DE102016200765B4

DE102016200765B4 - PROCESS FOR MANUFACTURING AN ENERGY STORAGE CELL, BATTERY MODULE AND VEHICLE

Info

Publication number: DE102016200765B4
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: 2023-01-05
Anticipated expiration: 2036-01-22
Also published as: DE102016200765A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Energiespeicherzelle mit folgenden Schritten:- Bereitstellen eines Gehäuses (10), welches eine Breite (B) und eine Tiefe (T) aufweist;- Bereitstellen mindestens eines Elektrodenwickels (20), welcher mindestens zwei um eine Wickelungsachse (21) gewickelte Elektroden aufweist, wobei der Elektrodenwickel senkrecht zur Wickelungsachse (21) einen Querschnitt mit einer Breite (B') und einer Tiefe (T') aufweist, wobei die Breite (B)' des Querschnitts des Elektrodenwickels (20) größer ist als die Breite (B) des Gehäuses (10) und die Tiefe (T') des Querschnitts des Elektrodenwickels (20) höchstens so groß ist wie die Tiefe (T) des Gehäuses (10);- Abtrennen mindestens eines Abschnitts (25) des mindestens einen Elektrodenwickels (20), wodurch die Breite (B') des Querschnitts des Elektrodenwickels (20) auf eine Breite reduziert wird, welche höchstens so groß ist wie die Breite (B) des Gehäuses (10); und- Einbringen des mindestens einen Elektrodenwickels (20), dessen Querschnitt in der Breite reduziert wurde, in das Gehäuse (10).Method for producing an energy storage cell with the following steps:- providing a housing (10) which has a width (B) and a depth (T);- providing at least one electrode coil (20) which has at least two coils wound around a coiling axis (21). Has electrodes, wherein the electrode coil has a cross section perpendicular to the coiling axis (21) with a width (B') and a depth (T'), the width (B)' of the cross section of the electrode coil (20) being 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 great as the depth (T) of the housing (10);- Separating at least one section (25) of the at least one 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); and - introducing the at least one electrode coil (20), whose cross-section has been reduced in width, into the housing (10).

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 a major role in everyday life in the form of portable or transportable batteries. As an energy store and supplier, they supply power to portable electrical devices such as wireless telecommunications devices, for example. Such energy storage cells are of central importance, particularly in the field of so-called electromobility. The aim here is to achieve the highest possible storage capacity with 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 in the form of long foil webs, which are cut to size and stacked, folded in a z-shape or wound up in the shape of a snail and then placed in a housing of the appropriate size and shape. The cutting and subsequent stacking of the foil 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, the process is relatively complex due to the large number of process steps required for each cell in the form of cutting and stacking processes. The winding of the film webs, on the other hand, is much easier to implement in just one process step. However, the desired high volume utilization is only given in a cylindrical housing and is reduced again when the cells are combined into modules. In contrast, in a cuboid housing, part of the housing volume remains unused, which corresponds to a lower energy density of the energy storage cell. Mechanical deformation of the electrode coil, e.g. by pressing, may increase the volume utilization and thus the energy density of the energy storage cell in such a housing, but at the same time there are large mechanical loads in the coil curves, e.g. in the form of tension, high wear and thus faster aging on. The same problem is also known from the folding of the electrode foils, in which the volume utilization of the housing is as high as with stacking. However, the mechanical stress on the material 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.The object of the present invention is to specify 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 production method and low material stress.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zur Herstellung einer Energiespeicherzelle gemäß Anspruch 1 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 1 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 method according to the invention for producing an energy storage cell has the following steps: providing a housing which has a width and a depth; Providing at least one electrode coil, which has at least two electrodes wound around a coiling axis, the electrode coil having a cross section perpendicular to the coiling axis with a width and a depth, the width of the cross section of the electrode coil being greater than the width of the housing and the depth of the cross section of the electrode coil is at most as large as the depth of the housing; severing at least a portion of the at least one electrode coil, thereby reducing the width of the cross-section of the electrode coil to a width no greater than the width of the housing; and inserting the at least one electrode coil, the cross-section of which 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 energy storage cells connected to one another, which are produced using 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 using the method according to the invention and/or at least one battery module with two or more energy storage cells produced using the method according to the invention.

