DE102016222488A1 - Batteriezelle mit Sollbruchstelle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batteriezelle (10) mit einem Gehäuse (11), das zumindest zu einer Seite eine Öffnung (12) aufweist, und einem Deckel (13) zum Verschließen der Öffnung (12), wobei der Deckel (13) zumindest eine Terminalaufnahme (14), eine Einfüllöffnung (15) und eine Sollbruchstelle (16) aufweist. Der Deckel (13) ist durch zumindest zwei Bauteile (13.1, 13.2) gebildet, wobei ein Bauteil (13.1, 13.2) als Unterteil (13.1) und ein Bauteil (13.1, 13.2) als Oberteil (13.2) ausgebildet ist, wobei die Bauteile (13.1, 13.2) stoffschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind und die Sollbruchstelle (16) in zumindest einem Bauteil (13.1, 13.2) ausgebildet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batteriezelle gemäß dem ersten unabhängigen Patentanspruch und eine Batterie gemäß dem weiteren unabhängigen Patentanspruch.
  • Stand der Technik
  • Aus der DE 10 2013 221 760 A1 ist eine Batteriezelle mit einem Gehäuse und einer zusätzlichen Berstscheibe mit einer Sollbruchstelle bekannt. Die zusätzliche Berstscheibe im Decke soll dabei als Ventil, insbesondere Überdruckventil, für das verschlossene Batteriegehäuse dienen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß weist die Batteriezelle nach dem ersten unabhängigen Patentanspruch ein Gehäuse mit zumindest einer Öffnung zu einer Seite hin auf, wobei ein Deckel zum Verschließen der Öffnung vorgesehen ist und der Deckel zumindest eine Terminalaufnahme, eine Einfüllöffnung und eine Sollbruchstelle aufweist. Der Deckel ist durch zumindest zwei Bauteile gebildet, wobei ein Bauteil als Unterteil und ein Bauteil als Oberteil ausgebildet ist und die Bauteile stoffschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind. Die Sollbruchstelle ist zumindest in einem der zumindest zwei Bauteile ausgebildet.
  • Die Batteriezelle ist insbesondere als prismatische Batteriezelle ausgebildet und weist ein starres Batteriegehäuse auf. Vorzugsweise ist das Batteriegehäuse aus einem Aluminium oder Edelstahlblech tiefgezogen oder fließgepresst ausgebildet. Dabei kann der Zellkörper (Jelly Square, Jelly Roll) in das Gehäuse eingesetzt und die Batteriezelle mittels des Deckels verschlossen werden. Vorzugsweise wird der Deckel mit dem Batteriegehäuse stoffschlüssig und/oder formschlüssig verbunden, insbesondere laser- und/oder ultraschallverschweißt. Im Deckel befinden sich neben der Terminalaufnahme zur Stromdurchführung, eine Öffnung zur Elektrolytbefüllung sowie die Sollbruchstelle. Die Sollbruchstelle dient dabei vorzugsweise als Sicherheitsventil (Safety Vent), also zur Entgasung der Batteriezelle. Gegenteilig zum Stand der Technik wird der Deckel erfindungsgemäß zweiteilig aus zumindest zwei Bauteilen ausgeführt und besitzt zumindest ein Ober- und ein Unterteil. Die beiden Bauteile werden vorzugsweise bei der Montage des Deckels mit dem Gehäuse mittels eines Fügeverfahrens, vorzugsweise Schweißen oder Durchsetzen, verbunden. Aufgrund der Mehrteiligkeit kann die Wandstärke der Bauteile gegenüber dem Deckel aus dem Stand der Technik verringert, insbesondere halbiert werden. Somit ist es möglich, das Sicherheitsventil direkt in den Deckel einzubringen, wodurch ein zusätzliches separat eingeschweißtes Ventil nicht mehr notwendig ist. Darüber hinaus kann auf Verprägungen z. B. zur Absatzbildung am Deckel komplett verzichtet werden. Vielmehr können bei dem erfindungsgemäßen Deckel aus zumindest zwei Bauteilen, einfache Stanzwerkzeuge verwendet werden. Beim Durchstanzen der einzelnen Bauteile für den Deckel (die in ihrer Dicke reduziert, vorzugsweise halbiert, sind gegenüber einem einteiligen Deckel) ergibt sich der Vorteil, dass wesentlich geringere Kräfte als beim Verprägen eines einteiligen Deckels notwendig sind. Die zumindest zwei Bauteile werden komplett durchgestanzt bzw. durchgesetzt und anschließend erst mit einander verbunden. Erfindungsgemäß ist das Sicherheitsventil nunmehr in Form der Sollbruchstelle unmittelbar in den Deckel eingebracht. Dabei ist es denkbar, dass die Sollbruchstelle direkt (d. h. einteilig und nicht als zusätzliches Bauteil, wie z. B. die Berstscheibe) in dem Oberteil und/oder in dem Unterteil des Deckels ausgebildet ist. Ist nur an einem Bauteil, d. h. an dem Unterteil oder dem Oberteil die Sollbruchstelle ausgebildet, so ist es vorteilhaft, wenn das Bauteil ohne Sollbruchstelle, im Bereich der Sollbruchstelle des anderen Bauteils eine (durchgestanzte) Ausnehmung aufweist, sodass im Bereich der Sollbruchstelle der Deckel nur durch das Bauteil mit der Sollbruchstelle gebildet wird. Somit lassen sich insgesamt die Herstellungskosten deutlich reduzieren.
