DE102019202408A1 - Method for producing a battery cell and battery cell and use of the battery cell - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung einer Batteriezelle, insbesondere für eine Traktionsbatterie, aufweisend eine Vielzahl von Elektroden, wobei jede Elektrode ein jeweils wenigstens weitgehend in eine Längsrichtung ausgerichtetes Ableitfähnchen (10) zur elektrischen Kontaktierung der Elektroden aufweist, sowie aufweisend ein Zellenterminal (26), welches insbesondere zur elektrischen Kontaktierung mit den Ableitfähnchen (10) vorgesehen ist, sowie aufweisend wenigstens ein Metallblech (20), welches als Stromsammler vorgesehen ist, aufweisend die folgenden Schritte:• Bündeln der Ableitfähnchen (10) in Längsrichtung (12), insbesondere mit dem wenigstens einem Metallblech (20),• Schweißen der Ableitfähnchen (10) an das Metallblech (20),• Durchziehen des Metallblechs (20) mit den Ableitfähnchen (10) durch eine Öffnung (24) des Zellenterminals (26) in Längsrichtung (12),• Befestigen des Metallblechs (20) an dem Zellenterminal (26) durch Verformen des Metallblechs (20).The invention relates to a method for producing a battery cell, in particular for a traction battery, comprising a plurality of electrodes, each electrode having a lead flag (10), which is oriented at least largely in a longitudinal direction, for making electrical contact with the electrodes, and comprising a cell terminal (26), which is provided in particular for electrical contacting with the lead tags (10), and comprising at least one metal sheet (20) which is provided as a current collector, comprising the following steps: • Bundling the lead tags (10) in the longitudinal direction (12), in particular with the at least one metal sheet (20), • welding the lead flags (10) to the metal sheet (20), • pulling the metal sheet (20) with the lead flags (10) through an opening (24) of the cell terminal (26) in the longitudinal direction (12) , • Attach the metal sheet (20) to the cell terminal (26) by deforming the metal sheet (20).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Batteriezelle nach Gattung des unabhängigen Anspruchs. Die Erfindung betrifft auch eine Batteriezelle hergestellt nach einem solchen Verfahren sowie die Verwendung einer solchen Batteriezelle.The invention relates to a method for producing a battery cell according to the preamble of the independent claim. The invention also relates to a battery cell produced by such a method and to the use of such a battery cell.
Stand der TechnikState of the art
Zur Umsetzung der Elektromobilität werden Sekundärbatterien, die auch als wieder aufladbare Akkumulatoren bezeichnet werden, zur Speicherung elektrischer Energie verwendet. Dafür sind Lithium-Ionen-Batterien aufgrund ihrer großen Energiedichte, thermischen Stabilität und einer geringen Selbstentladung besonders geeignet.To implement electromobility, secondary batteries, which are also referred to as rechargeable batteries, are used to store electrical energy. Lithium-ion batteries are particularly suitable for this because of their high energy density, thermal stability and low self-discharge.
Als elementare Einheiten in Batterien setzen sich Batteriezellen aus einer Vielzahl von Elektrodeneinheiten zusammen, die in Form von Elektrodenstapeln oder Elektrodenwickeln vorliegen. Dabei umfasst ein Elektrodenstapel zumindest eine positive Elektrode in Form einer positiven Elektrodenfolie, eine negative Elektrode in Form einer negativen Elektrodenfolie und einen dazwischen angeordneten folienartigen Separator. An jeder einzelnen Elektrode ist ein Ableitfähnchen vorgesehen. Die positiven bzw. negativen Ableitfähnchen sind getrennt seitlich an den Elektroden gebündelt, die jeweils mit einem positiven bzw. negativen Stromsammler verbunden sind. Unter Ausbildung einer Batteriezelle werden die Elektrodenstapel in ein Gehäuse aufgenommen. Dabei kann das Gehäuse prismatisch, rund oder folienartig ausgeführt sein. Die positiven bzw. negativen Stromsammler sind durch das Gehäuse nach außen ausgestaltet.As elementary units in batteries, battery cells are composed of a large number of electrode units, which are in the form of electrode stacks or electrode coils. In this case, an electrode stack comprises at least one positive electrode in the form of a positive electrode foil, a negative electrode in the form of a negative electrode foil and a foil-like separator arranged between them. A lead flag is provided on each individual electrode. The positive or negative lead tags are bundled separately on the side of the electrodes, each of which is connected to a positive or negative current collector. The electrode stacks are accommodated in a housing to form a battery cell. The housing can be prismatic, round or foil-like. The positive and negative current collectors are designed through the housing to the outside.
Aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vorteileadvantages
Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Batteriezelle, insbesondere für eine Traktionsbatterie. Die Batteriezelle weist eine Vielzahl von Elektroden auf, wobei jede Elektrode ein jeweils wenigstens weitgehend in eine Längsrichtung ausgerichtetes Ableitfähnchen zur elektrischen Kontaktierung der Elektroden aufweist. Weiterhin weist die Batteriezelle ein Zellenterminal auf, welches insbesondere zur elektrischen Kontaktierung mit den Ableitfähnchen vorgesehen ist, sowie wenigstens ein Metallblech, welches als Stromsammler vorgesehen ist. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- • Bündeln der Ableitfähnchen in Längsrichtung, insbesondere mit dem wenigstens einem Metallblech,
- • Schweißen der Ableitfähnchen an das Metallblech,
- • Durchziehen des Metallblechs mit den Ableitfähnchen durch eine Öffnung des Zellenterminals in Längsrichtung,
- • Befestigen des Metallblechs an dem Zellenterminal durch Verformen des Metallblechs.
- Bundling the lead flags in the longitudinal direction, in particular with the at least one metal sheet,
- Welding the lead flags to the metal sheet,
- Pulling the metal sheet with the lead flags through an opening of the cell terminal in the longitudinal direction,
- • Attach the metal sheet to the cell terminal by deforming the metal sheet.
Dies hat den Vorteil, dass eine besonders kompakte Batteriezelle gefertigt werden kann. Die Öffnung ist im montierten Zustand des Zellenterminals bevorzugt in die Längsrichtung ausgerichtet. Dadurch, dass Das Metallblech bzw. die Leiterfähnchen bei der Montage und im montierten Zustand weitgehend in Längsrichtung ausgerichtet sind, werden die Leiterfähnchen zu keinem Zeitzeitpunkt in einer horizontalen Richtung senkrecht zur Längsrichtung ausgerichtet werden, insbesondere müssen die Leiterfähnchen zu keinem Zeitpunkt stark gebogen werden. Insbesondere sind die Leiterfähnchen im montierten Zustand nicht stark gebogen. Das erhöht die Haltbarkeit der Batteriezellen, insbesondere werden Ermüdungsrisse, insbesondere der Leiterfähnchen vermieden.This has the advantage that a particularly compact battery cell can be manufactured. In the assembled state of the cell terminal, the opening is preferably oriented in the longitudinal direction. Because the metal sheet or the conductor flags are largely aligned in the longitudinal direction during assembly and in the assembled state, the conductor flags are never aligned in a horizontal direction perpendicular to the longitudinal direction at any time, in particular the conductor flags do not have to be strongly bent at any time. In particular, the conductor flags are not strongly bent in the assembled state. This increases the durability of the battery cells, in particular fatigue cracks, in particular the conductor tabs, are avoided.
Darunter, dass das Metallblech durch Verformen des Metallblechs an dem Zellenterminal befestigt wird, soll insbesondere verstanden werden, dass das Metallblech durch eine vorrübergehende und/oder dauerhafte Verformung des Metallblechs am Zellenterminal befestigt wird. Insbesondere kann das Metallblech beim Verformen plastisch oder zumindest weitgehend plastisch verformt werden, beispielsweise durch Verbiegen. Insbesondere kann ein durch die Öffnung durchgeführter Abschnitt des Metallbleches verformt bzw. verbogen werden. Es ist auch denkbar, dass das Metallblech vorrübergehend elastisch verformt bzw. verbogen wird. Insbesondere kann das elastische Verformen bzw. Verbiegen des Metallblechs beim Durchziehen des Metallblechs stattfinden. Das Metallblech wird dann am Zellenterminal befestigt, sobald sich die elastische Verformung bzw. Verbiegung zurückbildet und das Metallblech zumindest weitgehend seine ursprüngliche vor dem Durchziehen vorliegende Form zurückkehrt. Beispiele für das Befestigen durch elastische Verformung bzw. elastisches Verbiegen sind das Einrasten oder Einclipsen oder das Verbinden mit einer Schnappverbindung.The fact that the metal sheet is attached to the cell terminal by deforming the metal sheet is to be understood in particular to mean that the metal sheet is attached to the cell terminal by a temporary and / or permanent deformation of the metal sheet. In particular, the metal sheet can be plastically or at least largely plastically deformed during deformation, for example by bending. In particular, a section of the metal sheet passed through the opening can be deformed or bent. It is also conceivable that the metal sheet is temporarily elastically deformed or bent. In particular, the elastic deformation or bending of the metal sheet can take place when the metal sheet is pulled through. The metal sheet is then attached to the cell terminal as soon as the elastic deformation or bending regresses and the metal sheet at least largely returns to its original shape before it was pulled through. Examples of fastening by means of elastic deformation or elastic bending are snapping in or clipping in or connecting with a snap connection.
