DE102021104787A1

DE102021104787A1 - Batteriezelle für eine Batterie, Batterie und Verfahren zum Fertigen einer Batteriezelle

Info

Publication number: DE102021104787A1
Application number: DE102021104787.0A
Authority: DE
Inventors: György Farkas
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2021-03-01
Filing date: 2021-03-01
Publication date: 2021-11-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batteriezelle (10) für eine Batterie, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Batteriezellengehäuse (12) und einem Elektrodenwickel (20), welcher in einem von dem Batteriezellengehäuse (12) begrenzten Aufnahmeraum (18) der Batteriezelle (10) angeordnet ist. Der Elektrodenwickel (20) umschließt einen stiftförmigen Körper (30) der Batteriezelle (10), welcher einen Hohlraum (42) aufweist. Der Hohlraum (42) ist zum Kühlen der Batteriezelle (10) mit einem Kühlfluid beaufschlagbar. Der stiftförmige Körper (30) weist ein freies Ende (34) auf, an welchem der stiftförmige Körper (30) geschlossen ausgebildet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Batterie mit einer Mehrzahl derartiger Batteriezellen (10) und ein Verfahren zum Fertigen einer Batteriezelle (10).

Description

Die Erfindung betrifft eine Batteriezelle für eine Batterie, insbesondere für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs. Die Batteriezelle umfasst ein Batteriezellengehäuse und einen Elektrodenwickel, welcher in einem von dem Batteriezellengehäuse begrenzten Aufnahmeraum der Batteriezelle angeordnet ist. Der Elektrodenwickel umschließt einen stiftförmigen Körper der Batteriezelle. Der stiftförmige Körper weist einen Hohlraum auf, welcher zum Kühlen der Batteriezelle mit einem Kühlfluid beaufschlagbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Batterie mit einer Mehrzahl solcher Batteriezellen und ein Verfahren zum Fertigen einer Batteriezelle.
Die WO 2008/125257 A1 beschreibt eine Batteriezelle und ein Verfahren zu deren Herstellung. Hierbei wird ein Elektrodenwickel auf einen formstabilen Wickelkern aufgebracht. Anschließend wird der Elektrodenwickel mit einer von außen in radialer und quer zur Längsachse des Wickelkerns orientierten Richtung auf den Elektrodenwickel pressenden Formpresse in eine andere Querschnittsform umgeformt. Der Wickelkern kann hohl sein und als Umhüllung für ein flüssiges oder gasförmiges Kühlmedium dienen. Beispielsweise kann ein Kühlmittel durch den Wickelkern hindurchgeleitet werden, wenn der Wickelkern in eine Batteriezelle eingebaut ist.
Als nachteilig ist hierbei der Umstand anzusehen, dass ein solches Hindurchleiten eines Kühlmittels durch einen Wickelkern der Batteriezelle eine aufwändige Abdichtung insbesondere im Bereich eines Deckelelements beziehungsweise einer Kappe eines Batteriezellengehäuses der Batteriezelle erforderlich macht. Dies ist insbesondere dann mit einem hohen Aufwand verbunden, wenn durch den Deckel beziehungsweise das Kappenelement des Batteriezellengehäuses ein erster elektrischer Pol der Batteriezelle bereitgestellt ist und durch einen Boden des Batteriezellengehäuses ein weiterer elektrischer Pol der Batteriezelle.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenwickels einer elektrochemischen Speicherzelle ist etwa in der DE 11 2015 000 539 T5 beschrieben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Batteriezelle der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher auf besonders aufwandsarme Art und Weise eine Kühlung realisierbar ist, und eine Batterie mit einer Mehrzahl derartiger Batteriezellen sowie ein verbessertes Verfahren zum Fertigen einer Batteriezelle anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch eine Batteriezelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch eine Batterie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Batteriezelle für eine Batterie, welche insbesondere als Batterie eines Kraftfahrzeugs ausgebildet sein kann, umfasst ein Batteriezellengehäuse und einen Elektrodenwickel. Der Elektrodenwickel ist in einem von dem Batteriezellengehäuse begrenzten Aufnahmeraum der Batteriezelle angeordnet. Hierbei umschließt der Elektrodenwickel einen stiftförmigen Körper der Batteriezelle. Der stiftförmige Körper weist einen Hohlraum auf, welcher zum Kühlen der Batteriezelle mit einem Kühlfluid beaufschlagbar ist. Der stiftförmige Körper weist ein freies Ende auf, an welchem der stiftförmige Körper geschlossen ausgebildet ist.
Dies bringt es mit sich, dass ein in den Hohlraum des stiftförmigen Körpers eingebrachtes Kühlfluid, bei welchem es sich beispielsweise um ein gasförmiges oder ein flüssiges Kühlmedium handeln kann, den stiftförmigen Körper wieder dort verlässt, wo das Kühlfluid zum Kühlen der Batteriezelle in den stiftförmigen Körper eingebracht wurde. Folglich strömt in einem Kühlbetrieb der Batteriezelle das Kühlfluid nicht an einer Seite der Batteriezelle in die Batteriezelle hinein und an einer dieser Seite gegenüberliegenden Seite wieder aus der Batteriezelle heraus.
Vielmehr bleibt diejenige Seite der Batteriezelle, welche der Einströmseite und somit einem offenen Ende oder offenem Endbereich des stiftförmigen Körpers gegenüberliegt, im Kühlbetrieb der Batteriezelle von dem Kühlfluid unbeeinträchtigt. Dadurch kann auf ein aufwändiges Abdichten dieser Seite der Batteriezelle verzichtet werden, welcher der Einströmseite gegenüberliegt. Folglich lässt sich eine Kühlung der Batteriezelle auf besonders aufwandsarme Art und Weise realisieren.
