DE102016221562A1

DE102016221562A1 - Batteriezelle und Verfahren zur Herstellung einer Batteriezelle

Info

Publication number: DE102016221562A1
Application number: DE102016221562.0A
Authority: DE
Inventors: Johannes Bender; Heiko Klaumuenzer; Christoph Haluschka; Oliver Inkmann; Martin Gerlach; Silvan Poller; Florian Postler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-11-03
Filing date: 2016-11-03
Publication date: 2018-05-03
Also published as: CN108023034A; KR20180049799A; CN108023034B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batteriezelle, umfassend ein Zellengehäuse (3), in welchem eine Elektrodeneinheit (10) angeordnet ist, wobei die Elektrodeneinheit (10) eine mit einem negativen Terminal (11) elektrisch verbundene Anode (21) und eine mit einem positiven Terminal (12) elektrisch verbundene Kathode aufweist, wobei das Zellengehäuse (3) ein erstes Gehäuseteil (61), welches das negative Terminal (11) bildet, und ein zweites Gehäuseteil (62), welches das positive Terminal (12) bildet, aufweist, und wobei ein Isolationselement (80) vorgesehen ist, welches die Gehäuseteile (61, 62) voneinander elektrisch isoliert. Innerhalb des Zellengehäuses (3) sind ein negatives Konnektorelement (51), das mit der Anode (21) und mit dem ersten Gehäuseteil (61) elektrisch verbunden ist, sowie ein positives Konnektorelement (52), das mit der Kathode und mit dem zweiten Gehäuseteil (62) elektrisch verbunden ist, vorgesehen, wobei die Konnektorelemente (51, 52) formschlüssig in dem Isolationselement (80) gehalten sind. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Batteriezelle, umfassend folgende Schritte: Verbinden eines ersten Konnektorelements (51, 52) mit einer ersten Elektrode (21) einer Elektrodeneinheit (10); Einsetzen des ersten Konnektorelements (51, 52) in ein Isolationselement (80); Einsetzen eines zweiten Konnektorelements (51, 52) in das Isolationselement (80; Verbinden des zweiten Konnektorelements (51, 52) mit einer zweiten Elektrode (21); Einsetzen eines ersten Gehäuseteils (61) und eines zweiten Gehäuseteils (62) in das Isolationselement (80); Verbinden des ersten Konnektorelements (51, 52) mit dem ersten Gehäuseteil (61) sowie des zweiten Konnektorelements (51, 52) mit dem zweiten Gehäuseteil (62).

Description

Die Erfindung betrifft eine Batteriezelle, umfassend ein Zellengehäuse, in welchem eine Elektrodeneinheit angeordnet ist, wobei die Elektrodeneinheit eine mit einem negativen Terminal elektrisch verbundene Anode und eine mit einem positiven Terminal elektrisch verbundene Kathode aufweist, wobei das Zellengehäuse ein erstes Gehäuseteil, welches das negative Terminal bildet, und ein zweites Gehäuseteil, welches das positive Terminal bildet, aufweist. Dabei ist ein Isolationselement vorgesehen, welches die Gehäuseteile voneinander elektrisch isoliert. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Batteriezelle.
Stand der Technik
Elektrische Energie ist mittels Batterien speicherbar. Batterien wandeln chemische Reaktionsenergie in elektrische Energie um. Hierbei werden Primärbatterien und Sekundärbatterien unterschieden. Primärbatterien sind nur einmal funktionsfähig, während Sekundärbatterien, die auch als Akkumulator bezeichnet werden, wieder aufladbar sind. In einem Akkumulator finden insbesondere sogenannte Lithium-Ionen-Batteriezellen Verwendung. Diese zeichnen sich unter anderem durch hohe Energiedichten, thermische Stabilität und eine äußerst geringe Selbstentladung aus.
Lithium-Ionen-Batteriezellen weisen eine positive Elektrode, die auch als Kathode bezeichnet wird, und eine negative Elektrode, die auch als Anode bezeichnet wird, auf. Die Kathode sowie die Anode umfassen je einen Stromableiter, auf den ein Aktivmaterial aufgebracht ist. Die Elektroden der Batteriezelle sind folienartig ausgebildet und unter Zwischenlage eines Separators, welcher die Anode von der Kathode trennt, zu einem Elektrodenwickel gewunden oder zu einem Elektrodenstapel mit mehreren Elektrodenlagen gestapelt. Die Elektroden und der Separator sind von einem in der Regel flüssigen Elektrolyt umgeben.
