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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrodeneinheit für eine Batteriezelle, wobei ein Separator bereitgestellt wird, der eine erste ionisch durchlässigen Deckschicht, eine zweite ionisch durchlässige Deckschicht und eine elektrisch leitfähige und ionisch durchlässige Kernschicht umfasst, und der Separator zwischen einer Anode und einer Kathode angeordnet wird. Die Erfindung betrifft auch eine Batteriezelle, welche mindestens eine Elektrodeneinheit umfasst, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.
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Stand der Technik
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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. Eine Batterie umfasst dabei eine oder mehrere Batteriezellen.
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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 kommen unter anderem in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Elektrofahrzeugen (Electric Vehicle, EV), Hybridfahrzeugen (Hybride Electric Vehicle, HEV) sowie Plug-In-Hybridfahrzeugen (Plug-In-Hybride Electric Vehicle, PHEV) zum Einsatz.
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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.
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Problematisch bei bekannten Lithium-Ionen-Batteriezellen sowie bei anderen Batteriezellen ist ein dendritisches Wachstum auf der Anode. Während der sich wiederholenden Ladevorgänge und Entladevorgänge der Batteriezelle kann sich entweder Lithium oder ein anderes Metall, beispielsweise Kupfer, das durch Verunreinigungen in die Batteriezelle eingebracht wurde dendritisch auf der Anode ablagern und von dort auf die Kathode zu wachsen. Wachsende Dendrite können den Separator perforieren und bei Erreichen der Kathode lokale Kurzschlüsse innerhalb der Batteriezelle verursachen. Wachsende Dendrite können somit eine thermische Zerstörung der Batteriezelle, was auch als thermisches Durchgehen bezeichnet wird, verursachen.
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Aus der
JP 5452202 B2 ist eine Lithium-Ionen-Batterie bekannt, welche eine Anode, eine Kathode und einen zwischen der Anode und der Kathode angeordneten Separator aufweist. In dem Separator ist dabei eine metallische Schicht angeordnet. Die metallische Schicht dient zur Erkennung von wachsenden Dendriten.
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Auch aus der
WO 2014/179725 A1 ist eine Batterie bekannt, welche eine Anode, eine Kathode und einen zwischen der Anode und der Kathode angeordneten Separator aufweist, welcher eine elektrisch leitfähige Schicht umfasst. Die leitfähige Schicht ist dabei mit einem Sensor verbunden.
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Aus der
US 2015/214582 A1 sowie aus der
DE 10 2014 001 260 A1 ist ebenfalls eine Batterie bekannt, welche eine Anode, eine Kathode und einen zwischen der Anode und der Kathode angeordneten Separator aufweist. Der Separator weist dabei eine Referenzelektrode auf, welcher ein Vorrichtung zur Messung der Impedanz zugeordnet ist.
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Die
US 2015/056506 A1 offenbart eine Batterie mit Elektroden, wobei Kontaktfahnen von den Elektroden weg ragen. An den Kontaktfahnen der Elektrode werden Anschlusselemente, insbesondere mittels Ultraschallschweißens, befestigt.
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Offenbarung der Erfindung
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Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrodeneinheit für eine Batteriezelle vorgeschlagen. Die Elektrodeneinheit umfasst dabei mindestens zwei Elektroden, nämlich mindestens eine als Anode bezeichnete negative Elektrode und mindestens eine als Kathode bezeichnete positive Elektrode, sowie mindestens einen Separator, welcher die mindestens eine Anode von der mindestens einen Kathode separiert.
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Dabei wird zunächst ein Separator bereitgestellt, der eine erste ionisch durchlässige Deckschicht, eine zweite ionisch durchlässige Deckschicht und eine elektrisch leitfähige und ionisch durchlässige Kernschicht umfasst. Die Kernschicht ist insbesondere aus einem Metall gefertigt. Die Deckschichten sind insbesondere elektrisch isolierend ausgebildet.
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Es wird mindestens ein Loch in den Separator eingebracht, vorzugsweise in einem Randbereich des Separators. Das mindestens eine Loch ist dabei als Durchgangsloch ausgebildet und durchdringt den Separator vollständig. Das mindestens eine Loch ist bevorzugt kreisrund ausgebildet, kann aber auch andere Formen aufweisen.
