-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Deckelbaugruppe für ein Zellgehäuse einer prismatischen Batteriezelle einer Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft außerdem eine Batteriezelle sowie eine Hochvoltbatterie.
-
Vorliegend richtet sich das Interesse insbesondere auf Hochvoltbatterien bzw. Hochvoltakkumulatoren für elektrisch antreibbare Kraftfahrzeuge, beispielsweise Elektro- oder Hybridfahrzeuge. Solche Hochvoltbatterien weisen eine Vielzahl von Batteriezellen auf, welche in der Regel in einem Zellverbund angeordnet und zu einem Batteriemodul verschaltet sind. Die Batteriezellen können prismatische Batteriezellen sein, welche ein flachquaderförmiges Zellgehäuse aufweisen, in dessen Gehäuseinneren ein Zellwickel angeordnet ist. Elektroden des Zellwickels sind mit Zellterminals der Batteriezelle elektrisch verbunden, welche durch eine Deckelplatte des Zellgehäuses hindurchgeführt sind und über welche der Zellwickel mit einem zellexternen Anschluss, beispielsweise einem Zellterminal einer anderen Batteriezelle, elektrisch verbindbar ist. Da das Zellgehäuse in der Regel aus einem metallischen Werkstoff gebildet ist, muss zumindest eines der Zellterminal gegenüber dem Zellgehäuse elektrisch isoliert werden. Dazu ist aus der
DE 10 2015 208 652 A1 bekannt, zwischen zwei leitenden Bauteilen, also beispielsweise zwischen dem Zellterminal und der Deckelplatte, eine Isolationsschicht aus einem elektrisch nicht-leitenden Kunststoff anzuordnen, welche klebstofffrei mittels mechanischer Adhäsion an Oberflächenbereichen der Bauteile haftet und diese somit mechanisch verbindet. Die Isolationsschicht ist dabei beispielsweise eine Kunststofffolie.
-
Darüber hinaus soll ein Gehäuseinneres gegenüber einem Gehäuseäußeren dicht sein, um einen Stoffaustausch zwischen dem Gehäuseinneren und dem Gehäuseäußeren zu verhindern. Beispielsweise soll verhindert werden, dass Elektrolyt aus dem Gehäuseinneren austritt und Feuchtigkeit in das Gehäuseinnere eintritt und dadurch eine Zellalterung der Batteriezellen beschleunigt wird.
-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zellgehäuse einer prismatischen Batteriezelle für eine Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs dahingehend zu verbessern, dass es besonders dicht ausgebildet ist.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, eine Batteriezelle sowie eine Hochvoltbatterie mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
-
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Herstellen einer Deckelbaugruppe für ein Zellgehäuse einer prismatischen Batteriezelle einer Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs. Bei dem Verfahren wird zumindest ein Zellterminal mit einem ersten Terminalbereich zum elektrischen Verbinden mit einem sich in einem Gehäuseinneren des Zellgehäuses befindlichen Zellwickel und einem zweiten Terminalbereich zum elektrischen Verbinden mit einem zellexternen Anschluss sowie eine Deckelplatte mit zumindest einer Durchgangsöffnung zum Abdecken des Zellgehäuses bereitgestellt. Außerdem wird ein Spritzgießwerkzeug bereitgestellt, bei welchem im eingelegten Zustand der Deckelplatte und des Zellterminals der erste Terminalbereich in der Durchgangsöffnung angeordnet ist, eine Unterseite des zweiten Terminalbereiches und eine Oberseite der Deckelplatte in einem Überlappungsbereich überlappen, und eine umschlagförmige Kavität in dem Überlappungsbereich, zwischen einem Innenrand der Durchgangsöffnung und dem ersten Terminalelement sowie zwischen der Unterseite der Deckelplatte und dem Spritzgießwerkzeug gebildet ist. Außerdem werden Oberflächenbereiche der Deckelplatte und des Zellterminals, welche in dem eingelegten Zustand an die Kavität angrenzen, vorbestimmt und es wird zumindest bereichsweise eine Oberflächenstruktur mit Strukturelementen wird in den vorbestimmten Oberflächenbereichen erzeugt. Schließlich werden die Deckelplatte und das Zellterminal in das Spritzgießwerkzeug eingelegt und ein Kunststoff wird in die Kavität eingespritzt, welcher sich unter Ausbildung einer umschlagförmigen Kunststoffschicht zum Abdichten des Gehäuseinneren gegenüber einem Gehäuseäußeren mit den Strukturelementen formschlüssig verbindet.
