DE102016200405A1

DE102016200405A1 - Cell for a battery module and manufacturing method for such a cell

Info

Publication number: DE102016200405A1
Application number: DE102016200405.0A
Authority: DE
Inventors: Rüdiger Daub; Patrick Schmitz; Jan Musiol; Robert Wiedenmann; Tobias Zeilinger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Technische Universitaet Muenchen
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Technische Universitaet Muenchen
Priority date: 2016-01-14
Filing date: 2016-01-14
Publication date: 2017-07-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zelle (4) für ein Batteriemodul, insbesondere für einen Li-Ion-Akkumulator, (2), welche eine Anzahl an flächigen, folienartigen Elektroden (14, 16) sowie zwei Ableiter (18) aufweist, welche mit den Elektroden (14, 16) verbunden sind. Die Zelle (4) ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ableiter (18) zwei zueinander beabstandete Haltearme (26) aufweisen, zwischen welchen sich ein Spalt (28) erstreckt, in welchem die Elektroden (14, 16) gehaltert sind, wobei entlang des Spalts (28) eine Verschweißung (22) ausgebildet ist, mittels welcher die Elektroden (14, 16) mit dem Ableiter (18) verschweißt sind. Die spezielle Anordnung des Ableiters (18) bezüglich der Elektroden (14, 16) innerhalb der Zelle (4) ist besonders platzsparend, sodass insgesamt die Energiedichte der Zelle (4) und somit auch des Batteriemoduls (2) erhöht ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für die Zelle (4).The invention relates to a cell (4) for a battery module, in particular for a Li-ion accumulator, (2), which has a number of flat, sheet-like electrodes (14, 16) and two arresters (18), which with the electrodes (14, 16) are connected. The cell (4) is characterized in that the arresters (18) have two mutually spaced retaining arms (26), between which a gap (28) extends, in which the electrodes (14, 16) are supported, wherein along the gap (28) a weld (22) is formed, by means of which the electrodes (14, 16) are welded to the arrester (18). The special arrangement of the arrester (18) with respect to the electrodes (14, 16) within the cell (4) is particularly space-saving, so that overall the energy density of the cell (4) and thus of the battery module (2) is increased. Furthermore, the invention relates to a manufacturing method for the cell (4).

Description

Die Erfindung betrifft eine Batteriezelle, kurz als Zelle bezeichnet, für ein Batteriemodul, insbesondere für einen Li-Ionen-Akkumulator. Die Zelle weist eine Anzahl an flächigen, folienartigen Elektroden auf sowie zwei Ableiter, welche mit den Elektroden verbunden sind. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Herstellungsverfahren für eine solche Zelle. The invention relates to a battery cell, briefly referred to as a cell, for a battery module, in particular for a Li-ion accumulator. The cell has a number of flat, foil-like electrodes and two arresters, which are connected to the electrodes. The invention further relates to a production method for such a cell.

Die Herstellung einer Zelle für einen Li-Ionen-Akkumulator ist beispielsweise in dem Dokument „Der Produktionsprozess einer Lithium-Ionen-Folienzelle“ des Werkzeuglabors der RWTH Aachen in Zusammenarbeit mit dem Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) beschrieben. The production of a cell for a Li-ion battery is described for example in the document "The production process of a lithium-ion film cell" of the tool laboratory of the RWTH Aachen in cooperation with the Association of German mechanical and plant engineering (VDMA).

Ein Batteriemodul mit einer Anzahl an Zellen wird beispielsweise zur Energieversorgung eines elektrischen Antriebs eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs verwendet. Typischerweise umfasst das Batteriemodul eine Vielzahl von Zellen, welche jeweils zwei Pole aufweisen, über welche die Zellen miteinander seriell und/oder parallel verschaltet sind, um eine bestimmte Spannung und eine bestimmte Stromstärke zu erzielen. Eine einzelne Zelle umfasst dann zumindest ein Elektrodenpaar aus einer Elektrode und einer zugeordneten Gegenelektrode, d.h. einer Anode und einer Kathode, zwischen welchen häufig ein aktives Material, ein Separator und ein Elektrolyt angeordnet sind und welche jeweils mit einem der Pole verbunden sind. Häufig sind zur Energieerhöhung in einer Zelle mehrere Elektroden zusammengefasst und gemeinsam an einen Pol angeschlossen. Beispielsweise werden die Elektroden mit einem Ableiter verschweißt, welcher gleichzeitig einen der Pole bildet oder mit einem der Pole der Zelle verbunden ist. A battery module with a number of cells is used, for example, for supplying energy to an electric drive of an electric or hybrid vehicle. Typically, the battery module comprises a plurality of cells, each having two poles across which the cells are connected to each other in series and / or in parallel to achieve a certain voltage and current. A single cell then comprises at least one electrode pair of an electrode and an associated counter electrode, i. an anode and a cathode, between which often an active material, a separator and an electrolyte are arranged and which are each connected to one of the poles. Frequently, several electrodes are combined to increase energy in a cell and connected together to a pole. For example, the electrodes are welded to an arrester which simultaneously forms one of the poles or is connected to one of the poles of the cell.

Allgemein ist es möglich, wie auch in dem eingangs genannten Dokument beschrieben, zunächst Anoden und Kathoden zu bilden, indem Elektroden aus unterschiedlichen Metallfolien hergestellt und mit einem Aktivmaterial beschichtet werden. Die beschichteten Folien können dann beispielsweise wechselweise mit sogenannten Separatoren gestapelt, gefaltet oder gewickelt werden. Dabei stehen die Folien, genauer nicht-beschichtete Bereiche der Folien, aus dem Stapel hervor und werden nachfolgend mit Ableitern, hier Kontaktfahnen verschweißt, welche wiederum Pole der Zelle bilden. Abschließend wird die gesamte Anordnung in einem Zellengehäuse eingehaust, wobei die Pole aus dem Gehäuse herausragen, um die Zelle beispielsweise mit anderen Zellen elektrisch zu verbinden. In general, it is possible, as also described in the document mentioned above, first to form anodes and cathodes by producing electrodes of different metal foils and coating them with an active material. The coated films can then be stacked, folded or wound alternately with so-called separators, for example. In this case, the films, more precisely uncoated regions of the films, protrude from the stack and are subsequently welded to conductors, here contact lugs, which in turn form poles of the cell. Finally, the entire assembly is housed in a cell housing, wherein the poles protrude from the housing to electrically connect the cell, for example, with other cells.

In der WO 2005/071774 A1 ist ein prismatischer Akkumulator beschrieben, bei welchem die Elektroden einer einzelnen Zelle nicht als Folien sondern als Elektrodenplatten ausgebildet sind und mit einem Ableiterblech verbunden sind. Innerhalb einer jeweiligen Zelle werden die Ableiterbleche mit Seitenkanten der Elektrodenplatten verschweißt. Zur Ausbildung des Akkumulators werden dann mehrere Zellen in ein Gehäuse eingesetzt und miteinander elektrisch verbunden. In the WO 2005/071774 A1 a prismatic accumulator is described in which the electrodes of a single cell are not formed as foils but as electrode plates and are connected to a conductor plate. Within a respective cell, the arrester plates are welded to side edges of the electrode plates. To form the accumulator several cells are then inserted into a housing and electrically connected to each other.

