DE102018211437A1 - Battery cell comprising a plurality of electrodes and method for producing a battery cell - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Batteriezelle (10) umfassend mehrere Elektroden vorgeschlagen, wobei die Elektroden über Ableiterfähnchen (20) mit einem Terminal (50) der Batteriezelle (10) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass von den Elektroden abgewandte Enden der Ableiterfähnchen (20) in einer Aussparung (60) des Terminal (50) angeordnet sind.A battery cell (10) comprising a plurality of electrodes is proposed, the electrodes being connected to a terminal (50) of the battery cell (10) via conductor tabs (20), characterized in that ends of the conductor tabs (20) facing away from the electrodes are in one Recess (60) of the terminal (50) are arranged.
Description
Gebiet der ErfindungField of the Invention
Die Erfindung betrifft eine Batteriezelle umfassend mehrere Elektroden und ein Verfahren zum Herstellen einer Batteriezelle.The invention relates to a battery cell comprising a plurality of electrodes and a method for producing a battery cell.
Stand der TechnikState of the art
Bei bisher bekannten Batteriezellen, die mehrere Elektroden umfassen, werden Enden von Ableiterfähnchen, die mit den Elektroden verbunden sind, mit einen Stromkollektor bzw. einem um ca. 180° gebogenen Blech eines Stromkollektors verbunden. Hierzu werden die Ableiterfähnchen auf einer dem Terminal abgewandten Seite des Stromkollektors bzw. den Elektroden zugewandten Seite mit dem Stromkollektor verbunden, wobei die Ableiterfähnchen in einem Winkel von ca. 90° relativ zu der Haupterstreckungsrichtung der Batteriezellen gebogen werden.In previously known battery cells, which comprise several electrodes, ends of arrester flags, which are connected to the electrodes, are connected to a current collector or a sheet of a current collector bent by approximately 180 °. For this purpose, the arrester flags are connected to the current collector on a side of the current collector facing away from the terminal or the side facing the electrodes, the arrester flags being bent at an angle of approximately 90 ° relative to the main direction of extension of the battery cells.
Nachteilig hieran ist, dass zum Vermindern der Höhe zwischen dem oberen Ende der Elektroden, d.h. den unteren Enden der Ableiterfähnchen der Elektroden, und der äußeren Seite des Gehäusedeckels der Batteriezelle die Ableiterfähnchen in einem Winkel von ca. 90° in einem kleinen Radius gebogen bzw. geknickt werden müssen, so dass an der Stelle der Biegung aufgrund des geringen Biegeradius und des großen Winkels Risse in den Ableiterfähnchen auftreten können. Die Risse können zu einer Verbindungsunterbrechung zwischen einzelnen Elektroden und dem Stromkollektor führen. Zudem verkürzt sich hierdurch die Lebensdauer der Batteriezelle.A disadvantage of this is that to reduce the height between the top of the electrodes, i.e. the lower ends of the arrester flags of the electrodes, and the outer side of the housing cover of the battery cell, the arrester flags must be bent or kinked at an angle of approx. 90 ° in a small radius, so that at the point of the bend due to the small bending radius and the large angle cracks can occur in the arrester flags. The cracks can lead to an interruption in the connection between individual electrodes and the current collector. This also shortens the life of the battery cell.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise ermöglichen, eine Batteriezelle umfassend mehrere Elektroden bzw. ein Verfahren zum Herstellen einer Batteriezelle aufzuzeigen, bei dem geringe mechanische Belastungen der Ableiterfähnchen auftreten.Embodiments of the present invention can advantageously make it possible to show a battery cell comprising a plurality of electrodes or a method for producing a battery cell in which low mechanical loads on the arrester flags occur.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Batteriezelle umfassend mehrere Elektroden vorgeschlagen, wobei die Elektroden über Ableiterfähnchen mit einem Terminal der Batteriezelle verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass von den Elektroden abgewandte Enden der Ableiterfähnchen in einer Aussparung des Terminals angeordnet sind.According to a first aspect of the invention, a battery cell comprising a plurality of electrodes is proposed, the electrodes being connected to a terminal of the battery cell by means of arrester flags, characterized in that ends of the arrester flags facing away from the electrodes are arranged in a recess in the terminal.
