DE102015010259A1 - Cell housing and electrochemical single cell - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Zellgehäuse (1.1) zur Aufnahme einer elektrochemisch aktiven Elektrodenfolienanordnung (1.2) für eine als quaderförmige Hartschalenzelle ausgebildete elektrochemische Einzelzelle (1). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass wenigstens eine Schmalseite (1.1.1) mindestens abschnittsweise ein oberflächenvergrößerndes Profil (1.1.3) aufweist.The invention relates to a cell housing (1.1) for receiving an electrochemically active electrode foil arrangement (1.2) for an electrochemical individual cell (1) designed as a cuboid hard shell cell. According to the invention, at least one narrow side (1.1.1) has, at least in sections, a surface-enlarging profile (1.1.3).
Description
Die Erfindung betrifft ein Zellgehäuse zur Aufnahme einer elektrochemisch aktiven Elektrodenfolienanordnung für eine als quaderförmige Hartschalenzelle ausgebildete Einzelzelle. Die Erfindung betrifft weiterhin eine elektrochemische Einzelzelle mit einem solchen Zellgehäuse.The invention relates to a cell housing for receiving an electrochemically active electrode foil arrangement for a single cell designed as a cuboid hard shell cell. The invention further relates to a single electrochemical cell with such a cell housing.
Aus dem Stand der Technik sind elektrochemische Einzelzellen zur Anordnung in Hochvolt-Batterien für Fahrzeuganwendungen bekannt, die als quaderförmige Hartschalenzellen, Rahmenflachzellen, Pouchzellen oder Rundzellen ausgebildet sind. Als quaderförmige Hartschalenzellen – auch als prismatische Hardcase-Zellen bekannt – ausgebildete Einzelzellen umfassen eine elektrochemisch aktive Elektrodenfolienanordnung in Form eines Elektrodenfolienwickels oder eines Elektrodenfolienstapels, welche in einem starren Zellgehäuse angeordnet ist.Electrochemical single cells are known from the prior art for arrangement in high-voltage batteries for vehicle applications, which are designed as cuboid hard shell cells, frame flat cells, pouch cells or round cells. As cuboid hard shell cells - also known as prismatic hardcase cells - trained single cells comprise an electrochemically active electrode foil arrangement in the form of an electrode foil winding or an electrode foil stack, which is arranged in a rigid cell housing.
Je nach Ladezustand der Einzelzelle erfährt diese eine entsprechende Volumenänderung, so dass sich die Einzelzelle entsprechend ausdehnt oder zusammenzieht. Man spricht hierbei auch von einem „Atmen” der Einzelzelle. Da typischerweise eine Vielzahl von Einzelzellen zu einem Zellstapel oder einer Batterie gestapelt sind, addiert sich eine Volumenänderung der üblicherweise gleichmäßig geladenen oder entladenen Einzelzellen des Zellstapels auf. Der gesamte Zellstapel erfährt damit eine deutliche Längenausdehnung oder -verkürzung. Aufgrund des starren Zellgehäuses kann es dabei zu einer sehr hohen Flächenpressung beim Laden der Einzelzelle insbesondere im Bereich von Schmalseiten des Zellgehäuses kommen.Depending on the state of charge of the single cell, this undergoes a corresponding change in volume, so that the individual cell expands or contracts accordingly. One speaks here also of a "breathing" of the single cell. Since typically a plurality of single cells are stacked into a cell stack or a battery, a volume change of the usually uniformly charged or discharged single cells of the cell stack is added up. The entire cell stack thus experiences a significant lengthening or shortening. Due to the rigid cell housing, it can lead to a very high surface pressure when loading the single cell, especially in the range of narrow sides of the cell housing.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Zellgehäuse sowie eine verbesserte elektrochemische Einzelzelle anzugeben.The invention is based on the object to provide a comparison with the prior art improved cell housing and an improved electrochemical single cell.
Hinsichtlich des Zellgehäuses wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Hinsichtlich der elektrochemischen Einzelzelle wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die in Anspruch 5 angegebenen Merkmalen gelöst.With regard to the cell housing, the object is achieved by the features specified in claim 1. With regard to the electrochemical single cell, the object is achieved by the features specified in claim 5.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Bei einem Zellgehäuse zur Aufnahme einer elektrochemisch aktiven Elektrodenfolienanordnung für eine als quaderförmige Hartschalenzelle ausgebildete Einzelzelle ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens eine Schmalseite mindestens abschnittsweise ein oberflächenvergrößerndes Profil aufweist.In the case of a cell housing for receiving an electrochemically active electrode foil arrangement for a single cell designed as a cuboid hard shell cell, it is provided according to the invention that at least one narrow side has at least sections a surface-enlarging profile.