Allgemein ergibt sich bei der Anbindung der Elektroden an einen Ableiter oder an eine Kontaktfahne das Problem, dass die Elektroden mit einem hinreichend großen Freibereich, d.h. einem unbeschichteten Bereich, als Füge- oder Anbindungsbereich oder -zone ausgebildet werden. Die Elektroden müssen demnach bezüglich des Aktivmaterials einen entsprechenden Überstand aufweisen, wodurch innerhalb der Zelle ein Totraum entsteht, welcher nicht zur Energiespeicherung genutzt werden kann. Mit anderen Worten: durch die Notwendigkeit eines Fügebereichs zur Kontaktierung der Elektroden innerhalb einer jeden Zelle wird deren Energiedichte und somit auch die Energiedichte des Batteriemoduls insgesamt entsprechend reduziert. In general, when connecting the electrodes to a surge arrester or to a contact lug, the problem arises that the electrodes have a sufficiently large open area, i. an uncoated area, be formed as a joining or connection area or zone. Accordingly, the electrodes must have a corresponding projection with respect to the active material, which creates a dead space inside the cell which can not be used for energy storage. In other words, due to the necessity of a joining region for contacting the electrodes within each cell, their energy density and thus also the energy density of the battery module as a whole are correspondingly reduced.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Zelle anzugeben, mit einem möglichst geringen Totraum und einer entsprechend erhöhten Energiedichte. Weiterhin soll ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Zelle angegeben werden. Against this background, it is an object of the invention to provide an improved cell, with the lowest possible dead space and a correspondingly increased energy density. Furthermore, a method for producing such a cell is to be specified.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Zelle mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 12. Vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Varianten sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei gelten die Ausführungen im Zusammenhang mit der Zelle sinngemäß auch für das Verfahren und umgekehrt. The object is achieved by a cell with the features of claim 1 and by a method having the features of claim 12. Advantageous embodiments, developments and variants are the subject of the dependent claims. The statements in connection with the cell also apply mutatis mutandis to the process and vice versa.

Die Zelle ist eine Batteriezelle für ein Batteriemodul, insbesondere für einen Li-Ionen-Akkumulator. Die Zelle weist eine Anzahl an flächigen, folienartigen Elektroden sowie einen Ableiter auf, welcher mit den Elektroden verbunden ist. Der Ableiter weist zwei zueinander beabstandete Haltearme auf, zwischen welchen sich ein Spalt erstreckt, in welchem die Elektroden gehaltert sind, wobei entlang des Spalts eine Verschweißung ausgebildet ist, mittels welcher die Elektroden mit dem Ableiter verschweißt sind. Insbesondere weisen die Elektroden jeweils einen Fügebereich auf, welcher vollständig zwischen den Haltearmen liegt. The cell is a battery cell for a battery module, in particular for a Li-ion accumulator. The cell has a number of flat, foil-like electrodes and an arrester, which is connected to the electrodes. The arrester has two mutually spaced support arms, between which a gap extends, in which the electrodes are mounted, wherein along the gap, a weld is formed, by means of which the electrodes are welded to the arrester. In particular, the electrodes each have a joining region which lies completely between the holding arms.

Bei dem Verfahren zur Herstellung der Zelle werden die Elektroden zunächst in dem Spalt positioniert und anschließend mit dem Ableiter verschweißt. In the method for producing the cell, the electrodes are first positioned in the gap and then welded to the arrester.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass der Fügebereich, in welchem die Elektroden an den Ableiter angebunden sind, gegenüber einer herkömmlichen Zelle deutlich reduziert ist. Dadurch sind die Elektroden besonders platzsparend mit dem Ableiter verbunden. Dies wird vor Allem dadurch erreicht, dass die Elektroden seitlich zwischen den Haltearmen gehaltert sind und auch seitlich verschweißt sind. Das Verschweißen erfolgt demnach vorteilhaft nicht innerhalb der flächigen Elektroden, d.h. auf der Elektrodenoberfläche, sondern vielmehr seitlich im Randbereich der Elektroden. Mit anderen Worten: die Elektroden weisen jeweils eine Seitenkante auf, welche insbesondere ein Teil des Fügebereiches ist und welche in den Spalt eingeführt ist, sodass der Ableiter insbesondere senkrecht zu den Elektroden angeordnet ist. A significant advantage of the invention is in particular that the joining region, in which the electrodes are connected to the arrester are significantly reduced compared to a conventional cell. As a result, the electrodes are particularly space-saving connected to the arrester. This is achieved above all by the fact that the electrodes are held laterally between the holding arms and are also welded laterally. The welding is therefore advantageously not within the planar electrodes, ie on the electrode surface, but rather laterally in the edge region of the electrodes. In other words, the electrodes each have a side edge, which is in particular a part of the joining region and which is inserted into the gap, so that the arrester is arranged in particular perpendicular to the electrodes.

Besonders bei der Verwendung folienartiger Elektroden, d.h. insbesondere Folienelektroden, ist die Ausgestaltung des Ableiters mit einem Spalt vorteilhaft. Die an sich nicht starren sondern biegeflexiblen Elektroden sind im Spalt besonders sicher gehaltert. Demnach dient der Spalt als Aufnahme für die Elektroden. Diese Art der Halterung verleiht den folienartigen und daher biegeflexiblen Elektroden zusätzliche Stabilität, was bei plattenartigen Elektroden nicht notwendig ist. Weiterhin dienen der Spalt und die Haltearme auch schon bei der Herstellung der Zelle vorteilhaft zur Arretierung und Ausrichtung der Elektroden. Especially when using foil-like electrodes, i. in particular foil electrodes, the design of the arrester with a gap is advantageous. The flexible electrodes, which are not rigid in themselves, are held securely in the gap. Accordingly, the gap serves as a receptacle for the electrodes. This type of holder gives the foil-like and therefore bend-flexible electrodes additional stability, which is not necessary for plate-like electrodes. Furthermore, the gap and the retaining arms are also advantageous in the production of the cell for locking and alignment of the electrodes.

Die Elektroden sind somit insbesondere endseitig in dem Spalt gehaltert und erstrecken sich ausgehend vom Ableiter und bezüglich diesem in lediglich einer Richtung. Mit anderen Worten: die Haltearme und die Elektroden sind nach Art eines Stumpfstoßes oder auch Kreuzstoßes und gerade nicht nach Art eines einfachen T-Stoßes angeordnet und in dieser Position miteinander verschweißt. Die Verschweißung ist dann vorteilhaft seitlich ausgebildet und lediglich im Bereich der Seitenkanten der Elektroden. Dies führt im Vergleich zu einer flächigen Verschweißung der Elektroden sowie zu einem deutlich reduzierten Raumbedarf der Verschweißung, sodass umgekehrt mehr Volumen zur Energiespeicherung zur Verfügung steht oder der für eine bestimmte Energiedichte benötigte Bauraum reduziert wird. Im Ergebnis ist dadurch die Energiedichte der einzelnen Zelle erhöht und entsprechend des gesamten Batteriemoduls, in welchem eine Anzahl solcher Zellen verwendet wird. The electrodes are thus in particular supported at the end in the gap and extend starting from the arrester and with respect thereto in only one direction. In other words, the holding arms and the electrodes are arranged in the manner of a butt joint or cross joint and not just in the manner of a simple T-joint and welded together in this position. The welding is then advantageously formed laterally and only in the region of the side edges of the electrodes. This results in comparison to a planar welding of the electrodes and to a significantly reduced space requirement of the weld, so conversely more volume is available for energy storage or the space required for a certain energy density space is reduced. As a result, this increases the energy density of the single cell and corresponding to the entire battery module in which a number of such cells are used.

