DE102013202500A1 - Galvanisches Element, Batteriesystem sowie Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Es wird ein galvanisches Element mit einem metallischen Gehäuse (21) sowie zwei im Innenraum des Gehäuses (21) angeordneten Kollektoren bereitgestellt, wobei ein Kollektor (24), dessen Potenzial dem Potenzial des Gehäuses (21) entspricht, durch eine Öffnung (25) des Gehäuses (21) aus dem Innenraum des Gehäuses (21) herausragt oder einen Gehäusedeckel oder einen Teil eines Gehäusedeckels ausbildet, und wobei der zweite Kollektor, dessen Potenzial sich vom Potenzial des Gehäuses (21) unterscheidet, durch eine Öffnung (25) des Gehäuses (21) aus dem Innenraum des Gehäuses (21), das im Bereich der Öffnung (25) mit einer Isolierung versehen ist, herausragt oder einen Gehäusedeckel oder einen Teil eines Gehäusedeckels ausbildet. Vorteilhafterweise ergibt sich ein geringerer Bauraumbedarf als nach dem Stand der Technik, sodass die volumetrische Energiedichte durch Reduzierung der Passivmaterialien erhöht wird. Ferner werden ein Batteriesystem, das erfindungsgemäße galvanische Elemente (20) aufweist, sowie ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein galvanisches Element, bevorzugt eine Lithium-Ionen-Batteriezelle, mit einem metallischen Gehäuse sowie zwei im Innenraum des Gehäuses angeordneten Kollektoren, die jeweils mit einem Elektrodenensemble verbunden sind, ein Batteriesystem sowie ein Kraftfahrzeug.
  • Stand der Technik
  • Sowohl bei stationären Anwendungen, beispielsweise bei Windkraftanlagen, in Fahrzeugen, wie in Hybrid- und Elektrofahrzeugen, als auch im Consumer-Bereich, zum Beispiel bei Laptops und Mobiltelefonen, werden ständig höhere Anforderungen an die verwendeten Batteriesysteme bezüglich Sicherheit, Zuverlässigkeit, Leistungsfähigkeit und Lebensdauer gestellt.
  • Ein wichtiger Parameter der Leistungsfähigkeit einer Batterie-Zelle ist die Energiedichte oder Kapazität, von der unter anderem die Reichweite von mit Elektromotoren angetriebenen Fahrzeugen abhängt. Diese kann gravimetrisch in Wattstunden pro Kilogramm (Wh/kg) angegeben werden.
  • Die Kapazität oder Nenn-Kapzität einer Batterie-Zelle wird durch die sogenannten aktiven Materialien einer Batterie-Zelle bestimmt. Dies sind beispielsweise bei einer Lithium-Ionen-Zelle lithiierte Metalloxide in der positiven Elektrode und Graphite Kohlenstoffe in der negativen Elektrode. Daneben sind in einer Zeile auch sogenannte Passiv-Materialien wie Separator, Kollektor und Terminal für die Funktionalität einer Zelle nötig. Zur Energiedichte-Optimierung ist man bestrebt, die Anteile der passiven Zell-Materialien, wozu unter anderem auch das Zellengehäuse gehört, zu reduzieren, um entsprechend die Energiedichte zu steigern.
  • Prädestiniert für ein breites Einsatzgebiet von Applikationen ist insbesondere die Lithium-Ionen-Technologie. Sie zeichnet sich unter anderem durch hohe Energiedichten und eine äußerst geringe Selbstentladung aus. Lithium-Ionen-Zellen besitzen mindestens eine positive und negative Elektrode (Kathode und Anode), die Lithium-Ionen (Li+) reversibel ein-(Interkalation) oder wieder auslagern (Deinterkalation) können. Weitere attraktive Batterie-Systeme sind z. B. Nickel-Metall-Hydrid Zellen und Lithium-Metall-Polymer Zellen.
