DE102022132615A1

DE102022132615A1 - Cell assembly for a battery

Info

Publication number: DE102022132615A1
Application number: DE102022132615.2A
Authority: DE
Inventors: Lukas Kwoczek; Mesut Yurtseven
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2022-12-08
Filing date: 2022-12-08
Publication date: 2024-06-13

Abstract

Ein Zellverbund (1) für eine Batterie (4) weist einen Zellstapel (2), der eine Mehrzahl von Elektroden und Separatoren umfasst, und eine Umhüllung (3), die den Zellstapel (2) zumindest teilweise umgibt, auf, wobei die Umhüllung (3) als Wickel ausgestaltet ist, so dass mindestens zwei Endabschnitte der Umhüllung (3) bezüglich einer Wickelrichtung unverbunden überlappen oder aneinander angrenzend angeordnet sind. Die zwei Endabschnitte der Umhüllung (3) sind weiterhin mittels mindestens eines Verbindungselements (6) miteinander verbunden, das zumindest bezüglich der Wickelrichtung dehnbar ausgestaltet ist.A cell assembly (1) for a battery (4) has a cell stack (2) which comprises a plurality of electrodes and separators, and a casing (3) which at least partially surrounds the cell stack (2), wherein the casing (3) is designed as a wrap, so that at least two end sections of the casing (3) overlap unconnected with respect to a winding direction or are arranged adjacent to one another. The two end sections of the casing (3) are further connected to one another by means of at least one connecting element (6) which is designed to be stretchable at least with respect to the winding direction.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zellverbund für eine Batterie sowie eine Batterie mit einem solchen Zellverbund.The invention relates to a cell assembly for a battery and to a battery with such a cell assembly.

Eine Batterie ist ein Speicher für elektrische Energie auf elektrochemischer Basis, bei deren Entladung gespeicherte chemische Energie durch eine elektrochemische Redoxreaktion in elektrische Energie gewandelt wird. Im Kontext der Erfindung werden als Batterien sowohl sogenannte Primärbatterien, die nur für eine einmalige Entladung und nicht für ein erneutes Laden vorgesehen sind, als auch sogenannte Sekundärbatterien beziehungsweise Akkumulatoren, die für ein mehrfaches Laden und Entladen vorgesehen und entsprechend ausgelegt sind, verstanden. Ein Laden einer Sekundärbatterie stellt dabei die elektrolytische Umkehrung der bei der Entladung ablaufenden elektrochemischen Redoxreaktion dar, die durch das Anlegen einer elektrischen Spannung realisiert wird.A battery is a storage device for electrical energy on an electrochemical basis, during which stored chemical energy is converted into electrical energy by an electrochemical redox reaction when it is discharged. In the context of the invention, batteries are understood to mean both so-called primary batteries, which are only intended for a single discharge and not for recharging, and so-called secondary batteries or accumulators, which are intended and designed for multiple charging and discharging. Charging a secondary battery represents the electrolytic reversal of the electrochemical redox reaction that takes place during discharge, which is realized by applying an electrical voltage.

Eine Batterie umfasst eine oder, üblicherweise, mehrere Batterieelemente, die innerhalb einer Umhüllung, üblicherweise in Form einer häufig als „Pouch“ bezeichneten Folienumhüllung oder eines Gehäuses, angeordnet sind. Die Batterieelemente umfassen jeweils zwei Elektroden, einen zwischen den Elektroden angeordneten Separator zur elektrischen Separierung der Elektroden und einen als lonenleiter dienenden Elektrolyten. Die zwei Elektroden eines Batterieelements unterschieden sich hinsichtlich eines umfassten Aktivmaterials, wodurch eine der Elektroden anodisch und die andere kathodisch wirksam ist (jeweils bezogen auf ein Entladen der Batteriezelle). Weiterhin umfasst eine Batterie üblicherweise zwei Batteriepole, die in die Umhüllung integriert sind und die innenseitig der Umhüllung über sogenannte Stromableiter mit den Elektroden elektrisch leitend verbunden sind. Dabei können alle anodisch wirksamen Elektroden mit einem der Batteriepole und alle kathodisch wirksamen Elektroden mit dem anderen der Batteriepole verbunden sein.A battery comprises one or, usually, several battery elements arranged within an enclosure, usually in the form of a film enclosure or a housing, often referred to as a "pouch". The battery elements each comprise two electrodes, a separator arranged between the electrodes for electrically separating the electrodes, and an electrolyte that serves as an ion conductor. The two electrodes of a battery element differ in terms of the active material they contain, whereby one of the electrodes is anodically active and the other cathodically active (in each case in relation to discharging the battery cell). Furthermore, a battery usually comprises two battery poles that are integrated into the enclosure and that are electrically connected to the electrodes on the inside of the enclosure via so-called current conductors. All anodically active electrodes can be connected to one of the battery poles and all cathodically active electrodes can be connected to the other of the battery poles.

Eine Ausgestaltung einer Batterie mit einem Gehäuse kann den Vorteil einer im Vergleich zu Batterien mit einer Folienumhüllung höheren strukturellen Belastbarkeit der Batterie aufweisen.A design of a battery with a housing can have the advantage of a higher structural load capacity of the battery compared to batteries with a foil casing.

Üblicherweise wird im Rahmen der Herstellung einer Batterie mit Gehäuse ein (Zell-)Verbund, der die Elektroden und Separatoren umfasst, in ein Grundgehäuse (sogenannter Gehäusebecher) eingebracht, das hierzu noch mindestens eine Gehäuseöffnung aufweist, die abschließend mittels eines Deckels des Gehäuses verschlossen wird. Bei einem Gehäuse aus Metall wird der mindestens eine Deckel üblicherweise mit dem Grundgehäuse verschweißt. Das Einbringen des Zellverbunds in den Gehäusebecher muss so erfolgen, dass eine Beschädigung der empfindlichen Komponenten des Zellverbunds vermieden wird.Usually, when manufacturing a battery with a housing, a (cell) assembly that includes the electrodes and separators is placed in a base housing (so-called housing cup), which has at least one housing opening that is then closed by a housing cover. In the case of a metal housing, the at least one cover is usually welded to the base housing. The cell assembly must be placed in the housing cup in such a way that damage to the sensitive components of the cell assembly is avoided.