Üblicherweise weist die Zelle zusätzlich zu den Elektroden eine Anzahl an Gegenelektroden auf, d.h. insgesamt zwei unterschiedliche Arten von Elektroden, nämlich Anoden und Kathoden. Jede Elektrode ist insbesondere mittels eines Separators zu einer Gegenelektrode beabstandet, sodass ein Elektrodenpaar gebildet ist. Der Separator ist ebenfalls flächig ausgeführt und überdeckt eine Fläche, welche in etwa der Fläche der Beschichtung auf den Elektroden entspricht, in welcher sich Anoden und Kathoden insbesondere überlappen. Die nicht beschichteten Bereiche einer jeweiligen Elektrode bilden dann einen Freibereich, welcher über den Separator hinaus hervorsteht. Usually, in addition to the electrodes, the cell has a number of counter electrodes, i. a total of two different types of electrodes, namely anodes and cathodes. Each electrode is in particular separated by means of a separator to a counter electrode, so that a pair of electrodes is formed. The separator is also designed flat and covers an area which corresponds approximately to the surface of the coating on the electrodes, in which overlap anodes and cathodes in particular. The uncoated regions of a respective electrode then form a free region which projects beyond the separator.

Die Zelle ist insbesondere zweipolig ausgebildet und weist dann entsprechend zwei zweckmäßigerweise gleichartige Ableiter auf, wobei einer der Ableiter mit den Elektroden der einen Art verschweißt ist und einen ersten Pol der Zelle bildet und der andere Ableiter mit den Gegenelektroden verschweißt ist und einen zweiten Pol bildet. The cell is in particular formed in two poles and then correspondingly has two expediently similar arresters, wherein one of the arresters is welded to the electrodes of one type and forms a first pole of the cell and the other arrester is welded to the counterelectrodes and forms a second pole.

Im Folgenden sind mit dem Begriff „Elektrode“ zunächst nur Elektroden einer Art, also Anoden oder Kathoden bezeichnet. Die entsprechenden Ausführungen gelten jedoch sinngemäß für alle Elektroden innerhalb der Zelle, d.h. auch für die als Gegenelektroden bezeichneten Elektroden. Die Zelle weist zumindest eine Elektrode jeder Art auf, vorzugsweise jedoch mehrere Elektroden. Die Elektroden sind jeweils insbesondere als Metallfolie ausgebildet, geeigneterweise aus Aluminium, Kupfer oder einer Legierung mit einem dieser Metalle. Die Metallfolien weisen jeweils eine Materialstärke beispielsweise im Bereich von 10 bis 50µm auf und sind insbesondere nicht plattenförmig ausgebildet. Im Zuge der Herstellung wird auf die Metallfolie das im Betrieb eigentlich aktive Material aufgebracht, beispielsweise als Paste. Im Falle eines Li-Ionen-Akkumulators werden die Elektroden beispielsweise mit LiCoO2 beschichtet. Insgesamt ist die Elektrode an sich durch die folienartige Ausgestaltung meist biegeflexibel und nicht starr. Der Ableiter hingegen ist üblicherweise als ein im Vergleich hierzu stabiles und starres Bauteil ausgebildet. Alternativ ist auch die Elektrode starr, beispielsweise in einer Variante, bei welcher plattenartiger Elektroden verwendet werden. In the following, the term "electrode" initially only electrodes of a kind, ie anodes or cathodes designated. However, the corresponding statements apply mutatis mutandis to all electrodes within the cell, i. also for the electrodes designated as counterelectrodes. The cell has at least one electrode of each type, but preferably a plurality of electrodes. The electrodes are each in particular formed as a metal foil, suitably made of aluminum, copper or an alloy with one of these metals. The metal foils each have a material thickness, for example in the range of 10 to 50 .mu.m, and in particular are not formed plate-shaped. In the course of manufacture, the material actually active during operation is applied to the metal foil, for example as a paste. For example, in the case of a Li-ion battery, the electrodes are coated with LiCoO 2. Overall, the electrode itself is usually flexurally flexible and not rigid due to the foil-like configuration. The arrester, however, is usually designed as a stable and rigid component in comparison. Alternatively, the electrode is rigid, for example in a variant in which plate-like electrodes are used.

Mehrere Elektroden sind zu einer Elektrodenanordnung zusammengefasst, beispielsweise einem Stapel, einer Wicklung oder einer sogenannten Z-Faltung. Eine typische gestapelte oder Z-gefaltete Zelle umfasst beispielsweise insgesamt 27 einzelne Elektroden, d.h. in Summe 27 Anoden- und Kathoden, welche von einem Zellengehäuse umgeben sind. Die Zelle weist dann in Abhängigkeit von der Elektrodengröße und der Beschichtungsdicke beispielsweise eine Kapazität von etwa 25 bis 30 Ah auf. Je nach Anzahl der Elektroden und deren Beschichtung sind auch andere Werte realisiert. Im Falle einer gewickelten Zelle umfasst diese nicht wie oben beschrieben einzelne Elektrodenfolien, sondern eine Elektrodenbahn. Durch die Wicklung entsteht im Kontaktierungsbereich jedoch wie bei den mehreren einzelnen Elektrodenfolien eine beispielsweise 27-fache Überlappung. A plurality of electrodes are combined to form an electrode arrangement, for example a stack, a winding or a so-called Z-fold. For example, a typical stacked or Z-folded cell comprises a total of 27 individual electrodes, i. in total 27 anode and cathode, which are surrounded by a cell housing. The cell then has, for example, a capacity of about 25 to 30 Ah, depending on the electrode size and the coating thickness. Depending on the number of electrodes and their coating, other values are realized. In the case of a wound cell, this does not comprise individual electrode foils as described above, but rather an electrode path. However, as in the case of the several individual electrode films, the winding results in an overlap of, for example, 27 times in the contacting region.

