DE102014015263A1 - Bipolare Rahmenflachzelle mit Siegelrahmen - Google Patents

Bipolare Rahmenflachzelle mit Siegelrahmen Download PDF

Info

Publication number
DE102014015263A1
DE102014015263A1 DE102014015263.4A DE102014015263A DE102014015263A1 DE 102014015263 A1 DE102014015263 A1 DE 102014015263A1 DE 102014015263 A DE102014015263 A DE 102014015263A DE 102014015263 A1 DE102014015263 A1 DE 102014015263A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bipolar
frame
housing part
flat cell
strip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102014015263.4A
Other languages
English (en)
Inventor
Alexander Breuer
Jens Meintschel
Tobias Villmow
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Li Tec Battery GmbH
Original Assignee
Li Tec Battery GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Li Tec Battery GmbH filed Critical Li Tec Battery GmbH
Priority to DE102014015263.4A priority Critical patent/DE102014015263A1/de
Publication of DE102014015263A1 publication Critical patent/DE102014015263A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183Sealing members
    • H01M50/186Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105Pouches or flexible bags
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183Sealing members
    • H01M50/184Sealing members characterised by their shape or structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

Eine zur Anwendung in elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen ausgestaltete bipolare Rahmenflachzelle (100) weist eine Elektrodenanordnung (1), ein Zellengehäuse mit einem Aufnahmeraum zur Aufnahme der Elektrodenanordnung (1), wobei der Aufnahmeraum durch ein erstes Gehäuseteil (10) und ein zweites Gehäuseteil (20) begrenzt ist, und einen Siegelrahmen (30) aus einem elektrisch nicht leitenden Material auf. Eine erste Mantelfläche des Siegelrahmens (30) ist mit einem ersten Randabschnitt (11) des ersten Gehäuseteils (10) und eine, der ersten Mantelfläche gegenüberliegende zweite Mantelfläche ist mit einem zweiten Randabschnitt (21) des zweiten Gehäuseteils (20) verbunden. Der Siegelrahmen (30) weist eine Mehrzahl an streifenförmigen Siegelelementen (31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 31a, 32a, 33a, 34a, 39a, 39b) auf, die miteinander zu dem Siegelrahmen (30) verbunden sind

Description

  • Die Erfindung betrifft eine bipolare Rahmenflachzelle mit einem Siegelrahmen und vorzugsweise eine zur Anwendung in elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen ausgestaltete bipolare Rahmenflachzelle.
  • Bipolare Rahmenflachzellen mit elektrochemischen Zellen als elektrochemische Energiespeicher sind für den Einsatz in elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen bekannt, wobei allerdings darauf hinzuweisen ist, dass entsprechend ausgestaltete bipolare Rahmenflachzellen auch unabhängig von Kraftfahrzeugen z. B. in einem stationären Einsatz betrieben werden können.
  • Aus dem Stand der Technik sind insbesondere bipolare Rahmenflachzellen mit Siegelrahmen bekannt.
  • DE 10 2010 055 615 A1 offenbart eine elektrochemische Zelle mit einem innerhalb eines Zellengehäuses angeordneten Elektrodenstapel. Das Zellengehäuse weist zwei elektrisch leitende Hüllbleche und einen dazwischen angeordneten, elektrisch isolierenden Rahmen auf. Polkontaktfahnen des Elektrodenstapels sind elektrisch leitend mit den Hüllblechen verbunden. Der Rahmen ist an zumindest eines der Hüllbleche angeformt und weist im Bereich einer der Polkontaktfahnen eine Aussparung auf.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, verbesserte bipolare Rahmenflachzellen bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird für eine bipolare Rahmenflachzelle nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 durch die Merkmalskombination nach dem Kennzeichnen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Bei einer bipolaren Rahmenflachzelle, vorzugsweise bei einer zur Anwendung in elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen ausgestalteten bipolaren Rahmenflachzelle mit einer Elektrodenanordnung, einem Zellengehäuse mit einem Aufnahmeraum zur Aufnahme der Elektrodenanordnung, wobei der Aufnahmeraum durch ein erstes Gehäuseteil und ein zweites Gehäuseteil begrenzt ist, und einem Siegelrahmen aus einem elektrisch nicht leitenden Material, wobei eine erste Mantelfläche des Siegelrahmen mit einem ersten Randabschnitt des ersten Gehäuseteils und eine, der ersten Mantelfläche gegenüberliegende zweite Mantelfläche mit einem zweiten Randabschnitt des zweiten Gehäuseteils verbunden ist, wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Siegelrahmen eine Mehrzahl an streifenförmigen Siegelelementen aufweist, die miteinander zu dem Siegelrahmen verbunden sind. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass durch Verschnitt verursachte Materialverluste bei der Herstellung der Siegelrahmen verringert werden können.
