DE102017210259A1 - battery cell - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batteriezelle, aufweisend eine Elektrodenanordnung mit wenigstens einem Ableiter (26) zum Kontaktieren von Aktivmaterial und einem Kollektor (28) zum externen Kontaktieren der Elektrodenanordnung, wobei die Batteriezelle ferner wenigstens einen Niet (10) aufweist, und wobei der Kollektor (28) und der Ableiter (26) jeweils wenigstens eine Öffnung (27, 29) aufweisen, wobei die Öffnung (27) des Kollektors (28) und die Öffnung (29) des Ableiters (26) miteinander zumindest teilweise in Deckung positioniert sind, und wobei durch die Öffnung (29) des Ableiters (26) und die Öffnung (27) des Kollektors (28) der Niet (10) verläuft, welcher den Ableiter (26) mit dem Kollektor (28) fixiert.The present invention relates to a battery cell comprising an electrode assembly having at least one arrester (26) for contacting active material and a collector (28) for externally contacting the electrode assembly, the battery cell further comprising at least one rivet (10), and wherein the collector ( 28) and the arrester (26) each have at least one opening (27, 29), wherein the opening (27) of the collector (28) and the opening (29) of the arrester (26) are at least partially aligned with each other, and wherein through the opening (29) of the arrester (26) and the opening (27) of the collector (28) of the rivet (10) which fixes the arrester (26) with the collector (28).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batteriezelle mit einer verbesserten Herstellbarkeit.The present invention relates to a battery cell with improved manufacturability.
Stand der TechnikState of the art
Es zeichnet sich ab, dass momentan und zukünftig sowohl bei stationären Anwendungen, wie etwa bei Windkraftanlagen, bei mobilen Anwendungen, wie etwa bei Fahrzeugen, beispielsweise Hybrid- oder Elektrofahrzeugen, als auch im Consumer-Bereich, wie etwa bei Laptops und Mobiltelefonen, vermehrt neue Batteriesysteme zum Einsatz kommen, welche sehr hohen Anforderungen genügen müssen. Derartige Anforderungen umfassen beispielsweise eine hohe Zuverlässigkeit, Leistungsfähigkeit und Lebensdauer. Ein wichtiger Parameter für die Leistungsfähigkeit ist die spezifische Energie. Sie wird in Wattstunden pro Kilogramm (Wh/kg) gemessen und gibt an, wieviel Energie in einem Kilogramm Batterie gespeichert werden kann. Es ist daher das Bestreben, das Gewicht der Batterien zu reduzieren, um diesen Wert zu steigern.It is becoming increasingly apparent that both in stationary applications, such as in wind power plants, in mobile applications, such as in vehicles, for example hybrid or electric vehicles, and in the consumer sector, such as laptops and mobile telephones, there are more and more new ones Battery systems are used, which must meet very high requirements. Such requirements include, for example, high reliability, performance and lifetime. An important parameter for performance is the specific energy. It is measured in watt-hours per kilogram (Wh / kg) and indicates how much energy can be stored in one kilogram of battery. It is therefore an effort to reduce the weight of the batteries to increase this value.
Antriebsbatterien in Hybrid-, Plug-in Hybrid- und Elektrofahrzeugen werden üblicher Weise modular aufgebaut. Hierbei werden aus mindestens zwei Einzelzellen, welche seriell oder parallel verschaltet werden, Module gebildet, die wiederum zu größeren Untereinheiten zusammengefasst werden, den sogenannten Subunits. Derartige Untereinheiten teilen sich oftmals eine gemeinsame Kühleinrichtung. Die Batterie ist dann aus zwei oder mehreren dieser Untereinheiten aufgebaut. Dabei können die Untereinheiten je nach Bauraum in mehreren Ebenen übereinander angeordnet werden.Traction batteries in hybrid, plug-in hybrid and electric vehicles are usually modular in design. In this case, modules are formed from at least two individual cells, which are connected in series or in parallel, which in turn are combined to form larger subunits, the so-called subunits. Such subunits often share a common cooling device. The battery is then made up of two or more of these subunits. The subunits can be arranged one above the other depending on the installation space in several levels.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batteriezelle, aufweisend eine Elektrodenanordnung mit wenigstens einem Ableiter zum Kontaktieren von Aktivmaterial und einem Kollektor zum externen Kontaktieren der Elektrodenanordnung, wobei die Batteriezelle ferner wenigstens einen Niet aufweist, und wobei der Kollektor und der Ableiter jeweils wenigstens eine Öffnung aufweisen, wobei die Öffnung des Kollektors und die Öffnung des Ableiters miteinander zumindest teilweise in Deckung positioniert sind, und wobei durch die Öffnung des Ableiters und die Öffnung des Kollektors der Niet verläuft, welcher den Ableiter mit dem Kollektor fixiert.The present invention relates to a battery cell comprising an electrode assembly having at least one arrester for contacting active material and a collector for externally contacting the electrode assembly, wherein the battery cell further comprises at least one rivet, and wherein the collector and the arrester each having at least one opening the opening of the collector and the opening of the arrester are at least partially aligned with each other, and extending through the opening of the arrester and the opening of the collector of the rivet, which fixes the arrester to the collector.