-
Die Deckelplatte, ein Gehäusemantel und eine Bodenplatte bilden das Zellgehäuse für die prismatische Batteriezelle. Die Deckelplatte und die Bodenplatte sind insbesondere als rechteckförmige, plattenförmige Elemente ausgebildet, sodass ein flachquaderförmiges Zellgehäuse gebildet wird. Das Zellgehäuse ist dabei insbesondere aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise Aluminium, gebildet. Die Deckelplatte weist insbesondere zwei Durchgangsöffnungen für zwei Zellterminals auf. Die Zellterminals werden also durch die Deckelplatte hindurchgeführt. Ein erstes Zellterminal wird mit einer Anode des Zellwickels elektrisch verbunden und ein zweites Zellterminal wird mit einer Kathode des Zellwickels elektrisch verbunden. Insbesondere sind das mit der Anode elektrisch verbundene Zellterminal zumindest bereichsweise aus Kupfer und das mit der Kathode elektrisch verbundene Zellterminal zumindest bereichsweise aus Aluminium gebildet.
-
Jedes Zellterminal ist insbesondere monolithisch ausgebildet und weist einen T-Stück-förmigen Querschnitt auf, wobei der zweite Terminalbereich plattenförmig ausgebildet ist und wobei der erste Terminalbereich stegförmig ausgebildet ist und an einer Unterseite des zweiten Terminalbereichs angeordnet ist. Im eingelegten Zustand der Einlegeteile, also des Zellterminals und der Deckelplatte, in dem Spritzgießwerkzeug ist der plattenförmige zweite Terminalbereich im Wesentlichen parallel zu der Oberseite der Deckelplatte orientiert und der stegförmige erste Terminalbereich ist im Wesentlichen senkrecht zu der Oberseite der Deckelplatte orientiert.
-
Zumindest eines der Zellterminals wird nun in einem Spritzgussverfahren mit einem Kunststoff umspritzt. Insbesondere wird eines der Zellterminals, insbesondere das anodenseitige Zellterminal, mit einem elektrisch isolierenden Kunststoff umspritzt, während das andere Zellterminal, insbesondere das kathodenseitige Zellterminal, mit einem elektrisch leitfähigen Kunststoff umspritzt wird. Dadurch wird das anodenseitige Zellterminal elektrisch von dem Zellgehäuse isoliert, während das kathodenseitige Zellterminal auf dem Potential des Zellgehäuses liegt. Durch das Umspritzen mit dem Kunststoff wird das Zellterminal außerdem mechanisch an der Deckelplatte befestigt. Um zusätzlich eine besonders hohe Dichtigkeit zwischen dem Gehäuseinneren und dem Gehäuseäußeren bereitzustellen, wird das Spritzgießwerkzeug bzw. die Spritzgussform derart hergestellt, dass der Kunststoff nicht nur in den Überlappungsbereich zwischen der Unterseite des zweiten Terminalbereiches und der Oberseite der Deckelplatte sowie in den Bereich zwischen dem Innenrand der Durchgangsöffnung und dem ersten Terminalbereich fließt, sondern darüber hinaus auch die Unterseite der Deckelplatte bedeckt. Anders ausgedrückt bildet die Kunststoffschicht nach Einspritzen des Kunststoffs in das Spritzgießwerkzeug nicht nur einen L-förmigen, an der Durchgangsöffnung abknickenden Falz, sondern wird zu einem U-förmigen Falz bzw. Umschlag erweitert, welcher auch zumindest bereichsweise an der Unterseite der Deckelplatte haftet. Die Druckplatte wird also bereichsweise beidseitig mit dem Kunststoff beschichtet.