  • Im Rahmen der Erfindung kann das Bauteil des Deckels sich zumindest abschnittsweise im Bereich der Öffnung in das Gehäuse erstrecken, wobei insbesondere eine Außenkontur des Bauteils geometrisch komplementär mit einer Innenkontur der Öffnung des Gehäuses ausgebildet ist. In dem Bereich, in dem sich das Bauteil in die Öffnung des Gehäuses erstreckt, kann vorteilhafterweise ein Formschluss zwischen einem Bereich des Bauteils und einem Teil des Gehäuses erzielt werden. Insbesondere ist eine Außenkontur des Bauteils geometrisch komplementär mit einer Innenkontur der Öffnung des Gehäuses ausgebildet, sodass die Außenkontur des einen Bauteils kleiner ausgebildet ist, als die Innenkontur der Öffnung des Gehäuses. Es ist des Weiteren denkbar, dass die Außenkontur des Bauteils mit der Innenkontur der Öffnung des Gehäuses eine Übermaßpassung aufweist, sodass das Bauteil sich lediglich mit Druck in die Öffnung des Gehäuses einführen lässt. Vorzugsweise ist die Passung des Bauteils und die Öffnung des Gehäuses derart gewählt, dass notwendige Anforderungen an die Spaltbreiten für die Dichtheit zwischen Deckel und Batteriezellengehäuse erfüllt werden können. Zusätzlich ist es denkbar, dass im Bereich zwischen Öffnung und Außenkontur des Bauteils eine Dichtung angeordnet ist, sodass evtl. vorhandene Spaltbreiten ausgeglichen werden können und dementsprechend die Dichtheit der Batteriezelle verbessert wird. Dabei kann es sich um eine Polymerdichtung und/oder eine glasfaserverstärkte Dichtung und/oder eine Glasdichtung handeln. Eine solche Dichtung kann auch im Bereich der Terminalaufnahme und/oder der Einfüllöffnung angeordnet sein. Es ist denkbar, dass die Sollbruchstelle als Materialschwächung ausgebildet ist und eine Materialstärke zwischen ungefähr 0,1 mm und ungefähr 2 mm, vorzugsweise zwischen ungefähr 0,25 mm und ungefähr 1 mm, besonders bevorzugt zwischen ungefähr 0,4 mm und ungefähr 0,7 mm aufweist. Dementsprechend ist die Sollbruchstelle nicht als komplette Ausnehmung bzw. als Materialdurchbruch im Bauteil ausgebildet. Vielmehr handelt es sich um eine verringerte Materialstärke gegenüber den weiteren Abschnitten des Bauteils, sodass die Sollbruchstelle im Falle einer Ausdehnung bzw. Ausgasung der Batteriezelle zerbersten bzw. aufgebogen werden kann. Über die Materialstärke kann der in der Batteriezelle zugelassene Druck bestimmt werden, sodass in Abhängigkeit der Anforderungen an die Druckfestigkeit, die Materialschwächung größer oder kleiner ausgebildet sein kann. Bei einer geringeren Materialstärke löst die Sollbruchstelle früher aus, sodass bei niedrigerem Innendruck in der Batteriezelle die Sollbruchstelle eine Entgasung der Batteriezelle ermöglicht. Analog dazu kann bei einer vergrößerten Materialstärke ein größerer Innendruck in der Batteriezelle ermöglicht werden, bevor die Sollbruchstelle eine Entgasung der Batteriezelle ermöglicht.
