DE102018218348A1 - Batterieanordnung sowie Verfahren zum Herstellen einer Batterie - Google Patents

Batterieanordnung sowie Verfahren zum Herstellen einer Batterie Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batteriezellenanordnung (1) aufweisend zumindest eine erste Batteriezellenebene (10) mit einer ersten Batteriezelle (11) und eine zweite Batteriezellenebene (20) mit einer zweiten Batteriezelle (21), wobei ein Zellverbinder (30) zwischen der ersten und zweiten Batteriezelle (11, 21) angeordnet ist, so dass die erste und zweite Batteriezelle (11, 21) durch den Zellverbinder (30) elektrisch verbunden sind, wobei die zweite Batteriezelle (21) auf den Zellverbinder (30) aufgesteckt ist und durch den Zellverbinder (30) zumindest teilweise ein Zwischenraum (32) zwischen dem Zellverbinder (30) und zumindest einer der beiden Batteriezellen (11, 21) ausgebildet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren 100 zum Herstellen einer Batterie mit einer Batteriezellenanordnung 1.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Batteriezellenanordnung gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Batterie mit einer Batteriezellenanordnung.
  • Stand der Technik
  • Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, mehrere Batteriezellen zu einer Batteriezellenanordnung bzw. einer Batterie zu verbinden. Somit können die Batteriezellen gemeinsam für die Abgabe der Leistung der Batterie genutzt werden, wobei unterschiedliche Gründe für den Einsatz mehrerer Batteriezellen sprechen können. Dazu zählen bspw. unter anderem eine kostengünstige Herstellung der einzelnen Batteriezellen sowie eine möglichst gute Bauraumausnutzung.
  • Um die Batteriezellen zu verbinden sind aus dem Stand der Technik ferner sog. Zellverbinder bekannt, welche eine elektrische Verbindung zumindest zweier Batteriezellen gewährleisten können, sodass die mehreren Batteriezellen parallel oder in Reihe geschaltet werden können. So ist aus der DE 10 2007 063 195 A1 eine Gewindeverbindung zweier Batteriezellen bekannt. Dabei stellt sich allerdings die Montage der Gewindeverbindung zeitaufwendig dar und des Weiteren werden verschiedene Isolierelemente benötigt, um die Sicherheit der Batterie zu gewährleisten.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß weist eine Batteriezellenanordnung zumindest eine erste Batteriezellenebene mit einer ersten Batteriezelle und eine zweite Batteriezellenebene mit einer zweiten Batteriezelle auf. Dabei ist zwischen der ersten und zweiten Batteriezelle ein Zellverbinder angeordnet, sodass die erste und zweite Batteriezelle durch den Zellverbinder elektrisch verbunden sind. Ferner ist die zweite Batteriezelle auf den Zellverbinder aufgesteckt. Durch den Zellverbinder ist zumindest teilweise ein Zwischenraum zwischen dem Zellverbinder und zumindest einer der beiden Batteriezellen ausgebildet. Weiterhin ist der Zwischenraum zumindest bereichsweise mit einem Füllstoff verfüllt.
  • Durch die erfindungsgemäße Batteriezellenanordnung werden somit die voranstehenden aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise behoben. Insbesondere wird die Lebensdauer einer Batterie, vorzugsweise beim Einsatz in Fahrzeugen, gesteigert, während die Herstellkosten geringgehalten werden und der Bauraum effizient genutzt wird.
  • Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Batteriezellenanordnung beschrieben worden sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
  • Die Batteriezellenanordnung ist insbesondere zum Einsatz für eine Batterie, vorzugsweise für eine Fahrzeugbatterie, geeignet. Die Batterie kann zusätzlich zur Batteriezellenanordnung beispielsweise eine Steuerelektronik zum Batteriemanagement umfassen. Eine Batteriezellenebene kann vorteilhafterweise mehrere Batteriezellen umfassen. Vorzugsweise können beide Batteriezellen, d.h. insbesondere die erste und zweite Batteriezelle, fluchtend, vorzugsweise koaxial zueinander, angeordnet sein. Dadurch ergibt sich eine einfache Verbindungsmöglichkeit, um eine parallele oder serielle Verbindung der ersten und zweiten Batteriezelle zu ermöglichen. Insbesondere sind die erste und die zweite Batteriezellenebene übereinander angeordnet, sodass jeweils zwei Batteriezellen zueinander fluchten. Der Zellverbinder kann vorzugsweise als Stanzbiegeteil ausgebildet sein und eine elektrische Leitfähigkeit aufweisen, um die erste und zweite Batteriezelle zu verbinden. Um die Steckverbindung der zweiten Batteriezelle mit dem Zellverbinder zu ermöglichen kann vorgesehen sein, dass die zweite Batteriezelle zumindest bereichsweise form- und/ oder kraftschlüssig von dem Zellverbinder aufgenommen ist. Vorzugsweise kann der Zellverbinder metallisch ausgebildet sein, um eine elektrische Leitfähigkeit und/oder eine Elastizität zum Herstellen der kraftschlüssigen Verbindung zu ermöglichen. Der durch den Zellverbinder ausgebildete Zwischenraum kann als geschlossener Hohlraum oder als zumindest teilweise geöffnete Kavität ausgebildet sein. Insbesondere kann der Zwischenraum durch den Zellverbinder und eine der beiden Batteriezellen zumindest bereichsweise oder vollständig abgeschlossen sein. Bspw. kann der Zwischenraum dadurch gebildet sein, dass der Zellverbinder eine Ausbuchtung aufweist, welche eine Verbindung der ersten und zweiten Batteriezelle ermöglicht. Weiterhin ist es denkbar, dass der Zwischenraum auf beiden Seiten des Zellverbinders ausgebildet ist und somit teilweise durch den Zellverbinder und die erste Batteriezelle und teilweise durch den Zellverbinder und die zweite Batteriezelle definiert wird. Der Füllstoff kann vorzugsweise in flüssiger Form in den Zwischenraum eingebracht und/oder ausgehärtet sein. Unter der zumindest bereichsweisen Verfüllung des Zwischenraums kann verstanden werden, dass der Füllstoff abschnittsweise in den Zwischenraum eingebracht ist und/oder vollständig den Zwischenraum ausfüllt. Bspw. kann vorgesehen sein, dass der Füllstoff ringförmig in den Zwischenraum eingebracht ist, um eine gleichmäßige Verteilung im Zwischenraum zu ermöglichen.
  • Durch den Füllstoff im Zwischenraum kann eine Dämpfungswirkung einer Relativbewegung des Zellverbinders und der zweiten Batteriezelle gewährleistet werden. Ferner können durch die Verfüllung des Zwischenraums Hohlräume und/oder Spalte gefüllt werden und somit der ersten und/oder zweiten Batteriezelle ein geringerer Bewegungsspielraum zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere wenn der Batteriezellenanordnung und damit den einzelnen Batteriezellen Vibrationen aufgezwungen werden, können Relativbewegungen somit gedämpft oder abgemildert werden. Dadurch kann eine Alterung an den Kontaktstellen reduziert werden. Gleichzeitig bietet die Verfüllung des Zwischenraums mit dem Füllstoff die Möglichkeit den Zellverbinder kostengünstig zu fertigen und in einfacher Art und Weise zu montieren, sodass die Herstellkosten der Batteriezellenanordnung insgesamt gering gehalten werden können. Insbesondere kann der Zellverbinder somit zwei Batteriepole der beiden Batteriezellen elektrisch verbinden. Durch die Verfüllung kann gleichzeitig eine hohe kohäsive und/oder mechanische Festigkeit der Batteriezellenanordnung erreicht werden.