  • Unter einer elektrochemischen Zelle ist für die vorliegende Erfindung ein elektrochemischer Energiespeicher zu verstehen, also eine Einrichtung, die Energie in chemischer Form speichern, in elektrischer Form an einen Verbraucher abgeben und vorzugsweise auch in elektrischer Form aus einer Ladeeinrichtung aufnehmen kann. Wichtige Beispiele solcher elektrochemischen Energiespeicher sind galvanische Zellen oder Brennstoffzellen. Die elektrochemische Zelle weist wenigstens eine erste und eine zweite Einrichtung zur Speicherung elektrisch unterschiedlicher Ladungen, die vorzugsweise als eine Elektrodenanordnung ausgestaltet sind, sowie ein Mittel zur Herstellung einer elektrischen Wirkverbindung beider genannten Einrichtungen auf, wobei Ladungsträger zwischen diesen beiden Einrichtungen verschoben werden können. Unter dem Mittel zur Herstellung einer elektrischen Wirkverbindung ist z. B. ein Elektrolyt zu verstehen, welcher als Ionenleiter wirkt.
  • Unter einer Elektrodenanordnung ist für die vorliegende Erfindung eine Anordnung wenigstens zweier Elektroden und eines dazwischen angeordneten Elektrolyten zu verstehen. Der Elektrolyt kann teilweise von einem Separator aufgenommen sein. Dann trennt der Separator die Elektroden. Die Elektrodenanordnung dient auch zum Abspeichern chemischer Energie und zu deren Wandlung in elektrische Energie. Im Fall einer wiederaufladbaren galvanischen Zelle ist die Elektrodenanordnung auch zur Wandlung von elektrischer in chemische Energie in der Lage. Bevorzugt sind die Elektroden plattenförmig oder folienartig ausgebildet. Bevorzugt sind bei der Elektrodenanordnung die Elektroden stapelförmig angeordnet. Bevorzugt kann die Elektrodenanordnung Lithium oder ein anderes Alkalimetall auch in ionischer Form aufweisen.
  • Unter einem Ableiter ist für die vorliegende Erfindung ein elektrisch leitendes Konstruktionselement einer elektrochemischen Zelle zu verstehen, welches zum Transport elektrischer Energie in die elektrochemische Zelle oder aus der elektrochemischen Zelle heraus dient. Elektrochemische Zelle weisen üblicherweise zwei Arten von Ableitern auf, die jeweils mit einer der beiden Elektroden oder Elektrodengruppen – Anoden bzw. Kathoden – im Inneren der elektrochemischen Zelle elektrisch leitend verbunden ist. Mit anderen Worten weist jede Elektrode der Elektrodenanordnung einen eigenen Ableiter auf bzw. sind die Elektroden gleicher Polarität der Elektrodenanordnung mit einem gemeinsamen Ableiter verbunden. Die Gestalt der Ableiter ist an die Gestalt der elektrochemischen Zellen bzw. der Elektrodenanordnungen angepasst.
  • Unter einem Siegelelement ist für die vorliegende Erfindung ein Bauelement zu verstehen, mit dem das erste Gehäusebauteil und das zweite Gehäusebauteil abgedichtet miteinander verbunden werden können. Das Siegelelement kann z. B. ein Material aufweisen, welches bei geeigneter Erwärmung verflüssigt wird und bei Abkühlung die Gehäusebauteile dicht verbindet. Es ist auch möglich die dichte Verbindung der Gehäusebauteile über eine Trägerfolie zu erreichen, auf welche beidseitig ein Klebstoff aufgetragen ist, um die Gehäusebauteile dicht zu verbinden. Es auch möglich die dichte Verbindung der Gehäusebauteile über ein zweiseitiges Klebeband zu erreichen.