Die US 2018/0083306 A1 offenbart diesbezüglich, einen Zellstapel bestehend aus einer Mehrzahl von Elektroden und Separatoren bezüglich der Stapelrichtung zu komprimieren, während dieser in ein Grundgehäuse eingeschoben wird. Eine solche Kompression kann dabei auch mittels einer bandförmigen Umhüllung erfolgen, wobei diese Umhüllung zudem aus einem Material ausgestaltet sein kann, das einen möglichst geringen Reibungswiderstand bei dem Einschieben des Zellstapels in das Grundgehäuse gewährleistet. Ein dazu vergleichbarer Zellverbund ist in der EP 3 130 018 B1 beschrieben.The US 2018/0083306 A1 discloses in this regard the compression of a cell stack consisting of a plurality of electrodes and separators with respect to the stack direction while it is being inserted into a base housing. Such compression can also be carried out by means of a band-shaped casing, whereby this casing can also be made of a material that ensures the lowest possible frictional resistance when the cell stack is inserted into the base housing. A comparable cell composite is described in the EP 3 130 018 B1 described.

Die DE 10 2016 206 848 A1 offenbart eine Montagevorrichtung zum Anordnen eines Zellverbunds in einem Gehäuse.The EN 10 2016 206 848 A1 discloses a mounting device for arranging a cell assembly in a housing.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Zellverbund für eine Batterie anzugeben.The invention is based on the object of specifying an improved cell assembly for a battery.

Diese Aufgabe ist bei einem Zellverbund gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Eine Batterie mit einem solchen Zellverbund ist Gegenstand des Patentanspruchs 9. Bevorzugte Ausgestaltungsformen des erfindungsgemäßen Zellverbunds und der erfindungsgemäßen Batterie sind Gegenstände der weiteren Patentansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.This object is achieved with a cell assembly according to patent claim 1. A battery with such a cell assembly is the subject of patent claim 9. Preferred embodiments of the cell assembly according to the invention and the battery according to the invention are the subject of the further patent claims and emerge from the following description of the invention.

Erfindungsgemäß ist ein Zellverbund für eine Batterie vorgesehen. Dieser Zellverbund umfasst einen Zellstapel, der eine Mehrzahl von Elektroden und Separatoren umfasst. Die Elektroden und Separatoren liegen dabei in einer abwechselnden Reihfolge aneinander an und bilden so den (Zell-)Stapel aus. Als Zellstapel wird dieser Stapel erfindungsgemäß bezeichnet, weil die Elektroden und Separatoren galvanische Zellen beziehungsweise Batteriezellen (Batterieelemente) ausbilden. Der Zellverbund umfasst weiterhin eine Umhüllung, die den Zellstapel zumindest teilweise umgibt, wobei die Umhüllung als Wickel ausgestaltet ist. Eine Ausgestaltung als Wickel bedeutet dabei, dass die Umhüllung beziehungsweise mindestens ein die Umhüllung darstellendes Bauteil im Rahmen einer Herstellung des Zellverbunds entlang einer Wickelrichtung um den Zellstapel gelegt wird, wobei durch eine Deformation der Umhüllung eine Anpassung der Form der Umhüllung an die Außenkontur des Zellstapels erfolgt. Erfindungsgemäß ist die Umhüllung derart ausgestaltet, dass mindestens zwei Endabschnitte der Umhüllung bezüglich der Wickelrichtung unverbunden, d.h. nicht direkt miteinander verbunden, überlappen oder (mit oder ohne Abstand) aneinander angrenzend angeordnet sind. Weiterhin sind diese mindestens zwei einander zugeordneten Endabschnitte der Umhüllung mittels mindestens eines (sich von der Umhüllung unterscheidenden, insbesondere auch hinsichtlich der Materialien, aus denen diese ausgestaltet sind) Verbindungselements miteinander verbunden sind. Hierzu kann das Verbindungselement vorzugsweise stoffschlüssig, insbesondere durch jeweils eine Klebeverbindung an den mindestens zwei zueinander zugeordneten Endabschnitten fixiert sein. Das mindestens eine Verbindungselement ist weiterhin zumindest bezüglich der Wickelrichtung dehnbar ausgestaltet. Als dehnbar gilt das mindestens eine Verbindungselement, wenn dieses eine funktionale Dehnung während einer üblichen Nutzung des Zellverbunds erfährt oder erfahren kann.According to the invention, a cell assembly for a battery is provided. This cell assembly comprises a cell stack which comprises a plurality of electrodes and separators. The electrodes and separators lie next to one another in an alternating sequence and thus form the (cell) stack. According to the invention, this stack is referred to as a cell stack because the electrodes and separators form galvanic cells or battery cells (battery elements). The cell assembly also comprises a casing which at least partially surrounds the cell stack, wherein the casing is designed as a wrap. A design as a wrap means that the casing or at least one component representing the casing is placed around the cell stack along a winding direction during production of the cell assembly, wherein a deformation of the casing adapts the shape of the casing to the outer contour of the cell stack. According to the invention, the sheath is designed in such a way that at least two end sections of the sheath are unconnected with respect to the winding direction, ie not directly connected to each other, overlap or (with or without spacing) are arranged adjacent to one another. Furthermore, these at least two mutually associated end sections of the casing are connected to one another by means of at least one connecting element (which differs from the casing, in particular also with regard to the materials from which they are made). For this purpose, the connecting element can preferably be fixed to the at least two mutually associated end sections in a material-locking manner, in particular by means of an adhesive connection. The at least one connecting element is also designed to be stretchable at least with respect to the winding direction. The at least one connecting element is considered stretchable if it experiences or can experience functional stretching during normal use of the cell assembly.

Durch die Ausgestaltung als Wickel kann eine einfache Montage der Umhüllung realisiert sein. Dasselbe gilt hinsichtlich der Ausgestaltung der Umhüllung, wonach deren mindestens zwei einander zugeordnete Endabschnitte nicht direkt miteinander verbunden sind. Weiterhin weist diese Ausgestaltung der Umhüllung den Vorteil auf, dass die Umhüllung bezüglich der Umfangsrichtung und damit auch bezüglich der Größe aufweitbar ist, indem die mindestens zwei einander zugeordneten Endabschnitte, die nicht direkt miteinander verbunden sind, sich relativ zueinander bewegen können. Eine solche Relativbeweglichkeit wird mittels des mindestens einen Verbindungselements aufgrund der dehnbaren Ausgestaltung zugelassen. Gleichzeitig verhindert das mindestens eine Verbindungselement, das sich die Umhüllung von dem Zellstapel ungewollt löst beziehungsweise abwickelt.The wrap design allows for easy assembly of the casing. The same applies to the design of the casing, according to which the at least two end sections assigned to one another are not directly connected to one another. This design of the casing also has the advantage that the casing can be expanded in the circumferential direction and thus also in size, in that the at least two end sections assigned to one another, which are not directly connected to one another, can move relative to one another. Such relative mobility is permitted by means of the at least one connecting element due to the stretchable design. At the same time, the at least one connecting element prevents the casing from unintentionally detaching or unwinding from the cell stack.