Die Schmalseiten des Zellgehäuses bilden hierbei einen umlaufenden Randbereich der quaderförmigen Einzelzelle und werden von zwei sich gegenüberliegenden Breit- oder Flachseiten des Zeilgehäuses begrenzt. Das derart ausgebildete Zellgehäuse ermöglicht somit eine im Wesentlichen gleichmäßig verteilte Flächenpressung im Zellgehäuse im Betrieb einer elektrochemischen Einzelzelle. Das oberflächenvergrößernde Profil erhöht dabei eine Elastizität des Zellgehäuses insbesondere im Bereich der Schmalseiten, so dass eine vom Ladezustand abhängige Volumenänderung der Einzelzelle gleichmäßig durch Ausdehnung des Zeilgehäuses kompensierbar ist. Eine Lebensdauer der Einzelzelle kann damit gegenüber dem Stand der Technik erhöht werden.The narrow sides of the cell housing in this case form a peripheral edge region of the cuboidal single cell and are bounded by two opposite broad or flat sides of the line housing. The thus formed cell housing thus enables a substantially uniformly distributed surface pressure in the cell housing during operation of a single electrochemical cell. The surface-enlarging profile thereby increases an elasticity of the cell housing, in particular in the region of the narrow sides, so that a volume change of the individual cell which is dependent on the state of charge can be compensated uniformly by expansion of the line housing. A lifetime of the single cell can thus be increased over the prior art.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Dabei zeigen:Showing:
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
Die Einzelzelle
Das Zellgehäuse
Die im Zellgehäuse
Zumindest in einem Randbereich sind die Kathodenfolien und Anodenfolien unbeschichtet aus dem Zellgehäuse
Diese miteinander verbundenen Bereiche werden als Stromableiterfahnen mit blechförmigen Ableitern verbunden (ebenfalls nicht dargestellt). Dabei erfolgt die Verbindung insbesondere mittels stoffschlüssiger Press- und/oder Schmelzschweißverfahren, beispielsweise Widerstandspunktschweißen, Vibrations- bzw. Ultraschallschweißen und/oder Laserschweißen. Denkbar ist auch, dass die Stromableiterfahnen alternativ oder zusätzlich kraftschlüssig mittels Nietung und/oder formschlüssig mittels Durchsetzfügen, wie z. B. mittels so genanntem Clinchen und/oder Toxen, miteinander verbindbar sind. Mittels der Ableiter als elektrische Anschlüsse ist es möglich, elektrischen Strom in die Einzelzelle
In Abhängigkeit eines Ladezustands der Einzelzelle
Aufgrund der hohen mechanischen Festigkeit des Zellgehäuses
Die Erfindung schlägt daher eine Einzelzelle
Die
Die in
Die in
Die in
Die in den
Die Herstellung des oberflächenvergrößernden Profils
Mittels der beschriebenen Einzelzelle
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Einzelzellesingle cell
- 1.11.1
- Zellgehäusecell case
- 1.1.11.1.1
- Flachseiteflat side
- 1.1.21.1.2
- Schmalseitenarrow side
- 1.1.31.1.3
- Profilprofile
- 1.21.2
- ElektrodenfolienanordnungElectrode foil arrangement
- KK
- Knickkink
- WW
- Wellenprofilwave profile
- ZZ
- Zick-Zack ProfilZigzag profile
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015010259.1A DE102015010259A1 (en) | 2015-08-08 | 2015-08-08 | Cell housing and electrochemical single cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015010259.1A DE102015010259A1 (en) | 2015-08-08 | 2015-08-08 | Cell housing and electrochemical single cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102015010259A1 true DE102015010259A1 (en) | 2016-03-03 |
Family
ID=55312205
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102015010259.1A Withdrawn DE102015010259A1 (en) | 2015-08-08 | 2015-08-08 | Cell housing and electrochemical single cell |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE102015010259A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3982469A1 (en) | 2020-10-12 | 2022-04-13 | Volkswagen Ag | Battery assembly |
-
2015
- 2015-08-08 DE DE102015010259.1A patent/DE102015010259A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3982469A1 (en) | 2020-10-12 | 2022-04-13 | Volkswagen Ag | Battery assembly |
DE102020126752A1 (en) | 2020-10-12 | 2022-04-14 | Volkswagen Aktiengesellschaft | battery arrangement |
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