  • Damit die Interkalation beispielsweise von Lithium-Ionen beziehungsweise die Deinterkalation von Lithium-Ionen stattfindet, ist die Anwesenheit einer Elektrolytkomponente, des sogenannten Lithium-Leitsalzes, notwendig. Praktisch bei allen derzeitigen Lithium-Ionen-Zellen, sowohl im Consumer-Bereich (Mobil-Telefon, MP3-Player oder Powertools) als auch im automotiven Bereich (Hybrid-Auto – HEV für Hybrid electric vehicle –), Plug-in-Hybrid Autos (PHEV für Plug in electric vehicle) und Elektroautos (EV für electric vehicle), wird als Lithium-Leitsalz Lithium-Hexa-Fluorophosphat (LiPF6) eingesetzt. Die Lithium-Ionen wandern durch den Separator bei Ladung und Entladung der Lithium-Ionen-Zelle hin und her.
  • Um eine Schädigung der Lithium-Ionen-Zelle durch Feuchte aufgrund der hydrolytischen Spaltung des Leitsalzes zu verhindern, wird nach dem Stand der Technik ein Gehäuse mit einem metallischen Anteil, üblicherweise in Form einer Metallfolie oder eines – blechs verwendet, wobei die Metallfolie beziehungsweise das – blech die eigentliche Sperre gegen die Luftfeuchte darstellen. Zu unterscheiden sind dabei sogenannte Softpacks mit einer Folienverpackung und Zellen in einem festen, metallischen Gehäuse (Hardcase), die üblicherweise prismatisch oder zylindrisch ausgestaltet sind. Ein derartiges festes Gehäuse kann zum Beispiel aus Aluminium bestehen und im kalten Tiefziehverfahren hergestellt werden. Die Verwendung von Kunststoffen ist in diesem Bereich nicht angezeigt, da diese in der Regel gegenüber Feuchtigkeit eine gewisse Durchlässigkeit besitzen, obwohl ein Hardcase, das beispielsweise aus Aluminium- oder Edelstahl besteht, im Vergleich zu Kunststoffen bei gleichem Volumen schwerer ist.
  • Zellterminals zum Abgreifen der Spannung von Zellen bestehen für den Serieneinsatz üblicherweise aus flachen Aluminiumblöcken, auf denen ein Zellverbinder aufgelegt und verschweißt werden kann. Die Verbindung zum Zellinneren erfolgt mittels eines Kollektors, der wiederum mit einem Elektrodenensemble im Inneren verbunden ist. Der Anschluss des Kollektors an das jeweilige Zellterminal erfolgt über einen Bolzen, der üblicherweise zuerst verstemmt und dann lasergeschweißt wird.
  • Ein derartiger Aufbau einer galvanischen Zelle im Bereich eines Zellterminals nach dem Stand der Technik ist in 1 dargestellt. In einem Gehäuse 10 ist ein Elektrodenensemble 11 befindlich, das mit einem Kollektor 12 verbunden ist, der aus einem Stanzbiegeteil besteht und der beim Pluspol üblicherweise aus Aluminium und am Minuspol aus Kupfer gefertigt ist. Die Materialstärke eines Kollektors beträgt in der Regel 0,2 bis 2 mm. Das Gehäuse 10 weist an seiner Oberseite eine Durchgangsöffnung 13 auf, unterhalb der der abgewinkelte Teil des Kollektors 10 angeordnet ist. Oberhalb der Durchgangsöffnung 13 ist ein Block zur Ausbildung eines Terminals 14 vorgesehen, der mit dem Kollektor 12 mittels einer Niete 15, die durch die Durchgangsöffnung 13 geführt ist, verbunden ist. Gegenüber dem Gehäuse 10 ist die Niete 15 mittels eines Isolators 16, der in der Durchgangsöffnung befindlich ist, isoliert. Der Isolator 16 wiederum ist mittels eines Isolatorhalters 17 in seiner Position fixiert.
  • Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Ausgestaltungen von galvanischen Zellen beziehungsweise deren Gehäusen und Terminals bekannt. So wird in der DE 10 2010 035 458 A1 eine Batterie beschrieben, die einen komplexen Aufbau zur Herstellung von externen Anschlüssen beschreibt. Aus der US 2012/0082891 A1 ist eine Batterie bekannt, bei der die jeweiligen Elektrodenfahnen zusammengefasst und aus dem Gehäuse herausgeführt werden, wodurch die beiden Pole der Batterie ausgebildet sind. In der DE 10 2010 026 093 A1 wird ein Aufbau einer Batterie beschrieben, die auf ihrem Gehäuse zwei Polkontaktbereiche aufweist, die im Inneren des Gehäuses von den entsprechenden Kollektorfolien kontaktiert werden.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß wird ein galvanisches Element, vorzugsweise eine Lithium-Ionen-Batteriezelle mit einem metallischen Gehäuse sowie zwei im Innenraum des Gehäuses angeordneten Kollektoren, die jeweils mit einem Elektrodenensemble verbunden sind, bereitgestellt, wobei ein Kollektor, dessen Potenzial dem Potenzial des Gehäuses entspricht, durch eine Öffnung des Gehäuses aus dem Innenraum des Gehäuses herausragt oder einen Gehäusedeckel oder einen Teil eines Gehäusedeckels ausbildet, und wobei der zweite Kollektor, dessen Potenzial sich vom Potenzial des Gehäuses unterscheidet, durch eine Öffnung des Gehäuses aus dem Innenraum des Gehäuses, das im Bereich der Öffnung mit einer Isolierung versehen ist, herausragt oder einen Gehäusedeckel oder einen Teil eines Gehäusedeckels ausbildet.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines galvanischen Elements, das eine sogenannte Hardcase-Zelle mit einem prismatischen oder zylindrischen Metallgehäuse ist, wird vorteilhafterweise eine einfachere und günstigere Möglichkeit der Darstellung eines Kollektors und des dazugehörigen Terminals bereitgestellt, da auf eine Nietverbindung und ein Nietteil und gegebenenfalls auf einen separaten Gehäusedeckel verzichtet werden kann, sodass eine Kostenersparnis gegeben ist.
  • Zudem ergibt sich dadurch ein geringerer Bauraumbedarf als nach entsprechenden Ausgestaltungen von galvanischen Elementen nach dem Stand der Technik, wobei vorteilhafterweise die volumetrische Energiedichte durch Reduzierung der Passivmaterialien erhöht wird.
  • Die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines galvanischen Elements wird vorzugsweise bei Lithium-Ionen-Zellen und anderen Chemiesystemen, wie z.B. Nickel-Metall-Hydrid-Zellen, Lithium-Metall-Polymer-Zellen, angewendet, wobei Lithium-Ionen-Zellen besonders bevorzugt sind.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung werden beide Kollektoren eines galvanischen Elements jeweils durch eine Öffnung im Gehäuse, vorzugsweise im Gehäusedeckel herausgeführt, wobei ein Kollektor gegenüber dem Gehäuse isoliert ist, während der andere Kollektor elektrisch leitend mit dem Gehäuse verbunden ist.
  • Vorzugsweise ist der entsprechende Kollektor mittels einer Schweißnaht mit dem Gehäuse beziehungsweise dem Gehäusedeckel elektrisch leitend verbunden.
  • Bei dem anderen Kollektor erfolgt die isolierte Durchführung beispielsweise mittels eines Isolators in Form eines Kunststoff-, Glas- oder Keramikteils, das in der Durchgangsöffnung angeordnet ist.
  • Vorzugsweise zur Reduzierung der Einzelteile sowie zur Vereinfachung der Montage wird eine Isolierung direkt angeschmolzen oder angespritzt. Hierfür bieten sich Technologien wie das Glasumschmelzen, Anspritzen eines polar modifizierten Kunststoffes oder das Nanomold-Verfahren an.
  • Nach einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der galvanischen Zelle wird der eine Kollektor, wie bereits beschrieben, elektrisch isoliert durch eine Durchgangsöffnung im Gehäuse oder Gehäusedeckel geführt. Der andere Kollektor, der auf dem gleichen Potenzial wie das Gehäuse liegt, bildet hierbei einen Gehäusedeckel oder einen Teil eines Gehäusedeckels aus. Dazu ist der Kollektor in dem Bereich, der über den Zellwickel hinausragt, abgewinkelt, ausgeführt, sodass nach der Montage der abgewinkelte Teil des Kollektors das Gehäuse ganz oder teilweise verschließt.
  • Es können aber auch beide Kollektoren abgewinkelt gestaltet sein, sodass beide Kollektoren jeweils einen Teil eines Gehäusedeckels ausbilden.
  • Bei allen Ausführungsformen sind die Kollektoren entweder mit dem Gehäuse leitend verbunden und gegenüber dem Gehäuse und/oder dem anderen Kollektor isoliert.