Darunter, dass ein Ableitfähnchen wenigstens weitgehend in eine Längsrichtung ausgerichtet ist soll insbesondere verstanden werden, dass das Ableitfähnchen mit der Längsrichtung einen Winkel von weniger als 25° aufspannt, bevorzugt weniger als 10°, besonders bevorzugt weniger als 5°. Dabei ist es denkbar, dass der Winkel zwischen einer Haupterstreckungsrichtung des Ableitfähnchens und der Längsrichtung aufgespannt wird. Es ist auch denkbar, dass der Winkel zwischen einer Erstreckungsrichtung des Ableitfähnchens an der Austrittsposition des Ableitfähnchens aus der Elektrode und der Längsrichtung aufgespannt wird und/oder dass der Winkel zwischen einer Erstreckungsrichtung des Ableitfähnchens dem Kontaktpunkt des Ableitfähnchens mit der Elektrode und der Längsrichtung aufgespannt wird. The fact that a lead flag is at least largely aligned in a longitudinal direction should in particular be understood to mean that the lead flag spans an angle of less than 25 ° with the longitudinal direction, preferably less than 10 °, particularly preferably less than 5 °. It is conceivable that the angle between a main direction of extension of the lead flag and the longitudinal direction is spanned. It is also conceivable that the angle between a direction of extension of the lead flag at the exit position of the lead flag from the electrode and the longitudinal direction is spanned and / or that the angle between an extension direction of the lead flag is spanned from the point of contact of the lead flag with the electrode and the longitudinal direction.
Insbesondere ist es denkbar, dass sich die Ableitfähnchen jeweils in unterschiedliche Richtungen relativ zur Längsrichtung erstrecken. Besonders vorteilhaft ist das Ableitfähnchen in die Längsrichtung ausgerichtet bzw. parallel zur Längsrichtung angeordnet.In particular, it is conceivable that the lead flags each extend in different directions relative to the longitudinal direction. The lead flag is particularly advantageously aligned in the longitudinal direction or arranged parallel to the longitudinal direction.
Unter der Längsrichtung soll insbesondere eine Richtung verstanden werden, in welche sich die Ableitfähnchen aus einem Gehäuse mit einer Vielzahl von Elektrodeneinheiten, bevorzugt in der Form von Elektrodenstapeln oder Elektrodenwickeln, erstrecken, insbesondere in einem ursprünglichen Zustand bevor die Ableitfähnchen in einem Verfahren verformt und/oder verschweißt werden. Beispielsweise kann die Längsrichtung eine Richtung sein, in welche sich die Ableitfähnchen erstrecken, nachdem eine Vielzahl von Elektroden, welche bereits die Ableitfähnchen aufweisen, in ein Gehäuse der Batteriezelle montiert bzw. vormontiert werden. Es ist auch denkbar, dass die Längsrichtung eine Richtung ist, in welche sich die Ableitfähnchen erstrecken, nachdem die Ableitfähnchen jeweils mit den in einem Gehäuse der Batteriezelle montierten bzw. vormontierten Elektroden verbunden wurden.The longitudinal direction is to be understood in particular as a direction in which the lead flags extend from a housing with a multiplicity of electrode units, preferably in the form of electrode stacks or electrode coils, in particular in an original state before the lead flags deform and / or in a process be welded. For example, the longitudinal direction can be a direction in which the lead flags extend after a plurality of electrodes, which already have the lead flags, are assembled or pre-assembled in a housing of the battery cell. It is also conceivable that the longitudinal direction is a direction in which the lead flags extend after the lead flags have each been connected to the electrodes mounted or pre-assembled in a housing of the battery cell.