Eine Batteriezelle weist ferner ein Zellengehäuse auf, welches beispielsweise aus Aluminium besteht. Innerhalb des Zellengehäuses ist die Elektrodeneinheit angeordnet. Das Zellengehäuse ist beispielsweise prismatisch, insbesondere quaderförmig, oder auch kreiszylindrisch ausgestaltet. Auch andere Bauformen für Zellengehäuse sind bekannt.
Die beiden Elektroden der Elektrodeneinheit sind elektrisch mit Polen der Batteriezelle verbunden, welche auch als Terminals bezeichnet werden. Die Terminals der Batteriezelle können dabei an dem Zellengehäuse angebracht und elektrisch von dem Zellengehäuse isoliert sein. Es ist aber auch denkbar, dass das Zellengehäuse ein erstes Gehäuseteil, welches das negative Terminal bildet, und ein zweites Gehäuseteil, welches das positive Terminal bildet, aufweist, wobei die beiden Gehäuseteile elektrisch voneinander isoliert sind.
Aus der DE 10 2011 076 919 A1 ist eine gattungsgemäße Batteriezelle bekannt, die eine Elektrodeneinheit aufweist, die in einem metallischen Gehäuse angeordnet ist. Das Gehäuse umfasst dabei zwei Gehäuseteile, die durch ein Isolationselement elektrisch voneinander isoliert sind. Die Anode und die Kathode der Elektrodeneinheit sind mit je einem der beiden Gehäuseteile elektrisch verbunden. Die beiden Gehäuseteile bilden somit die Terminals der Batteriezelle.
Aus der KR 2015 0028068 ist eine Batteriezelle bekannt, welche eine Elektrodeneinheit aufweist, die in einem mehrteiligen Gehäuse angeordnet ist. Das Gehäuse umfasst dabei zwei Seitenteile, auf welche ein flaches Kopfteil aufgesetzt ist.
In der US 2012/0052365 A1 ist eine Lithium-Ionen-Batterie offenbart, welche ein Gehäuse und zwei oder mehr darin angeordnete Batteriezellen aufweist. Die Batteriezellen sind dabei gemeinsam mit einem positiven Kollektor und einem negativen Kollektor verbunden.
Offenbarung der Erfindung
Es wird eine Batteriezelle vorgeschlagen, welche ein Zellengehäuse umfasst, in welchem eine Elektrodeneinheit angeordnet ist. Dabei weist die Elektrodeneinheit eine mit einem negativen Terminal elektrisch verbundene Anode und eine mit einem positiven Terminal elektrisch verbundene Kathode auf. Das Zellengehäuse weist ein erstes Gehäuseteil und ein zweites Gehäuseteil auf. Das erste Gehäuseteil bildet das negative Terminal, und das zweite Gehäuseteil bildet das positive Terminal. Dabei ist ein Isolationselement vorgesehen, welches das erste Gehäuseteil von dem zweiten Gehäuseteil elektrisch isoliert.
Erfindungsgemäß sind innerhalb des Zellengehäuses ein negatives Konnektorelement, das mit der Anode und mit dem ersten Gehäuseteil elektrisch verbunden ist, sowie ein positives Konnektorelement, das mit der Kathode und mit dem zweiten Gehäuseteil elektrisch verbunden ist, vorgesehen. Dabei sind das negative Konnektorelement sowie das positive Konnektorelement formschlüssig in dem Isolationselement gehalten.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind auch das erste Gehäuseteil sowie das zweite Gehäuseteil formschlüssig in dem Isolationselement gehalten.
Bevorzugt ist die Anode stoffschlüssig mit dem negativen Konnektorelement verbunden. Somit ist die Anode elektrisch und mechanisch mit dem negativen Konnektorelement verbunden. Ebenso ist die Kathode bevorzugt stoffschlüssig mit dem positiven Konnektorelement verbunden. Somit ist die Kathode elektrisch und mechanisch mit dem positiven Konnektorelement verbunden.