  • Die aus dem Gehäuse herausragenden oder der beziehungsweise die den Gehäusedeckel bildenden Kollektoren können entweder selber als Terminal fungieren, oder diese können mit herkömmlichen Bauteilen zur Ausbildung eines Terminals verbunden werden.
  • Vorteilhafterweise können erfindungsgemäß galvanische Zellen bereitgestellt werden, die eine um 3 bis 7 mm geringere Zellhöhe beziehungsweise eine Vergrößerung des Elektrodenensembles um dieses Maß besitzen. Dies erhöht die volumetrische Energiedichte um 2 bis 8%, je nach Zellabmessung.
  • Die galvanische Zelle umfasst, ohne dass es hier explizit wiedergegeben wird, alle üblichen Bauteile.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch ein Batteriesystem, vorzugsweise ein Lithium-Ionen-Akkumulator mit mindestens zwei vorab beschriebenen galvanischen Elementen sowie ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Antriebsmotor zum Antreiben des Kraftfahrzeugs und einem mit dem elektrischen Antriebsmotor verbundenen oder verbindbaren Batteriesystem, vorzugsweise einem Lithium-Ionen-Akkumulator.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung beschrieben.
  • Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 in einer geschnittenen Detailansicht ein galvanisches Element nach dem Stand der Technik,
  • 2 in einer geschnittenen Detailansicht ein erfindungsgemäßes galvanisches Element nach einer ersten Ausführungsform,
  • 3 in einer Draufsicht eine Detailansicht eines galvanischen Elements nach 2,
  • 4 in einer geschnittenen Detailansicht ein erfindungsgemäßes galvanisches Element nach einer zweiten Ausführungsform,
  • 5 in einer Draufsicht das galvanische Element nach 4, und
  • 6 in einer Draufsicht das galvanische Element nach 4 mit einer alternativen Ausgestaltung.
  • Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform eines galvanischen Elements 20 mit einem Gehäuse 21 und einem Gehäusedeckel 22 ist im Innenraum des Gehäuses 21 ein Elektrodenensemble 23 angeordnet, das mit einem Kollektor 24 verbunden ist. Der Kollektor 24 ragt mit dem Ende, das nicht mit dem Elektrodenensemble 23 verbunden ist, aus dem Gehäusedeckel 22 des Gehäuses 21 heraus. Dazu ist in dem Gehäusedeckel 22 eine Durchgangsöffnung 25 vorgesehen. Der Kollektor 24 ist im Bereich der Durchgangsöffnung 25 im Gehäusedeckel 22 von einem Isolator 26 umgeben. Statt des Isolators 26 ist bei dem anderen, nicht dargestellten Kollektor eine Schweißnaht oder dergleichen vorgesehen, um eine elektrisch leitende Verbindung zum Gehäuse 21 beziehungsweise zum Gehäusedeckel 22 herzustellen. In der Draufsicht gemäß 3 ist der aus dem Gehäusedeckel 22 ragende Kollektor 24 zu sehen, der vom Gehäusedeckel 22 durch den Isolator 26 getrennt ist.
  • Bei der zweiten in 4 dargestellten Ausführungsform des galvanischen Elements 20 ist wiederum ein Gehäuse 21 vorgesehen, in dessen Innenraum ein Elektrodenensemble 23 befindlich ist, das mit einem Kollektor 24 verschweißt ist. Der Kollektor 24 ist an seinem freien Ende 27 abgewinkelt ausgeführt und bildet einen Gehäusedeckel 28, der mit dem Gehäuse 21 mittels einer Schweißnaht 29 verbunden ist.