Eine Aufweitung der Umhüllung kann insbesondere Folge einer Ausdehnung des Zellstapels nach dem Anbringen der Umhüllung sein. Eine solche Ausdehnung des Zellstapels kann sich insbesondere durch ein Aufquellen der Komponenten des Zellstapels, insbesondere der Separatoren, infolge eines Kontakts beziehungsweise infolge eines Tränkens mit einem Elektrolyten sein, der nach dem Einbringen des Zellverbunds in eine weitere Umhüllung, die eine erfindungsgemäße Batterie neben einem erfindungsgemäßen Zellverbund zumindest zusätzlich umfasst, in die weitere Umhüllung eingebracht werden kann. Die weitere Umhüllung einer erfindungsgemäßen Batterie kann besonders bevorzugt in Form eines Gehäuses ausgestaltet sein. Weiterhin kann sich eine zumindest temporäre Ausdehnung des Zellstapels auch infolge einer Gaserzeugung im Rahmen eines Ladens oder Entladens der Batterie während der Nutzung ergeben.A widening of the casing can be the result of an expansion of the cell stack after the casing has been applied. Such an expansion of the cell stack can be caused in particular by swelling of the components of the cell stack, in particular the separators, as a result of contact or as a result of impregnation with an electrolyte, which can be introduced into the further casing after the cell assembly has been introduced into a further casing, which at least additionally comprises a battery according to the invention in addition to a cell assembly according to the invention. The further casing of a battery according to the invention can particularly preferably be designed in the form of a housing. Furthermore, an at least temporary expansion of the cell stack can also result as a result of gas generation when charging or discharging the battery during use.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Zellverbunds und insbesondere der Umhüllung davon ermöglicht, dass sich der Zellstapel ausdehnen kann, ohne dass durch die Umhüllung ein zu großer Druck auf den Zellstapel ausgeübt wird und auch ohne zu große Zugspannungen in der Umhüllung selbst zu bewirken, die zu einem Reißen der Umhüllung führen könnten. Besonders relevant kann dieser Vorteil dann sein, wenn, wie dies vorzugsweise vorgesehen ist, die Umhüllung zumindest bezüglich der Wickelrichtung, vorzugsweise insgesamt, relativ wenig flexibel, d.h. zumindest weniger flexibel als das mindestens eine Verbindungselement, ausgestaltet ist. Insbesondere kann die Umhüllung auch derart ausgestaltet sein, dass diese zumindest bezüglich der Wickelrichtung im Wesentlichen nicht dehnbar ist, d.h. es ist keine relevante funktionale Dehnung bezüglich der Wickelrichtung für die Umhüllung vorgesehen. Wären die mindestens zwei einander zugeordneten Endabschnitte der Umhüllung direkt miteinander verbunden, könnte folglich eine Ausdehnung des Zellstapels zu einem ungewollt großen Druck auf den Zellstapel und/oder zu ungewollt großen Zugspannungen in der Umhüllung mit der Folge oder der Gefahr eines Reißens der Umhüllung führen. Ein solcher Nachteil wird dadurch vermieden, dass diese mindestens zwei einander zugeordneten Endabschnitte der Umhüllung nicht direkt miteinander verbunden sind und die indirekte Verbindung über das mindestens eine Verbindungselement ausreichend flexibel ist.The inventive design of the cell assembly and in particular of the casing thereof enables the cell stack to expand without the casing exerting too much pressure on the cell stack and also without causing excessive tensile stresses in the casing itself, which could lead to the casing tearing. This advantage can be particularly relevant if, as is preferably provided, the casing is designed to be relatively inflexible, at least with respect to the winding direction, preferably overall, i.e. at least less flexible than the at least one connecting element. In particular, the casing can also be designed in such a way that it is essentially not stretchable, at least with respect to the winding direction, i.e. no relevant functional stretching with respect to the winding direction is provided for the casing. If the at least two mutually associated end sections of the casing were directly connected to one another, an expansion of the cell stack could lead to an undesirably high pressure on the cell stack and/or to undesirably high tensile stresses in the casing, with the consequence or the risk of the casing tearing. Such a disadvantage is avoided in that these at least two mutually associated end sections of the casing are not directly connected to one another and the indirect connection via the at least one connecting element is sufficiently flexible.

Insbesondere bei einer relativ wenig oder im Wesentlichen nicht dehnbaren Ausgestaltung der Umhüllung kann es vorteilhaft sein, wenn diese zumindest teilweise, vorzugsweise insgesamt nicht direkt und insbesondere stoffschlüssig mit dem Zellstapel verbunden ist. Dadurch kann gewährleistet werden, dass eine Ausdehnung des Zellstapels durch die nicht oder nur gering dehnbare Umhüllung nicht relevant behindert wird, indem zwischen der Umhüllung und den Außenseiten des Zellstapels zumindest abschnittsweise eine Relativbewegung möglich ist.In particular, if the casing is designed to be relatively little or essentially non-stretchable, it can be advantageous if it is at least partially, preferably not entirely, directly and in particular firmly bonded to the cell stack. This can ensure that expansion of the cell stack is not significantly hindered by the non-stretchable or only slightly stretchable casing, as a relative movement is possible at least in sections between the casing and the outsides of the cell stack.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Zellverbunds kann vorgesehen sein, dass der Zellstapel quaderförmig ausgestaltet ist. Dasselbe kann weiterhin (innenseitig und/oder außenseitig) für die weitere Umhüllung, insbesondere in Form eines Gehäuses, einer erfindungsgemäßen Batterie vorgesehen sein. Ein quaderförmiger Zellstapel ermöglicht eine hinsichtlich des benötigten Platzbedarfs vorteilhafte Anordnung in einer innenseitig quaderförmigen weiteren Umhüllung der Batterie. Eine quaderförmige außenseitige Ausgestaltung der weiteren Umhüllung der Batterie kann eine hinsichtlich des benötigten Platzbedarfs vorteilhafte Nutzung der Batterie ermöglichen.According to a preferred embodiment of a cell assembly according to the invention, the cell stack can be designed in a cuboid shape. The same can also be provided (on the inside and/or outside) for the additional casing, in particular in the form of a housing, of a battery according to the invention. A cuboid cell stack enables an arrangement in an additional casing of the battery that is cuboid on the inside that is advantageous in terms of the space required. A cuboid external design of the additional casing of the battery can enable an advantageous use of the battery in terms of the space required.

Ein Quader und damit auch ein quaderförmiges Gehäuse oder ein quaderförmiger Zellstapel weist eine Länge, Breite und Höhe auf, wobei erfindungsgemäß die Länge die größte, die Breite die mittlere und die Höhe die kleinste der (Kanten-)Abmessungen ist (sofern entsprechende Unterschiede vorliegen). Ein Quader umfasst dann zwei Großseiten, die durch die Länge und die Breite aufgespannt sind, zwei Längsseiten, die durch die Länge und die Höhe aufgespannt werden, sowie zwei Stirnseiten, die durch die Breite und die Höhe aufgespannt sind.A cuboid and thus also a cuboid-shaped housing or a cuboid-shaped cell stack has a length, width and height, whereby According to the definition, the length is the largest, the width is the middle and the height is the smallest of the (edge) dimensions (provided that there are corresponding differences). A cuboid then comprises two large sides spanned by the length and the width, two long sides spanned by the length and the height, and two front sides spanned by the width and the height.