  • Im Rahmen der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass der Füllstoff einen ausgehärteten Kunststoff umfasst. Der ausgehärtete Kunststoff kann bspw. ein anorganisches Epoxid aufweisen. Derartige Kunststoffe bieten den Vorteil, dass sie günstig zukaufbar sind und einfach handzuhaben sind. So kann bspw. vorgesehen sein, dass der Kunststoff in flüssiger Form in den Zwischenraum eingebracht und anschließend ausgehärtet wird. Dazu kann die erste und/oder zweite Batteriezelle zuvor mit dem Füllstoff in Kontakt gebracht werden, sodass sich der Füllstoff vorteilhaft im Zwischenraum verteilen und den Zwischenraum ausfüllen kann. Dabei bieten bspw. anorganische Epoxide den Vorteil, dass diese die kohäsive Festigkeit weiter unterstützen und diesbezüglich selbst vorteilhafte Eigenschaften aufweisen.
  • Weiterhin kann bei einer erfindungsgemäßen Batteriezellenanordnung vorgesehen sein, dass der Füllstoff einen Klebstoff umfasst. Bei dem Klebstoff kann es sich vorzugsweise um einen Zwei-Komponenten Klebstoff handeln. Dadurch kann der Klebstoff einfach handhabbar sein und somit eine Montage der Batteriezellenanordnung begünstigen. Insbesondere kann eine der Komponenten des Klebstoffs einen Kunststoff, wie bspw. ein anorganisches Epoxid, umfassen. Durch den Klebstoff kann dem Füllstoff ferner eine hohe adhäsive Festigkeit zukommen, sodass bspw. neben einer kohäsiven Festigkeit auch die adhäsive, d.h. insbesondere die mechanische, Festigkeit der Batteriezellenanordnung im Bereich des Zellverbinders verbessert sein kann. Weiterhin kann durch den Klebstoff ermöglicht sein, dass ein thermisches Aushärten entfallen kann, wenn der Klebstoff bspw. bei Raumtemperatur schnell aushärtet.
  • Bei einer erfindungsgemäßen Batteriezellenanordnung kann weiterhin vorgesehen sein, dass die erste und zweite Batteriezelle Rundzellen sind. Insbesondere können die Batteriezellenebenen jeweils mehrere Rundzellen aufweisen. Rundzellen bieten den Vorteil, dass diese eine wirtschaftliche Großserienfertigung begünstigen. Aufgrund thermischer Limitierungen sowie Ihres Formfaktors, können Rundzellen jedoch häufig nur in kleiner Dimensionierung verbaut werden. So ist es bspw. beim Einsatz von Batteriezellenanordnungen in einem Fahrzeug häufig wünschenswert einen quaderförmigen Bauraum bei möglichst hoher Packungsdichte der Batteriezellen auszunutzen. Dementsprechend ist es vorteilhaft kleindimensionierte Rundzellen einzusetzen, da dies die Packungsdichte optimieren kann. Daher kann eine große Anzahl Rundzellen und damit auch eine große Anzahl elektrischer Kontakte vorgesehen sein, so dass gleichzeitig eine hohe Kosteneffizienz und Reproduzierbarkeit der Ausfallsicherheit gewährleistet sein können.
  • Ferner ist es denkbar, dass die erste Batteriezelle stoffschlüssig mit dem Zellverbinder verbunden ist. Somit kann die Montage der Batteriezellenanordnung weiter vereinfacht sein. Insbesondere kann die erste Batteriezelle mit dem Zellverbinder verschweißt sein. So kann die erste Batteriezelle bspw. in einem automatisierten Verfahren mit dem Zellverbinder vorkonfektioniert sein. Bei einer manuellen oder automatischen Montage der zweiten Batteriezelle bzw. der zweiten Batteriezellenebene kann daher in einfacher Art und Weise die zweite Batteriezelle auf den Zellverbinder aufgesteckt werden, um eine Verbindung zwischen der ersten und zweiten Batteriezelle zu ermöglichen.