-
Um die Haftung zwischen Kunststoff und Zellterminal sowie Kunststoff und Deckelplatte zu verbessern, werden insbesondere diejenigen Oberflächenbereiche des Zellterminals und der Deckelplatte mit der Oberflächenstruktur versehen, welche in dem Spritzgießwerkzeug der Kavität zugewandt sind. Dazu werden diese Oberflächenbereiche des Zellterminals und der Deckelplatte vorbestimmt, welche im eingelegten Zustand der Einlegeteile angrenzend an die Kavität ausgebildet sind. In diesen Oberflächenbereichen werden nun die Strukturelemente erzeugt. Die Strukturelemente weisen insbesondere Abmessungen im Nanometer- oder Mikrometerbereich auf und können beispielsweise als Poren, Kapillare, Schnitte und/oder Vorsprünge ausgebildet werden. Vorzugsweise wird die Oberflächenstruktur zumindest teilweise mit Hinterschneidungen hergestellt. Beim Einspritzen des Kunststoffs über das Spritzgießwerkzeug in die Kavität fließt der zu diesem Zeitpunkt noch flüssige Kunststoff über die Strukturelemente und verbindet sich beim Erstarren bzw. Aushärten des Kunststoffs mit diesen zumindest formschlüssig. Durch das Strukturieren der betreffenden Oberflächenbereiche des Zellterminals und der Deckelplatte kann insbesondere auf weitere Fügemittel, wie Klebstoff oder dergleichen, verzichtet werden, da der Kunststoff und die betreffenden Oberflächenbereiche eine besonders stabile, effektive und ganzflächige Verbindung ausbilden.
-
Durch das Verfahren kann eine besonders dichte Verbindung zwischen der Deckelplatte und dem Zellterminal über den Kunststoff hergestellt werden. Unter einer besonders dichten Verbindung ist insbesondere eine Verbindung zu verstehen, welche zumindest heliumleckdicht ist. Somit kann eine besonders langlebige Hochvoltbatterie für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt werden.
-
Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Durchgangsöffnung zugewandte Kanten des ersten Terminalbereichs abgeschrägt ausgebildet werden. Durch die Schrägung des ersten Terminalbereichs kann auf einfache Weise eine formschlüssige Verbindung erzeugt werden.
Der in die Kavität eingespritzte Kunststoff kann dabei ein Thermoplast oder ein Elastomer oder ein thermoplastischer Elastomer sein. Vorzugsweise wird in die Kavität ein Kunststoff in Form von einem Duroplasten eingespritzt. Duroplaste sind Kunststoffe, die nach ihrer Aushärtung durch Erwärmung oder andere Maßnahmen nicht mehr verformt werden können. Duroplaste sind besonders kostengünstig und weisen eine gute Temperaturbeständigkeit auf.
-
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird zumindest eines der Strukturelemente in dem an die Kavität angrenzenden Oberflächenbereich der Druckplatte als ein Kanal zwischen der Oberseite und der Unterseite der Druckplatte ausgebildet. Das zumindest eine Strukturelement ist somit ein Loch in der Deckelplatte, durch welches Kunststoff beim Einspritzen von der einen Seite der Druckplatte zur anderen Seite der Druckplatte fließen kann, sodass die Druckplatte zuverlässig beidseitig mit dem Kunststoff beschichtet werden kann.
-
In einer Weiterbildung des Verfahrens wird das Spritzgießwerkzeug während des Einspritzens mit einem vorbestimmten Temperaturprofil temperiert. Insbesondere wird das Spritzgießwerkzeug während des Einspritzens des Kunststoffs beheizt, sodass eine Temperatur des Spritzgießwerkzeugs einen vorbestimmten ersten Temperaturschwellwert überschreitet. Durch das Aufheizen des Spritzgießwerkzeugs werden die metallischen Einlegeteile erwärmt. So kann sich der Kunststoff besonders gut in der Kavität ausbreiten und ein vorzeitiges Erstarren des Kunststoffs kann verhindert werden. Im Falle, dass als der Kunststoff ein Duroplast verwendet wird, wird das Spritzgießwerkzeug insbesondere nur geheizt. Im Falle, dass ein anderer Kunststoff, beispielsweise ein Thermoplast oder ein thermoplastisches Elastomer, verwendet wird, kann vorgesehen sein, dass das Spritzgießwerkzeug nach dem Einspritzen gekühlt wird, sodass die Temperatur des Spritzgießwerkzeugs einen vorbestimmten zweiten Temperaturschwellwert unterschreitet. Nachdem sich der Kunststoff in Form von derm Thermoplasten oder dem thermoplastischen Elastomer ausreichend in der Kavität verteilt hat, kann das Spritzgießwerkzeug gekühlt werden, sodass der Kunststoff erstarren kann und die Kavität abdichten kann. Dazu kann das Spritzgießwerkzeug in einem Kühlmittelkreislauf angeordnet werden. Der Spritzgussprozess stellt somit eine Kombination aus thermischen Fügen und Spritzgussprozess dar.