Bei einem Kraftfahrzeug im Sinne der vorliegenden Erfindung handelt es sich vorzugsweise um ein nicht dauerhaft spurgeführtes 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 track-guided, in particular a road vehicle, for example a passenger car, truck, bus or a motorcycle, which in particular has a hybrid or electric drive.

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 first producing or providing an electrode coil whose cross section is reduced right to its winding axis is larger in at least one dimension than the cross section of a housing provided for receiving the winding, in particular cuboid, in this dimension. The electrode coil is then cut with a few cuts in such a way that the cut electrode coil fits into the provided housing and fills it out or at least fills it out better than an electrode coil whose cross section perpendicular to its winding axis is smaller in every direction than the cross section of a provided, in particular cuboid, Housing and is inserted into this housing. In particular, the width of the cross section of the electrode coil provided is greater than the width of the cuboid housing provided, whereas the depth of the cross section of the electrode coil running perpendicular to the width is selected such that it fits into the housing, ie is the depth of the cross section of the electrode coil provided less than or approximately equal to the depth of the case. By separating, in particular cutting off, at least one section of the electrode coil, its width is reduced to a width which is at most as large as the width of the cuboid housing provided. In this case, the cut surface preferably runs perpendicularly 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 compared to an energy storage cell with an electrode coil not cut to size in a cuboid housing of the same dimensions. Separating two sections of the electrode coil leads to a particularly favorable use of volume. In principle, however, an increased use of volume 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.In comparison to the production of an electrode stack, significantly fewer cuts are required in the method according to the invention. Furthermore, the electrodes do not have to be stacked after they have been cut to size, since the electrodes of the electrode coil are wound up in just one process step. In addition, with the present method for reducing the width of the electrode coil, the curves and/or kinks of the electrode coil can be partially or completely separated, so that there is no longer any stress on the material in the finished cell, which ensures a longer service life for the finished energy storage cell and is therefore of particular importance This is advantageous over the use of deformed electrode ensembles, which are obtained, for example, by pressing an electrode coil into a cuboid shape or by folding electrode strips 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.With this method, it is also possible to cut two or more electrode coils to size and to integrate them together in a provided, in particular cuboid, housing. The added depth of the electrode coils is preferably less than or equal to the depth of the housing provided. This means that the electrode coils stacked or lined up along their depth dimension are, taken together, no deeper than the housing. The electrode coils are preferably stacked or arranged in a row and then cut together, the width of the electrode coils being reduced to the width of the housing in accordance with the method described above by cutting off the sections of the electrode coils that protrude beyond the width of the housing. The electrode coils stacked or lined up along their depth and cut to size can then be integrated into the cuboid housing provided.

Insgesamt ermöglicht die Erfindung eine einfache Herstellung von Energiespeicherzellen mit hoher Energiedichte, wobei die mechanische Belastung des verarbeiteten Elektrodenmaterials gering ist.Overall, the invention enables energy storage cells with a high energy density to be produced easily, with the mechanical stress on the processed electrode material being 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 enables an even more favorable volume utilization of the housing than if only one section were cut off, 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 coil provided is designed as a flat coil. A flat coil is obtained, for example, by winding an anode-cathode separator ensemble around a winding axis to form a round coil and then pressing the round coil flat. The outer shape of the flat coil then has two large side surfaces that are essentially parallel to one another, which are spaced apart from one another by the depth of the cross section of the electrode coil and are connected to one another by two curves. After the at least one section has been separated and introduced into the housing, the side surfaces of the electrode coil preferably lie essentially parallel to the side walls of the housing. In particular, the side surfaces of the electrodes placed in the housing ckels in a particularly advantageous embodiment on the side walls of the housing, whereby a particularly favorable use of volume 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 coil designed as a flat coil are severed, as a result of which 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 the two curves in particular, the shape of the electrode coil, originally designed as a flat coil, becomes essentially cuboid, so that the cut electrode coil can essentially completely fill the volume of the housing after insertion into a cuboid housing. In a particularly advantageous embodiment, the tailored electrode coil rests against all of the inner side walls of the housing, which results in a particularly favorable use of volume 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 a likewise preferred embodiment of the method, at least two electrode coils designed as flat coils are stacked or lined up so that their large side surfaces lie parallel to one another or against one another, with the total depth of the cross section of the stacked or lined-up electrode coils being at most as great as the Depth of the housing and the width of the cross section of the stacked or lined up electrode coil is greater than the width of the housing. At least one section of the stacked or lined-up electrode coils is cut off, whereby the width of the cross section of the stacked or lined-up electrode coils is reduced to a width which is at most as large as the width of the housing. The electrode coils that have been cut to size, stacked or lined up next to one another are then placed in the housing, preferably together. In a particularly advantageous embodiment, the large side surfaces of the two outermost electrode coils and the cut surfaces created by separating the sections of the electrode coils rest against the side walls of the housing provided, so that its volume is used particularly well and the energy density is increased even further. Separating off areas of a plurality of electrode coils that are stacked or lined up next to one another makes it possible in particular to use housings with great depth, which further reduces the material requirement and the manufacturing costs compared to cells with only one integrated electrode coil.