Eine Quaderform des Zellstapels kann sich insbesondere daraus ergeben, dass die Komponenten davon, d.h. zumindest die Elektroden und Separatoren, selbst quaderförmig (insbesondere mit relativ geringer Dicke, d.h. plattenförmig) ausgestaltet und über ihre Großseiten gestapelt sind, wobei randseitig nur relativ (im Vergleich zu den Flächen der Großseiten) kleine Überstände zwischen den Schichten des Zellstapels vorliegen.A cuboid shape of the cell stack can result in particular from the fact that the components thereof, i.e. at least the electrodes and separators, are themselves cuboid-shaped (in particular with a relatively small thickness, i.e. plate-shaped) and are stacked over their large sides, with only relatively small projections (in comparison to the areas of the large sides) between the layers of the cell stack at the edge.

Die Umhüllung eines erfindungsgemäßen Zellverbunds kann vorzugsweise mindestens einen ersten Umhüllungsteil, vorzugsweise zwei oder auch mehr erste Umhüllungsteile, umfassen, der/die starr ausgestaltet ist/sind. Als „starr“ gilt dieses mindestens eine erste Umhüllungsteil, wenn sich dieses bei den Belastungen, die darauf im Rahmen einer vorgesehenen Nutzung wirken, nicht in einem relevanten (d.h. erkennbaren und die Funktion beeinflussenden) Maße verformt. Der mindestens eine erste Umhüllungsteil kann dabei vorzugsweise die Funktion eines Führungselements aufweisen, das dazu dient, im Rahmen einer Montage einer entsprechenden erfindungsgemäßen Batterie, eine Relativbewegung zwischen einer als Gehäuse ausgestalteten weiteren Umhüllung der Batterie und dem Zellverbund zu führen, um zu vermeiden, dass der Zellstapel bei dieser Relativbewegung infolge eines ungewollten oder zu starken Kontakts mit dem Gehäuse beschädigt wird.The casing of a cell assembly according to the invention can preferably comprise at least one first casing part, preferably two or more first casing parts, which is/are designed to be rigid. This at least one first casing part is considered to be "rigid" if it does not deform to a relevant extent (i.e., to a recognizable extent that influences the function) under the loads that act on it during intended use. The at least one first casing part can preferably have the function of a guide element that serves to guide a relative movement between a further casing of the battery designed as a housing and the cell assembly during assembly of a corresponding battery according to the invention, in order to prevent the cell stack from being damaged during this relative movement as a result of unwanted or excessive contact with the housing.

Weiterhin kann die Umhüllung mindestens einen zweiten Umhüllungsteil, vorzugsweise zwei oder auch mehr zweite Umhüllungsteile umfassen, der/die biegsam ausgestaltet ist/sind, um ein Umwickeln des Zellstapels zu ermöglichen. Der mindestens eine zweite Umhüllungsteil kann vorzugsweise als Folie ausgestaltet sein, wodurch eine weitgehend widerstandsfreie Biegsamkeit vorliegen kann, die ein eng anliegendes Umwickeln des Zellstapels vereinfacht. Als „Folie“ gilt dabei ein Körper, dessen Länge und Breite (die die Großflächen der Folie begrenzen) um ein Vielfaches größer als dessen Höhe (d.h. die Folienstärke) ist, wobei die Höhe vorzugsweise maximal 1/100 oder 1/500 oder 1/1000 oder 1/10000 oder 1/100000 der Länge und/oder der Breite der Folie entsprechen kann. Insbesondere kann eine Folie mit einer so geringen Folienstärke dimensioniert sein, dass diese bei ebener Ausbreitung ohne Abstützung durch die eigene Gewichtskraft erkennbar deformiert würde beziehungsweise kollabiert.Furthermore, the covering can comprise at least one second covering part, preferably two or more second covering parts, which is/are designed to be flexible in order to enable wrapping around the cell stack. The at least one second covering part can preferably be designed as a film, whereby a largely resistance-free flexibility can be present, which simplifies tight wrapping around the cell stack. A "film" is a body whose length and width (which limit the large areas of the film) are many times greater than its height (i.e. the film thickness), whereby the height can preferably correspond to a maximum of 1/100 or 1/500 or 1/1000 or 1/100000 or 1/100000 of the length and/or width of the film. In particular, a film can be dimensioned with such a small film thickness that it would be noticeably deformed or collapsed if it were spread out flat without support from its own weight.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung eines solchen erfindungsgemäßen Zellverbunds kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine erste Umhüllungsteil und der mindestens eine zweite Umhüllungsteil jeweils einen der Endabschnitte der Umhüllung ausbilden. Dies kann sich vorteilhaft hinsichtlich der Ausbildung der Umhüllung durch ein Umwickeln des Zellstapels und insbesondere auch hinsichtlich eines Anbringens des mindestens einen Verbindungselements auswirken.According to a preferred development of such a cell assembly according to the invention, it can be provided that the at least one first covering part and the at least one second covering part each form one of the end sections of the covering. This can have an advantageous effect with regard to the formation of the covering by wrapping around the cell stack and in particular also with regard to attaching the at least one connecting element.

