DE102014206832A1 - Electrochemical energy storage cell with at least one Temperierungselement and method for arranging the Temperierungselementes in an electrochemical energy storage cell - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrochemische Energiespeicherzelle zum wiederholten Speichern von elektrischer Energie, auf einen Akkumulator, aufweisend wenigstens eine elektrochemische Energiespeicherzelle, und auf ein Verfahren zum Anordnen eines Temperierungselements in einer elektrochemischen Energiespeicherzelle, wobei die elektrochemische Energiespeicherzelle wenigstens zwei durch einen Separator voneinander beabstandete und in Form einer Flachzelle oder Rundzelle um einen Zellenkern angeordnete Elektroden sowie wenigstens ein Temperierungselement zum Temperieren der elektrochemischen Energiespeicherzelle, welches zumindest in einem Bereich des Zellenkerns der elektrochemischen Energiespeicherzelle angeordnet ist, aufweist.The present invention relates to an electrochemical energy storage cell for the repeated storage of electrical energy, to an accumulator, comprising at least one electrochemical energy storage cell, and to a method for arranging a Temperierungselements in an electrochemical energy storage cell, wherein the electrochemical energy storage cell at least two spaced apart by a separator and in the form of a flat cell or round cell arranged around a cell core electrodes and at least one Temperierungselement for tempering the electrochemical energy storage cell, which is arranged at least in a region of the cell core of the electrochemical energy storage cell comprises.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrochemische Energiespeicherzelle nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 zum wiederholten Speichern von elektrischer Energie, aufweisend wenigstens zwei durch einen Separator voneinander beabstandete und in Form einer Flachzelle oder Rundzelle um einen Zellkern angeordnete Elektroden, sowie auf einen Akkumulator nach dem Oberbegriff von Anspruch 9 und insbesondere einen Lithium-Akkumulator zum Versorgen eines elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren nach Anspruch 10 zum Anordnen eines Temperierungselementes in eine elektrochemische Energiespeicherzelle zum Temperieren der elektrochemischen Energiespeicherzelle. The present invention relates to an electrochemical energy storage cell according to the preamble of claim 1 for the repeated storage of electrical energy, comprising at least two spaced apart by a separator and arranged in the form of a flat cell or round cell around a nucleus electrodes, as well as to a rechargeable battery according to the preamble of claim 9 and in particular a lithium secondary battery for supplying an electrical load with electrical energy. Furthermore, the present invention relates to a method according to claim 10 for arranging a Temperierungselementes in an electrochemical energy storage cell for controlling the temperature of the electrochemical energy storage cell.

Stand der TechnikState of the art

Grundlegend ist es bekannt, dass wiederaufladbare Zellen und insbesondere elektrochemische Energiespeicherzellen, wie beispielsweise Akkumulatoren, aus zwei Elektroden und insbesondere einer positiven Elektrode bzw. einer positiv geladenen Elektrode, wie beispielsweise der Anode, und einer negativen Elektrode bzw. einer negativ geladenen Elektrode, wie beispielsweis der Kathode, bestehen, zwischen denen eine chemische Reaktion stattfindet. Basierend auf dieser chemischen Reaktion wird eine elektrische Energie freigesetzt. Bei beispielsweise einem Nickel-Cadmium-Akkumulator weist die positive Elektrode Nickelverbindungen, wie beispielsweise Nickelhydroxiden auf, während die negative Elektrode beispielsweise Cadmium aufweist. Dementsprechend weist die negative Elektrode eines Nickel-Hydrid-Akkumulators zum Beispiel eine wasserstoffspeichernde Metalllegierung auf. Wie grundlegen bekannt, finden insbesondere Lithium-Ionen-Akkumulatoren sehr häufig Anwendung, wobei deren positive Elektrode ein Lithium-Metalloxid umfasst, während die negative Elektrode vorteilhaft spezielle Kohlenstoffen, welche Lithium-Ionen einlagern können, aufweist. Es ist des Weiteren als grundlegend bekannt anzusehen, dass die einzelnen Elektroden mittels eines Separators gegeneinander beabstandet und insbesondere isoliert werden, um einen internen Kurzschluss und folglich ein Verpuffen der elektrischen Energie in Wärme zu vermeiden. Des Weiteren ist insbesondere ein Elektrolyt erforderlich, um eine elektrochemische Reaktion stattfinden zu lassen, wobei das Elektrolyt selbst beispielsweise eine Flüssigkeit sein kann, welche Leitsalze enthält. Der Elektrolyt selbst befindet sich beispielsweise in den Elektroden und dem Separator, wobei insbesondere bei Nickel-Akkumulatoren eine Kalilauge oder bei Lithium-Ionen-Akkumulatoren in speziellen organischen Lösungsmitteln gelöste Lithiumsalze verwendet werden. Zusätzlich zu einem Elektrodenwickel weist die elektrochemische Energiespeicherzelle vorteilhaft auch ein Gehäuse auf, welches beispielsweise aus einem Zellgefäß und einem Zelldeckel besteht. So ist es als grundlegend bekannt anzusehen, dass das Zellgefäß selbst beispielsweise auch als negativer Ableiter, spricht dem Minuspol dienen kann, während beispielsweise der Zelldeckel als positiver Ableiter, sprich dem Pluspol Verwendung finden kann. Wieder aufladbare Zellen können in Form von Wickelzellen ausgestaltet sein, bei welchen die positive Elektrode, der Separator und die negative Elektrode beispielsweise in Form eines streifenförmigen Sandwiches derart übereinandergelegt werden und aufgewickelt werden, so dass die Elektrode eine größtmögliche Oberfläche bildet, was wiederum vorteilhaft hinsichtlich kurzer Ladezeiten und einer hohen Leistungsfähigkeit des Akkumulators ist. Basically, it is known that rechargeable cells and in particular electrochemical energy storage cells, such as accumulators, of two electrodes and in particular a positive electrode or a positively charged electrode, such as the anode, and a negative electrode or a negatively charged electrode, such as the cathode, between which a chemical reaction takes place. Based on this chemical reaction, an electrical energy is released. For example, in a nickel-cadmium storage battery, the positive electrode has nickel compounds such as nickel hydroxides, while the negative electrode has cadmium, for example. Accordingly, the negative electrode of a nickel-hydride secondary battery has, for example, a hydrogen-storing metal alloy. As is well known, in particular lithium-ion batteries are very often used, wherein the positive electrode comprises a lithium metal oxide, while the negative electrode advantageous special carbons, which can store lithium ions has. It is further to be regarded as fundamentally well-known that the individual electrodes are spaced apart from one another by means of a separator and in particular insulated in order to avoid an internal short circuit and consequently a fuming of the electrical energy into heat. Furthermore, in particular, an electrolyte is required to allow an electrochemical reaction to take place, wherein the electrolyte itself may be, for example, a liquid containing conductive salts. The electrolyte itself is located, for example, in the electrodes and the separator, with a potassium hydroxide solution being used in particular in the case of nickel accumulators or lithium salts dissolved in special organic solvents in the case of lithium ion accumulators. In addition to an electrode winding, the electrochemical energy storage cell advantageously also has a housing, which consists for example of a cell vessel and a cell lid. Thus, it is considered to be fundamentally well-known that the cell vessel itself can also serve, for example, as a negative arrester, speaking the negative pole, while, for example, the cell cover can be used as a positive arrester, that is to say the positive pole. Rechargeable cells may be configured in the form of winding cells in which the positive electrode, the separator and the negative electrode, for example in the form of a strip-shaped sandwich, are superimposed and wound up so that the electrode forms the greatest possible surface area, which in turn is advantageous in terms of shortness Charging times and high performance of the accumulator is.

Elektrochemische Energiespeicherzellen und insbesondere Akkumulatoren oder auch Batterien, welche wenigstens eine und vorteilhaft eine Mehrzahl an elektrochemischen Energiespeicherzellen aufweisen können, finden insbesondere Verwendung zur Versorgung eines mit elektrischer Energie betreibbaren Konsumentengerätes, wie insbesondere beispielsweise eines Mobiltelefons oder auch von tragbaren Computern, wie Laptops oder Tablets usw. Des Weiteren finden elektrochemische Energiespeicherzellen insbesondere Verwendung in elektrisch antreibbaren Fahrzeugen, wie beispielsweise Hybridfahrzeugen oder Elektrofahrzeugen, welche als Landfahrzeuge, Wasserfahrzeuge oder auch Luftfahrzeuge ausgestaltet sein können. Die Leistungsfähigkeit und Haltbarkeit der elektrochemischen Energiespeicherzellen, und insbesondere der Batterien und/oder Akkumulatoren, hängt unter anderem von der auf die Energiespeicherzelle einwirkenden Temperaturen ab, so dass insbesondere bei tiefen bzw. niedrigen Temperaturen und demnach bei kühlen Umgebungstemperaturen insbesondere die Ladefähigkeit sowie auch die Entnahme der elektrischen Energie aus der Energiespeicherzelle (Entladefähigkeit) nachteilig begrenzt ist. Währenddessen altert die elektrochemische Energiespeicherzelle beispielsweise bei hohen Temperaturen nachteilig sehr schnell, so dass die Anzahl der Intervalle hinsichtlich des Ladens und Entladens der Energiespeicherzelle nachteilig reduziert sind. Demzufolge ist es grundlegend bekannt, die Energiespeicherzellen vorteilhaft zu erwärmen oder zu kühlen, wobei hierzu zusätzliche Energie verbraucht wird. Grundlegend ist es bekannt, dass die einzelnen Energiespeicherzellen beispielsweise mittels der Erwärmung einer Kühlflüssigkeit oder Luft sowie auch durch das Anbringen elektrischer Heizelemente an den Außenbereichen der Energiespeicherzelle erwärmt bzw. gekühlt werden. Des Weiteren ist es grundlegend bekannt, dass die Energiespeicherzellen beispielsweise durch definierte Lade- und Entladevorgänge bzw. durch ein Anlegen eines Wechselstromes erwärmt werden, wobei elektrische Energie über einen Kondensator gespeichert und zurückgespeist wird. Electrochemical energy storage cells and in particular accumulators or even batteries, which can have at least one and advantageously a plurality of electrochemical energy storage cells, are used in particular for supplying a consumer device that can be operated with electrical energy, in particular, for example, a mobile telephone or even portable computers, such as laptops or tablets, etc Furthermore, electrochemical energy storage cells are used in particular in electrically driven vehicles, such as hybrid vehicles or electric vehicles, which may be designed as land vehicles, watercraft or even aircraft. The performance and durability of the electrochemical energy storage cells, and in particular of the batteries and / or accumulators, depends inter alia on the temperatures acting on the energy storage cell, so that especially at low or low temperatures and therefore at cool ambient temperatures, in particular the charging ability and the removal the electric energy from the energy storage cell (discharge capacity) is adversely limited. Meanwhile, the electrochemical energy storage cell disadvantageously ages rapidly, for example, at high temperatures, so that the number of intervals with regard to charging and discharging of the energy storage cell is disadvantageously reduced. Consequently, it is fundamentally known to advantageously heat or cool the energy storage cells, consuming additional energy for this purpose. Basically, it is known that the individual energy storage cells are heated or cooled, for example by means of heating a cooling liquid or air, as well as by attaching electrical heating elements to the outer regions of the energy storage cell. Furthermore, it is fundamentally known that the energy storage cells are heated, for example, by defined charging and discharging processes or by applying an alternating current, wherein electrical energy is stored via a capacitor and fed back.