Des Weiteren sorgt das Vorsehen des endseitig geschlossenen stiftförmigen Körpers dafür, dass das Kühlfluid, welches von der offenen Seite beziehungsweise von einem offenen Endbereich des stiftförmigen Körpers her in den stiftförmigen Körper einströmt und an dieser offenen Seite wieder aus dem stiftförmigen Körper herausströmt, einen besonders langen Strömungsweg in dem stiftförmigen Körper zurücklegt. Dies ist für eine gute Wärmeabfuhr von der Batteriezelle zum Zwecke des Kühlens beziehungsweise für eine gute eine Wärmezufuhr zum gegebenenfalls erforderlichen Erwärmen der Batteriezelle vorteilhaft.
Mittels des Kühlfluids kann nämlich die Batteriezelle dann gekühlt werden, wenn ein Kühlen der Batteriezelle erforderlich ist. Hierfür kann das Kühlfluid in den Hohlraum eingebracht werden, welchen der stiftförmige Körper aufweist. Wenn die Batteriezelle demgegenüber auf eine bestimmte Betriebstemperatur gebracht werden soll, so kann in gleicher Weise eine Erwärmung der Batteriezelle erreicht werden. Dementsprechend kann das Kühlfluid allgemein zum Temperieren der Batteriezelle verwendet werden, je nachdem, ob die Batteriezelle gekühlt werden soll oder erwärmt werden soll.
Das Vorsehen des Elektrodenwickels in dem Aufnahmeraum der Batteriezelle anstelle eines Elektrodenstapels ist einerseits im Hinblick auf die Fertigung der Batteriezelle vorteilhaft. Denn ein Verfahren, bei welchem die zum Bereitstellen des Elektrodenwickels mit einem jeweiligen elektrochemisch aktiven Material beschichteten Ableiter unter Zwischenschaltung eines Separators aufgewickelt werden, ist kostengünstiger als das Bereitstellen eines Elektrodenstapels, in welchem diese Ableiter aufeinander gestapelt angeordnet sind. Dies gilt insbesondere, je größer der Durchmesser einer Batteriezelle ist, welche in dem Aufnahmeraum einen solchen Elektrodenwickel statt des Elektrodenstapels aufweist.
In an sich bekannter Weise ist der Elektrodenwickel der Batteriezelle vorzugsweise durch zwei Ableiterelemente, insbesondere in Form von Ableiterfolien gebildet, welche mit einem jeweiligen, elektrochemisch aktiven Material der jeweiligen Elektrode der Batteriezelle beschichtet sind. Zwischen diesen mit dem Elektrodenmaterial beschichteten Ableiterelementen, insbesondere Ableiterfolien, ist vorzugsweise der Separator angeordnet, welcher einen direkten Kontakt der elektrochemischen Materialien miteinander unterbindet. Ein solcher Elektrodenwickel, welcher in dem Aufnahmeraum der Batteriezelle angeordnet ist, wird insbesondere bei Ausbildung der Batteriezelle als Lithium-Ionen-Akkumulator oder Lithium-Ionen-Zelle auch als Biskuitrolle („jelly roll“) bezeichnet. Dies gilt insbesondere, wenn der Elektrodenwickel beziehungsweise die Batteriezelle im Wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildet ist.
Bei einer derartigen, insbesondere zylindrischen, vorzugsweise kreiszylindrischen, Batteriezelle gestaltet sich jedoch die Kühlung recht anspruchsvoll. Dies liegt daran, dass zusammen mit einer Erhöhung einer Größe der Batteriezelle eine mögliche Kühlfläche in Form einer Außenfläche des Batteriezellengehäuses weniger stark zunimmt als das Volumen des Elektrodenwickels. Damit ergibt sich insbesondere bei einem vergleichsweise großen beziehungsweise voluminösen Elektrodenwickel zwar eine hohe Energiedichte und somit Leistungsdichte, aber auch ein erhöhter Kühlbedarf.
Diesbezüglich ist es von besonderer Bedeutung, im Bereich eines Zentrums des Elektrodenwickels Wärme abzuführen. Denn im Zentrum des Elektrodenwickels treten im Betrieb der Batteriezelle, also beim Laden und Entladen der Batteriezelle, besonders hohe Temperaturen auf.
Aufgrund des mit dem Kühlfluid beaufschlagbaren stiftförmigen Körpers der Batteriezelle lässt sich vorliegend jedoch insbesondere aus dem Bereich des Zentrums des Elektrodenwickels, in welchem der stiftförmige Körper vorzugsweise angeordnet ist, besonders gut Wärme abführen. Folglich ist das Vorsehen des stiftförmigen Körpers der Batteriezelle einem verbesserten Kühlen der Batteriezelle durch Beaufschlagen derselben mit dem Kühlfluid zuträglich.
Vorzugsweise ist der stiftförmige Körper einstückig mit einem Gehäuseteil des Batteriezellengehäuses ausgebildet. Auf diese Weise gestaltet sich die Fertigung des stiftförmigen Körpers besonders einfach. Denn es braucht nicht im Anschluss an das Fertigen des stiftförmigen Körpers als separates Teil dieses separate Teil aufwändig mit dem Gehäuseteil des Batteriezellengehäuses verbunden zu werden. Zudem lässt sich auf diese Weise besonders zuverlässig sicherstellen, dass trotz des Vorsehens des einseitig offenen stiftförmigen Körpers das Batteriezellengehäuse zur Umgebung hin allseitig geschlossen ausgebildet ist.
Insbesondere kann der stiftförmige Körper einstückig mit einem becherförmigen Gehäuseteil des Batteriezellengehäuses ausgebildet sein, welches zum Bereitstellen des geschlossenen Batteriezellengehäuses mittels eines Kappenelements des Batteriezellengehäuses verschlossen werden kann.
Vorzugsweise ist ein dem freien Ende gegenüberliegender Endbereich des stiftförmigen Körpers mit einem Boden des Batteriezellengehäuses verbunden, durch welchen ein elektrischer Pol der Batteriezelle gebildet ist. Denn so lässt sich zum Zwecke des Kühlens der Batteriezelle vom Boden des Batteriezellengehäuses her das Kühlfluid in den stiftförmigen Körper einbringen und an dieser Seite des Batteriezellengehäuses auch wieder aus dem stiftförmigen Körper abführen.