Vorteilhaft hieran ist, dass die Kräfte, die in den Ableiterfähnchen auftreten, üblicherweise gering sind, da die Ableiterfähnchen nicht in einem Winkel von ca. 90° in einem geringen Radius gebogen bzw. geknickt werden. Dies erhöht in der Regel die Lebensdauer der Batteriezelle. Vorteilhaft ist zudem, dass typischerweise eine geringe Höhe zwischen der oberen Seite des Gehäusedeckels der Batteriezelle und den Elektroden vorhanden ist. Somit ist bei der Batteriezelle in der Regel nur ein geringes Volumen vorhanden, das nicht zur Kapazität beiträgt. Folglich kann im Allgemeinen die Kapazität der Batteriezelle erhöht werden bzw. folglich ist die Kapazität der Batteriezelle hoch.The advantage of this is that the forces that occur in the arrester flags are usually low, since the arrester flags are not bent or kinked at an angle of approximately 90 ° in a small radius. This usually increases the lifespan of the battery cell. It is also advantageous that there is typically a small height between the upper side of the housing cover of the battery cell and the electrodes. This means that there is usually only a small volume in the battery cell, which does not contribute to the capacity. As a result, the capacity of the battery cell can generally be increased or, as a result, the capacity of the battery cell is high.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Batteriezelle umfassend mehrere Elektroden vorgeschlagen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bereitstellen der Elektroden mit Ableiterfähnchen zum elektrischen Verbinden der Elektroden mit einem Terminal der Batteriezelle; Bereitstellen des Terminals der Batteriezelle, wobei das Terminal eine Aussparung zum Einführen von den Elektroden abgewandten Enden der Ableiterfähnchen aufweist; Einführen der den Elektroden abgewandten Enden der Ableiterfähnchen in die Aussparung des Terminals; und Verbinden der den Elektroden abgewandten Enden der Ableiterfähnchen mit dem Terminal.According to a second aspect of the invention, a method for producing a battery cell comprising a plurality of electrodes is proposed, the method comprising the following steps: providing the electrodes with arrester flags for electrically connecting the electrodes to a terminal of the battery cell; Providing the terminal of the battery cell, the terminal having a cutout for inserting ends of the conductor tabs facing away from the electrodes; Inserting the ends of the conductor tabs facing away from the electrodes into the recess in the terminal; and connecting the ends of the conductor tabs facing away from the electrodes to the terminal.
Ein Vorteil hiervon ist, dass die Elektroden typischerweise technisch besonders einfach mit der Terminal verbunden werden. Vorteilhaft hieran ist zudem, dass während des Herstellens der Batteriezelle als auch bei der hergestellten Batteriezelle die Kräfte, die in den Ableiterfähnchen auftreten, üblicherweise gering sind, da die Ableiterfähnchen nicht in einem Winkel von ca. 90° in einem geringen Radius gebogen bzw. geknickt werden bzw. sind. Dies erhöht in der Regel die Lebensdauer der Batteriezelle. Vorteilhaft ist zudem, dass typischerweise eine geringe Höhe zwischen der oberen Seite des Gehäusedeckels der Batteriezelle und den Elektroden erreicht wird. Somit ist bei der hergestellten Batteriezelle im Allgemeinen nur ein geringes Volumen vorhanden, das nicht zur Kapazität beiträgt. Folglich kann in der Regel die Kapazität der Batteriezelle erhöht werden bzw. folglich ist die Kapazität der Batteriezelle hoch.One advantage of this is that the electrodes are typically connected to the terminal in a technically particularly simple manner. Another advantage of this is that during the manufacture of the battery cell as well as in the battery cell produced, the forces which occur in the arrester flags are usually low, since the arrester flags are not bent or kinked at an angle of approximately 90 ° in a small radius are or are. This usually increases the lifespan of the battery cell. It is also advantageous that a small height is typically achieved between the upper side of the housing cover of the battery cell and the electrodes. Thus, in the battery cell produced, there is generally only a small volume which does not contribute to the capacity. As a result, the capacity of the battery cell can generally be increased or the capacity of the battery cell is consequently high.
Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.Ideas for embodiments of the present invention can be viewed, inter alia, as based on the thoughts and knowledge described below.
Gemäß einer Ausführungsform der Batteriezelle umfasst die Batteriezelle ferner einen Stopfen, wobei der Stopfen die Aussparung verschließt. Hierdurch kann die Aussparung typischerweise technisch besonders einfach verschlossen werden bzw. sein, so dass die Batteriezelle gegenüber der Umwelt abgedichtet ist. According to one embodiment of the battery cell, the battery cell further comprises a stopper, the stopper closing the recess. As a result, the cutout can typically be closed or be technically particularly simple, so that the battery cell is sealed off from the environment.
Gemäß einer Ausführungsform der Batteriezelle ist das Terminal in zwei Teile, insbesondere im Wesentlichen gleichgroße Teile, geteilt und die Enden der Ableiterfähnchen sind zwischen den beiden Teilen des Terminals angeordnet, insbesondere eingeklemmt. Hierdurch können die den Elektroden abgewandten Enden der Ableiterfähnchen typischerweise technisch besonders einfach in der Aussparung angeordnet werden. Zudem ist im Allgemeinen eine technisch besonders einfache und besonders zuverlässige Verbindung zwischen den Ableiterfähnchen bzw. den Elektroden und dem Terminal vorhanden. Zudem lässt sich die Batteriezelle üblicherweise technisch besonders einfach herstellen. According to one embodiment of the battery cell, the terminal is divided into two parts, in particular parts of essentially the same size, and the ends of the arrester flags are arranged, in particular clamped, between the two parts of the terminal. As a result, the ends of the arrester flags facing away from the electrodes can typically be arranged in the recess in a technically particularly simple manner. In addition, there is generally a technically particularly simple and particularly reliable connection between the arrester flags or the electrodes and the terminal. In addition, the battery cell is usually technically particularly easy to manufacture.
Gemäß einer Ausführungsform der Batteriezelle sind die den Elektroden abgewandte Enden der Ableiterfähnchen im Wesentlichen parallel zu den Elektroden zugewandten Enden der Ableiterfähnchen angeordnet. Die den Elektroden abgewandten Ende der Ableiterfähnchen, die in der Aussparung des Terminals aufgenommen sind, können auf diese Weise typischerweise im Wesentlichen parallel zu den Elektroden verlaufen, während sie im Stand der Technik üblicherweise in einem Winkel von ca. 90° zu den Elektroden verlaufen. Durch die Parallelität der beiden Enden der Ableiterfähnchen werden die in den Ableiterfähnchen auftretenden Kräfte typischerweise noch weiter reduziert. Dies erhöht im Allgemeinen die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer der Batteriezelle noch weiter.According to one embodiment of the battery cell, the ends of the arrester flags facing away from the electrodes are arranged essentially parallel to the ends of the arrester flags facing the electrodes. The ends of the conductor tabs facing away from the electrodes, which are accommodated in the recess in the terminal, can typically run essentially parallel to the electrodes in this way, whereas in the prior art they usually run at an angle of approximately 90 ° to the electrodes. The parallelism of the two ends of the arrester flags typically reduces the forces occurring in the arrester flags even further. This generally further increases the reliability and life of the battery cell.
Gemäß einer Ausführungsform der Batteriezelle weist das Terminal, das insbesondere aus Aluminium und/oder eine Aluminiumlegierung besteht, auf einer einem Innenraum der Batteriezelle zugewandten Seite eine Silberschicht, eine Nickelschicht und/oder eine Kupferschicht zum Korrosionsschutz auf. Vorteilhaft hieran ist, dass typischerweise eine Korrosion des Terminals durch Batterieflüssigkeit oder ähnliches aus dem Innenraum der Batteriezelle technisch einfach und sicher verhindert ist.According to one embodiment of the battery cell, the terminal, which in particular consists of aluminum and / or an aluminum alloy, has a silver layer, a nickel layer and / or a copper layer for corrosion protection on a side facing an interior of the battery cell. An advantage of this is that typically corrosion of the terminal by battery fluid or the like from the interior of the battery cell is prevented in a technically simple and reliable manner.