So ist beispielsweise in der DE 10 2008 034 878 B4 ein Batteriesystem beschrieben, welches zum Temperieren von Batterien dient, wobei die einzelnen Batteriezellen jeweils von einem Zellgehäuse umgeben sind, welche mit zusätzlichen mit der Form des Zellgehäuses korrespondierenden Wärmeleitplatten umgeben ist. Ferner sind die Wärmeleitplatten an einen Klimakreislauf des Batteriesystems angeschlossen, welches mit einem temperierbaren Fluid durchströmt wird. For example, in the DE 10 2008 034 878 B4 describes a battery system, which is used for temperature control of batteries, wherein the individual battery cells are each surrounded by a cell housing, which is surrounded with additional corresponding with the shape of the cell housing heat conducting plates. Furthermore, the heat conducting plates are connected to an air conditioning circuit of the battery system, which is flowed through by a temperature-controlled fluid.

Derartige Temperierungs- und insbesondere Erwärmungsmöglichkeiten der Energiespeicherzelle erfordern jedoch unter anderem definiert ausgestaltete und der Energiespeicherzelle angepasste zusätzliche elektrische Komponenten, so dass das Temperieren der Energiespeicherzelle folglich kosten- und zeitintensiv und die gesamte Energiespeicherzellenkonstruktion zudem kostenintensiv und wartungsanfällig ist.Such tempering and, in particular, heating possibilities of the energy storage cell, however, require, among other things, defined and adapted energy storage cell additional electrical components, so that the tempering of the energy storage cell consequently costly and time-consuming and the entire energy storage cell construction is also costly and maintenance-prone.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Folglich ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrochemische Energiespeicherzelle und insbesondere einen Akkumulator sowie auch ein Verfahren zum Temperieren einer elektrochemischen Energiespeicherzelle zur Verfügung zu stellen, welche die oben genannten Nachteile zumindest teilweise beheben. Demzufolge ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrochemische Energiespeicherzelle, einen Akkumulator und insbesondere ein Verfahren zum Temperieren einer elektrochemischen Energiespeicherzelle zur Verfügung zu stellen, welche auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise ein Temperieren der elektrochemischen Energiespeicherzelle in prozesssicherer Art ermöglichen. Consequently, it is the object of the present invention to provide an electrochemical energy storage cell and in particular a rechargeable battery as well as a method for controlling the temperature of an electrochemical energy storage cell which at least partially overcome the abovementioned disadvantages. Accordingly, it is the object of the present invention to provide an electrochemical energy storage cell, an accumulator and in particular a method for controlling the temperature of an electrochemical energy storage cell, which allow in a simple and cost-effective manner a temperature control of the electrochemical energy storage cell in a process-reliable manner.

Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine elektrochemische Energiespeicherzelle zum wiederholten Speichern von elektrischer Energie mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 und einem Akkumulator und insbesondere einem Lithium-Ionen-Akkumulator zum Versorgen eines elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie mit den Merkmalen gemäß Anspruch 9. Ferner wird die voranstehende Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Anordnen eines Temperierungselementes in eine elektrochemische Energiespeicherzelle zum Temperieren der elektrochemischen Energiespeicherzelle mit den Merkmalen gemäß Anspruch 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der elektrochemischen Energiespeicherzelle beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Akkumulator und/oder dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. Außerdem kann das erfindungsgemäße Verfahren zum Anordnen eines Temperierungselementes bei der erfindungsgemäßen elektrochemischen Energiespeicherzelle sowie dem erfindungsgemäßen Akkumulator angewandt werden. The above object is achieved by an electrochemical energy storage cell for repeatedly storing electrical energy with the features of claim 1 and an accumulator and in particular a lithium-ion battery for supplying an electrical consumer with electrical energy having the features of claim 9. Further, the The above object is achieved by a method for arranging a Temperierungselementes in an electrochemical energy storage cell for controlling the temperature of the electrochemical energy storage cell having the features of claim 10. Further features and details of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings. In this case, features and details that are described in connection with the electrochemical energy storage cell, of course, also in connection with the accumulator according to the invention and / or the inventive method and in each case vice versa, so that with respect to the disclosure of the individual aspects of the invention always reciprocal reference is made or can be. In addition, the inventive method for arranging a Temperierungselementes in the inventive electrochemical energy storage cell and the accumulator according to the invention can be applied.

Die elektrochemische Energiespeicherzelle zum wiederholten Speichern von elektrischer Energie, aufweisend wenigstens zwei durch einen Separator voneinander beabstandete und in Form einer Flachzelle oder Rundzelle um einen Zellkern angeordnete Elektroden, ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Temperierungselement zum Temperieren der elektrochemischen Energiespeicherzelle zumindest in einem Bereich des Zellkerns der elektrochemischen Energiespeicherzelle angeordnet ist. Die elektrochemische Energiespeicherzelle zum wiederholten Speichern von elektrischer Energie ist vorteilhaft eine galvanische Zelle, welche in einem Akkumulator, welcher vorteilhaft wenigstens eine und besonders vorteilhaft eine Mehrzahl an elektrochemischen Energiespeicherzellen bzw. miteinander in Verbindung stehender galvanischer Zellen aufweist, anordenbar ist. Demzufolge ist es möglich, dass die elektrochemische Energiespeicherzelle selbst einen Akkumulator bildet bzw. ein Akkumulator ist. Die elektrochemische Energiespeicherzelle, kurz Energiespeicherzelle, weist insbesondere eine positive Elektrode, wie beispielsweise eine Anode, und eine negative Elektrode, wie beispielsweise eine Kathode, mit einem zwischen den Elektroden angeordneten bzw. dazwischen liegenden Separator auf. Vorteilhaft sind die Elektroden, das bedeutet die positive Elektrode und die negative Elektrode, sowie auch der Separator flächig ausgestaltet und insbesondere folienartig ausgebildet und derart um einen Zellkern, wie beispielsweise einen Wickeldorn oder ein Wickelschwert oder gar einen Kunststofffolienwickelkern gewickelt, dass die Elektroden und der Separator einen Elektrodenwickel ausbilden, aufweisend vorteilhaft eine Mehrzahl an Wickellagen. Die Energiespeicherzelle kann vorteilhaft gasdicht arbeiten. Der Separator dient als Zwischenlage zwischen den Elektroden als isolierendes Trennelement zur galvanischen Trennung der Elektroden. Der Elektrodenwickel ist vorteilhaft um einen Drehstift bzw. Wickeldorn oder auch ein Wickelschwert oder einen Kunststofffolienwickelkern spiralartig aufgewickelt und wird beispielsweise nach dessen Fixierung mit einem Klebeband oder einer Metallhülse in ein Zellengefäß bzw. -gehäuse eingesetzt, welches auch ein Bestandteil der elektrochemischen Energiespeicherzelle sein kann.The electrochemical energy storage cell for the repeated storage of electrical energy, comprising at least two separated by a separator and arranged in the form of a flat cell or round cell around a nucleus electrodes, characterized in that at least one Temperierungselement for tempering the electrochemical energy storage cell at least in a region of the cell nucleus the electrochemical energy storage cell is arranged. The electrochemical energy storage cell for the repeated storage of electrical energy is advantageously a galvanic cell which can be arranged in an accumulator which advantageously has at least one and particularly advantageously a plurality of electrochemical energy storage cells or galvanic cells which are connected to one another. As a result, it is possible for the electrochemical energy storage cell itself to form an accumulator or to be an accumulator. The electrochemical energy storage cell, in short energy storage cell, has in particular a positive electrode, such as an anode, and a negative electrode, such as a cathode, with a separator disposed between the electrodes or interposed therebetween. Advantageously, the electrodes, that means the positive electrode and the negative electrode, as well as the separator configured areally and in particular film-like and wound around a cell nucleus, such as a winding mandrel or a winding blade or even a plastic film winding core such that the electrodes and the separator form an electrode winding, advantageously comprising a plurality of winding layers. The energy storage cell can advantageously work gas-tight. The separator serves as an intermediate layer between the electrodes as an insulating separating element for the galvanic separation of the electrodes. The electrode winding is advantageously spirally wound around a pivot pin or winding mandrel or a winding blade or a plastic film winding core and is used for example after its fixation with an adhesive tape or a metal sleeve in a cell vessel or housing, which may also be a component of the electrochemical energy storage cell.

Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass zur Kontaktierung der elektrochemischen Energiespeicherzelle eine separate Zuleitung beispielsweise an den Elektrodenwickel und vorzugsweise an der negativen Elektrode des Elektrodenwickels angeordnet ist, wobei die negative Elektrode beispielsweise eine Kupferfolie bei insbesondere Lithium-Ionen-Akkus sein kann. Es ist des Weiteren denkbar, dass insbesondere bei Vorliegen eines neutralen Zellgehäuses auf eine separate Kontaktierung an der Außenseite der elektrochemischen Energiespeicherzelle verzichtet werden kann. Vorteilhaft ist das Temperierungselement elektrisch getrennt zu dem Elektrodenwickel angeordnet. Das Temperierungselement dient demzufolge vorzugsweise zum Temperieren der elektrochemischen Energiezelle, wobei unter einer Temperierung im Rahmen der Erfindung ein Kühlen und/oder ein Erwärmen der elektrochemischen Energiespeicherzelle und insbesondere des Elektrodenwickels der elektrochemischen Energiespeicherzelle verstanden werden kann. Vorteilhaft ist das Temperierungselement in einem Bereich des Zellkerns der elektrochemischen Energiespeicherzelle angeordnet, um die Energiespeicherzelle von innen nach außen her zu temperieren. Folglich ist es möglich, dass insbesondere in dem Bereich der Energiespeicherzelle, nämlich im Bereich des Zellkerns, an welchem vorteilhaft eine hohe Wärmeenergie vorliegt, diese Wärmeenergie schnellstmöglichst abtransportiert werden kann, um eine hinreichende und verlustfreie Betätigung der Energiespeicherzelle zu ermöglichen. In the context of the invention, it is conceivable that for contacting the electrochemical energy storage cell, a separate supply line is arranged, for example, on the electrode winding and preferably on the negative electrode of the electrode winding, wherein the negative electrode may be, for example, a copper foil in particular lithium-ion batteries. It is furthermore conceivable that, in particular in the presence of a neutral cell housing, a separate contacting on the outside of the electrochemical energy storage cell can be dispensed with. Advantageously, the temperature control element is arranged electrically separated from the electrode winding. Accordingly, the tempering element is preferably used for tempering the electrochemical energy cell, wherein a tempering in the context of the invention cooling and / or heating of the electrochemical energy storage cell and in particular of the electrode coil of the electrochemical energy storage cell can be understood. Advantageously, the tempering element is arranged in a region of the cell nucleus of the electrochemical energy storage cell in order to temper the energy storage cell from the inside to the outside. Consequently, it is possible that especially in the area of the energy storage cell, namely in the region of the cell nucleus, which advantageously has a high heat energy, this heat energy can be removed as quickly as possible in order to enable a sufficient and lossless actuation of the energy storage cell.

Im Rahmen der Erfindung ist es folglich denkbar, dass das Temperierungselement ein Heizelement und insbesondere ein Widerstandsheizelement zum Erwärmen der elektrochemischen Energiespeicherzelle ist. Bei Vorliegen eines Widerstandsheizelementes weist das Temperierungselement vorteilhaft einen Heizwiderstand auf, welcher in Form eines elektrischen Bauteils vorliegt, welches elektrische Energie in thermische Energie, sprich Wärmeenergie umwandelt. Hierbei ist es zum Beispiel denkbar, dass dieser Heizwiderstand ein hochohmiger Draht oder ein Heizleiter ist, bei dem Wärme erzeugt wird, indem ein dem Zweck angepasstes leitfähiges Material mit hohem elektrischen Widerstand von elektrischem Strom durchflossen wird und sich dadurch erhitzt. In the context of the invention, it is therefore conceivable that the Temperierungselement is a heating element and in particular a resistance heating element for heating the electrochemical energy storage cell. In the presence of a resistance heating element, the tempering element advantageously has a heating resistor which is in the form of an electrical component which converts electrical energy into thermal energy, that is to say heat energy. In this case, it is conceivable, for example, that this heating resistor is a high-resistance wire or a heating conductor in which heat is generated by electric current flowing through a purpose-adapted conductive material with high electrical resistance, thereby heating itself.

Es ist des Weiteren möglich, dass das Temperierungselement ein Kühlelement und insbesondere ein mit einem Kühlmedium durchflossener Kühlleiter zum Kühlen der elektrochemischen Energiespeicherzelle ist. Als Kühlmedium kann dabei beispielsweise ein gasförmiges oder flüssiges und insbesondere ein fließförmiges Medium Verwendung finden. Dieses Medium kann vorteilhaft jedoch nicht nur zum Kühlen, sondern auch gleichzeitig zum Erwärmen dieser Energiespeicherzelle verwendet werden. Dies ist beispielsweise möglich, wenn das Medium selbst erwärmt wird und diese Wärmeenergie an die Energiespeicherzelle bei deren Durchfließen abgibt. Demzufolge kann mittels eines Durchfließens des Kühlleiters bzw. Leiters mittels einem gekühlten Medium ein Kühlen der elektrochemischen Energiespeicherzelle erfolgen, während bei einem Durchfließen des Kühlmediums durch den Kühlleiter mit einem erwärmten Medium ein Erwärmen der elektrochemischen Energiespeicherzelle ermöglicht werden kann. Es ist des Weiteren denkbar, dass neben dem Kühlelement selbst bzw. dem mittels eines Mediums durchflossenen Kühlleiters bzw. Leiters zum Kühlen oder auch Erwärmen der elektrochemischen Energiespeicherzelle auch ein Heizelement der vorgenannten Art und insbesondere ein Widerstandsheizelement im Bereich des Zellkerns der elektrochemischen Energiespeicherzelle angeordnet ist. Demzufolge ist es denkbar, dass neben einer Mediumleitung für ein fließfähiges Medium auch beispielsweise ein hochohmiger Draht, wie ein Kupferdraht, zur Erzeugung einer Wärmeenergie im Bereich des Zellkerns der elektrochemischen Speicherzelle angeordnet ist.Furthermore, it is possible for the tempering element to be a cooling element and, in particular, a cooling conductor through which a cooling medium flows to cool the electrochemical energy storage cell. As a cooling medium can be used, for example, a gaseous or liquid and in particular a flow medium. This medium can be used advantageously not only for cooling, but also at the same time for heating this energy storage cell. This is possible, for example, if the medium itself is heated and emits this heat energy to the energy storage cell as it flows through. Accordingly, cooling of the electrochemical energy storage cell can take place by means of a flow through the cooling conductor or conductor by means of a cooled medium, while heating of the electrochemical energy storage cell can be made possible when the cooling medium flows through the cooling conductor with a heated medium. It is furthermore conceivable that, in addition to the cooling element itself or the cooling conductor or conductor through which a cooling medium or conductor also cools or also heats the electrochemical energy storage cell, a heating element of the aforementioned type and in particular a resistance heating element is arranged in the region of the cell nucleus of the electrochemical energy storage cell. Accordingly, it is conceivable that, in addition to a medium line for a flowable medium, for example, a high-resistance wire, such as a copper wire, for generating a heat energy in the region of the cell nucleus of the electrochemical storage cell is arranged.

Es ist des Weiteren denkbar, dass der Zellkern ein Wickeldorn oder ein Wickelschwert oder ein deformierbarer Kunststofffolienwickelkern ist. Der Wickeldorn ist, wie oben bereits beschrieben, vorteilhaft ein zylinderförmiges und insbesondere kreiszylinderförmiges Gebilde, welches beispielsweise in Form eines Kunststoffstabes ausgestaltet sein kann und entweder zum dauernden Verbleib im Wickel oder auch zur Erzeugung eines Freiraumes bzw. Hohlraumes im Wickel bestimmt ist. Demzufolge ist es denkbar, dass der Wickeldorn selbst ein Bestandteil des Elektrodenwickels bzw. Wickels ist, oder auch nach dem Erzeugen des Elektrodenwickels aus dem Inneren des Elektrodenwickels herausgenommen wird. Das Wickelschwert selbst ist ein flächiges Element und insbesondere ein plattenförmiges Element, welches entgegen zum Wickeldorn keine Rundzelle, sondern eine Flachzelle der elektrochemischen Energiespeicherzelle erzeugt. Vorzugsweise dient das Wickelschwert dazu, eine Mehrzahl an Schichten der Elektroden mit dazwischenliegendem Separator zu erzeugen, wobei nach dem Erzeugen des Elektrodenwickels das Wickelschwert vorteilhaft aus dem Inneren des Elektrodenwickels herausgenommen wird, so dass hierbei ein freier Raum entsteht. Es ist des Weiteren möglich, dass der Zellkern auch ein deformierbarer Kunststofffolienwickelkern ist, welcher folglich aus einem Kunststoffmaterial und insbesondere einem deformierbaren Kunststoffmaterial besteht. Dieser Kunststofffolienwickelkern dient zum einen dazu, die Elektroden mit dem dazwischen angeordneten Separator in einer definierten Anzahl an Lagen zur Erzeugung eines Elektrodenwickels aufzuwickeln. Nach dem Umwickeln des Kunststofffolienwickelkerns ist es denkbar, den Kunststofffolienwickelkern derart zu deformieren, dass der Elektrodenwickel beispielsweise die Form einer Flachzelle oder jedwede andere Form bzw. Gestalt einnehmen kann. Dabei wird der Kunststofffolienwickelkern vorteilhaft zusammengepresst. Bei Verwendung eines Kunststofffolienwickelkerns ist als vorteilhaft anzusehen, dass nicht wie beim Erzeugen eines Elektrodenwickels unter Verwendung eines Wickeldorns oder eines Wickelschwertes, ein weiterer Separator verwendet werden muss, welcher den Kunststofffolienwickelkern kontaktiert, und diesen zu einer ersten Elektrode galvanisch trennt bzw. beabstandet. Vielmehr kann der kostenintensive Separator eingespart werden, da die erste Elektrode selbst vorteilhaft direkt auf den Kunststofffolienwickelkern aufgebracht werden kann. Vorteilhaft verbleibt der Kunststofffolienwickelkern als Zellkern im Inneren der elektrochemischen Energiespeicherzelle und bildet einen Bestandteil des Elektrodenwickels. It is also conceivable that the cell nucleus is a winding mandrel or a winding blade or a deformable plastic film winding core. The winding mandrel is, as already described above, advantageously a cylindrical and in particular circular cylindrical structure, which may be configured for example in the form of a plastic rod and is intended either for permanent retention in the winding or for generating a free space or cavity in the winding. Accordingly, it is conceivable that the winding mandrel itself is a component of the electrode winding or winding, or is taken out after the generation of the electrode coil from the interior of the electrode coil. The winding blade itself is a planar element and in particular a plate-shaped element, which generates, contrary to the winding mandrel no round cell, but a flat cell of the electrochemical energy storage cell. Preferably, the winding blade serves to produce a plurality of layers of the electrodes with a separator therebetween, wherein after the generation of the electrode coil the winding blade is advantageously taken out of the interior of the electrode winding, so that in this case a free space is created. It is further possible that the cell nucleus is also a deformable plastic foil winding core, which consequently consists of a plastic material and in particular a deformable plastic material. This plastic film winding core serves on the one hand to wind the electrodes with the separator arranged in between in a defined number of layers to produce an electrode winding. After wrapping the Kunststofffolienwickelkerns, it is conceivable to deform the plastic film winding core such that the For example, electrode winding may take the form of a flat cell or any other shape. In this case, the plastic film winding core is advantageously compressed. When using a Kunststofffolienwickelkerns is to be regarded as advantageous that not as in the production of an electrode coil using a mandrel or a winding blade, another separator must be used, which contacts the plastic film winding core, and this galvanically separates or spaced to a first electrode. Rather, the costly separator can be saved, since the first electrode itself can advantageously be applied directly to the plastic film winding core. Advantageously, the plastic film winding core remains as a cell core in the interior of the electrochemical energy storage cell and forms a part of the electrode coil.

Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass der Wickeldorn oder der Kunststofffolienwickelkern einen sich entlang seiner Längsachse erstreckenden Hohlraum aufweist, innerhalb welchem das Temperierungselement angeordnet ist. Demzufolge ist es denkbar, dass der Wickeldorn oder der Kunststofffolienwickelkern, welcher vorteilhaft im Inneren des Elektrodenwickels verbleibt und einen Bestandteil des Elektrodenwickels bildet, einen Durchlass bzw. eine Durchlassöffnung in deren Längsachse aufweist, welche vorteilhaft zentrisch des Wickeldorns und/oder des Kunststofffolienwickelkerns angeordnet ist. Dieser Durchlass bzw. Hohlraum dient beispielsweise dazu im Herstellungsprozess des Elektrodenwickels ein Eingriffselement einzuführen, mittels welchem das Wickelband, welches die Elektroden und den wenigstens einen Separator zur Erzeugung eines Elektrodenwickels aufweist, um den Zellkern gewickelt wird. Das Eingriffsmittel ist dabei beispielsweise ein Bestandteil eines Wickelautomaten zum Wickeln bzw. Erzeugen des Elektrodenwickels. Demnach ist es möglich den bereits beim Wickelprozess verwendeten Hohlraum im Bereich des Zellkerns des Elektrodenwickels zu verwendet, um innerhalb diesem ein Temperierungselement anzuordnen. Vorteilhaft erstreckt sich das Temperierungselement zumindest abschnittsweise und besonders bevorzugt vollständig entlang der Längsachse des Hohlraumes durch diesen Hohlraum hindurch. In the context of the invention, it is conceivable that the winding mandrel or the plastic film winding core has a cavity extending along its longitudinal axis, within which the tempering element is arranged. Accordingly, it is conceivable that the winding mandrel or the plastic film winding core, which advantageously remains in the interior of the electrode winding and forms part of the electrode winding, has a passage or a passage opening in its longitudinal axis, which is advantageously arranged centrally of the winding mandrel and / or the plastic film winding core. This passage or cavity serves, for example, to introduce an engagement element in the manufacturing process of the electrode winding, by means of which the winding tape, which has the electrodes and the at least one separator for producing an electrode winding, is wound around the cell core. The engagement means is for example a part of a winding machine for winding or generating the electrode coil. Accordingly, it is possible to use the cavity already used in the winding process in the region of the cell nucleus of the electrode coil in order to arrange a tempering element within the same. Advantageously, the tempering element extends at least in sections, and particularly preferably completely along the longitudinal axis of the cavity through this cavity.

Es ist des Weiteren denkbar, dass das Temperierungselement in einem Bereich des nach dem Erzeugen eines Elektrodenwickels aus dem Elektrodenwickel entnehmbaren Wickelschwertes angeordnet ist. Vorteilhaft wird hierbei das zur Erzeugung des Elektrodenwickels verwendete Wickelschwert aus dem Inneren des Elektrodenwickels entfernt, so dass der Elektrodenwickel als Zellkern lediglich einen freien Raum und insbesondere einen Hohlraum aufweist, innerhalb welchem das Temperierungselement eingebracht werden kann. Vorteilhaft ist das Temperierungselement galvanisch getrennt zur ersten Schicht des Elektrodenwickels angeordnet, indem insbesondere ein Separator zwischen dem Temperierungselement und der ersten Schicht des Elektrodenwickels und insbesondere einer ersten Elektrode des Elektrodenwickels eingebracht ist. Dieses Einbringen des Separators und insbesondere einer ersten Lage des Separators findet vorteilhaft schon während des Erzeugens des Elektrodenwickels statt. Hierbei wird insbesondere ein Wickelband, aufweisend wenigstens zwei Elektroden und einen zwischen den Elektroden angeordneten ersten Separator sowie einem zweiten Separator, angeordnet zwischen dem Wickelschwert und der ersten Elektrode der beiden Elektroden, um das Wickelschwert gewickelt. It is furthermore conceivable that the tempering element is arranged in a region of the winding blade which can be removed from the electrode winding after the production of an electrode winding. Advantageously, in this case the winding blade used to produce the electrode coil is removed from the interior of the electrode coil, so that the electrode coil has as a nucleus only a free space and in particular a cavity within which the Temperierungselement can be introduced. Advantageously, the temperature control element is arranged galvanically separated from the first layer of the electrode coil, in particular by introducing a separator between the temperature control element and the first layer of the electrode coil and in particular a first electrode of the electrode coil. This introduction of the separator and in particular a first layer of the separator advantageously already takes place during the generation of the electrode coil. In this case, in particular a winding band comprising at least two electrodes and a first separator arranged between the electrodes and a second separator arranged between the winding blade and the first electrode of the two electrodes are wound around the winding blade.

Im Rahmen der Erfindung ist es des Weiteren möglich, dass das Temperierungselement auf einen im Inneren des Elektrodenwickels angeordneten Anfangsbereich des Elektrodenwickels aufgebracht ist. Hierbei ist es denkbar, dass das Temperierungselement beispielsweise in Form eines hochohmigen Drahtes vorliegt, welches auf einen Anfangsbereich des Elektrodenwickels, welcher vorteilhaft zumindest einen Abschnitt des Wickeldorns, des Wickelschwertes und/oder des Kunststofffolienwickelkerns kontaktiert, aufgedruckt, auflaminiert oder gar aufgeklebt wird. Es ist des Weiteren denkbar, dass dieses Temperierungselement beispielsweise auf einer Kupferfolie aufgebracht bzw. dort eingebracht oder auf dieser erzeugt ist. Die Kupferfolie selbst ist entweder ein Bestandteil einer Elektrode oder stellt insbesondere eine Elektrode des Elektrodenwickels dar oder ist als zusätzliches Element im Elektrodenwickel als flächiger Bereich und insbesondere als eine vierte Folie angeordnet, wobei diese Kupferfolie von den Elektrodenfolien mittels eines Separators beabstandet ist bzw. galvanisch getrennt sein kann. In the context of the invention, it is furthermore possible for the tempering element to be applied to an initial region of the electrode winding arranged in the interior of the electrode winding. In this case, it is conceivable that the tempering element is present for example in the form of a high-resistance wire which is contacted, printed, laminated or even glued onto an initial region of the electrode coil, which advantageously contacts at least a portion of the winding mandrel, the winding blade and / or the plastic film winding core. It is also conceivable that this Temperierungselement applied for example on a copper foil or introduced there or produced on this. The copper foil itself is either a constituent of an electrode or in particular represents an electrode of the electrode coil or is arranged as an additional element in the electrode coil as a planar region and in particular as a fourth foil, this copper foil being spaced from the electrode foils by means of a separator or being galvanically separated can be.

Es ist des Weiteren möglich, dass das Temperierungselement selbst auf den Kunststofffolienwickelkern aufgebracht ist. In diesem Falle wäre es möglich, dass zumindest ein Bestandteil des Temperierungselement, welches beispielsweise aus einem Kühlelement und einem Erwärmungselement besteht, nicht in einem Hohlraum des Kunststofffolienwickelkerns eingebracht ist, sondern explizit auf den Kunststofffolienwickelkern und insbesondere in Umfangsrichtung auf dessen Außenoberfläche des Kunststofffolienwickelkerns aufgebracht, wie beispielsweise aufgepresst, auflaminiert oder aufgeklebt ist. Vorteilhaft wird insbesondere ein hochohmiger Draht oder ein auf einer Kunststofffolie aufgebrachtes Temperierungselement zum Erwärmen des Elektrodenwickels zumindest abschnittsweise um den Kunststofffolienwickelkern aufgebracht, während es denkbar ist ein Kühlelement, wie eine Kühlleitung zusätzlich in den Hohlraum des Kunststofffolienwickelkerns einzubringen. It is also possible that the Temperierungselement itself is applied to the plastic film winding core. In this case, it would be possible that at least one component of the Temperierungselement, which consists for example of a cooling element and a heating element is not introduced into a cavity of the plastic film winding core, but explicitly applied to the plastic film winding core and in particular in the circumferential direction on the outer surface of the plastic film winding core, such as for example, pressed on, laminated or glued. In particular, a high-resistance wire or a tempering element applied to a plastic film for heating the electrode winding is advantageously at least partially applied around the plastic film winding core, while it is conceivable to additionally introduce a cooling element, such as a cooling line, into the cavity of the plastic film winding core.