Eine vorbeschriebene Batteriezelle ermöglicht eine besonders vorteilhafte Kontaktierung des wenigstens einen Ableiters mit einem Kollektor und ermöglicht darüber hinaus auf einfache Weise eine Verschaltung von mehreren Batteriezellen eines Batteriemoduls.A battery cell described above allows a particularly advantageous contacting of the at least one arrester with a collector and also allows in a simple manner an interconnection of a plurality of battery cells of a battery module.
Eine derartige Batteriezelle weist somit wenigstens eine Elektrodenanordnung mit einem Ableiter zum Kontaktieren von Aktivmaterial auf. Insbesondere weist die Batteriezelle eine Mehrzahl von Elektrodenanordnungen auf, die jeweils einen Ableiter aufweisen, der mit einer Lage oder mehr Lagen aus Aktivmaterial kontaktiert ist. Somit weist die Batteriezelle insbesondere eine Mehrzahl von auch als Elektrodenensembles bezeichneten Elektrodenanordnungen und damit eine Mehrzahl an Ableitern auf.Such a battery cell thus has at least one electrode arrangement with a surge arrester for contacting active material. In particular, the battery cell has a plurality of electrode arrangements, each having an arrester, which is contacted with one layer or more layers of active material. Thus, the battery cell in particular has a plurality of electrode arrangements, also referred to as electrode ensembles, and thus a plurality of arresters.
Die Elektrodenanordnungen können dabei grundsätzlich ausgestaltet sein, wie diese grundsätzlich bekannt sind. Insbesondere können Aktivmaterialien vorliegen, wie sie zur Herstellung von Lithium-Ionen-Batteriezellen bekannt sind. The electrode arrangements can in principle be designed as they are basically known. In particular, active materials may be present, as are known for the production of lithium-ion battery cells.
Ferner umfasst die Elektrodenanordnung einen Kollektor zum externen Kontaktieren der wenigstens einen Elektrodenanordnung. Der Kollektor dient somit dazu, den oder insbesondere die Ableiter für einen externen Kontakt zugänglich zu machen und ferner insbesondere dann, wenn eine Mehrzahl an Ableitern vorliegt, die Mehrzahl an Ableitern elektrisch miteinander zu verschalten.Furthermore, the electrode arrangement comprises a collector for external contacting of the at least one electrode arrangement. The collector thus serves to make the arrester or in particular the arrester accessible for an external contact and furthermore, in particular when there are a plurality of arresters, to connect the plurality of arresters electrically to one another.
Bei der vorbeschriebenen Batteriezelle ist es ferner vorgesehen, dass der Kollektor und der Ableiter oder die Mehrzahl an Ableitern wenigstens eine Öffnung aufweisen, wobei die Öffnung des Kollektors und die Öffnung des Ableiters oder der Ableiter miteinander zumindest teilweise in Deckung positioniert sind. Somit weisen der Kollektor und der oder die Ableiter einen gemeinsamen durch die Öffnungen gebildeten Durchgangspfad auf.In the case of the battery cell described above, it is further provided that the collector and the arrester or the plurality of arresters have at least one opening, wherein the opening of the collector and the opening of the arrester or the arrester are at least partially aligned with one another. Thus, the collector and the arrester or collectors have a common passageway formed through the openings.
