DE102015006198A1 - Einzelzelle und elektrochemischer Energiespeicher - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einzelzelle (2) für einen elektrochemischen Energiespeicher mit einer in einem Zellgehäuse (4) angeordneten Elektrodenanordnung (5), wobei durch das Zellgehäuse (4) zwei elektrische Polkontakte (6) von der Elektrodenanordnung (5) nach außen geführt sind. Erfindungsgemäß ist zumindest ein elektrisch isoliertes Wärmeleitelement (7) in das Zellgehäuse (4) integriert, wobei das Wärmeleitelement (7) zumindest abschnittsweise an zumindest einer Seite des Zellgehäuses (4) nach außen geführt ist. Weiterhin betrifft die Erfindung einen elektrischen Energiespeicher mit mehreren elektrisch parallel und/oder seriell miteinander verschalteten Einzelzellen (2).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einzelzelle für einen elektrochemischen Energiespeicher mit einer in einem Zellgehäuse angeordneten Elektrodenanordnung, wobei durch das Zellgehäuse zwei elektrische Polkontakte von der Elektrodenanordnung nach außen geführt sind. Weiterhin betrifft die Erfindung einen elektrochemischen Energiespeicher.
  • Im Allgemeinen ist eine Einzelzelle für einen elektrochemischen Energiespeicher bekannt. Eine solche Einzelzelle weist eine in einem Zellgehäuse angeordnete Elektrodenanordnung auf, wobei elektrische Polkontakte von der Elektrodenanordnung durch das Zellgehäuse nach außen geführt sind. Zudem ist bekannt, die Einzelzellen zur Temperierung mit Wärmeleitelementen thermisch zu koppeln, um eine beim Laden und Entladen im Inneren der Einzelzelle entstehende Verlustwärme gezielt abzuführen.
  • In der nachveröffentlichten DE 10201414527 ist eine Einzelzelle für eine Batterie mit einer in einem Zellgehäuse angeordneten Elektrodenanordnung beschrieben. Durch das Zellgehäuse sind zwei elektrische Polkontakte von der Elektrodenanordnung nach außen geführt. Dabei erstrecken sich die Polkontakte jeweils zumindest über die gesamte Breite der Elektrodenanordnung.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Einzelzelle für einen elektrochemischen Energiespeicher und einen elektrochemischen Energiespeicher mit mehreren solcher Einzelzellen anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Einzelzelle durch die in Anspruch 1 und hinsichtlich des elektrochemischen Energiespeichers durch die in Anspruch 7 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Eine Einzelzelle für einen elektrochemischen Energiespeicher umfasst eine in einem Zellgehäuse angeordnete Elektrodenanordnung, wobei durch das Zellgehäuse zwei elektrische Polkontakte von der Elektrodenanordnung nach außen geführt sind. Erfindungsgemäß ist zumindest ein elektrisch isoliertes Wärmeleitelement in das Zellgehäuse integriert, wobei das Wärmeleitelement zumindest abschnittsweise an zumindest einer Seite des Zellgehäuses nach außen geführt ist.
  • Dadurch, dass zumindest ein Wärmeleitelement in die Einzelzelle integriert ist, ist ein Temperaturgradient der Einzelzelle beim Laden und Entladen derselben verringert. Das Auftreten von lokal höheren Temperaturen in der Einzelzelle ist somit verringerbar, wodurch wiederum das Auftreten lokal höherer Stromdichten verringert ist. Demzufolge kann eine Verlustleistung der Einzelzelle reduziert werden.
  • Mittels des zumindest einen in die Einzelzelle integrierten Wärmeleitelementes ist ein Bauraumbedarf der Einzelzelle nicht erhöht und eine Temperierung, insbesondere eine Kühlung der Einzelzelle innerhalb des elektrochemischen Energiespeichers ist verbessert. Thermomechanische Belastungen werden verringert und eine bei einem Ladevorgang stattfindende Ablagerung, insbesondere metallischen Lithiums, das sogenannte Lithium-Plating, wird verringert.
