DE102016200765A1

DE102016200765A1 - METHOD FOR PRODUCING AN ENERGY STORAGE CELL, BATTERY MODULE AND VEHICLE

Info

Publication number: DE102016200765A1
Application number: DE102016200765.3A
Authority: DE
Inventors: Holger Hain; Tobias Zeilinger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-01-21
Filing date: 2016-01-21
Publication date: 2017-07-27
Anticipated expiration: 2036-01-22
Also published as: DE102016200765B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Energiespeicherzelle mit folgenden Schritten: Bereitstellen eines Gehäuses, welches eine Breite und eine Tiefe aufweist; Bereitstellen mindestens eines Elektrodenwickels, welcher mindestens zwei um eine Wickelungsachse gewickelte Elektroden aufweist, wobei der Elektrodenwickel senkrecht zur Wickelungsachse einen Querschnitt mit einer Breite und einer Tiefe aufweist, wobei die Breite des Querschnitts des Elektrodenwickels größer ist als die Breite des Gehäuses und die Tiefe des Querschnitts des Elektrodenwickels höchstens so groß ist wie die Tiefe des Gehäuses; Abtrennen mindestens eines Abschnitts des mindestens einen Elektrodenwickels, wodurch die Breite des Querschnitts des Elektrodenwickels auf eine Breite reduziert wird, welche höchstens so groß ist wie die Breite des Gehäuses; und Einbringen des mindestens einen Elektrodenwickels, dessen Querschnitt in der Breite reduziert wurde, in das Gehäuse. Die Erfindung betrifft ferner ein Batteriemodul mit solchen Energiespeicherzellen sowie ein entsprechendes Fahrzeug.The invention relates to a method for producing an energy storage cell comprising the following steps: providing a housing which has a width and a depth; Providing at least one electrode winding having at least two electrodes wound around a winding axis, the electrode winding having a cross section with a width and a depth perpendicular to the winding axis, wherein the width of the cross section of the electrode winding is greater than the width of the housing and the depth of the cross section the electrode coil is at most as large as the depth of the housing; Separating at least a portion of the at least one electrode coil, whereby the width of the cross section of the electrode coil is reduced to a width which is at most as large as the width of the housing; and inserting the at least one electrode coil, whose cross-section has been reduced in width, into the housing. The invention further relates to a battery module with such energy storage cells and a corresponding vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Energiespeicherzelle, ein Batteriemodul mit solchen Energiespeicherzellen sowie ein entsprechendes Fahrzeug.The invention relates to a method for producing an energy storage cell, a battery module with such energy storage cells and a corresponding vehicle.

Elektrochemische Energiespeicher, wie z. B. Lithium-Ionen-Zellen, spielen im Alltag in Form von tragbaren oder transportablen Batterien eine große Rolle. Als Energiespeicher und -lieferant versorgen sie beispielsweise tragbare Elektrogeräte, wie etwa drahtlose Telekommunikationsmittel, mit Strom. Insbesondere im Bereich der sogenannten Elektromobilität sind solche Energiespeicherzellen von zentraler Bedeutung. Hierbei wird angestrebt, bei kompakter Bauweise eine möglichst hohe Speicherkapazität zu erzielen.Electrochemical energy storage, such. As lithium-ion cells play in everyday life in the form of portable or portable batteries a major role. As an energy store and supplier, for example, they provide power to portable electrical devices, such as wireless telecommunications devices. Especially in the field of so-called electromobility such energy storage cells are of central importance. Here, the aim is to achieve the highest possible storage capacity in a compact design.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von Energiespeicherzellen bekannt. Die Elektrodenmaterialien liegen dabei jeweils in Form von langen Folienbahnen vor, welche z. B. zugeschnitten und gestapelt, z-förmig gefaltet oder in Schneckenform aufgewickelt und anschließend in ein Gehäuse passender Größe und Form eingebracht werden. Das Schneiden und anschließende Stapeln der Folienbahnen ermöglicht das Herstellen eines Elektrodenstapels, welcher das Volumen eines quaderförmigen Gehäuses ausfüllt und daher eine hohe Energiedichte in einem solchen Gehäuse gewährleistet. Allerdings ist das Verfahren aufgrund der bei jeder Zelle erforderlichen großen Zahl von Prozessschritten in Form von Schnitten und Stapelvorgängen verhältnismäßig aufwändig. Das Wickeln der Folienbahnen ist dagegen deutlich einfacher in nur einem Prozessschritt realisierbar. Die angestrebte hohe Volumenausnutzung ist jedoch nur in einem zylinderförmigen Gehäuse gegeben und wird bei einer Zusammenfassung der Zellen zu Modulen wieder reduziert. In einem quaderförmigen Gehäuse dagegen bleibt ein Teil des Gehäusevolumens ungenutzt, was einer geringeren Energiedichte der Energiespeicherzelle entspricht. Ein mechanisches Verformen des Elektrodenwickels, z. B. durch Pressen, erhöht zwar unter Umständen die Volumenausnutzung und damit die Energiedichte der Energiespeicherzelle in einem solchen Gehäuse, gleichzeitig treten in den Wickelrundungen aber große mechanische Belastungen, z. B. in Form von Verspannungen, hoher Verschleiß und damit eine schnellere Alterung auf. Die gleiche Problematik ist auch vom Falten der Elektrodenfolien bekannt, bei welchem die Volumenausnutzung des Gehäuses ähnlich hoch ist wie beim Stapeln. Die mechanische Materialbelastung in den Falzen des gefalteten Stapels ist aber ebenfalls ungewünscht groß.Various methods for producing energy storage cells are known from the prior art. The electrode materials are each in the form of long film webs, which z. B. cut and stacked, folded z-shaped or wound up in a screw shape and then placed in a housing suitable size and shape. The cutting and subsequent stacking of the film webs makes it possible to produce an electrode stack which fills the volume of a cuboid housing and therefore ensures a high energy density in such a housing. However, due to the large number of process steps required in each cell in the form of cuts and stacking, the method is relatively expensive. The winding of the film webs, however, is much easier to implement in only one process step. However, the desired high volume utilization is only given in a cylindrical housing and is reduced again in a summary of cells to modules. In a cuboid housing, however, a part of the housing volume remains unused, which corresponds to a lower energy density of the energy storage cell. A mechanical deformation of the electrode winding, z. B. by pressing, while possibly increasing the volume utilization and thus the energy density of the energy storage cell in such a housing, at the same time occur in the winding roundings but large mechanical loads, eg. B. in the form of tension, high wear and thus faster aging. The same problem is also known from the folding of the electrode films, in which the volume utilization of the housing is similar to the stacking. However, the mechanical material load in the folds of the folded stack is also undesirably large.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Energiespeicherzelle, ein Batteriemodul mit solchen Energiespeicherzellen sowie ein entsprechendes Fahrzeug anzugeben, bei welchem die Energiedichte der Energiespeicherzelle bei gleichzeitig einfachem Herstellungsverfahren und geringer Materialbelastung möglichst hoch ist.It is an object of the present invention to provide a method for producing an energy storage cell, a battery module with such energy storage cells and a corresponding vehicle, in which the energy density of the energy storage cell is as high as possible with a simple manufacturing process and low material load.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zur Herstellung einer Energiespeicherzelle gemäß Anspruch 9 sowie einem Batteriemodul mit solchen Energiespeicherzellen und einem entsprechenden Fahrzeug gelöst.This object is achieved by the method for producing an energy storage cell according to claim 9 and a battery module with such energy storage cells and a corresponding vehicle.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Energiespeicherzelle weist folgende Schritte auf: Bereitstellen eines Gehäuses, welches eine Breite und eine Tiefe aufweist; Bereitstellen mindestens eines Elektrodenwickels, welcher mindestens zwei um eine Wickelungsachse gewickelte Elektroden aufweist, wobei der Elektrodenwickel senkrecht zur Wickelungsachse einen Querschnitt mit einer Breite und einer Tiefe aufweist, wobei die Breite des Querschnitts des Elektrodenwickels größer ist als die Breite des Gehäuses und die Tiefe des Querschnitts des Elektrodenwickels höchstens so groß ist wie die Tiefe des Gehäuses; Abtrennen mindestens eines Abschnitts des mindestens einen Elektrodenwickels, wodurch die Breite des Querschnitts des Elektrodenwickels auf eine Breite reduziert wird, welche höchstens so groß ist wie die Breite des Gehäuses; und Einbringen des mindestens einen Elektrodenwickels, dessen Querschnitt in der Breite reduziert wurde, in das Gehäuse.The inventive method for producing an energy storage cell comprises the following steps: providing a housing which has a width and a depth; Providing at least one electrode winding having at least two electrodes wound around a winding axis, the electrode winding having a cross section with a width and a depth perpendicular to the winding axis, wherein the width of the cross section of the electrode winding is greater than the width of the housing and the depth of the cross section the electrode coil is at most as large as the depth of the housing; Separating at least a portion of the at least one electrode coil, whereby the width of the cross section of the electrode coil is reduced to a width which is at most as large as the width of the housing; and inserting the at least one electrode coil, whose cross-section has been reduced in width, into the housing.

