DE102017216871A1

DE102017216871A1 - Deckel für eine Batteriezelle

Info

Publication number: DE102017216871A1
Application number: DE102017216871.4A
Authority: DE
Inventors: Anton Ringel; Andreas Ringk
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-09-25
Filing date: 2017-09-25
Publication date: 2019-03-28

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Deckel (100) für eine Batteriezelle, wobei der Deckel (100) ein Terminal (104), eine Deckelplatte (102) und einen in einem Überlappungsbereich (108) zwischen dem Terminal (104) und der Deckelplatte (102) angeordneten elektrisch isolierenden, gegossenen Klebstoff (110) aufweist, der dadurch gekennzeichnet ist, dass ringförmig um den Überlappungsbereich (108) umlaufend eine Labyrinthdichtung (116) angeordnet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Deckel für eine Batteriezelle.
Stand der Technik
Eine Batteriezelle kann über ihren Deckel kontaktiert werden. Elektrisch voneinander isolierte Bereiche des Deckels können dazu mit beiden Polen der Batteriezelle verbunden werden. Die beiden Bereiche können miteinander verklebt werden. Der Klebstoff ist dann ein Isolator und trennt die beiden Bereiche elektrisch. Zusätzlich versiegelt der Klebstoff einen Spalt zwischen den Bereichen. Der Klebstoff kann flüssig oder zähflüssig appliziert werden. Beim Kleben der beiden Bereiche weicht der Klebstoff seitwärts entlang des Spalts aus. Dabei kann Klebstoff aus dem Spalt herausgepresst werden.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund wird mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Deckel für eine Batteriezelle gemäß dem unabhängigen Anspruch vorgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des hier vorgestellten Ansatzes ergeben sich aus der Beschreibung und sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Vorteile der Erfindung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise ermöglichen, eine definierte Kante für einen Laserschweißprozess sicherzustellen, eine hohe Reproduzierbarkeit der Klebespalte zwischen Deckel und Terminal zu erzielen und/oder eine robustere Prozessführung beim Fügen des Deckels auf das Terminal umzusetzen.
Es wird ein Deckel für eine Batteriezelle vorgestellt, wobei der Deckel ein Terminal, eine Deckelplatte und einen in einem Überlappungsbereich zwischen dem Terminal und der Deckelplatte angeordneten elektrisch isolierenden, gegossenen Klebstoff aufweist, der dadurch gekennzeichnet ist, dass ringförmig um den Überlappungsbereich umlaufend eine Labyrinthdichtung angeordnet ist.
Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.
Unter einem Terminal kann ein elektrischer Anschluss der Batteriezelle verstanden werden. Das Terminal kann mit einem anderen Pol elektrisch verbunden werden als die Deckelplatte. Das Terminal wird durch den Klebstoff elektrisch von der Deckelplatte isoliert. Das Terminal kann auf einer Innenseite des Deckels eine Platte zum Kontaktieren von Kontaktfahnen eines Stacks der Batteriezelle und eine Durchführung durch die Deckelplatte zu einer Außenseite des Deckels aufweisen. Die Platte überlappt die Deckelplatte in dem Überlappungsbereich. Zwischen der Deckelplatte und der Platte des Terminals besteht ein Spalt, der mit dem Klebstoff gefüllt ist. Im Bereich eines Rands des Überlappungsbereichs ist der Spalt durch die Labyrinthdichtung abgedichtet. Die Labyrinthdichtung kann eine berührende Dichtung sein. Die Labyrinthdichtung kann auch berührungslos abdichten. Die Labyrinthdichtung weist zumindest eine Umlenkung um näherungsweise 90° zu einer Richtung des Spalts auf. Durch die Umlenkung ist ein direkter Durchgangspfad aus dem Spalt verbaut. Die Labyrinthdichtung weist gegenüber einer Spaltöffnung ohne Dichtung einen erhöhten Durchflusswiderstand auf.
Die Labyrinthdichtung kann zwischen einer ringförmig um den Überlappungsbereich umlaufenden Dichtungsmanschette und entweder dem Terminal oder der Deckelplatte ausgebildet sein. Die Dichtungsmanschette kann quer zu dem Spalt zwischen dem Terminal und der Deckelplatte ausgerichtet sein. Die Dichtungsmanschette kann aus einem elektrisch isolierenden Material, wie beispielsweise einem Kunststoffmaterial bestehen. Die Dichtungsmanschette kann ein Spritzgussteil sein.
Die Dichtungsmanschette kann entweder an die Deckelplatte oder an das Terminal angespritzt sein. Die Dichtungsmanschette kann einstückig mit dem Terminal oder der Deckelplatte verbunden sein. So kann ein Montageschritt zum Anbringen der Dichtungsmanschette entfallen.
Die Dichtungsmanschette kann an einer Seitenfläche des Terminals anliegen und quer zu einer Haupterstreckungsebene des Terminals beweglich sein. Die Dichtungsmanschette kann verschoben werden, wenn die Deckelplatte Druck auf einen Rand der Dichtungsmanschette ausübt. Dann kann die Dichtungsmanschette entlang der Seitenfläche abrutschen, um eine Spaltweite des Spalts zwischen der Platte des Terminals und der Deckelplatte einzustellen.
Die Labyrinthdichtung kann durch eine Ausnehmung zum Aufnehmen der Dichtungsmanschette und der in der Ausnehmung angeordneten Dichtungsmanschette ausgebildet sein. Ein Rand der Dichtungsmanschette kann in der Ausnehmung angeordnet werden, wenn die Deckelplatte auf den Klebstoff aufgelegt wird. Die Deckelplatte kann durch einen Formschluss zwischen der Dichtungsmanschette und der Ausnehmung ausgerichtet werden.
Die Ausnehmung kann eine um den Überlappungsbereich ringförmig umlaufende Nut sein. Alternativ kann die Ausnehmung eine Tasche sein, deren Form im Wesentlichen dem Überlappungsbereich entspricht. Die Nut oder Tasche können spanabhebend in die Deckelplatte eingebracht werden. Ebenso können die Nut oder Tasche in die Deckelplatte eingeprägt werden. Eine Kontur der Nut und der Tasche kann ähnlich sein und dazu ausgebildet sein, eine Kontur der Dichtungsmanschette aufzunehmen. Die Nut kann eine höhere Dichtungsleistung ermöglichen als die Tasche. Die Dichtungsmanschette kann einfacher in der Tasche angeordnet werden als in der Nut.
Figurenliste
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.