Dabei ist es vorgesehen, dass dieser Durchgangspfad beziehungsweise die Öffnungen dazu verwendet werden, dass ein Niet durch die Öffnungen beziehungsweise durch den Durchgangspfad verläuft. Der Niet dient dazu, den Ableiter oder insbesondere die Vielzahl an Ableitern an dem Konnektor mechanisch zu fixieren und ferner gegebenenfalls die Ableiter zumindest teilweise elektrisch zu verbinden.It is provided that this passageway or the openings are used to a rivet passes through the openings or through the passageway. The rivet serves to mechanically fix the arrester or, in particular, the multiplicity of arresters to the connector and also, if appropriate, to at least partially electrically connect the arresters.
Es kann ein Niet vorgesehen sein oder es kann eine Mehrzahl von Nieten vorgesehen sein, um den oder die Ableiter mit dem Kollektor zu verbinden. Die Anzahl der Nieten kann dabei abhängig sein von der Größe der Batteriezelle. Beispielsweise können zwei bis sechs Nieten zum Einsatz kommen.A rivet may be provided or a plurality of rivets may be provided to connect the arrester (s) to the collector. The number of rivets may depend on the size of the battery cell. For example, two to six rivets can be used.
Eine derartige Anbindung des Ableiters oder bevorzugt der Ableiter an dem Kollektor unter Verwendung eines Niets kann signifikante Vorteile gegenüber den Lösungen aus dem Stand der Technik bieten. Such a connection of the arrester or, preferably, the arrester to the collector using a rivet can offer significant advantages over the solutions of the prior art.
Denn durch die Verwendung eines Niets kann auf das Vorsehen einer Schweißverbindung zum Verbinden des Ableiters oder der Ableiter mit dem Kollektor verzichtet werden. Dies hat zunächst Vorteile bezüglich des Herstellungsverfahrens, da auf die Peripherie, welche für die Ausbildung einer Schweißverbindung notwendig ist, verzichtet werden kann.Because by the use of a rivet can be dispensed with the provision of a welded joint for connecting the arrester or the arrester to the collector. This has advantages with respect to the manufacturing process, since the periphery, which is necessary for the formation of a welded connection, can be dispensed with.
Darüber hinaus treten so keine Spritzer auf die bei einem Schweißvorgang oftmals nicht ganz verhindert werden können. Dadurch kann die Gefahr einer hierdurch bedingten Beschädigung reduziert beziehungsweise ausgeschlossen werden.In addition, so no splashes that can often not be completely prevented during a welding process. As a result, the risk of damage resulting from this can be reduced or eliminated.
Schließich kann auf eine Hitzeanwendung, wie diese bei einem Schweißvorgang grundsätzlich notwendig ist, verzichtet werden. Dadurch kann ein besonders schonendes Herstellungsverfahren ermöglicht werden.Schließich can be on a heat application, as this is basically necessary in a welding process, waived. As a result, a particularly gentle production process can be made possible.
Schließlich kann ein Niet eine sichere Verbindung von dem Konnektor und dem Ableiter beziehungsweise den Ableitern ermöglichen, was sich positiv auf die Langzeitstabilität auswirken kann.Finally, a rivet can provide a secure connection between the connector and the arrester or arresters, which can have a positive effect on the long-term stability.
Besonders bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass der Ableiter folienartig ausgestaltet ist und dass der Kollektor starr ausgestaltet ist. Insbesondere in dieser Ausgestaltung kann eine besonders hohe Leistungsfähigkeit der Batterie ermöglicht werden, da eine gefaltete Elektrodenkonfiguration ermöglicht werden kann. Darüber hinaus kann der Ableiter eine vergleichsweise geringe Dicke aufweisen, so dass auch eine Vielzahl von Ableitern eine geringe Dicke aufweisen und so eine bei geringem Gewicht eine hohe Leistungsfähigkeit ermöglichen können. Darüber hinaus kann dadurch, dass der Kollektor starr ausgebildet ist, eine mechanisch stabiles elektrisches externes Anschließen der Elektrodenanordnungen ermöglicht werden.Particularly preferably, it can be provided that the arrester is designed like a film and that the collector is designed to be rigid. In particular, in this embodiment, a particularly high performance of the battery can be made possible, since a folded electrode configuration can be made possible. In addition, the arrester may have a comparatively small thickness, so that a plurality of arresters have a small thickness and thus can enable high performance at low weight. In addition, the fact that the collector is rigid, a mechanically stable electrical external connection of the electrode assemblies can be made possible.