  • Weiterhin kann bei einer erfindungsgemäßen Batteriezellenanordnung vorgesehen sein, dass der Zellverbinder einen zylinderartigen Aufnahmebereich zur Aufnahme der zweiten Batteriezelle aufweist, wobei der Aufnahmebereich zumindest einen Federabschnitt aufweist, welcher die zweite Batteriezelle zumindest teilweise umgreift. Jeder Abschnitt kann dabei kontinuierlich oder diskontinuierlich umlaufend ausgebildet sein. Durch den zylinderartigen Aufnahmebereich können insbesondere Rundzellen in vorteilhafter Art und Weise durch den Zellverbinder aufgenommen sein und gleichzeitig ein Kraftschluss vorteilhaft realisiert sein. Darüber hinaus bietet der zylinderartige Aufnahmebereich mit dem Federabschnitt den Vorteil, dass auch der Füllstoff in einfacher Art und Weise bei der Montage auf den Zellverbinder aufbringbar ist bzw. in den Aufnahmebereich einbringbar ist. So kann der Federabschnitt beim Einbringen des Füllstoffs im flüssigen Zustand eine Barriere bilden, die gleichzeitig eine Einfüllhilfe darstellt.
  • Weiterhin kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass zwischen der ersten und zweiten Batteriezellenebene ein Rahmen angeordnet ist, wobei der Zwischenraum zwischen dem Zellverbinder und zumindest einer der beiden Batteriezellen einen Hohlraum umfasst, der sich zumindest teilweise in eine Öffnung des Rahmens erstreckt. Der Hohlraum kann als Ausbuchtung des Zellverbinders ausgebildet sein, welche gleichzeitig die Verbindung der ersten und zweiten Batteriezelle durch die Eröffnung hindurch ermöglicht. Somit kann dem Hohlraum eine Doppelfunktion zukommen. Einerseits kann der Zellverbinder dadurch den Rahmen zu überbrücken, welcher die Batteriezellenanordnung fixieren kann und zum anderen einen Aufnahmebereich für den Füllstoff bieten, sodass dieser möglichst einfach bei der Montage aufgebracht werden kann.
  • Ferner kann bei einer erfindungsgemäßen Batteriezellenanordnung vorgesehen sein, dass der Zwischenraum zwischen dem Zellverbinder und zumindest einer der beiden Batteriezellen Kanäle umfasst, welche sich von dem Hohlraum erstrecken. Vorzugsweise können sich die Kanäle vom Hohlraum radial nach außen erstrecken. Insbesondere können die Kanäle durch eine Geometrie des Zellverbinders gebildet sein. Somit kann der Füllstoff in den Hohlraum eingebracht werden und über die Kanäle vorteilhaft verteilt werden. Weiterhin ist es denkbar, dass durch die Kanäle eine Dosierung des Füllstoffs weniger exakt ausgebildet sein kann, da die Kanäle überschüssigen Füllstoff aufnehmen können, wenn die zweite Batteriezelle auf den Zellverbinder aufgesteckt wird.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Verbindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Batterie mit einer Batteriezellenanordnung, insbesondere einer erfindungsgemäßen Batteriezellenanordnung, beansprucht. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:
    • - Verbinden eines Zellverbinders mit einer ersten Batteriezelle einer ersten Batteriezellenebene der Batteriezellenanordnung, sodass die erste Batteriezelle den Zellverbinder elektrisch kontaktiert,
    • - Aufbringen eines Füllstoffs auf den Zellverbinder,
    • - Aufstecken einer zweiten Batteriezelle auf den Zellverbinder, sodass die erste und die zweite Batteriezelle über den Zellverbinder elektrisch verbunden werden und durch den Zellverbinder ein Zwischenraum zwischen dem Zellverbinder und zumindest einer der beiden Batteriezellen ausgebildet wird, welcher zumindest bereichsweise den Füllstoff aufweist.