Vorzugsweise ist das negative Konnektorelement stoffschlüssig mit dem ersten Gehäuseteil verbunden. Somit ist das negative Konnektorelement elektrisch und mechanisch mit dem ersten Gehäuseteil verbunden. Ebenso ist das positive Konnektorelement vorzugsweise stoffschlüssig mit dem zweiten Gehäuseteil verbunden. Somit ist das positive Konnektorelement elektrisch und mechanisch mit dem zweiten Gehäuseteil verbunden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung isoliert das Isolationselement das negative Konnektorelement elektrisch von der Kathode, und/oder das Isolationselement isoliert das positive Konnektorelement elektrisch von der Anode. Ferner isoliert das Isolationselement vorteilhaft das negative Konnektorelement elektrisch von dem positiven Konnektorelement.
Es wird auch ein Verfahren zur Herstellung einer Batteriezelle vorgeschlagen, welches die nachfolgend genannten Schritte umfasst.
Zunächst wird ein erstes Konnektorelement mit einer ersten Elektrode einer Elektrodeneinheit verbunden. Das erste Konnektorelement kann dabei ein negatives Konnektorelement oder ein positives Konnektorelement sein. Die erste Elektrode kann eine Anode oder eine Kathode sein. Es wird also wahlweise ein negatives Konnektorelement mit einer Anode verbunden, oder es wird ein positives Konnektorelement mit einer Kathode verbunden.
Danach wird das erste Konnektorelement in ein Isolationselement derart eingesetzt, dass das erste Konnektorelement formschlüssig in dem Isolationselement gehalten ist.
Anschließend wird ein zweites Konnektorelement in das Isolationselement derart eingesetzt, dass das zweite Konnektorelement formschlüssig in dem Isolationselement gehalten ist. Wenn das erste Konnektorelement das negative Konnektorelement ist, so ist das zweite Konnektorelement das positive Konnektorelement. Wenn das erste Konnektorelement das positive Konnektorelement ist, so ist das zweite Konnektorelement das negative Konnektorelement.
Danach wird das zweite Konnektorelement mit einer zweiten Elektrode der Elektrodeneinheit verbunden. Wenn die erste Elektrode die Anode ist, so ist die zweite Elektrode die Kathode. Wenn die erste Elektrode die Kathode ist, so ist die zweite Elektrode die Anode.
Anschließend werden ein erstes Gehäuseteil und ein zweites Gehäuseteil derart in das Isolationselement eingesetzt, dass die Gehäuseteile ein Zellengehäuse bilden, welches die Elektrodeneinheit umgibt, und dass das Isolationselement die Gehäuseteile voneinander elektrisch isoliert.
Danach wird das erste Konnektorelement mit dem ersten Gehäuseteil verbunden, und das zweite Konnektorelement wird mit dem zweiten Gehäuseteil verbunden, so dass die erste Elektrode elektrisch mit dem ersten Gehäuseteil verbunden ist, und dass die zweite Elektrode elektrisch mit dem zweiten Gehäuseteil verbunden ist.
Das erste Gehäuseteil bildet dann ein erstes Terminal, und das zweite Gehäuseteil bildet ein zweites Terminal. Wenn die erste Elektrode die Anode ist und die zweite Elektrode die Kathode ist, so ist das erste Terminal ein negatives Terminal, und das zweite Terminal ist ein positives Terminal. Wenn die erste Elektrode die Kathode ist und die zweite Elektrode die Anode ist, so ist das erste Terminal ein positives Terminal, und das zweite Terminal ist ein negatives Terminal.
Bevorzugt werden das erste Gehäuseteil sowie das zweite Gehäuseteil formschlüssig in das Isolationselement eingesetzt.
Die Konnektorelemente werden vorzugsweise stoffschlüssig, insbesondere mittels Laserschweißens oder Ultraschallschweißens, mit den Elektroden verbunden.
Ebenso werden die Konnektorelemente vorzugsweise stoffschlüssig, insbesondere mittels Laserschweißens oder Ultraschallschweißens, mit den Gehäuseteilen verbunden.