Insbesondere kann der dem freien Ende gegenüberliegender Endbereich des stiftförmigen Körpers einstückig mit dem Boden des Batteriezellengehäuses beziehungsweise mit dem Boden des, insbesondere becherförmigen, Gehäuseteils des Batteriezellengehäuses ausgebildet sind. Dies ist im Hinblick auf die Fertigung der Batteriezelle besonders einfach und aufwandsarm.
Vorzugsweise ist das freie Ende des stiftförmigen Körpers von einem Kappenelement des Batteriezellengehäuses beabstandet, wobei durch das Kappenelement des Batteriezellengehäuses ein elektrischer Pol der Batteriezelle gebildet ist. Auf diese Weise ist es möglich, zwischen dem freien Ende des stiftförmigen Körpers und dem Kappenelement weitere Komponenten der Batteriezelle unterzubringen, beispielsweise ein Ventil oder dergleichen Sicherheitseinrichtung, welche im Falle eines Ausgasens der Batteriezelle öffnet.
Zusätzlich oder alternativ kann in dem Bereich zwischen dem Kappenelement des Batteriezellengehäuses und dem freien Ende des stiftförmigen Körpers eine Stromunterbrechungseinrichtung angeordnet sein, mittels welcher sich insbesondere in Abhängigkeit von einer Temperatur der Batteriezelle ein Flie-ßen von elektrischem Strom durch die Batteriezelle unterbrechen lässt.
Das freie Ende des stiftförmigen Körpers kann sich verjüngend ausgebildet sein und/oder eine Gestalt eines Kegelstumpfs aufweisen. Dies ist zum einen im Hinblick auf eine sehr günstige Strömungsführung vorteilhaft, bei welcher das Kühlfluid innerhalb des Hohlraums des stiftförmigen Körpers hin zu dem freien Ende des stiftförmigen Körpers gelangt, wo sich eine Strömungsrichtung des Kühlfluids umkehrt.
Zudem erleichtert eine derartige Ausbildung des freien Endes des stiftförmigen Körpers ein Aufschieben des Elektrodenwickels auf den stiftförmigen Körper im Rahmen der Fertigung der Batteriezelle.
Vorzugsweise ist der stiftförmige Körper umfangsseitig von einem Isolierelement umgeben, welcher zwischen einer innersten Wicklungslage des Elektrodenwickels und einer Außenseite des stiftförmigen Körpers angeordnet ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die innerste Wicklungslage des Elektrodenwickels galvanisch von dem stiftförmigen Körper getrennt ist. Dies ist im Hinblick auf die Funktionstüchtigkeit der Batteriezelle vorteilhaft, insbesondere im Hinblick auf das Verhindern eines elektrischen Kurzschlusses.
Zusätzlich oder alternativ kann zwischen einem Boden des Batteriezellengehäuses und einer Stirnseite des Elektrodenwickels ein Isolierelement angeordnet sein. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn an der Stirnseite des Elektrodenwickels die beiden Ableiter der jeweiligen Elektroden des Elektrodenwickels zugänglich sind. Denn dann verhindert das Isolierelement, dass diese Ableiter mit dem Boden des Batteriezellengehäuses in elektrisch leitenden Kontakt kommen.
Insbesondere kann die Batteriezelle ein einstückiges Isolierelement aufweises, welches sowohl den stiftförmigen Körper umfangsseitig umgibt als auch zwischen dem Boden des Batteriezellengehäuses und der Stirnseite des Elektrodenwickels angeordnet ist. Ein derartiges Isolierelement lässt sich einfach bereitstellen und auf einfache Weise bei der Fertigung der Batteriezelle in dem Aufnahmeraum der Batteriezelle anordnen.
Vorzugsweise ist in dem Hohlraum des stiftförmigen Körpers eine Trennwand angeordnet, durch welche ein Zuführkanal zum Zuführen des Kühlfluids von einem Abführkanal zum Abführen des Kühlfluids getrennt ist. Auf diese Weise ist ein besonders gut definierter Strömungsweg des Kühlfluids beim Einströmen in den stiftförmigen Körper und beim Ausströmen aus dem stiftförmigen Körper bereitgestellt. Dies ist für eine besonders effiziente Kühlung der Batteriezelle beziehungsweise Temperierung der Batteriezelle im Betrieb derselben vorteilhaft.
Die Trennwand kann einstückig mit dem stiftförmigen Körper ausgebildet sein. Es kann jedoch auch eine von der Batteriezelle beziehungsweise dem stiftförmigen Körper separat gefertigte Trennwand in den Hohlraum des stiftförmigen Körpers eingeführt werden, um den Zuführkanal für das Kühlfluid von dem Abführkanal für das Kühlfluid zu trennen.
Vorzugsweise ist in den Hohlraum des stiftförmigen Körpers von einem dem freien Ende gegenüberliegenden Endbereich des stiftförmigen Körpers her eine Kühlfluidleitung eingeführt, welche die Trennwand aufweist. Auf diese Weise wird ein unmittelbarer Kontakt des Kühlfluids mit einer Innenseite des stiftförmigen Körpers vermieden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn als Kühlfluid eine Kühlflüssigkeit verwendet wird. Denn dann kann das Material des stiftförmigen Körpers nicht durch eine direkte Beaufschlagung mit der Kühlflüssigkeit beeinträchtigt werden.
Vorzugsweise liegt eine Außenseite der Kühlfluidleitung an einer Innenseite des stiftförmigen Körpers an. Auf diese Weise ist eine sehr gute Wärmeübertragung von dem stiftförmigen Körper auf das Kühlfluid erreichbar, wenn dieses zum Zwecke des Kühlens der Batteriezelle die Kühlfluidleitung durchströmt. Und auch in einem Temperierbetrieb der Batteriezelle, in welchem der Batteriezelle Wärme zugeführt werden soll, ist eine Wärmeübertragung von einem durch die Kühlfluidleitung strömenden Medium auf die Batteriezelle in besonderem Maße gegeben, wenn die Außenseite der Kühlfluidleitung an der Innenseite des stiftförmigen Körpers anliegt.