Des Weiteren ist ein Akkumulator und insbesondere ein Lithium-Ionen-Akkumulator zum Versorgen eines elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie, aufweisend wenigstens eine elektrochemische Energiespeicherzelle gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 8 beansprucht. Folglich weist der erfindungsgemäße Akkumulator vorteilhaft eine elektrochemische Energiespeicherzelle gemäß der oben genannten Art auf. Ein Akkumulator ist vorteilhaft ein wiederaufladbarer elektrischer Energiespeicher, welcher elektrische Energie für einen elektrischen Verbraucher wie beispielsweise ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, wie ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug, welches beispielsweise ein Land-, Wasser-, Luftfahrzeug sein kann, liefert. Der Akkumulator weist wenigstens eine und vorteilhaft mehr als eine und insbesondere eine Vielzahl von Energiespeicherzellen, welche in Form einer galvanischen Zelle ausgestaltet sein können, auf. Furthermore, an accumulator and in particular a lithium-ion accumulator for supplying an electrical load with electrical energy, comprising at least one electrochemical energy storage cell according to at least one of the preceding claims 1 to 8 claimed. Consequently, the accumulator according to the invention advantageously has an electrochemical energy storage cell according to the above-mentioned type. An accumulator is advantageously a rechargeable electrical energy store, which supplies electrical energy for an electrical consumer, such as an electrically drivable vehicle, such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, which may be, for example, a land, water or aircraft. The accumulator has at least one and advantageously more than one and in particular a plurality of energy storage cells, which may be configured in the form of a galvanic cell.

Bei dem erfindungsgemäßen Akkumulator ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einer elektrochemischen Energiespeicherzelle gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. The accumulator according to the invention yields all the advantages which have already been described for an electrochemical energy storage cell according to the first aspect of the invention.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Anordnen eines Temperierungselementes in eine elektrochemische Energiespeicherzelle zum Temperieren der elektrochemischen Energiespeicherzelle, aufweisend einen Zellkern und einen Elektrodenwickel, aufweisend zumindest eine um den Zellkern aufgebrachte Wicklung aus wenigstens zwei Elektroden sowie aus wenigstens einem zwischen diesen Elektroden angeordneten Separator, wird das Temperierungselement vor dem Erzeugen des Elektrodenwickels auf den Zellkern oder auf einen Anfangsbereich des Elektrodenwickels aufgebracht und insbesondere aufgepresst, auflaminiert oder aufgeklebt, oder es wird das Temperierungselement nach dem Erzeugen des Elektrodenwickels in einen Hohlraum des Zellkerns oder eine Position des aus dem Elektrodenwickel nachträglich entfernten Zellkerns angeordnet. Der hier benannte Zellkern ist insbesondere ein Wickeldorn oder Wickelschwert oder ein Kunststofffolienwickelkern. According to the inventive method for arranging a Temperierungselementes in an electrochemical energy storage cell for controlling the temperature of the electrochemical energy storage cell comprising a cell nucleus and an electrode coil, comprising at least one applied around the cell winding of at least two electrodes and at least one arranged between these electrodes separator, the Temperierungselement before the generation of the electrode coil on the nucleus or on an initial region of the electrode coil applied and in particular pressed, laminated or glued, or the Temperierungselement is arranged after generating the electrode coil in a cavity of the cell nucleus or a position of the cell winding subsequently removed from the electrode core. The cell nucleus named here is in particular a winding mandrel or winding blade or a plastic film winding core.

Das Temperierungselement selbst, welches beispielsweise zum Erwärmen oder auch Kühlen der elektrochemischen Energiespeicherzelle und insbesondere eines Elektrodenwickels der Energiespeicherzelle verwendet werden kann, kann dabei in Form eines Widerstandsheizelementes zum Erwärmen der elektrochemischen Energiespeicherzelle oder in Form eines mittels eines Mediums durchflossenen Leiters zum Kühlen der elektrochemischen Energiespeicherzelle Verwendung finden. Hierbei wird zudem auf die oben genannten Ausführungen zur Ausgestaltung des Temperierungselementes verwiesen. Das Temperierungselement selbst ist dabei vorteilhaft im Bereich des Zellkerns angeordnet und erstreckt sich dabei beispielsweise durch einen Zellkern und insbesondere einen Hohlraum des Zellkerns, wobei der Zellkern selbst ein Wickeldorn oder ein Kunststofffolienwickelkern sein kann. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Temperierungselement den Platz des Zellkerns und insbesondere des Wickeldorns oder des Kunststofffolienwickelkerns einnimmt. Hierbei ist es zudem denkbar, dass insbesondere bei der Erzeugung eines Elektrodenwickels, basierend auf der Verwendung eines Wickelschwertes, welches nachträglich nach dem Wickelprozess aus dem Inneren des Elektrodenwickels entfernt wird, das Temperierungselement in den verbleibenden Bereich eingebracht wird. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Temperierungselement bereits vor dem Erzeugen des Elektrodenwickels beispielsweise auf einen Bereich des Elektrodenwickels und insbesondere einen Anfangsbereich, welcher im Inneren des Elektrodenwickels angeordnet wird, aufgebracht wird, wobei das Temperierungselement hierbei insbesondere aufgepresst, auflaminiert oder aufgeklebt wird. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Temperierungselement insbesondere ein hochohmiger Draht oder ein auf einer Kupferfolie aufgebrachtes Leitungselement ist, welches einen Bestandteil des Elektrodenwickels selbst bilden kann. So ist es zum Beispiel denkbar, dass insbesondere bei Verwendung einer Kupferfolie diese Kupferfolie ebenfalls ein Bestandteil einer Elektrode des Elektrodenwickels ist oder gar eine Elektrode des Elektrodenwickels bildet. Demzufolge ist es denkbar, dass das Temperierungselement in einem Bereich einer Elektrode des Elektrodenwickels angeordnet ist, wobei diese Elektrode vorteilhaft von der zweiten Elektrode mittels eines Separators getrennt ist. The Temperierungselement itself, which can be used for example for heating or cooling of the electrochemical energy storage cell and in particular an electrode coil of the energy storage cell, can be used in the form of a Widerstandsheizelementes for heating the electrochemical energy storage cell or in the form of a medium flowing through a conductor for cooling the electrochemical energy storage cell Find. In this case, reference is also made to the above explanations for the design of the tempering. The tempering element itself is advantageously arranged in the region of the cell nucleus and extends, for example, through a cell nucleus and in particular a cavity of the cell nucleus, wherein the cell nucleus itself may be a winding mandrel or a plastic foil winding core. However, it is also conceivable that the Temperierungselement occupies the place of the cell nucleus and in particular of the winding mandrel or the plastic film winding core. In this case, it is also conceivable that, in particular in the production of an electrode winding, based on the use of a winding blade, which is subsequently removed after the winding process from the interior of the electrode coil, the Temperierungselement is introduced into the remaining area. However, it is also conceivable that the Temperierungselement before the generation of the electrode coil, for example, on a region of the electrode coil and in particular an initial region, which is disposed in the interior of the electrode coil, is applied, wherein the Temperierungselement in particular is pressed, laminated or glued. This is advantageous in particular when the tempering element is in particular a high-resistance wire or a line element applied to a copper foil, which can form a component of the electrode coil itself. Thus, for example, it is conceivable that, in particular when using a copper foil, this copper foil is likewise a constituent of an electrode of the electrode coil or even forms an electrode of the electrode coil. Accordingly, it is conceivable that the Temperierungselement is arranged in a region of an electrode of the electrode coil, said electrode is advantageously separated from the second electrode by means of a separator.

Bei dem beschriebenen Verfahren ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einer elektrochemischen Energiespeicherzelle und/oder einem Akkumulator gemäß den ersten Aspekten der Erfindung beschrieben worden sind. In the described method, all the advantages that have already been described for an electrochemical energy storage cell and / or a rechargeable battery according to the first aspects of the invention result.

Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen elektrochemischen Energiespeicherzelle eines erfindungsgemäßen Akkumulators werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch: Embodiments of an inventive electrochemical energy storage cell of a rechargeable battery according to the invention are explained in more detail with reference to drawings. Each show schematically:

1 in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform einer elektrochemischen Energiespeicherzelle und insbesondere einer Rundzelle, 1 in a perspective view of an embodiment of an electrochemical energy storage cell and in particular a round cell,

2 in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform eines Elektrodenwickels der in 1 gezeigten Ausführungsform der elektrochemischen Energiespeicherzelle, 2 in a perspective view of an embodiment of an electrode coil of in 1 shown embodiment of the electrochemical energy storage cell,

3 in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform einer elektrochemischen Energiespeicherzelle und insbesondere einer Flachzelle, 3 in a perspective view of an embodiment of an electrochemical energy storage cell and in particular a flat cell,

4 in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform eines Elektrodenwickels der in der 4 gezeigten Ausführungsform der elektrochemischen Energiespeicherzelle, 4 in a perspective view of an embodiment of an electrode winding in the 4 shown embodiment of the electrochemical energy storage cell,

5 in einer Seitenansicht eine Ausführungsform eines Elektrodenwickels einer erfindungsgemäßen elektrochemischen Energiespeicherzelle vor dem Wickelprozess, 5 in a side view an embodiment of an electrode winding of an electrochemical energy storage cell according to the invention before the winding process,

6 in einer Seitenansicht eine weitere Ausführungsform eines Elektrodenwickels einer erfindungsgemäßen elektrochemischen Energiespeicherzelle vor dem Wickelprozess, und 6 in a side view, another embodiment of an electrode coil of an electrochemical energy storage cell according to the invention prior to the winding process, and

7 in einer Seitenansicht eine Ausführungsform eines deformierten Elektrodenwickels einer erfindungsgemäßen elektrochemischen Energiespeicherzelle zur Erzeugung einer Flachzelle. 7 in a side view of an embodiment of a deformed electrode coil of an electrochemical energy storage cell according to the invention for producing a flat cell.

Alle Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 7 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. All elements with the same function and effect are in the 1 to 7 each provided with the same reference numerals.