Der Unterschied zwischen einer folienartigen Ausgestaltung und einer starren Ausgestaltung kann dabei darin gesehen werden, dass bei dem Fixieren einer Folie nur eines Bereichs ein nicht fixierter Bereich dazu tendiert, durch die Schwerkraft verbogen zu werden, was bei einer starren Ausgestaltung nicht der Fall ist.The difference between a film-like configuration and a rigid configuration can be seen in the fact that in fixing a film of only one area, a non-fixed area tends to be bent by gravity, which is not the case in a rigid embodiment.
Beispielsweise kann der Kollektor als Metallblech ausgestaltet sein, um eine gute elektrische Leitfähigkeit mit einer hohen Stabilität zu vereinen.For example, the collector may be designed as a metal sheet in order to combine a good electrical conductivity with a high stability.
Der Ableiter wie etwa die Ableiterfolie kann in Abhängigkeit der Polarität in der Batteriezelle gewählt werden. Beispielsweise kann der Ableiter oder die Ableiter aus Kupfer ausgestaltet sein, wenn der Ableiter beziehungsweise die Elektrodenanordnung als Anode geschaltet ist. Alternativ kann der Ableiter oder die Ableiter aus Aluminium ausgestaltet sein, wenn der Ableiter beziehungsweise die Elektrodenanordnung als Kathode geschaltet ist.The arrester such as the arrester foil can be chosen depending on the polarity in the battery cell. For example, the arrester or the arrester may be made of copper, when the arrester or the electrode assembly is connected as an anode. Alternatively, the arrester or the arrester may be made of aluminum, when the arrester or the electrode arrangement is connected as a cathode.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass ein oder eine Mehrzahl an Ableitern jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Kollektors beziehungsweise auf der Öffnung des Kollektors vorliegen und somit mit dem Kollektor verbunden werden.It may further be provided that one or a plurality of arresters are respectively provided on opposite sides of the collector or on the opening of the collector and thus connected to the collector.
Es kann ferner bevorzugt sein, dass der Niet wenigstens ein Kopfteil mit einer gerauten Fixieroberfläche aufweist. Unter einer Fixieroberfläche kann dabei insbesondere eine derartige Fläche verstanden werden, die auf die zu fixierenden Bauteile wirkt beziehungsweise drückt. Insbesondere ist eine Fixieroberfläche eine derartige Oberfläche, die an einem Kopf des Niets vorliegt und in Richtung der zu verbindenden Bauteile gerichtet ist. Unter einer gerauten Oberfläche kann dabei insbesondere verstanden werden, dass die Fixieroberfläche eine größere Rauigkeit aufweist, als wenigstens eine weitere Oberfläche des Niets, insbesondere als sämtliche weiteren Oberflächen des Niets. Beispielsweise kann die Fixieroberfläche gewellt oder gezackt ausgestaltet sein.It may also be preferred that the rivet has at least one head part with a roughened fixing surface. In this case, a fixing surface may, in particular, be understood as meaning an area of this type which acts or presses on the components to be fixed. In particular, a fixing surface is such a surface, which is present at a head of the rivet and is directed towards the components to be connected. In this case, a roughened surface can be understood in particular to mean that the fixing surface has a greater roughness than at least one further surface of the rivet, in particular as all other surfaces of the rivet. For example, the fixing surface may be wavy or serrated.
Diese Ausgestaltung kann eine mechanisch besonders stabile Verbindung ausbilden, so dass eine hohe Langzeitstabilität gegeben ist. Darüber hinaus kann ein sicherer und effektiver elektrischer Kontakt gegeben sein, was für ein effektives uns leistungsstarkes Arbeiten der Batteriezelle von Vorteil ist. Ferner kann dies für eine Verschaltung der Elektrodenanordnungen von Vorteil sein, wie dies nachfolgend beschrieben wird.This embodiment can form a mechanically particularly stable connection, so that a high long-term stability is given. In addition, there can be a safe and effective electrical contact, which is an advantage for effective and efficient work of the battery cell. Furthermore, this can be advantageous for an interconnection of the electrode arrangements, as will be described below.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass der Kollektor aufgeraut ist, also insbesondere an der Position des Niets beziehungsweise um die Öffnung, eine geraute Oberfläche aufweist. Dadurch kann eine besonders sichere mechanische Verbindung ausgebildet werden.It may also be provided that the collector is roughened, that is, in particular at the position of the rivet or around the opening, has a roughened surface. As a result, a particularly secure mechanical connection can be formed.