1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Deckels für eine Batteriezelle gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2 zeigt eine Darstellung einer Deckelplatte mit einer Labyrinthdichtung zwischen einer Dichtungsmanschette und einer Tasche der Deckelplatte gemäß einem Ausführungsbeispiel;
3 zeigt eine Darstellung einer Deckelplatte mit einer Labyrinthdichtung zwischen einer Dichtungsmanschette und einer Nut der Deckelplatte gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
4 zeigt eine Darstellung einer Deckelplatte mit einer angespritzten Dichtungsmanschette gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Merkmale.
Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Deckels 100 für eine Batteriezelle gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Deckel 100 besteht aus einer Deckelplatte 102 mit einem eingeklebten Terminal 104. Das Terminal 104 ist in einen Durchbruch 106 der Deckelplatte 102 eingeklebt. In einem Überlappungsbereich 108 zwischen der Deckelplatte 102 und dem Terminal 104 ist eine Schicht Klebstoff 110 mit eingestellter Schichtdicke angeordnet, die die Deckelplatte 102 von dem Terminal 104 elektrisch isoliert. Die Deckelplatte 102 und das Terminal 104 werden beim Zusammenbau der Batteriezelle mit entgegengesetzten Polen der Batteriezelle elektrisch leitend verbunden.
Zum Verkleben der Deckelplatte 102 mit dem Terminal 104 wird eine Dichtungsmanschette 112 um das Terminal 104 angeordnet, ein Volumen flüssiger bis pastöser Klebstoff 110 auf das Terminal 104 dosiert und die Deckelplatte 102 so auf das Terminal gepresst, dass eine Durchführung 114 des Terminals 104 in dem Durchbruch 106 angeordnet ist. Das Terminal 104 und die Deckelplatte 102 werden zusammengepresst, um die Schichtdicke des Klebstoffs 110 einzustellen. Das Volumen des Klebstoffs 110 verteilt sich dabei im Überlappungsbereich 108 und füllt diesen vollständig aus.
Beim Verkleben wird eine Klebevorrichung verwendet. Zuerst werden das Terminal 104 und die Dichtungsmanschette 112 beziehungsweise das Gasket in der Vorrichtung platziert, Anschließend wird Klebstoff 110 auf das Terminal 104 dosiert, wobei das Gasket ein Abfließen über die Terminalränder verhindert. Dann wird die Deckelplatte 102 auf dem Gasket platziert, wobei das Gasket nach unten bis zum Anschlag geschoben wird und dabei der Klebstoff 110 auf seine Zieldicke verpresst wird. Klebstoff 110 kann beim Applizieren des Deckels ungewollt zwischen dem Gasket und dem Terminal 104 gepresst werden. Hier wird ein kritischer Klebefluss zwischen dem Deckel und dem Gasket verhindert.
Um ein Auslaufen des Klebstoffs 110 zu verhindern ist bei dem hier vorgestellten Ansatz zwischen der Deckelplatte 102 und der Dichtungsmanschette 112 eine Labyrinthdichtung 116 ausgebildet. Dazu dringt hier die Dichtungsmanschette 112 in eine passende Nut 118 in der Deckelplatte 102 ein. In der Labyrinthdichtung 116 ist ein Fließwiderstand für den Klebstoff 110 erhöht. Der erhöhte Fließwiderstand ergibt sich aus zumindest einer rechtwinkligen Umlenkung einer Fließrichtung für den Klebstoff 110. Zwischen der Dichtungsmanschette 112 und der Nut 118 ergeben sich drei aufeinanderfolgende Umlenkungen. Der Klebstoff 110 fließt in Richtung des geringeren Fließwiderstands. Daher fließt der Klebstoff 110 in einen Spalt zwischen Seitenwänden des Durchbruchs 106 und der Durchführung 114.
2 zeigt eine Darstellung einer Deckelplatte 102 mit einer Labyrinthdichtung 116 zwischen einer Dichtungsmanschette 112 und einer rechteckigen Tasche 200 der Deckelplatte 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Deckelplatte 102 entspricht dabei im Wesentlichen der Deckelplatte in 1. Im Gegensatz dazu weist die Deckelplatte 102 anstatt der Nut die Tasche 200 auf. Ein Umriss der Tasche 200 entspricht dabei im Wesentlichen einem Umriss des Überlappungsbereichs 108. Die Tasche 200 ist umlaufend um eine Dicke der Dichtungsmanschette 112 größer als der Überlappungsbereich 108. Die Labyrinthdichtung 116 zwischen der Tasche 200 und der Dichtungsmanschette 112 weist eine Umlenkung auf. Der Fließwiderstand ist also geringer, als bei der Nut.
Mit anderen Worten weist die Deckelplatte 102 hier eine vollflächige Prägung auf. Die Dichtungsmanschette 112 beziehungsweise das Gasket gleitet vor Verpressen des Klebstoffs in die vorgesehene Prägung im Deckel, wodurch der ungewünschte Klebefluss verhindert wird.
3 zeigt eine Darstellung einer Deckelplatte 102 mit einer Labyrinthdichtung 116 zwischen einer Dichtungsmanschette 112 und einer Nut 118 der Deckelplatte 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Deckelplatte 102 entspricht im Wesentlichen der Deckelplatte in 1.
Mit anderen Worten weist die Deckelplatte 102 eine umlaufende Nut 118 auf. Das Gasket gleitet in die dafür vorgesehene Nut 118 im Deckel, wodurch die Barrierewirkung im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel in 2 weiter erhöht wird.
4 zeigt eine Darstellung einer Deckelplatte 102 mit einer angespritzten Dichtungsmanschette 112 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Deckelplatte 102 entspricht im Wesentlichen der Deckelplatte in den 1 bis 3. Im Gegensatz dazu ist die Dichtungsmanschette 112 hier fest mit der Deckelplatte 102 verbunden. Die Labyrinthdichtung wird hier zwischen einer Seitenfläche des Terminals und der Dichtungsmanschette 112 ausgebildet. Dabei ergibt sich eine Umlenkung der Fließrichtung.
Mit anderen Worten wird hier das Gasket im Vorfeld auf den Deckel spritzgegossen. Dadurch ist von Anfang an eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Deckel und Gasket gegeben. Ein Abfließen des Klebstoffs zwischen die beiden Komponenten kann hier zuverlässig vermieden werden.
Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass Begriffe wie „aufweisend“, „umfassend“, etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims

Deckel (100) für eine Batteriezelle, wobei der Deckel (100) ein Terminal (104), eine Deckelplatte (102) und einen in einem Überlappungsbereich (108) zwischen dem Terminal (104) und der Deckelplatte (102) angeordneten elektrisch isolierenden, gegossenen Klebstoff (110) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ringförmig um den Überlappungsbereich (108) umlaufend eine Labyrinthdichtung (116) angeordnet ist.
Deckel (100) gemäß Anspruch 1, bei dem die Labyrinthdichtung (116) zwischen dem Terminal (104) und einer ringförmig um den Überlappungsbereich (108) umlaufenden Dichtungsmanschette (112) ausgebildet ist.
Deckel (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Dichtungsmanschette (112) an die Deckelplatte (102) angespritzt ist.
Deckel (100) gemäß Anspruch 1, bei dem die Labyrinthdichtung (116) zwischen der Deckelplatte (102) und einer ringförmig um den Überlappungsbereich (108) umlaufenden Dichtungsmanschette (112) ausgebildet ist.
Deckel (100) gemäß Anspruch 4, bei dem die Dichtungsmanschette (112) an das Terminal (104) angespritzt ist.
Deckel (100) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem die Dichtungsmanschette (112) an einer Seitenfläche des Terminals (104) anliegt und quer zu einer Haupterstreckungsebene des Terminals (104) beweglich ist.
Deckel (100) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, bei dem die Labyrinthdichtung (116) durch eine Ausnehmung zum Aufnehmen der Dichtungsmanschette (112) und der in der Ausnehmung angeordneten Dichtungsmanschette (112) ausgebildet ist.
Deckel (100) gemäß Anspruch 7, bei dem die Ausnehmung eine um den Überlappungsbereich (108) ringförmig umlaufende Nut (118) ist.
Deckel (100) gemäß Anspruch 7, bei dem die Ausnehmung eine Tasche (200) ist, wobei eine Form der Tasche (200) im Wesentlichen dem Überlappungsbereich (108) entspricht.