DE102018217985A1 - Batteriezelle sowie Batteriemodul - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batteriezelle, insbesondere Lithium-Ionen-Batteriezelle (10), aufweisend ein elektrochemische Komponenten der Batteriezelle (1) aufnehmendes Zellgehäuse (2) und einen Spannungsabgriff (3) der Batteriezelle (1), wobei das Zellgehäuse (2) und der Spannungsabgriff (3) mittels einem Leitmaterial (5), welches in der Art ausgewählt, dass das Leitmaterial (5) thermisch leitend und elektronisch isolierend ausgebildet ist, und insbesondere ausgewählt ist aus Berylliumoxid (BeO), Aluminiumnitrid (AIN), Aluminiumoxid (Al2O3) und/oder Magnesiumoxid (MgO), in der Art miteinander verbunden sind, so dass eine thermische leitende Verbindung zwischen dem Zellgehäuse (2) und dem Spannungsabgriff (3) ausgebildet ist.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer Batteriezelle nach Gattung des unabhängigen Anspruchs.
  • Ferner betrifft die Erfindung auch ein Batteriemodul, welches eine Mehrzahl an solchen Batteriezellen aufweist.
  • Batterien für elektrisch angetriebene Fahrzeuge (EV), hybride elektrisch angetriebene Fahrzeuge (HEV) sowie Plug-In-Hybrid angetriebene Fahrzeuge (PHEV) und auch Batterien für 48-Voltsysteme auf Basis von Lithium-Ionen-Technologien (LIT) oder Post-Lithium-Ionen-Technologien (PLIT) sind üblicherweise in einer hierarchischen Struktur aufgebaut.
  • Solche Batterien weisen üblicherweise eine Mehrzahl an Batteriemodulen auf, welche wiederum eine Mehrzahl an Batteriezellen aufweisen, welche somit die kleinsten Einheiten der hierarchischen Struktur der Batterie darstellen.
  • Des Weiteren können solche Batterien zusätzlich noch Kühlsysteme umfassen sowie unterschiedlichste elektronische Sensoren und signalverarbeitende elektronische Bauteile aufweisen.
  • Damit die genannten Fahrzeugbatterien beispielsweise steigende Reichweiten ermöglichen können und zugleich auch die Kosten gesenkt werden können, werden immer höhere Energiedichte der Batteriezellen angestrebt.
  • Dies bedingt aber aufgrund der Reaktionskinetik der chemischen Komponenten sowohl der Lithium-Ionen-Batteriezellen als auch der Post-Lithium-Ionen-Batteriezellen im Fehlerfall eine vergleichbar erheblich größere freisetzbare Energiemenge, wodurch im Fehlerfall entsprechend gefährliche Ereignisse wie Feuer und Explosionen möglich sind.
  • Daher ist eine zuverlässige Temperierung der einzelnen Batteriezellen, also insbesondere dafür Sorge zu tragen, dass sich die einzelnen Batteriezellen nicht zu stark erwärmen können, unabdingbar. Insbesondere soll ein sogenanntes thermisches Durchgehen der Batteriezelle verhindert werden, worunter eine sich selbstbeschleunigende Aufheizung der Batteriezelle zu verstehen ist.
  • Ferner dient eine gezielte Temperaturführung der einzelnen Batteriezellen auch dazu, die Leistungsfähigkeit der Batteriezellen zu steigern.
  • Insgesamt kann hierzu bemerkt werden, dass üblicherweise eine Erweiterung des sicheren Temperaturbereichs hinzu höheren Betriebstemperaturen die Leistungsfähigkeit der Batteriezelle hinsichtlich der Schnellladefähigkeit, der Kompensation von Lastspitzen und der Beständigkeit im Dauerlastbetrieb positiv beeinflusst.
  • Dazu ist es aus dem Stand der Technik bekannt, die Batteriezellen eines Batteriemoduls mittels einer sich üblicherweise am Boden des Batteriemoduls befindlichen Kühlplatte thermisch zu kontaktieren und mittels der Kühlplatte Wärme von den Batteriezellen abzuführen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Eine Batteriezelle mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs bietet den Vorteil, dass ein Zellgehäuse der Batteriezelle thermisch leitend mit dem Spannungsabgriff verbunden ausgebildet sein kann, wodurch zuverlässig Wärme insbesondere von den Batteriezellen abgeführt werden kann.