Die Kühlfluidleitung kann insbesondere ein Bestandteil eines Kühlsystems sein, wobei das Kühlsystem einer Batterie mit einer Mehrzahl von Batteriezellen zugehörig ist. Beispielsweise können eine Vielzahl von miteinander fluidisch verbundenen Kühlfluidleitungen des Kühlsystems nach Art von jeweiligen Stiften ausgebildet sein, auf welche die Batteriezellen der Batterie aufgesteckt sind, um im Kühlbetrieb der Batterie Wärme von den Batteriezellen abzuführen.
Die erfindungsgemäße Batterie weist eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Batteriezellen auf. Hierbei sind die Batteriezellen elektrisch leitend miteinander verbunden. Insbesondere können die Batteriezellen der Batterie hierbei elektrisch parallel geschaltet und/oder elektrisch in Reihe geschaltet sein.
Vorzugsweise ist die Batterie als elektrischer Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug ausgebildet, wobei das Kraftfahrzeug mittels wenigstens einer elektrischen Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs fortbewegbar ist. Für die wenigstens eine elektrische Antriebseinrichtung stellt die Batterie elektrische Energie bereit.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Fertigen einer Batteriezelle für eine Batterie, insbesondere für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs, wird ein Elektrodenwickel in einem von einem Batteriezellengehäuse der Batteriezelle begrenzten Aufnahmeraum der Batteriezelle angeordnet. Hierbei umschließt der Elektrodenwickel einen stiftförmigen Körper der Batteriezelle. Der stiftförmige Körper weist einen Hohlraum auf, welcher zum Kühlen der Batteriezelle mit einem Kühlfluid beaufschlagt werden kann. Den Elektrodenwickel bildende Komponenten der Batteriezelle werden in einem ersten Schritt auf ein von der Batteriezelle separates Trägerelement aufgewickelt. In einem zweiten Schritt wird das Trägerelement fluchtend mit dem stiftförmigen Körper ausgerichtet. Anschließend wird der Elektrodenwickel von einem freien Ende des stiftförmigen Körpers her auf den stiftförmigen Körper überführt. Ein derartiges Verfahren bringt eine besonders einfache und aufwandsarme Fertigung der Batteriezelle mit sich. Denn das Bereitstellen des Elektrodenwickels durch das Aufwickeln der Komponenten auf das Trägerelement erfolgt unabhängig von dem Vorsehen des stiftförmigen Körpers, welcher Bestandteil der Batteriezelle ist.
An seinem freien Ende ist der stiftförmige Körper vorzugsweise geschlossen ausgebildet. Denn so kann beim Überführen des Elektrodenwickels auf den stiftförmigen Körper das freie Ende des stiftförmigen Körpers besonders gut in einen Endbereich des Trägerelements eingeführt werden.
Zudem lässt sich über den stiftförmigen Körper, welcher Bestandteil der Batteriezelle ist, eine besonders vorteilhafte Kühlung der Batteriezelle erreichen. Denn durch Einbringen des Kühlfluids in den Hohlraum des stiftförmigen Körpers kann eine Kühlung der Batteriezelle erreicht werden.
Auch im Hinblick auf eine solche Kühlung ist es von Vorteil, wenn der stiftförmige Körper an dem freien Ende geschlossen ausgebildet ist. Die diesbezüglichen Vorteile sind bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Batteriezelle beschrieben worden, so dass auf eine Wiederholung dieser Vorteile an dieser Stelle verzichtet werden kann.
Vorzugsweise wird der Elektrodenwickel zusammen mit einem Isolierelement von dem Trägerelement auf den stiftförmigen Körper überführt, insbesondere auf den stiftförmigen Körper aufgeschoben, wobei das Isolierelement nach dem Aufbringen des Elektrodenwickels auf den stiftförmigen Körper den stiftförmigen Körper umfangsseitig umgibt. Auf diese Weise lässt sich eine galvanische Trennung einer innersten Wicklungslage des Elektrodenwickels von einer Außenseite des stiftförmigen Körpers bereits bei der Fertigung der Batteriezelle besonders einfach und aufwandsarm realisieren.
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass der Elektrodenwickel von einer Seite her in das Batteriezellengehäuse eingebracht wird, welche anschließend mittels eines Kappenelements des Batteriezellengehäuses verschlossen wird. Denn in das einseitig offene, also noch nicht mittels des Kappenelements verschlossene Gehäuseteil des Batteriezellengehäuses lässt sich der Elektrodenwickel besonders einfach einführen. Und durch das anschließende Verschließen des Batteriezellengehäuses mittels des Kappenelements lässt sich die zur Umgebung hin vollständig verschlossene Batteriezelle einfach und aufwandsarm bereitstellen.
Die für die erfindungsgemäße Batteriezelle beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für die erfindungsgemäße Batterie und umgekehrt. Des Weiteren gelten die für das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen auch für die erfindungsgemäße Batteriezelle und für die erfindungsgemäße Batterie.
Zu der Erfindung gehören demnach auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Batteriezelle beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.