  • Mittels des zumindest einen Wärmeleitelementes ist eine für die Einzelzelle weitestgehend optimale Betriebstemperatur einstellbar, so dass die Lebensdauer der Einzelzelle vorteilhaft erhöht werden kann. Zudem ist durch die Kühlung der Einzelzelle mittels des zumindest einen Wärmeleitelementes das Risiko eines sogenannten thermischen Durchgehens der Einzelzelle verringert.
  • Da das zumindest eine Wärmeleitelement in die Einzelzelle integriert ist und die Einzelzelle somit von innen temperiert, insbesondere gekühlt wird, kann ein Betriebsfenster, insbesondere ein Temperaturfenster, in welchem die Einzelzelle betrieben wird, vergrößert werden. Dadurch kann sich die Kapazität und die Leistung der Einzelzelle und somit des elektrischen Energiespeichers erhöhen.
  • Darüber hinaus ist die Einzelzelle mittels des zumindest einen in diese integrierten Wärmeleitelementes versteift, wodurch das Risiko einer Beschädigung der Einzelzelle bei mechanischer Einwirkung zumindest vermindert ist.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
  • 1 schematisch einen aus Einzelzellen gebildeten Zellblock mit einer Temperiervorrichtung nach dem Stand der Technik,
  • 2 schematisch ein Koordinatensystem mit einem Temperaturverlauf nach dem Stand der Technik,
  • 3 schematisch einen Zellblock mit Einzelzellen nach dem Stand der Technik und zwei Temperiervorrichtungen,
  • 4 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Einzelzelle nach dem Stand der Technik,
  • 5 schematisch eine Einzelzelle mit in diese integriertem Wärmeleitelement in Form eines Kühlbleches,
  • 6 schematisch einen aus mehreren Einzelzellen mit integriertem Wärmeleitelement gebildeten Zellblock und zwei Temperiervorrichtungen,
  • 7 schematisch eine weitere Ausführungsform mit in eine Einzelzelle integriertem Wärmeleitelement,
  • 8 schematisch eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes einer Einzelzelle mit in das Wärmeleitelement integriertem Wärmeleitelement,
  • 9 schematisch eine Schnittdarstellung einer Rundzelle nach dem Stand der Technik mit einer Temperiervorrichtung und
  • 10 schematisch eine Schnittdarstellung einer Rundzelle mit integriertem Wärmeleitelement und Temperiervorrichtung.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In 1 ist ein Zellblock 1 mit sieben als Flachzellen ausgebildeten Einzelzellen 2 und einer Temperiervorrichtung 3 nach dem Stand der Technik dargestellt.
  • Der Zellblock 1 ist Bestandteil eines elektrochemischen Energiespeichers, insbesondere einer Fahrzeugbatterie für ein Elektrofahrzeug, ein Hybridfahrzeug, ein mit Brennstoffzellen betriebenes Fahrzeug oder eines stationären Speichers.
  • Die Einzelzellen 2 umfassen eine in einem Zellgehäuse 4 angeordnete, in den 9 und 10 näher dargestellte Elektrodenanordnung 5, wobei es sich bei den Einzelzellen 2 um Lithium-Ionen-Zellen, beispielsweise Rundzellen, jedoch insbesondere um Litium-Ionen-Pouch-Bag-Zellen handelt.
  • Zwei mit der Elektrodenanordnung 5 verbundene Polkontakte 6 sind durch das Zellgehäuse 4, welches mittels einer Siegelnaht verschlossen ist, nach außen geführt. Eine als Pouchzelle ausgebildete Einzelzelle 2 mit Polkontakten 6 ist in 4 näher gezeigt.
  • Im Betrieb der Einzelzelle 2, d. h. bei einem Laden und Entladen, entsteht im Inneren der Einzelzelle eine Verlustwärme, die an eine Umgebung der Einzelzelle 2 abgegeben wird.