Sofern ein erfindungsgemäßer Zellverbund einen quaderförmigen Zellstapel sowie mindestens einen ersten Umhüllungsteil und mindestens einen zweiten Umhüllungsteil aufweist, kann weiterhin bevorzugt vorgesehen sein, dass der mindestens eine erste Umhüllungsteil an einer der Längsseiten des Zellstapels angeordnet ist. Sofern, wie es besonders bevorzugt vorgesehen ist, zwei erste Umhüllungsteile vorgesehen sind, können diese vorzugsweise an den beiden Längsseiten des Zellstapels angeordnet sein. Dies kann sich insbesondere dann vorteilhaft auswirken, wenn der mindestens eine erste Umhüllungsteil als Führungselement dient und entsprechend ausgestaltet ist, so dass eine Relativbewegung bei einem Einbringen des Zellverbunds in eine weitere Umhüllung und insbesondere in ein Gehäuse einer erfindungsgemäßen Batterie vorteilhaft über die relativ kleinen Längsseiten geführt werden kann.If a cell assembly according to the invention has a cuboid cell stack and at least one first casing part and at least one second casing part, it can also preferably be provided that the at least one first casing part is arranged on one of the long sides of the cell stack. If, as is particularly preferably provided, two first casing parts are provided, these can preferably be arranged on the two long sides of the cell stack. This can have an advantageous effect in particular if the at least one first casing part serves as a guide element and is designed accordingly, so that a relative movement when the cell assembly is introduced into a further casing and in particular into a housing of a battery according to the invention can advantageously be guided over the relatively small long sides.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Zellverbunds kann vorgesehen sein, dass zumindest die Kombination der Umhüllung mit dem mindestens einen Verbindungselement den Zellstapel zumindest bezüglich der Wickelrichtung vollumfänglich umgibt. Dadurch kann einerseits ein weitgehend vollumfänglicher Schutz bei einem Einbringen des Zellverbunds in die weitere Umhüllung einer erfindungsgemäßen Batterie realisiert sein. Zudem kann dadurch eine möglichst vollständige elektrisch isolierende Separierung zwischen dem Zellstapel und der weiteren Umhüllung und/oder eine vorteilhafte vollumfängliche thermische Verbindung zwischen dem Zellstapel und der weiteren Umhüllung realisiert sein. Vor diesem Hintergrund kann es grundsätzlich auch vorteilhaft sein, wenn die Umhüllung selbst und gegebenenfalls auch das mindestens eine Verbindungselement entsprechend elektrisch isolierend ausgestaltet sind. Hierzu kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Umhüllung und/oder das mindestens eine Verbindungselement zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig aus nicht (in einem relevanten Maße) elektrisch leitfähigen Materialien ausgestaltet sind. Ebenso kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Umhüllung und/oder das mindestens eine Verbindungselement aus einem oder mehreren thermisch gut leitfähigen Materialien ausgestaltet ist/sind, um eine wirksame Kühlung des Zellstapels über die weitere Umhüllung der Batterie zu ermöglichen.According to a preferred embodiment of a cell assembly according to the invention, it can be provided that at least the combination of the casing with the at least one connecting element completely surrounds the cell stack, at least with respect to the winding direction. This can, on the one hand, provide largely complete protection when the cell assembly is introduced into the further casing of a battery according to the invention. In addition, this can provide as complete an electrically insulating separation as possible between the cell stack and the further casing and/or an advantageous full thermal connection between the cell stack and the further casing. Against this background, it can also be advantageous in principle if the casing itself and, if appropriate, also the at least one connecting element are designed to be correspondingly electrically insulating. For this purpose, it can be provided in particular that the casing and/or the at least one connecting element are designed at least partially, preferably completely, from non-electrically conductive materials (to a relevant extent). It can also be advantageously provided that the casing and/or the at least at least one connecting element is/are made of one or more thermally highly conductive materials in order to enable effective cooling of the cell stack via the further casing of the battery.

Das vorzugsweise als weitere Umhüllung einer erfindungsgemäßen Batterie vorgesehene Gehäuse kann vorteilhafterweise formstabil ausgestaltet sein. Als „formstabil“ gilt dabei ein Gehäuse, wenn dessen dreidimensionale Form ohne externe Belastung nicht infolge der eigenen Gewichtskraft kollabiert. Vorzugsweise kann ein solches Gehäuse derart formstabil ausgestaltet sein, dass dieses bei einer Belastung durch externe Kräfte, die bei einer normalen Nutzung der Batterie auftreten, nicht kollabiert und, besonders bevorzugt, auch nicht in einem relevanten Maße deformiert wird (d.h. starre Ausgestaltung des Gehäuses).The housing, which is preferably provided as a further casing for a battery according to the invention, can advantageously be designed to be dimensionally stable. A housing is considered to be "dimensionally stable" if its three-dimensional shape does not collapse as a result of its own weight without external loading. Such a housing can preferably be designed to be dimensionally stable in such a way that it does not collapse when loaded by external forces that occur during normal use of the battery and, particularly preferably, is not deformed to a relevant extent either (i.e. rigid design of the housing).

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse einer erfindungsgemäßen Batterie teilweise oder vollständig aus mindestens und vorzugsweise exakt einem Metall, beispielsweise Aluminium, ausgestaltet ist. Dadurch kann relativ kostengünstig ein relativ hoch belastbares Gehäuse realisiert sein. Insbesondere bei einem solchen metallischen Gehäuse kann zudem eine elektrisch isolierende Funktion der Umhüllung des Zellverbunds vorteilhaft sein.Preferably, it can be provided that the housing of a battery according to the invention is partially or completely made of at least and preferably exactly one metal, for example aluminum. This makes it possible to realize a relatively high-strength housing at relatively low cost. In particular with such a metallic housing, an electrically insulating function of the casing of the cell assembly can also be advantageous.

Das Gehäuse einer erfindungsgemäßen Batterie kann vorzugsweise derart ausgestaltet sein, dass dieses abschließend gasdicht verschlossen ist, was sich positiv hinsichtlich der Leistungsfähigkeit und der Betriebssicherheit der Batterie auswirken kann.The housing of a battery according to the invention can preferably be designed in such a way that it is finally sealed gas-tight, which can have a positive effect on the performance and operational reliability of the battery.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausgestaltungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt, teilweise in vereinfachter Darstellung:

1: einen erfindungsgemäßen Zellverbund gemäß einer ersten Ausgestaltungsform;
2: eine Umhüllung des Zellverbunds in einem ausgebreiteten Zustand;
3: die Umhüllung und ein Zellstapel des Zellverbunds vor einem Umwickeln des Zellstapels mit der Umhüllung;
4: einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Zellverbunds gemäß einer zweiten Ausgestaltungsform;
5: einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Zellverbunds gemäß einer dritten Ausgestaltungsform;
6: in vereinfachter Darstellung einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Batterie in einem Ausgangszustand eines Zellstapels der Batterie; und
7: eine Darstellung gemäß der 6 mit dem Zellstapel in einem ausgedehnten Zustand.

The invention is explained in more detail below using embodiment examples shown in the drawings. The drawings show, partly in a simplified representation:

1 : a cell composite according to the invention according to a first embodiment;
2 : an enclosure of the cell assembly in an expanded state;
3 : the casing and a cell stack of the cell assembly before wrapping the cell stack with the casing;
4 : a section of a cell composite according to the invention according to a second embodiment;
5 : a section of a cell composite according to the invention according to a third embodiment;
6 : in a simplified representation a cross section through a battery according to the invention in an initial state of a cell stack of the battery; and
7 : a representation according to the 6 with the cell stack in an expanded state.

Die 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Zellverbund 1 gemäß einer ersten Ausgestaltungsform. Dieser umfasst einen quaderförmigen Zellstapel 2 sowie eine den Zellstapel 2 teilweise umgebende Umhüllung 3.The 1 shows a cell assembly 1 according to the invention in accordance with a first embodiment. This comprises a cuboid-shaped cell stack 2 and a casing 3 partially surrounding the cell stack 2.