Sowohl Kollektor als auch Niet können etwa unter Verwendung eines Lasers aufgeraut werden.Both the collector and the rivet can be roughened using a laser.
Es kann weiterhin bevorzugt sein, dass der Niet ein Bimetallniet ist. Unter einem Bimetallniet kann im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere verstanden werden ein Niet, der aus zwei Metallen aufgebaut ist. Insbesondere ein Bimetallniet kann eine besonders bevorzugte Fixierung eines oder mehrerer Ableiter an einem Konnektor, wie dies vorstehend beschrieben ist, kombinieren mit einer einfachen und effektiven Verschaltung verschiedener Elektrodenanordnungen. Insbesondere kann so eine oder eine Mehrzahl beispielsweise parallel verschalteter Elektrodenanordnungen positiver Polarität mit einer oder einer Mehrzahl etwa parallel verschalteter Elektrodenanordnungen negativer Polarität seriell verschaltet werden.It may further be preferred that the rivet is a Bimetallniet. In the context of the present invention, a bimetallic rivet can be understood in particular as meaning a rivet which is constructed from two metals. In particular, a Bimetallniet may be a particularly preferred fixation of one or more arresters to a connector, such as as described above, combine with a simple and effective interconnection of different electrode arrangements. In particular, one or a plurality of, for example, parallel-connected electrode arrangements of positive polarity can be connected in series with one or a plurality of approximately parallel connected electrode arrangements of negative polarity.
Insbesondere für eine derartige Anwendung aber nicht beschränkt hierauf kann es vorgesehen sein, dass der Niet, insbesondere der Bimetallniet, ein erstes Kopfteil, ein zweites Kopfteil und ein das erste Kopfteil und das zweite Kopfteil verbindenden Schaft aufweist, wobei das erste Kopfteil aus einem ersten metallischen Material geformt ist und wobei das zweite Kopfteil aus einem zweiten metallischen Material geformt ist. Dabei kann es vorgesehen sein, dass ein Grenzbereich zwischen dem ersten metallischen Material und dem zweiten metallischen Material in dem Schaft vorliegt, beispielsweise mittig zwischen dem ersten Kopfteil und dem zweiten Kopfteil verläuft und/oder in radialer Richtung verläuft.In particular, but not limited to such an application, provision may be made for the rivet, in particular the bimetallic rivet, to have a first head part, a second head part and a shaft connecting the first head part and the second head part, the first head part being made of a first metal part Material is formed and wherein the second head part is formed from a second metallic material. It may be provided that a boundary region between the first metallic material and the second metallic material is present in the shaft, for example runs centrally between the first head part and the second head part and / or extends in the radial direction.
In dieser Ausgestaltung kann beispielsweise das erste Kopfteil anodische Ableiter an einem Anodenkollektor fixieren und kann das zweite Kopfteil kathodische Ableiter an einem Kathodenkollektor fixieren. Dazu können beispielsweise zwei Kollektoren parallel zueinander und einander berührend vorliegen. Alternativ kann der Kollektor durch einen Bimetallkollektor ausgebildet sein. Durch die unterschiedlichen Materialien des Bimetallniets und gegebenenfalls des Bimetallkollektors oder der unterschiedlichen Kollektoren können diese etwa jeweils das gleiche Material aufweisen, wie etwa die Ableiter. Dadurch kann eine serielle Verschaltung besonders effektiv sein und keine oder nur vernachlässigbare Leitungsverluste aufweisen. Dies kann somit eine hohe Leistungsfähigkeit unterstützen beziehungsweise ermöglichen.In this embodiment, for example, the first head part can fix anodic arresters to an anode collector, and the second head part can fix cathodic arresters to a cathode collector. For this purpose, for example, two collectors may be parallel to each other and touching each other. Alternatively, the collector may be formed by a bimetallic collector. As a result of the different materials of the bimetallic rivet and optionally of the bimetallic collector or of the different collectors, these can each have the same material, for example the arresters. As a result, a serial connection can be particularly effective and have no or only negligible line losses. This can thus support or enable high performance.