Optional werden in einem Fertigungsschritt die Elektroden und Ableitfähnchen zu einem Elektrodenstapel montiert, so dass die Ableitfähnchen wenigstens weitgehend in einer Längsrichtung ausgerichtet sind, insbesondere in einer Längsrichtung relativ zum Elektrodenstapel. Bevorzugt kann der Elektrodenstapel in ein Gehäuse für die Batteriezelle eingebracht werden, besonders bevorzugt können die Elektroden und/oder Ableitfähnchen in das Gehäuse für die Batteriezelle montiert werden, so dass die Ableitfähnchen wenigstens weitgehend in einer Längsrichtung ausgerichtet sind. Das Gehäuse kann beispielsweise prismatisch, rund oder folienartig ausgebildet sein.Optionally, the electrodes and lead tags are assembled into an electrode stack in one production step, so that the lead flags are at least largely aligned in a longitudinal direction, in particular in a longitudinal direction relative to the electrode stack. The electrode stack can preferably be introduced into a housing for the battery cell, particularly preferably the electrodes and / or lead flags can be mounted in the housing for the battery cell, so that the lead flags are at least largely aligned in a longitudinal direction. The housing can be prismatic, round or foil-like, for example.
Dabei soll bevorzugt unter einer Richtung, in die sich die Ableitfähnchen erstrecken, insbesondere verstanden werden, dass sich alle oder weitgehend alle Ableitfähnchen jeweils in eine gleiche Richtung erstrecken. Es kann insbesondere auch verstanden werden, dass die Richtung, in die sich die Ableitfähnchen erstrecken, eine gemittelte Richtung über die Erstreckungsrichtungen der einzelnen Ableitfähnchen ist.In this case, a direction in which the lead flags extend should preferably be understood in particular to mean that all or largely all lead flags each extend in the same direction. In particular, it can also be understood that the direction in which the lead flags extend is an averaged direction over the extension directions of the individual lead flags.
Insbesondere ist die Längsrichtung die Richtung, in welche sich die Ableitfähnchen an ihrem jeweiligen Austrittspunkt aus der Elektrode erstrecken bzw. in welche sich die Ableitfähnchen an ihrem jeweiligen Kontaktpunkt mit der Elektrode erstrecken.In particular, the longitudinal direction is the direction in which the lead flags extend at their respective exit point from the electrode or in which the lead flag extend at their respective contact point with the electrode.
Unter der Längsrichtung ist beispielsweise eine Richtung der größten Erstreckung der jeweiligen Elektroden zu verstehen. Bevorzugt weist die Batteriezelle eine Vielzahl von gleichartig ausgebildeten Elektroden auf, welche insbesondere jeweils parallel zueinander bezüglich ihrer Längsrichtung angeordnet sind.The longitudinal direction is understood to mean, for example, a direction of the greatest extent of the respective electrodes. The battery cell preferably has a plurality of electrodes of the same design, which are in particular arranged parallel to one another with respect to their longitudinal direction.
Darunter, dass die Ableitfähnchen gebündelt werden, soll verstanden werden, dass die Ableitfähnchen entlang von einem jeweiligen Abschnitt der Ableitfähnchen, bevorzugt einem Endstück der Ableitfähnchen, welches von den Elektroden wegzeigt, zu einem Fähnchenbündel zusammengefasst werden. In einem Fähnchenbündel steht insbesondere jedes Ableitfähnchen in weitgehend direkten und/oder weitgehend entlang einer Bündellänge des Fähnchenbündels ununterbrochenen Kontakt zu wenigstens einem weiteren Ableitfähnchen. Darunter, dass die Ableitfähnchen in Längsrichtung gebündelt werden, soll insbesondere verstanden werden, dass das Fähnchenbündel in Längsrichtung ausgerichtet wird.The fact that the lead flags are bundled should be understood to mean that the lead flags are combined to form a flag bundle along a respective section of the lead flags, preferably an end piece of the lead flags which points away from the electrodes. In a flag bundle, in particular each lead flag is in largely direct and / or continuous contact along at least one bundle length of the flag bundle with at least one further lead flag. The fact that the lead flags are bundled in the longitudinal direction should in particular be understood to mean that the flag bundle is aligned in the longitudinal direction.