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Anschließend wird ein erstes Verbindungselement auf eine erste Oberfläche des Separators derart aufgebracht, dass das mindestens eine Loch in den Separator von dem ersten Verbindungselement zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, überdeckt ist. Das erste Verbindungselement ist vorzugsweise elektrisch leitfähig ausgebildet und aus einem Metall gefertigt.
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Ferner wird ein Kontaktelement auf eine der ersten Oberfläche gegenüber liegende zweite Oberfläche des Separators aufgebracht. Das Kontaktelement ist dabei elektrisch leitfähig ausgebildet und vorzugsweise aus einem Metall gefertigt.
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Anschließend werden mindestens das erste Verbindungselement, das Kontaktelement und die Kernschicht des Separators derart miteinander verbunden, dass eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Verbindungselement, dem Kontaktelement und der Kernschicht des Separators entsteht.
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Die elektrische Verbindung zwischen der Kernschicht des Separators, dem ersten Verbindungselement und dem Kontaktelement entsteht insbesondere durch eine Verschweißung. Die besagte Verschweißung erfolgt vorzugsweise mittels Ultraschallschweißens. Aber auch andere Schweißverfahren, beispielsweise Laserschweißen, sind denkbar.
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Der Separator wird zwischen einer Anode und einer Kathode angeordnet, wodurch die Elektrodeneinheit entsteht. Insbesondere werden dabei mehrere plattenförmige Anoden und mehrere plattenförmige Kathoden unter Zwischenlage von mehreren plattenförmigen Separatoren, deren Kernschicht mit jeweils einem Kontaktelement elektrisch verbunden ist, übereinander zu einem Elektrodenstapel gestapelt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Kontaktelement derart auf die zweite Oberfläche des Separators aufgebracht, dass das mindestens eine Loch in dem Separator von dem Kontaktelement zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, überdeckt ist.
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Beispielsweise werden das erste Verbindungselement, das Kontaktelement und die Kernschicht des Separators derart verschweißt, dass eine Schweißverbindung zwischen dem Kontaktelement und der Kernschicht innerhalb des mindestens einen Lochs entsteht. Das Kontaktelement wird also unmittelbar mit der Kernschicht des Separators verschweißt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein zweites Verbindungselement derart auf die zweite Oberfläche des Separators aufgebracht, dass das mindestens eine Loch in dem Separator von dem zweiten Verbindungselement zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, überdeckt ist, und dass das Kontaktelement von dem zweiten Verbindungselement teilweise überdeckt ist. Dabei werden das erste Verbindungselement, das zweite Verbindungselement, das Kontaktelement und die Kernschicht des Separators derart miteinander verbunden, dass eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Verbindungselement, der Kernschicht, dem zweiten Verbindungselement und dem Kontaktelement entsteht.
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Das Kontaktelement wird dabei beispielsweise über das zweite Verbindungselement mit der Kernschicht des Separators verschweißt. Die einzelnen Schweißverbindungen können dabei separat ausgebildet sein oder ineinander übergehen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden ein erstes Loch und ein zweites Loch in den Separator eingebracht, vorzugsweise in geringen Abstand zueinander in einem Randbereich des Separators. Dabei wird das erste Verbindungselement auf die erste Oberfläche des Separators derart aufgebracht, dass das erste Loch und das zweite Loch von dem ersten Verbindungselement zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, überdeckt sind. Ferner wird das zweite Verbindungselement auf die zweite Oberfläche des Separators derart aufgebracht, dass das erste Loch und das zweite Loch von dem zweiten Verbindungselement zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, überdeckt sind, und dass das Kontaktelement von dem zweiten Verbindungselement teilweise überdeckt ist.
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Bevorzugt wird das Kontaktelement dabei zwischen dem ersten Loch und dem zweiten Loch angeordnet und erstreckt sich somit in einen Bereich zwischen den beiden Löchern.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Kontaktelement unmittelbar auf die zweite Deckschicht des Separators aufgebracht. Auf der zweiten Deckschicht, der Kernschicht abgewandt, ist dabei die zweite Oberfläche des Separators ausgebildet.
