DE102013206030A1 - Batteriegehäuse - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse (12) aus Stahl. Das Batteriegehäuse (12) zeichnet sich dadurch aus, dass es zumindest partiell eine als Opferanode dienende metallische Beschichtung (14) aufweist. Die Erfindung betrifft ferner eine Batterie mit einem solchen Batteriegehäuse (12).
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse aus Stahl sowie eine Batterie, die ein solches Gehäuse aufweist.
- Stand der Technik
- Es zeichnet sich ab, dass in Zukunft sowohl bei stationären Anwendungen, wie beispielsweise Windkraftanlagen, als auch bei mobilen Anwendungen, zum Beispiel bei Hybrid- oder Elektrofahrzeugen, Schiffen und Booten, vermehrt Batteriesysteme zum Einsatz kommen werden. Ein für diese Zwecke besonders geeigneter Batterietyp sind Lithium-Sekundärbatterien, da diese eine sehr hohe Energiedichte aufweisen können. Gerade bei Lithium-Sekundärbatterien sind aufgrund der hohen Reaktivität der Batteriekomponenten allerhöchste Anforderungen an die Sicherheit gestellt. Lithium-Sekundärbatterien umfassen Zelltypen, wie Lithium-Ionen-Zellen und Lithium-Polymerzellen. Das Batteriesystem kann dabei eine Anordnung mehrerer einzelner Zellen oder Batterien aufweisen, die geeignet miteinander verschaltet sind. Das Batteriesystem kann ferner zusätzlich Komponenten zur Steuerung oder Regelung des Batterieverhaltens enthalten.
- Batteriegehäuse, insbesondere für Lithium-Sekundärbatterien, werden bisher überwiegend aus Aluminium (siehe beispielsweise
DE 27 31 941 A1 ) oder Stahl gefertigt. Die vorliegende Erfindung betrifft nur Batterien, deren Batteriegehäuse aus Stahl gefertigt ist. - Bei Verwendung der Batterien auf Schiffen muss das Batteriegehäuse in besonderer Weise gegen Korrosion von außen geschützt werden, denn insbesondere Salzwasser kann den Stahl sehr leicht angreifen und die korrosiven Prozesse können zu einer Beschädigung des Batteriegehäuses in kürzester Zeit führen. Denkbar wäre, hochwertigen rostfreien Stahl für die Wandungen des Batteriegehäuses zu verwenden. Solche Stähle sind jedoch teurer und können korrosive Prozesse durch Meerwasser häufig nicht gänzlich verhindern.
- Offenbarung der Erfindung
- Ein oder mehrere Nachteile des Standes der Technik werden mithilfe des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses behoben oder zumindest gemindert. Das erfindungsgemäße Batteriegehäuse besteht dabei aus Stahl und ist dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriegehäuse zumindest partiell eine als Opferanode dienende metallische Beschichtung aufweist.
- Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass im Fertigungsprozess der Batterien, insbesondere von Lithium-Sekundärbatterien, keine vollständige Beschichtung des Gehäuses mit einem antikorrosiven Material möglich ist. Mithilfe der erfindungsgemäßen metallischen Beschichtung, die als Opferanode dient, kann jedoch auch ein Korrosionsschutz außerhalb der beschichteten Bereiche des Batteriegehäuses erreicht werden.
- Eine Opferanode ist ein Stück aus einem Metall, das in der elektrochemischen Spannungsreihe negativer als das zu schützende Metall ist und das zum Korrosionsschutz von Funktionsteilen aus dem zu schützenden Metall, hier speziell Stahl, verwendet wird. Es wird somit gezielt gegen Kontaktkorrosion eingesetzt. Kommt das Batteriegehäuse aus Stahl mit Wasser in Kontakt, so greift zum Beispiel der in Wasser gelöste Sauerstoff das Metall an (Oxidation) und es bildet sich eine galvanische Zelle. Um dies zu verhindern, wird erfindungsgemäß eine metallische Beschichtung auf das Batteriegehäuse aufgetragen, die als Opferanode dient. Voraussetzung dafür, dass eine Opferanode ihren Zweck erfüllt, ist, dass sie in der Spannungsreihe negativer als das zu schützende Metall, hier Eisen, ist. Das zu schützende Metall muss zu diesem Zweck mit der Opferanode leitend verbunden sein, was durch die direkte Auftragung auf das Behältergehäuse aus Stahl sichergestellt ist.
- Vorzugsweise besteht die metallische Beschichtung aus Zinn, Blei, Kupfer oder Molybdän. Insbesondere ist das Metall Zinn, da sich dieses besonders einfach auf Stahl abscheiden lässt, eine geringe Toxizität besitzt, preiswert ist und in ersten Korrosionsversuchen mit Salzwasser hervorragende Ergebnisse lieferte.
- Lage und Beschichtungsdicke der als Opferanode dienenden Beschichtung sind abhängig von der jeweiligen Anwendung.
- Ein weiterer Aspekt der Erfindung liegt in der Bereitstellung einer Batterie, insbesondere Lithium-Sekundärbatterie, die das vorab beschriebene Batteriegehäuse enthält.
- Zeichnungen
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Zeichnungen und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Batterie mit einem Batteriegehäuse, und -
2 einen Ausschnitt aus der Wandung des Batteriegehäuses der1 . - Ausführungsform der Erfindung
-
1 zeigt, stark schematisiert, eine Batterie10 , beispielsweise eine Lithium-Sekundärbatterie. Die Batterie10 weist ein Batteriegehäuse12 aus Stahl, insbesondere aus einem handelsüblichen, weniger rostresistenten Stahl, auf. -
2 zeigt in Vergrößerung einen Schnitt durch die Wandung des Batteriegehäuses12 der Batterie10 aus1 . Wie ersichtlich, bedeckt das Batteriegehäuse12 eine metallische Beschichtung14 . Diese besteht in dem vorliegenden Beispiel aus Zinn. Die metallische Beschichtung14 ist direkt auf dem Batteriegehäuse12 aus Stahl aufgetragen, sodass das der notwendige elektrische Kontakt besteht und die Beschichtung14 zum Beispiel in Gegenwart von Meereswasser als Opferanode dient. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 2731941 A1 [0003]
Claims (5)
- Batteriegehäuse (
12 ) aus Stahl, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriegehäuse (12 ) zumindest partiell eine als Opferanode dienende metallische Beschichtung (14 ) aufweist. - Batteriegehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Beschichtung (
14 ) aus Zinn, Blei, Kupfer oder Molybdän besteht. - Batteriegehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Beschichtung (
14 ) aus Zinn besteht. - Batterie (
10 ) mit einem Batteriegehäuse (12 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. - Batterie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (
10 ) eine Lithium-Sekundärbatterie ist.
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| Publication Number | Publication Date |
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| DE102013206030A1 true DE102013206030A1 (de) | 2014-10-09 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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|---|---|
| DE (1) | DE102013206030A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102020214892A1 (de) | 2020-11-26 | 2022-06-02 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Hochvoltbatterie für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug |
Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| DE2731941A1 (de) | 1976-07-15 | 1978-01-19 | Alusuisse | Korrosionsbestaendige aluminiumlegierung |
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2013
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| DE102020214892A1 (de) | 2020-11-26 | 2022-06-02 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Hochvoltbatterie für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug |
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