-
Besonders bevorzugt werden die Strukturelemente der Oberflächenstruktur mittels eines Lasers hergestellt. Mittels Lasertechnik können auf besonders einfache Weise Oberflächenstrukturen, insbesondere mit Hinterschneidungen, hergestellt werden. Insbesondere wird die Oberflächenstruktur aus einem Oxid eines jeweiligen Werkstoffs der Deckelplatte und des Zellterminals hergestellt. Beispielsweise kann die Oberflächenstruktur durch Oxidieren der Oberfläche der Deckelplatte und des Zellterminals, beispielsweise mittels des Lasers, schnell und einfach erzeugt werden.
-
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn ein Dichtungsring in der Kavität an dem Zellterminal angeordnet wird, welcher beim Einspritzen des Kunststoffs in die Kavität umspritzt wird und einen über eine Grenzfläche zwischen dem Kunststoff und dem Zellterminal gebildeten Verbindungspfad zwischen Gehäuseinnerem und Gehäuseäußerem blockiert. Der Dichtungsring wird insbesondere an dem anodenseitigen, Kuper aufweisenden Zellterminal angeordnet, für den Fall, dass eine Verbindung zwischen Kunststoff und Kupfer nicht ausreichend dicht ist. Der Dichtungsring kann beispielsweise den stegförmigen Terminalbereich umgebend ausgebildet sein. Insbesondere wird in dem ersten Terminalbereich eine Nut für den Dichtungsring hergestellt und der Dichtungsring wird in der Nut angeordnet. Durch den Druck im Spritzgussprozess wird der Dichtungsring vorgespannt. Durch den Dichtungsring kann eine Dichtwirkung erhöht werden und eine möglicherweise undichte Stelle in der Grenzschicht zwischen dem Kunststoff und dem Zellterminalbereich blockiert werden. So kann auf zuverlässige Weise verhindert werden, dass beispielsweise Feuchtigkeit in das mit der Deckelbaugruppe abgeschlossene Zellgehäuse eintritt oder Elektrolyt aus dem Zellgehäuse austritt.
-
Die Erfindung betrifft außerdem eine prismatische Batteriezelle für eine Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs mit einem Zellgehäuse aufweisend eine Deckelbaugruppe, welche durch ein erfindungsgemäßes Verfahren oder eine vorteilhafte Ausführungsform davon hergestellt ist, wobei die Deckelbaugruppe mit einem Gehäusemantel des Zellgehäuses verschweißt ist und der erste Terminalbereich über einen Stromableiter mit dem Zellwickel elektrisch verbunden ist.
-
Eine erfindungsgemäße Hochvoltbatterie für ein Kraftfahrzeug umfasst zumindest eine erfindungsgemäße prismatische Batteriezelle. Die Hochvoltbatterie ist insbesondere eine Traktionsbatterie für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Elektro- oder Hybridfahrzeug.
-
Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Batteriezelle sowie für die erfindungsgemäße Hochvoltbatterie.
-
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
-
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
-
Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Batteriezelle; und
- 2 die erfindungsgemäße Batteriezelle gemäß 1 in einer Explosionsdarstellung;
- 3 eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Batteriezelle; und
- 4a bis 4c Prozessschritte eines Verfahrens zum Herstellen einer Deckelbaugruppe der erfindungsgemäßen Batteriezelle.
-
In den Figuren sind gleiche sowie funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
1 zeigt eine prismatische Batteriezelle 1 für eine hier nicht gezeigte Hochvoltbatterie eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs. In 2 ist die Batteriezelle 1 in einer Explosionsdarstellung gezeigt. In 3 ist ein Schnitt durch die Batteriezelle 1 entlang der Schnittlinie AA' gezeigt. Die Batteriezelle 1 weist ein Zellgehäuse 2 mit einem Gehäusemantel 3, einer Bodenplatte 4 und einer Deckelbaugruppe 5 auf. Das Zellgehäuse 2 ist aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise Aluminium, gebildet. In einem Gehäuseinneren 6 des Zellgehäuses 2 wird ein hier nicht gezeigter Zellwickel angeordnet.