  • Somit bringt ein erfindungsgemäßes Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Batteriezellenanordnung beschrieben worden sind. Insbesondere ist dadurch ein einfaches Herstellverfahren vorgesehen, welches eine Batteriezellenanordnung bereitstellt, die günstig in der Herstellung ist und gleichzeitig eine hohe Lebensdauer, insbesondere aufgrund reduzierter kohäsiver Verschleißerscheinungen, aufweist. Das Verbinden des Zellverbinders mit der ersten Batteriezelle kann ein elektrisches und/oder mechanisches Verbinden umfassen. Vorteilhafterweise kann der Füllstoff auf den Zellverbinder im flüssigen Zustand aufgebracht werden. Dabei kann ferner ein Aushärten des Füllstoffs als weiterer Verfahrensschritt vorgesehen sein. Das Aushärten kann insbesondere thermisch beschleunigt werden. Zur thermischen Beschleunigung des Aushärtens kann eine Infrarotwärmelampe eingesetzt werden und/oder der Füllstoff, der Zellverbinder und/oder die beiden Batteriezellen können mit UV-Licht bestrahlt werden. Ferner kann zum Fertigstellen der Batterie die Batteriezellenanordnung z.B. mit einer Steuerelektronik der Batterie verbunden werden.
  • Weiterhin kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass das Verfahren folgenden Schritt umfasst:
    • - Vorbehandeln einer Oberfläche des Zellverbinders und/oder der ersten und/oder zweiten Batteriezelle durch Laserbestrahlung und/oder Sandbestrahlung, bevor der Füllstoff aufgebracht wird.
  • Dadurch kann die mechanische und/oder die spezifische Adhäsion des Füllstoffs zu den Fügepartnern, d.h. dem Zellverbinder und/oder zumindest einer der beiden Batteriezellen, erhöht werden. Insbesondere kann durch die Vorbehandlung die Oberfläche aufgeraut werden. Dabei kann die Vorbehandlung in Bezug auf den vorzubehandelnden Bereich selektiv vorgesehen sein, um Fertigungszeit einsparen zu können. Somit können durch die Vorbehandlung die vorteilhaften Eigenschaften des Füllstoffs in Bezug auf die kohäsive und/oder adhäsive Festigkeit der Batteriezellenanordnung insgesamt erhöht werden.
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktive Einzelheiten, räumliche Einordnungen und Verfahrensschritte können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen:
    • 1 eine erfindungsgemäße Batteriezellenanordnung für eine Batterie in einem ersten Ausführungsbeispiel in perspektivischer schematischer Ansicht,
    • 2 die erfindungsgemäße Batteriezellenanordnung des ersten Ausführungsbeispiels in schematischer Seitenansicht,
    • 3 eine Detailansicht einer Verbindungsstelle der erfindungsgemäßen Batteriezellenanordnung des ersten Ausführungsbeispiels in schematischer Darstellung,
    • 4 einen Zellverbinder für eine erfindungsgemäße Batteriezellenanordnung in einem weiteren Ausführungsbeispiel in schematischer Perspektivansicht,
    • 5 ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen einer Batterie in schematischer Ansicht in einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.