  • Bevorzugt sind bei der bipolaren Rahmenflachzelle die streifenförmigen Siegelelemente zumindest teilweise als Zuschnitte ausgebildet. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die streifenförmigen Siegelelemente einfacher hergestellt werden können.
  • Bevorzugt sind bei der bipolaren Rahmenflachzelle die streifenförmigen Siegelelemente zumindest teilweise als L-förmige Streifen ausgebildet. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Stabilität der Siegelrahmen verbessert werden kann. Ein anderer Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Montage der bipolaren Rahmenflachzellen vereinfacht wird.
  • Bevorzugt sind bei der bipolaren Rahmenflachzelle die streifenförmigen Siegelelemente derart angeordnet, dass diese sich an Eckbereichen des Siegelrahmens zumindest teilweise überlappen. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Stabilität der Siegelrahmen verbessert werden kann.
  • Bevorzugt weist bei der bipolaren Rahmenflachzelle das erste Gehäuseteil im Bereich der teilweisen Überlappung an den Eckbereichen eine erste Prägung auf und/oder weist das zweite Gehäuseteil im Bereich der teilweisen Überlappung an den Eckbereichen eine zweite Prägung auf. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Siegelung verbessert werden kann.
  • Bevorzugt ist bei der bipolaren Rahmenflachzelle die erste Prägung zur Aufnahme von Siegelmaterial ausgestaltet und/oder ist die zweite Prägung zur Aufnahme von Siegelmaterial ausgestaltet. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Siegelung verbessert werden kann.
  • Bevorzugt sind bei der bipolaren Rahmenflachzelle die streifenförmigen Siegelelemente derart angeordnet, dass diese sich über den gesamten Bereich des Siegelrahmens vollständig überlappen. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Stabilität der Siegelrahmen verbessert werden kann.
  • Bevorzugt weist bei der bipolaren Rahmenflachzelle einer der streifenförmigen Siegelelemente eine separate Innenbereichsfläche auf, welche in das Innere der Rahmenflachzelle verlängert ist. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Isolierung verbessert werden kann.
  • Bevorzugt weist bei der bipolaren Rahmenflachzelle zumindest einer der streifenförmigen Siegelelemente eine separate Außenbereichsfläche auf, welche nach außerhalb der Rahmenflachzelle verlängert ist. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Handhabung der bipolaren Rahmenflachzellen verbessert werden kann.
  • Bevorzugt ist bei der bipolaren Rahmenflachzelle das erste Gehäuseteil als eine erste Halbschale ausgestaltet und ist das zweite Gehäuseteil als eine zweite Halbschale ausgestaltet. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Stabilität der bipolaren Rahmenflachzellen verbessert werden kann.
  • Bevorzugt ist bei der bipolaren Rahmenflachzelle das erste Gehäuseteil mit einem ersten eine erste Polarität aufweisenden Ableiter der Elektrodenanordnung verbunden und ist das zweite Gehäuseteil mit einem zweiten eine zweite Polarität aufweisenden Ableiter der Elektrodenanordnung verbunden. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Montage der bipolaren Rahmenflachzellen vereinfacht wird.