Somit kann es vorgesehen sein, dass das erste Kopfteil wenigstens einen Anodenableiter an einem Anodenkollektor fixiert und dass das zweite Kopfteil wenigstens einen Kathodenableiter an einem Kathodenkollektor fixiert, insbesondere wobei der Anodenkollektor und der Kathodenkollektor als gemeinsamer Bimetallkollektor ausgestaltet sindIt can thus be provided that the first head part fixes at least one anode conductor to an anode collector and that the second head part fixes at least one cathode conductor to a cathode collector, in particular wherein the anode collector and the cathode collector are designed as a common bimetallic collector
Es kann weiterhin bevorzugt sein, dass das erste metallische Material Aluminium umfasst und dass das zweite metallische Material ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kupfer, vernickeltem Kupfer und Hilumin. Aluminium kann dabei für eine Kathode vorteilhaft sein, wohingegen Kupfer, vernickeltes Kupfer und Hilumin für eine Anode von Vorteil sein können. Insbesondere in dieser Ausgestaltung kann eine vorteilhafte Verschaltung der Elektrodenanordnungen vorteilhaft ermöglicht werden, da diese eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweisen und für die entsprechenden Pole stabil sind. Ferner weisen diese metallischen Verbindungen eine hohe mechanische Stabilität auf, so dass der Bimetallniet eine mechanisch stabile Fixierung ermöglichen kann.It may further be preferred that the first metallic material comprises aluminum and that the second metallic material is selected from the group consisting of copper, nickel-plated copper and hilumin. Aluminum may be advantageous for a cathode, whereas copper, nickel-plated copper and hilumin may be advantageous for an anode. In particular, in this embodiment, an advantageous interconnection of the electrode arrangements can be advantageously made possible, since they have a good electrical conductivity and are stable for the corresponding poles. Furthermore, these metallic compounds have a high mechanical stability, so that the Bimetallniet can enable a mechanically stable fixation.
Unter Hilumin kann dabei insbesondere verstanden werden nickelbeschichteter Stahl. Insbesondere nickelbeschichteter Stahl kann dabei eine hohe Korriosionsbeständigkeit und einen niedrigen Kontaktwiderstand ermöglichen.Under Hilumin can be understood in particular nickel-coated steel. In particular, nickel-plated steel can allow high corrosion resistance and low contact resistance.
Beispielsweise kann somit ein Bimetallniet vorliegen, der ein erstes Kopfteil aus Aluminum aufweist, das mit einem oder mehreren Ableitern aus Aluminium in Kontakt steht und diese gegen einen aus Aluminium gefertigten Kollektor, etwa Bimetallkollektor, drückt, wobei auf der entgegengesetzten Seite ein zweites Kopfteil aus beispielsweise Kupfer oder einem anderen etwa vorstehend beschriebenen Anodenmaterial vorgesehen ist, das mit einem oder mehreren Ableitern aus dem Anodenmaterial in Kontakt steht und diese gegen einen aus dem Anodenmaterial gefertigten Kollektor, etwa Bimetallkollektor, drückt. Somit kann der Kollektor beziehungsweise der entsprechende Bereich etwa eines Bimetallkollektors aus dem gleichem Material gefertigt sein, wie die entsprechenden Ableiter und der Bereich des Bimetallniets.Thus, for example, there may be a bimetal rivet having a first head portion made of aluminum in contact with one or more aluminum conductors and pressing against a collector made of aluminum, such as a bimetallic collector, on the opposite side of which is a second head portion of e.g. Copper or another anode material as described above, which is in contact with one or more arresters of the anode material and presses against a collector made of the anode material, such as bimetallic collector. Thus, the collector or the corresponding region can be made about the same material as a bimetallic collector, as the corresponding arrester and the area of the Bimetallniets.