  • Vorzugsweise ist die Materialschwächung der Sollbruchstelle durch einen Laser in dem zumindest einem Bauteil des Deckels erzeugt. Dabei ist es technisch besonders einfach eine lineare Strecke und/oder Nut als Sollbruchstell in dem zumindest einem Bauteil des Deckels zu bilden. Darüber hinaus ist es denkbar, dass die Sollbruchstelle beliebige Geometrien aufweist, z. B. kreisförmig, oval, rechteckig, s-förmig oder gezackt. Des Weiteren kann die Materialschwächung auch durch einen Prägeprozess erzeugt sein. Hierzu wird vorzugsweise mit hohem Druck und einem Umformwerkzeug, die Sollbruchstelle in dem zumindest einem Bauteil erzeugt. Gattungsgemäße Prägeprozesse sind einfach automatisierbar und ermöglichen eine kostengünstige Umformung der entsprechenden Bauteile.
  • Es kann vorteilhaft sein, dass das Bauteil, insbesondere das Oberteil, zumindest eine mechanische Verdrehsicherung, insbesondere an der Terminalaufnahme, aufweist, wodurch ein Zellterminal verdrehsicher in der Terminalaufnahme anordbar ist. Somit ist eine sichere Zentrierung sowie eine fertigungstaugliche Vorbereitung für die Schweißnaht der Deckelbaugruppe mit dem Gehäuse und/oder des Zellterminals mit dem Deckel sichergestellt. Die Deckelbaugruppe kann dann konventionell mit dem Gehäuse verschweißt werden. Dies ist insbesondere für die Terminalaufnahme denkbar, sodass ein Zellterminal verdrehsicher in der Terminalaufnahme anordbar und anschließend stoffschlüssig mit dem Deckel verbindbar ist. Somit ist das Zellterminal in der Terminalaufnahme verdrehsicher und somit gegen mechanische Einwirkungen in dem Deckel gesichert. Die Verdrehsicherung für bspw. ein Zellterminal ist vorzugsweise durchgehend aus dem Bauteil gestanzt, wobei insbesondere die Verdrehsicherung an dem Oberteil des Deckels angeordnet ist. Die Verdrehsicherung kann kreisförmig und/oder eckig ausgebildet sein. Die Verdrehsicherung kann dabei auch derart ausgebildet sein, dass eine Montagesicherung zur Verfügung gestellt wird, welche eine falsche Montage dadurch verhindert, dass das Anbauteil, bspw. ein Zellterminal, lediglich in einer einzigen Position in der Terminalaufnahme anordbar ist.
  • Im Rahmen der Erfindung kann zumindest ein Bauteil einen größeren Umfang aufweisen als die Innenkontur des Gehäuses der Batteriezelle, wobei insbesondere die Außenkontur eines weiteren Bauteils flächenbündig mit der Außenkontur des Gehäuses angeordnet ist. Somit kann die Deckelbaugruppe zumindest abschnittsweise auf die Öffnung des Gehäuses aufgesetzt werden, wobei das Bauteil mit dem größeren Umfang als die Innenkontur des Gehäuses zumindest abschnittsweise sich auf dem Gehäuse abstützt. Somit wird verhindert, dass der Deckel bei der Montage in das Gehäuse der Batteriezelle verrutscht und/oder sich im Gehäuse verkantet. Somit wird zum einen die Montage erleichtert und die Dichtheit der Batteriezelle verbessert. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Außenkontur eines Bauteils flächenbündig mit der Außenkontur des Gehäuses angeordnet ist. Somit wird verhindert, dass die Batteriezelle im Bereich des Deckels einen Überstand aufweist, sodass mechanische Belastungen beim Einbau der Batteriezelle bzw. in einem Batteriemodul, im Wesentlichen verhindert werden können. Dementsprechend kann bspw. verhindert werden, dass bei mechanischem Druck auf eine sonst vorhandene Kante des Deckels sich dieser aus dem Gehäuse der Batteriezelle löst. Des Weiteren wird durch die flächenbündige Ausbildung das Verschweißen des Deckels mit dem Gehäuse der Batteriezelle erleichtert.