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 particularly preferred embodiment of the method, the housing provided is designed as a cuboid, so-called “prismatic” housing, which has two essentially parallel, large-area side walls, which are connected to one another by narrow side walls. With such a cuboid housing, it is particularly easy to adapt the cross section of the electrode coil to the shape or the cross section of the housing by cutting off at least one section, so that by introducing the cut electrode coil into the housing, a particularly favorable use of volume and thus a further increase the energy density is reached. The volume utilization is particularly high when the shape of the cross section of the housing essentially corresponds to the cross section of the cut electrode coil, i.e. the large side surfaces of the electrode coil and the cut surfaces of the electrode coil caused by the separation of the sections run essentially parallel to the inner side walls of the housing and depend on these.

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 coil is fixed before the at least one section is separated in such a way that the windings of the electrode coil cannot slip relative to one another during separation. Fixing can be achieved, among other things, by clamping, gluing or tying the windings of the electrode coil together. In a particularly advantageous embodiment, the fixation can be released non-destructively after the at least one section has been separated. Avoiding the windings from slipping or shifting when the at least one section is cut off ensures that the large side surfaces of the cut electrode coil rest particularly reliably on the large side walls of the housing after it has been inserted into the housing, and that the resulting cut surfaces of the individual electrodes are flush and rest reliably against 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 created by cutting off at least one section of the electrode coil are electrically insulated by applying an electrically insulating material, for example a plastic film, a separator or a binder solution, to the cut surface. 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 coil has at least one cathode layer, one anode layer and at least one separator layer between the cathode layer and the anode layer, which are wound around the winding axis of the electrode coil. The at least one separator layer spatially and electrically separates the cathode and the anode from one another. At the same time, the separator layer is permeable to ions, which are 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 a low memory effect at the same time.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigen:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Herstellung einer Energiespeicherzelle;
2 ein zweites Ausführungsbeispiel zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Herstellung einer Energiespeicherzelle; und
3 ein drittes Ausführungsbeispiel zur Veranschaulichung eines Verfahrens zu Herstellung einer Energiespeicherzelle.

Further features, advantages and possible applications of the invention result from the following description in connection with the figures. Show it:

1 a first exemplary embodiment for illustrating a method for producing an energy storage cell;
2 a second exemplary embodiment for illustrating a method for producing an energy storage cell; and
3 a third exemplary embodiment to illustrate 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 exemplary embodiment to illustrate a method for producing an energy storage cell. First, a housing 10 and an electrode coil 20 designed as a flat coil are provided, each of which is 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 referred to as a “prismatic” housing. It has two large-area side walls 11 that are essentially parallel to one another. The two large side walls 11 are connected by two perpendicular, narrow side walls 12. The housing 10 has a width B and a depth T on the inside.

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 coil 20 preferably has two electrode layers and at least one separator layer between the electrode layers, which form an electrode-separator layer system that is first wound around a winding axis 21 perpendicular to the plane of the drawing, preferably in the form of a worm, to form a round coil and then pressed flat to form a flat coil would. The wound up and pressed flat electrode-separator layer system 22 is indicated only schematically in the figure and without showing the flat windings.