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Vorteilhaft weist das Kontaktelement konvexe Erhebungen auf, beispielsweise in Form eines Nadelkissens. Dabei wird das Kontaktelement derart auf die zweite Deckschicht des Separators aufgebracht, dass die Erhebungen die zweite Deckschicht durchdringen und in Kontakt mit der Kernschicht gelangen. So entsteht eine zusätzliche elektrische Kontaktierung des Kontaktelements mit der Kernschicht des Separators.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die zweite Deckschicht in einem Bereich des Separators, in welchem das mindestens eine Loch in den Separator eingebracht wird, partiell entfernt. Das Kontaktelement wird dabei unmittelbar auf die Kernschicht aufgebracht. Auf der Kernschicht, der ersten Deckschicht abgewandt, ist in diesem Fall die zweite Oberfläche des Separators ausgebildet.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist an dem Kontaktelement in einem dem mindestens einen Loch in dem Separator abgewandten Bereich ein Dichtelement in Form einer Beschichtung aus einem elektrisch isolierenden Material vorgesehen. Bei der Beschichtung handelt es sich vorzugsweise um ein Polymer, insbesondere um Polypropylen.
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Es wird auch eine Batteriezelle vorgeschlagen, welche mindestens eine Elektrodeneinheit umfasst, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.
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Vorteile der Erfindung
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Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine verhältnismäßig dünne elektrisch leitfähige Kernschicht mit einer Dicke zwischen 10 nm und 1000 nm in einem Separator dauerhaft elektrisch zu kontaktieren und elektrisch das aus einem Zellengehäuse nach außen zu führen. Somit kann außerhalb des Zellengehäuses beispielsweise ein Potential der Kernschicht des Separators gemessen werden. Aus dem Potential der Kernschicht des Separators können Fehler innerhalb der Elektrodeneinheit, insbesondere wachsende Dendriten, erkannt werden. Dabei wird die Zellchemie nicht beeinträchtigt und der Kontakt ist mechanisch stabil. Durch den Einsatz von Schweißverfahren wird der Einsatz von leitfähigen Klebern vermieden, die die Zellchemie verunreinigen könnten. Derzeit ist kein in der Zellchemie dauerhaft stabiler, leitfähiger Kleber bekannt. Durch die Einbringung der Löcher in den Separator entsteht eine Perforierung, und durch die Verschweißung darin kann eine hohe mechanische Stabilität und damit ein dauerhaft stabiler elektrischer Kontakt gewährleistet werden. Es existieren insbesondere kommerziell erhältliche Metallfolien mit partieller Beschichtung aus Polypropylen. Eine solche Beschichtung kann als elektrolytdichte Durchführung eines Kontaktes aus dem Zellengehäuse nach außen genutzt werden.
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Figurenliste
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Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Batteriezelle,
- 2 eine schematische Darstellung einer Elektrodeneinheit,
- 3 eine schematische Darstellung der Fertigung eines Separators gemäß einer ersten Ausführungsform,
- 4 eine schematische Darstellung der Fertigung eines Separators gemäß einer zweiten Ausführungsform,
- 5 eine schematische Darstellung der Fertigung eines Separators gemäß einer dritten Ausführungsform,
- 6 eine teiltransparente Draufsicht auf einen Separator gemäß der ersten, der zweiten sowie der dritten Ausführungsform,
- 7 eine schematische Darstellung der Fertigung eines Separators gemäß einer vierten Ausführungsform und
- 8 eine teiltransparente Draufsicht auf einen Separator gemäß der vierten Ausführungsform.
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Ausführungsformen der Erfindung
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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.
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Eine Batteriezelle 2 ist in 1 schematisch dargestellt. Die Batteriezelle 2 ist beispielsweise in Form einer Pouch-Zelle ausgeführt und umfasst ein Zellengehäuse 3, welches in Form eines Beutels aus einer Folie ausgebildet ist. Die Batteriezelle 2 umfasst ein negatives Terminal 11 und ein positives Terminal 12. Über die beiden Terminals 11, 12 kann eine von der Batteriezelle 2 zur Verfügung gestellte Spannung abgegriffen werden. Ferner kann die Batteriezelle 2 über die beiden Terminals 11, 12 auch geladen werden.