  • Es ist des Weiteren denkbar, dass das Oberteil zumindest abschnittsweise von dem Unterteil umgeben ist, wobei insbesondere das Unterteil umfangseitig einen Absatz aufweist, an dem das Oberteil und das Gehäuse formschlüssig angeordnet ist. Somit kann das Oberteil in das Unterteil eingelegt werden, wobei vorzugsweise ein Formschluss zwischen Oberteil und Unterteil entlang sämtlicher Kontaktflächen ermöglicht wird. Somit können zumindest die Auflagefläche, an denen das Oberteil und das Unterteil aufeinander liegen, sowie die umlaufenden Kanten vom Oberteil mit dem Absatz des Unterteils formschlüssig ausgebildet sein. Der Absatz kann als Flansch ausgebildet sein, insbesondere ist es denkbar, dass das Unterteil eine Phase aufweist, wobei die Phase in Formschluss mit einem komplementär ausgebildeten Oberteil gebracht werden kann. Wird das Oberteil des Deckels vom Unterteil umgeben, so kann das Dichtkonzept der Batteriezelle vereinfacht werden. Es kann vorteilhaft sein, dass das Sicherheitsventil lediglich in der unteren Deckelhälfte eingebracht ist. Im Bereich der Sollbruchstelle am Unterteil ist an dem Oberteil eine entsprechende Materialaussparung, bspw. durchgestanzt, angeordnet.
  • Vorteilhafterweise kann das Oberteil und/oder das Unterteil eine Materialstärke zwischen ungefähr 0,25 mm und ungefähr 10 mm, bevorzugt zwischen 1,5 mm und ungefähr 7 mm, besonders bevorzugt zwischen ungefähr 2 mm und ungefähr 5 mm aufweisen. Durch eine geringere Materialstärke können die Herstellkosten und das Gewicht der Batteriezelle reduziert werden. Eine größere Materialstärke ist widerstandsfähiger und ermöglicht bspw. einen größeren Innendruck in der Batteriezelle.
  • Im Rahmen der Erfindung kann das Oberteil und das Unterteil mittels Durchsetzfügen, Schweißen, insbesondere Laserschweißen, Löten oder Kleben stoffschlüssig miteinander gefügt sein, was simultan beim Aufsetzen bzw. Verschließen des Gehäuses der Batteriezelle durch den Deckel erfolgen kann. Durchsetzfügen und Schweißen ermöglichen eine Verbindung von Oberteil und Unterteil, welche gegenüber mechanischen Einflüssen unanfällig ist und gleichzeitig das Dichtkonzept der Batteriezelle verbessert. Löten oder Kleben ist eine kostengünstige und produktionstechnisch wenig aufwendige stoffschlüssige Verbindung der beiden Deckelbauteile.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Batterie mit einer Mehrzahl an erfindungsgemäßen Batteriezellen beansprucht. Dementsprechend ergeben sich für die erfindungsgemäße Batterie sämtliche Vorteile, wie sie bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Batteriezelle aufgeführt worden sind.
  • Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Batteriezelle beschrieben worden sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Batterie und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Erfindungsgegenstände möglich.
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder der Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumliche Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.
  • In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale, auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen, die identischen Bezugszeichen verwendet. Es zeigen:
    • Figur la eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Oberteils,
    • 1b eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Unterteils,
    • 2 eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Deckels,
    • 3 eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Batteriezelle und
    • 4 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Batteriezelle.