  • Die 1 und 2 zeigen eine Batteriezellenanordnung 1 für eine Batterie in einem ersten Ausführungsbeispiel in unterschiedlichen Ansichten in schematischer Darstellung. Dabei sind eine erste und eine zweite Batteriezellenebene 10, 20 vorgesehen, wobei die Batteriezellenebenen 10 und 20 jeweils mehrere Batteriezellen 11, 21 in Form von Rundzellen aufweisen. Zwischen den Batteriezellenebenen 10, 20 ist ein Rahmen 40 vorgesehen, der insbesondere als Lochplatte ausgestaltet ist. Die Batteriezellenebenen 10, 20 sind dabei derart übereinander angeordnet, dass jeweils eine erste Batteriezelle 11 der ersten Batteriezellenebene 10 mit einer zweiten Batteriezelle 21 der zweiten Batteriezellenebene 20 fluchtend, vorzugsweise koaxial, angeordnet ist. Dadurch ist jeweils ein erster Batteriepol 11.1 einer ersten Batteriezelle 11 mit einem zweiten Batteriepol 21.2 einer zweiten Batteriezelle 21 elektrisch verbunden. Vorzugsweise weist jede der Batteriezellen 11, 21 zwei Batteriepole 11.1, 11.2, 21.1, 21.2 auf. Vorzugsweise kann es sich bei dem ersten Batteriepol 11.1 der ersten Batteriezelle 11 um einen Pluspol und beim zweiten Batteriepol 21.2 der zweiten Batteriezelle 21 um einen Minuspol oder umgekehrt handeln. Insbesondere ergibt sich dadurch eine Reihenschaltung der ersten und zweiten Batteriezelle 11, 21. Unterhalb der ersten Batteriezellenebene 10 oder oberhalb der ersten Batteriezellenebene 20 können ferner weitere Batteriezellenebenen angeschlossen werden, wobei in der dargestellten Batteriezellenanordnung 1 jeweils ein Batteriepol 21.1, 11.2 der ersten und zweiten Batteriezelle 11, 21 zur weiteren Verbindung zur Verfügung steht.
  • Die jeweilige Verbindung einer ersten und einer zweiten Batteriezelle 11, 21 ist in 3 im Detail dargestellt. Dabei korrespondiert der erste Batteriepol 11.1 der ersten Batteriezelle 11 mit einer Öffnung 41 des Rahmens 40, sodass ein Zellverbinder 30 zumindest teilweise in die Öffnung 41 hineinragt, um die erste Batteriezelle 11 elektrisch zu kontaktieren. Der Zellverbinder 30 weist ferner einen zylinderartigen Aufnahmebereich 33 auf, in welchem die zweite Batteriezelle 21 über eine Steckverbindung aufgenommen ist. Die Steckverbindung ist dabei dadurch realisiert, dass der Aufnahmebereich 33 des Zellverbinders 30 einen Federabschnitt 34 aufweist, der die zweite Batteriezelle 21 umgreift. Dadurch kann gleichzeitig eine elektrische Kontaktierung des zweiten Batteriepols 21.2 der zweiten Batteriezelle 21 sowie eine kraft- und formschlüssige Verbindung des Zellverbinders 30 mit der zweiten Batteriezelle 21 realisiert sein. Zwischen dem Zellverbinder 30 und der zweiten Batteriezelle 21 ist ein Zwischenraum 32 vorgesehen, der einen Hohlraum 32.1 umfasst, wobei der Hohlraum 32.1 mit einem Füllstoff 31 verfüllt ist. Der Füllstoff 31 kann einen Klebstoff und/oder einen ausgehärteten Kunststoff, insbesondere ein anorganisches Epoxid, aufweisen. Dadurch können Relativbewegungen der zweiten Batteriezelle 21 abgedämpft und/oder deren kohäsive Wirkung, welche zur Alterung der Verbindungsstelle führen kann, vermindert werden. Somit kann die Batteriezellenanordnung 1 in einfacher Art und Weise montiert werden und bietet gleichzeitig eine hohe kohäsive Festigkeit.