  • Im Folgenden werden Gesichtspunkte der Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und mit Hilfe von Figuren näher beschrieben. Dabei zeigt:
  • 1a eine Explosionsdarstellung einer herkömmlichen bipolaren Rahmenflachzelle mit einem Siegelrahmen,
  • 1b eine schematische perspektive Darstellung der bipolaren Rahmenflachzelle aus der 1a,
  • 2a eine auseinandergezogene Querschnittsdarstellung der bipolaren Rahmenflachzelle aus den 1a und 1b,
  • 2b eine Querschnittsdarstellung der bipolaren Rahmenflachzelle aus der 2a,
  • 3 eine schematische Detaildarstellung zur Ausgestaltung des Siegelrahmens der bipolaren Rahmenflachzelle aus den 1a und 1b,
  • 4a eine auseinandergezogene Querschnittsdarstellung einer herkömmlichen bipolaren Rahmenflachzelle mit einer Isolationssiegelschale,
  • 4b eine Querschnittsdarstellung der bipolaren Rahmenflachzelle aus der 4a mit der Isolationssiegelschale,
  • 5a eine Explosionsdarstellung eines Siegelrahmens mit einer ersten Gehäusehälfte für eine bipolare Rahmenflachzelle nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 5b eine schematische Detaildarstellung zur Ausgestaltung des Siegelrahmens nach dem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 6a eine Explosionsdarstellung eines Siegelrahmens nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 6b eine schematische Detaildarstellung zur Ausgestaltung des Siegelrahmens nach dem zweiten Ausführungsbeispiel,
  • 7a eine Explosionsdarstellung eines Siegelrahmens mit einer ersten Gehäusehälfte für eine bipolare Rahmenflachzelle nach einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 7b eine schematische Detaildarstellung zur Ausgestaltung des Siegelrahmens nach dem dritten Ausführungsbeispiel,
  • 8 eine schematische Darstellung zur Herstellung der Siegelelemente nach dem dritten Ausführungsbeispiel,
  • 9a eine Explosionsdarstellung eines Siegelrahmens nach einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 9b eine schematische Detaildarstellung zur Ausgestaltung des Siegelrahmens nach dem vierten Ausführungsbeispiel,
  • 9c eine weitere Detaildarstellung zur Ausgestaltung des Siegelrahmens nach dem vierten Ausführungsbeispiel,
  • 10a eine Explosionsdarstellung eines Siegelrahmens mit einer Gehäusehälfte für eine bipolare Rahmenflachzelle nach einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 10b eine schematische Detaildarstellung zur Ausgestaltung des Siegelrahmens nach dem fünften Ausführungsbeispiel,
  • 11a eine Explosionsdarstellung eines Siegelrahmens mit einer Isolationsschale für eine bipolare Rahmenflachzelle nach einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 11b eine schematische Detaildarstellung zur Ausgestaltung des Siegelrahmens nach dem sechsten Ausführungsbeispiel,
  • 12a eine auseinandergezogene Querschnittsdarstellung der bipolaren Rahmenflachzelle nach dem sechsten Ausführungsbeispiel,
  • 12b eine Querschnittsdarstellung der bipolaren Rahmenflachzelle nach dem sechsten Ausführungsbeispiel,
  • 12c eine Detaildarstellung der bipolaren Rahmenflachzelle der 12b,
  • 13 eine weitere Explosionsdarstellung des Siegelrahmens mit einer Gehäusehälfte für eine bipolaren Rahmenflachzelle,
  • 14 eine weitere Explosionsdarstellung der bipolaren Rahmenflachzelle, und
  • 15 eine perspektivische Darstellung der bipolaren Rahmenflachzelle.
  • Die 1a und 1b zeigen eine Explosionsdarstellung und eine perspektive Darstellung einer herkömmlichen bipolaren Rahmenflachzelle mit einem Siegelrahmen 30. Die bipolare Rahmenflachzelle weist ein erstes Gehäuseteil 10, welches als eine Anodenschale ausgebildet ist, und ein zweites Gehäuseteil 20, welches als eine Kathodenschale ausgebildet ist, und einen Siegelrahmen 30 zur Verbindung des ersten Gehäuseteils 10 mit dem zweiten Gehäuseteil 20 auf, wobei das erste Gehäuseteil 10 und das zweite Gehäuseteil 20 einen Aufnahmeraum zur Aufnahme der einen ersten Ableiter 2 und einen zweiten Ableiter 3 aufweisenden Elektrodenanordnung 1 bilden.
  • Die 2a und 2b zeigen eine auseinandergezogene Querschnittsdarstellung und eine Querschnittsdarstellung der bipolaren Rahmenflachzelle der 1a und 1b. Der erste Ableiter 2 und der zweite Ableiter 3 der Elektrodenanordnung sind bei diesem Beispiel derart angeordnet, dass im zusammengebauten Zustand der erste eine erste Polarität aufweisende Ableiter 2 an einer Innenseite des ersten Gehäuseteils 10 anliegt und dass der zweite eine zweite Polarität aufweisende Ableiter 3 an einer Innenseite des zweiten Gehäuseteils 20 anliegt, wobei der Siegelrahmen 30 als Verbindung und Siegelung zwischen dem ersten Gehäuseteil 10 und dem zweiten Gehäuseteil 20 angeordnet ist.