  • In Fig. la ist eine denkbare erste Ausführungsform für die Ausgestaltung eines Oberteils 13.2 der Bauteile 13.1, 13.2 für den Deckel 13 einer Batteriezelle 10 gezeigt. Das Oberteil 13.2 weist hierbei zwei Terminalaufnahmen 14 mit entsprechenden Verdrehsicherungen 13.5 auf. Die Verdrehsicherungen 13.5 dienen zur Aufnahme von Zellterminals 17, wobei die Zellterminals durch die Verdrehsicherung 13.5 mechanisch gestützt im Oberteil 13.2 anordbar sind. Darüber hinaus weist das Oberteil 13.2 eine Sollbruchstelle 16 auf, wobei die Sollbruchstelle 16 linienartig in dem Oberteil 13.2 ausgebildet ist. Die Sollbruchstelle 16 ist hierbei als eine Materialschwächung 16 in dem Oberteil ausgebildet und weist in diesem Bereich eine geringere Materialstärke auf. Zwischen der Sollbruchstelle 16 und jeweils einer Terminalaufnahme 14 ist darüber hinaus jeweils eine Fügestelle 18 angeordnet, sodass nach Zusammensetzen des Oberteils 13.2 mit einem Unterteil 13.1 die beiden Bauteile 13.1, 13.2 miteinander gefügt werden können. Außerdem ist an dem Oberteil 13.2 eine Einfüllöffnung 15 zum Einfüllen eines Elektrolyts für die Batteriezelle 10 angeordnet.
  • Die 1b zeigt eine mögliche Ausführungsform eines Unterteils 13.1 eines Deckels 13. Das Unterteil 13.1 weist jeweils zwei Terminalaufnahmen 14 analog zu dem Oberteil 13.2 auf, wobei die Terminalaufnahmen in 1b kreisförmig ausgebildet sind, sodass lediglich ein Teil eines Zellterminals 17 sich in das Gehäuse 11 einer Batteriezelle 10 erstrecken kann. Im Bereich der Sollbruchstelle 16 ist an dem Unterteil 13.1 des Deckels 13 eine Ausnehmung 19 für die Sollbruchstelle 16 angeordnet. Die Ausnehmung 19 ist dabei als eine Ausstanzung des Unterteils 13.1 ausgebildet. Ebenfalls weist das Unterteil 13.1 analog zum Oberteil 13.2 jeweils zwei Fügestellen 18 zum stoffschlüssigen Fügen des Unterteils 13.1 mit dem Oberteil 13.2 auf. Eine Einfüllöffnung 15 dient zur Befüllung der Batteriezelle 10 mit einem Elektrolyt.
  • Die 2 zeigt eine Ausführungsform für den zusammengesetzten Deckel 13, bestehend aus den Bauteilen 13.1 und 13.2. Das Unterteil 13.1 und das Oberteil 13.2 sind in 2 stoffschlüssig miteinander gefügt. Das Unterteil 13.1 weist einen geringeren Umfang 13.3 als das Oberteil 13.2 auf. Somit erstreckt sich das Unterteil 13.1 zumindest abschnittsweise in das Gehäuse 11 der Batteriezelle 10 hinein. Die 2 zeigt den Deckel 13 in einer Ansicht auf das Unterteil 13.1. Dabei ist an der Ausnehmung 19 am Unterteil 13.1 die Sollbruchstelle 16 am Oberteil 13.2 zu sehen. Die linienförmige Sollbruchstelle 16 erstreckt sich somit abschnittsweise in der Ausnehmung 19 des Unterteils 13.1. Die beiden Fügestellen 18 sind zwischen den Terminalaufnahmen 14 und der Sollbruchstelle 16 bzw. der Ausnehmung 19 angeordnet. Darüber hinaus weist der Deckel 13 eine Einfüllöffnung 15 zur Befüllung der Batteriezelle 10 mit einem Elektrolyt auf. Der Deckel 13 kann erfindungsgemäß sandwichartig mittels Durchsetzfügen des Oberteils 13.2 mit dem Unterteil 13.1 ausgebildet sein.