-
Die Deckelbaugruppe 5 weist eine Deckelplatte 7 sowie zwei Zellterminals 8, 9 auf. Das Zellterminal 8 wird beispielsweise mit einer Kathode des Zellwickels in Gehäuseinneren 6 des Zellgehäuses 2 verbunden und das Zellterminal 9 wird beispielsweise mit einer Anode des Zellwickels in Gehäuseinneren 6 des Zellgehäuses 2 verbunden. Die Deckelplatte 7 weist hier außerdem eine Entgasungsöffnung 10 für eine Notentgasung der Batteriezelle 1 sowie eine Einfüllöffnung 11 für das Einfüllen eines Elektrolyten in das Gehäuseinnere 6 während der Herstellung der Batteriezelle 1 auf. Die Zellterminals 8, 9 weisen dabei einen ersten Terminalbereich 12 sowie einen zweiten Terminalbereich 13 auf. Der zweite Terminalbereich 13 ist plattenförmig ausgebildet und in einem Gehäuseäußeren 14 außerdem des Gehäuseinneren 6 angeordnet. Der erste Terminalbereich 12 ist stegförmig ausgebildet und in dem Gehäuseinneren 6 angeordnet. Dazu wird der erste Terminalbereich 12 durch eine Durchgangsöffnung 15 in der Deckelplatte 7 hindurchgeführt. Der erste Terminalbereich 12 wird, beispielsweise über einen Stromableiter, mit einer Elektrode des Zellwickels elektrisch verbunden. Über den zweiten Terminalbereich 13, welcher elektrisch mit dem ersten Terminalbereich 12 verbunden ist, kann die Batteriezelle mit einem zellexternen Anschluss, beispielsweise dem Zellterminal einer anderen Batteriezelle der Hochvoltbatterie, verschaltet werden. Die Zellterminals 8, 9 können jeweils einstückig ausgebildet sein und eine T-Stück-förmigen Querschnitt aufweisen.
-
Dabei soll zumindest eines der Zellterminals 8, 9, beispielsweise das anodenseitige Zellterminal 9, elektrisch von der Deckelplatte 7 isoliert werden. Außerdem sollen die Zellterminals 8, 9 zuverlässig an der Deckelplatte 7 befestigt werden. Im abgeschlossenen Zustand des Zellgehäuses 2, wie in 1 gezeigt, soll das Zellgehäuse 2 darüber hinaus besonders dicht sein. Insbesondere soll ein Stoffaustausch zwischen dem Gehäuseinneren 6 und dem Gehäuseäußeren 14 über undichte Stellen in der Durchgangsöffnung 15 verhindert werden. Dazu werden die Zellterminals 8, 9 über eine mittels eines Spritzgießverfahrens hergestellte Kunststoffschicht 16 mit der Deckelplatte 7 verbunden. Ein in 2 dargestellter, erhabener Bereich 17 der Kunststoffschicht 16 ist im zusammengesetzten Zustand der Deckelbaugruppe 5 in einem Überlappungsbereich 18 zwischen einer Unterseite 19 des zweiten Terminalbereichs 13 und einer Oberseite 20 der Deckelplatte 7 angeordnet. Der in 2 dargestellte flache Bereich 21 der Kunststoffschicht 16 ist in dem zusammengesetzten Zustand an einer Unterseite 22 der Deckelplatte 7 angeordnet.
-
In 3 ist erkennbar, dass die Kunststoffschicht 16 im Bereich des Zellterminals 9 umschlagförmig ausgebildet ist. Es befindet sich also Kunststoff in dem Überlappungsbereich 18, zwischen einem Innenrand 23 der Durchgangsöffnunfg15 und dem ersten Terminalbereich 12 sowie an der Unterseite 22 der Deckelplatte 7. Somit ist das Gehäuseinnere 6 besonders zuverlässig gegenüber dem Gehäuseäußeren 14 angedichtet. Der Kunststoff ist insbesondere ein Duroplast. Außerdem weisen Oberflächenbereiche 24 der Deckelplatte 7 sowie des Zellterminals 8, 9, welche mit dem Kunststoff verbunden werden sollen, eine Oberflächenstruktur 25 mit Strukturelementen 26 auf. Diese Strukturelemente 26, welche beispielsweise mittels Laserstrukturierung hergestellt wurden, können eine formschlüssige Verbindung mit dem Kunststoff eingehen, sodass dieser besonders an den Oberflächenbereichen 24 haftet und eine insbesondere heliumleckdichte Verbindung bereitstellt. Die Strukturelemente 26 in der Deckelplatte 7 können beispielsweise teilweise als Kanäle 27 ausgebildet sein. Auch können die Strukturelemente 26 Poren, Hinterschneidungen, Vorsprünge oder dergleichen sein. Hier ist zusätzlich eine der Durchgangsöffnung 15 zugewandte Kante des ersten Terminalbereiches 12 abgeschrägt.
-
Außerdem kann, wie in 3 gezeigt, ein Dichtungsring 33 den dem ersten Terminalbereich 12 angeordnet sein. Dazu kann in dem ersten Terminalbereich 12 eine Nut 34 vorgesehen sein, in welche der Dichtungsring 33 eingelegt wird. Dieser Dichtungsring 33 wird dann mit dem Kunststoff umspritzt. Durch den Dichtungsring 33 wird verhindert, dass über eine Grenzschicht zwischen dem Kunststoff und dem Zellterminal 9 ein Stoffaustausch zwischen Gehäuseinnerem 6 und Gehäuseäußerem 14 stattfindet. Der Dichtungsring 33 wird vor allem bei dem anodenseitigen Zellterminal 9, welches Kupfer aufweist, angeordnet, da eine Verbindung zwischen Kunststoff und Kupfer in Bezug auf eine Langzeitbeständigkeit kritisch sein kann.
-
4a, 4b, 4c zeigen Prozessschritte zum Herstellen der Deckelbaugruppe 5. Dabei werden, wie in 4a gezeigt, die Zellterminals 8, 9 sowie die Deckelplatte 7 in ein erstes Formteil 28 eines Spritzgießwerkzeugs 29 eingelegt. Der eingelegte Zustand ist in 4b gezeigt. In 4c ist gezeigt, dass ein zweites Formteil 30 des Spritzgießwerkzeugs 29 mit Kanälen 31 auf dem ersten Formteil 28 mit der Deckelplatte 7 und den Zellterminals 8, 9 angeordnet sind. Das Spritzgießwerkzeug 29 ist derart ausgebildet, dass sich eine umschlagförmige Kavität 32 ausgebildet, welche durch einen Zwischenraum zwischen der Unterseite 19 des zweiten Terminalbereiches 13 und der Oberseite 20 der Deckelplatte 7, durch einen Zwischenraum zwischen dem Innenrand 23 der Durchgangsöffnung 15 und dem ersten Terminalbereich 12 und durch einen Zwischenraum zwischen der Unterseite 22 der Deckelplatte 7 und dem Spritzgießwerkzeug 29 gebildet ist. Die Oberflächenbereiche 24, welche an die Kavität 32 angrenzen, wurden vor dem Einlegen der Deckelplatte 7 und der Zellterminals 8, 9 in das Spritzgießwerkzeug 29 zumindest bereichsweise mit der Oberflächenstruktur 25 versehen.
-
Über die Kanäle 31 wird nun der verflüssigte Kunststoff in das Spritzgießwerkzeug 29 eingebracht, welcher in die Kavität 32 fließt und dort mit die Kavität 32 ausfüllt sowie eine formschlüssige Verbindung mit den Strukturelementen 26 eingeht. Während der Prozessschritte 4a, 4b ,4c kann das Spritzgießwerkzeug 29 temperiert, beispielsweise geheizt werden, um zu gewährleisten, dass die Kavität 32 vor Erstarren des Kunststoffs vollständig ausgefüllt ist. Zum Beschleunigen der Verfestigung des Kunststoffs kann das Spritzgießwerkzeug 29 nach dem Einspritzvorgang gekühlt werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Batteriezelle
- 2
- Zellgehäuse
- 3
- Gehäusemantel
- 4
- Bodenplatte
- 5
- Deckelbaugruppe
- 6
- Gehäuseinneres
- 7
- Deckelplatte
- 8,9
- Zellterminals
- 10
- Entgasungsöffnung
- 11
- Einfüllöffnung
- 12
- erster Terminalbereich
- 13
- zweiter Terminalbereich
- 14
- Gehäuseäußeres
- 15
- Durchgangsöffnung
- 16
- Kunststoffschicht
- 17
- erhabene Bereiche
- 18
- Überlappungsbereich
- 19
- Unterseite des zweiten Terminalbereiches
- 20
- Oberseite der Deckelplatte
- 21
- flacher Bereich
- 22
- Unterseite der Deckelplatte
- 23
- Innenrand
- 24
- Oberflächenbereiche
- 25
- Oberflächenstruktur
- 26
- Strukturelemente
- 27
- Kanäle
- 28
- erstes Formteil
- 29
- Spritzgießwerkzeug
- 30
- zweites Formteil
- 31
- Kanal
- 32
- Kavität
- 33
- Dichtungsring
- 34
- Nut
-
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 102015208652 A1 [0002]