Gemäß einer Ausführungsform der Batteriezelle sind die Ableiterfähnchen mittels Schweißung, insbesondere Laserschweißung und/oder Reibschweißung, mit dem Terminal verbunden. Ein Vorteil hiervon ist, dass die Ableiterfähnchen in der Regel technisch besonders einfach und besonders zuverlässig an dem Terminal befestigt und elektrisch mit diesem verbunden sind. Dies erhöht im Allgemeinen die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer der Batteriezelle.According to one embodiment of the battery cell, the arrester flags are connected to the terminal by means of welding, in particular laser welding and / or friction welding. One advantage of this is that the arrester flags are usually attached to the terminal in a technically particularly simple and particularly reliable manner and are electrically connected to the terminal. This generally increases the reliability and the lifespan of the battery cell.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Terminal zwei Teile, wobei die Aussparung zwischen den zwei Teilen des Terminals zunächst einen ersten Durchmesser aufweist, wobei die den Elektroden abgewandten Enden der Ableiterfähnchen zwischen den zwei Teilen des Terminals angeordnet werden, und wobei nach dem Einführen der den Elektroden abgewandten Enden der Ableiterfähnchen in die Aussparung zwischen den zwei Teilen des Terminals die zwei Teile des Terminals zum Herstellen eines Kontakts zwischen den Ableiterfähnchen und den zwei Teilen des Terminals aufeinander zubewegt werden, so dass die Aussparung einen zweiten Durchmesser aufweist, wobei der zweite Durchmesser kleiner als der erste Durchmesser ist. Hierdurch werden die den Elektroden abgewandten Enden der Ableiterfähnchen üblicherweise technisch besonders einfach in der Aussparung angeordnet werden. Zudem wird hierdurch in der Regel eine technisch besonders einfache und besonders zuverlässige Verbindung zwischen den Ableiterfähnchen bzw. den Elektroden und dem Terminal hergestellt. Zudem kann hierdurch die Batteriezelle in der Regel technisch besonders einfach hergestellt werden.According to one embodiment of the method, the terminal comprises two parts, the recess between the two parts of the terminal initially having a first diameter, the ends of the arrester flags facing away from the electrodes being arranged between the two parts of the terminal, and after the insertion of the Ends of the arrester flags facing away from the electrodes are moved toward one another in the recess between the two parts of the terminal, the two parts of the terminal for making contact between the arrester flags and the two parts of the terminal, so that the recess has a second diameter, the second diameter being smaller than the first diameter is. As a result, the ends of the arrester flags facing away from the electrodes will usually be arranged in a technically particularly simple manner in the recess. In addition, this creates a technically particularly simple and particularly reliable connection between the arrester flags or the electrodes and the terminal. In addition, the battery cell can usually be produced in a technically particularly simple manner.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens werden insbesondere die den Elektroden abgewandten Enden der Ableiterfähnchen derart in die Aussparung eingeführt, dass diese am Rand der Aussparung angeordnet sind, und es wird nach dem Einführen der den Elektroden abgewandten Enden der Ableiterfähnchen in die Aussparung ein Stopfen in die Aussparung derart eingeführt, dass der Stopfen die den Elektroden abgewandten Enden der Ableiterfähnchen gegen den Rand der Aussparung drückt und der Stopfen die Aussparung verschließt. Ein Vorteil hiervon ist, dass die Aussparung durch den Stopfen typischerweise technisch besonders einfach verschlossen wird, so dass die Batteriezelle gegenüber der Umwelt abgedichtet ist. Dies vereinfacht das Herstellen der Batteriezelle üblicherweise noch weiter.According to one embodiment of the method, in particular the ends of the arrester flags facing away from the electrodes are inserted into the recess in such a way that they are arranged at the edge of the recess, and after the ends of the arrester flags facing away from the electrodes are inserted into the recess, a plug is inserted into the recess introduced in such a way that the plug presses the ends of the arrester flags facing away from the electrodes against the edge of the recess and the plug closes the recess. One advantage of this is that the cutout is typically closed in a technically particularly simple manner by the stopper, so that the battery cell is sealed off from the environment. This usually simplifies the manufacture of the battery cell even further.