  • Die 3 zeigt eine schematische Detaildarstellung zur Ausgestaltung des Siegelrahmens 30 der bipolaren Rahmenflachzelle. Bei einer herkömmlichen Herstellung des Siegelrahmens 30 fällt ein im Vergleich zum Siegelrahmen relativ großer Verschnitt an, da aus den Bereich 30' das Material z. B. durch Ausstanzen zu entfernen ist.
  • Die 4a und 4b zeigen eine auseinandergezogene Querschnittsdarstellung und eine Querschnittsdarstellung für ein weiteres Beispiel einer herkömmlichen bipolaren Rahmenflachzelle, welche anstelle eines flach ausgestalteten Siegelrahmens eine Isolationssiegelschale 40 aufweist. Bei diesem Beispiel weist die Isolationssiegelschale 40 eine Kontaktaussparung 41 auf, um den ersten Ableiter 2 der Elektrodenanordnung 1 mit dem ersten Gehäuseteil 10 verbinden zu können, wobei der zweite Ableiter 3 direkt mit dem zweiten Gehäuseteil 20 verbunden werden kann.
  • Die 5a und 5b zeigen eine Explosionsdarstellung und eine schematische Detaildarstellung eines Siegelrahmens 30 mit einer einen ersten Randabschnitt 11 aufweisenden ersten Gehäusehälfte 10 für eine bipolare Rahmenflachzelle nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Siegelrahmen 30 weist bei dem ersten Ausführungsbeispiel vier streifenförmige Siegelelemente 31, 32, 33 und 34 auf, welche auf dem ersten Randabschnitt 11 des ersten Gehäuseteils 10 aneinander angrenzend gesetzt und vorfixiert werden können und beim Siegelvorgang, insbesondere durch seitlich herausquellendes Material zu einem Stück verbunden werden können.
  • Die 6a und 6b zeigen eine Explosionsdarstellung und eine schematische Detaildarstellung eines Siegelrahmens nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dem ersten Ausführungsbeispiel ähnlich weist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Siegelrahmen vier streifenförmige Siegelelemente 31a, 32a, 33a und 34a auf, welche im Gegensatz zu ersten Ausführungsbeispiel nicht aneinander angrenzend angeordnet werden, sondern, wie in der 6 dargestellt ist, an den Eckbereichen überlappend angeordnet werden.
  • Die 7a und 7b zeigen eine Explosionsdarstellung und eine schematische Detaildarstellung eines Siegelrahmens mit einer einen ersten Randabschnitt 11 aufweisenden ersten Gehäusehälfte 10 für eine bipolare Rahmenflachzelle nach einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Siegelrahmen weist bei dem dritten Ausführungsbeispiel zwei L-förmige Siegelelemente 39a und 39b auf, welche auf dem ersten Randabschnitt 11 des ersten Gehäuseteils 10 aneinander angrenzend gesetzt und vorfixiert werden können und beim Siegelvorgang, insbesondere durch seitlich herausquellendes Material zu einem Stück verbunden werden können. Die 8 zeigt eine schematische Darstellung zur Herstellung der L-förmigen Siegelelemente für das dritte Ausführungsbeispiel, wobei durch entsprechend angewinkeltes Ausstanzen der L-förmigen Siegelelemente 39 aus einem Siegelmaterialband 30' nur ein geringer Verschnitt anfällt.
  • Die 9a, 9b und 9c zeigen eine Explosionsdarstellung und eine schematische Detaildarstellung eines Siegelrahmens nach einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sowie eine weitere Detaildarstellung zur Ausgestaltung dieses Siegelrahmens. Der Siegelrahmen weist bei dem vierten Ausführungsbeispiel acht streifenförmige Siegelelemente 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 und 38 auf, welche derart ausgestaltet und angeordnet sind, dass die vier streifenförmigen Siegelelemente 31, 32, 33 und 34 eines erste Schicht 30a des Siegelrahmens und die vier streifenförmigen Siegelelemente 35, 36, 37 und 38 eine zweite Schicht 30b des Siegelrahmens bilden. Aus der 9c ist in Detaildarstellung zu erkennen, dass in den Eckbereichen die streifenförmigen Siegelelemente 31, 32, 33 und 34 der ersten Schicht 30 versetzt zu den streifenförmigen Siegelelemente 35, 36, 37 und 38 der zweiten Schicht 30b angeordnet sind und somit einen Siegelrahmen verbesserter Stabilität mit konstanter Dicke bilden können. Bei der Ausgestaltung nach dem vierten Ausführungsbeispiel können die acht streifenförmigen Siegelelemente 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 und 38 können vor dem Aufbringen vor dem Aufbringen auf das erste oder das zweite Gehäuseteil bereits mittels Siegelung zu einem Siegelrahmen konstanter Dicke verbunden werden.