  • Dazu wird erfindungsgemäß eine Batteriezelle zur Verfügung gestellt, wobei die Batteriezelle insbesondere als eine Lithium-Ionen-Batteriezelle ausgebildet ist. Die Batteriezelle weist dabei ein Zellgehäuse auf, welches elektrochemische Komponenten der Batteriezelle aufnimmt.
  • Des Weiteren weist die Batteriezelle einen Spannungsabgriff der Batteriezelle auf, welcher insbesondere dazu ausgebildet ist, Spannung von der Batteriezelle abzugreifen.
  • Dabei sind das Zellgehäuse und der Spannungsabgriff mittels einem Leitmaterial in der Art miteinander verbunden, so dass eine thermisch leitende Verbindung zwischen dem Zellgehäuse und dem Spannungsabgriff der Batteriezelle ausgebildet ist.
  • Das Leitmaterial ist dabei in der Art ausgewählt, dass das Leitmaterial thermisch leitend und elektronisch isolierend ausgebildet ist, wobei das Leitmaterial insbesondere aus Berylliumoxid, Aluminiumnitrid, Aluminiumoxid und/oder Magnesiumoxid ausgebildet ist.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
  • Üblicherweise sind das Zellgehäuse der Batteriezelle und ein Inneres der Batteriezelle, in welchem die elektrochemischen Komponenten der Batteriezelle angeordnet sind, thermisch weitestgehend voneinander isoliert, sodass die Temperatur des Zellgehäuses der Batteriezelle im Allgemeinen nicht der Temperatur des Inneren der Batteriezelle entspricht und des Weiteren eine solche Anpassung der Temperatur auch thermisch vergleichbar träge ausgebildet ist. Somit ist das Innere der Batteriezelle vergleichbar ineffizient thermisch an ein Kühlsystem der Batteriezelle bzw. eines Batteriemoduls anbindbar, wodurch eingangs beschriebene Sicherheitsgrenzen für eine Temperatur der Batteriezelle vergleichbar konservativer gewählt werden sollten, was zu Einbußen hinsichtlich der Leistung der Batteriezelle und der Kapazität der Batteriezelle führen kann, um dennoch die Sicherheit der Batteriezelle zu gewährleisten.
  • Mittels einer erfindungsgemäßen Batteriezelle ist es kostengünstig, volumenoptimiert und leicht umsetzbar möglich, für eine vergleichbar bessere thermische Anbindung des Inneren der Batteriezelle an das Zellgehäuse der Batteriezelle zu sorgen, wodurch insgesamt auch eine vergleichbar bessere Abfuhr von Wärme aus dem Inneren der Batteriezellen beispielsweise über ein Kühlsystem eines Batteriemoduls möglich ist.
  • Weiterhin ist es dadurch möglich, die nutzbare Kapazität der Batteriezelle zu erhöhen, die Ladegeschwindigkeit zu verbessern und besonders vorteilhaft einen Schutz gegen Kurzschlüsse zur Verfügung zu stellen.
  • Insbesondere ist es somit auch möglich, eine erfindungsgemäße Batteriezelle auf Basis bekannter Batteriezellen auszubilden.
  • Somit können Sicherheitsgrenzen für die Temperatur der Batteriezelle während des Betriebes der Batteriezelle vergleichbar enger und auch höher gefasst werden, wodurch insgesamt die Leistungsfähigkeit und die Kapazität der Batteriezelle bei gleichzeitig auch erhöhter Sicherheit gesteigert werden kann.
  • Der Spannungsabgriff der Batteriezelle ist aus einem elektrisch leitenden Material, bevorzugt einem Metall, wie beispielsweise Aluminium oder Kupfer, ausgebildet und hat einen unmittelbar ausgebildeten mechanischen und elektrisch leitenden Kontakt zu einem Inneren der Batteriezelle und insbesondere auch zu den elektrochemischen Komponenten der Batteriezelle. Ein mittels des Spannungsabgriffs der Batteriezelle vergleichbar gut ausgebildeter elektrisch leitender Kontakt stellt zugleich auch einen vergleichbar gut ausgebildeten thermisch leitenden Kontakt bereit. Somit kann über den Spannungsabgriff Wärme aus dem Inneren der Batteriezelle effizient abgeführt werden.