Die Verschweißung der Elektroden mit dem Ableiter ist vorzugsweise als Schweißnaht ausgeführt, welche entlang des Spalts verläuft und diesen insbesondere auch verschließt. Alternativ ist die Verschweißung als Punktverschweißung ausgeführt, mit einer Anzahl an Schweißpunkten entlang des Spalts. Somit sind mittels der Schweißnaht auch die beiden Haltearme miteinander verbunden. Insgesamt sind die beiden Haltearme mittels der Verschweißung stoffschlüssig miteinander verbunden. Insbesondere sind im Bereich der Verschweißung die Haltearme sowohl miteinander als auch mit den Elektroden verschmolzen. The welding of the electrodes with the arrester is preferably as a weld executed, which runs along the gap and this particular closes. Alternatively, the weld is spot welded, with a number of spot welds along the gap. Thus, the two retaining arms are connected to each other by means of the weld. Overall, the two holding arms are connected by means of welding cohesively with each other. In particular, in the region of the welding, the holding arms are fused both with each other and with the electrodes.

Die seitliche Verschweißung ist auch aufgrund der Temperaturentwicklung beim Verschweißen vorteilhaft, da sich hierbei ausgehend von den Seitenkanten und vom Fügebereich, in welchem die Verschweißung ausgebildet wird, eine Temperaturzone ausbildet, welche das umliegende Material aufschmilzt und letztendlich beschädigt. Durch die Verschweißung an den Seitenkanten ist vorliegend auf vorteilhafte Weise ein maximaler Abstand zu den Beschichtungen der Elektroden sowie zu den Separatoren realisiert, sodass diese nicht beschädigt werden. The lateral welding is also advantageous due to the temperature development during welding, since in this case, starting from the side edges and the joining region in which the welding is formed, a temperature zone is formed which melts and ultimately damages the surrounding material. Due to the welding on the side edges, a maximum distance to the coatings of the electrodes and to the separators is realized in an advantageous manner so that they are not damaged.

Bevorzugterweise ist der Ableiter mit den Elektroden laserverschweißt, d.h. bei der Herstellung der Zelle werden die Elektroden mit dem Ableiter mittels eines Lasers verschweißt, genauer gesagt mittels Laserstrahlung. Die Verschweißung ist somit als Laserverschweißung ausgebildet. Eine solche Laserverschweißung ist besonders platzsparend und eignet sich daher besonders für die hier beschriebene Verschweißung mit dem Ziel einer Totraumreduzierung. Außerdem weist ein Laserschweißverfahren eine deutlich schmalere Nahtausführung auf als z.B. ein Ultraschallschweißverfahren, d.h. es wird eine im Vergleich hierzu geringer dimensionierte Verschweißung erzeugt. Die zum Verschweißen benötigte Fläche, d.h. der Fügebereich ist dadurch entsprechend reduziert. Zur Ausbildung der Verschweißung wird der Laser, genauer gesagt dessen Laserstrahl und somit die Laserstrahlung entlang des Spalts und der Seitenkanten verfahren. Preferably, the arrester is laser welded to the electrodes, i. In the manufacture of the cell, the electrodes are welded to the arrester by means of a laser, more precisely by means of laser radiation. The welding is thus designed as a laser welding. Such laser welding is particularly space-saving and is therefore particularly suitable for the welding described here with the goal of dead space reduction. In addition, a laser welding process has a significantly narrower seam finish than e.g. an ultrasonic welding process, i. it is produced in comparison with a smaller dimensioned welding. The area required for welding, i. the joining area is reduced accordingly. To form the weld, the laser, more precisely the laser beam and thus the laser radiation, is moved along the gap and the side edges.

Zweckmäßigerweise wird der Laser, genauer die Laserstrahlung, beim Verschweißen senkrecht zur Seitenkante und parallel zu den Elektroden eingestrahlt. Dadurch werden die Elektroden lediglich seitlich an deren Seitenkanten mit Laserstrahlung beaufschlagt. Die Laserstrahlung wird also nicht wie z.B. beim Ultraschallschweißen in Stapelrichtung der Elektroden appliziert, sondern senkrecht hierzu. Auf diese Weise werden alle Elektroden im Wesentlichen gleichmäßig verschweißt. Expediently, the laser, more precisely the laser radiation, is irradiated perpendicular to the side edge and parallel to the electrodes during welding. As a result, the electrodes are only exposed laterally at their side edges with laser radiation. The laser radiation is therefore not such. applied during ultrasonic welding in the stacking direction of the electrodes, but perpendicular thereto. In this way, all electrodes are welded substantially uniformly.

In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Zelle zumindest zehn Elektroden, welche gemeinsam in dem Spalt gehaltert und mit dem Ableiter verschweißt sind. Der Spalt dient somit zur Halterung und Fixierung einer Vielzahl von Elektroden, welche im Spalt entsprechend zusammengeführt sind. In a preferred embodiment, the cell comprises at least ten electrodes, which are held together in the gap and welded to the arrester. The gap thus serves to hold and fix a plurality of electrodes, which are correspondingly brought together in the gap.

In einer geeigneten Variante weist die Zelle mehrere Elektroden auf, welche insbesondere an einen gemeinsamen Pol angeschlossen werden sollen, und der Ableiter weist mehrere Spalte auf, auf welche die Elektroden verteilt sind. Diese Ausgestaltung ist besonders bei einer Zelle mit vielen Elektroden, d.h. insbesondere mehr als etwa 30 Elektroden einer Art geeignet. In diesem Fall bilden die Elektroden innerhalb der Zelle eine entsprechend dicke Elektrodenanordnung, z.B. einen oder mehrere Stapel oder Wickel, und bei lediglich einem Spalt müssten besonders diejenigen Elektroden, welche weiter entfernt vom Spalt liegen zu diesem hingeführt werden, wodurch sich ein entsprechender Materialaufwand ergibt. In der genannten Variante mit einem Ableiter mit mehreren Spalten ist der jeweilige Weg jedoch vorteilhaft verkürzt. In a suitable variant, the cell has a plurality of electrodes, which are to be connected in particular to a common pole, and the arrester has a plurality of gaps, on which the electrodes are distributed. This embodiment is particularly useful in a cell with many electrodes, i. in particular more than about 30 electrodes of a kind suitable. In this case, the electrodes within the cell form a correspondingly thick electrode arrangement, e.g. one or more stacks or reels, and in the case of only one gap, especially those electrodes which are located farther away from the gap would have to be guided to the latter, resulting in a corresponding expenditure of material. In the mentioned variant with a trap with several columns, however, the respective path is advantageously shortened.

Geeigneterweise sind die Elektroden zwischen den Haltearmen eingeklemmt, d.h. insbesondere verpresst, wodurch sich eine besonders stabile Halterung ergibt. Die Elektroden liegen im Spalt des Ableiters dann insbesondere spaltfrei aneinander an und sind besonders kompakt angeordnet. Suitably, the electrodes are clamped between the support arms, i. in particular pressed, resulting in a particularly stable holder. The electrodes are in the gap of the arrester then in particular gap-free to each other and are arranged particularly compact.