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 electrode coil 20 embodied as a flat coil has two large side surfaces 23 which are essentially parallel to one another and are connected to one another by curves 24 . The cross section of the electrode coil, i.e. the width of a large side surface 23 together with the curves 24, extends over a width B' which is greater than the width B inside the housing. The electrode coil 20 also has a depth T', by which the two large side surfaces 23 are spaced apart and which is at most as great as the depth T inside 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 undloder 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.In order to be able to insert the electrode coil 20 into the housing 10, two sections 25 of the electrode coil 20 are separated along the two dashed lines at a distance of the width B in the exemplary embodiment shown. This can be done, for example, by cutting, sawing and/or milling or another separating process. In this case, it is advantageous to fix the turns of the electrode coil 20 so that they do not slip and/or are displaced in relation to one another when the sections 25 are separated. The fixation is achieved, for example, by mechanical clamping, e.g. by means of a clip or clamp, gluing and/or binding, e.g. by means of adhesive or non-adhesive tapes or cords, and can be detached preferably non-destructively after the sections 25 have been separated.

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 protrude beyond the base area inside the housing 10 . 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.In a further embodiment of the method, not shown, it is also possible to separate only a section 25 of the electrode coil 20 and to insert the electrode coil 20 cut to size in this way into the housing 10 . The size of the severed section 25 is to be selected such that the width of the electrode coil 20 reduced by the severed section 25 is at most as large as the width B inside the housing. In this case, a rounding 24 of the electrode coil 20 is retained. Nevertheless, the energy density is increased compared to a flat coil with two curves 24 that is not cut to size. After the sections 25 have been separated, the electrode coil 20 has a new width which is less than or equal to the width B inside the housing 10 provided. Im darge In the example provided, the new width essentially corresponds to the width B inside the housing 10, which corresponds to a particularly preferred embodiment. The electrode coil 20 that has been cut to size can now be inserted into the housing 10, optionally together with an electrolyte.

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.If both opposing sections 24 of the electrode coil 20 have been severed, this essentially completely fills the volume of the interior of the housing 10 . This ensures a particularly high energy density of the completed energy storage cell. If only one section has been cut off, the volume of the interior of the housing 10 is not used, at least in the area of the remaining curve, which compared to that 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 according to the prior art, since the cut surface created by separating one curve can be essentially flush with one of the narrow side walls 12 of the housing 10 .

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.in the in 1 illustrated particularly preferred embodiment, it is precisely the curves 24 and the associated sections 25, which protrude beyond the base area inside the housing 10 and are separated. In this way it is achieved in particular that the sections 25 to be separated are particularly small. Thus, the loss of material is reduced to a necessary minimum.

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. 2 FIG. 12 shows a second exemplary embodiment to illustrate the method, in which case the electrode coil 20 that has been cut to size has already been inserted into the housing 10 that has been provided. In the upper part of the 2 the housing 10 and the tailored electrode coil 20 are shown in a cross-section analogous to FIG 1 shown, so that the electrode-separator layer system 22 wound around the winding axis 21, pressed flat and cut to size can be seen. As in 1 the winding axis 21 runs perpendicular to the plane of the drawing. In the lower part of 2 the cut electrode coil 20 introduced into the housing 10 is shown in a side view, so that the cross section visible in the upper part is now perpendicular to the plane of the drawing. The winding axis 21 is visible in this illustration. The height H which the housing 10 has on the inside is also visible. The electrode coil 20 has a height H' that is less than or equal to the height H inside the housing 10 so that the cut electrode coil 20 can be inserted into the housing 10 as shown.

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 electrode coil 20 and the housing differ significantly in the present illustration. However, in order to achieve a particularly high energy density, the width, depth and height of the cut electrode coil 20 are selected in such a way that it fills the entire interior of the housing 10 as far as possible. In particular, the respective side surfaces of the cut electrode coil 20 lie against the respective inner side walls of the housing 10 .