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Innerhalb des Zellengehäuses 3 der Batteriezelle 2 ist eine Elektrodeneinheit 10 angeordnet, welche zwei Elektroden, nämlich eine Anode 21 und eine Kathode 22, aufweist. Die Anode 21 und die Kathode 22 sind jeweils folienartig ausgeführt. Die Elektrodeneinheit 10 umfasst ferner einen ebenfalls folienartig ausgebildeten Separator 50.
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Die Anode 21 umfasst ein anodisches Aktivmaterial 41 und einen Stromableiter 31, welche flächig aneinander gelegt und miteinander verbunden sind. 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 ragt eine Kontaktfahne 35 weg, welche elektrisch mit dem negativen Terminal 11 der Batteriezelle 2 verbunden ist.
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Die Kathode 22 umfasst ein kathodisches Aktivmaterial 42 und einen Stromableiter 32, welche flächig aneinander gelegt und miteinander verbunden sind. 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 ragt eine Kontaktfahne 36 weg, welche elektrisch mit dem positiven Terminal 12 der Batteriezelle 2 verbunden ist.
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Die Anode 21 und die Kathode 22 sind durch den Separator 50 voneinander separiert, welcher mehrschichtig aufgebaut ist. Der Separator 50 ist dabei zwischen dem anodischen Aktivmaterial 41 und dem kathodischen Aktivmaterial 42 angeordnet. Der Separator 50 ist ionisch leitfähig, also für Lithiumionen durchlässig, ausgebildet.
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Der Separator 50 umfasst eine elektrisch leitfähige und ionisch durchlässige Kernschicht 53. Die Kernschicht 53 ist zwischen einer ersten ionisch durchlässigen Deckschicht 51 und einer zweiten ionisch durchlässigen Deckschicht 52 angeordnet. Die erste Deckschicht 51 sowie die zweite Deckschicht 52 sind elektrisch isolierend aber für Lithiumionen durchlässig ausgebildet.
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Ferner umfasst die Batteriezelle 2 einen Elektrolyt, welcher ebenfalls innerhalb des Zellengehäuses 3 angeordnet ist. Der Elektrolyt liegt beispielsweise in flüssiger Form vor, wobei das Zellengehäuse 3 flüssigkeitsdicht ausgebildet ist, so dass kein Elektrolyt austreten kann.
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Mit der Kernschicht 53 des Separators 50 ist ein elektrisch leitfähiges Kontaktelement 60 verbunden. Das Kontaktelement 60 ist dabei von dem Separator 50 durch das Zellengehäuse 3 nach außen geführt und dient beispielsweise zur Messung eines Potentials der Kernschicht 53 des Separators 50. Zwischen dem Kontaktelement 60 und dem Zellengehäuse 3 ist ein Dichtelement 80 vorgesehen, welches einerseits das Zellengehäuse 3 abdichtet, damit kein Elektrolyt austreten kann, und welches andererseits das Kontaktelement 60 elektrisch von dem Zellengehäuse 3 isoliert, falls dieses elektrisch leitfähig ausgebildet ist.
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2 zeigt eine schematische Darstellung der Elektrodeneinheit 10 der in 1 dargestellten Batteriezelle 2. Die Kernschicht 53 des Separators 50 ist beispielsweise aus einem porösen Metall gefertigt und somit elektrisch leitfähig und ionisch durchlässig. Die erste Deckschicht 51 und die zweite Deckschicht 52 des Separators 50 sind beispielsweise jeweils aus einem Polymer gefertigt. Die erste Deckschicht 51 und die zweite Deckschicht 52 sind vorliegend zumindest annähernd gleichartig ausgestaltet. Von der Anode 21 ragt die Kontaktfahne 35 der Anode 21 weg. Von der Kathode 22 ragt die Kontaktfahne 36 der Kathode 22 weg. Von der Kernschicht 53 des Separators 50 ragt das elektrisch leitfähige Kontaktelement 60 weg.