  • Jedoch ist üblicherweise das Zellgehäuse der Batteriezelle elektrisch von dem Spannungsabgriff der Batteriezelle isoliert, da ansonsten das Zellgehäuse der Batteriezelle das Potenzial des jeweiligen Spannungsabgriffes aufweist. Insbesondere ist es auch nicht möglich, einen positiven Spannungsabgriff und einen negativen Spannungsabgriff elektrisch leitend mit dem Zellgehäuse der Batteriezelle zu verbinden, da es ansonsten zu einem direkten externen Kurzschluss der Batteriezelle führen würde.
  • Mittels einer erfindungsgemäßen Batteriezelle, bei welcher das Zellgehäuse und der Spannungsabgriff mittels einem Leitmaterial z.B. ausgewählt aus Berylliumoxid, Aluminiumnitrid, Aluminiumoxid und/oder Magnesiumoxid miteinander verbunden sind, ist es möglich, das Zellgehäuse der Batteriezelle und den Spannungsabgriff der Batteriezelle nur thermisch leitend miteinander zu verbinden und nicht elektrisch leitend miteinander zu verbinden. Dadurch kann über das Zellgehäuse auch Wärme von den Batteriezellen effizienter abgeführt werden.
  • Die genannten Leitmaterialien Berylliumoxid, Aluminiumnitrid, Aluminiumoxid und/oder Magnesiumoxid weisen dabei vergleichbar hohe thermische Leitfähigkeiten bei vergleichbar hohen elektrischen Widerständen auf.
  • Dadurch ist es eine zuverlässige thermische Anbindung des Spannungsabgriffs an das Zellgehäuse möglich bei einer gleichzeitigen elektrischen Isolation.
  • Berylliumoxid (BeO) weist dabei beispielsweise eine Wärmeleitfähigkeit von 300 Watt pro Meter und Kelvin (W/mK) bei Raumtemperatur auf.
  • Aluminiumnitrid (AIN) weist dabei beispielsweise eine Wärmeleitfähigkeit von 180 Watt pro Meter und Kelvin (W/mK) bei Raumtemperatur auf.
  • Aluminiumoxid (Al2O3) weist dabei beispielsweise eine Wärmeleitfähigkeit von 30 bis 40 Watt pro Meter und Kelvin (W/mK) bei Raumtemperatur auf.
  • Insbesondere bietet Aluminiumoxid den Vorteil, dass dieses Material mit 1012 Ω m einen vergleichbar sehr hohen spezifischen elektrischen Widerstand aufweist. Magnesiumoxid (MgO) weist dabei beispielsweise eine Wärmeleitfähigkeit von 60 Watt pro Meter und Kelvin (W/mK) bei Raumtemperatur auf.
  • Es ist zweckmäßig, wenn das Zellgehäuse der Batteriezelle als ein prismatisches Zellgehäuse ausgebildet ist.
  • Prismatische Zellgehäuse weisen dabei üblicherweise sechs Seitenflächen auf, von denen gegenüberliegende Seitenflächen jeweils gleich groß und parallel zueinander angeordnet sind. Des Weiteren sind benachbart zueinander angeordnete Seitenflächen jeweils rechtwinklig zueinander angeordnet.
  • Des Weiteren kann bei einer erfindungsgemäßen Batteriezelle mit einem prismatischen Zellgehäuse die Batteriezelle insgesamt zwei Spannungsabgriffe aufweisen, nämlich einem ersten, positiven Spannungsabgriff und einen zweiten, negativen Spannungsabgriff, welche bevorzugt an einer Oberseite der Batteriezellen angeordnet sein können.
  • Es ist zweckmäßig, wenn das Zellgehäuse der Batteriezelle als ein zylindrisches Zellgehäuse ausgebildet ist.
  • Zylindrisches Zellgehäuse weisen dabei üblicherweise drei Seitenflächen auf, wobei zwei der drei Seitenflächen kreisförmig und parallel zueinander angeordnet sind und weiterhin eine Mantelfläche die beiden kreisförmig ausgebildeten Seitenflächen miteinander verbindet.