  • 4 zeigt einen Zellverbinder 30 für eine erfindungsgemäße Batterieanordnung 1 in einem weiteren Ausführungsbeispiel. Dabei kann der Zellverbinder 30 der 4 vorzugsweise in einer Batteriezellenanordnung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel eingesetzt werden. Der Zellverbinder 30 weist einen zylinderartigen Aufnahmebereich 33 auf, welcher durch Federabschnitte 34 begrenzt ist. Die Federabschnitte 34 weisen dabei jeweils einen Vorsprung auf, welcher unter Vorspannung mit einer Batteriezelle 11, 22 in Verbindung gebracht werden kann. Dabei kann eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung und zusätzlich eine elektrische Verbindung zu einem Batteriepol 11.2, 21.1 der Batteriezelle 11, 21 hergestellt werden. Ferner weist der Zellverbinder 30 mittig eine Ausbuchtung auf, welche einen Hohlraum 32.1 bildet, durch welchen ein Zwischenraum 32 zumindest teilweise ausgebildet sein kann, wenn der Zellverbinder 30 mit einer der beiden Batteriezellen 11, 21 angeordnet wird. Darüber hinaus sind Kanäle 32.2 durch den Zellverbinder 30 ausgebildet. Wird somit ein Füllstoff 31 in die Ausbuchtung bzw. den Hohlraum 32.1 gefüllt und eine der beiden Batteriezellen 11, 21 insbesondere definiert auf den Füllstoff 31 aufgedrückt, fließt dieser zumindest teilweise in die Kanäle 32.2, sodass eine vorteilhafte Verteilung des Füllstoffs 31 gewährleistet werden kann. Vorzugsweise kann der Zellverbinder 30 als Stanzbiegeteil ausgebildet sein.
  • 5 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren 100 zum Herstellen einer Batterie mit einer Batteriezellenanordnung 1, vorzugsweise eine Batteriezellenanordnung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Dabei ist zunächst ein Vorbehandeln 101 einer Oberfläche eines Zellverbinders 30 und/oder einer ersten und/oder einer zweiten Batteriezelle 11, 21 durch Laserbestrahlung und/oder Sandbestrahlung vorgesehen. Insbesondere wird dabei vorteilhafterweise der Zellverbinder 30 und/oder zumindest ein Batteriepol 11.1, 21.2, vorzugsweise selektiv, vorbehandelt. Dadurch wird die Oberfläche für die folgenden Verfahrensschritte vorbereitet. Daraufhin ist ein Verbinden 102 des Zellverbinders 30 mit der ersten Batteriezelle 11 vorgesehen, wobei die erste Batteriezelle 11 zu einer ersten Batteriezellenebene 10 zugeordnet wird. Bei dem Verbinden 102 kontaktiert die erste Batteriezelle 11 den Zellverbinder 30 elektrisch. Insbesondere kann das Verbinden 102 ein Anschweißen des Zellverbinders 30 an die erste Batteriezelle 11, vorzugsweise an einen Batteriepol 11.1 der ersten Batteriezelle 11, umfassen. Abschließend erfolgt ein Aufbringen 103 eines Füllstoffs 31 auf den Zellverbinder 30, wobei der Füllstoff 31 vorzugsweise in einem flüssigen Zustand vorliegt oder in einen flüssigen Zustand gebracht wird. Auf den mit Füllstoff 31 versehenen Zellverbinder 30 erfolgt daraufhin ein Aufstecken 104 der zweiten Batteriezelle 21, sodass die erste und die zweite Batteriezelle 11, 21 über den Zellverbinder 30 elektrisch verbunden werden und durch den Zellverbinder 30 ein Zwischenraum 32 zwischen dem Zellverbinder 30 und zumindest der zweiten Batteriezelle 21 ausgebildet wird. Der Zwischenraum 32 weist dabei dann zumindest bereichsweise den Füllstoff 31 auf. Anschließend erfolgt ein Aushärten 105 des Füllstoffs 31. Das Aushärten 105 kann bei Raumtemperatur erfolgen, wenn bspw. der Füllstoff 31 einen selbstaushärtenden Klebstoff umfasst und zusätzlich oder alternativ kann jedoch ein thermisches Aushärten, z.B. durch Infrarotbestrahlung, vorgesehen sein, um den Vorgang zu beschleunigen.