  • Die 5 und 6 zeigen zwei alternative Ausgestaltungen der galvanischen Zelle 20 nach 4. In der Draufsicht der 5 bilden beide Kollektoren 24, 30 einen Teil des Gehäusedeckels 28 aus, wobei der eine Kollektor 24 mit dem Gehäuse 21 mittels einer Schweißnaht 29 verbunden ist, während der andere Kollektor 30 gegenüber dem Gehäuse 21 und dem Kollektor 24, der mit dem Gehäuse 21 verschweißt ist, mit einem Isolator 31 umgeben ist. Bei der Variante nach 6 bildet der eine Kollektor 24 den kompletten Gehäusedeckel 28 aus und ist mit dem Gehäuse 21 über eine Schweißnaht 29 verbunden. Der andere Kollektor 30 ragt aus einer Durchgangsöffnung 25 aus dem Deckel 28 heraus und ist gegenüber diesem mit einem Isolator 26 versehen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010035458 A1 [0010]
    • US 2012/0082891 A1 [0010]
    • DE 102010026093 A1 [0010]

Claims (9)

  1. Galvanisches Element mit einem metallischen Gehäuse (21) sowie zwei im Innenraum des Gehäuses (21) angeordneten Kollektoren (24, 30), die jeweils mit einem Elektrodenensemble (23) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kollektor, (24) dessen Potenzial dem Potenzial des Gehäuses (21) entspricht, durch eine Öffnung (25) des Gehäuses (21) aus dem Innenraum des Gehäuses (21) herausragt oder einen Gehäusedeckel (28) oder einen Teil eines Gehäusedeckels (28) ausbildet, und wobei der zweite Kollektor (30), dessen Potenzial sich vom Potenzial des Gehäuses (21) unterscheidet, durch eine Öffnung (25) des Gehäuses (21) aus dem Innenraum des Gehäuses (21), das im Bereich der Öffnung (25) mit einer Isolierung versehen ist, herausragt oder einen Gehäusedeckel (28) oder einen Teil eines Gehäusedeckels (28) ausbildet.
  2. Galvanisches Element nach Anspruch 1, wobei das galvanische Element eine Lithium-Ionen-Zelle, eine Nickel-Metall-Hydrid-Zelle oder eine Lithium-Metall-Polymer-Zelle und vorzugsweise eine Lithium-Ionen-Zelle ist.
  3. Galvanisches Element nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kollektor (24), dessen Potenzial dem Potenzial des Gehäuses (21) entspricht, mit dem Gehäuse (21) elektrisch leitend, vorzugsweise durch eine Schweißnaht (29) verbunden ist.
  4. Galvanisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Kollektor (30), dessen Potenzial sich vom Potenzial des Gehäuses (21) unterscheidet, gegenüber dem Gehäuse (21) und gegebenenfalls dem anderen Kollektor (30) isoliert ist, vorzugsweise durch einen Isolator (26, 31) in Form eines Kunststoff-, Glas- oder Keramikteils, das in der Durchgangsöffnung angeordnet ist oder durch eine direkt angeschmolzene oder angespritzte Isolierung.
  5. Galvanisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Öffnung (25) beziehungsweise die Öffnungen (25) im Gehäuse (21) am Gehäusedeckel (22, 28) ausgebildet sind.
  6. Galvanisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Öffnung (25) am durch einen Kollektor gebildeten Gehäusedeckel (28) ausgebildet ist.
  7. Galvanisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die aus dem Gehäuse (21) herausragenden und/oder der beziehungsweise die den Gehäusedeckel (28) bildenden Kollektoren (24, 30) jeweils mit einem Bauteil zur Ausbildung eines Terminals verbunden sind.
  8. Batteriesystem eine Vielzahl von galvanischen Elementen (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 aufweisend.
  9. Ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Antriebsmotor zum Antreiben des Kraftfahrzeugs und einem mit dem elektrischen Antriebsmotor verbundenen oder verbindbaren Batteriesystem gemäß Anspruch 8.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4329061A1 (de) * 2022-07-11 2024-02-28 Prime Planet Energy & Solutions, Inc. Verschlossene batterie
EP4329053A1 (de) * 2022-07-11 2024-02-28 Prime Planet Energy & Solutions, Inc. Versiegelte batterie und verfahren zu deren herstellung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010035458A1 (de) 2009-08-26 2011-08-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Batterie
DE102010026093A1 (de) 2010-07-05 2012-01-05 Li-Tec Battery Gmbh Galvanische Zelle
US20120082891A1 (en) 2010-10-01 2012-04-05 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010035458A1 (de) 2009-08-26 2011-08-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Batterie
DE102010026093A1 (de) 2010-07-05 2012-01-05 Li-Tec Battery Gmbh Galvanische Zelle
US20120082891A1 (en) 2010-10-01 2012-04-05 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4329061A1 (de) * 2022-07-11 2024-02-28 Prime Planet Energy & Solutions, Inc. Verschlossene batterie
EP4329053A1 (de) * 2022-07-11 2024-02-28 Prime Planet Energy & Solutions, Inc. Versiegelte batterie und verfahren zu deren herstellung

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