  • Insbesondere ist es dabei möglich, dass eine erfindungsgemäße Batteriezelle mit einem zylindrischen Zellgehäuse insgesamt zwei Spannungsabgriffe aufweist, wobei ein erster, positiver Spannungsabgriff an einer ersten der beiden kreisförmig ausgebildeten Seitenflächen angeordnet ist und ein zweiter, negativer Spannungsabgriff an einer zweiten der beiden kreisförmig ausgebildeten Seitenflächen angeordnet ist.
  • An dieser Stelle sei hierzu angemerkt, dass es aber auch möglich ist, dass ein Spannungsabgriff von einer der beiden kreisförmig ausgebildeten Seitenflächen ausgebildet wird und das restliche Zellgehäuse, insbesondere die Mantelfläche umfassend, den anderen Spannungsabgriff ausbildet.
  • Vorteilhafterweiße bildet das Zellgehäuse der Batteriezelle einen weiteren Spannungsabgriff der Batteriezelle aus.
  • Hierzu sei an dieser Stelle bemerkt, dass die erfindungsgemäße Batteriezelle insbesondere insgesamt zwei Spannungsabgriffe aufweist.
  • Dabei kann der Spannungsabgriff der Batteriezelle dabei einen ersten Spannungsabgriff ausbilden und das Zellgehäuse der Batteriezelle kann dabei einen zweiten Spannungsabgriff ausbilden.
  • Es ist zweckmäßig, wenn das Leitmaterial, ausgewählt z.B. aus Berylliumoxid, Aluminiumnitrid, Aluminiumoxid und/oder Magnesiumoxid, unmittelbar an dem Spannungsabgriff und an dem Zellgehäuse angeordnet ist.
  • Dies bietet insbesondere den Vorteil, dass das Leitmaterial unmittelbar auf bestehende Ausbildungen von Batteriezellen bzw. Zellgehäuses aufgebracht werden kann bzw. an diesen angeordnet werden kann, ohne dass Änderungen an der Ausbildung der Batteriezelle bzw. des Zellgehäuses vorzunehmen sind.
  • Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung kann das Leitmaterial dabei mittels Gasphasenabscheidung an dem Spannungsabgriff und an dem Zellgehäuse angeordnet sein. Beispielsweise Aluminiumnitrid und Aluminiumoxid bieten dabei den Vorteil, dass diese Materialien mittels Gasphasenabscheidung oder auch mittels Sputtern zuverlässig an dem Spannungsabgriff und an dem Zellgehäuse angeordnet werden können.
  • Gemäß einem anderen bevorzugten Aspekt der Erfindung kann das Leitmaterial dabei auch in einer Dichtung angeordnet sein, wobei die Dichtung dabei den Spannungsabgriff elektrisch von dem Zellgehäuse isoliert.
  • Dadurch ist es beispielsweise möglich, einen weiteren Herstellungsschritt für die Anbringung des Leitmaterials zu vermeiden. Insbesondere kann hierdurch auch eine zuverlässige Wärmeübertragung ausgebildet werden.
  • Es ist besonders zweckmäßig, wenn der Spannungsabgriff der Batteriezelle weiterhin einen von Leitmaterial unbedeckten Bereich aufweist.
  • Dadurch ist es möglich, dass der Spannungsabgriff der Batteriezelle elektrisch leitend beispielsweise mittels eines Zellverbinders kontaktiert werden kann, um die Batteriezelle beispielsweise elektrisch leitend mit einer weiteren Batteriezelle zu verbinden. Insbesondere ist es dadurch möglich, eine Mehrzahl an erfindungsgemäßen Batteriezellen elektrisch leitend seriell und/oder parallel zu einem Batteriemodul zu verschalten.
  • Ferner ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung auch ein Batteriemodul, welches eine Mehrzahl an erfindungsgemäßen, eben beschriebenen Batteriezellen aufweist. Dabei verbinden Zellverbinder die Spannungsabgriffe der Mehrzahl an Batteriezellen elektrisch seriell und/oder parallel miteinander.
  • Dadurch ist es möglich, eine Mehrzahl an erfindungsgemäßen Batteriezellen zu einem Batteriemodul zu assemblieren.
  • Von Vorteil ist es dabei, wenn das Batteriemodul weiterhin ein Kühlelement aufweist, wobei die Zellgehäuse der Mehrzahl an Batteriezellen wärmeleitend an dem Kühlelement angeordnet sind.
  • Dadurch kann Wärme zuverlässig beispielsweise aus einem Inneren der Batteriezelle, in welchem die elektrochemischen Komponenten der Batteriezelle angeordnet sind, über den Spannungsabgriff der Batteriezelle, das thermisch vergleichbar gut leitend ausgebildete Leitmaterial und das Zellgehäuse der Batteriezelle an die Kühlplatte übertragen werden.
  • Insbesondere ist somit das Innere der Batteriezelle thermisch zuverlässig mit dem Kühlelement des Batteriemoduls verbunden.
  • Insbesondere sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass es auch möglich ist, dass Leitmaterial vorteilhaft erst nach einer elektrisch seriellen und/oder parallelen Verschaltung der einzelnen Batteriezellen mittels Zellverbindern zu einem Batteriemodul miteinander anzuordnen.
  • Insbesondere kann das Leitmaterial mittels physikalischer oder chemischer Gasphasenabscheidung aufgebracht werden.
  • Figurenliste
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Es zeigt:
    • 1a eine Darstellung einer Batteriezelle mit einem prismatischen Zellgehäuse ohne die Anbringung eines Leitmaterials in einer perspektivischen Ansicht,
    • 1b eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Batteriezelle mit einem prismatischen Zellgehäuse in einer perspektivischen Ansicht,
    • 2a eine Darstellung einer Batteriezelle mit einem zylindrischen Zellgehäuse ohne die Anbringung eines Leitmaterials in einer perspektivischen Ansicht und
    • 2b eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Batteriezelle mit einem zylindrischen Zellgehäuse in einer perspektivischen Ansicht.
  • Die 1a zeigt eine Batteriezelle 1 mit einem prismatischen Zellgehäuse 2 ohne die Anbringung eines Leitmaterials in einer perspektivischen Ansicht.
    Die 1b zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Batteriezelle mit einem prismatischen Zellgehäuse 2 in einer perspektivischen Ansicht. Dabei ist bei der 1a im Vergleich zu der 1b einzig das Leitmaterial nicht dargestellt, um die erfindungsgemäße Batteriezelle 1 detaillierter beschreiben zu können. Im Folgenden soll nun eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Batteriezelle 1 anhand der 1a und 1b gemeinsam beschrieben werden.
  • Die Batteriezelle 1 ist dabei insbesondere als eine Lithium-Ionen-Batteriezelle 10 ausgebildet. Die Batteriezelle 1 weist dabei ein Zellgehäuse 2 auf, in welchem nicht gezeigte elektrochemische Komponenten der Batteriezelle 1 aufgenommen sind.
  • Das Zellgehäuse 2 der in den 1a und 1b gezeigten Ausführungsform der 3Batteriezelle 1 ist dabei als ein prismatisches Zellgehäuse 20 ausgebildet.
  • Weiterhin weist die Batteriezelle 1 einen Spannungsabgriff 3 auf. Insbesondere weist die erfindungsgemäße Ausführungsform gemäß den 1a und 1b zwei Spannungsabgriffe 3 auf. Insbesondere weist die Batteriezelle 1 dabei einen ersten Spannungsabgriff 31 und einen zweiten Spannungsabgriff 32 auf. Beispielsweise kann der erste Spannungsabgriff 31 dabei als ein positiver Spannungsabgriff ausgebildet sein und kann der zweite Spannungsabgriff 32 dabei als ein negativer Spannungsabgriff ausgebildet sein.
  • Insbesondere sind die Spannungsabgriffe 3, 31, 32 dabei an einer Oberseite 30 des prismatischen Zellgehäuse 20 angeordnet.
  • Ferner weist die Batteriezelle 1 auch ein Entgasungselement 4 auf, welches dazu ausgebildet ist, in einem sicherheitskritischen Fall sich innerhalb des Zellgehäuse 2 der Batteriezelle 1 bildende Gase entweichen zu lassen.