Darunter, dass die Ableitfähnchen mit dem wenigstens einem Metallblech gebündelt werden, soll insbesondere verstanden werden, dass das Metallblech zum Bündeln der Ableitfähnchen verwendet wird, beispielsweise indem die Ableitfähnchen durch das Metallblech verschoben werden. Insbesondere können zwei aufeinander zu bewegende Metallbleche verwendet werden, welche die Ableitfähnchen bündeln.The fact that the lead flags are bundled with the at least one metal sheet is to be understood in particular to mean that the metal sheet is used for bundling the lead flags, for example by moving the lead flags through the metal sheet. In particular, two metal sheets to be moved toward one another can be used, which bundle the lead flags.
Bevorzugt erstreckt sie die Öffnung des Zellenterminals im montierten Zustand und/oder während des Durchziehens des Metallblechs zumindest weitgehend in die Längsrichtung. Das ermöglicht die Herstellung einer besonders kompakten und haltbaren Batteriezelle, da ein zu starkes Verbiegen der Leiterfähnchen vermieden werden kann.It preferably extends the opening of the cell terminal in the assembled state and / or while the metal sheet is being pulled through, at least largely in the longitudinal direction. This enables the production of a particularly compact and durable battery cell, since excessive bending of the conductor tabs can be avoided.
Die erfindungsgemäße Batteriezelle lässt sich vorteilhaft in lithiumhaltigen Batteriesystemen wie Lithium-Ionen-Batterien, lithiumhaltigen Solid-State-Batterien, Lithium-Schwefel- oder Lithium-Luft-Batterien einsetzen. Diese können Anwendung in elektrischen Fahrzeugen, in Hybridfahrzeugen, oder in stationären Anwendungen wie beispielsweise zur Speicherung regenerativ gewonnener Energie finden.The battery cell according to the invention can advantageously be used in lithium-containing battery systems such as lithium-ion batteries, lithium-containing solid batteries. Use state batteries, lithium-sulfur or lithium-air batteries. These can be used in electric vehicles, in hybrid vehicles, or in stationary applications such as for storing regeneratively obtained energy.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens zur Herstellung der Batteriezelle möglich.Advantageous developments of the method for producing the battery cell are possible due to the features listed in the subclaims.
Dadurch, dass das an die Ableitfähnchen geschweißte Metallblech zumindest weitgehend in die Längsrichtung ausgerichtet ist, ist eine besonders einfache Herstellung der Batteriezelle möglich. Das Durchziehen wird besonders einfach und sicher.The fact that the metal sheet welded to the lead flags is oriented at least largely in the longitudinal direction makes it possible to manufacture the battery cell in a particularly simple manner. Pulling through is particularly easy and safe.
Eine besonders vorteilhaftes Verfahren ist gegeben, wenn beim Befestigen des Metallblechs ein durch die Öffnung durchgeführter Abschnitt des Metallblechs gebogen, vorzugsweise weitgehend plastisch gebogen wird, insbesondere an einer Kante der Öffnung gebogen wird, so dass der Abschnitt in einem Biegewinkel größer Null zur Längsrichtung ausgerichtet ist, insbesondere so gebogen, dass der Abschnitt des Metallblechs zumindest weitgehend senkrecht zur Längsrichtung ausgerichtet ist. Das hat den Vorteil, dass die Verbindung zwischen dem Metallblech und dem Zellenterminal besonders stabil ist. Dabei ist unter einer Kante der Öffnung insbesondere eine Kante auf der Seite der Öffnung zu verstehen, die im montierten Zustand von den Elektroden weggerichtet ist. Vorteilhaft wird der durch die Öffnung durchgeführte Abschnitt des Metallblechs so verformt bzw. gebogen, dass sich das Metallblech an der Öffnung bzw. an der Kante festhakt. Ist der durch die Öffnung durchgeführte Abschnitt des Metallblechs zumindest weitgehend senkrecht zur Längsrichtung ausgerichtet, ermöglicht das die Herstellung einer besonders kompakte Batteriezelle.A particularly advantageous method is provided when a section of the metal sheet passed through the opening is bent, preferably largely plastically bent, in particular bent at an edge of the opening, so that the section is oriented at a bending angle greater than zero to the longitudinal direction when the metal sheet is fastened , in particular bent so that the section of the metal sheet is at least largely oriented perpendicular to the longitudinal direction. This has the advantage that the connection between the metal sheet and the cell terminal is particularly stable. In this case, an edge of the opening is to be understood in particular as an edge on the side of the opening which is directed away from the electrodes in the assembled state. The section of the metal sheet passed through the opening is advantageously deformed or bent such that the metal sheet hooks onto the opening or on the edge. If the section of the metal sheet passed through the opening is at least largely oriented perpendicular to the longitudinal direction, this enables the production of a particularly compact battery cell.