Bei der Herstellung werden die Elektroden vorzugsweise vor dem Verschweißen zwischen den Haltearmen eingeklemmt. In einer geeigneten Ausgestaltung werden die Elektroden hierzu zunächst in den Spalt eingelegt und dann die Haltearme jeweils auf die Elektroden gedrückt, d.h. die Haltearme werden mittels einer Klemm- oder Spannkraft zusammengedrückt oder -gepresst, sodass die Elektroden im Spalt entsprechend verpresst werden. Dadurch ist beim nachfolgenden Verschweißen eine vorteilhaft spaltfreie Anordnung gewährleistet, welche eine optimale Verschweißung ermöglicht. Dabei wird unter spaltfrei insbesondere verstanden, dass Lufteinschlüsse zwischen den Elektroden vermieden werden. During manufacture, the electrodes are preferably clamped between the holding arms prior to welding. In a suitable embodiment, the electrodes for this purpose are first inserted into the gap and then pressed the holding arms respectively to the electrodes, i. The holding arms are compressed or pressed by means of a clamping or clamping force, so that the electrodes are pressed in the gap accordingly. As a result, an advantageous gap-free arrangement is ensured during subsequent welding, which allows optimum welding. In particular, the term "gap-free" is understood to mean that air pockets between the electrodes are avoided.

Der Ableiter ist in einer geeigneten Ausgestaltung gabelartig ausgebildet, z.B. nach Art einer Stimmgabel, und die Haltearme sind an einem Ende des Spalts miteinander verbunden. Insbesondere ist am Ende des Spalts auch ein Pol der Zelle ausgebildet. Ausgehend von diesem Pol ist der Ableiter dann aufgespalten. The arrester is forked in a suitable configuration, e.g. in the manner of a tuning fork, and the support arms are connected together at one end of the gap. In particular, a pole of the cell is formed at the end of the gap. Starting from this pole, the arrester is then split.

Der Spalt muss jedoch nicht notwendigerweise durchgängig ausgeführt sein. Vielmehr ist es auch denkbar, dass der Spalt in einer Variante lediglich als Schlitz, d.h. Ausnehmung in den Ableiter eingebracht ist, in welchen die Elektroden eingesetzt werden. However, the gap does not necessarily have to be continuous. Rather, it is also conceivable that the gap in a variant only as a slot, i. Recess is introduced into the arrester, in which the electrodes are used.

Zweckmäßigerweise ist der Spalt wenigstens so lang wie die Elektroden breit sind. Dadurch ist sichergestellt, dass die Seitenkanten vollständig im Spalt gehaltert und mit dem Ableiter verschweißt sind und nicht lose überstehen und dass die Elektroden stabil gehaltert sind. Der Spalt ist insbesondere wenigstens derart lang, dass der gesamte Fügebereich einer jeweiligen Elektrode in dem Spalt positioniert ist. Conveniently, the gap is at least as long as the electrodes are wide. This is Ensure that the side edges are completely held in the gap and welded to the arrester and do not protrude loosely and that the electrodes are stably held. In particular, the gap is at least so long that the entire joining region of a respective electrode is positioned in the gap.

Vorzugsweise ist der Ableiter einstückig, d.h. einteilig hergestellt und dadurch besonders einfach und kostengünstig. In einer Variante ist der Ableiter jedoch mehrteilig ausgebildet, beispielsweise derart, dass die Haltearme als separate Teile ausgebildet sind, welche erst im Zuge der Herstellung durch die Verschweißung miteinander verbunden werden. Daraus ergibt sich insbesondere der Vorteil, dass der Spalt je nach Bedarf mit einer variablen Spaltbreite ausgebildet werden kann. Je nach Dicke der Elektrodenanordnung wird dann die Spaltbreite entsprechend eingestellt, beispielsweise durch Verwendung von geeignet dimensionierten Haltearmen. Weiterhin ist der Ableiter zweckmäßigerweise aus lediglich einem Werkstoff hergestellt, z.B. aus dem gleichen Werkstoff wie die Elektroden. Preferably, the arrester is in one piece, i. manufactured in one piece and therefore particularly simple and inexpensive. In one variant, however, the arrester is designed in several parts, for example in such a way that the holding arms are designed as separate parts which are connected to one another only during the production by the welding. This results in particular in the advantage that the gap can be formed as required with a variable gap width. Depending on the thickness of the electrode assembly, the gap width is then adjusted accordingly, for example by using suitably dimensioned holding arms. Furthermore, the arrester is expediently made of only one material, e.g. made of the same material as the electrodes.

Vorzugsweise ist der Ableiter als längliches Blechteil ausgebildet, welches sich mit dem Spalt in einer gemeinsamen Längsrichtung erstreckt. Diese Ausgestaltung ist besonders kostengünstig sowie platz- und gewichtsparend. Der Ableiter ist dann beispielsweise aus Kupfer- oder Aluminiumblech gefertigt. Unter „länglich“ wird insbesondere verstanden, dass der Ableiter zumindest 5-mal, insbesondere wenigstens 10-mal so lang wie breit ist, wobei die Länge in Längsrichtung gemessen wird. Als Blechteil weist der Ableiter zudem eine im Vergleich zu Breite und Länge geringe Stärke auf, beispielsweise im Bereich von 0,5 bis 5mm. Der Ableiter muss nicht notwendigerweise gerade verlaufen, sondern ist in einer Variante abgeknickt ausgeführt oder abgekantet, sodass der Pol bezüglich der Haltearme abgewinkelt angeordnet ist, beispielsweise in einem Winkel von 90°. Preferably, the arrester is formed as an elongate sheet metal part which extends with the gap in a common longitudinal direction. This embodiment is particularly cost-effective and saves space and weight. The arrester is then made of copper or aluminum sheet, for example. By "elongated" is meant, in particular, that the arrester is at least 5 times, in particular at least 10 times as long as wide, the length being measured in the longitudinal direction. As a sheet metal part, the arrester also has a low strength compared to width and length, for example in the range of 0.5 to 5 mm. The arrester does not necessarily have to run straight, but is bent or folded in a variant, so that the pole is arranged angled with respect to the support arms, for example at an angle of 90 °.

Aufgrund des Freibereichs ist der Ableiter in einem bestimmten Abstand zu den beschichteten Bereichen der Elektroden sowie zu den Separatoren, d.h. insgesamt zu den funktionellen Bereichen der Zelle beabstandet. Dieser Abstand in Summe mit der Dicke des Ableiters in Richtung der Elektroden definiert in Kombination mit der Breite der Elektroden insbesondere den Totraum innerhalb der Zelle. Vorliegend beträgt die Summe aus Abstand und Dicke des Ableiters vorteilhafterweise weniger als 10mm und insbesondere etwa 3 bis 5mm und ist somit deutlich geringer, als bei einer flächigen Verschweißung auf den Elektroden. Die beschriebene Verschweißung und deren spezielle Anordnung bezüglich der Elektroden ermöglicht die Verwendung eines besonders dünnen Ableiters, z.B. wie oben beschrieben eines Blechteils, sodass der Freibereich entsprechend reduziert wird. Nichtsdestoweniger ist der Ableiter nach wie vor zweckmäßigerweise in einem bestimmten Abstand zu den beschichteten Bereichen der Elektrode angeordnet, um eine thermische Beschädigung während des Verschweißens zu vermeiden. Dieser Abstand beträgt insbesondere wenige Millimeter, z.B. 1 bis 5mm. Due to the free area, the arrester is at a certain distance from the coated areas of the electrodes as well as to the separators, i. generally spaced apart from the functional regions of the cell. This distance in total with the thickness of the arrester in the direction of the electrodes, in combination with the width of the electrodes, defines in particular the dead space within the cell. In the present case, the sum of the distance and the thickness of the arrester is advantageously less than 10 mm and in particular about 3 to 5 mm and is thus significantly lower than in the case of a planar welding on the electrodes. The described welding and its special arrangement with respect to the electrodes allows the use of a particularly thin arrester, e.g. As described above, a sheet metal part, so that the free area is reduced accordingly. Nevertheless, the arrester is still desirably located at a certain distance from the coated areas of the electrode to avoid thermal damage during welding. This distance is in particular a few millimeters, e.g. 1 to 5mm.