  • 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 102007063195 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Batteriezellenanordnung (1) aufweisend zumindest eine erste Batteriezellenebene (10) mit einer ersten Batteriezelle (11) und eine zweite Batteriezellenebene (20) mit einer zweiten Batteriezelle (21), wobei ein Zellverbinder (30) zwischen der ersten und zweiten Batteriezelle (11, 21) angeordnet ist, so dass die erste und zweite Batteriezelle (11, 21) durch den Zellverbinder (30) elektrisch verbunden sind, wobei die zweite Batteriezelle (21) auf den Zellverbinder (30) aufgesteckt ist und durch den Zellverbinder (30) zumindest teilweise ein Zwischenraum (32) zwischen dem Zellverbinder (30) und zumindest einer der beiden Batteriezellen (11, 21) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum (32) zumindest bereichsweise mit einem Füllstoff (31) verfüllt ist.
  2. Batteriezellenanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff (31) einen ausgehärteten Kunststoff umfasst.
  3. Batteriezellenanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff (31) einen Klebstoff umfasst.
  4. Batteriezellenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Batteriezelle (11, 21) Rundzellen sind.
  5. Batteriezellenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Batteriezelle (11) stoffschlüssig mit dem Zellverbinder (30) verbunden ist.
  6. Batteriezellenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellverbinder (30) einen zylinderartigen Aufnahmebereich (33) zur Aufnahme der zweiten Batteriezelle (21) aufweist, wobei der Aufnahmebereich (33) zumindest einen Federabschnitt (34) aufweist, welcher die zweite Batteriezelle (21) zumindest teilweise umgreift.
  7. Batteriezellenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten und zweiten Batteriezellenebene (10, 20) ein Rahmen (40) angeordnet ist, wobei der Zwischenraum (32) zwischen dem Zellverbinder (30) und zumindest einer der beiden Batteriezellen (11, 21) einen Hohlraum (32.1) umfasst, der sich zumindest teilweise in eine Öffnung (41) des Rahmens (40) erstreckt.
  8. Batteriezellenanordnung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum (32) zwischen dem Zellverbinder (30) und zumindest einer der beiden Batteriezellen (11, 21) Kanäle (32.2) umfasst, welche sich vom Hohlraum (32.1) erstrecken.
  9. Verfahren (100) zum Herstellen einer Batterie mit einer Batteriezellenanordnung (1), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte: - Verbinden (102) eines Zellverbinders (30) mit einer ersten Batteriezelle (11) einer ersten Batteriezellenebene (10) der Batteriezellenanordnung (1), so dass die erste Batteriezelle (11) den Zellverbinder (30) elektrisch kontaktiert, - Aufbringen (103) eines Füllstoffs (31) auf den Zellverbinder (30), - Aufstecken (104) einer zweiten Batteriezelle (21) auf den Zellverbinder (30), so dass die erste und die zweite Batteriezelle (11, 21) über den Zellverbinder (30) elektrisch verbunden werden und durch den Zellverbinder (30) ein Zwischenraum (32) zwischen dem Zellverbinder (30) und zumindest einer der beiden Batteriezellen (11, 21) ausgebildet wird, welcher zumindest bereichsweise den Füllstoff (31) aufweist.
  10. Verfahren (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) folgenden Schritt umfasst: - Vorbehandeln (101) einer Oberfläche des Zellverbinders (30) und/oder der ersten und/oder der zweiten Batteriezelle (11, 21) durch Laserbestrahlung und/oder Sandbestrahlung, bevor der Füllstoff (31) aufgebracht wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102007063195A1 (de) 2007-12-20 2009-06-25 Daimler Ag Batterie mit einem Gehäuse und einer Wärmeleitplatte
DE102017208395A1 (de) * 2017-05-18 2018-11-22 Lion Smart Gmbh Verfahren zum Anordnen eines Kontaktelements, Kontaktelement sowie Batteriestapel

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