In der 1 ist schematisch in einer perspektivischen Ansicht eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrochemischen Energiespeicherzelle 10, ausgestaltet in Form einer Rundzelle gezeigt, welche zum wiederholten Speichern von elektrischer Energie dient. Diese elektrochemische Energiespeicherzelle 10 weist vorteilhaft ein Gehäuse 2 und ein das Gehäuse abdeckenden Deckel 3 auf, wobei innerhalb des Gehäuses 2 ein Elektrodenwickel 1 anordenbar ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Gehäuse 2 sowie der dazugehörige Deckel 3 eine zu der elektrochemischen Energiespeicherzelle 10 separierte Baugruppe ist, mit welcher die elektrochemische Energiespeicherzelle 10 nachträglich verbunden werden kann. Der Elektrodenwickel 1 weist eine Mehrzahl an Schichten bzw. Lagen 1.1. bis 1.n aus gewickeltem Wickelband 11 auf, welches wenigstens einen ersten Separator 4, eine erste Elektrode 6 sowie eine zweite Elektrode 7 und einen zwischen der ersten Elektrode 6 und der zweiten Elektrode 7 angeordneten zweiten Separator 5 aufweist. Die erste Elektrode 6 ist hierbei vorteilhaft eine Kathode 6, während die zweite Elektrode 7 beispielsweise eine Anode 7 ist. Die Separatoren 4 und 5 dienen vorteilhaft zur galvanischen Trennung der beiden Elektroden 6 und 7 sowie zur galvanischen Trennung der Elektrode 6 zu einem hier nicht gezeigten Zellkern. Der Gehäuseboden 2.1 des Gehäuses 2 kann vorteilhaft als Minuspol dienen, um eine Verbindung zwischen dem Innenleben und insbesondere dem Elektrodenwickel und einem elektrischen Verbraucher herzustellen. So ist es denkbar, dass der Gehäuseboden 2.1 aus einem vernickelten Stahlblech hergestellt wird, wodurch eine sichere Verbindung zwischen der Energiespeicherzelle 10 und einem Abnehmekontakt hergestellt werden kann. Vorteilhaft stellt der Minuspol die Anode und demzufolge die zweite Elektrode 7 dar. Die Separatoren 4 und 5 dienen vorteilhaft dazu, die erste Elektrode 6 sowie die zweite Elektrode 7 galvanisch voneinander zu trennen, um eine stromliefernde Reaktion zu ermöglichen und einen Kurzschluss zu verhindern. Vorteilhaft ist wenigstens einer der Separatoren 4 und/oder 5 für positive Ladungsträger durchlässig, um einen Ladungsausgleich zwischen der ersten Elektrode 6 und der zweiten Elektrode 7 zu ermöglichen. Der Deckel 3, welcher insbesondere auch als Anschlusskappe 3 bezeichnet werden kann, stellt den Pluspol der Energiespeicherzelle 10 dar und dienst dazu, die Verbindung zwischen dem Innenleben und insbesondere dem Elektrodenwickel 1 und einem elektrischen Verbraucher herzustellen. Es ist denkbar, dass der Deckel 3 aus einem vernickelten Stahlblech hergestellt ist, wodurch eine sichere Verbindung zwischen der Energiespeicherzelle 10 und einem Abnehmerkontakt hergestellt werden kann. Zur Temperierung der Energiespeicherzelle 10 und insbesondere des Elektrodenwickels 1 der Energiespeicherzelle 10 ist insbesondere ein Temperierelement im Bereich des hier nicht deutlich dargestellten Zellkernes der Energiespeicherzelle 10 angeordnet. Die definierte Anordnung des Temperierelementes ist insbesondere in der 2 gezeigt. In the 1 is a schematic perspective view of a first embodiment of an electrochemical energy storage cell according to the invention 10 , shown configured in the form of a round cell, which serves for the repeated storage of electrical energy. This electrochemical energy storage cell 10 advantageously has a housing 2 and a cover covering the housing 3 on, being inside the case 2 an electrode winding 1 can be arranged. However, it is also conceivable that the housing 2 and the corresponding lid 3 one to the electrochemical energy storage cell 10 separated assembly is, with which the electrochemical energy storage cell 10 can be connected later. The electrode winding 1 has a plurality of layers 1.1 , to 1.n made of wound wrapping tape 11 on, which at least a first separator 4 , a first electrode 6 and a second electrode 7 and one between the first electrode 6 and the second electrode 7 arranged second separator 5 having. The first electrode 6 Here is advantageous a cathode 6 while the second electrode 7 for example, an anode 7 is. The separators 4 and 5 advantageously serve for the galvanic separation of the two electrodes 6 and 7 and for the galvanic separation of the electrode 6 to a nucleus, not shown here. The caseback 2.1 of the housing 2 can advantageously serve as a negative pole to establish a connection between the inner life and in particular the electrode winding and an electrical load. So it is conceivable that the case bottom 2.1 made of a nickel-plated sheet steel, creating a secure connection between the energy storage cell 10 and a decrease contact can be made. Advantageously, the negative pole provides the anode and consequently the second electrode 7 dar. The separators 4 and 5 serve advantageously to the first electrode 6 as well as the second electrode 7 to be galvanically separated from each other to allow a current-supplying reaction and prevent a short circuit. At least one of the separators is advantageous 4 and or 5 permeable to positive charge carriers to charge balance between the first electrode 6 and the second electrode 7 to enable. The lid 3 , which in particular as a connection cap 3 can be designated, represents the positive pole of the energy storage cell 10 represents and serves to the connection between the inner life and in particular the electrode winding 1 and an electrical consumer. It is conceivable that the lid 3 made of a nickel-plated steel sheet, creating a secure connection between the energy storage cell 10 and a customer contact can be made. For tempering the energy storage cell 10 and in particular of the electrode coil 1 the energy storage cell 10 is in particular a tempering in the region of the cell nucleus of the energy storage cell not clearly shown here 10 arranged. The defined arrangement of the tempering is particularly in the 2 shown.

In der 2 ist in einer perspektivischen Ansicht eine erste Ausführungsform eines Elektrodenwickels 1 einer erfindungsgemäße elektrochemischen Energiespeicherzelle 10 mit einem im Zellkern 8 des Elektrodenwickels 1 eingebrachten Temperierungselement 40 gezeigt. Die erfindungsgemäße elektrochemische Energiespeicherzelle 10 weist folglich zumindest den Elektrodenwickel 1 und das Temperierungselement 40 auf. Die Separatoren 4 und 5 sowie auch die erste Elektrode 6 sowie die zweite Elektrode 7 sind jeweils in Form von Folienbahnen ausgestaltet, welche aufeinander angeordnet ein Wickelband 11 bilden, welches um einen Zellkern 8, welcher in Form eines Wickeldorns 9 ausgestaltet ist, aufgewickelt ist. Der Wickeldorn 9 bzw. der Zellkern 8 weist vorteilhaft einen Hohlraum 8.1 auf, innerhalb welchem ein Temperierungselement 40 eingebracht ist, welches beispielsweise in Form eines hochohmigen Drahtes als Widerstandsheizelement dienen kann, oder in Form einer fluidführenden Leitung ein fließfähiges Fluid durch den Zellkern 8 des Elektrodenwickels 1 führen kann, um den Elektrodenwickel 1 und insbesondere die gesamte Energiespeicherzelle 10 zu temperieren und insbesondere zu erwärmen oder zu kühlen. Der in 2 gezeigte Elektrodenwickel 1 weist insbesondere eine kreiszylindrische Form auf und dient zum Einbringen in ein entsprechend geformtes Gehäuse zur Herstellung einer Rundzelle, wie beispielsweise in der 1 gezeigt. Demzufolge weist auch der Wickeldorn 9 im Wesentlichen eine kreiszylindrische Gestalt auf und ist insbesondere in Form eines hohlen Kreiszylinders ausgestaltet, durch welchen sich hindurch zumindest abschnittsweise ein Temperierungselement 40 erstrecken kann. In the 2 is a perspective view of a first embodiment of an electrode coil 1 an inventive electrochemical energy storage cell 10 with one in the nucleus 8th of the electrode coil 1 introduced Temperierungselement 40 shown. The electrochemical energy storage cell according to the invention 10 consequently has at least the electrode winding 1 and the tempering element 40 on. The separators 4 and 5 as well as the first electrode 6 as well as the second electrode 7 are each configured in the form of film webs, which arranged on each other a winding tape 11 which form around a cell nucleus 8th , which in the form of a winding mandrel 9 is configured, wound up. The mandrel 9 or the nucleus 8th advantageously has a cavity 8.1 on, within which a Temperierungselement 40 is introduced, which can serve as a resistance heating element, for example in the form of a high-resistance wire, or in the form of a fluid-carrying line, a flowable fluid through the cell nucleus 8th of the electrode coil 1 can lead to the electrode winding 1 and in particular the entire energy storage cell 10 to temper and in particular to heat or cool. The in 2 shown electrode winding 1 has in particular a circular cylindrical shape and is used for introduction into a correspondingly shaped housing for producing a Round cell, such as in the 1 shown. Consequently, also has the winding mandrel 9 essentially a circular cylindrical shape and is designed in particular in the form of a hollow circular cylinder, through which at least in sections a Temperierungselement 40 can extend.

In der 3 ist in einer perspektivischen Ansicht eine weitere Ausführungsform einer elektrochemischen Energiespeicherzelle 20 und insbesondere eine Ausführungsform einer Flachzelle 20 gezeigt. Die Energiespeicherzelle 20 weist einen innerhalb eines Gehäuses 22 angeordneten Elektrodenwickel 21 auf, welcher jedoch, nicht wie in den 1 und 2 gezeigt, in Form eines runden Wickels, sondern in Form eines rechteckigen bzw. prismatischen Wickels vorliegt, dessen Aufbau insbesondere in 4 noch verdeutlicht wird. Die Energiespeicherzelle 20 kann das Gehäuse 22 als Bestandteil aufweisen, wobei es jedoch auch denkbar ist, dass das Gehäuse 22 eine separate Baugruppe ist, innerhalb welcher die Energiespeicherzelle 20 eingebracht werden kann.In the 3 is a perspective view of another embodiment of an electrochemical energy storage cell 20 and in particular an embodiment of a flat cell 20 shown. The energy storage cell 20 has one within a housing 22 arranged electrode winding 21 which, however, not as in the 1 and 2 shown in the form of a round coil, but in the form of a rectangular or prismatic winding whose structure is particularly in 4 is still clarified. The energy storage cell 20 can the case 22 as a component, but it is also conceivable that the housing 22 a separate assembly is within which the energy storage cell 20 can be introduced.