Ein erfindungsgemäßes Batteriemodul weist zwei oder mehrere miteinander verschaltete Energiespeicherzellen auf, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind.A battery module according to the invention has two or more interconnected energy storage cells, which are produced by the method according to the invention.

Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, weist einen Elektroantrieb oder Hybridantrieb sowie mindestens eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Energiespeicherzelle und/oder mindestens ein Batteriemodul mit zwei oder mehreren nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Energiespeicherzellen auf.A vehicle according to the invention, in particular a motor vehicle, has an electric drive or hybrid drive and at least one energy storage cell produced by the method according to the invention and / or at least one battery module with two or more energy storage cells produced by the method according to the invention.

Bei einem Kraftfahrzeug im Sinne der vorliegenden Erfindung handelt es sich vorzugsweise um ein nicht dauerhaft spargeführtes Landfahrzeug, insbesondere Straßenfahrzeug, beispielsweise einen Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Omnibus oder ein Kraftrad, welcher bzw. welches insbesondere einen Hybrid- oder Elektroantrieb aufweist.A motor vehicle in the sense of the present invention is preferably a land vehicle that is not permanently savered, in particular a road vehicle, for example a passenger car, lorry, bus or motorcycle, which has a hybrid or electric drive in particular.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Energiespeicherzelle basiert auf dem Ansatz, zunächst einen Elektrodenwickel herzustellen oder bereitzustellen, dessen Querschnitt senkrecht zu seiner Wickelungsachse in zumindest einer Dimension größer ist als der Querschnitt eines zur Aufnahme des Wickels bereitgestellten, insbesondere quaderförmigen, Gehäuses in dieser Dimension. Der Elektrodenwickel wird dann mit wenigen Schnitten so zugeschnitten, dass der zugeschnittene Elektrodenwickel in das bereitgestellte Gehäuse passt und dieses ausfüllt oder zumindest besser ausfüllt als ein Elektrodenwickel, dessen Querschnitt senkrecht zu seiner Wickelungsachse in jeder Richtung kleiner ist als der Querschnitt eines bereitgestellten, insbesondere quaderförmigen, Gehäuses und der in dieses Gehäuse eingeführt wird. Insbesondere ist hierbei die Breite des Querschnitts des bereitgestellten Elektrodenwickels größer als die Breite des bereitgestellten quaderförmigen Gehäuses, wohingegen die senkrecht zur Breite verlaufende Tiefe des Querschnitts des Elektrodenwickels so gewählt wird, dass dieser in das Gehäuse passt, d. h. die Tiefe des Querschnitts des bereitgestellten Elektrodenwickels ist kleiner oder etwa gleich der Tiefe des Gehäuses. Durch Abtrennen, insbesondere Abschneiden, mindestens eines Abschnitts des Elektrodenwickels wird dessen Breite auf eine Breite reduziert, die höchstens so groß ist wie die Breite des bereitgestellten quaderförmigen Gehäuses. Die Schnittfläche verläuft hierbei vorzugsweise senkrecht zur Richtung der Breite und parallel zur Richtung der Tiefe des Querschnitts des Elektrodenwickels. Durch das Einbringen des auf diese Weise zugeschnittenen Elektrodenwickels in das bereitgestellte quaderförmige Gehäuse wird die Energiedichte, d. h. die pro Volumen der Energiespeicherzelle gespeicherte elektrochemische Energie, im Vergleich zu einer Energiespeicherzelle mit einem nicht zugeschnittenen Elektrodenwickel in einem quaderförmigen Gehäuse mit denselben Maßen signifikant erhöht. Ein Abtrennen von zwei Abschnitten des Elektrodenwickels führt zu einer besonders günstigen Volumenausnutzung. Grundsätzlich kann aber eine erhöhte Volumenausnutzung bereits durch das Abtrennen eines Abschnitts des Elektrodenwickels erreicht werden.The method according to the invention for producing an energy storage cell is based on the approach of initially producing or providing an electrode winding whose cross section perpendicular to its winding axis in at least one dimension is greater than the cross section of a provided for receiving the roll, in particular cuboid, housing in this dimension. The electrode coil is then cut with a few cuts so that the cut electrode coil fits into the provided housing and fills it or at least better than an electrode coil whose cross-section perpendicular to its winding axis in each direction is smaller than the cross section of a provided, in particular cuboid, Housing and is inserted into this housing. In particular, in this case, the width of the cross section of the provided electrode coil is greater than the width of the provided parallelepiped housing, whereas the perpendicular to the width extending depth of the cross section of the electrode coil is chosen so that it fits into the housing, that is, the depth of the cross section of the provided electrode coil less than or equal to the depth of the housing. By cutting, in particular cutting, at least a portion of the electrode coil whose width is reduced to a width which is at most as large as the width of the cuboidal housing provided. The cut surface in this case preferably extends perpendicular to the direction of the width and parallel to the direction of the depth of the cross section of the electrode coil. By introducing the electrode coil cut in this way into the cuboid housing provided, the energy density, ie the electrochemical energy stored per volume of the energy storage cell, is significantly increased in comparison to an energy storage cell with a non-cut electrode winding in a parallelepiped housing with the same dimensions. A separation of two sections of the electrode coil leads to a particularly favorable volume utilization. In principle, however, increased volume utilization can already be achieved by separating a section of the electrode coil.