  • Die 10a und 10b zeigen eine Explosionsdarstellung und eine schematische Detaildarstellung eines Siegelrahmens mit einer einen ersten Randabschnitt 11 aufweisenden ersten Gehäusehälfte 10 für eine bipolare Rahmenflachzelle nach einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dem ersten Ausführungsbeispiel ähnlich weist bei dem fünften Ausführungsbeispiel der Siegelrahmen vier streifenförmige Siegelelemente 31, 32, 33 und 34 auf, welche auf dem ersten Randabschnitt 11 des ersten Gehäuseteils 10 aneinander angrenzend gesetzt und vorfixiert werden können und beim Siegelvorgang, insbesondere durch seitlich herausquellendes Material zu einem Stück verbunden werden können. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel kann das streifenförmige Siegelelement 33 einen zusätzlichen an das streifenförmige Siegelelement 33 angebrachten Bereich 33b aufweisen, welcher nach Innen gerichtet ist und zur Isolation dienen kann.
  • Die 11a und 11b zeigen eine Explosionsdarstellung und eine schematische Detaildarstellung eines Siegelrahmens nach einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dem ersten Ausführungsbeispiel ähnlich weist bei dem sechsten Ausführungsbeispiel der Siegelrahmen vier streifenförmige Siegelelemente 31, 32, 33 und 34 auf, welche aneinander angrenzend gesetzt und vorfixiert werden können und beim Siegelvorgang, insbesondere durch seitlich herausquellendes Material zu einem Stück verbunden werden können. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel können die streifenförmige Siegelelemente 31, 32, 33 und 34 an einer Isolationsschale 45 angebracht sein, so dass eine Isolationssiegelschale gebildet wird, welche der in den 4a und 4b gezeigten Isolationssiegelschale 40 ähnlich ist. Ein Unterschied liegt darin, dass bei der erfindungsgemäßen zweiteiligen Ausgestaltung der Isolationssiegelschale im Gegensatz zu der einteiligen Ausgestaltung einer herkömmlichen Isolationssiegelschale entsprechend angepasste und unterschiedliche Materialien für die Bereiche der Siegelung und für die Bereiche der Isolation gewählt werden können.
  • Die 12a, 12b und 12c zeigen eine auseinandergezogene Querschnittsdarstellung und eine Querschnittsdarstellung sowie eine Detaildarstellung der bipolaren Rahmenflachzelle mit der Isolationssiegelschale nach dem sechsten Ausführungsbeispiel. Aus der 12c ist zu erkennen, dass die Isolationsschale 45 an ihren Randbereich 42 über eine Siegelnaht mit dem Siegelrahmen 30 verbunden sein kann.