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens werden die den Elektroden abgewandte Enden der Ableiterfähnchen derart in die Aussparung des Terminals eingeführt, dass die den Elektroden abgewandte Enden der Ableiterfähnchen im Wesentlichen parallel zu den Elektroden zugewandten Enden der Ableiterfähnchen angeordnet sind. Die den Elektroden abgewandten Ende der Ableiterfähnchen, die in der Aussparung des Terminals aufgenommen werden, können auf diese Weise typischerweise im Wesentlichen parallel zu den Elektroden verlaufen, während sie im Stand der Technik üblicherweise in einem Winkel von ca. 90° zu den Elektroden verlaufen. Durch die Parallelität der beiden Enden der Ableiterfähnchen werden die in den Ableiterfähnchen auftretenden Kräfte üblicherweise noch weiter reduziert. Dies erhöht in der Regel die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer der Batteriezelle noch weiter.According to one embodiment of the method, the ends of the arrester flags facing away from the electrodes are introduced into the recess in the terminal such that the ends of the arrester flags facing away from the electrodes are arranged essentially parallel to the ends of the arrester flags facing the electrodes. The ends of the conductor tabs facing away from the electrodes, which are received in the recess in the terminal, can typically run essentially parallel to the electrodes in this way, whereas in the prior art they usually run at an angle of approximately 90 ° to the electrodes. The parallelism of the two ends of the arrester flags usually reduces the forces occurring in the arrester flags even further. As a rule, this further increases the reliability and the service life of the battery cell.
Es wird darauf hingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen einer Batteriezelle bzw. des Verfahrens zum Herstellen einer Batteriezelle beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale in geeigneter Weise kombiniert, angepasst oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen.It is pointed out that some of the possible features and advantages of the invention are described herein with reference to different embodiments of a battery cell or the method for producing a battery cell. On Those skilled in the art will recognize that the features can be combined, adapted or exchanged in a suitable manner in order to arrive at further embodiments of the invention.
Figurenlistelist of figures
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 Querschnittsansicht eines Teils einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batteriezelle; und -
2 zeigt eine Querschnittsansicht eines Teils einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batteriezelle.
-
1 shows a cross-sectional view of part of a first embodiment of the battery cell according to the invention; and -
2 shows a cross-sectional view of part of a second embodiment of the battery cell according to the invention.
Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Merkmale.The figures are only schematic and are not to scale. In the figures, the same reference symbols denote the same or equivalent features.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Die Batteriezelle
Die Batteriezelle
Die Ableiterfähnchen
Das Terminal
Zwischen den beiden Teilen
Die Ableiterfähnchen
Nun werden die beiden Teile
Auf diese Weise werden die Enden der Ableiterfähnchen
Nun werden an der äußeren Seite des Terminals
Nun ist eine sichere elektrische Verbindung zwischen den Ableiterfähnchen
Die Enden der Ableiterfähnchen
Hierdurch müssen die Enden der Ableiterfähnchen
Zwischen dem Terminal
Die in
Bei der in
Die den Elektroden abgewandten Enden der Ableiterfähnchen
Insbesondere werden die Ableiterfähnchen
Der Stopfen
Nun werden die äußersten Enden der Ableiterfähnchen
Auf der Innenseite (untere Seite in
Bei der in
Bei beiden Ausführungsformen kontaktieren die Ableiterfähnchen
Bei beiden Ausführungsformen wird das Schweißen nicht nur punktförmig durchgeführt, sondern linienförmig, so dass eine flächige Verschweißung und nicht nur eine punktförmige Verschweißung zwischen den Enden der Ableiterfähnchen
Das Terminal
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.In conclusion, it should be pointed out that terms such as "showing", "comprehensive", etc. do not exclude other elements or steps, and terms such as "one" or "one" do not exclude a large number. Reference signs in the claims are not to be viewed as a restriction.
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EP3157077A1 (en) * | 2015-10-12 | 2017-04-19 | Robert Bosch Gmbh | Battery |
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