Im Vergleich zur Herstellung eines Elektrodenstapels sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erheblich weniger Schnitte erforderlich. Ferner entfällt das Stapeln der Elektroden nach dem Zuschneiden, da die Elektroden des Elektrodenwickels in nur einem Prozessschritt aufgewickelt werden. Überdies können bei dem vorliegenden Verfahren zur Reduktion der Breite des Elektrodenwickels die Rundungen und/oder Knicke des Elektrodenwickels teilweise oder vollständig abgetrennt werden, so dass in der fertigen Zelle keine Materialbelastung mehr auftritt, was eine verlängerte Lebensdauer der fertig gestellten Energiespeicherzelle gewährleistet und damit von besonderem Vorteil ist gegenüber der Verwendung verformter Elektrodenensembles, die z. B. durch Pressen eines Elektrodenwickels in eine Quaderform oder durch Falten von Elektrodenbahnen zu einem Stapel erhalten werden.Compared with the production of an electrode stack, considerably fewer cuts are required in the method according to the invention. Further eliminates the stacking of the electrodes after cutting, since the electrodes of the electrode coil are wound in only one process step. Moreover, in the present method for reducing the width of the electrode coil, the curves and / or creases of the electrode coil can be partially or completely severed, so that no material stress occurs in the finished cell, which ensures a prolonged life of the finished energy storage cell and thus of particular Advantage is compared to the use of deformed electrode ensembles, the z. Example, by pressing an electrode coil in a cuboid shape or by folding electrode paths are obtained into a stack.

Es ist mit diesem Verfahren auch möglich, zwei oder mehrere Elektrodenwickel zuzuschneiden und gemeinsam in ein bereitgestelltes, insbesondere quaderförmiges, Gehäuse zu integrieren. Vorzugsweise ist dabei die aufaddierte Tiefe der Elektrodenwickel kleiner oder gleich der Tiefe des bereitgestellten Gehäuses. Das heißt, die entlang ihrer Tiefendimension gestapelten oder aneinander gereihten Elektrodenwickel sind zusammengenommen nicht tiefer als das Gehäuse. Vorzugsweise werden die Elektrodenwickel gestapelt bzw. aneinander gereiht und dann gemeinsam zugeschnitten, wobei die Breite der Elektrodenwickel entsprechend dem oben beschriebenen Verfahren durch Abschneiden der über die Breite des Gehäuses hinausragenden Abschnitte der Elektrodenwickel auf die Breite des Gehäuses reduziert wird. Die entlang ihrer Tiefe gestapelten bzw. aneinander gereihten und zugeschnittenen Elektrodenwickel können anschließend in das bereitgestellte quaderförmige Gehäuse integriert werden.It is also possible with this method to cut two or more electrode coils and to integrate them together in a provided, in particular cuboid, housing. Preferably, the added depth of the electrode coil is less than or equal to the depth of the housing provided. That is, the electrode coils stacked along or lined up along their depth dimension, taken together, are not deeper than the housing. Preferably, the electrode coils are stacked and then cut together, wherein the width of the electrode coil is reduced according to the method described above by cutting the over the width of the housing protruding portions of the electrode coil to the width of the housing. The electrode wraps stacked along their depth or lined up and cut to size can then be integrated into the provided cuboidal housing.

Insgesamt ermöglicht die Erfindung eine einfache Herstellung von Energiespeicherzellen mit hoher Energiedichte, wobei die mechanische Belastung des verarbeiteten Elektrodenmaterials gering ist.Overall, the invention allows a simple production of energy storage cells with high energy density, the mechanical stress of the processed electrode material is low.

In einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens werden mindestens zwei Abschnitte, insbesondere zwei gegenüberliegende Abschnitte, des Elektrodenwickels abgetrennt, wodurch die Breite des Querschnitts des Elektrodenwickels auf eine Breite reduziert wird, welche höchstens so groß ist wie die Breite des Gehäuses. Dies ermöglicht eine noch günstigere Volumenausnutzung des Gehäuses als bei einem Abtrennen von nur einem Abschnitt, so dass die Energiedichte weiter erhöht wird.In a preferred embodiment of the method, at least two sections, in particular two opposite sections, of the electrode coil are severed, whereby the width of the cross section of the electrode coil is reduced to a width which is at most as large as the width of the housing. This allows an even more favorable volume utilization of the housing than in a separation of only a portion, so that the energy density is further increased.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung des Verfahrens ist der bereitgestellte Elektrodenwickel als Flachwickel ausgebildet. Ein Flachwickel wird z. B. durch Aufwickeln eines Anoden-Kathoden-Separator-Ensembles um eine Wickelungsachse zu einem Rundwickel und anschließendes Flachpressen des Rundwickels erhalten. Die äußere Form des Flachwickels weist dann zwei zueinander im Wesentlichen parallele große Seitenflächen auf, welche um die Tiefe des Querschnitts des Elektrodenwickels voneinander beabstandet sind und durch zwei Rundungen miteinander verbunden sind. Vorzugsweise liegen die Seitenflächen des Elektrodenwickels nach Abtrennen des mindestens einen Abschnittes und Einbringen in das Gehäuse im Wesentlichen parallel zu den Seitenwänden des Gehäuses. Insbesondere liegen die Seitenflächen des in das Gehäuse eingebrachten Elektrodenwickels in einer besonders vorteilhaften Ausführung an den Seitenwänden des Gehäuses an, wodurch eine besonders günstige Volumenausnutzung und damit eine weitere Erhöhung der Energiedichte erreicht wird.In a further preferred embodiment of the method, the electrode winding provided is designed as a flat winding. A flat wrap is z. B. by winding an anode-cathode separator ensemble around a winding axis to a circular wrap and then flat pressing the circular wrap obtained. The outer shape of the flat coil then has two mutually substantially parallel large side surfaces, which are spaced from each other by the depth of the cross section of the electrode coil and are interconnected by two curves. Preferably, after separating the at least one section and inserting it into the housing, the side surfaces of the electrode winding are substantially parallel to the side walls of the housing. In particular, the side surfaces of the introduced into the housing electrode winding are in a particularly advantageous embodiment of the side walls of the housing, creating a particularly favorable Volume utilization and thus a further increase in energy density is achieved.