Das Verfahren wird weiter verbessert, wenn der Abschnitt des Metallblechs wenigstens zwei Mal gebogen wird, insbesondere an wenigstens zwei unterschiedlichen Positionen gebogen wird, so dass der Abschnitt eine vorgebbare Längenausdehnung aufweist. Damit lässt sich das Metallblech insbesondere an die durch die Geometrie des Zellenterminals vorgegebenen konstruktiven Anforderungen besonders einfach anpassen.The method is further improved if the section of the metal sheet is bent at least twice, in particular at at least two different positions, so that the section has a predefinable length. This makes it particularly easy to adapt the metal sheet to the design requirements given by the geometry of the cell terminal.
Wird das Zellenterminal bzw. die Öffnung des Zellenterminals mit einem Terminaldeckel verschlossen, insbesondere durch Schweißen, bevorzugt Laserschweißen, hat das den Vorteil, dass das Zellenterminal dicht bzw. lecksicher gefertigt werden kann, insbesondere gegen das Auslaufen einer Elektrolytflüssigkeit und/oder gegen das Eindringen von Feuchtigkeit von außen.If the cell terminal or the opening of the cell terminal is closed with a terminal cover, in particular by welding, preferably laser welding, this has the advantage that the cell terminal can be made leakproof or leakproof, in particular against the leakage of an electrolyte liquid and / or against the ingress of Moisture from outside.
Wird das wenigstens eine Metallblech beim Befestigen elastisch verformt und/oder verbogen, insbesondere durch Einrasten und/oder Einclipsen des Metallblechs in das Zellenterminal, ermöglicht das eine besonders einfache Befestigung. Insbesondere ist dafür keine Verwendung von speziellen Werkzeugen notwendig.If the at least one metal sheet is elastically deformed and / or bent during fastening, in particular by latching and / or clipping the metal sheet into the cell terminal, this enables particularly simple fastening. In particular, no special tools are required for this.
Eine besonders vorteilhafte Umsetzung einer Befestigung durch elastisches Verformen ist gegeben, wenn wenigstens ein Metallblech zum Bündeln verwendet wird, welches widerhakenförmig ausgebildet ist, so dass es nach dem Durchziehen durch die Öffnung im Zellenterminal einrastet.A particularly advantageous implementation of a fastening by elastic deformation is given if at least one metal sheet is used for bundling, which is barb-shaped, so that it snaps into the cell terminal after being pulled through the opening.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung eines widerhakenförmig ausgebildeten Metallblechs ist dadurch gegeben, wenn das wenigstens eine widerhakenförmig ausgebildete Metallblech wenigstens ein Teilstück aufweist, welches zum Durchführen durch die Öffnung vorgesehen ist und welches einen Rand aufweist, der entgegen einer Einführrichtung in die Öffnung ausgerichtet ist. Bevorzugt ist das wenigstens eine Metallblech so ausgebildet, dass der Rand nach dem Durchziehen durch die Öffnung einrastet, insbesondere hinter der bzw. einer Kante der Öffnung. Vorteilhaft ist die Einführrichtung parallel oder weitgehend parallel zur Längsrichtung angeordnet.An advantageous embodiment of a barbed metal sheet is provided if the at least one barbed metal sheet has at least one section which is intended to be passed through the opening and which has an edge which is aligned against an insertion direction into the opening. The at least one metal sheet is preferably designed such that the edge engages after being pulled through the opening, in particular behind or one edge of the opening. The insertion direction is advantageously arranged parallel or largely parallel to the longitudinal direction.