  • Bei vergleichsweise hohen Temperaturen t, insbesondere bei Temperaturen t höher als 45°C altern die Einzelzellen 2 vergleichsweise schnell. Eine Abhängigkeit eines Innenwiderstandes R der Einzelzelle 2 von der Temperatur t ist in 2 gezeigt.
  • Zur Erhöhung der Lebensdauer der Einzelzellen 2 ist es erforderlich, die Verlustwärme aus dem Zellgehäuse 4 abzuführen und die Einzelzellen 2 somit mittels Wärmeleitung und/oder Konvektion zu temperieren.
  • Zur Temperierung der Einzelzellen 2 ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nach dem Stand der Technik jeder der Einzelzellen 2 ein Wärmeleitelement 7 in Form eines Kühlbleches 7.1 zugeordnet. Ein solches Kühlblech 7.1 als Wärmeleitelement 7 ist thermisch mit zumindest einer Einzelzelle 2 des Zellblockes 1 und der auf dem Zellblock 1 angeordneten Temperiervorrichtung 3 gekoppelt. Hierzu weisen die Kühlbleche 7.1 eine im Wesentlichen parallel zur Temperiervorrichtung 3 verlaufende Abwinklung auf.
  • Die Temperiervorrichtung 3 ist insbesondere als Wärmeleitplatte ausgebildet, in deren Innerem eine von einem Temperiermedium durchströmbare Kanalstruktur ausgebildet ist. Alternativ kann es sich auch um eine andere geeignete Temperiervorrichtung 3 handeln.
  • Eine Temperierung, insbesondere eine Wärmeleitung des Wärmeleitelementes 7 ist begrenzt, wobei die dem Kühlblech 7.1 als Wärmeleitelement 7 zugeführte Verlustwärme in Richtung der Temperiervorrichtung 3 abgeführt wird. Daraus resultiert ein Temperaturabfall in und/oder an dem Kühlblech 7.1.
  • Eine Wärmeleitung in Metallen erfolgt in Richtung eines Temperaturgradienten, wobei die Wärmeleitung proportional zum Temperaturgradienten ist. Der von dem Wärmeleitelement 7 in Form des Kühlbleches 7.1 temperierten, insbesondere gekühlten Einzelzelle 2 wird dadurch auch ein Temperaturgradient aufgeprägt.
  • Ein Temperaturunterschied in verschiedenen Bereichen innerhalb der Einzelzellen 2 ist nachteilig, da der Innenwiderstand R der jeweiligen Einzelzelle 2 exponentiell mit der Temperatur t fällt, wie in dem in 2 dargestellten Koordinatensystem gezeigt ist.
  • Bereichsweise höhere Temperaturen t führen zu bereichsweise höheren Stromdichten. Eine Verlustleistung in einem Aktivmaterial und einem Elektrolyt der jeweiligen Einzelzelle 2 erhöht sich dabei näherungsweise quadratisch mit einem Strom. In Bereichen mit höherer Temperatur t entsteht folglich mehr Verlustleistung. Dadurch kann ein sich selbst verstärkender Effekt auftreten, so dass sich die Stromdichte in entsprechenden Bereichen weiter erhöht.
  • Verhältnismäßig hohe Stromdichten können die Einzelzelle 2 schädigen und die Lebensdauer verringern. Beispielsweise können bzw. kann das sogenannte Lithium-Plating, eine bereichsweise Tiefenentladung/Überladung und/oder eine bereichsweise Überhitzung auftreten.
  • Eine mögliche Maßnahme, den Temperaturgradienten der Einzelzellen 2 zu verringern, ist eine Verkürzung von Wegen der Wärmeleitung des Wärmeleitelementes 7.
  • Hierzu kann vorgesehen sein, dass, wie in 3 näher gezeigt ist, eine weitere Temperiervorrichtung 8 an dem Zellblock 1 angeordnet ist. Alternativ dazu können auch mehr als zwei weitere Temperiervorrichtungen 8 an dem Zellblock 1 angeordnet sein.