Eine erfindungsgemäße Batteriezelle findet vorteilhaft Verwendung in einem Elektrofahrzeug (EV), in einem Hybridfahrzeug (HEV), in einem Plug-In-Hybridfahrzeug (PHEV), in einer stationären Batterie, insbesondere zur Netzstabilisierung in Haushalten, in einer Batterie in einer marinen Anwendung, beispielsweise beim Schiffsbau oder in Jet-Skis, oder in einer Batterie in einer aeronautischen Anwendung, insbesondere beim Flugzeugbau. Auch weitere Anwendungen sind denkbar.
Vorteile der Erfindung
In einer erfindungsgemäßen Batteriezelle ist das innerhalb des Zellengehäuses vorhandene Volumen effektiver genutzt als bei aus dem Stand der Technik bekannten Batteriezellen. Insbesondere wird Raum eingespart, da das Isolationselement mehrere Funktionen übernimmt. Das Isolationselement dient einerseits dazu, die Elektroden, die Konnektorelemente sowie die Gehäuseteile verschiedener Polarität voneinander elektrisch zu isolieren. Andererseits dient das Isolationselement auch dazu, die Konnektorelemente sowie die Gehäuseteile formschlüssig aufzunehmen und zu halten. Ferner dient das Isolationselement, ähnlich wie ein konventioneller Retainer, zur Positionierung der Elektrodeneinheit innerhalb des Zellengehäuses. Vorteilhaft ist auch die Anzahl der erforderlichen Bauteile reduziert. Die Batteriezelle umfasst lediglich eine Elektrodeneinheit, zwei Konnektorelemente, zwei Gehäuseteile sowie ein Isolationselement. Dadurch weist die Batteriezelle auch ein robusteres Design auf.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Herstellung, insbesondere die Montage, der Batteriezelle auch vorteilhaft vereinfacht. Insbesondere ist eine verhältnismäßig einfache Anbindung der Elektroden an die als Terminals ausgebildeten Gehäuseteile der Batteriezelle ermöglicht. Dabei können die Konnektorelemente mittels Laserschweißens durch die Gehäuseteile hindurch mit diesen verschweißt werden, nachdem die Gehäuseteile bereits zu dem Zellengehäuse geschlossen sind.
Figurenliste
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine schematische Schnittdarstellung einer Batteriezelle,
2 eine perspektivische Darstellung eines Isolationselements,
3 Montageschritte zur Herstellung der Batteriezelle,
4 eine perspektivische Darstellung einer Batteriezelle und,
5 eine Schnittdarstellung der Batteriezelle aus 4.

Ausführungsformen der Erfindung
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Batteriezelle 2. Die Batteriezelle 2 umfasst ein Zellengehäuse 3, welches elektrisch leitend ausgeführt ist. Das Zellengehäuse 3 weist ein erstes Gehäuseteil 61 und ein zweites Gehäuseteil 62 auf, welche durch ein umlaufendes Isolationselement 80 elektrisch voneinander isoliert sind. Die Gehäuseteile 61, 62 sind aus einem Metall, beispielsweise aus Aluminium, gefertigt. Das erste Gehäuseteil 61 bildet ein negatives Terminal 11, und das zweite Gehäuseteil 62 bildet ein positives Terminal 12. Über die Terminals 11, 12 kann eine von der Batteriezelle 2 zur Verfügung gestellte Spannung abgegriffen werden. Ferner kann die Batteriezelle 2 über die Terminals 11, 12 auch geladen werden.
Innerhalb des Zellengehäuses 3 der Batteriezelle 2 ist eine Elektrodeneinheit 10 angeordnet, welche zwei Elektroden, nämlich eine Anode 21 und eine Kathode 22, aufweist. Vorliegend ist die Elektrodeneinheit 10 als Elektrodenwickel ausgebildet, und die Anode 21 und die Kathode 22 sind jeweils folienartig ausgeführt und unter Zwischenlage eines Separators 18 zu dem Elektrodenwickel gewunden. Es ist auch denkbar, dass die Elektrodeneinheit 10 als Elektrodenstapel ausgebildet ist, wobei Schichten der Anode 21 und Schichten der Kathode 22 unter Zwischenlage je einer Schicht des Separators 18 übereinander gestapelt sind.
