen erforderlichen Bauraumbedarf der Einzelzelle selbst zu erhöhen. Mittels einer solchen Einfüllöffnung ist es vorteilhaft möglich, einen Elektrolyt in die Einzelzelle einzufüllen, nachdem diese verschlossen ist.Preferably, a closable filling opening for an electrolyte is introduced into the first transverse side of a housing half. The introduction of the filling opening in the first transverse side is advantageously possible, since the surface of the first transverse side of the respective housing half is enlarged by the formation thereof, without increasing a required space requirement of the individual cell itself. By means of such a filling opening, it is advantageously possible to fill an electrolyte in the single cell, after it is closed.
Vorzugsweise ist an dem stegförmigen Verbindungsbereich zumindest einer Gehäusehälfte ein senkrecht zur Längsrichtung der Gehäusehälfte abragendes Kontaktelement zur Verschweißung der Gehäusehälfte mit einem Kontaktelement einer unmittelbar benachbarten Einzelzelle zur Bildung eines Zellblockes ausgebildet.Preferably, a contact element protruding perpendicularly to the longitudinal direction of the housing half for welding the housing half to a contact element of an immediately adjacent individual cell to form a cell block is formed on the web-shaped connecting region of at least one housing half.
In einer weiteren Ausgestaltung ist eine Innenfläche der jeweiligen Gehäusehälfte, ausgenommen der Fläche der ersten Querseite, mit einem elektrischen Isolationselement versehen, so dass ein Kurzschluss innerhalb der Einzelzelle vermieden und dadurch das Risiko eines thermischen Durchgehens dieser zumindest verringert ist. In a further embodiment, an inner surface of the respective housing half, except the surface of the first transverse side, provided with an electrical insulation element, so that a short circuit within the single cell avoided and thereby the risk of thermal runaway this is at least reduced.
In einer Ausführungsform ist zumindest eine der jeweiligen anderen Gehäusehälfte zugewandte Fläche des Verbindungsbereiches umlaufend mit einem thermoplastischen Kunststoff versehen, wodurch die beiden Gehäusehälften zum Verschluss der Einzelzelle stoffschlüssig aneinander befestigbar sind. Mittels der stoffschlüssigen Befestigung ist in vorteilhafter Weise eine Anordnung separater Befestigungselemente nicht erforderlich.In one embodiment, at least one of the respective other housing half facing surface of the connecting portion is circumferentially provided with a thermoplastic material, whereby the two housing halves for closing the single cell are cohesively fastened to each other. By means of the cohesive attachment, an arrangement of separate fasteners is not required in an advantageous manner.
Weiterhin betrifft die Erfindung einen Zellblock mit einer Anzahl von solchen elektrisch miteinander verschalteten Einzelzellen.Furthermore, the invention relates to a cell block with a number of such electrically interconnected single cells.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Batterie mit zumindest einem solchen Zellblock.Moreover, the invention relates to a battery with at least one such cell block.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Dabei zeigen:Showing:
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
Die Gehäusehälften
Eine im Inneren der Einzelzelle
An einer Stirnseite der Elektrodenfolienanordnung
Die jeweilige Gehäusehälfte
Aufgrund eines vorgegebenen Bauraumes für die jeweilige Einzelzelle
Um diese Fläche der Innenseite der ersten Querseiten
So verläuft der Verbindungsbereich
Durch den somit gebildeten schrägen Verlauf der Verbindungsbereiche
Die ersten Querseiten
Des Weiteren resultiert aus der derartigen Ausbildung der Gehäusehälften
Zur elektrischen Isolierung zwischen der Elektrodenfolienanordnung
Zur elektrischen Kontaktierung der Anodenfolien
Eine zweite Kunststoffschale
Die beiden Kunststoffschalen
An dem Verbindungsbereich
Die
Die
In
Die Kunststoffschalen
In
Das Anschweißen erfolgt bei gerade aus der Elektrodenfolienanordnung
Denkbar ist auch, die Anodenfolien
Insbesondere eignet sich die Lösung für eine gewickelte Elektrodenfolienanordnung
Durch die flächenmäßig vergrößerten ersten Querseiten
Alternativ oder zusätzlich kann eine Ventingmembran der Einzelzelle
Da eine Kontur beider Gehäusehälften
In
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- erste Gehäusehälftefirst half of the housing
- 1.11.1
- Verbindungsbereichconnecting area
- 1.21.2
- erste Querseitefirst transverse side
- 1.31.3
- zweite Querseitesecond transverse side
- 1.41.4
- erste Längsseitefirst longitudinal side
- 1.51.5
- zweite Längsseitesecond long side
- 1.61.6
- Kontaktelementcontact element
- 22
- zweite Gehäusehälftesecond housing half
- 2.12.1
- Verbindungsbereichconnecting area
- 2.22.2
- erste Querseitefirst transverse side
- 2.32.3
- zweite Querseitesecond transverse side
- 2.42.4
- erste Längsseitefirst longitudinal side
- 2.52.5
- zweite Längsseitesecond long side
- 2.62.6
- Kontaktelementcontact element
- 33
- Einzelzellesingle cell
- 44
- ElektrodenfolienanordnungElectrode foil arrangement
- 4.14.1
- Anodenfolieanode foil
- 4.24.2
- Kathodenfoliecathode foil
- 55
- erste Kunststoffschalefirst plastic shell
- 5.15.1
- Aussparungrecess
- 5.25.2
- Randbereichborder area
- 66
- zweite Kunststoffschalesecond plastic shell
- 6.16.1
- Aussparungrecess
- 6.26.2
- Randbereichborder area
- 77
- Zellblockcell block
- hH
- Höheheight
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013021398.3A DE102013021398A1 (en) | 2013-12-13 | 2013-12-13 | Single cell for one battery, cell block and battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013021398.3A DE102013021398A1 (en) | 2013-12-13 | 2013-12-13 | Single cell for one battery, cell block and battery |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102013021398A1 true DE102013021398A1 (en) | 2015-06-18 |
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ID=53192053
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102013021398.3A Withdrawn DE102013021398A1 (en) | 2013-12-13 | 2013-12-13 | Single cell for one battery, cell block and battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102013021398A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022124093A1 (en) | 2022-09-20 | 2024-03-21 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Making a battery with a case |
-
2013
- 2013-12-13 DE DE102013021398.3A patent/DE102013021398A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102022124093A1 (en) | 2022-09-20 | 2024-03-21 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Making a battery with a case |
WO2024061783A1 (en) | 2022-09-20 | 2024-03-28 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Production of a battery comprising a housing |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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