  • Die 3 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Batteriezelle 10 mit einem Gehäuse 11, einer Öffnung 12 und einem Deckel 13. Der Deckel 13 weist die beiden Bauteile 13.1 und 13.2 auf, wobei das Oberteil 13.2 ein erstes Bauteil 13.2 und das Unterteil 13.1 ein zweites Bauteil 13.1 bildet. Die Außenkontur 13.3 des Unterteils 13.1 weist in 3 eine kleinere Außenkontur 13.3 auf als die Innenkontur 11.1 des Gehäuses 11. Dementsprechend erstreckt sich das Unterteil 13.1 in das Gehäuse 11 der Batteriezelle 10 hinein. Das Oberteil 13.2 weist hingegen eine Außenkontur bzw. einen Umfang 13.6 auf, welcher gleich der Außenkontur bzw. dem Umfang des Gehäuses 11 entspricht. Dementsprechend sind Umfang 13.6 des Oberteils 13.2 und das Gehäuse 11 formschlüssig miteinander angeordnet. In 3 weist das Oberteil 13.2 eine Sollbruchstelle 16 auf, welche hierbei linienförmig in dem Oberteil 13.2 ausgebildet ist. Im Bereich der Sollbruchstelle 16 befindet sich am Unterteil 13.1 die Ausnehmung 19 für die Sollbruchstelle 16. Der Deckel 13 weist außerdem zwei Terminalaufnahmen 14 auf, wodurch ein Zellterminal 17 in der Batteriezelle 10 anordbar ist. Darüber hinaus weist der Deckel 13 eine Einfüllöffnung 15 sowie zwei Fügestellen 18 auf. Die Fügestellen 18 sind hierbei lediglich im Oberteil 13.2 angeordnet, sodass mittels Schweiß-, Löt- oder Durchsetzfügeverfahren das Oberteil 13.2 mit dem Unterteil 13.1 stoffschlüssig gefügt werden kann. Die Terminalaufnahmen 14 weisen darüber hinaus eine Verdrehsicherung 13.5 auf, sodass ein Zellterminal 17 verdrehsicher in der Terminalaufnahme 14 anordbar ist.
  • Die 4 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batteriezelle 10. Die Batteriezelle 10 weist hierbei ein Gehäuse 11 und einen Deckel 13 auf. Der Deckel 13 besteht aus den beiden Bauteilen 13.1 und 13.2, wobei ein Unterteil 13.1 ein erstes Bauteil und ein Oberteil 13.2 ein zweites Bauteil darstellt. Der Umfang 13.6 des Unterteils 13.1 ist formschlüssig mit dem Gehäuse 11 angeordnet und weist einen Absatz 13.7, wodurch das Unterteil 13.1 formschlüssig an einer Innenkontur 11.1 des Gehäuses 11 aufliegt, sodass diese formschlüssig miteinander angeordnet sind. Das Oberteil 13.2 ist hierbei in dem Unterteil 13.1 angeordnet und im Bereich des Absatzes 13.7 formschlüssig angeordnet. Der Absatz 13.7 ist derart dimensioniert, dass das Oberteil 13.2 die gleiche Höhe aufweist wie der Absatz 13.7. An der Terminalaufnahme 14 ist ein Zellterminal 17 angeordnet und erstreckt sich zumindest abschnittsweise in das Gehäuse 11 der Batteriezelle 10 hinein. Die Materialstärke 13.8 des Unterteils 13.1 ist im Bereich der Sollbruchstelle 16 auf die Materialstärke 13.4 verringert ausgebildet. Die Sollbruchstelle 16 ist hierbei in dem Unterteil 13.1 als eine Materialschwächung 13.4 ausgebildet. Im Bereich der Sollbruchstelle 16 weist das Oberteil 13.2 eine Ausnehmung 19 auf, wobei die Ausnehmung 19 vorzugsweise aus dem Oberteil 13.2 ausgestanzt ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102013221760 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Batteriezelle (10) mit einem Gehäuse (11), das zumindest zu einer Seite eine Öffnung (12) aufweist, und einem Deckel (13) zum Verschließen der Öffnung (12), wobei der Deckel (13) zumindest eine Terminalaufnahme (14), eine Einfüllöffnung (15) und eine Sollbruchstelle (16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (13) durch zumindest zwei Bauteile (13.1, 13.2) gebildet ist, wobei ein Bauteil (13.1, 13.2) als Unterteil (13.1) und ein Bauteil (13.1, 13.2) als Oberteil (13.2) ausgebildet ist, wobei die Bauteile (13.1, 13.2) stoffschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind und die Sollbruchstelle (16) in zumindest einem Bauteil (13.1, 13.2) ausgebildet ist.