Die Anode 21 umfasst ein anodisches Aktivmaterial 41, welches folienartig ausgeführt ist. Die Anode 21 umfasst ferner einen Stromableiter 31, welcher ebenfalls folienartig ausgebildet ist. Das anodische Aktivmaterial 41 und der Stromableiter 31 der Anode 21 sind flächig aneinander gelegt und miteinander verbunden. Somit ist auch die Anode 21 folienartig ausgebildet.
Die Kathode 22 umfasst ein kathodisches Aktivmaterial 42, welches folienartig ausgeführt ist. Die Kathode 22 umfasst ferner einen Stromableiter 32, welcher ebenfalls folienartig ausgebildet ist. Das kathodische Aktivmaterial 42 und der Stromableiter 32 der Kathode 22 sind flächig aneinander gelegt und miteinander verbunden. Somit ist auch die Kathode 22 folienartig ausgebildet.
Der Stromableiter 31 der Anode 21 ist elektrisch leitfähig ausgeführt und aus einem Metall gefertigt, beispielsweise aus Kupfer. Von dem Stromableiter 31 der Anode 21 ragen Anodenkontaktfahnen weg, welche elektrisch mit einem negativen Konnektorelement 51 verbunden sind. Das negative Konnektorelement 51 ist elektrisch mit dem ersten Gehäuseteil 61 verbunden. Somit ist die Anode 21 über das negative Konnektorelement 51 elektrisch mit dem negativen Terminal 11 der Batteriezelle 2 verbunden.
Der Stromableiter 32 der Kathode 22 ist elektrisch leitfähig ausgeführt und aus einem Metall gefertigt, beispielsweise aus Aluminium. Von dem Stromableiter 32 der Kathode 22 ragen Kathodenkontaktfahnen weg, welche elektrisch mit einem positiven Konnektorelement 52 verbunden sind. Das positive Konnektorelement 52 ist elektrisch mit dem zweiten Gehäuseteil 62 verbunden. Somit ist die Kathode 22 über das positive Konnektorelement 52 elektrisch mit dem positiven Terminal 12 der Batteriezelle 2 verbunden.
2 zeigt eine perspektivische Darstellung des Isolationselements 80. Das Isolationselement 80 weist einen umlaufenden Rahmen mit einem H-förmigen Querschnitt auf. An einer Stirnseite des Isolationselements 80 sind ein erster Aufnahmebereich 81 und ein zweiter Aufnahmebereich 82 gebildet. In der hier gezeigten Darstellung ist nur der erste Aufnahmebereich 81 sichtbar, welcher zur Aufnahme des negativen Konnektorelements 51 dient. Der zweite Aufnahmebereich 82, welcher zur Aufnahme des positiven Konnektorelements 52 dient, ist in dieser Darstellung verdeckt. Das Isolationselement 80 ist vorliegend spritztechnisch aus Kunststoff hergestellt und rotationssymmetrisch sowie spiegelsymmetrisch ausgebildet.
3 zeigt in den Teil3 a), 3 b) und 3 c) Montageschritte zur Herstellung der Batteriezelle 2. Verfahrensvorbereitend wird die Elektrodeneinheit 10 bereitgestellt. Die Kathode 22 und die Anode 21 ragen nebeneinander an einer Stirnseite aus der Elektrodeneinheit 10 heraus. Ebenso werden die Konnektorelemente 51, 52, das Isolationselement 80 sowie die Gehäuseteile 61, 62 bereitgestellt.
Teil3 a) zeigt die Elektrodeneinheit 10 während die Kathode 22 mit dem positiven Konnektorelement 52 verbunden wird. Die Kathodenkontaktfahnen der Kathode 22 werden dabei mit dem positiven Konnektorelement 52 verschweißt, insbesondere mittels Ultraschallschweißens. Das positive Konnektorelement 52 ist vorliegend aus Aluminium gefertigt und massiv ausgeführt. Dadurch kann das positive Konnektorelement 52 bei dem Schweißvorgang entstehende Wäre ableiten sowie später auf das Zellengehäuse 3 wirkende Kräfte weiterleiten um die Batteriezelle 2 zu schützen.