  • Eine Einzelzelle 2 in Form einer Pouchzellen, die in 4 gemäß dem Stand der Technik dargestellt ist, weist ein folienbeutelartiges Zellgehäuse 4 auf, in welchem eine Elektrodenanordnung 5 bestehend aus mehreren Lagen von Ableiterfolien, Aktivmaterialschichten und Separatoren, die von einem flüssigen Elektrolyten umgeben sind, angeordnet ist.
  • Insbesondere bei dieser Ausbildungsform der Einzelzellen 2 ist zur verbesserten Wärmeleitung, wie in 5 dargestellt, vorgesehen, das Wärmeleitelement 7 in Form des Kühlbleches 7.1 in die Einzelzelle 2 zu integrieren. Dabei wirkt das Kühlblech 7.1 bevorzugt zusätzlich als Versteifungselement, so dass das Risiko eines Verformens und einer dadurch bedingten Beschädigung der Einzelzelle 2 bei mechanischer Einwirkung auf dieselbe wesentlich verringert ist.
  • Da das Kühlblech 7.1 in die Einzelzelle 2 integriert ist, steht dieses im direkten Kontakt mit dem Elektrolyten, wodurch es erforderlich ist, das Kühlblech 7.1 gegenüber dem Elektrolyten elektrisch zu isolieren. Eine Li-Ionen-Zelle besteht üblicherweise aus einer Anzahl an Wiederholungen der Schichtfolge Kollektorfolie, Aktivmaterial, Separator, Aktivmaterial, Kollektorfolie. Das Kühlblech wird idealerweise in der mittleren Lage dieses Stapels platziert, so dass oberhalb und unterhalb des Bleches gleich viele dieser Schichten sind. Die Wärme entsteht vor allem im Aktivmaterial und kann dann über den kurzen Wärmeleitpfad zum Kühlblech abgeführt werden.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel in 5 sind die Polkontakte 6 an gegenüberliegenden Seiten des Zellgehäuses 4 aus diesem herausgeführt.
  • Das in die Einzelzelle 2 integrierte Kühlblech 7.1 ist an den verbleibenden gegenüberliegenden Seiten des Zellgehäuses 4 nach außen geführt. Das als Kühlblech 7.1 ausgebildete Wärmeleitelement 7 weist also Abmessungen in Bezug auf seine Breite auf, die größer gewählt sind als eine Querausdehnung der Einzelzelle 2.
  • In einer alternativen Ausführungsform weist das Kühlblech 7.1 Abmessungen hinsichtlich seiner Länge auf, die größer gewählt sind als eine Längsausdehnung der Einzelzelle 2. Dabei sind die Polkontakte 6 an den in Längsausdehnung verlaufenden Seiten aus dem Zellgehäuse 4 nach außen geführt.
  • Bevorzugt ist das Kühlblech 7.1 an die in Längsausdehnung verlaufenden Seiten aus dem Zellgehäuse 4 herausgeführt, so dass der Weg der Wärmeleitung geringer ist.
  • Freie Enden 7.1.1 aus dem Zellgehäuse 4 herausgeführter Abschnitte des Kühlbleches 7.1 sind ebenfalls elektrisch isoliert und zweifach gebogen, so dass die freien Enden 7.1.1 flächig thermisch mit den Temperiervorrichtungen 3, 8 koppelbar sind, wie in 6 gezeigt ist. Dabei bilden die parallel zu den Temperiervorrichtungen 3, 8 abgewinkelten freien Enden 7.1.1 einen Wärmeleitbereich, d. h. einen Wärmeübergangsbereich zwischen dem in der Einzelzelle 2 integrierten Wärmeleitelement 7 in Form des Kühlbleches 7.1 und den beiden Temperiervorrichtungen 3, 8. Beispielsweise stellen die beiden gegenüberliegenden freien Enden 7.1.1 eine Biegekante dar.