Es kann weiterhin bevorzugt sein, dass der Grenzbereich zwischen dem ersten metallischen Material und dem zweiten metallischen Material von einer Umhüllung umgeben ist. Insbesondere in dieser Ausgestaltung kann eine Korrosion des unedleren der beiden metallischen Verbindungen verhindert werden, wofür die Gefahr in einem Grenzbereich ansonsten grundsätzlich bestehen kann. Beispielsweise kann die Umhüllung aus einem elektrisch isolierenden Material ausgestaltet sein. Als nicht beschränkendes Beispiel kann die Umhüllung aus Gummi ausgestaltet sein.It may further be preferred that the boundary region between the first metallic material and the second metallic material is surrounded by a cladding. In particular, in this embodiment, corrosion of the less noble of the two metallic compounds can be prevented, for which the danger may otherwise exist in principle in a border area. For example, the envelope may be configured from an electrically insulating material. As a non-limiting example, the envelope may be made of rubber.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, dass die Batteriezelle ferner ein Kühlelement aufweist, das durch den Niet mit dem wenigstens einen Ableiter und dem Kollektor fixiert ist. In dieser Ausgestaltung kann durch einen engen thermischen Kontakt von dem Kühlelement, das beispielsweise als Kühlblech ausgestaltet sein kann, und dem Ableiter oder den Ableitern und dem Kollektor eine besonders effektive Kühlung durch einen engen thermischen Kontakt ermöglicht werden. Darüber hinaus kann in dieser Ausgestaltung auf einfache Weise eine mechanische Fixierung der Elektrodenanordnungen an dem Kühlelement realisiert werden. Hierzu kann das Kühlelement eine Öffnung für den Niet aufweisen, die mit den Öffnungen des Kollektors und des Ableiters oder der Ableiter in Deckung ist.Furthermore, it may be advantageous that the battery cell further comprises a cooling element which is fixed by the rivet with the at least one arrester and the collector. In this embodiment, a particularly effective cooling can be made possible by a close thermal contact by a close thermal contact of the cooling element, which can be configured for example as a cooling plate, and the arrester or the arresters and the collector. Moreover, in this embodiment, a mechanical fixation of the electrode arrangements to the cooling element can be realized in a simple manner. For this purpose, the cooling element may have an opening for the rivet, which is in coincidence with the openings of the collector and the arrester or the arrester.
Die so bereitgestellten Batteriezellen können parallel und/oder in Reihe miteinander zu einem oder mehreren Batteriemodulen verschaltet sein. Die Anzahl der Batteriezellen und die entsprechende Verschaltung kann dabei insbesondere ausgewählt werden in Abhängigkeit der gewünschten Spezifikation des Batteriemoduls bzw. der Batteriemodule. The battery cells thus provided can be connected in parallel and / or in series with one another to one or more battery modules. The number of battery cells and the corresponding interconnection can be selected in particular depending on the desired specification of the battery module or the battery modules.
Die Art der bereitgestellten Batteriezellen ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht beschränkt. Beispielsweise können die gleichen oder unterschiedliche Batteriezellen bereitgestellt werden. Als beispielhafte Batteriezellen seien hier Lithium-Ionen-Zellen genannt.The type of the provided battery cells is not limited in the present invention. For example, the same or different battery cells can be provided. As exemplary battery cells may be mentioned here lithium-ion cells.
Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass wenigstens eine Batteriezelle des Batteriemoduls eine Pouch-Zelle ist und somit wenigstens ein Ableiter Teil einer Pouch-Zelle ist. Die entsprechenden Vorteile können unter Bereitstellung einer oder mehrerer Pouch-Zellen besonders effektiv sein. Dies kann insbesondere darin begründet sein, dass Pouch-Zellen auf Grund ihres Aufbaus über flexible Ableiter verfügen und ein verglichen mit sogenannten HardCase-Zellen vergleichsweise flaches Gehäuse aufweisen. Diese geometrischen Eigenschaften lassen sich bei dem hier vorgeschlagenen Aufbau und Verfahren optimal nutzen.Furthermore, it can be provided that at least one battery cell of the battery module is a pouch cell and thus at least one arrester is part of a pouch cell. The corresponding benefits may be particularly effective in providing one or more pouch cells. This may be due, in particular, to the fact that pouch cells have flexible arresters due to their structure and have a comparatively flat housing compared with so-called hard-cell cells. These geometric properties can be optimally used in the structure and method proposed here.
Figurenlistelist of figures
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert, wobei die beschriebenen Merkmale einzeln oder in einer beliebigen Kombination ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung sein können, insoweit sich aus dem Kontext nicht eindeutig das Gegenteil ergibt. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnungen nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen
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1 eine schematische Schnittansicht durch eine Ausgestaltung eines Niets für eine Batteriezelle; -
2 eine schematische Schnittansicht durch eine weitere Ausgestaltung eines Niets für eine Batteriezelle; -
3 eine schematische Schnittansicht durch eine Ausgestaltung einer Batteriezelle; -
4 eine schematische Schnittansicht durch eine weitere Ausgestaltung einer Batteriezelle; und -
5 eine schematische Schnittansicht durch eine weitere Ausgestaltung einer Batteriezelle.