Anschließend wird das positive Konnektorelement 52 in den zweiten Aufnahmebereich 82 des Isolationselements 80 eingesetzt. Das positive Konnektorelement 52 ist dadurch formschlüssig in dem Isolationselement 80 gehalten. Auch ist die Elektrodeneinheit 10 in dem Isolationselement 80 aufgenommen. Teil3 b) zeigt den Zustand nach Einsetzen des positiven Konnektorelements 52 in den zweiten Aufnahmebereich 82.
Anschließend wird das negative Konnektorelement 51 in den ersten Aufnahmebereich 81 des Isolationselements 80 eingesetzt. Das negative Konnektorelement 51 ist dadurch auch formschlüssig in dem Isolationselement 80 gehalten. Teil3 c) zeigt den Zustand nach Einsetzen des negativen Konnektorelements 51 in den ersten Aufnahmebereich 81.
Danach werden die Anodenkontaktfahnen der Anode 21 mit dem negativen Konnektorelement 51 mittels Schweißens verbunden, insbesondere mittels Ultraschallschweißens. Das negative Konnektorelement 51 ist vorliegend aus Kupfer gefertigt und massiv ausgeführt. Dadurch kann das negative Konnektorelement 51 bei dem Schweißvorgang entstehende Wäre ableiten sowie später auf das Zellengehäuse 3 wirkende Kräfte weiterleiten um die Batteriezelle 2 zu schützen.
Anschließend werden das erste Gehäuseteils 61 und das zweite Gehäuseteil 62 von entgegengesetzten Seiten in das Isolationselement 80 eingesetzt. Dabei sind die Gehäuseteile 61, 62 formschlüssig in dem Isolationselement 80 gehalten. Die Gehäuseteile 61, 62 bilden dann das Zellengehäuse 3, welches die Elektrodeneinheit 10 umgibt. Das Isolationselement 80 isoliert die Gehäuseteile 61, 62 elektrisch voneinander.
Danach wird das negative Konnektorelement 51 mit dem ersten Gehäuseteil 61 verbunden, und das positive Konnektorelements 52 wird mit dem zweiten Gehäuseteil 62 verbunden. Die Konnektorelemente 51, 52 werden dabei mittels Laserschweißens von außen, also durch die Gehäuseteile 61, 62 hindurch, mit den Gehäuseteilen 61, 62 verschweißt.
4 zeigt eine perspektivische Darstellung einer derart hergestellten Batteriezelle 2. Die Anode 21 der Elektrodeneinheit 10 ist elektrisch mit dem ersten Gehäuseteil 61 verbunden, welche das negative Terminal 11 der Batteriezelle 2 bildet. Die Kathode 22 der Elektrodeneinheit 10 ist elektrisch mit dem zweiten Gehäuseteil 62 verbunden, welche das positive Terminal 12 der Batteriezelle 2 bildet.
5 zeigt eine Schnittdarstellung der Batteriezelle 2 aus 4. Das Isolationselement 80 weist, wie bereits erwähnt, einen H-förmigen Querschnitt auf, in welchen die Gehäuseteile 61, 62 formschlüssig aufgenommen sind. Das Isolationselement 80 isoliert dabei die Gehäuseteile 61, 62 elektrisch voneinander.
Das negative Konnektorelement 51 ist in dem ersten Aufnahmebereich 81 des Isolationselements 80 formschlüssig gehalten, und das positive Konnektorelement 52 ist in dem zweiten Aufnahmebereich 82 des Isolationselements 80 formschlüssig gehalten. Das Isolationselement 80 isoliert das negative Konnektorelement 51 elektrisch von der Kathode 22. Auch isoliert das Isolationselement 80 das positive Konnektorelement 52 elektrisch von der Anode 21.
Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011076919 A1 [0006]
KR 20150028068 [0007]
US 2012/0052365 A1 [0008]

Claims

Batteriezelle (2), umfassend ein Zellengehäuse (3), in welchem eine Elektrodeneinheit (10) angeordnet ist, wobei die Elektrodeneinheit (10) eine mit einem negativen Terminal (11) elektrisch verbundene Anode (21) und eine mit einem positiven Terminal (12) elektrisch verbundene Kathode (22) aufweist, wobei das Zellengehäuse (3) ein erstes Gehäuseteil (61), welches das negative Terminal (11) bildet, und ein zweites Gehäuseteil (62), welches das positive Terminal (12) bildet, aufweist, und wobei ein Isolationselement (80) vorgesehen ist, welches die Gehäuseteile (61, 62) voneinander elektrisch isoliert, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Zellengehäuses (3) ein negatives Konnektorelement (51), das mit der Anode (21) und mit dem ersten Gehäuseteil (61) elektrisch verbunden ist, sowie ein positives Konnektorelement (52), das mit der Kathode (22) und mit dem zweiten Gehäuseteil (62) elektrisch verbunden ist, vorgesehen sind, wobei die Konnektorelemente (51, 52) formschlüssig in dem Isolationselement (80) gehalten sind.
Batteriezelle (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteile (61, 62) formschlüssig in dem Isolationselement (80) gehalten sind.
Batteriezelle (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode (21) stoffschlüssig mit dem negativen Konnektorelement (51) verbunden ist, und/oder dass die Kathode (22) stoffschlüssig mit dem positiven Konnektorelement (52) verbunden ist.
Batteriezelle (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das negative Konnektorelement (51) stoffschlüssig mit dem ersten Gehäuseteil (61) verbunden ist, und/oder dass das positive Konnektorelement (52) stoffschlüssig mit dem zweiten Gehäuseteil (62) verbunden ist.
Batteriezelle (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolationselement (80) das negative Konnektorelement (51) von der Kathode (22) und/oder das positive Konnektorelement (52) von der Anode (21) elektrisch isoliert.
Verfahren zur Herstellung einer Batteriezelle (2), umfassend folgende Schritte: a. Verbinden eines ersten Konnektorelements (51, 52) mit einer ersten Elektrode (21, 22) einer Elektrodeneinheit (10); b. Einsetzen des ersten Konnektorelements (51, 52) in ein Isolationselement (80), so dass das erste Konnektorelement (51, 52) formschlüssig in dem Isolationselement (80) gehalten ist; c. Einsetzen eines zweiten Konnektorelements (51, 52) in das Isolationselement (80), so dass das zweite Konnektorelement (51, 52) formschlüssig in dem Isolationselement (80) gehalten ist; d. Verbinden des zweiten Konnektorelements (51, 52) mit einer zweiten Elektrode (21, 22) der Elektrodeneinheit (10); e. Einsetzen eines ersten Gehäuseteils (61) und eines zweiten Gehäuseteils (62) in das Isolationselement (80) derart, dass die Gehäuseteile (61, 62) ein Zellengehäuse (3) bilden, welches die Elektrodeneinheit (10) umgibt, und dass das Isolationselement (80) die Gehäuseteile (61, 62) voneinander elektrisch isoliert; f. Verbinden des ersten Konnektorelements (51, 52) mit dem ersten Gehäuseteil (61) sowie des zweiten Konnektorelements (51, 52) mit dem zweiten Gehäuseteil (62), so dass die erste Elektrode (21, 22) elektrisch mit dem ersten Gehäuseteil (61) verbunden ist, welche ein erstes Terminal (11, 12) bildet, und die zweite Elektrode (21, 22) elektrisch mit dem zweiten Gehäuseteil (62) verbunden ist, welche ein zweites Terminal (11, 12) bildet.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Gehäuseteile (61, 62) formschlüssig in das Isolationselement (80) eingesetzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 7, wobei die Konnektorelemente (51, 52) stoffschlüssig, insbesondere mittels Laserschweißens oder Ultraschallschweißens, mit den Elektroden (21, 22) verbunden werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Konnektorelemente (51, 52) stoffschlüssig, insbesondere mittels Laserschweißens oder Ultraschallschweißens, mit den Gehäuseteilen (61, 62) verbunden werden.
Verwendung einer Batteriezelle (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in einem Elektrofahrzeug (EV), in einem Hybridfahrzeug (HEV), in einem Plug-In-Hybridfahrzeug (PHEV), in einer stationären Batterie, in einer Batterie in einer marinen Anwendung oder in einer Batterie in einer aeronautischen Anwendung.