  • In 6 ist ein Zellblock 1 mit sieben elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschalteten Einzelzellen 2 dargestellt, in die jeweils ein Wärmeleitelement 7 in Form eines Kühlbleches 7.1 intergiert ist.
  • Die Einzelzellen 2 sind bevorzugt mittels der als Kühlbleche 7.1 ausgebildeten Wärmeleitelemente 7 an den Temperiervorrichtungen 3, 8 fixiert, wodurch eine Steifheit des Zellblockes 1 erhöht ist und eine kompakte Baueinheit gebildet ist.
  • Beispielweise kann auch vorgesehen sein, dass nur eine der Temperiervorrichtungen 3, 8 mit den Einzelzellen 2 oder einer vorgegebenen Anzahl der Einzelzellen 2 verbunden ist.
  • Durch die Erhöhung der Steifheit ist das Risiko eines Verformens des Zellblockes 1 bei mechanischer Einwirkung, beispielsweise bei einer Kollision des Fahrzeuges, zumindest verringert.
  • In einer weiteren in 7 dargestellten Ausführungsform ist zur Verbesserung einer Abdichtung des Zellgehäuses 3 sowohl im Bereich der Polkontakte 6 als auch im Bereich des Kühlbleches 7.1 vorgesehen, dass die Polkontakte 6 und das Kühlblech 7.1 im Randbereich des Zellgehäuses 4 Aussparungen A aufweisen.
  • In den mit den Aussparungen A korrespondierenden Abschnitten des Randbereiches sind die Hälften des Zellgehäuses 4 stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere verschweißt, so dass das Zellgehäuse 4 abgedichtet ist.
  • Denkbar ist auch, dass nur die Polkontakte 6 oder nur das Kühlblech 7.1 oder nur ein Polkontakt 6 und/oder nur ein aus dem Zellgehäuse 4 nach außen geführter Abschnitt des Kühlbleches 7.1 im Randbereich des Zellgehäuses 4 zumindest eine Aussparung A aufweisen bzw. aufweist.
  • In einer alternativen Ausführungsform können die Polkontakte 6 und/oder kann das Kühlblech 7.1 in mehrere Segmente geteilt sein. Die Abschnitte der Randbereiche der beiden Hälften des Zellgehäuses 4 sind zwischen diesen Segmenten stoffschlüssig miteinander verbunden, wie bei der Einzelzelle 2 gemäß 4 zwischen den beiden an einer Seite des Zellgehäuses 4 nach außen geführten Polkontakten 6.
  • Ein solches Kühlblech 7.1 weist eine vorgegebene Wärmeleitfähigkeit auf, wobei zur Verbesserung dieser ein Wärmerohr 7.2 als zusätzliches Wärmeleitelement 7 in das Kühlblech 7.1 integriert sein kann, wie in einer Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes in 8 gezeigt ist.
  • Das Wärmerohr 7.2 umfasst einen geschlossenen Hohlraum H mit einem vorgegebenen Volumen, in welchen ein Arbeitsmedium, insbesondere ein Temperiermedium eingefüllt ist. Beispielsweise ist als Arbeitsmedium Kohlenwasserstoffe und/oder Wasser in den Hohlraum H eingefüllt. Das Arbeitsmedium liegt in einer flüssigen Phase und in einer gasförmigen Phase vor.
  • In einem Phasendiagramm des Arbeitsmediums befindet sich dieses auf einer Linie zwischen einem Tripelpunkt und einem kritischen Punkt. Dabei ist der Tripelpunkt, auch Dreiphasenpunkt genannt, ein Zustand in Abhängigkeit von Druck und Temperatur t, in welchem drei Aggregatzustände eines Stoffes, insbesondere des Arbeitsmediums im thermodynamischen Gleichgewicht sind.
  • Der kritische Punkt bezeichnet einen thermodynamischen Zustand eines Stoffes, insbesondere des Arbeitsmediums, der sich durch Angleichen der Dichten von flüssiger Phase und gasförmiger Phase charakterisiert.