Die Verschweißung ist im Querschnitt insbesondere in etwa trapezförmig oder dreieckig ausgebildet und zwischen den beiden Haltearmen angeordnet. Der Ableiter weist eine den Elektroden zugewandte Oberfläche auf sowie eine den Elektroden abgewandte Oberfläche. Die Verschweißung erstreckt sich dann ausgehend von der abgewandten Oberfläche zwischen den Haltearmen entlang in Richtung der Elektroden und verjüngt sich dabei. Entsprechend weist die Verschweißung parallel zur Spaltbreite gemessen eine Breite auf, welche insbesondere eine maximale Breite der Verschweißung ist und welche vorzugsweise größer ist als die Spaltbreite. Mit anderen Worten: die Verschweißung ist im Querschnitt breiter als der Spalt. The weld is formed in cross section in particular approximately trapezoidal or triangular and arranged between the two holding arms. The arrester has a surface facing the electrodes and a surface facing away from the electrodes. The weld then extends starting from the opposite surface between the support arms along in the direction of the electrodes and tapers. Accordingly, the welding measured parallel to the gap width on a width, which is in particular a maximum width of the weld and which is preferably greater than the gap width. In other words, the weld is wider in cross-section than the gap.

Bevorzugterweise wird die Verschweißung jedoch nicht durch den gesamten Spalt hindurch ausgeführt, sodass weiterhin noch nicht-verschmolzene Bereiche der Elektroden zwischen den Haltearmen angeordnet und insbesondere eingeklemmt sind. Mit anderen Worten: der Spalt ist im Querschnitt tiefer als die Verschweißung. Hierdurch wird insbesondere die korrekte Positionierung der Elektroden auch nach dem Verschweißen gewährleistet. Bei einem vollständigen Verschweißen der Elektroden im Spalt besteht dagegen die Gefahr, dass die Elektroden aufgrund der Verformung im Bereich der Verschweißung nachteilig unter Spannung gesetzt werden. Dies wird durch die beschriebene Ausführung der Verschweißung lediglich über eine Teiltiefe des Spalts vermieden. Auch wird hierdurch bei der Herstellung sichergestellt, dass die sich ausbreitende Temperaturzone nicht bis zu den beschichteten Bereichen der Elektroden vordringt und diese beschädigt. Preferably, however, the welding is not performed through the entire gap, so that non-fused areas of the electrodes are still arranged between the holding arms and in particular clamped. In other words, the gap is deeper in cross-section than the weld. As a result, in particular the correct positioning of the electrodes is ensured even after welding. In the case of a complete welding of the electrodes in the gap, on the other hand, there is the risk that the electrodes are disadvantageously put under tension due to the deformation in the region of the weld. This is avoided by the described embodiment of the weld only over a partial depth of the gap. This also ensures during production that the propagating temperature zone does not penetrate to the coated areas of the electrodes and damage them.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Zelle eine prismatische Zelle und die Elektroden erstrecken sich jeweils eben und sind zueinander parallel angeordnet. Solche prismatischen Zellen zeichnen sich durch einen generell quaderförmigen Formfaktor aus und weisen somit eine besonders hohe Energiedichte auf. Alternativ zu einer Ausgestaltung als prismatische Zelle ist die Zelle mit gewickelten Elektroden ausgebildet. In a particularly preferred embodiment, the cell is a prismatic cell and the electrodes each extend flat and are arranged parallel to each other. Such prismatic cells are characterized by a generally cuboid form factor and thus have a particularly high energy density. As an alternative to a design as a prismatic cell, the cell is formed with wound electrodes.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen jeweils schematisch: Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. In each case schematically show:

1 ein Batteriemodul mit mehreren Zellen in einer perspektivischen Ansicht, 1 a battery module with several cells in a perspective view,

2 eine der Zellen in einer Frontansicht, 2 one of the cells in a front view,

3 ausschnittsweise die Zelle in einer perspektivischen Ansicht, 3 detail the cell in a perspective view,

4 in einer Querschnittansicht einen Ableiter der Zelle vor dem Verschweißen, 4 in a cross-sectional view, an arrester of the cell before welding,

5 die Anordnung gemäß 4 nach dem Verschweißen, und 5 the arrangement according to 4 after welding, and

6 eine Variante der Zelle in einer Frontansicht. 6 a variant of the cell in a front view.

In 1 ist stark schematisiert ein Batteriemodul 2 dargestellt, welches mehrere Zellen 4 umfasst, die in einem Gehäuse 6 des Batteriemoduls angeordnet sind. Die Zellen 4 sind hier als prismatische Zellen 4 ausgeführt und weisen einen im Wesentlichen quaderförmigen Formfaktor auf. Oberseitig weist jede Zelle 4 zwei Pole 8 auf, über welche Energie entnommen werden kann. Die Pole 8 sind über Anschlüsse 10 miteinander elektrisch verbunden, sodass die Zellen 4 untereinander verschaltet sind. Im Ausführungsbeispiel der 1 sind sämtliche Zellen 4 parallel zueinander geschaltet. In einer nicht gezeigten Alternative sind die Zellen 4 seriell verschaltet oder sowohl seriell als auch parallel. In 1 is highly schematized a battery module 2 shown which is several cells 4 that includes in a housing 6 of the battery module are arranged. The cells 4 are here as prismatic cells 4 executed and have a substantially cuboid shape factor. On the top side, each cell points 4 two poles 8th on, over which energy can be taken. The poles 8th are about connections 10 electrically connected to each other so that the cells 4 interconnected with each other. In the embodiment of 1 are all cells 4 connected in parallel. In an alternative, not shown, are the cells 4 connected in series or both serial and parallel.

In 2 ist eine der Zellen 4 in einer Frontansicht gezeigt. Innerhalb eines Zellengehäuses 12 ist ein nicht näher dargestellter Stapel an Elektroden 14, 16 angeordnet, welche seitlich aus dem Zellengehäuse 12 herausragen. Im Stapel sind zwei unterschiedliche Arten von Elektroden 14, 16 angeordnet, nämlich Elektroden 14 und Gegenelektroden 16 oder auch Anoden und Kathoden. Die Elektroden 14, 16 sind je nach Ausgestaltung als Anode oder Kathode mit einem von hier zwei Ableitern 18 verbunden, welche jeweils einen der beiden Pole 8 bilden. In 2 is one of the cells 4 shown in a front view. Inside a cell case 12 is a not-shown stack of electrodes 14 . 16 arranged, which laterally out of the cell housing 12 protrude. In the stack are two different types of electrodes 14 . 16 arranged, namely electrodes 14 and counter electrodes 16 or also anodes and cathodes. The electrodes 14 . 16 are depending on the configuration as an anode or cathode with one of two arresters here 18 connected, each one of the two poles 8th form.