  • Insbesondere aus der 1b ist zu erkennen, dass das prismatische Zellgehäuse 20 und die Spannungsabgriffe 3 mittels einem Leitmaterial 5 miteinander verbunden sind.
  • Bevorzugt ist das Leitmaterial dabei ausgewählt aus Berylliumoxid (BeO), Aluminiumnitrid (AIN), Aluminiumoxid (Al2O3) und/oder Magnesiumoxid (MgO).
  • Dabei sind das prismatische Zellgehäuse 20 und die Spannungsabgriffe 3 jeweils in der Art miteinander verbunden, sodass jeweils eine thermisch leitende Verbindung zwischen dem Zellgehäuse 2 und den Spannungsabgriffen 3 ausgebildet ist.
  • Gemäß dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel der Batteriezelle 1 der 1a und 1b ist das Leitmaterial 5 jeweils unmittelbar an den Spannungsabgriffen 3 und an dem Zellgehäuse 2 angeordnet.
  • Beispielsweise kann das Leitmaterial 5 dabei mittels einer Gasphasenabscheidung oder auch mittels Sputtern an den Spannungsabgriffen 3 und an dem Zellgehäuse 2 angeordnet sein.
  • Ferner weist die Batteriezelle 1 Bereiche 6 auf, welche vom Leitmaterial 5 unbedeckt sind. Beispielsweise sind die Spannungsabgriffe 31, 32 der Batteriezelle 1 von Leitmaterial 5 unbedeckt.
  • Insbesondere weist der erste Spannungsabgriff 31 einen ersten vom Leitmaterial 5 unbedeckten Bereich 61 auf und weist der zweite Spannungsabgriff 32 einen zweiten vom Leitmaterial 5 unbedeckten Bereich 62 auf.
  • Des Weiteren ist auch das Entgasungselement 4 vom Leitmaterial 5 unbedeckt. Somit weist auch das Entgasungselement 4 einen vom Leitmaterial 5 unbedeckten dritten Bereich 63 auf.
  • Die 2a zeigt eine Batteriezelle 1 mit einem zylindrischen Zellgehäuse 2 ohne die Anbringung eines Leitmaterials in einer perspektivischen Ansicht.
  • Die 2b zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Batteriezelle mit einem prismatischen Zellgehäuse 2 in einer perspektivischen Ansicht.
  • Dabei ist bei der 2a im Vergleich zu der 2b einzig das Leitmaterial nicht dargestellt, um die erfindungsgemäße Batteriezelle 1 detaillierter beschreiben zu können. Im Folgenden soll nun eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Batteriezelle 1 anhand der 2a und 2b gemeinsam beschrieben werden.
  • Die Batteriezelle 1 ist dabei insbesondere als eine Lithium-Ionen-Batteriezelle 10 ausgebildet. Die Batteriezelle 1 weist dabei ein Zellgehäuse 2 auf, in welchem nicht gezeigte elektrochemische Komponenten der Batteriezelle 1 aufgenommen sind.
  • Das Zellgehäuse 2 der in den 2a und 2b gezeigten Ausführungsform der Batteriezelle 1 ist dabei als ein zylindrisches Zellgehäuse 200 ausgebildet.
  • Weiterhin weist die Batteriezelle 1 einen Spannungsabgriff 3 auf. Insbesondere weist die erfindungsgemäße Ausführungsform gemäß den 2a und 2b zwei Spannungsabgriffe auf. Dabei bildet der gezeigte und an einer Stirnfläche 300 des zylindrischen Zellgehäuses 200 angeordnete Spannungsabgriff 3 einen ersten Spannungsabgriff, wie beispielsweise einen positiven Spannungsabgriff oder einen negativen Spannungsabgriff, aus. Des Weiteren bildet das Zellgehäuse 2 der Batteriezelle 1 einen weiteren Spannungsabgriff 7 aus. Insbesondere bildet der weitere Spannungsabgriff 7 einen zweiten Spannungsabgriff, wie beispielsweise einen positiven oder einen negativen Spannungsabgriff, aus.
  • Insbesondere aus der 2b ist zu erkennen, dass das zylindrische Zellgehäuse 200 und der Spannungsabgriff 3 mittels einem Leitmaterial 5 miteinander verbunden sind.