In der 4 ist in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform eines Elektrodenwickels 21 der in der 3 gezeigten Ausführungsform der elektrochemischen Energiespeicherzelle 20 und insbesondere der Flachzelle 20 gezeigt. Der Elektrodenwickel 21 weist einen Zellkern 8, welcher insbesondere in Form eines Wickelschwertes 23 ausgebildet ist, auf, um welchen herum die Separatoren 4 und 5 sowie die erste Elektrode 6 sowie die zweite Elektrode 7, welche in Form eines flächigen Bandes ausgestaltet sind und ein Wickelband 11 erzeugen, gewickelt sind. Dabei ist der erste Separator vorteilhaft zwischen dem Wickelschwert 23 und der ersten Elektrode 6 und insbesondere der zweiten Elektrode 7 und der ersten Elektrode 6, ab der zweiten Wicklung, angeordnet, während der zweite Separator 5 zwischen der ersten Elektrode 6 und der zweiten Elektrode 7 angeordnet ist. Beide Separatoren 4 und 5 dienen vorteilhaft zur galvanischen Trennung der beiden Elektroden 6 und 7. Das Wickelschwert 23 selbst ist vorteilhaft plattenförmig ausgestaltet und weist einen rechteckigen bzw. prismatischen Querschnitt auf. Zum Anordnen eines Temperierungselementes 40 in den Zellkern 8 des Elektrodenwickels 21 ist es möglich, das Wickelschwert 23 aus dem Elektrodenwickel 21 zu entfernen, so dass in dem Bereich, in welchem das Wickelschwert 23 im Elektrodenwickel 21 angeordnet war, ein Hohlraum bzw. Freiraum bzw. freier Bereich entsteht, innerhalb welchem das Temperierungselement 40 eingebracht werden kann. Das Temperierungselement 40 kann, wie voranstehend beschrieben, ein hochohmiger Draht zur Erzeugung eines Widerstandsheizelementes und/oder auch ein mediumdurchflossener Leiter sein, um den Elektrodenwickel 21 zu temperieren und insbesondere zu erwärmen und/oder zu kühlen. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Temperierungselement 40 auf einem Anfangsbereich des Elektrodenwickels 21 aufgedruckt ist, wobei hierbei insbesondere der Anfangsbereich des Elektrodenwickels 21 aus einer Kupferfolie besteht, auf welcher das Temperierungselement aufgedruckt bzw. eingedruckt ist. Es ist des Weiteren möglich, dass das Temperierungselement 40 auf einen Anfangsbereich des Elektrodenwickels auflaminiert und/oder aufgeklebt ist. Vorteilhaft befindet sich der Anfangsbereich des Elektrodenwickels 21 nach Erzeugung des Elektrodenwickels 21 in dessen Inneren. In the 4 is an embodiment of an electrode coil in a perspective view 21 the Indian 3 shown embodiment of the electrochemical energy storage cell 20 and in particular the flat cell 20 shown. The electrode winding 21 has a nucleus 8th , which in particular in the form of a winding sword 23 is formed, on which around the separators 4 and 5 as well as the first electrode 6 as well as the second electrode 7 , which are designed in the form of a flat band and a winding tape 11 generate, are wound. In this case, the first separator is advantageous between the winding blade 23 and the first electrode 6 and in particular the second electrode 7 and the first electrode 6 , from the second winding, while the second separator 5 between the first electrode 6 and the second electrode 7 is arranged. Both separators 4 and 5 advantageously serve for the galvanic separation of the two electrodes 6 and 7 , The winding sword 23 itself is advantageously designed plate-shaped and has a rectangular or prismatic cross-section. For arranging a tempering element 40 in the nucleus 8th of the electrode coil 21 is it possible to use the winding sword 23 from the electrode winding 21 remove so that in the area where the winding sword 23 in the electrode winding 21 was arranged, a cavity or free space or free area is formed, within which the Temperierungselement 40 can be introduced. The tempering element 40 may, as described above, a high-resistance wire to produce a resistance heating element and / or a medium-carrying conductor to the electrode winding 21 to temper and in particular to heat and / or to cool. However, it is also conceivable that the temperature control element 40 on an initial portion of the electrode coil 21 is printed, in which case in particular the initial region of the electrode coil 21 consists of a copper foil on which the Temperierungselement is printed or imprinted. It is also possible that the temperature control element 40 laminated to an initial region of the electrode coil and / or glued. Advantageously, the initial region of the electrode coil is located 21 after generation of the electrode coil 21 in its interior.

Die in den 5 bis 7 gezeigten Ausführungsformen eines Elektrodenwickels 31 zeigen einen Kunststofffolienwickelkern 32 aufweisenden Elektrodenwickel 31, wobei der Kunststofffolienwickelkern 32 insbesondere nach dem Aufwickeln des Wickelbandes 11, aufweisend die folienartigen Separatoren 4 und 5 sowie die folienartige erste Elektrode 6 und die folienartige zweite Elektrode 7, deformierbar ist. So zeigt beispielsweise die 5 einen Elektrodenwickel 31, der aus einem Kunststofffolienwickelkern 32 besteht, um welchen herum das Wickelband 11 durch Drehung des Kunststofffolienwickelkerns 32 in Wickelrichtung W um dessen Drehachse D zu einer Mehrzahl an Wickellagen aufgewickelt wird. Der Kunststofffolienwickelkern 32 kann hierbei einen Hohlraum 33 aufweisen, in welchen beispielsweise später ein Temperierungselement zum Temperieren des Elektrodenwickels 31 und demzufolge der Energiespeicherzelle eingebracht wird. Es ist des Weiteren denkbar, dass das Temperierungselement 40 auf einem Anfangsbereich des Elektrodenwickels 31 und insbesondere auf einem Anfangsbereich des Wickelbandes 11 und vorteilhaft auf einem Anfangsbereich der ersten Elektrode 6 und insbesondere der Kathode 6 des Wickelbandes 11 angeordnet ist, und folglich beim Wickelvorgang zwischen die erste Elektrode 6 und dem Kunststofffolienwickelkern 32, welcher ein Bestandteil des Elektrodenwickels 31 sein kann oder nicht, eingebracht wird. Ein Aufbringen des Temperierungselementes 40 auf einen Anfangsbereich des Elektrodenwickels 31 kann vorteilhaft durch ein Aufdrucken bzw. Aufpressen oder auch Auflaminieren des Temperierungselementes 40 erfolgen. The in the 5 to 7 shown embodiments of an electrode winding 31 show a plastic film winding core 32 having electrode winding 31 , wherein the plastic film winding core 32 in particular after winding the wrapping tape 11 comprising the film-like separators 4 and 5 and the foil-like first electrode 6 and the sheet-like second electrode 7 , is deformable. For example, shows the 5 an electrode winding 31 Made of a plastic film winding core 32 around which is the wrap band 11 by rotation of the plastic film winding core 32 in the winding direction W is wound around its axis of rotation D to a plurality of winding layers. The plastic film winding core 32 this can be a cavity 33 in which, for example, later a Temperierungselement for tempering the electrode coil 31 and consequently the energy storage cell is introduced. It is also conceivable that the temperature control element 40 on an initial portion of the electrode coil 31 and in particular on an initial region of the winding band 11 and advantageously on an initial region of the first electrode 6 and in particular the cathode 6 of the winding tape 11 is arranged, and thus during the winding process between the first electrode 6 and the plastic film winding core 32 which is a component of the electrode coil 31 may or may not be introduced. An application of the temperature control element 40 on an initial portion of the electrode coil 31 can advantageously by printing or pressing or laminating the Temperierungselementes 40 respectively.

In der 6 ist ebenfalls ein Elektrodenwickel 31, aufweisend ein um einen Kunststofffolienwickelkern 32 gewickeltes Wickelband 11, aufweisend eine erste Elektrode 6, eine zweite Elektrode 7 sowie die Elektroden 6, 7 voneinander beabstandenden Separatoren 4 und 5 gezeigt. Gemäß der in der 6 gezeigten Ausführungsform des Elektrodenwickels 31 ist eine separate Folie 34 in Umfangsrichtung um den Kunststofffolienwickelkern 32 angeordnet, welche Temperierungselemente 40 bzw. ein Temperierungselement 40 aufweist. Demzufolge ist in der in 6 gezeigten Ausführungsform des Elektrodenwickels 31 das Temperierungselement 40, nicht wie in 5 gezeigt, in einem Hohlraum 33 des Kunststofffolienwickelkern 32 angeordnet, sondern befindet sich in Umfangsrichtung angeordnet um den Kunststofffolienwickelkern 32 des Elektrodenwickels 31 und ist folglich zwischen dem Kunststofffolienwickelkern 32 und einer ersten Elektrode 6 und insbesondere der Kathode 6 des Elektrodenwickels 31 angeordnet. In the 6 is also an electrode winding 31 comprising an around a plastic film winding core 32 wrapped wrap band 11 comprising a first electrode 6 , a second electrode 7 as well as the electrodes 6 . 7 spaced apart separators 4 and 5 shown. According to the in the 6 shown embodiment of the electrode winding 31 is a separate foil 34 in the circumferential direction around the plastic film winding core 32 arranged, which Temperierungselemente 40 or a Temperierungselement 40 having. Consequently, in the in 6 shown embodiment of the electrode winding 31 the tempering element 40 . not like in 5 shown in a cavity 33 of the plastic film winding core 32 but arranged circumferentially around the plastic film winding core 32 of the electrode coil 31 and thus is between the plastic film winding core 32 and a first electrode 6 and in particular the cathode 6 of the electrode coil 31 arranged.