Das Verfahren wird weiter verbessert, wenn das wenigstens eine Metallblech nach dem Verformen, insbesondere nach dem Biegen und/oder elastischen Verformen an dem Zellenterminal an das Zellenterminal geschweißt wird, vorzugsweise mit Laserschweißen. Auf diese Weise wird eine besonders sichere und haltbare Verbindung zwischen dem Metallblech und dem Zellenterminal ermöglicht.The method is further improved if the at least one metal sheet is welded to the cell terminal after the deformation, in particular after the bending and / or elastic deformation, preferably with laser welding. This enables a particularly secure and durable connection between the metal sheet and the cell terminal.
Eine Batteriezelle, insbesondere für eine Traktionsbatterie, aufweisend eine Vielzahl von Elektroden, wobei jede Elektrode ein jeweils wenigstens weitgehend in eine Längsrichtung ausgerichtetes Ableitfähnchen zur elektrischen Kontaktierung der Elektroden aufweist, sowie aufweisend ein Zellenterminal, welches insbesondere zur elektrischen Kontaktierung mit den Ableitfähnchen vorgesehen ist, sowie aufweisend wenigstens ein Metallblech, welches als Stromsammler vorgesehen ist, wobei die Ableitfähnchen in Längsrichtung gebündelt sind, wobei die Ableitfähnchen an ein Metallblech geschweißt sind, wobei das Metallblech mit den Ableitfähnchen durch eine Öffnung des Zellenterminals in Längsrichtung verläuft, hergestellt mit einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, dass diese aufgrund ihrer Kompaktheit vielfältig einsetzbar ist.A battery cell, in particular for a traction battery, having a multiplicity of electrodes, each electrode having a lead flag, which is oriented at least largely in a longitudinal direction, for electrically contacting the electrodes, and having a cell terminal, which is provided in particular for electrical contact with the lead flag, and comprising at least one metal sheet which is provided as a current collector, the lead flags are bundled in the longitudinal direction, the lead flags are welded to a metal sheet, the metal sheet with the lead flags running through an opening of the cell terminal in the longitudinal direction, produced by a method according to the present invention Invention has the advantage that it can be used in a variety of ways due to its compactness.
Die Verwendung einer Batteriezelle hergestellt mit einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung bzw. die Verwendung einer erfindungsgemäßen Batteriezelle in einem Elektrofahrzeug (EV), in einem Hybridfahrzeug (HEV) oder in einem Plug-In-Hybridfahrzeug (PHEV) ist besonders vorteilhaft, da die Batteriezelle aufgrund ihrer hohen Haltbarkeit besonders lange und zuverlässig funktioniert. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Batteriezelle aufgrund ihrer kompakten Bauweise eine hohe Energievolumendichte aufweist. Auf diese Weise kann im EV, HEV bzw. PHEV Bauraum eingespart werden.The use of a battery cell produced by a method according to the present invention or the use of a battery cell according to the invention in an electric vehicle (EV), in a hybrid vehicle (HEV) or in a plug-in hybrid vehicle (PHEV) is particularly advantageous because the battery cell works particularly long and reliably due to its high durability. Another advantage is that the battery cell has a high energy volume density due to its compact design. In this way, space can be saved in the EV, HEV or PHEV.
FigurenlisteFigure list
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Verfahrens zur Herstellung einer Batteriezelle sowie der Batteriezelle dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
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1 und2 eine erste Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorlegenden Erfindung, -
3 eine zweite Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung und -
4 bis6 eine dritte Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
1 and2nd a first embodiment of the method according to the present invention, -
3rd a second embodiment of the method according to the present invention and -
4th to6 a third embodiment of the method according to the present invention.
Beschreibungdescription
In den verschiedenen Ausführungsvarianten erhalten gleiche Teile die gleichen Bezugszahlen.In the different design variants, the same parts are given the same reference numbers.