Der Zellstapel 2 ist in der 1, wie auch in den übrigen Zeichnungen, vereinfacht dargestellt. Dieser weist in abwechselnder Reihenfolge plattenförmige Elektroden und elektrisch isolierende, plattenförmige Separatoren auf, was in den Zeichnungen nicht sichtbar ist. Die Elektroden sind wiederum abwechselnd in Ausgestaltungen und Anordnungen, die vorgesehenen Verwendungen als Anoden und Kathoden (jeweils bezogen auf ein Entladen einer den Zellverbund 1 umfassenden Batterie 4) entsprechen, in dem Zellstapel 2 angeordnet. Die plattenförmigen Elektroden und Separatoren weisen rechteckige Großflächen auf, wodurch sich in Verbindung mit der Stapelung die Quaderform des Zellstapels 2 ergibt. Die Großflächen der Elektroden und Separatoren verlaufen dabei in der Längsrichtung und der Querrichtung des Zellstapels 2, während die Hochrichtung des Zellstapels 2 der Stapelrichtung, d.h. der Richtung, entlang der die einzelnen Schichten des Zellstapels 2 aneinander angrenzend angeordnet sind, entspricht.Cell stack 2 is in the 1 , as in the other drawings, shown in a simplified manner. This has plate-shaped electrodes and electrically insulating, plate-shaped separators in alternating sequence, which is not visible in the drawings. The electrodes are in turn arranged in the cell stack 2 alternately in designs and arrangements that correspond to the intended uses as anodes and cathodes (each related to discharging a battery 4 comprising the cell assembly 1). The plate-shaped electrodes and separators have large rectangular surfaces, which, in conjunction with the stacking, results in the cuboid shape of the cell stack 2. The large surfaces of the electrodes and separators run in the longitudinal direction and the transverse direction of the cell stack 2, while the vertical direction of the cell stack 2 corresponds to the stacking direction, i.e. the direction along which the individual layers of the cell stack 2 are arranged adjacent to one another.

Der Zellstapel 2 umfasst weiterhin eine Mehrzahl von Stromableitern 5, die jeweils elektrisch leitend mit einer der Elektroden verbunden sind. Die Stromableiter 5 können dabei mit den Elektroden integral ausgestaltet sein, indem jeweils ein flächiges Substrat aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise einer Metallfolie, in einem rechteckigen Abschnitt, der Teil der jeweiligen Elektrode ist, beidseitig mit einem anodisch oder kathodisch wirksamen Aktivmaterial beschichtet ist, während ein unbeschichteter Abschnitt des Substrats den zu der jeweiligen Elektrode gehörenden Stromableiter 5 darstellt. Die Stromableiter 5 sämtlicher der Elektroden, die als Anoden vorgesehen sind, sind an einer ersten der Stirnseiten des Zellstapels 2 und für eine elektrisch leitfähige Verbindung mit einem ersten Batteriepol, der in eine weitere Umhüllung und insbesondere ein Gehäuse 7 einer den Zellstapel umfassenden Batterie 4 (vgl. 6 und 7) integriert sein kann, vorgesehen. Die Stromableiter derjenigen Elektroden, die als Kathoden vorgesehen sind, sind an der zweiten der Stirnseiten des Zellstapels 2 angeordnet und für eine elektrisch leitfähige Verbindung mit einem ersten Batteriepol vorgesehen.The cell stack 2 further comprises a plurality of current conductors 5, each of which is electrically conductively connected to one of the electrodes. The current conductors 5 can be designed integrally with the electrodes in that a flat substrate made of an electrically conductive material, for example a metal foil, is coated on both sides with an anodically or cathodically active material in a rectangular section that is part of the respective electrode, while an uncoated section of the substrate represents the current conductor 5 belonging to the respective electrode. The current conductors 5 of all of the electrodes, which are provided as anodes, are on a first of the end faces of the cell stack 2 and for an electrically conductive connection to a first battery pole, which is in a further casing and in particular a housing 7 of a battery 4 comprising the cell stack (cf. 6 and 7 ) is provided. The current conductors of those electrodes which are provided as cathodes are arranged on the second of the end faces of the cell stack 2 and are provided for an electrically conductive connection to a first battery pole.

Die Umhüllung 3 umfasst zwei erste Umhüllungsteile 3a, die als starre Führungselemente ausgestaltet sind und hierfür schienenartige Gleitflächen 9 aufweisen, die für einen gleitenden Kontakt mit einer Innenseite der weiteren Umhüllung der Batterie 4 vorgesehen sind. Die Umhüllung 3 umfasst zudem zwei zweite Umhüllungsteile 3b, die in etwa rechteckige Folienabschnitte sind. Dabei sind Randabschnitte eines der zweiten Umhüllungsteile 3b stoffschlüssig mit jeweils einem der ersten Umhüllungsteile 3a verbunden, während der andere der zweiten Umhüllungsteile 3b randseitig lediglich mit einem der ersten Umhüllungsteile 3a stoffschlüssig verbunden ist. Zur Montage der Umhüllung 3 wird die Kombination der Umhüllungsteile 3a, 3b in einem ausgebreiteten Zustand auf einer Unterlage positioniert (vgl. 2) und anschließend der Zellstapel 2 mit einer seiner Längsseiten auf beispielsweise demjenigen der ersten Umhüllungsteile 3a, der beidseitig mit einem zweiten Umhüllungsteil 3b verbunden ist, abgelegt. Daraufhin wird der Zellstapel 2 mit den zweiten Umhüllungsteilen 3b und dem verbliebenen ersten Umhüllungsteil 3a umwickelt, wobei die folienartigen zweiten Umhüllungsteile 3b jeweils im Bereich der Längskanten um ca. 90° umgebogen. Durch das Umwickeln liegt jeweils einer der zweiten Umhüllungsteile 3b direkt an einer der Großseiten des Zellstapels 2 und der verbliebene erste Umhüllungsteil 3a an der zuvor noch frei liegenden Längsseite des Zellstapels 2 an.The casing 3 comprises two first casing parts 3a, which are designed as rigid guide elements made of are designed and have rail-like sliding surfaces 9 for this purpose, which are provided for sliding contact with an inner side of the further casing of the battery 4. The casing 3 also comprises two second casing parts 3b, which are approximately rectangular film sections. Edge sections of one of the second casing parts 3b are integrally connected to one of the first casing parts 3a, while the other of the second casing parts 3b is integrally connected at the edge to only one of the first casing parts 3a. To assemble the casing 3, the combination of the casing parts 3a, 3b is positioned in a spread-out state on a base (cf. 2 ) and then the cell stack 2 is placed with one of its long sides on, for example, that of the first covering parts 3a, which is connected on both sides to a second covering part 3b. The cell stack 2 is then wrapped with the second covering parts 3b and the remaining first covering part 3a, with the film-like second covering parts 3b each being bent by approximately 90° in the region of the long edges. As a result of the wrapping, one of the second covering parts 3b lies directly on one of the large sides of the cell stack 2 and the remaining first covering part 3a lies on the previously exposed long side of the cell stack 2.