In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführung des Verfahrens wird mindestens eine der Rundungen, insbesondere werden beide Rundungen, des als Flachwickel ausgebildeten Elektrodenwickels abgetrennt, wodurch die Breite des Querschnitts des Elektrodenwickels auf eine Breite reduziert wird, welche höchstens so groß ist wie die Breite des Gehäuses. Durch Abtrennen insbesondere der beiden Rundungen wird die Form des ursprünglich als Flachwickel ausgebildeten Elektrodenwickels im Wesentlichen quaderförmig, so dass der zugeschnittene Elektrodenwickel nach dem Einführen in ein quaderförmiges Gehäuse das Volumen des Gehäuses im Wesentlichen vollständig ausfülllen kann. In einer besonders vorteilhaften Ausführung liegt der zugeschnittene Elektrodenwickel an allen inneren Seitenwänden des Gehäuses an, was eine besonders günstige Volumenausnutzung und damit eine besonders hohe Energiedichte bewirkt.In a further, particularly preferred embodiment of the method, at least one of the curves, in particular both curves, of the electrode winding formed as a flat winding is severed, whereby the width of the cross section of the electrode coil is reduced to a width which is at most as large as the width of the housing , By separating, in particular, the two curves, the shape of the electrode coil, which was originally designed as a flat coil, becomes essentially cuboid, so that the cut-in electrode coil can substantially completely fill the volume of the housing after insertion into a parallelepipedal housing. In a particularly advantageous embodiment of the tailored electrode winding is applied to all inner side walls of the housing, which causes a particularly favorable volume utilization and thus a particularly high energy density.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausführung des Verfahrens werden mindestens zwei als Flachwickel ausgebildete Elektrodenwickel gestapelt oder aneinander gereiht, so dass ihre großen Seitenflächen parallel zueinander bzw. aneinander liegen, wobei die gesamte Tiefe des Querschnitts der gestapelten bzw. aneinander gereihten Elektrodenwickel höchstens so groß ist wie die Tiefe des Gehäuses und die Breite des Querschnitts der gestapelten bzw. aneinander gereihten Elektrodenwickel größer ist als die Breite des Gehäuses. Es wird jeweils mindestens ein Abschnitt der gestapelten bzw. aneinander gereihten Elektrodenwickel abgetrennt, wodurch die Breite des Querschnitts der gestapelten bzw. aneinander gereihten Elektrodenwickel auf eine Breite reduziert wird, welche höchstens so groß ist wie die Breite des Gehäuses. Die zugeschnittenen, gestapelten bzw. aneinander gereihten Elektrodenwickel werden dann, vorzugsweise gemeinsam, in das Gehäuse eingebacht. In einer besonders vorteilhaften Ausführung liegen die großen Seitenflächen der beiden äußersten Elektrodenwickel und die durch das Abtrennen der Abschnitte der Elektrodenwickel entstandenen Schnittflächen an den Seitenwänden des bereitgestellten Gehäuses an, so dass dessen Volumen besonders günstig ausgenutzt und damit die Energiedichte noch weiter erhöht wird. Durch das Abtrennen von Bereichen mehrerer gestapelter bzw. aneinander gereihter Elektrodenwickel wird insbesondere die Verwendung von Gehäusen mit großer Tiefe ermöglicht, was den Materialbedarf und die Herstellungskosten im Vergleich zu Zellen mit nur einem integrierten Elektrodenwickel weiter senkt. In einer besonders bevorzugten Ausführung des Verfahrens ist das bereitgestellte Gehäuse als quaderförmiges, sog. „prismatisches”, Gehäuse ausgebildet, welches zwei im Wesentlichen parallele großflächige Seitenwände aufweist, welche durch schmale Seitenwände miteinander verbunden sind. Bei einem solchen quaderförmigen Gehäuse ist es besonders einfach, den Querschnitt des Elektrodenwickels durch Abtrennen mindestens eines Abschnitts an die Form bzw. den Querschnitt des Gehäuses anzupassen, so dass durch ein Einbringen des zugeschnittenen Elektrodenwickels in das Gehäuse eine besonders günstige Volumenausnutzung und damit eine weitere Erhöhung der Energiedichte erreicht wird. Die Volumenausnutzung wird besonders hoch, wenn die Form des Querschnitts des Gehäuses im Wesentlichen dem Querschnitt des zugeschnittenen Elektrodenwickels entspricht, d. h. die großen Seitenflächen des Elektrodenwickels und die durch das Abtrennen der Abschnitte entstandenen Schnittflächen des Elektrodenwickels verlaufen im Wesentlichen parallel zu den inneren Seitenwänden des Gehäuses und liegen an diesen an.In a likewise preferred embodiment of the method, at least two electrode windings designed as flat windings are stacked or lined up so that their large side surfaces are parallel to each other, the total depth of the cross section of the stacked electrode windings being at most as great as that Depth of the housing and the width of the cross section of the stacked or juxtaposed electrode coil is greater than the width of the housing. At least a portion of each of the stacked electrode coils is separated, thereby reducing the width of the cross section of the stacked electrode coils to a width which is at most as large as the width of the housing. The cut, stacked or juxtaposed electrode coils are then, preferably together, einacht in the housing. In a particularly advantageous embodiment, the large side surfaces of the two outermost electrode windings and the cut surfaces resulting from the separation of the sections of the electrode windings bear on the side walls of the housing provided, so that their volume is utilized particularly favorably and thus the energy density is increased even further. By separating regions of a plurality of stacked or lined electrode windings, in particular the use of housings with great depth is made possible, which further reduces the material requirement and the manufacturing costs in comparison to cells with only one integrated electrode winding. In a particularly preferred embodiment of the method, the housing provided is designed as a cuboid, so-called "prismatic" housing, which has two substantially parallel large-area side walls, which are interconnected by narrow side walls. In such a cuboid housing, it is particularly easy to adapt the cross section of the electrode coil by separating at least one section to the shape or the cross section of the housing, so that by introducing the cut electrode winding in the housing a particularly favorable volume utilization and thus a further increase the energy density is achieved. The volume utilization becomes particularly high if the shape of the cross section of the housing substantially corresponds to the cross section of the cut electrode winding, i. H. the large side surfaces of the electrode coil and the cut surfaces of the electrode coil resulting from the separation of the sections are substantially parallel to the inner side walls of the housing and abut against them.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung des Verfahrens wird der Elektrodenwickel vor dem Abtrennen des mindestens einen Abschnitts derart fixiert, dass die Wicklungen des Elektrodenwickels beim Abtrennen nicht gegeneinander verrutschen können. Eine Fixierung kann unter anderem durch Zusammenklemmen, -kleben oder -binden der Wicklungen des Elektrodenwickels erreicht werden. In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist die Fixierung nach dem Abtrennen des mindestens einen Abschnitts zerstörungsfrei lösbar. Durch das Vermeiden eines Verrutschens oder eines Verschiebens der Wicklungen beim Abtrennen des mindestens einen Abschnitts wird gewährleistet, dass die großen Seitenflächen des zugeschnittenen Elektrodenwickels nach dem Einbringen in das Gehäuse besonders zuverlässig an den großflächigen Seitenwänden des Gehäuses anliegen und die durch das Abtrennen des mindestens einen Abschnitts entstandenen Schnittflächen der einzelnen Elektroden bündig abschließen und zuverlässig an den schmalen Seitenwänden des Gehäuses anliegen.In a further preferred embodiment of the method, the electrode winding is fixed before the separation of the at least one section in such a way that the windings of the electrode winding can not slip against each other during separation. Fixation can be achieved inter alia by clamping, gluing or bonding the windings of the electrode coil. In a particularly advantageous embodiment, the fixation after the separation of the at least one section is non-destructive solvable. By avoiding slippage or displacement of the windings during separation of the at least one section, it is ensured that the large side surfaces of the cut electrode winding rest particularly reliably on the large-area side walls of the housing after being introduced into the housing, and by separating the at least one section flush cut surfaces of the individual electrodes flush and reliably abut the narrow side walls of the housing.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung des Verfahrens werden eine oder mehrere durch das Abtrennen des mindestens eines Abschnitts des Elektrodenwickels entstandene Schnittflächen des Elektrodenwickels durch Aufbringen eines elektrisch isolierenden Materials, beispielsweise einer Kunststofffolie, eines Separators oder einer Binderlösung, auf die Schnittfläche elektrisch isoliert. Damit wird auf einfache Weise verhindert, dass die durch das Abtrennen des mindestens einen Abschnitts des Elektrodenwickels freigelegten einzelnen Elektrodenabschnitte miteinander oder mit der Gehäusewand kurzschließen können.In a further preferred embodiment of the method, one or more cut surfaces of the electrode coil resulting from the separation of the at least one section of the electrode coil are electrically insulated onto the cut surface by applying an electrically insulating material, for example a plastic film, a separator or a binder solution. This prevents in a simple manner that the individual electrode sections exposed by the separation of the at least one section of the electrode coil can short-circuit with one another or with the housing wall.