  • Bevorzugt ist das Leitmaterial dabei ausgewählt aus Berylliumoxid (BeO), Aluminiumnitrid (AIN), Aluminiumoxid (Al2O3) und/oder Magnesiumoxid (MgO).
  • Dabei sind das zylindrische Zellgehäuse 200 und der Spannungsabgriff 3 jeweils in der Art miteinander verbunden, sodass jeweils eine thermisch leitende Verbindung zwischen dem Zellgehäuse 2 und dem Spannungsabgriff 3 ausgebildet ist.
  • Gemäß dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel der Batteriezelle 1 der 2a und 2b ist das Leitmaterial 5 jeweils unmittelbar an den Spannungsabgriffen 3 und an dem Zellgehäuse 2 angeordnet.
  • Beispielsweise kann das Leitmaterial 5 dabei mittels einer Gasphasenabscheidung oder auch mittels Sputtern an den Spannungsabgriffen 3 und an dem Zellgehäuse 2 angeordnet sein.
  • Ferner weist die Batteriezelle 1 einen Bereich 6 auf, welcher vom Leitmaterial 5 unbedeckt ist. Dabei ist der Spannungsabgriff 3 der Batteriezelle 1 von Leitmaterial 5 unbedeckt.
  • Insbesondere weist der Spannungsabgriff einen vom Leitmaterial 5 unbedeckten Bereich 64 auf.

Claims (9)

  1. Batteriezelle, insbesondere Lithium-Ionen-Batteriezelle (10), aufweisend ein elektrochemische Komponenten der Batteriezelle (1) aufnehmendes Zellgehäuse (2) und einen Spannungsabgriff (3) der Batteriezelle (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Zellgehäuse (2) und der Spannungsabgriff (3) mittels einem Leitmaterial (5), welches in der Art ausgewählt, dass das Leitmaterial (5) thermisch leitend und elektronisch isolierend ausgebildet ist, und insbesondere ausgewählt ist aus Berylliumoxid (BeO), Aluminiumnitrid (AIN), Aluminiumoxid (Al2O3) und/oder Magnesiumoxid (MgO), in der Art miteinander verbunden sind, so dass eine thermische leitende Verbindung zwischen dem Zellgehäuse (2) und dem Spannungsabgriff (3) ausgebildet ist.
  2. Batteriezelle nach dem vorherigen Anspruch 1, das Zellgehäuse (2) der Batteriezelle (1) als prismatisches Zellgehäuse (20) oder als zylindrisches Zellgehäuse (200) ausgebildet ist.
  3. Batteriezelle nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zellgehäuse (2) der Batteriezelle (1) einen weiteren Spannungsabgriff (7) der Batteriezelle (1) ausbildet.
  4. Batteriezelle nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitmaterial (5) unmittelbar an dem Spannungsabgriff (3) und an dem Zellgehäuse (2) angeordnet ist.
  5. Batteriezelle nach dem vorherigen Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitmaterial (5) mittels Gasphasenabscheidung an dem Spannungsabgriff (3) und an dem Zellgehäuse (2) angeordnet ist.
  6. Batteriezelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Leitmaterial (5) in einer den Spannungsabgriff (3) elektrisch von dem Zellgehäuse (2) isolierenden Dichtung angeordnet ist.
  7. Batteriezelle nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsabgriff (3) der Batteriezelle (1) weiterhin einen von Leitmaterial (5) unbedeckten Bereich (6, 61, 62, 64)) aufweist.
  8. Batteriemodul aufweisend eine Mehrzahl an Batteriezellen (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 7, wobei Zellverbinder die Spannungsabgriffe (3) der Mehrzahl an Batteriezellen (1) elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verbinden.
  9. Batteriemodul nach dem vorherigen Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemodul weiterhin ein Kühlelement aufweist, wobei die Zellgehäuse (2) der Mehrzahl an Batteriezellen (1) wärmeleitend an dem Kühlelement angeordnet sind.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1932999A1 (de) * 1969-06-27 1971-01-14 Standard Oil Co Dichtung fuer Batterien od.dgl.
DE102017203119A1 (de) * 2017-02-27 2018-08-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrische Speicherzelle mit einem flachen Deckel

Patent Citations (2)

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