Nach dem Umwickeln überlappt weiterhin ein Endabschnitt, der an dem freien, d.h. nicht mit einem der ersten Umhüllungsteile 3a verbundenen Ende des einen zweiten Umhüllungsteils 3b gelegen ist, einen Endabschnitt des direkt nur mit einem der zweite Umhüllungsteile 3b verbundenen ersten Umhüllungsteils 3a. Dabei ist keine direkte Verbindung zwischen diesen Endabschnitten ausgebildet. Eine Verbindung dieser Endabschnitte erfolgt vielmehr mittels mehrerer Verbindungselemente 6, die in Form von folienartigen, rechteckigen Klebestreifen ausgestaltet sind. Zusätzliche solcher Verbindungselemente 6 sind auch an den beiden Stirnseiten des Zellverbunds 1 vorgesehen, wobei diese zusätzlichen Verbindungselemente 6 jeweils einen Abschnitt eines der zweiten Umhüllungsteile 3b, der an einem Abschnitt der jeweils angrenzenden Stirnseite des Zellstapels 2 anliegt, mit dieser jeweiligen Stirnseite des Zellstapels 2 verbindet.After wrapping, an end section, which is located at the free end of the one second covering part 3b, i.e. the end not connected to one of the first covering parts 3a, overlaps an end section of the first covering part 3a, which is directly connected only to one of the second covering parts 3b. In this case, no direct connection is formed between these end sections. Instead, these end sections are connected by means of several connecting elements 6, which are designed in the form of film-like, rectangular adhesive strips. Additional such connecting elements 6 are also provided on the two end faces of the cell assembly 1, wherein these additional connecting elements 6 each connect a section of one of the second covering parts 3b, which rests on a section of the respective adjacent end face of the cell stack 2, to this respective end face of the cell stack 2.

Die Verbindungselemente 6 verhindern ein Lösen beziehungsweise ein Abwickeln der Umhüllung 3. Weiterhin ermöglichen diese eine Ausdehnung der Umhüllung 3 bezüglich der Wickelrichtung (d.h. der Umfangsrichtung bezüglich des Zellstapels 2, entlang der die Umhüllung 3 gewickelt wird), indem die Verbindungselemente 6 entsprechend dehnbar ausgestaltet sind. Die Umhüllung 3 selbst ist dagegen im Wesentlichen nicht dehnbar ausgestaltet. Dies gilt auch für die folienartigen zweiten Umhüllungsteile 3b, die aufgrund der geringen Folienstärke zwar biegsam sind und dadurch ein Wickeln der Umhüllung 3 ermöglichen, jedoch bei einer Zugbelastung entlang ihrer Großflächen eine nur geringe Dehnbarkeit aufweisen.The connecting elements 6 prevent the sheath 3 from coming loose or unwinding. They also allow the sheath 3 to expand in relation to the winding direction (i.e. the circumferential direction in relation to the cell stack 2, along which the sheath 3 is wound) in that the connecting elements 6 are designed to be stretchable. The sheath 3 itself, on the other hand, is essentially not designed to be stretchable. This also applies to the film-like second sheath parts 3b, which are flexible due to the low film thickness and thus enable the sheath 3 to be wound, but have only a low stretchability when subjected to a tensile load along their large surfaces.

Zu einer Ausdehnung des Zellstapels 2 und damit auch der diesen umgebenden Umhüllung 3 kommt es üblicherweise nach einem Einbringen des Zellverbunds 2 in ein Gehäuse 7 der Batterie 4 und, nachdem das Gehäuse 7 vollständig verschlossen wurde, nach einem Einbringen eines flüssigen Elektrolyten in das Gehäuse 7. Dazu kann das Gehäuse 7 eine entsprechende Einfüllöffnung (nicht dargestellt) aufweisen, die abschließend verschlossen wird, um ein insgesamt gasdichtes Gehäuse 7 zu erhalten. Die Einfüllöffnung kann in einer der Längsseiten des Gehäuses 7 angeordnet sein. Durchgangsöffnungen 8 in den ersten Umhüllungsteilen 3a ermöglichen dabei einen Übertritt des Elektrolyten, um ein vollständiges Tränken der Separatoren des Zellstapels 2 mit dem Elektrolyt zu ermöglichen.An expansion of the cell stack 2 and thus also of the casing 3 surrounding it usually occurs after the cell assembly 2 has been introduced into a housing 7 of the battery 4 and, after the housing 7 has been completely closed, after a liquid electrolyte has been introduced into the housing 7. For this purpose, the housing 7 can have a corresponding filling opening (not shown), which is then closed in order to obtain an overall gas-tight housing 7. The filling opening can be arranged in one of the long sides of the housing 7. Through openings 8 in the first casing parts 3a enable the electrolyte to pass over in order to enable the separators of the cell stack 2 to be completely saturated with the electrolyte.

Die Durchgangsöffnungen 8 der ersten Umhüllungsteile 3a können, wie dargestellt, durch Gitterstrukturen begrenzt sein. Diese Gitterstrukturen können eine höhere Stabilität der ersten Umhüllungsteile 3a im Vergleich zu entsprechend großen vollflächigen Durchgangsöffnungen bewirken. Durch das Tränken mit dem Elektrolyt quellen die Separatoren des Zellstapels 2 auf, womit eine relevante Vergrößerung des Zellstapels 2 insbesondere bezüglich der Stapelrichtung verbunden ist, wie dies in den 6 (Ausgangszustand) und 7 (ausgedehnter Zustand) vereinfacht dargestellt ist. Infolge der im Wesentlichen nicht dehnbaren Ausgestaltung der Umhüllung 3 selbst führt die Ausdehnung des Zellstapels 2 zu einer Relativbewegung (Verrutschen) zwischen der Außenseite des Zellstapels 2 und der Umhüllung 3, wobei infolge der Wicklung die größte Relativbewegung im Bereich des überlappenden und mittels der dehnbaren Verbindungselemente 6 gesicherten Endes des einen zweiten Umhüllungsteils 3b vorliegt.The through openings 8 of the first casing parts 3a can, as shown, be limited by grid structures. These grid structures can result in a higher stability of the first casing parts 3a compared to correspondingly large full-surface through openings. By impregnating them with the electrolyte, the separators of the cell stack 2 swell, which is associated with a relevant enlargement of the cell stack 2, in particular with regard to the stacking direction, as can be seen in the 6 (initial state) and 7 (expanded state) is shown in simplified form. Due to the essentially non-stretchable design of the casing 3 itself, the expansion of the cell stack 2 leads to a relative movement (slipping) between the outside of the cell stack 2 and the casing 3, whereby due to the winding the greatest relative movement occurs in the region of the overlapping end of the one second casing part 3b secured by means of the stretchable connecting elements 6.