Ein die Batterie mit einer Mehrzahl der erfindungsgemäßen Batteriezellen aufweisendes Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 ein einer schematischen Schnittdarstellung eine Batteriezelle, bei welcher ein stiftförmiger Körper, welcher von einem Elektrodenwickel der Batteriezelle umschlossen ist, einstückig mit einem Boden eines Batteriezellengehäuses der Batteriezelle ausgebildet ist;
2 die Batteriezelle gemäß 1 in einer weiteren Schnittansicht;
3 die Batteriezelle gemäß 1 in zwei Perspektivansichten;
4 die Batteriezelle gemäß 1 ohne den Elektrodenwickel, jedoch mit einer Kühlfluidleitung, welche in den stiftförmigen Körper oder Zentralstift eingeführt ist;
5 die Kühlfluidleitung gemäß 4 in einer Perspektivansicht und in einer teilweise geschnittenen Perspektivansicht;
6 schematisch die Herstellung des Elektrodenwickels der Batteriezelle;
7 Schritte beim Herstellen des Elektrodenwickels gemäß 1, wobei der Elektrodenwickel auf einen temporären Wickelkern aufgewickelt wird; und
8 Schritte beim Herstellen der Batteriezelle, gemäß welchen der Elektrodenwickel von dem temporären Wickelkern auf den Zentralstift der Batteriezelle überführt wird.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
In 1 ist in einer schematischen Schnittansicht eine Batteriezelle 10 gezeigt, welche als kreiszylindrische Rundzelle ausgebildet ist. Insbesondere kann es sich bei der Batteriezelle 10 um eine Lithium-Ionen-Zelle handeln. Die Batteriezelle 10 umfasst ein Batteriezellengehäuse 12, welches vorliegend ein erstes, becherartiges oder becherförmiges Gehäuseteil 14 und ein Kappenelement 16 umfasst, welches nach Art eines Deckels für das erste Gehäuseteil 14 ausgebildet ist. Das Batteriezellengehäuse 12 begrenzt einen Aufnahmeraum 18 der Batteriezelle 10. In dem Aufnahmeraum 18 ist ein Elektrodenwickel 20 angeordnet.
In an sich bekannter Weise umfasst der Elektrodenwickel 20 ein erstes Ableiterelement etwa in Form einer ersten Metallfolie 22 (vergleiche 6), welche mit einem elektrochemisch aktiven Material des Elektrodenwickels 20 beschichtet ist. Des Weiteren umfasst der Elektrodenwickel 20 ein zweites Ableiterelement etwa in Form einer zweiten Metallfolie 24, welche ebenfalls mit einem elektrochemisch aktiven Material des Elektrodenwickels 20 beschichtet ist. Zwischen den beiden Metallfolien 22, 24 ist in an sich bekannter Weise ein Separator 26 angeordnet (vergleiche 6).
Bei Ausbildung der Batteriezelle 10 als Lithium-Ionen-Zelle kann die erste Metallfolie 22 als Aluminiumfolie ausgebildet sein, welche eine Kathode des Elektrodenwickels 20 bildet und in vorliegend nicht näher gezeigter Art und Weise mit dem Kappenelement 16 des Batteriezellengehäuses 12 elektrisch leitend verbunden ist. Auf diese Weise ist durch das Kappenelement 16 beziehungsweise die Kappe der Batteriezelle 10 beispielsweise ein erster elektrischer Pol in Form eines Pluspols der Batteriezelle 10 bereitgestellt.
Die zweite Metallfolie 24 kann bei Ausbildung der Batteriezelle 10 als Lithium-Ionen-Zelle insbesondere als Kupferfolie ausgebildet sein, durch welche eine Anode des Elektrodenwickels 20 gebildet sein kann. Wenn diese zweite Metallfolie 24 das erste, vorliegend metallische Gehäuseteil 14 des Batteriezellengehäuses 12 elektrisch kontaktiert, so ist durch das erste Gehäuseteil 14 ein weiterer elektrischer Pol der Batteriezelle 10 bereitgestellt, beispielsweise ein Minuspol der Batteriezelle 10.
Vorliegend bildet das erste Gehäuseteil 14 eine Mantelwand des Batteriezellengehäuses 12 und auch einen Boden 28 des Batteriezellengehäuses 12.
Einstückig mit diesem Boden 28 ist bei der in 1 gezeigten Batteriezelle 10 ein stiftförmiger Körper oder Zentralstift 30 ausgebildet. Wenn der Elektrodenwickel 20 wie in 1 gezeigt in dem Aufnahmeraum 18 der Batteriezelle 10 angeordnet ist, so umschließt der Elektrodenwickel 20 den stiftförmigen Körper oder Zentralstift 30 in Umfangsrichtung. Über den Zentralstift 30 kann der Elektrodenwickel 20 im Betrieb der Batteriezelle 10 temperiert werden, insbesondere gekühlt werden. Hierfür kann ein Kühlfluid etwa in Form eines flüssigen Kühlmittels von einem offenen Endbereich 32 des Zentralstifts 30 her in den Zentralstift 30 eingebracht werden.
An seinem freien Ende 34 ist der Zentralstift 30 oder Zentralturm demgegenüber geschlossen ausgebildet. Dadurch strömt das in den Zentralstift 30 eingebrachte Kühlfluid nicht durch die gesamte Batteriezelle 10 in Richtung deren Längsachse hindurch, welche mit einer Mittelachse des Zentralstifts 30 zusammenfällt. Folglich weist auch das Kappenelement 16 keine Durchtrittsöffnung auf, welche in einem solchen Fall aufwändig abgedichtet werden müsste.
Zwischen dem Kappenelement 16 und einem vorliegend oberen Randbereich 36 des becherförmigen ersten Gehäuseteils 14 ist ein erstes Isolierelement 38 angeordnet, welches aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet ist. Auf diese Weise wird ein elektrischer Kontakt zwischen dem metallischen Kappenelement 16 und dem ebenfalls aus Metall gebildeten ersten Gehäuseteil 14 vermieden. Das erste Gehäuseteil 14 kann insbesondere aus einem Stahl gebildet sein, um der Batteriezelle 10 beziehungsweise dem Batteriezellengehäuse 12 eine entsprechend hohe Festigkeit und Formstabilität zu verleihen.
Vorliegend weist die Batteriezelle 10 ein weiteres Isolierelement 40 auf, welches ebenfalls aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet ist. Dieses weitere oder zweite Isolierelement 40 ist zwischen einer innersten Wicklungslage des Elektrodenwickels 20 und einer Außenseite des Zentralstifts 30 angeordnet. Dementsprechend isoliert dieses zweite Isolierelement 40 den Zentralstift 30 und somit diesen Teilbereich des ersten Gehäuseteils 14 elektrisch von der ersten Metallfolie 22 (vergleiche 6) des Elektrodenwickels 20.