Die Ableitfähnchen
Die beschriebene Batteriezelle eignet sich zur Verwendung in lithiumhaltigen Batteriesystemen, wie beispielsweise Lithium-Ionen-Batterien, lithiumhaltigen Solid-State-Batterien, Lithium-Schwefel- oder Lithium-Luft-Batterien sowie in Brennstoffzellen. Diese wiederum finden Anwendung in E-Bikes oder Kraftfahrzeugen sowie in der stationären Speicherung elektrischer Energie.The battery cell described is suitable for use in lithium-containing battery systems, such as, for example, lithium-ion batteries, lithium-containing solid-state batteries, lithium-sulfur or lithium-air batteries, and in fuel cells. These in turn are used in e-bikes or motor vehicles as well as in the stationary storage of electrical energy.
Die Ableitfähnchen
In einem ersten Schritt werden die Ableitfähnchen
Darunter, dass eine erste Länge weitgehend einer zweiten Länge entspricht soll insbesondere verstanden werden, dass die erste Länge um weniger als 15% von der zweiten Länge abweicht, bevorzugt weniger als 10%, besonders bevorzugt weniger als 5%, besonders vorteilhaft weniger als 2%.The fact that a first length largely corresponds to a second length should in particular be understood to mean that the first length deviates from the second length by less than 15%, preferably less than 10%, particularly preferably less than 5%, particularly advantageously less than 2% .
Bevorzugt ist das Fähnchenbündel
Bevorzugt treffen die Ableitfähnchen
Falls notwendig, können in einem optionalen Schritt nach dem Bündeln die Ableitfähnchen
In einem zweiten Schritt wird ein Metallblech
Im in
Im Ausführungsbeispiel werden die beiden Metallbleche
Es ist denkbar, dass das wenigstens eine Metallblech
Es ist auch möglich, dass beispielsweise zwei Metallbleche
In einem dritten Schritt wird das wenigstens eine Metallblech
In besonderen Varianten weist die Öffnung
In einem vierten Schritt wird das wenigstens eine Metallblech
Bevorzugt ist der durch die Öffnung
Im in den
In
Alternativ wird der durch die Öffnung
Im in
In einem optionalen Schritt wird das wenigstens eine Metallblech
In einem weiteren optionalen Schritt wird das Zellenterminal
Die
Sobald das widerhakenförmige ausgebildete Metallblech
Insbesondere ist der durch die Öffnung
Im Ausführungsbeispiel rastet das Metallblech
Im Ausführungsbeispiel weist die Öffnung
Bevorzugt weist der durch die Öffnung
Nach dem Einrasten des wenigstens einen Metallblechs
In einem weiteren optionalen Schritt des Pressens kann der durch die Öffnung
Bevorzugt wird der Schritt des Pressens vor dem Schweißen des Metallblechs
Im Ausführungsbeispiel ist das Teilstück
In bevorzugten Varianten weist das wenigstens eine widerhakenförmig ausgebildete Metallblech
In einem weiteren optionalen Schritt kann das Zellenterminal
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- US 2011/0117404 [0004]US 2011/0117404 [0004]
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Applications Claiming Priority (2)
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090297940A1 (en) * | 2008-05-29 | 2009-12-03 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Prismatic battery |
US20110117404A1 (en) | 2009-11-16 | 2011-05-19 | Changbum Ahn | Lithium Polymer Secondary Battery |
US20130157095A1 (en) * | 2010-09-29 | 2013-06-20 | Hitachi Vehicle Energy, Ltd. | Secondary battery and method of preparing the same |
US20180226653A1 (en) * | 2017-02-06 | 2018-08-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Secondary battery and secondary battery manufacturing method |
-
2019
- 2019-02-22 DE DE102019202408.4A patent/DE102019202408A1/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090297940A1 (en) * | 2008-05-29 | 2009-12-03 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Prismatic battery |
US20110117404A1 (en) | 2009-11-16 | 2011-05-19 | Changbum Ahn | Lithium Polymer Secondary Battery |
US20130157095A1 (en) * | 2010-09-29 | 2013-06-20 | Hitachi Vehicle Energy, Ltd. | Secondary battery and method of preparing the same |
US20180226653A1 (en) * | 2017-02-06 | 2018-08-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Secondary battery and secondary battery manufacturing method |
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