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1 a schematic sectional view through an embodiment of a rivet for a battery cell; -
2 a schematic sectional view through a further embodiment of a rivet for a battery cell; -
3 a schematic sectional view through an embodiment of a battery cell; -
4 a schematic sectional view through a further embodiment of a battery cell; and -
5 a schematic sectional view through a further embodiment of a battery cell.
In der
Der Niet
Es ist ferner gezeigt, dass der Niet
In der
An der Grenze
Die
Es können insbesondere Ableiter
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Citations (5)
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---|---|---|---|---|
KR20060033643A (en) * | 2004-10-15 | 2006-04-19 | 주식회사 에너랜드 | Method for the treatment of electrode taps of stacked lithium secondary battery in which the electorde taps and lead line are co-attached by rivet |
DE60315074T2 (en) * | 2003-01-03 | 2008-04-03 | The Gillette Co., Boston | ALKALINE FUEL CELL WITH FLAT HOUSING |
US20110244308A1 (en) * | 2010-03-30 | 2011-10-06 | Sang-Won Byun | Secondary battery and a secondary battery module |
KR20120006637A (en) * | 2010-07-13 | 2012-01-19 | (주)열린기술 | Electrode tab assembly for secondary battery and assembling methode of the same |
KR101327767B1 (en) | 2012-03-22 | 2013-11-11 | 주식회사 코캄 | Battery cell |
Family Cites Families (11)
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---|---|---|---|---|
JP2001338688A (en) * | 2000-05-29 | 2001-12-07 | Mitsubishi Chemicals Corp | Terminal bundling structure of flat laminated cell |
EP1475852B1 (en) * | 2003-05-05 | 2017-01-11 | Enax, Inc. | Lead outlet structure of secondary battery in sheet type |
JP2007134233A (en) * | 2005-11-11 | 2007-05-31 | Toyota Motor Corp | Battery terminal structure |
KR100922855B1 (en) * | 2007-10-25 | 2009-10-27 | 킴스테크날리지 주식회사 | Stacking Type Electrochemical Cell Having Quasi-Bipolar Structure |
KR101084220B1 (en) * | 2009-10-30 | 2011-11-17 | 에스비리모티브 주식회사 | Terminal unit for secondary battery and manufacturing method thereof |
US8859133B2 (en) * | 2010-08-17 | 2014-10-14 | GM Global Technology Operations LLC | Repeating frame battery with compression joining of cell tabs to welded connection terminals |
DE102011086130A1 (en) * | 2011-11-10 | 2013-05-16 | Behr Gmbh & Co. Kg | Battery for vehicle e.g. hybrid or electric car, has heat sink that is connected with heat transfer surface of surge arrester using electrically insulating and thermally conductive adhesive film |
DE102012001440A1 (en) * | 2012-01-26 | 2013-08-01 | Li-Tec Battery Gmbh | An electrochemical energy conversion device having a cell housing, a battery having at least two of these electrochemical energy conversion devices, and methods for producing an electrochemical energy conversion device. |
JP6015845B2 (en) * | 2013-03-15 | 2016-10-26 | 日立化成株式会社 | Secondary battery |
CN204809297U (en) * | 2015-05-28 | 2015-11-25 | 王熙宁 | Battery of utmost point ear fixed structure and applied said utmost point ear fixed structure |
DE102015010426A1 (en) * | 2015-08-11 | 2016-03-03 | Daimler Ag | Single cell for an electric battery |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE60315074T2 (en) * | 2003-01-03 | 2008-04-03 | The Gillette Co., Boston | ALKALINE FUEL CELL WITH FLAT HOUSING |
KR20060033643A (en) * | 2004-10-15 | 2006-04-19 | 주식회사 에너랜드 | Method for the treatment of electrode taps of stacked lithium secondary battery in which the electorde taps and lead line are co-attached by rivet |
US20110244308A1 (en) * | 2010-03-30 | 2011-10-06 | Sang-Won Byun | Secondary battery and a secondary battery module |
KR20120006637A (en) * | 2010-07-13 | 2012-01-19 | (주)열린기술 | Electrode tab assembly for secondary battery and assembling methode of the same |
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