Die Elektroden 14, 16 sind als Metallfolien ausgebildet, welche in nicht näher bezeichneter Weise mit einer Beschichtung aus einem aktiven Material versehen sind und hier zusätzlich noch durch Separatoren voneinander beabstandet sind. Grundsätzlich ist es denkbar, dass der Stapel lediglich zwei Elektroden 14, 16 umfasst, d.h. lediglich ein einzelnes Elektrodenpaar, üblicherweise sind jedoch mehrere Elektroden 14 und Gegenelektroden 16 vorhanden, beispielsweise insgesamt 27 Elektroden 14, 16. The electrodes 14 . 16 are formed as metal foils, which are provided in unspecified manner with a coating of an active material and here are additionally spaced apart by separators. In principle, it is conceivable that the stack only two electrodes 14 . 16 includes, ie only a single electrode pair, but usually are multiple electrodes 14 and counter electrodes 16 present, for example a total of 27 electrodes 14 . 16 ,

Wie aus 2 deutlich wird, weisen die Elektroden 14, 16 seitlich einen Freibereich 20 auf, welcher insbesondere frei von einer Beschichtung ist und allgemein nicht zur Energiespeicherung beiträgt sondern vielmehr als Montage- oder Fügefläche für die Ableiter 18 dient. Dadurch entsteht allerdings ein ungenutztes Volumen oder ein Totraum in der Zelle 4, wodurch deren Energiedichte entsprechend reduziert ist. Das Ausmaß des Totraums ist dabei wesentlich von der gewählten Anbindung der Ableiter 18 an die Elektroden 14, 16 abhängig. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine besonders platzsparende Konfiguration gewählt, welche in 3 näher gezeigt ist und durch welche der Totraum gegenüber einer herkömmlichen Zelle 4 reduziert ist. How out 2 becomes clear, assign the electrodes 14 . 16 laterally a free area 20 which is in particular free of a coating and generally does not contribute to energy storage but rather as an assembly or joining surface for the arrester 18 serves. However, this creates an unused volume or dead space in the cell 4 , whereby their energy density is reduced accordingly. The extent of the dead space is essentially dependent on the chosen connection of the arresters 18 to the electrodes 14 . 16 dependent. In the embodiment shown here, a particularly space-saving configuration is selected, which in 3 is shown closer and through which the dead space over a conventional cell 4 is reduced.

Grundsätzlich ist es möglich, den Ableiter 18 flächig mit einer Elektrode 14, 16 zu verbinden, beispielsweise mittels eines Ultraschallschweißverfahrens zu verschweißen. Hierbei wird die zum Schweißen benötigte Energie im Wesentlichen senkrecht zu den Elektroden 14, 16 eingebracht, wodurch ein entsprechend großer und vor Allem flächiger Freibereich 20 benötigt wird. Im Gegensatz dazu sind vorliegend und wie in 3 gezeigt die Elektroden 14, 16 mit einem jeweiligen Ableiter 18 seitlich verschweißt, und zwar hier mittels eines Lasers L laserverschweißt. Dies ist besonders deutlich anhand von 4 erkennbar, welche den Ableiter 18 und die Elektroden 14, 16 im Querschnitt und vor dem Verschweißen zeigt. Der Energieeintrag erfolgt hier also parallel zu den Elektroden 14, 16 und lediglich in deren Randbereich, sodass eine Verschweißung 22 ausgebildet wird, welche besonders platzsparend ist. Wesentlich ist hierbei die seitliche Anordnung der Verschweißung 22, d.h. deren Ausbildung an Seitenkanten 24 der Elektroden 14, 16. Auf eine herkömmliche flächige Verschweißung wird verzichtet. Basically it is possible to use the arrester 18 flat with an electrode 14 . 16 connect, for example by means of an ultrasonic welding process to weld. In this case, the energy required for welding is substantially perpendicular to the electrodes 14 . 16 introduced, creating a correspondingly large and especially flat outdoor area 20 is needed. In contrast, present and as in 3 shown the electrodes 14 . 16 with a respective arrester 18 laterally welded, here laser-welded by means of a laser L. This is especially clear from 4 recognizable, which the arrester 18 and the electrodes 14 . 16 in cross-section and before welding shows. The energy input takes place here parallel to the electrodes 14 . 16 and only in its edge region, so that a weld 22 is formed, which is particularly space-saving. Essential here is the lateral arrangement of the weld 22 ie their training on side edges 24 the electrodes 14 . 16 , On a conventional surface welding is omitted.

Um die Elektroden 14, 16 besonders stabil mit dem Ableiter 18 zu verschweißen ist dieser hier gabelartig ausgebildet und weist allgemein zwei Haltearme 26 auf, zwischen welchen die Elektroden 14, 16 positioniert sind. Die Haltearme 26 sind voneinander beabstandet und bilden auf diese Weise einen Spalt 28 mit einer Spaltbreite SB, welche in Abhängigkeit der Anzahl an Elektroden 14, 16 und deren Dicke ausgewählt ist. In einer nicht gezeigten Alternative ist der Ableiter 18 nicht wie hier dargestellt einstückig ausgeführt, sondern mehrteilig, d.h. mit zunächst separaten Haltearmen 28, welche erst beim Verschweißen miteinander verbunden werden. Dadurch ist es möglich, die Spaltbreite SB bedarfsgerecht einzustellen. To the electrodes 14 . 16 particularly stable with the arrester 18 To weld this is forked and generally has two support arms 26 on, between which the electrodes 14 . 16 are positioned. The holding arms 26 are spaced apart and thus form a gap 28 with a gap width SB, which depends on the number of electrodes 14 . 16 and whose thickness is selected. In an alternative, not shown, is the arrester 18 not in one piece as shown here, but in several parts, ie with initially separate retaining arms 28 , which are joined together only during welding. This makes it possible to adjust the gap width SB as needed.

Zusätzlich werden die Haltearme 28 wie in 4 angedeutet durch Spannkräfte F gegeneinandergedrückt, sodass die im Spalt 28 angeordneten Elektroden 14, 16 im Bereich ihrer Seitenkanten 24 verpresst werden. Dadurch wird insbesondere eine spaltfreie Anordnung der Elektroden 14, 16 im Spalt 28 erzielt, wodurch die Qualität der nachfolgend ausgebildeten Verschweißung 22 verbessert wird. In addition, the retaining arms 28 as in 4 indicated by clamping forces F pressed against each other, so that in the gap 28 arranged electrodes 14 . 16 in the area of their side edges 24 be pressed. As a result, in particular a gap-free arrangement of the electrodes 14 . 16 in the gap 28 achieved, thereby improving the quality of the subsequently formed weld 22 is improved.