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3 zeigt eine schematische Darstellung der Fertigung eines Separators 50 gemäß einer ersten Ausführungsform. In einen Separator 50 welcher eine erste ionisch durchlässigen Deckschicht 51, eine zweite ionisch durchlässige Deckschicht 52 und eine dazwischen liegende elektrisch leitfähige und ionisch durchlässige Kernschicht 53 umfasst, werden ein erstes Loch 71 und ein zweites Loch 72 eingebracht.
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Ein erstes Verbindungselement 61 wird auf eine erste Oberfläche 55 des Separators 50 derart aufgebracht, dass das erste Loch 71 und das zweite Loch 72 von dem ersten Verbindungselement 61 überdeckt sind. Die erste Oberfläche 55 des Separators 50 ist dabei auf der ersten Deckschicht 51, der Kernschicht 53 abgewandt, ausgebildet.
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Ein Kontaktelement 60 wird auf eine der ersten Oberfläche 55 gegenüber liegende zweite Oberfläche 56 des Separators 50 aufgebracht. Die zweite Oberfläche 56 des Separators 50 ist dabei auf der zweiten Deckschicht 52, der Kernschicht 53 abgewandt, ausgebildet. Das Kontaktelement 60 wird also unmittelbar auf die zweite Deckschicht 52 des Separators 50 aufgebracht. Das Kontaktelement 60 wird vorliegend zwischen dem ersten Loch 71 und dem zweiten Loch 72 angeordnet.
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Ein zweites Verbindungselement 62 wird auf die zweite Oberfläche 56 des Separators 50 derart aufgebracht, dass das erste Loch 71 und das zweite Loch 72 von dem zweiten Verbindungselement 62 überdeckt sind, und derart, dass das Kontaktelement 60 von dem zweiten Verbindungselement 62 teilweise überdeckt ist.
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Der so entstandene Stapel wird von einem Schweißkopf 90, welcher vorliegend als Ultraschallschweißkopf ausgebildet ist, auf eine Unterlage 92 gepresst. Der Schweißkopf 90 und die Unterlage 92 weisen vorliegend eine jeweils eine raue Oberflächenstruktur auf.
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Dann werden das erste Verbindungselement 61, das zweite Verbindungselement 62, das Kontaktelement 60 und die Kernschicht 53 des Separators 50 mittels des Schweißkopfes 90 verschweißt. Dabei entsteht eine Schweißverbindung zwischen dem ersten Verbindungselement 61 und der Kernschicht 53 innerhalb der Löcher 71, 72. Ferner entsteht eine Schweißverbindung zwischen dem zweiten Verbindungselement 62 und der Kernschicht 53 innerhalb der Löcher 71, 72. Es entsteht auch eine weitere Schweißverbindung zwischen dem zweiten Verbindungselement 62 und dem Kontaktelement 60. Das Kontaktelement 60 wird also über das zweite Verbindungselement 62 mit der Kernschicht 53 des Separators 50 verschweißt.
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4 zeigt eine schematische Darstellung der Fertigung eines Separators 50 gemäß einer zweiten Ausführungsform, welche weitgehend der Fertigung eines Separators 50 gemäß der ersten Ausführungsform entspricht. Abweichend dazu weist das Kontaktelement 60 konvexe Erhebungen 82 auf, beispielsweise in Form eines Nadelkissens, welche der zweiten Deckschicht 52 des Separators 50 zugewandt sind. Die Erhebungen 82 durchdringen die zweite Deckschicht 52 und gelangen in Kontakt mit der Kernschicht 53. So entsteht eine zusätzliche elektrische Kontaktierung des Kontaktelements 60 mit der Kernschicht 53 des Separators 50.
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5 zeigt eine schematische Darstellung der Fertigung eines Separators 50 gemäß einer dritten Ausführungsform, welche weitgehend der Fertigung eines Separators 50 gemäß der ersten Ausführungsform entspricht. Abweichend dazu wird die zweite Deckschicht 52 in einem Bereich des Separators 50, in welchem die Löcher 71, 72 in den Separator 50 eingebracht werden, partiell entfernt. Das Kontaktelement 60 wird somit unmittelbar auf die Kernschicht 53 aufgebracht. Die zweite Oberfläche 56 des Separators 50 ist in diesem Fall auf der Kernschicht 53, der ersten Deckschicht 51 abgewandt, ausgebildet.