  • Herrscht in einem Bereich des Wärmerohres 7.2 eine geringere Temperatur t, kondensiert das Arbeitsmedium in diesem Bereich und setzt latent Wärme frei. In einem wärmeren Bereich des Wärmerohres 7.2 als Wärmeleitelement 7 verdampft das Arbeitsmedium, um einen bestimmten Gasdruck herzustellen und bezieht dabei latente Wärme aus einer Umgebung des Wärmerohres 7.2. Das Arbeitsmedium wird mittels Kapillarkräften zwischen den beiden Bereichen transportiert, wobei das Gas mittels des entstehenden Druckunterschiedes bewegt wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind aus sicherheitstechnischem Aspekt Kohlenwasserstoffe und nicht Wasser als Arbeitsmedium einsetzbar, da sich Kohlenwasserstoffe gegenüber Lithium invert verhalten.
  • Wie in 8 gezeigt ist, ist das Wärmerohr 7.2 als Wärmeleitelement 7 an seinem freien Ende 7.2.1 abgewinkelt, so dass eine Wärmeübergangsfläche zwischen dem Wärmerohr 7.2 und der Temperiervorrichtung 3 vergrößert und dadurch eine Wärmeleitung in Richtung der Temperiervorrichtung 3 verbessert ist.
  • In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 8 wird die Verlustwärme der Einzelzelle 2 über das Kühlblech 7.1 zu dem Wärmerohr 7.2 und über dieses an die Temperiervorrichtung 3 geführt.
  • Ein Weg zur Wärmeleitung von der Einzelzelle 2 zu dem Kühlblech 7.1 und zum Wärmerohr 7.2 ist vergleichsweise kurz, wobei die thermische Kopplung des Wärmerohres 7.2 an die Temperiervorrichtung 3 verhältnismäßig großflächig ausgebildet ist.
  • Dadurch kann das Risiko eines Auftretens eines Temperaturgradienten über die Einzelzelle 2 zumindest verringert werden.
  • Darüber hinaus können mittels des Kühlbleches 7.1 und/oder des Wärmerohres 7.2 durch Produktionsschwankungen bedingte Verlustleistungsinhomogenitäten der jeweiligen Einzelzelle 2 und die daraus resultierende inhomogene Temperaturverteilung der Einzelzelle 2 ausgeglichen werden.
  • Dabei kann das Wärmerohr 7.2 als Wärmeleitelement 7 mit oder ohne das Kühlblech 7.1 in die Einzelzelle 2 integriert werden.
  • Die 9 und 10 zeigen eine als Rundzelle ausgeführte Einzelzelle 2, deren Elektrodenanordnung 5 als ein Wickel ausgebildet ist, der in einem Zellbecher als Zellgehäuse 4 angeordnet ist. Dabei ist in 9 die als Rundzelle ausgeführte Einzelzelle 2 nach dem Stand der Technik gezeigt.
  • Eine Wärmeleitung zur Abführung der Verlustwärme der Einzelzelle 2 erfolgt über Wände des Zellgehäuses 4 zu der bodenseitig angeordneten Temperiervorrichtung 3 und ist mittels Pfeilen P dargestellt.
  • Durch die oben beschriebene Wärmeleitung entsteht ebenfalls ein Temperaturgradient über die als Rundzelle ausgeführte Einzelzelle 2.
  • Wie in 9 gezeigt ist, ist durch die Wicklung der Elektrodenanordnung 5 ein im Wesentlichen zylindrischer Hohlraum H ausgebildet, in welchem zur Verbesserung der Wärmeleitung ein Wärmerohr 7.2 als Wärmeleitelement 7 anordbar ist.
  • In 10 ist die als Rundzelle ausgeführte Einzelzelle 2 mit in dem Hohlraum H angeordnetem Wärmerohr 7.2 dargestellt.