5 zeigt die Anordnung aus 4 nach dem Verschweißen und besonders die Verschweißung 22, welche in etwa trapezförmig ausgebildet ist. Durch die Verschweißung 22 sind die Haltearme 18 mit den Elektroden 14, 16 verschweißt und verschmolzen. Entsprechend weist die Verschweißung 22 eine Breite B auf, welche größer ist als die Spaltbreite SB. Allerdings ist die Verschweißung 22 nicht durchgängig durch den Spalt 28 ausgebildet, d.h. der Spalt 28 ist tiefer als die Verschweißung 22, wodurch eine zu starke Deformation der Elektroden 14, 16 vermieden wird. 5 shows the arrangement 4 after welding and especially the welding 22 , which is formed approximately trapezoidal. By the welding 22 are the holding arms 18 with the electrodes 14 . 16 welded and fused. Accordingly, the welds 22 a width B which is larger than the gap width SB. However, the weld is 22 not continuous through the gap 28 formed, ie the gap 28 is deeper than the weld 22 , causing excessive deformation of the electrodes 14 . 16 is avoided.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Ableiter 18 als längliche Blechteile ausgeführt, wobei der jeweilige Pol 8 endseitig ausgebildet ist und die Haltearme 26 abgewinkelt sind. Der Ableiter 18 und der Spalt 22 erstrecken sich zudem in einer gemeinsamen Längsrichtung R, sodass der Spalt 22 also längs in den Ableiter 18 eingebracht ist und entsprechend lange Haltearme 26 ausbildet. Entlang der Längsrichtung R gemessen ist der Spalt 28 hier zudem länger als die Seitenkanten 24 der Elektroden 14, 16, um diese vollständig aufzunehmen. In the embodiment shown, the arresters 18 designed as elongated sheet metal parts, wherein the respective pole 8th is formed at the end and the retaining arms 26 are angled. The arrester 18 and the gap 22 also extend in a common longitudinal direction R, so that the gap 22 So long in the arrester 18 is introduced and correspondingly long support arms 26 formed. Measured along the longitudinal direction R is the gap 28 here also longer than the side edges 24 the electrodes 14 . 16 to fully absorb them.

In 6 ist eine Variante der Zelle 4 dargestellt, bei welcher die beiden Ableiter 18 auf der gleichen Seite der Zelle 4 angeordnet sind und nicht wie in 2 auf gegenüberliegenden Seiten. Die Freibereiche 20 sind entsprechend nicht über die gesamte Breite der Elektroden 14, 16 ausgeführt sondern mit reduzierter Breite, sodass beide Arten an Elektroden 14, 16 auf der gleichen Seite der Zelle 4 überstehen und angeschlossen werden können. In der gezeigten Variante sind die Freibereich 20 der Elektroden 14, 16 zudem abgewinkelt, sodass die Spalte 28 einfacher zugänglich sind und bei der Verschweißung der Laser L senkrecht zur Bildebene der 6 eingestrahlt wird. In 6 is a variant of the cell 4 represented, in which the two arresters 18 on the same side of the cell 4 are arranged and not as in 2 on opposite sides. The outdoor areas 20 are accordingly not across the entire width of the electrodes 14 . 16 executed but with reduced width, so that both types of electrodes 14 . 16 on the same side of the cell 4 survive and can be connected. In the variant shown, the outdoor area 20 the electrodes 14 . 16 also angled so that the column 28 are easier to access and in the welding of the laser L perpendicular to the image plane of the 6 is irradiated.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

2 2: Batteriemodul battery module
4 4: Zelle cell
6 6: Gehäuse casing
8 8th: Pol pole
10 10: Anschluss connection
12 12: Zellengehäuse cell case
14 14: Elektrode electrode
16 16: Gegenelektrode counter electrode
18 18: Ableiter arrester
20 20: Freibereich outdoor Space
22 22: Verschweißung welding
24 24: Seitenkante side edge
26 26: Haltearm holding arm
28 28: Spalt gap
B B: Breite (der Verschweißung) Width (of the welding)
F F: Spannkraft tension
L L: Laser laser
R R: Längsrichtung longitudinal direction
SB SB: Spaltbreite gap width

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2005/071774 A1 [0005]

Claims

Cell ( 4 ), in particular for a Li-ion accumulator which comprises a number of flat, foil-type electrodes ( 14 . 16 ) as well as an arrester ( 18 ), which is connected to the electrodes ( 14 . 16 ), characterized in that the arrester ( 18 ) two spaced apart retaining arms ( 26 ), between which a gap ( 28 ) in which the electrodes ( 14 . 16 ) are supported, wherein along the gap ( 28 ) a welding ( 22 ) is formed, by means of which the electrodes ( 14 . 16 ) with the arrester ( 18 ) are welded.

Cell ( 4 ) according to the preceding claim, characterized in that the arrester ( 18 ) with the electrodes ( 14 . 16 ) is laser welded.

Cell ( 4 ) according to one of the preceding claims, characterized in that these at least ten electrodes ( 14 . 16 ), which together in the gap ( 28 ) and with the arrester ( 18 ) are welded.

Cell ( 4 ) according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a plurality of electrodes ( 14 . 16 ) and the arrester ( 18 ) several columns ( 28 ) to which the electrodes ( 14 . 16 ) are distributed.

Cell ( 4 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the electrodes ( 14 . 16 ) between the holding arms ( 26 ) are trapped.

Cell ( 4 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the arrester ( 18 ) is fork-shaped and the retaining arms ( 26 ) at one end of the gap ( 28 ) are interconnected.

Cell ( 4 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the arrester ( 18 ) is formed as an elongate sheet metal part, which with the gap ( 28 ) extends in a common longitudinal direction (R).

Cell ( 4 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that the gap ( 28 ) is at least as long as the electrodes ( 14 . 16 ) are wide.

Cell ( 4 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the welding ( 22 ) is wider in cross-section than the gap ( 28 ).

Cell ( 4 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that the gap ( 28 ) is deeper in cross-section than the weld ( 22 ).

Cell ( 4 ) according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a prismatic cell ( 4 ) and the electrodes ( 14 . 16 ) each extend flat and are arranged parallel to each other.

Method for producing a cell ( 4 ) according to any one of claims 1 to 11, wherein the cell ( 4 ) a number of flat, foil-like electrodes ( 14 . 16 ) as well as an arrester ( 18 ), which has two mutually spaced retaining arms ( 26 ), between which a gap ( 28 ) in which the electrodes ( 14 . 16 ) and then the electrodes ( 14 . 16 ) with the arrester ( 18 ) are welded.

Method according to the preceding claim, characterized in that the electrodes ( 14 . 16 ) before welding between the holding arms ( 26 ) are trapped.

Method according to one of the two preceding claims, characterized in that the electrodes ( 14 . 16 ) with the arrester ( 18 ) are welded by means of a laser (L).

Method according to the preceding claim, characterized in that the laser (L) when welding perpendicular to the side edge ( 24 ) and parallel to the electrodes ( 14 . 16 ) is irradiated.