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6 zeigt eine teiltransparente Draufsicht auf einen Separator 50 gemäß der ersten, der zweiten sowie der dritten Ausführungsform. Dabei ist eine Draufsicht auf die zweite Oberfläche 56 des Separators 50 dargestellt. An dem Kontaktelement 60, in einem von den Löchern 71, 72 in dem Separator 50 abgewandten Bereich ist ein Dichtelement 80 in Form einer Beschichtung aus einem elektrisch isolierenden Material vorgesehen. Das Dichtelement 80 dient später zum Abdichten und Isolieren des Kontaktelements 60 bei einer Durchführung durch das Zellengehäuse 3 der Batteriezelle 2.
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7 zeigt eine schematische Darstellung der Fertigung eines Separators 50 gemäß einer vierten Ausführungsform, welche weitgehend der Fertigung eines Separators 50 gemäß der ersten Ausführungsform entspricht. Abweichend dazu wird in den Separator 50 nur ein einzelnes erstes Loch 71 eingebracht.
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Das erste Verbindungselement 61 wird auf die erste Oberfläche 55 des Separators 50 derart aufgebracht, dass das erste Loch 71 von dem ersten Verbindungselement 61 überdeckt ist. Das Kontaktelement 60 wird derart auf die zweite Oberfläche 56 des Separators 50 aufgebracht, dass das erste Loch 71 in dem Separator 50 von dem Kontaktelement 60 überdeckt ist. Ein zweites Verbindungselement 62 ist nicht erforderlich.
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Ferner wird die zweite Deckschicht 52 in einem Bereich des Separators 50, in welchem das Loch 71 in den Separator 50 eingebracht wird, partiell entfernt. Das Kontaktelement 60 wird somit unmittelbar auf die Kernschicht 53 aufgebracht. Die zweite Oberfläche 56 des Separators 50 ist in diesem Fall auf der Kernschicht 53, der ersten Deckschicht 51 abgewandt, ausgebildet.
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Alternativ kann die zweite Deckschicht 52 auch vollständig auf der Kernschicht 53 verbleiben, so dass die zweite Oberfläche 56 des Separators 50 auf der zweiten Deckschicht 52, der Kernschicht 53 abgewandt, ausgebildet ist. Ebenso kann das Kontaktelement 60 konvexe Erhebungen 82 aufweisen, beispielsweise in Form eines Nadelkissens, welche der zweiten Deckschicht 52 des Separators 50 zugewandt sind. Die Erhebungen 82 durchdringen in diesem Fall die zweite Deckschicht 52 und gelangen in Kontakt mit der Kernschicht 53.
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Dann werden das erste Verbindungselement 61, das Kontaktelement 60 und die Kernschicht 53 des Separators 50 mittels des Schweißkopfes 90 verschweißt. Dabei entsteht eine Schweißverbindung zwischen dem ersten Verbindungselement 61 und der Kernschicht 53 innerhalb des Lochs 71. Ferner entsteht eine Schweißverbindung zwischen dem Kontaktelement 60 und der Kernschicht 53 innerhalb des Lochs 71. Das Kontaktelement 60 wird also unmittelbar mit der Kernschicht 53 des Separators 50 verschweißt.
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8 zeigt eine teiltransparente Draufsicht auf einen Separator 50 gemäß der vierten Ausführungsform. Dabei ist eine Draufsicht auf die zweite Oberfläche 56 des Separators 50 dargestellt. An dem Kontaktelement 60, in einem von dem Loch 71 in dem Separator 50 abgewandten Bereich ist ein Dichtelement 80 in Form einer Beschichtung aus einem elektrisch isolierenden Material vorgesehen. Das Dichtelement 80 dient später zum Abdichten und Isolieren des Kontaktelements 60 bei einer Durchführung durch das Zellengehäuse 3 der Batteriezelle 2.
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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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 5452202 B2 [0006]
- WO 2014/179725 A1 [0007]
- US 2015214582 A1 [0008]
- DE 102014001260 A1 [0008]
- US 2015056506 A1 [0009]