Das zweite Isolierelement 40 kann, wie insbesondere aus einer Zusammenschau von 1 und 2 gut zu erkennen ist, auch den Boden 28 des Batteriezellengehäuses 12 bedecken beziehungsweise verkleiden. Auf diese Weise ist dafür gesorgt, dass es auch im Bereich des Bodens 28 zu keinem Kontakt zwischen der ersten Metallfolie 22 und dem Boden 28 des Batteriezellengehäuses 12 kommt. Im Bereich der Mantelwand des ersten Gehäuseteils 14 kann demgegenüber die zweite Metallfolie 24 (vergleiche 6) an einer Innenseite des ersten Gehäuseteils 14 anliegen und so das erste Gehäuseteil 14 elektrisch kontaktieren.
In einer (vorliegend nicht gezeigten) Variante der Batteriezelle 10 kann vorgesehen sein, dass beispielsweise die erste Metallfolie 22 in Längserstreckungsrichtung des Zentralstifts 30 eine geringere Länge aufweist als die zweite Metallfolie 24. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die erste Metallfolie 22 nicht in elektrisch leitenden Kontakt mit dem Boden 28 des Batteriezellengehäuses 12 gerät. Insbesondere in einem solchen Fall kann dann im Bereich des Bodens 28 auf eine elektrische Isolierung verzichtet werden. Auch bei dieser Variante der Batteriezelle 10 ist jedoch vorzugsweise der Zentralstift 30 gegenüber dem Elektrodenwickel 20 mittels des zweiten Isolierelements 40 elektrisch isoliert.
Wenn in einer weiteren (vorliegend nicht gezeigten) Variante der Batteriezelle 10 eine innerste Wicklungslage des Elektrodenwickels 20 durch ein elektrisch isolierendes Material gebildet ist, kann jedoch auch auf das Vorsehen einer separaten elektrischen Isolierung etwa in Form des vorliegend beispielhaft gezeigten zweiten Isolierelements 40 verzichtet werden.
Der Zentralstift 30 oder Zentralturm ist vorliegend ein Bestandteil des Batteriezellengehäuses 12 und kein separates Bauteil. Dadurch wird trotz des Vorsehens dieses Zentralturms oder Zentralstift 30 das Gesamtgewicht der Batteriezelle 10 nicht gegenüber einer Batteriezelle erhöht, bei welcher ebenfalls ein Zentralstift vorgesehen ist, auf den der Elektrodenwickel 20 aufgewickelt ist. Weil jedoch der Zentralstift 30 vorliegend an seinem dem freien Ende 34 gegenüberliegenden Endbereich 32 offen ausgebildet ist, kann der Zentralstift 30 für eine verbesserte Kühlung der Batteriezelle 10 im Betrieb derselben, also beim Laden und Entladen der Batteriezelle 10, genutzt werden.
Aus 3 ist einerseits gut ersichtlich, dass durch das Kappenelement 16 im Zusammenwirken mit dem ersten Gehäuseteil 14 das zur Umgebung der Batteriezelle 10 hin vollständig geschlossene Batteriezellengehäuse 12 bereitgestellt ist.
Aus der in 3 rechten Darstellung ist darüber hinaus gut erkennbar, wie über den unteren Endbereich 32 des hohl ausgebildeten beziehungsweise einen Hohlraum 42 aufweisenden Zentralstifts 30 ein Kühlmittel in das Zentrum des Elektrodenwickels 20 eingebracht werden kann. Auf diese Weise ist eine sehr effektive Kühlung der Batteriezelle 10 oder etwa bei einem Betrieb der Batteriezelle 10 bei kalten Außentemperaturen wie beispielsweise im Winter eine Aufheizung oder Erwärmung der Batteriezelle 10 möglich.
Eine derartige Innenkühlung der Batteriezelle 10 ist besonders effektiv und insbesondere effektiver als eine Kühlung, welche lediglich über eine Mantelfläche des vorliegend kreiszylindrischen ersten Gehäuseteils 14 des Batteriezellengehäuses 12 vorgenommen wird. Die über den Zentralstift 30 erreichbare gute Kühlung erhöht zum einen eine maximale Abgabeleistung der Batteriezelle 10 und einen maximalen elektrischen Strom, welcher von der Batteriezelle 10 im Entladebetrieb derselben bereitgestellt werden kann. Zudem ist die Kühlung vorteilhaft im Hinblick auf eine lange Lebensdauer der Batteriezelle 10.
Die Kühlung wirkt außerdem in vorteilhafter Weise insbesondere dort, wo bei der vorliegend als Rundzelle ausgebildeten Batteriezelle 10 üblicherweise ein Temperatur-Hotspot entsteht, nämlich im Bereich des Kerns des Elektrodenwickels 20.
Für die Innenkühlung kann insbesondere als Kühlfluid eine Kühlflüssigkeit etwa in Form eines Wasser-Glykol-Gemischs oder dergleichen verwendet werden.
In 4 ist die Batteriezelle 10 der besseren Übersichtlichkeit halber ohne den Elektrodenwickel 20 dargestellt. Jedoch ist in 4 eine nach Art eines Steckrohrs 44 ausgebildete Kühlfluidleitung geschnitten gezeigt, welche in den Hohlraum 42 des Zentralstifts 30 eingeführt ist. Wie aus der Schnittansicht in 4 gut ersichtlich ist, weist das Steckrohr 44 beziehungsweise ein derartiger Kühldorn eine Trennwand 46 auf, durch welche ein Zuführkanal 48 zum Zuführen des Kühlfluids von einem Abführkanal 50 zum Abführen des Kühlfluids getrennt ist.
In 4 veranschaulicht ein erster Pfeil 52 das Einströmen von kaltem Kühlfluid, insbesondere einer kalten Kühlflüssigkeit, in den Zuführkanal 48. Ein zweiter Pfeil 54 veranschaulicht das Ausströmen der nunmehr wärmeren Kühlflüssigkeit aus dem Abführkanal 50.