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 the cut-to-size electrode coil 20 has been introduced, the housing 10 is filled with electrolyte, closed and sealed, e.g. 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 12 shows a third exemplary embodiment to illustrate the method for producing energy storage cells, in which at least two, three in the example shown, energy storage cells 20 designed as flat coils are stacked or lined up such that their large side surfaces 23 lie against one another. The resulting from the respective depths T' (see 1 ) The resulting total depth T" of the cross section of the stacked or lined up electrode coils 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 or lined up electrode coils 20 is greater than the width B inside 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.In order to be able to introduce the stacked or lined up electrode coils 20 into the housing 10, the width B′ of the cross section of the stacked or lined up electrode coils 20 is reduced by cutting off at least one section 25 to a width that is less than or equal to the width B inside the housing 10 is. As in the in 1 shown example, the sections 25 are preferably separated in the area of the curves 24. Here, too, the material waste is reduced 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 electrode coils 20 that have been stacked or lined up to size are then introduced into the housing 10, optionally together with an electrolyte. In this example, too, the new width of the cut electrode coils 20 preferably corresponds to the width B inside the housing 10 and the total depth T" of the cut electrode coils 20 resulting from the respective depths T' of the electrode coils 20 corresponds to the depth T inside ren of the housing 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 procedure described above is not limited to the 1 until 3 Orientation of the housing 10 and the electrode coil 20 shown as an example limited. For example, it is also possible for the winding axis 21 of the electrode coil 20 to run parallel to the plane of the drawing and to the narrow side walls 12 of the housing 10 . The width B′ of the cross section of the provided electrode coil 20 running perpendicularly to the coiling axis is initially also greater than the width B inside the housing 10 and is reduced to a width that is smaller or smaller by separating one or more sections, in particular two sections is equal to the width B inside the case. The above statements in connection with FIGS 1 until 3 corresponding.

BezugszeichenlisteReference List

1010: GehäuseHousing
1111: großflächige Seitenwand des Gehäuseslarge side wall of the housing
1212: schmale Seitenwand des Gehäusesnarrow side wall of the housing
2020: Elektrodenwickelelectrode coil
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 coil
2525: Abschnitt des ElektrodenwickelsSection of the electrode coil
BB: Breite des Gehäuseswidth of the case
TT: Tiefe des Gehäusesdepth of the case
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 depth of stacked or lined-up electrode coils formed from the respective depths T′ of a plurality of electrode coils
H'H': Höhe des ElektrodenwickelsHeight of the electrode coil

Claims

Method for producing an energy storage cell with the following steps: - Providing a housing (10) having a width (B) and a depth (T); - Providing at least one electrode coil (20) which has at least two electrodes wound around a coiling axis (21), the electrode coil having a cross section perpendicular to the coiling axis (21) 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 great as the depth (T) the housing (10); - Separating at least one section (25) of the at least one 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); and - Introduction of the at least one electrode coil (20), whose cross-section has been reduced in width, into the housing (10).

Method for producing an energy storage cell claim 1 , wherein two opposing sections (25) of the electrode coil (20) are severed, 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 claim 1 or 2 , wherein the electrode coil (20) is designed as a flat coil, the outer shape of which has two side surfaces (23) which are essentially parallel to one another, which are spaced apart from one another by the depth (T') of the cross section of the electrode coil (20) and are rounded off by two curves (24 ) are connected to each other.

Method for producing an energy storage cell claim 3 , wherein at least one of the curves (24), in particular both curves (24), of the electrode coil (20) designed as a flat coil is severed, as a result of which the width (B') of the cross section of the electrode coil (20) is reduced to a width which is at most is as large as the width (B) of the housing (10).

Method for producing an energy storage cell claim 3 or 4 , wherein at least two electrode coils (20) designed as flat coils are stacked or lined up so that their side surfaces (23) lie parallel to one another, the depth (T") of the transverse section of the stacked or lined up 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 or lined up electrode coils (20) is greater than the width (B) of the housing (10), and in each case at least one section (25) of the stacked or lined up electrode coils (20) is severed, whereby the width (B') of the cross section of the stacked or lined up electrode coils (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 designed as a cuboid housing which has two essentially parallel, large-area side walls (11) which are connected to one another by narrow side walls (12).

Method for producing an energy storage cell according to one of the preceding claims, wherein the electrode coil (20) is fixed before the at least one section (25) is separated such that the windings of the electrode coil (20) cannot slip against one another during separation.

Method for producing an energy storage cell according to one of the preceding claims, one or more cut surfaces of the electrode coil (20) resulting from the separation of the at least one section (25) of the electrode coil (20) being removed by applying an electrically insulating material, in particular a plastic film, a separator or a binder solution, can be electrically insulated on the cut surface.

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

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 using the method according to one of the preceding claims.

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