  2. Batteriezelle (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Bauteil (13.1, 13.2) zumindest abschnittsweise im Bereich der Öffnung (12) in das Gehäuse (11) erstreckt, insbesondere dass eine Außenkontur (13.3) des Bauteils (13.1, 13.2) geometrisch komplementär mit einer Innenkontur (11.1) der Öffnung (12) des Gehäuses (11) ausgebildet ist.
  3. Batteriezelle (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstelle (16) in zumindest einem Bauteil (13.1, 13.2) als Materialschwächung ausgebildet ist und eine Materialstärke (13.4) zwischen ungefähr 0,1mm und ungefähr 2mm, vorzugsweise zwischen ungefähr 0,25mm und ungefähr 1mm, besonders bevorzugt zwischen ungefähr 0,4mm und ungefähr 0,7mm aufweist.
  4. Batteriezelle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialschwächung der Sollbruchstelle (16) durch einen Laser erzeugt ist und vorzugsweise durch eine lineare Strecke und/oder Nut gebildet ist.
  5. Batteriezelle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (13.1, 13.2) (13.1, 13.2), insbesondere das Oberteil (13.2), zumindest eine mechanische Verdrehsicherung (13.5), insbesondere an der Terminalaufnahme (14), aufweist, wodurch ein Zellterminal (17) verdrehsicher (13.5) in der Terminalaufnahme (14) anordbar ist.
  6. Batteriezelle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Bauteil (13.1, 13.2) einen größeren Umfang (13.6) aufweist als die Innenkontur (11.1) des Gehäuses (11) der Batteriezelle (10), wobei insbesondere die Außenkontur (13.3) eines Bauteils (13.1, 13.2) flächenbündig mit der Außenkontur (13.3) des Gehäuses (11) angeordnet ist.
  7. Batteriezelle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (13.2) zumindest abschnittsweise von dem Unterteil (13.1) umgeben ist, wobei insbesondere das Unterteil (13.1) umfangsseitig einen Absatz (13.7) aufweist, an dem das Oberteil (13.2) und das Gehäuse (11) formschlüssig angeordnet ist.
  8. Batteriezelle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (13.2) und/oder das Unterteil (13.1) eine Materialstärke (13.8) zwischen ungefähr 0,25mm und ungefähr 10mm, bevorzugt zwischen ungefähr 1,5mm und ungefähr 7mm, besonders bevorzugt zwischen ungefähr 2mm und ungefähr 5mm aufweist.
  9. Batteriezelle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (13.2) und das Unterteil (13.1) mittels Durchsetzfügen, Schweißen, Löten oder Kleben stoffschlüssig miteinander gefügt sind.
  10. Batterie aufweisend eine Mehrzahl an Batteriezellen (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0871232A1 (de) * 1997-04-10 1998-10-14 VARTA Batterie Aktiengesellschaft Wiederaufladbare Lithium-Ionen-Zelle
DE60207158T2 (de) * 2001-07-31 2006-06-08 SOCIEDAD ESPAñOLA DEL ACUMULADOR TUDOR, S.A. Elektrische Akkubatterie
DE102013221760A1 (de) 2013-10-25 2015-05-13 Robert Bosch Gmbh Batteriezelle mit Sicherheitsventil und Druckausgleichsventil
DE102014201856A1 (de) * 2014-02-03 2015-08-06 Robert Bosch Gmbh Sondergehäuse für Batteriezellen

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07169452A (ja) * 1993-12-16 1995-07-04 A T Battery:Kk 防爆容器
JP4759075B2 (ja) * 2009-06-04 2011-08-31 トヨタ自動車株式会社 密閉型電池及び該密閉型電池を備える車両
KR102340114B1 (ko) * 2015-02-27 2021-12-15 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0871232A1 (de) * 1997-04-10 1998-10-14 VARTA Batterie Aktiengesellschaft Wiederaufladbare Lithium-Ionen-Zelle
DE60207158T2 (de) * 2001-07-31 2006-06-08 SOCIEDAD ESPAñOLA DEL ACUMULADOR TUDOR, S.A. Elektrische Akkubatterie
DE102013221760A1 (de) 2013-10-25 2015-05-13 Robert Bosch Gmbh Batteriezelle mit Sicherheitsventil und Druckausgleichsventil
DE102014201856A1 (de) * 2014-02-03 2015-08-06 Robert Bosch Gmbh Sondergehäuse für Batteriezellen

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