  • Die 13 zeigt eine Explosionsdarstellung des Siegelrahmens mit der ersten Gehäusehälfte 10 nach dem ersten Ausführungsbeispiel vor dem Fixieren der streifenförmigen Siegelelemente 31, 32, 33 und 34. Die 14 zeigt in einer weiteren Explosionsdarstellung die erste Gehäusehälfte 10 mit den auf dem Randbereich 11 fixieren streifenförmigen Siegelelemente 31, 32, 33 und 34, die den ersten Ableiter 2 und den zweiten Ableiter 3 aufweisenden Elektrodenanordnung 1 und die zweite Gehäusehälfte. Die 15 zeigt eine perspektivische Darstellung der bipolaren Rahmenflachzelle 100.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Elektrodenanordnung
    2
    erster Ableiter
    3
    zweiter Ableiter
    10
    erstes Gehäuseteil
    11
    erster Randabschnitt
    20
    zweites Gehäuseteil
    21
    zweiter Randabschnitt
    30
    Siegelrahmen
    30'
    Siegelmaterialband
    31, 32, 33, 34
    Siegelelemente
    31a, 32a, 33a, 34a,
    Siegelelemente
    35, 36, 37, 38
    Siegelelemente
    39a, 39b
    Siegelelemente
    33b
    Innenbereichsfläche
    40
    Isolationssiegelschale
    41
    Kontaktaussparung
    42
    Randbereich
    45
    Isolationsschale
    100
    bipolare Rahmenflachzelle
  • 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 102010055615 A1 [0004]

Claims (11)

  1. Bipolare Rahmenflachzelle (100), vorzugsweise eine zur Anwendung in elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen ausgestaltete bipolare Rahmenflachzelle, aufweisend: eine Elektrodenanordnung (1), ein Zellengehäuse mit einem Aufnahmeraum zur Aufnahme der Elektrodenanordnung (1), wobei der Aufnahmeraum durch ein erstes Gehäuseteil (10) und ein zweites Gehäuseteil (20) begrenzt ist, und einen Siegelrahmen (30) aus einem elektrisch nicht leitenden Material, wobei eine erste Mantelfläche des Siegelrahmen (30) mit einem ersten Randabschnitt (11) des ersten Gehäuseteils (10) und eine, der ersten Mantelfläche gegenüberliegende zweite Mantelfläche mit einem zweiten Randabschnitt (21) des zweiten Gehäuseteils (20) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Siegelrahmen (30) eine Mehrzahl an streifenförmigen Siegelelementen (31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 31a, 32a, 33a, 34a, 39a, 39b) aufweist, die miteinander zu dem Siegelrahmen (30) verbunden sind.
  2. Bipolare Rahmenflachzelle (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die streifenförmigen Siegelelemente (31, 32, 33, 34) zumindest teilweise als Zuschnitte ausgebildet sind.
  3. Bipolare Rahmenflachzelle (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die streifenförmigen Siegelelemente (39a, 39b) zumindest teilweise als L-förmige Streifen ausgebildet sind.
  4. Bipolare Rahmenflachzelle (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die streifenförmigen Siegelelemente (31a, 32a, 33a, 34a) sich an Eckbereichen des Siegelrahmens (30) zumindest teilweise überlappen.
  5. Bipolare Rahmenflachzelle (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseteil (10) im Bereich der teilweisen Überlappung an den Eckbereichen eine erste Prägung aufweist und/oder dass das zweite Gehäuseteil (20) im Bereich der teilweisen Überlappung an den Eckbereichen eine zweite Prägung aufweist.
  6. Bipolare Rahmenflachzelle (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Prägung zur Aufnahme von Siegelmaterial ausgestaltet ist und/oder die zweite Prägung zur Aufnahme von Siegelmaterial ausgestaltet ist.
  7. Bipolare Rahmenflachzelle (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die streifenförmigen Siegelelemente (31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38) sich über den gesamten Bereich des Siegelrahmens (30) vollständig überlappen.
  8. Bipolare Rahmenflachzelle (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der streifenförmigen Siegelelemente (31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 31a, 32a, 33a, 34a, 39a, 39b) eine separate Innenbereichsfläche (33b) aufweist, welche in das Innere der Rahmenflachzelle verlängert ist.
  9. Bipolare Rahmenflachzelle (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der streifenförmigen Siegelelemente (31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 31a, 32a, 33a, 34a, 39a, 39b) eine separate Außenbereichsfläche aufweist, welche nach außerhalb der Rahmenflachzelle verlängert ist.
  10. Bipolare Rahmenflachzelle (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseteil (10) als eine erste Halbschale ausgestaltet ist und dass das zweite Gehäuseteil (20) als eine zweite Halbschale ausgestaltet ist.
  11. Bipolare Rahmenflachzelle (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseteil (10) mit einem ersten eine erste Polarität aufweisenden Ableiter (2) der Elektrodenanordnung (1) verbunden ist und dass das zweite Gehäuseteil (20) mit einem zweiten eine zweite Polarität aufweisenden Ableiter (3) der Elektrodenanordnung (1) verbunden ist.