In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführung des Verfahrens zur Herstellung von Energiespeicherzellen weist der Elektrodenwickel mindestens eine Kathodenschicht, eine Anodenschicht und mindestens eine zwischen Kathodenschicht und Anodenschicht liegende Separatorschicht auf, welche um die Wickelungsachse des Elektrodenwickels gewickelt sind. Durch die mindestens eine Separatorschicht werden Kathode und Anode räumlich und elektrisch voneinander getrennt. Gleichzeitig ist die Separatorschicht für Ionen durchlässig, die an der Umwandlung der in der Zelle gespeicherten chemischen Energie in elektrische Energie beteiligt sind.In a further, particularly preferred embodiment of the method for producing energy storage cells, the electrode winding has at least one cathode layer, one anode layer, and at least one separator layer disposed between the cathode layer and the anode layer, which are wound around the winding axis of the electrode coil. The cathode and anode are spatially and electrically separated from one another by the at least one separator layer. At the same time, the separator layer is permeable to ions involved in converting the chemical energy stored in the cell into electrical energy.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung des Verfahrens zur Herstellung von Energiespeicherzellen ist die Energiespeicherzelle als Lithium-Ionen-Zelle ausgeführt. Dies gewährleistet eine besonders hohe Energiespeicherdichte und thermische Stabilität bei gleichzeitig geringem Memory-Effekt.In a further preferred embodiment of the method for producing energy storage cells, the energy storage cell is designed as a lithium-ion cell. This ensures a particularly high energy storage density and thermal stability with low memory effect.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigen:Other features, advantages and applications of the invention will become apparent from the following description taken in conjunction with the figures. Show it:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Herstellung einer Energiespeicherzelle; 1 a first embodiment for illustrating a method for producing an energy storage cell;

2 ein zweites Ausführungsbeispiel zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Herstellung einer Energiespeicherzelle; und 2 a second embodiment for illustrating a method for producing an energy storage cell; and

3 ein drittes Ausführungsbeispiel zur Veranschaulichung eines Verfahrens zu Herstellung einer Energiespeicherzelle. 3 A third embodiment for illustrating a method for producing an energy storage cell.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Herstellung einer Energiespeicherzelle. Zunächst werden ein Gehäuse 10 und ein als Flachwickel ausgebildeter Elektrodenwickel 20 bereitgestellt, die in der Figur jeweils im Querschnitt dargestellt sind. 1 shows a first embodiment for illustrating a method for producing an energy storage cell. First, a housing 10 and an electrode winding formed as a flat coil 20 provided, which are each shown in cross section in the figure.

Das Gehäuse 10 ist quaderförmig und wird auch „prismatisches” Gehäuse bezeichnet. Es weist zwei großflächige, zueinander im Wesentlichen parallele Seitenwände 11 auf. Die zwei großflächigen Seitenwände 11 sind durch zwei dazu senkrechte, schmale Seitenwände 12 verbunden Das Gehäuse 10 hat im Inneren eine Breite B und eine Tiefe T.The housing 10 is cuboid and is also called "prismatic" housing. It has two large, mutually substantially parallel side walls 11 on. The two large side walls 11 are by two perpendicular, narrow side walls 12 connected The housing 10 inside has a width B and a depth T.

Der Elektrodenwickel 20 weist vorzugsweise zwei Elektrodenschichten und mindestens eine zwischen den Elektrodenschichten liegende Separatorschicht auf, welche ein Elektroden-Separator-Schichtsystem bilden, das zunächst um eine zur Zeichnungsebene senkrechte Wickelungsachse 21, vorzugsweise in Schneckenform, zu einem Rundwickel aufgewickelt und anschließend zu einem Flachwickel flachgepresst wurde. Das aufgewickelte und flachgepresste Elektroden-Separator-Schichtsystem 22 ist in der Figur nur schematisch und ohne Wiedergabe der flachen Windungen angedeutet.The electrode winding 20 preferably has two electrode layers and at least one separator layer lying between the electrode layers, which form an electrode-separator layer system, which initially around a winding axis perpendicular to the plane of the drawing 21 , preferably in the form of a spiral, wound into a round wrap and then pressed flat into a flat wrap. The wound and flattened electrode-separator layer system 22 is indicated in the figure only schematically and without reproducing the flat turns.

Der als Flachwickel ausgebildete Elektrodenwickel 20 weist zwei große, zueinander im Wesentlichen parallele Seitenflächen 23 auf, welche durch Rundungen 24 miteinander verbunden sind. Der Querschnitt des Elektrodenwickels, d. h. die Breite einer großen Seitenfläche 23 zusammen mit den Rundungen 24, erstreckt sich dabei über eine Breite B', welche größer ist als die Breite B im Inneren des Gehäuses. Der Elektrodenwickel 20 weist ferner eine Tiefe T' auf, durch welche die beiden großen Seitenflächen 23 beabstandet sind und welche höchstens so groß ist wie die Tiefe T im Inneren des Gehäuses.The trained as a flat winding electrode winding 20 has two large, substantially parallel side surfaces 23 on, which by curves 24 connected to each other. The cross section of the electrode coil, ie the width of a large side surface 23 along with the curves 24 , It extends over a width B ', which is greater than the width B in the interior of the housing. The electrode winding 20 also has a depth T ', through which the two large side surfaces 23 are spaced apart and which is at most as large as the depth T in the interior of the housing.

Um den Elektrodenwickel 20 in das Gehäuse 10 einführen zu können, werden im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Abschnitte 25 des Elektrodenwickels 20 entlang der beiden gestrichelten Linien im Abstand der Breite B abgetrennt. Dies kann beispielsweise durch Schneiden, Sägen und/oder Fräsen oder einen anderen Trennvorgang geschehen. Dabei ist es vorteilhaft, die Windungen des Elektrodenwickels 20 zu fixieren, damit diese beim Abtrennen der Abschnitte 25 nicht gegeneinander verrutschen und/oder verschoben werden. Die Fixierung wird beispielsweise durch mechanisches Klemmen, z. B. mittels einer Klammer oder Klemme, Kleben und/oder Binden, z. B. mittels klebender oder nichtklebender Bänder oder Schnüre, erreicht und ist nach dem Abtrennen der Abschnitte 25 vorzugsweise zerstörungsfrei lösbar.To the electrode winding 20 in the case 10 to be able to introduce two sections in the illustrated embodiment 25 of the electrode coil 20 separated along the two dashed lines at a distance of the width B. This can be done for example by cutting, sawing and / or milling or another separation process. It is advantageous, the turns of the electrode coil 20 to fix, so this when separating the sections 25 do not slip against each other and / or be moved. The fixation is achieved for example by mechanical clamping, z. B. by means of a clamp or clamp, gluing and / or binding, z. B. by means of adhesive or non-adhesive tapes or cords, and is after the separation of the sections 25 preferably non-destructively releasable.

Die abgetrennten Abschnitte 25 entsprechen vorzugsweise den Bereichen des Querschnitts des Elektrodenwickels 20, welche über die Grundfläche im Inneren des Gehäuses 10 hinausragen. Im gezeigten Beispiel handelt es sich hierbei um die Rundungen 24 des Elektrodenwickels 20.The separated sections 25 preferably correspond to the areas of the cross section of the electrode coil 20 which over the footprint inside the case 10 protrude. In the example shown, these are the curves 24 of the electrode coil 20 ,

Es ist in einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform des Verfahrens auch möglich, nur einen Abschnitt 25 des Elektrodenwickels 20 abzutrennen und den auf diese Weise zugeschnittenen Elektrodenwickel 20 in das Gehäuse 10 einzubringen. Dabei ist die Größe des abgetrennten Abschnitts 25 so zu wählen, dass die um den abgetrennten Abschnitt 25 reduzierte Breite des Elektrodenwickels 20 höchstens so groß ist wie die Breite B im Inneren des Gehäuses. In diesem Fall bleibt eine Rundung 24 des Elektrodenwickels 20 erhalten. Dennoch wird die Energiedichte gegenüber einem nicht zugeschnittenen Flachwickel mit zwei Rundungen 24 erhöht. Nach dem Abtrennen der Abschnitte 25 weist der Elektrodenwickel 20 eine neue Breite auf, welche kleiner oder gleich der Breite B im Inneren des bereitgestellten Gehäuses 10 ist. Im dargestellten Beispiel entspricht die neue Breite im Wesentlichen der Breite B im Inneren des Gehäuses 10, was einer besonders bevorzugten Ausführungsform entspricht. Der zugeschnittene Elektrodenwickel 20 kann nun, gegebenenfalls zusammen mit einem Elektrolyten, in das Gehäuse 10 eingeführt werden.It is also possible in a further, not shown embodiment of the method, only a portion 25 of the electrode coil 20 to separate and cut in this way electrode winding 20 in the case 10 contribute. Where is the size of the separated section 25 so choose that around the severed section 25 reduced width of the electrode coil 20 at most as large as the width B inside the housing. In this case, a rounding remains 24 of the electrode coil 20 receive. Nevertheless, the energy density compared to a non-cut flat coil with two curves 24 elevated. After separating the sections 25 indicates the electrode winding 20 a new width, which is less than or equal to the width B in the interior of the housing provided 10 is. In the example shown, the new width substantially corresponds to the width B in the interior of the housing 10 , what a particularly preferred embodiment. The cut electrode winding 20 can now, optionally together with an electrolyte, in the housing 10 be introduced.

Sind beide gegenüberliegenden Abschnitte 24 des Elektrodenwickels 20 abgetrennt worden, füllt dieser das Volumen des Innenraums des Gehäuses 10 im Wesentlichen vollständig aus. Damit wird eine besonders hohe Energiedichte der fertiggestellten Energiespeicherzelle gewährleistet. Ist nur ein Abschnitt abgetrennt worden, wird das Volumen des Innenraums des Gehäuses 10 zumindest in dem Bereich der verbliebenen Rundung nicht ausgenutzt, was im Vergleich zu dem in 1 gezeigten Beispiel zu einer leichten Verringerung der Energiedichte der fertiggestellten Energiespeicherzelle führt. Aber auch in diesem Fall besitzt die fertiggestellte Energiespeicherzelle noch eine höhere Energiedichte als eine nach dem Stand der Technik hergestellte Energiespeicherzelle, da die durch das Abtrennen der einen Rundung entstandene Schnittfläche mit einer der schmalen Seitenwände 12 des Gehäuses 10 im Wesentlichen bündig abschließen kann. In der in 1 dargestellten besonders bevorzugen Ausführung sind es genau die Rundungen 24 bzw. die zugehörigen Abschnitte 25, welche über die Grundfläche im Inneren des Gehäuses 10 hinausragen und abgetrennt werden. Dadurch wird insbesondere erreicht, dass die abzutrennenden Abschnitte 25 besonders klein sind. Somit wird der Materialverlust auf ein notwendiges Minimum reduziert. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel zur Veranschaulichung des Verfahrens, wobei der zugeschnittene Elektrodenwickel 20 hier bereits in das bereitgestellte Gehäuse 10 eingeführt ist. Im oberen Teil der 2 ist das Gehäuse 10 und der zugeschnittene Elektrodenwickel 20 in einem Querschnitt analog zu 1 dargestellt, so dass das um die Wickelungsachse 21 gewickelte, flachgepresste und zugeschnittene Elektroden-Separator-Schichtsystem 22 zu erkennen ist. Wie in 1 verläuft die Wickelungsachse 21 senkrecht zur Zeichenebene. Im unteren Teil der 2 ist der in das Gehäuse 10 eingeführte, zugeschnittene Elektrodenwickel 20 in einer Seitenansicht dargestellt, so dass der im oberen Teil sichtbare Querschnitt nun senkrecht zur Zeichenebene liegt. In dieser Darstellung ist die Wickelungsachse 21 sichtbar. Ebenfalls sichtbar ist die Höhe H, welche das Gehäuse 10 im Inneren aufweist. Der Elektrodenwickel 20 weist eine Höhe H' auf, die kleiner oder gleich der Höhe H im Inneren des Gehäuses 10 ist, so dass der zugeschnittene Elektrodenwickel 20, wie dargestellt, in das Gehäuse 10 eingeführt werden kann.Are both opposite sections 24 of the electrode coil 20 has been separated, this fills the volume of the interior of the housing 10 essentially completely off. This ensures a particularly high energy density of the finished energy storage cell. If only one section has been separated, the volume of the interior of the housing becomes 10 at least in the area of the remaining rounding not exploited, which compared to the in 1 example shown leads to a slight reduction in the energy density of the finished energy storage cell. But even in this case, the finished energy storage cell still has a higher energy density than an energy storage cell produced by the prior art, since the cut surface formed by separating the rounding with one of the narrow side walls 12 of the housing 10 essentially flush. In the in 1 shown particularly preferred execution, it is precisely the curves 24 or the associated sections 25 which over the footprint inside the case 10 protrude and be separated. This ensures in particular that the sections to be separated 25 are especially small. Thus, the loss of material is reduced to a necessary minimum. 2 shows a second embodiment for illustrating the method, wherein the cut electrode winding 20 here already in the provided housing 10 is introduced. In the upper part of the 2 is the case 10 and the cut electrode winding 20 in a cross section analogous to 1 shown, so that around the winding axis 21 wound, flattened and cut electrode-separator layer system 22 can be seen. As in 1 the winding axis runs 21 perpendicular to the drawing plane. In the lower part of the 2 is the one in the case 10 introduced, cut electrode winding 20 shown in a side view, so that the visible in the upper part cross section is now perpendicular to the drawing plane. In this illustration, the winding axis 21 visible, noticeable. Also visible is the height H, which is the case 10 inside has. The electrode winding 20 has a height H 'which is less than or equal to the height H inside the housing 10 is, so that the cut electrode winding 20 , as shown, in the housing 10 can be introduced.

Aus Anschaulichkeitsgründen unterscheiden sich in der vorliegenden Darstellung die Breiten, Tiefen und Höhen des zugeschnittenen Elektrodenwickels 20 und des Gehäuses deutlich. Um eine besonders hohe Energiedichte zu erzielen, werden Breite, Tiefe und Höhe des zugeschnittenen Elektrodenwickels 20 jedoch so gewählt, dass dieser möglichst den gesamten Innenraum des Gehäuses 10 ausfüllt. Insbesondere liegen die jeweiligen Seitenflächen des zugeschnittenen Elektrodenwickels 20 an den jeweiligen inneren Seitenwänden des Gehäuses 10 an.For reasons of clarity, the widths, depths and heights of the cut-out electrode winding differ in the present representation 20 and the housing clearly. In order to achieve a particularly high energy density, the width, depth and height of the cut electrode winding become 20 however, chosen so that this as possible the entire interior of the housing 10 fills. In particular, the respective side surfaces of the cut electrode winding lie 20 on the respective inner side walls of the housing 10 at.

Nach dem Einbringen des zugeschnittenen Elektrodenwickels 20 wird das Gehäuse 10 mit Elektrolyt befüllt, verschlossen und versiegelt, z. B. durch Verschrauben, Verkleben oder Verschweißen.After inserting the cut electrode winding 20 becomes the case 10 filled with electrolyte, sealed and sealed, z. B. by screwing, gluing or welding.

3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel zur Veranschaulichung des Verfahrens zur Herstellung von Energiespeicherzellen, worin mindestens zwei, im gezeigten Beispiel drei, als Flachwickel ausgebildete Energiespeicherzellen 20 so gestapelt bzw. aneinander gereiht werden, dass ihre großen Seitenflächen 23 aneinander liegen. Die sich aus den jeweiligen Tiefen T' (siehe 1) ergebende gesamte Tiefe T'' des Querschnitts der gestapelten bzw. aneinander gereihten Elektrodenwickel 20 ist dabei kleiner oder gleich der Tiefe T im Inneren eines bereitgestellten Gehäuses 10, und die Breite B' des Querschnitts der gestapelten bzw. aneinander gereihten Elektrodenwickel 20 ist dabei größer als die Breite B im Inneren des Gehäuses 10. 3 shows a third embodiment for illustrating the method for producing energy storage cells, wherein at least two, in the example shown three, formed as a flat winding energy storage cells 20 be stacked or strung together so that their large side surfaces 23 lie together. The from the respective depths T '(see 1 ) resulting total depth T '' of the cross section of the stacked or juxtaposed electrode coil 20 is less than or equal to the depth T inside a provided housing 10 , and the width B 'of the cross section of the stacked electrode coils 20 is greater than the width B in the interior of the housing 10 ,

Um die gestapelten bzw. aneinander gereihten Elektrodenwickel 20 in das Gehäuse 10 einbringen zu können, wird die Breite B' des Querschnitts der gestapelten bzw. aneinander gereihten Elektrodenwickel 20 durch Abtrennen mindestens jeweils eines Abschnitts 25 auf eine Breite reduziert, die kleiner oder gleich der Breite B im Inneren des Gehäuses 10 ist. Wie in dem in 1 gezeigten Beispiel werden vorzugsweise die Abschnitte 25 im Bereich der Rundungen 24 abgetrennt. Damit wird auch hier der Materialverschnitt auf ein notwendiges Minimum reduziert.To the stacked or juxtaposed electrode coils 20 in the case 10 to bring in, the width B 'of the cross section of the stacked or juxtaposed electrode coil 20 by separating at least one section each 25 reduced to a width that is less than or equal to the width B inside the housing 10 is. As in the in 1 The examples shown are preferably the sections 25 in the area of curves 24 separated. This also reduces the material waste to a necessary minimum.

Die zugeschnittenen gestapelten bzw. aneinander gereihten Elektrodenwickel 20 werden anschließend, gegebenenfalls zusammen mit einem Elektrolyten, in das Gehäuse 10 eingebracht. Vorzugsweise entspricht auch in diesem Beispiel die neue Breite der zugeschnittenen Elektrodenwickel 20 der Breite B im Inneren des Gehäuses 10 und die sich aus den jeweiligen Tiefen T' der Elektrodenwickel 20 ergebende gesamte Tiefe T'' der zugeschnittenen Elektrodenwickel 20 der Tiefe T im Inneren des Gehäuses 10, so dass das Volumen des Gehäuses vollständig oder nahezu vollständig ausgefüllt wird, wodurch eine sehr hohe Energiedichte der fertig gestellten Energiespeicherzelle erreicht wird.The cut stacked or lined electrode wraps 20 are then, optionally together with an electrolyte in the housing 10 brought in. Preferably, in this example, the new width of the cut electrode winding corresponds 20 the width B inside the case 10 and from the respective depths T 'of the electrode winding 20 resulting total depth T '' of the cut electrode winding 20 the depth T inside the case 10 , so that the volume of the housing is completely or almost completely filled, whereby a very high energy density of the finished energy storage cell is achieved.

Das vorstehend beschriebene Verfahren ist nicht auf die in 1 bis 3 beispielhaft gezeigte Orientierung des Gehäuses 10 und des Elektrodenwickels 20 beschränkt. So ist z. B. auch möglich, dass die Wickelungsachse 21 des Elektrodenwickels 20 parallel zur Zeichenebene und zu den schmalen Seitenwänden 12 des Gehäuses 10 verläuft. Die Breite B' des senkrecht zur Wickelungsachse verlaufenden Querschnitts des bereitgestellten Elektrodenwickels 20 ist hierbei zunächst ebenfalls größer als die Breite B im Inneren des Gehäuses 10 und wird durch Abtrennen eines oder mehrerer Abschnitte, insbesondere von zwei Abschnitten, auf eine Breite reduziert, welche kleiner oder gleich der Breite B im Inneren des Gehäuses ist. Für die Abmessungen eines solchen Elektrodenwickels 20 in der Tiefe T' und der Höhe H' gelten die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit den 1 bis 3 entsprechend.The method described above is not based on the in 1 to 3 Example shown orientation of the housing 10 and the electrode coil 20 limited. So z. B. also possible that the winding axis 21 of the electrode coil 20 parallel to the drawing plane and to the narrow side walls 12 of the housing 10 runs. The width B 'of the perpendicular to the winding axis extending cross-section of the provided electrode coil 20 This is also greater than the width B in the interior of the housing 10 and is reduced by separating one or more sections, in particular two sections, to a width which is less than or equal to the width B in the interior of the housing. For the dimensions of such an electrode winding 20 in the depth T 'and the height H', the above statements apply in connection with the 1 to 3 corresponding.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Gehäusecasing
1111: großflächige Seitenwand des Gehäuseslarge side wall of the housing
1212: schmale Seitenwand des Gehäusesnarrow side wall of the housing
2020: Elektrodenwickelelectrode winding
2121: WickelungsachseWinding axis
2222: Elektroden-Separator-SchichtsystemElectrode separator layer system
2323: große Seitenfläche des Elektrodenwickelslarge side surface of the electrode coil
2424: Rundung des ElektrodenwickelsRounding of the electrode winding
2525: Abschnitt des ElektrodenwickelsSection of the electrode coil
BB: Breite des GehäusesWidth of the housing
TT: Tiefe des GehäusesDepth of the housing
HH: Höhe des GehäusesHeight of housing
B'B ': Breite des Querschnitts des ElektrodenwickelsWidth of the cross section of the electrode coil
T'T ': Tiefe des Querschnitts des ElektrodenwickelsDepth of the cross section of the electrode coil
T''T '': gesamte, aus den jeweiligen Tiefen T' mehrerer Elektrodenwickel gebildete Tiefe gestapelter bzw. aneinandergereihter Elektrodenwickeltotal, formed from the respective depths T 'of several electrode winding depth stacked or strung together electrode winding
H'H': Höhe des ElektrodenwickelsHeight of the electrode coil

Claims

Method for producing an energy storage cell comprising the following steps: - providing a housing ( 10 ) having a width (B) and a depth (T); Providing at least one electrode winding ( 20 ), which at least two around a winding axis ( 21 ) wound electrodes, wherein the electrode winding perpendicular to the winding axis ( 21 ) has a cross section with a width (B ') and a depth (T'), wherein the width (B) 'of the cross section of the electrode coil ( 20 ) is greater than the width (B) of the housing ( 10 ) and the depth (T ') of the cross section of the electrode coil ( 20 ) is at most as large as the depth (T) of the housing ( 10 ); - separating at least one section ( 25 ) of the at least one electrode winding ( 20 ), whereby the width (B ') of the cross section of the electrode coil ( 20 ) is reduced to a width which is at most as large as the width (B) of the housing ( 10 ); and - introducing the at least one electrode winding ( 20 ), whose cross-section has been reduced in width, in the housing ( 10 ).

A method of manufacturing an energy storage cell according to claim 1, wherein two opposing sections ( 25 ) of the electrode coil ( 20 ), whereby the width (B ') of the cross section of the electrode coil ( 20 ) is reduced to a width which is at most as large as the width (B) of the housing ( 10 ).

Method for producing an energy storage cell according to claim 1 or 2, wherein the electrode winding ( 20 ) is designed as a flat winding whose outer shape has two mutually substantially parallel side surfaces ( 23 ), which around the depth (T ') of the cross section of the electrode coil ( 20 ) are spaced apart from each other and by two roundings ( 24 ) are interconnected.

A method of manufacturing an energy storage cell according to claim 3, wherein at least one of the curves ( 24 ), in particular both roundings ( 24 ), designed as a flat winding electrode winding ( 20 ), whereby the width (B ') of the cross section of the electrode coil ( 20 ) is reduced to a width which is at most as large as the width (B) of the housing ( 10 ).

Method for producing an energy storage cell according to claim 3 or 4, wherein at least two electrode windings formed as flat windings ( 20 ) are stacked or strung together so that their side surfaces ( 23 ) are parallel to each other, wherein the depth (T '') of the cross section of the stacked or juxtaposed electrode coils ( 20 ) is at most as large as the depth (T) of the housing ( 10 ) and the width (B ') of the cross section of the stacked electrode coils (FIG. 20 ) is greater than the width (B) of the housing ( 10 ), and in each case at least one section ( 25 ) of the stacked or juxtaposed electrode coils ( 20 ), whereby the width (B ') of the cross section of the stacked electrode coils (FIG. 20 ) is reduced to a width which is at most as large as the width (B) of the housing ( 10 ).

Method for producing an energy storage cell according to one of the preceding claims, wherein the housing ( 10 ) is formed as a cuboid housing, which two substantially parallel large-area side walls ( 11 ), which through narrow side walls ( 12 ) are interconnected.

Method for producing an energy storage cell according to one of the preceding claims, wherein the electrode winding ( 20 ) before separating the at least one section ( 25 ) is fixed such that the windings of the electrode coil ( 20 ) can not slip against each other when separating.

A method of manufacturing an energy storage cell according to any one of the preceding claims, wherein one or more of the steps of separating the at least one portion ( 25 ) of the electrode coil ( 20 ) resulting cut surfaces of the electrode coil ( 20 ) by applying an electrically insulating material, in particular a plastic film, a separator or a binder solution, are electrically insulated on the cut surface.

Method for producing an energy storage cell according to one of the preceding claims, wherein the electrode winding ( 20 ) has at least one cathode layer, one anode layer and at least one separator layer located between the cathode layer and the anode layer, which are arranged around the winding axis (FIG. 21 ) of the electrode coil ( 20 ) are wound.

A method of manufacturing an energy storage cell according to any one of the preceding claims, wherein the energy storage cell is a lithium-ion cell.

Battery module with a plurality of energy storage cells produced by the method according to any one of the preceding claims.

Vehicle, in particular motor vehicle, with an electric drive or a hybrid drive and a battery module according to claim 11.