Es ist jedoch auch denkbar, dass der Elektrodenwickel 31 eine kombinierte Anordnung eines Temperierungselementes 40 gemäß der 5 und 6 aufweist, sodass folglich ein Temperierungselement 40 oder ein erster Bestandteil des Temperierungselementes 40, wie beispielsweise ein Leitungselement zum Leiten eines fließfähigen Mediums in einem Bereich eines Hohlraumes 33 des Zellkerns 8, wie in der 5 gezeigt, angeordnet ist, während ein zusätzliches Temperierungselement 40 bzw. ein zweiter Bestandteil des Temperierungselementes 40 in Umfangsrichtung um den Zellkern 8, wie in der 6 gezeigt, angeordnet ist und vorteilhaft einen hochohmigen Heizdraht zur Erwärmung des Elektrodenwickels 31 aufweist. However, it is also conceivable that the electrode winding 31 a combined arrangement of a Temperierungselementes 40 according to the 5 and 6 has, so consequently a Temperierungselement 40 or a first component of the tempering element 40 , such as a conduit member for conducting a flowable medium in a region of a cavity 33 of the nucleus 8th , like in the 5 is shown, while an additional tempering element 40 or a second component of the Temperierungselementes 40 in the circumferential direction around the nucleus 8th , like in the 6 is shown, and advantageously a high-resistance heating wire for heating the electrode coil 31 having.

In der 7 ist insbesondere ein deformierter Elektrodenwickel 31 gezeigt, welcher einen Kunststofffolienwickelkern 32 als Zellkern 8 und eine Mehrzahl an Wickellangen 1.1 bis 1.4 eines um den Kunststofffolienwickelkern 32 gewickelten Wickelbandes 11, bestehend aus beispielsweise Separatorfolien 4 und 5 sowie Folien hinsichtlich der ersten Elektrode 6 sowie der zweiten Elektrode 7 aufweist. Der Kunststofffolienwickelkern 32 weist zudem einen zentrisch angeordneten Hohlraum 33 auf, innerhalb welchem ein Temperierungselement 40, beispielsweise in Form eines hochohmigen Leiters zur Erzeugung eines Widerstandsheizelementes oder in Form einer ein fließfähiges Medium leitenden Leitung, eingebracht ist. Der Elektrodenwickel 31 ist insbesondere nach dem Wickelvorgang und nach dem Einbringen des Temperierungselementes 40 zusammengepresst und insbesondere deformiert worden, um anstelle einer Rundzelle insbesondere eine Flachzelle ausbilden zu können.In the 7 is in particular a deformed electrode winding 31 shown having a plastic film winding core 32 as a nucleus 8th and a plurality of winding rods 1.1 to 1.4 one around the plastic film winding core 32 wound wrapping tape 11 consisting of separator sheets, for example 4 and 5 and foils with respect to the first electrode 6 and the second electrode 7 having. The plastic film winding core 32 also has a centrally arranged cavity 33 on, within which a Temperierungselement 40 , For example, in the form of a high-impedance conductor for generating a resistance heating element or in the form of a flowable medium conducting line is introduced. The electrode winding 31 is especially after the winding process and after the introduction of the temperature control element 40 compressed and in particular deformed to be able to form a flat cell in particular instead of a round cell.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102008034878 B4 [0004] DE 102008034878 B4 [0004]

Claims (10)

Elektrochemische Energiespeicherzelle (10, 20) zum wiederholten Speichern von elektrischer Energie, aufweisend wenigstens zwei durch einen Separator (4, 5) voneinander beabstandete und in Form einer Flachzelle (20) oder Rundzelle (10) um einen Zellenkern (8) angeordnete Elektroden (6, 7), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Temperierungselement (40) zum Temperieren der elektrochemischen Energiespeicherzelle (10, 20) zumindest in einem Bereich des Zellenkerns (8) der elektrochemischen Energiespeicherzelle (10, 20) angeordnet ist.Electrochemical energy storage cell ( 10 . 20 ) for the repeated storage of electrical energy, comprising at least two by a separator ( 4 . 5 ) spaced apart and in the form of a flat cell ( 20 ) or round cell ( 10 ) around a cell nucleus ( 8th ) arranged electrodes ( 6 . 7 ), characterized in that at least one tempering element ( 40 ) for tempering the electrochemical energy storage cell ( 10 . 20 ) at least in one region of the cell nucleus ( 8th ) of the electrochemical energy storage cell ( 10 . 20 ) is arranged. Elektrochemische Energiespeicherzelle (10, 20) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperierungselement (40) ein Heizelement und insbesondere ein Widerstandsheizelement zum Erwärmen der elektrochemische Energiespeicherzelle (10, 20) ist.Electrochemical energy storage cell ( 10 . 20 ) according to claim 1, characterized in that the tempering element ( 40 ) a heating element and in particular a resistance heating element for heating the electrochemical energy storage cell ( 10 . 20 ). Elektrochemische Energiespeicherzelle (10, 20) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperierungselement (40) ein Kühlelement und insbesondere ein mit einem Kühlmedium durchflossener Kühlleiter zum Kühlen der elektrochemischen Energiespeicherzelle (10, 20) ist.Electrochemical energy storage cell ( 10 . 20 ) according to claim 1, characterized in that the tempering element ( 40 ) a cooling element and in particular a cooling medium through which a cooling conductor for cooling the electrochemical energy storage cell ( 10 . 20 ). Elektrochemische Energiespeicherzelle (10, 20) gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellenkern (8) ein Wickeldorn (9) oder ein Wickelschwert (23) oder ein deformierbarer Kunststofffolienwickelkern (32) ist.Electrochemical energy storage cell ( 10 . 20 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the cell core ( 8th ) a mandrel ( 9 ) or a winding sword ( 23 ) or a deformable plastic film winding core ( 32 ). Elektrochemische Energiespeicherzelle (10, 20) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickeldorn (9) oder der Kunststofffolienwickelkern (32) einen sich entlang seiner Längsachse erstreckenden Hohlraum (8.1, 33) aufweist, innerhalb welchem das Temperierungselement (40) angeordnet ist.Electrochemical energy storage cell ( 10 . 20 ) according to claim 4, characterized in that the mandrel ( 9 ) or the plastic film winding core ( 32 ) extending along its longitudinal axis cavity ( 8.1 . 33 ) within which the temperature control element ( 40 ) is arranged. Elektrochemische Energiespeicherzelle (10, 20) gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperierungselement (40) in einen Bereich des nach dem Erzeugen eines Elektrodenwickels (1, 21, 31) aus dem Elektrodenwickel (1, 21, 31) entnehmbaren Wickelschwertes (23) angeordnet ist.Electrochemical energy storage cell ( 10 . 20 ) according to at least one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the tempering element ( 40 ) in a region of after generating an electrode coil ( 1 . 21 . 31 ) from the electrode coil ( 1 . 21 . 31 ) removable winding sword ( 23 ) is arranged. Elektrochemische Energiespeicherzelle (10, 20) gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperierungselement (40) auf einen im Inneren des Elektrodenwickels (1, 21, 31) angeordneten Anfangsbereich des Elektrodenwickels (1, 21, 31) aufgebracht ist.Electrochemical energy storage cell ( 10 . 20 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the tempering element ( 40 ) on a inside of the electrode coil ( 1 . 21 . 31 ) arranged start region of the electrode coil ( 1 . 21 . 31 ) is applied. Elektrochemische Energiespeicherzelle (10, 20) gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Temperierungselement (40) auf den Kunststofffolienwickelkern (32) aufgebracht ist.Electrochemical energy storage cell ( 10 . 20 ) according to at least one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that Temperierungselement ( 40 ) on the plastic film winding core ( 32 ) is applied. Akkumulator und insbesondere Lithium-Ionen-Akkumulator zum Versorgen eines elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie, aufweisend wenigstens eine elektrochemische Energiespeicherzelle gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 8.Accumulator and in particular lithium-ion accumulator for supplying an electrical consumer with electrical energy, comprising at least one electrochemical energy storage cell according to at least one of the preceding claims 1 to 8. Verfahren zum Anordnen eines Temperierungselementes (40) in eine elektrochemische Energiespeicherzelle (10, 20) zum Temperieren der elektrochemischen Energiespeicherzelle (10, 20), aufweisend einen Zellkern (8) und einen Elektrodenwickel (1, 21, 31), aufweisend zumindest eine um den Zellkern (8) aufgebrachte Wicklung aus wenigstens zwei Elektroden (6, 7) sowie aus wenigstens einem zwischen diesen Elektroden angeordneten Separator (4, 5), wobei – das Temperierungselement (40) vor dem Erzeugen des Elektrodenwickels (1, 21, 31) auf den Zellkern (8) oder auf einen Anfangsbereich des Elektrodenwickels (1, 21, 31) aufgebracht und insbesondere aufgepresst, auflaminiert oder aufgeklebt wird, oder wobei – das Temperierungselement (40) nach dem Erzeugen des Elektrodenwickels (1, 21, 31) in einen Hohlraum (8.1, 33) des Zellkerns (8) oder eine Position des aus dem Elektrodenwickel (1, 21, 31) nachträglich entfernten Zellkerns (8) angeordnet wird.Method for arranging a tempering element ( 40 ) in an electrochemical energy storage cell ( 10 . 20 ) for tempering the electrochemical energy storage cell ( 10 . 20 ), comprising a nucleus ( 8th ) and an electrode winding ( 1 . 21 . 31 ), comprising at least one around the nucleus ( 8th ) applied winding of at least two electrodes ( 6 . 7 ) and at least one separator (located between these electrodes) ( 4 . 5 ), wherein - the tempering element ( 40 ) before generating the electrode coil ( 1 . 21 . 31 ) on the nucleus ( 8th ) or on an initial region of the electrode coil ( 1 . 21 . 31 ) is applied and in particular pressed, laminated or glued, or wherein - the Temperierungselement ( 40 ) after generating the electrode coil ( 1 . 21 . 31 ) into a cavity ( 8.1 . 33 ) of the nucleus ( 8th ) or a position of the electrode coil ( 1 . 21 . 31 ) subsequently removed nucleus ( 8th ) is arranged.
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