Auf das Ausgestaltungsbeispiel der 1 bezogen verringert sich folglich durch das Ausdehnen des Zellstapels 2 die Größe der Überlappung zwischen den Endabschnitten der Umhüllung 3, wobei diese Überlappung im Ausgangszustand so groß gewählt ist, dass auch beim Erreichen der maximalen Ausdehnung des Zellstapels 2 die Umhüllung 3 den Zellstapel 2 bezüglich der Wickelrichtung noch vollumfänglich umgibt. Hierfür kann es sinnvoll sein, die Durchgangsöffnungen 8 nicht mittig bezüglich der Stapelrichtung beziehungsweise der Höhe des quaderförmigen Zellstapels 2 anzuordnen, wie dies in dem Ausgestaltungsbeispiel der 1 dargestellt ist, sondern derart versetzt, dass eine relativ große Fläche für die Überlappung der Endabschnitte zur Verfügung steht, ohne dass die Durchgangsöffnungen 8 verdeckt werden (vgl. 4).The design example of the 1 In this respect, the size of the overlap between the end sections of the casing 3 is reduced by the expansion of the cell stack 2, whereby this overlap is chosen to be so large in the initial state that even when the maximum expansion of the cell stack 2 is reached, the casing 3 still completely surrounds the cell stack 2 with respect to the winding direction. For this purpose, it may be useful not to arrange the through openings 8 centrally with respect to the stacking direction or the height of the cuboid cell stack 2, as is the case in the embodiment example of the 1 shown, but offset in such a way that a relatively large area for the overlap of the end sections to available without covering the through openings 8 (cf. 4 ).

Die in der 5 dargestellte Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Zellverbunds 1 unterscheidet sich von demjenigen gemäß den 1 bis 4 darin, dass anstelle mehrerer Verbindungselemente 6 in Form von rechteckigen Klebestreifen lediglich ein größeres Verbindungselement 6, das ebenfalls als selbstklebendes Folienelement ausgestaltet sein kann, vorgesehen ist, dass sich über die gesamte Länge des Zellstapels 2 erstreckt und dabei mit den zu verbindenden Endabschnitten der Umhüllung 3 stoffschlüssig verbunden ist. Dabei ist vorgesehen, dass die Endabschnitte selbst nicht überlappen sondern vielmehr mit einem definierten Abstand aneinander angrenzend angeordnet sind, wie dies auch in den 6 und 7 gezeigt ist. Alternativ kann jedoch auch bei dem Zellverbund 1 gemäß der 5 vorgesehen sein, dass die beiden Endabschnitte der Umhüllung 3 unverbunden überlappen.The 5 The embodiment of a cell composite 1 according to the invention shown in FIG. 1 differs from that according to the 1 to 4 in that instead of several connecting elements 6 in the form of rectangular adhesive strips, only one larger connecting element 6, which can also be designed as a self-adhesive film element, is provided, which extends over the entire length of the cell stack 2 and is thereby materially connected to the end sections of the casing 3 to be connected. It is provided that the end sections themselves do not overlap but rather are arranged adjacent to one another with a defined distance, as is also the case in the 6 and 7 Alternatively, however, the cell assembly 1 according to the 5 It should be provided that the two end sections of the casing 3 overlap without being connected.

Bei einem erfindungsgemäßen Zellverbund 1 können auch mehr als ein Paar von über mindestens ein Verbindungselement 6 zu verbindende Endabschnitte der Umhüllung 3 vorgesehen sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Umhüllung 3 zwei Teilumhüllungen umfasst, die jeweils ein erstes Umhüllungsteil 3a und ein zweites Umhüllungsteil 3b aufweisen. Paare von über Verbindungselemente 6 zu verbindende Endabschnitte können dann jeweils von dem ersten Umhüllungsteil 3a der einen Teilumhüllung und von dem zweiten Umhüllungsteil 3b der anderen Teilumhüllung gebildet sein.In a cell assembly 1 according to the invention, more than one pair of end sections of the casing 3 to be connected via at least one connecting element 6 can also be provided. For example, it can be provided that the casing 3 comprises two partial casings, each of which has a first casing part 3a and a second casing part 3b. Pairs of end sections to be connected via connecting elements 6 can then each be formed by the first casing part 3a of one partial casing and by the second casing part 3b of the other partial casing.

BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE SYMBOLS

11: ZellverbundCell network
22: ZellstapelCell stack
33: UmhüllungWrapping
3a3a: erster Umhüllungsteilfirst covering part
3b3b: zweiter Umhüllungsteilsecond covering part
44: Batteriebattery
55: StromableiterCurrent arrester
66: VerbindungselementConnecting element
77: GehäuseHousing
88th: DurchgangsöffnungPassage opening
99: GleitflächeSliding surface

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2018/0083306 A1 [0006]
EP 3130018 B1 [0006]
DE 102016206848 A1 [0007]

Claims

Cell assembly (1) for a battery (4), with a cell stack (2) comprising a plurality of electrodes and separators, and with a casing (3) which at least partially surrounds the cell stack (2), wherein the casing (3) is designed as a wrap, so that at least two end sections of the casing (3) overlap unconnected with respect to a winding direction or are arranged adjacent to one another, characterized in that the two end sections of the casing (3) are connected to one another by means of at least one connecting element (6) which is designed to be stretchable at least with respect to the winding direction.

Cell composite (1) according to Claim 1 , characterized in that the sheath (3) is designed to be less flexible than the at least one connecting element (6), at least with respect to the winding direction.

Cell composite (1) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the cell stack (2) is cuboid-shaped.

Cell composite (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the sheath (3) comprises at least a first sheath part (3a) which is designed to be rigid and at least a second sheath part (3b) which is designed to be flexible.

Cell composite (1) according to Claim 4 , characterized in that the at least one first covering part (3a) and the at least one second covering part (3b) each form one of the end sections of the covering (3).

Cell composite (1) according to Claim 3 and Claim 4 or 5 , characterized in that the at least one first covering part (3a) is arranged on one of the longitudinal sides of the cell stack (2).

Cell assembly (1) according to one of the Claims 4 until 6 , characterized in that the at least one second covering part (3b) is designed as a film.

Cell composite (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least the combination of the sheath (3) and the at least one connecting element (6) completely surrounds the cell stack (2) with respect to the winding direction.

Battery (4) with a cell assembly (1) according to one of the preceding claims, wherein the cell assembly (1) is completely surrounded by a further casing.

Battery (4) according to Claim 9 , characterized in that the further covering is a housing (7).