In einem Heizbetrieb, in welchem die Batteriezelle 10 aufgewärmt beziehungsweise aufgeheizt werden soll, kann in analoger Weise der erste Pfeil 52 das Einströmen von warmem Kühlfluid in den Zuführkanal 48 veranschaulichen, während der zweite Pfeil 54 das Abführen von dem dann kälteren Kühlmittel oder Kühlfluid aus dem Abführkanal 50 veranschaulicht.
Zwischen dem endseitig geschlossen Steckrohr 44 und dem Zentralstift 30 ist eine sehr gute Wärmeübertragung erreichbar, weil die Außenseite des Steckrohrs 44 an der Innenseite des Zentralstifts 30 anliegt. Das Steckrohr 44 kann beispielsweise aus Aluminium gebildet sein, um eine gute Wärmeübertragung von dem Zentralstift 30 auf das Kühlfluid zu erreichen, welches durch das Steckrohr 44 strömt. Das Steckrohr 44 kann aber auch beispielsweise aus einem Kunststoff gebildet sein, wobei durch eine geringe Wanddicke des Kunststoffs eine gute Wärmeübertragung auf das Kühlfluid oder von dem Kühlfluid auf den Zentralstift 30 erreicht werden kann.
In der in 5 linken Darstellung ist das Steckrohr 44 in einer Perspektivansicht gezeigt. Aus dieser Perspektivansicht ist besonders gut erkennbar, dass das Steckrohr 44 so wie auch der Zentralturm oder Zentralstift 30 im Bereich eines freien Endes 56 nach Art eines Kegelstumpfs ausgebildet sein kann.
Aus der in 5 rechten Darstellung des Steckrohrs 44, in welcher das Steckrohr 44 in einer geschnittenen Perspektivansicht gezeigt ist, geht insbesondere die einstückige Ausbildung der Trennwand 46 des Steckrohrs 44 mit einem Wandmaterial des Steckrohrs 44 gut hervor. Des Weiteren ist aus 5 gut ersichtlich, wie es im Bereich des freien Endes 56 des Steckrohrs 44 im Kühlbetrieb oder Aufheizbetrieb zu einem Richtungswechsel in Bezug auf die Strömungsrichtung des Kühlfluids durch das Steckrohr 44 kommt. Dieser Richtungswechsel ist in 4 durch einen gekrümmten Pfeil 58 veranschaulicht.
Anhand von 6 und 7 soll ein mögliches Fertigungsverfahren beim Herstellen der in 1 gezeigten Batteriezelle 10 erläutert werden. So wird zunächst der Elektrodenwickel 20 durch Aufwickeln von Komponenten der späteren Batteriezelle 10 nämlich etwa in Form der ersten Metallfolie 22, des Separators 26 und der zweiten Metallfolie 24 (vergleiche 6) auf ein von der Batteriezelle 10 separates Trägerelement in Form eines temporären Wickelkerns 60 ausgebildet oder bereitgestellt. Die Metallfolien 22, 24 mit dem zwischen den Metallfolien 22, 24 angeordneten Separator 26 können hierbei aufeinander liegend um den temporären Wickelkern 60 herum gewickelt werden, wie dies in 6 veranschaulicht ist.
Der temporäre Wickelkern 60 kann nach Art eines Schafts eines Werkzeugs 62 ausgebildet sein, welches einen Kopfbereich 64 zum besseren Handhaben des Werkzeugs 62 aufweisen kann (vergleiche 7).
Bei der in 7 beispielhaft gezeigten Herstellung des Elektrodenwickels 20 wird der temporäre Wickelkern 60 zunächst mit dem Isolierelement 40 versehen, welches bei dieser Variante des Fertigungsverfahrens lediglich im Bereich des Zentralstifts 30 der Batteriezelle 10 angeordnet wird. Gemäß 7 werden um diese Isolierung 40 herum dann die einzelnen Wicklungslagen beziehungsweise Komponenten des Elektrodenwickels 20 auf den Wickelkern 60 aufgewickelt, also die erste Metallfolie 22, der Separator 26 und die zweite Metallfolie 24 (vergleiche 6).
In einer in 8 linken Darstellung ist das Werkzeug 62 mit dem fertiggestellten Elektrodenwickel 20 gezeigt, welcher auf den temporären Wickelkern 60 aufgewickelt ist. Des Weiteren ist in 8 von dem Batteriezellengehäuse 12 das erste Gehäuseteil 14 schematisch und geschnitten dargestellt, welches den Zentralstift 30 umfasst.
Bei der Herstellung der Batteriezelle 10 wird nun in einem ersten Schritt das Trägerelement in Form des temporären Wickelkerns 60 fluchtend mit dem stiftförmigen Körper beziehungsweise Zentralstift 30 ausgerichtet, welcher vorliegend im Bereich seines freien Endes 34 geschlossen ausgebildet ist.
In einer in 8 weiteren Darstellung ist gezeigt, wie das freie Ende 34 des Zentralstifts in einen unteren Endbereich 66 des temporären Wickelkerns 60 eingeführt ist. Anschließend wird der Elektrodenwickel 20 relativ zu dem Werkzeug 62 und insbesondere relativ zu dem temporären Wickelkern 60 zusammen mit dem Isolierelement 40 beziehungsweise einer derartigen elektrischen Isolierung in das erste Gehäuseteil 14 des Batteriezellengehäuses 12 eingeführt.
In einer weiteren Darstellung gemäß 8 ist ein Schritt bei der Fertigung der Batteriezelle 10 veranschaulicht, in welchem der Elektrodenwickel 20 in dem ersten Gehäuseteil 14 des Batteriezellengehäuses 12 seine Einbaulage erreicht hat, wie sie auch in 1 gezeigt ist. Anschließend kann das Werkzeug 62 von dem ersten Gehäuseteil 14 entfernt werden.
Die in 8 rechte Darstellung zeigt diesen Zustand während der Fertigung der Batteriezelle 10, bei welcher der Elektrodenwickel 20 von dem freien Ende 34 des Zentralstifts 30 her vollständig in das erste Gehäuseteil 14 eingeführt beziehungsweise auf den stiftförmigen Körper beziehungsweise den Zentralstift 30 überführt ist.
Wenn anschließend das erste Gehäuseteil 14 mittels des Kappenelements 16 verschlossen wird, ist die Fertigung der Batteriezelle 10 abgeschlossen.
Insbesondere kann im Rahmen der Fertigung der Batteriezelle 10 zuvor noch ein Elektrolyt in den Aufnahmeraum 18 der Batteriezelle 10 eingebracht werden. Des Weiteren können dem Verschließen des Batteriezellengehäuses 12 mittels des Kappenelements 16 weitere Fertigungsschritte vorangehen, etwa eine elektrische Kontaktierung des Gehäuseteils 14 und des Kappenelements 16 mit den entsprechenden Ableitern des Elektrodenwickels 20, das Vorsehen weiterer Einrichtungen wie etwa der Sicherheitseinrichtung und/oder der Stromunterbrechungseinrichtung in dem Batteriezellengehäuse 12 und dergleichen.
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie auf vorteilhafte Weise ein Aufbau und ein Fertigungsverfahren der innengekühlten Batteriezelle 10, insbesondere in Form einer innengekühlten Lithium-Ionen-Batteriezelle, bereitgestellt werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2008/125257 A1 [0002]
DE 112015000539 T5 [0004]

Claims

Batteriezelle (10) für eine Batterie, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Batteriezellengehäuse (12) und einem Elektrodenwickel (20), welcher in einem von dem Batteriezellengehäuse (12) begrenzten Aufnahmeraum (18) der Batteriezelle (10) angeordnet ist, wobei der Elektrodenwickel (20) einen stiftförmigen Körper (30) der Batteriezelle (10) umschließt, welcher einen Hohlraum (42) aufweist, welcher zum Kühlen der Batteriezelle (10) mit einem Kühlfluid beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der stiftförmige Körper (30) ein freies Ende (34) aufweist, an welchem der stiftförmige Körper (30) geschlossen ausgebildet ist.
Batteriezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der stiftförmige Körper (30) einstückig mit einem Gehäuseteil (14) des Batteriezellengehäuses (12) ausgebildet ist.
Batteriezelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem freien Ende (34) gegenüberliegender Endbereich (32) des stiftförmigen Körpers (30) mit einem Boden (28) des Batteriezellengehäuses (12) verbunden ist, durch welchen ein elektrischer Pol der Batteriezelle (10) gebildet ist.
Batteriezelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das freie, insbesondere sich verjüngend ausgebildete und/oder eine Gestalt eines Kegelstumpfs aufweisende, Ende (34) des stiftförmigen Körpers (30) von einem Kappenelement (16) des Batteriezellengehäuses (12) beabstandet ist, durch welches ein elektrischer Pol der Batteriezelle (10) gebildet ist.
Batteriezelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der stiftförmige Körper (30) umfangsseitig von einem Isolierelement (40) umgeben ist, welches zwischen einer innersten Wicklungslage (22) des Elektrodenwickels (20) und einer Außenseite des stiftförmigen Körpers (30) angeordnet ist, und/oder zwischen einem Boden (28) des Batteriezellengehäuses (12) und einer Stirnseite des Elektrodenwickels (20) ein Isolierelement (40) angeordnet ist.
Batteriezelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hohlraum (42) des stiftförmigen Körpers (30) eine Trennwand (46) angeordnet ist, durch welche ein Zuführkanal (48) zum Zuführen des Kühlfluids von einem Abführkanal (50) zum Abführen des Kühlfluids getrennt ist.
Batteriezelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in den Hohlraum (42) des stiftförmigen Körpers (30) von einem dem freien Ende (34) gegenüberliegenden Endbereich (32) des stiftförmigen Körpers (30) her eine Kühlfluidleitung (44) eingeführt ist, welche die Trennwand (46) aufweist, wobei eine Außenseite der Kühlfluidleitung (44) an einer Innenseite des stiftförmigen Körpers (30) anliegt.
Batterie mit einer Mehrzahl von Batteriezellen (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Batterie als elektrischer Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug ausgebildet ist, welches mittels wenigstens einer elektrischen Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs fortbewegbar ist.
Verfahren zum Fertigen einer Batteriezelle (10) für eine Batterie, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei welchem ein Elektrodenwickel (20) in einem von einem Batteriezellengehäuse (12) der Batteriezelle (10) begrenzten Aufnahmeraum (18) der Batteriezelle (10) angeordnet wird, wobei der Elektrodenwickel (20) einen stiftförmigen Körper (30) der Batteriezelle (10) umschließt, welcher einen Hohlraum (42) aufweist, welcher zum Kühlen der Batteriezelle (10) mit einem Kühlfluid beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass den Elektrodenwickel (20) bildende Komponenten (22, 24, 26) der Batteriezelle (10) in einem ersten Schritt auf ein von der Batteriezelle (10) separates Trägerelement (60) aufgewickelt werden, wobei in einem zweiten Schritt das Trägerelement (60) fluchtend mit dem stiftförmigen Körper (30) ausgerichtet wird, und wobei anschließend der Elektrodenwickel (20) von einem freien Ende (34) des stiftförmigen Körpers (30) her, an welchem der stiftförmige Körper (30) vorzugsweise geschlossen ausgebildet ist, auf den stiftförmigen Körper (30) überführt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrodenwickel (20) zusammen mit einem Isolierelement (40) von dem Trägerelement (60) auf den stiftförmigen Körper (30) überführt wird, welches nach dem Aufbringen des Elektrodenwickels (20) auf den stiftförmigen Körper (30) den stiftförmigen Körper (30) umfangsseitig umgibt, und/oder der Elektrodenwickel (20) von einer Seite her in das Batteriezellengehäuse (12) eingebracht wird, welche anschließend mittels eines Kappenelements (16) des Batteriezellengehäuses (12) verschlossen wird.