  • Ein Bodenbereich 2.1 der Einzelzelle 2 weist eine Aussparung A auf, in welche ein unteres Ende 7.2.2 des Wärmerohres 6.2 hineinragt, welches an die Temperiervorrichtung 3 thermisch gekoppelt ist. Mittels dieses unteren Endes 7.2.2 wird die in der Einzelzelle 2 entstehende Verlustwärme der Temperiervorrichtung 3 zugeführt.
  • Mittels des in die als Rundzelle ausgeführten Einzelzelle 2 integrierten Wärmerohres 7.2 ist der Temperaturgradient über die Einzelzelle 2 zumindest verringert, wodurch die Temperierung, insbesondere die Kühlung der als Rundzelle ausgeführten Einzelzelle 2 wesentlich verbessert ist.
  • Dabei kann das Wärmerohr 7.2 auch an einer anderen geeigneten Position im Zellgehäuse 4 der als Rundzelle ausgeführten Einzelzelle 2 angeordnet sein.
  • Das jeweilige Wärmeleitelement 7 dient zum einen der Kühlung der Einzelzelle 2, wobei es vorteilhaft auch möglich ist, die Einzelzelle 2, insbesondere bei kalten Umgebungstemperaturen auf eine vorgegebene Temperatur t, vorzugsweise eine optimale Betriebstemperatur zu erwärmen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Zellblock
    2
    Einzelzelle
    2.1
    Bodenbereich
    3
    Temperiervorrichtung
    4
    Zellgehäuse
    5
    Elektrodenanordnung
    6
    Polkontakt
    7
    Wärmeleitelement
    7.1
    Kühlblech
    7.1.1
    freies Ende
    7.2
    Wärmerohr
    7.2.1
    freies Ende
    7.2.2
    unteres Ende
    8
    weitere Temperiervorrichtung
    A
    Aussparung
    H
    Hohlraum
    P
    Pfeil
    R
    Innenwiderstand
    t
    Temperatur
  • 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 10201414527 [0003]

Claims (8)

  1. Einzelzelle (2) für einen elektrochemischen Energiespeicher mit einer in einem Zellgehäuse (4) angeordneten Elektrodenanordnung (5), wobei durch das Zellgehäuse (4) zwei elektrische Polkontakte (6) von der Elektrodenanordnung (5) nach außen geführt sind, gekennzeichnet durch zumindest ein in das Zellgehäuse (4) integriertes, elektrisch isoliertes Wärmeleitelement (7), welches zumindest abschnittsweise an zumindest einer Seite des Zellgehäuses (4) nach außen geführt ist.
  2. Einzelzelle (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitelement (7) als Kühlblech (7.1) und/oder als Wärmerohr (7.2) ausgebildet ist.
  3. Einzelzelle (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlblech (7.1) an gegenüberliegenden polkontaktfreien Seiten des Zellgehäuses (4) nach außen geführt ist.
  4. Einzelzelle (2) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus dem Zellgehäuse (4) nach außen geführter Abschnitt des Kühlbleches (7.1) und/oder des Wärmerohres (7.2) abgewinkelt ist.
  5. Einzelzelle (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der nach außen geführte Abschnitt des Kühlbleches (7.1) zumindest im Randbereich des Zellgehäuses (4) wenigstens eine Aussparung (A) aufweist.
  6. Einzelzelle (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmerohr (7.2) geschlossen ist, wobei ein Hohlraum (H) desselben mit einem Arbeitsmedium befüllt ist.
  7. Elektrochemischer Energiespeicher, umfassend mehrere elektrisch parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Einzelzellen (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  8. Elektrochemischer Energiespeicher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelzellen (2) thermisch mit zumindest einer Temperiervorrichtung (3, 8) gekoppelt sind.
DE102015006198.4A 2015-05-15 2015-05-15 Einzelzelle und elektrochemischer Energiespeicher Withdrawn DE102015006198A1 (de)

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WO2019228823A1 (de) * 2018-05-28 2019-12-05 Daimler Ag Elektrischer energiespeicher

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