DE102014015263.4A 2014-10-16 2014-10-16 Bipolare Rahmenflachzelle mit Siegelrahmen Withdrawn DE102014015263A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014015263.4A DE102014015263A1 (de) 2014-10-16 2014-10-16 Bipolare Rahmenflachzelle mit Siegelrahmen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014015263.4A DE102014015263A1 (de) 2014-10-16 2014-10-16 Bipolare Rahmenflachzelle mit Siegelrahmen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014015263A1 true DE102014015263A1 (de) 2016-04-21

Family

ID=55637565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014015263.4A Withdrawn DE102014015263A1 (de) 2014-10-16 2014-10-16 Bipolare Rahmenflachzelle mit Siegelrahmen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014015263A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010055615A1 (de) 2010-12-22 2012-06-28 Daimler Ag Einzelzelle für eine Batterie und Verfahren zur Herstellung einer solchen Einzelzelle
US20120219851A1 (en) * 2007-07-20 2012-08-30 Samsung Sdi Co., Ltd. Pouch-type secondary battery
EP2385274B1 (de) * 2010-05-06 2012-11-28 Carl Freudenberg KG Profildichtung mit Eckverbindern
US20130236773A1 (en) * 2011-09-01 2013-09-12 Showa Denko Packaging Co., Ltd. Outer casing material for battery and lithium secondary battery

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120219851A1 (en) * 2007-07-20 2012-08-30 Samsung Sdi Co., Ltd. Pouch-type secondary battery
EP2385274B1 (de) * 2010-05-06 2012-11-28 Carl Freudenberg KG Profildichtung mit Eckverbindern
DE102010055615A1 (de) 2010-12-22 2012-06-28 Daimler Ag Einzelzelle für eine Batterie und Verfahren zur Herstellung einer solchen Einzelzelle
US20130236773A1 (en) * 2011-09-01 2013-09-12 Showa Denko Packaging Co., Ltd. Outer casing material for battery and lithium secondary battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012217451A1 (de) Batteriezelle mit in Gehäusedeckplatte integriertem Knackfederbereich
EP3041062A1 (de) Elektrochemische Zelle
DE102012218188B4 (de) Batteriezelle mit in Gehäuse durch Einkleben fixierter Deckplatte
DE102011110694A1 (de) Gehäusedeckel für einen elektrochemischen Energiespeicher mit einem becherförmigen Gehäuse und Verfahren zur Herstellung des Gehäusedeckels
DE102017200823A1 (de) Energiespeichervorrichtung, Energiespeichergerät und Verfahren zum Herstellen der Energiespeichervorrichtung
WO2013017203A1 (de) Einzelzelle für eine batterie und eine batterie
WO2014048618A1 (de) Batteriezelle mit stromabnehmer zur gehäusekontaktierung
DE102014226260A1 (de) Batteriezelle, Batteriemodul und Verwendung derselben
DE102015218530A1 (de) Gehäuse für eine elektrochemische Zelle und Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für eine elektrochemische Zelle
DE112018001832T5 (de) Mechanisch befestigter wanddurchgangs-stromaufnehmer
DE112018006692T5 (de) Energiespeichervorrichtung
DE102010012977A1 (de) Gegen Kurzschluss gesicherte Knopfzelle
DE112019000626T5 (de) Energiespeichervorrichtung
DE102018203570A1 (de) Energiespeichervorrichtung
WO2014048623A1 (de) Batteriezelle mit in gehäuse formschlüssig fixierter deckplatte
DE102014014529A1 (de) Einzelzelle für einen elektrochemischen Energiespeicher
WO2014048617A1 (de) Batteriezelle mit anordnung zum einfachen wechseln eines gehäusepotentials
DE102015110667A1 (de) Zellenanordnung
DE102009031014A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Batterieanordnung
DE102014015263A1 (de) Bipolare Rahmenflachzelle mit Siegelrahmen
DE102008059963A1 (de) Einzelzelle für eine Batterie und Verfahren zu deren Herstellung
DE102015207070A1 (de) Batterie mit prismatischem Metallgehäuse
DE102009035454A1 (de) Batterieeinzelzelle
DE112016006088T5 (de) Energiespeichervorrichtung
WO2015162001A2 (de) Anordnung mehrerer in einem gehäuse gestapelter galvanischer elemente und batterie umfassend eine solche anordnung galvanischer elemente

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee