DE202017006038U1 - Button cell with winding composite body - Google Patents
Button cell with winding composite body Download PDFInfo
- Publication number
- DE202017006038U1 DE202017006038U1 DE202017006038.8U DE202017006038U DE202017006038U1 DE 202017006038 U1 DE202017006038 U1 DE 202017006038U1 DE 202017006038 U DE202017006038 U DE 202017006038U DE 202017006038 U1 DE202017006038 U1 DE 202017006038U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- housing
- folded
- shaped
- current collector
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 238000004804 winding Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 10
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 claims 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 14
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 7
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 3
- 239000011883 electrode binding agent Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 3
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001722 carbon compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 2
- 229910021450 lithium metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 2
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 2
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 2
- 125000002467 phosphate group Chemical class [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010707 LiFePO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 240000006240 Linum usitatissimum Species 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000011262 electrochemically active material Substances 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 1
- -1 lithium hexafluorophosphate Chemical compound 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000006262 metallic foam Substances 0.000 description 1
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002738 metalloids Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 1
- 229910000652 nickel hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005677 organic carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920001643 poly(ether ketone) Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0422—Cells or battery with cylindrical casing
- H01M10/0427—Button cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
- H01M50/538—Connection of several leads or tabs of wound or folded electrode stacks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
- H01M50/109—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure of button or coin shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
- H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Knopfzelle (100) mit den Merkmalena. Sie umfasst ein einen Innenraum (104) einschließendes, aus zwei metallischen Gehäuseteilen (101, 102) zusammengesetztes Gehäuse mit zwei kreisförmigen, voneinander beabstandeten und zueinander parallelen Gehäuseböden (101a, 102a) sowie einem die Gehäuseböden verbindenden ringförmigen Gehäusemantel (105),b. sie umfasst einen in dem Innenraum (104) angeordneten Wickel-Verbundkörper (106), der aus mindestens zwei spiralförmig um eine Wickelachse gewickelten Elektrodenbändern (107, 109) und mindestens einem um die Wickelachse herum spiralförmig gewickelten Separatorband (108) gebildet ist,c. der Wickel-Verbundkörper (106) weist eine durch eine erste kreisförmig umlaufende Kante (106c) begrenzte erste Stirnseite (106a), eine durch eine zweite kreisförmig umlaufende Kante (106d) begrenzte zweite Stirnseite (106b) sowie einen durch die erste und die zweite Kante begrenzten umlaufenden Mantel (106e) auf,d. die Stirnseiten (106a, 106b) werden von Längsrändern (108a, 108b) des mindestens einen Separatorbands (108) gebildet und weisen in Richtung der kreisrunden und zueinander parallelen Gehäuseböden (101a, 102a), so dass die Wickelachse senkrecht oder zumindest im Wesentlichen senkrecht zu den Gehäuseböden ausgerichtet ist,e. mindestens eines der Elektrodenbänder (107) ist eine positive Elektrode, die einen ersten bandförmigen Stromkollektor umfasst,f. mindestens eines der Elektrodenbänder (109) ist eine negative Elektrode, die einen zweiten bandförmigen Stromkollektor (110) umfasst, undg. der erste oder der zweite bandförmige Stromkollektor (110) ist in Längsrichtung unterteilt in einen mit Elektrodenmaterial bedeckten Masseabschnitt (111) und einen nicht mit Elektrodenmaterial bedeckten, endständigen Kontaktabschnitt (113),sowie den zusätzlichen Merkmalenh. der endständige Kontaktabschnitt (113) ist durch eine Faltung entlang einer in einem Winkel von 10° bis 80° zur Haupterstreckungsrichtung des bandförmigen Stromkollektors ausgerichteten Faltlinie (115) in einen umgefalteten, streifenförmigen Teilabschnitt (113b) und einen nicht umgefalteten Teilabschnitt (113a) unterteilt, undi. der umgefaltete streifenförmige Teilabschnitt (113b) ist über die erste oder die zweite Kante gebogen (106c) und umfasst einen umgebogenen Bereich (113d), der flach auf der von dieser Kante (106c) begrenzten Stirnseite (106a) aufliegt, undj. der umgebogene Bereich (113d) ist direkt oder indirekt mit einem der Gehäuseböden (102a) elektrisch verbunden.Button cell (100) with the featuresa. It comprises an inner space (104) enclosing, composed of two metallic housing parts (101, 102) housing with two circular, spaced apart and mutually parallel housing bases (101a, 102a) and an annular housing shell (105), connecting the housing bottoms, b. it comprises a winding composite body (106) arranged in the interior space (104), which is formed from at least two electrode strips (107, 109) spirally wound about a winding axis and at least one separator strip (108) spirally wound around the winding axis, c. the winding composite body (106) has a first end face (106a) delimited by a first circular peripheral edge (106c), a second end face (106b) bounded by a second circular peripheral edge (106d) and one through the first and second edges limited circumferential coat (106e) on, d. the end faces (106a, 106b) are formed by longitudinal edges (108a, 108b) of the at least one separator strip (108) and point in the direction of the circular and mutually parallel housing bottoms (101a, 102a), so that the winding axis is perpendicular or at least substantially perpendicular to aligned with the case bottoms, e. at least one of the electrode bands (107) is a positive electrode comprising a first band-shaped current collector, f. at least one of the electrode bands (109) is a negative electrode comprising a second band-shaped current collector (110), and g. the first or the second belt-shaped current collector (110) is divided longitudinally into a mass portion (111) covered with electrode material and a terminal contact portion (113) not covered with electrode material, and the additional features h. the terminal contact section (113) is subdivided into a folded, strip-shaped partial section (113b) and an unfolded partial section (113a) by a fold along a fold line (115) aligned at an angle of 10 ° to 80 ° to the main extension direction of the band-shaped current collector, andi. the folded strip-shaped section (113b) is bent over the first or the second edge (106c) and comprises a bent portion (113d) lying flat on the end face (106a) bounded by this edge (106c), andj. the bent portion (113d) is directly or indirectly electrically connected to one of the housing bottoms (102a).
Description
Die nachfolgend beschriebene Erfindung betrifft eine Knopfzelle, die ein einen Innenraum einschließendes, aus zwei metallischen Gehäuseteilen zusammengesetztes Gehäuse mit zwei kreisförmigen, voneinander beabstandeten und zueinander parallelen Gehäuseböden sowie einem die Gehäuseböden verbindenden ringförmigen Gehäusemantel umfasst, wobei in dem Innenraum ein Wickel-Verbundkörper angeordnet ist, der aus mindestens zwei spiralförmig um eine Wickelachse gewickelten Elektrodenbändern und mindestens einem um die Wickelachse herum spiralförmig gewickelten Separatorband gebildet ist.The invention described below relates to a button cell comprising a housing enclosing an interior, composed of two metallic housing parts housing with two circular, spaced and mutually parallel housing bottoms and an annular housing shell connecting the housing bottoms, wherein in the interior of a wound composite body is arranged, which is formed from at least two electrode strips spirally wound around a winding axis and at least one separator belt spirally wound around the winding axis.
Knopfzellen weisen meist ein zylindrisches Gehäuse auf, dessen Höhe gleich seinem Durchmesser oder kleiner als dieser ist. In dem Gehäuse können sehr unterschiedliche elektrochemische Systeme enthalten sein. Sehr verbreitet sind Zellen auf Basis von Zink/Luft, Zink/MnO2 und Nickel/Zink. Auch sekundäre (wiederaufladbare) Systeme sind sehr verbreitet. Beispiele hierfür sind Nickel/Metallhydrid-Zellen, Nickel/Cadmium-Zellen und Lithium-Ionen-Zellen.Button cells usually have a cylindrical housing whose height is equal to or smaller than its diameter. The housing may contain very different electrochemical systems. Very common are cells based on zinc / air, zinc / MnO 2 and nickel / zinc. Secondary (rechargeable) systems are very common. Examples include nickel / metal hydride cells, nickel / cadmium cells and lithium-ion cells.
Das Gehäuse von Knopfzellen besteht klassisch in aller Regel aus zwei festen, meist metallischen Gehäuseteilen, zwischen denen eine elektrisch isolierende Dichtung angeordnet ist. Eines der Gehäuseteile steht in elektrischer Verbindung mit der positiven Elektrode und ist entsprechend positiv gepolt. Das andere steht in elektrischer Verbindung mit der negativen Elektrode und ist entsprechend negativ gepolt. Die Dichtung soll einen elektrischen Kontakt zwischen den entgegengesetzt gepolten Gehäuseteilen unterbinden. Darüber hinaus soll sie einem Entweichen und auch einem Eindringen von Flüssigkeit, Feuchtigkeit oder Gasen aus dem oder in das Gehäuse entgegenwirken.The housing of button cells is classically usually two solid, usually metallic housing parts, between which an electrically insulating seal is arranged. One of the housing parts is in electrical connection with the positive electrode and is correspondingly positively poled. The other is in electrical connection with the negative electrode and is correspondingly negatively polarized. The seal should prevent electrical contact between the oppositely polarized housing parts. In addition, it should counteract the escape and also penetration of liquid, moisture or gases from or into the housing.
Lithium-Ionen-Zellen können sehr hohe Energiedichten erreichen. Zellen auf Lithium-Ionen-Basis enthalten in einigen Fällen einen Verbundkörper in Form eines Zellenstapels (stack), der aus mehreren Einzelzellen besteht. Meist enthalten die Zellen aber einen gewickelten Verbundkörper (kurz: Wickel-Verbundkörper), bei dem es sich in der Regel um eine Einzelzelle in gewickelter Form handelt.Lithium-ion cells can reach very high energy densities. Lithium ion-based cells, in some cases, contain a composite in the form of a stack of cells consisting of several single cells. However, most of the cells contain a wound composite body (short: wound composite body), which is usually a single cell in a wound form.
Knopfzellen mit Wickel-Verbundkörpern auf Lithium-Ionen-Basis sind beispielsweise in der
In der Regel umfasst ein Wickel-Verbundkörper die Sequenz positive Elektrode / Separator / negative Elektrode. Häufig werden Wickel-Verbundkörper als sogenannte Bizellen mit den möglichen Sequenzen negative Elektrode / Separator / positive Elektrode / Separator / negative Elektrode oder positive Elektrode / Separator / negative Elektrode / Separator / positive Elektrode hergestellt.As a rule, a wound composite body comprises the sequence positive electrode / separator / negative electrode. Frequently, composite wound bodies are produced as so-called bicellas with the possible negative electrode / separator / positive electrode / separator / negative electrode or positive electrode / separator / negative electrode / separator / positive electrode sequences.
Die Elektroden in Wickel-Verbundkörpern umfassen üblicherweise jeweils einen metallischen Stromkollektor sowie elektrochemisch aktive Komponenten (oft auch als Aktivmaterialien bezeichnet) und elektrochemisch inaktive Komponenten.The electrodes in wound composites usually each comprise a metallic current collector and electrochemically active components (often referred to as active materials) and electrochemically inactive components.
Die Stromkollektoren dienen dazu, die elektrochemisch aktiven Komponenten möglichst großflächig elektrisch zu kontaktieren. Sie bestehen üblicherweise aus bandförmigen, flächigen Metallsubstraten, beispielsweise aus Metallfolien oder aus einem Metallschaum oder aus einem metallisierten Vlies.The current collectors serve to contact the electrochemically active components as large as possible electrically. They usually consist of band-shaped, flat metal substrates, for example of metal foils or of a metal foam or of a metallized nonwoven.
Als Aktivmaterialien kommen für sekundäre Lithium-Ionen-Systeme sämtliche Materialien in Frage, die Lithium-Ionen aufnehmen und wieder abgeben können. Stand der Technik sind diesbezüglich für die negative Elektrode sekundärer Lithium-Ionen-Systeme insbesondere Materialien auf Kohlenstoffbasis wie graphitischer Kohlenstoff oder zur Interkalation von Lithium befähigte nichtgraphitische Kohlenstoffmaterialien. Für die positive Elektrode sekundärer Lithium-Ionen-Systeme kommen beispielsweise Lithium-Metalloxid-Verbindungen und Lithium-Metallphosphat-Verbindungen wie LiCoO2 und LiFePO4 in Frage.As the active materials for secondary lithium-ion systems, all materials in question, which can absorb lithium ions and release again. The prior art in this regard for the negative electrode secondary lithium-ion systems, in particular carbon-based materials such as graphitic carbon or non-graphitic carbon materials capable of intercalation of lithium. For the positive electrode secondary lithium-ion systems, for example, lithium metal oxide compounds and lithium metal phosphate compounds such as LiCoO 2 and LiFePO 4 in question.
Als elektrochemisch inaktive Komponenten sind an erster Stelle Elektrodenbinder und Leitmittel zu nennen. Die Elektrodenbinder gewährleisten die mechanische Stabilität der Elektroden und sorgen für die Kontaktierung der Partikel aus elektrochemisch aktivem Material untereinander sowie zum Stromkollektor. Leitmittel wie Ruß dienen dazu, die elektrische Leitfähigkeit der Elektroden zu erhöhen.Electrochemically inactive components are first and foremost electrode binders and conductive agents. The electrode binders ensure the mechanical stability of the electrodes and ensure contact between the particles of electrochemically active material with each other and with the current collector. Conductive agents, such as carbon black, serve to increase the electrical conductivity of the electrodes.
Als Separatoren kommen für die genannten Verbundkörper insbesondere Bänder aus porösen Kunststofffolien in Frage, beispielsweise aus einem Polyolefin oder aus einem Polyetherketon. Auch Vliese und Gewebe aus diesen Materialien können zum Einsatz kommen.Suitable separators for the abovementioned composite bodies are in particular strips of porous plastic films, for example of a polyolefin or of a polyether ketone. Nonwovens and fabrics made from these materials can also be used.
Zur Herstellung von positiven und negativen Elektroden für Wickel-Verbundkörper werden üblicherweise Pasten umfassend die jeweiligen Aktivmaterialien sowie einen Elektrodenbinder und gegebenenfalls ein Leitmittel in Form dünner Schichten auf die bandförmigen Stromkollektoren aufgebracht, getrocknet und in die gewünschte Form gebracht. Üblicherweise werden die Schichten nach dem Trocknen gewalzt und gepresst. Bei intermittierendem Auftrag werden die Stromkollektoren nur abschnittweise beschichtet. Es resultieren dann bandförmige Stromkollektoren, die in Längsrichtung in mit Elektrodenmaterial bedeckte Masseabschnitte und dazwischen angeordnete, nicht mit Elektrodenmaterial bedeckten Abschnitte unterteilt sind. Zur Bildung von einzelnen Elektrodenbändern können die nur abschnittweise beschichteten Stromkollektoren beispielsweise mittels eines Schneid- oder Stanzwerkzeugs im Bereich der nicht mit Elektrodenmaterial bedeckten Abschnitte zertrennt werden.For the production of positive and negative electrodes for winding composite bodies are usually pastes comprising the respective Applied active materials and an electrode binder and optionally a conductive agent in the form of thin layers on the band-shaped current collectors, dried and brought into the desired shape. Usually, after drying, the layers are rolled and pressed. For intermittent application, the current collectors are only partially coated. The result then band-shaped current collectors, which are divided in the longitudinal direction in electrode material covered with mass portions and interposed, not covered with electrode material sections. In order to form individual electrode strips, the current collectors coated only in sections may be cut, for example, by means of a cutting or punching tool in the region of the sections not covered with electrode material.
Es ist grundsätzlich möglich, in einem ersten Schritt so gebildete positive und negative Elektrodenbänder miteinander sowie mit einem oder mehreren Separatorbändern zu einer bandförmigen Einzelzelle zu kombinieren, beispielsweise indem die Elektroden auf gegenüberliegende Seiten eines Separatorbands laminiert werden, und anschließend in einem zweiten Schritt die bandförmige Einzelzelle durch Wickeln zu einem Wickel-Verbundkörper zu verarbeiten.It is basically possible to combine positive and negative electrode bands thus formed in a first step with one another and with one or more separator tapes to form a band-shaped single cell, for example by laminating the electrodes on opposite sides of a separator band, and then in a second step the band-shaped single cell by winding to form a wound composite body.
Häufig ist es allerdings vorteilhafter, die nur abschnittweise beschichteten Stromkollektoren zusammen mit einem oder mehreren Separatorbändern einer Wickelvorrichtung zuzuführen und in dieser in einem Schritt den Wickel-Verbundkörper unmittelbar aus den einzelnen Bändern herzustellen. Hierzu werden die Bänder üblicherweise auf einen Wickeldorn oder einen Wickelkern aufgewickelt, wobei darauf zu achten ist, dass innerhalb des Wickels mit Elektrodenmaterial bedeckte Masseabschnitte überlappen. Der Wickelvorgang wird jeweils abgebrochen, wenn ein nicht mit Elektrodenmaterial bedeckter Abschnitt erreicht wird. Dieser wird dann durchtrennt, wodurch der gebildete Wickel-Verbundkörper von nachfolgenden, noch nicht gewickelten Abschnitten des intermittierend beschichteten Stromkollektors abgeschnitten wird. Im Ergebnis resultiert ein Wickel-Verbundkörper mit gewickelten Elektrodenbändern, von denen jedes mindestens einen nicht mit Elektrodenmaterial bedeckten, endständigen Kontaktabschnitt aufweist.Often, however, it is more advantageous to supply the only partially coated current collectors together with one or more separator tapes to a winding device and to produce the wound composite body directly from the individual tapes in one step. For this purpose, the tapes are usually wound on a winding mandrel or a winding core, wherein care must be taken that overlap within the coil with electrode material covered mass sections. The winding process is interrupted each time a section not covered with electrode material is reached. This is then cut through, whereby the formed winding composite body is cut off from subsequent, not yet wound sections of the intermittently coated current collector. The result is a wound composite having wound electrode tapes, each having at least one terminal contact portion not covered with electrode material.
Die endständigen Kontaktabschnitte dienen dazu, einen elektrischen Kontakt zwischen den Elektroden und den erwähnten Gehäuseteilen herzustellen. Positive Elektrodenbänder sind mit einem der eingangs erwähnten zwei Gehäuseteile einer Knopfzelle elektrisch zu verbinden, negative Elektrodenbänder mit dem anderen der zwei Gehäuseteile. Die Gehäuseteile einer Knopfzelle weisen in der Regel jeweils einen kreisrunden Boden auf. In den meisten Fällen ist es bevorzugt, die Kontaktabschnitte mit diesen kreisrunden Böden zu kontaktieren.The terminal contact portions serve to establish an electrical contact between the electrodes and the housing parts mentioned. Positive electrode bands are to be electrically connected to one of the above-mentioned two housing parts of a button cell, negative electrode bands to the other of the two housing parts. The housing parts of a button cell generally have a circular bottom in each case. In most cases, it is preferable to contact the contact portions with these circular bottoms.
Aus der
Nachteilhaft ist bei dieser Vorgehensweise insbesondere der erhöhte Aufwand für das Anschweißen des Ableiters an den massefreien Kontaktabschnitt.A disadvantage of this approach, in particular the increased cost of welding the arrester to the ground contact section.
Aus der
Nachteilhaft sind bei dieser Vorgehensweise insbesondere der erhöhte Aufwand für das Ausschneiden der Ableiterfahnen und der dabei in nicht unerheblicher Menge anfallende Schnittabfall.A disadvantage of this approach, in particular the increased cost of cutting the Ableiterfahnen and thereby incurred in not insignificant amount of cut waste.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Lösung zur elektrischen Kontaktierung der Elektrodenbänder eines in einem Knopfzellengehäuse angeordneten Wickel-Verbundkörpers der oben beschriebenen Art bereitzustellen.It is an object of the present invention to provide an improved solution for electrically contacting the electrode bands of a winding composite body of the type described above, which is arranged in a button cell housing.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Knopfzelle mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.To solve this problem, the invention proposes a button cell with the features mentioned in claim 1. Further developments of the invention are the subject of dependent claims.
Eine erfindungsgemäße Knopfzelle weist wie die eingangs beschriebenen Knopfzellen ein Gehäuse und einen darin angeordneten Wickel-Verbundkörper auf. Sie zeichnet sich durch die folgenden Merkmale aus:
- - Sie umfasst ein einen Innenraum einschließendes, aus zwei metallischen Gehäuseteilen zusammengesetztes Gehäuse mit zwei kreisförmigen, voneinander beabstandeten und zueinander parallelen Gehäuseböden sowie einem die Gehäuseböden verbindenden ringförmigen Gehäusemantel.
- - Sie umfasst einen in dem Innenraum angeordneten Wickel-Verbundkörper, der aus mindestens zwei spiralförmig um eine Wickelachse herum gewickelten Elektrodenbändern und mindestens einem um die Wickelachse herum spiralförmig gewickelten Separatorband gebildet ist.
- - Der Wickel-Verbundkörper weist eine durch eine erste kreisförmig umlaufende Kante begrenzte erste Stirnseite, eine durch eine zweite kreisförmig umlaufende Kante begrenzte zweite Stirnseite sowie einen durch die erste und die zweite Kante begrenzten umlaufenden Mantel auf.
- - Die Stirnseiten werden von Längsrändern des mindestens einen Separatorbands gebildet und weisen in Richtung der kreisrunden und zueinander parallelen Gehäuseböden, so dass die Wickelachse senkrecht oder zumindest im Wesentlichen senkrecht zu den Gehäuseböden ausgerichtet ist.
- - Mindestens eines der Elektrodenbänder ist eine positive Elektrode, die einen ersten bandförmigen Stromkollektor umfasst.
- - Mindestens eines der Elektrodenbänder ist eine negative Elektrode, die einen zweiten bandförmigen Stromkollektor umfasst.
- - Der erste und/oder der zweite bandförmige Stromkollektor sind in Längsrichtung unterteilt in einen - bevorzugt beidseitig - mit Elektrodenmaterial bedeckten Masseabschnitt und mindestens einen nicht mit Elektrodenmaterial bedeckten, endständigen Kontaktabschnitt.
- - It comprises an enclosing an interior, composed of two metallic housing parts housing with two circular, spaced-apart and mutually parallel housing bottoms and an annular housing shell connecting the housing bottoms.
- It comprises a winding composite body arranged in the interior, which is formed from at least two electrode strips spirally wound around a winding axis and at least one separator strip spirally wound around the winding axis.
- The winding composite body has a first end face delimited by a first circular peripheral edge, a second end face delimited by a second circular peripheral edge, and a peripheral jacket bounded by the first and the second edge.
- - The end faces are formed by longitudinal edges of the at least one Separatorbands and point in the direction of the circular and mutually parallel housing bottoms, so that the winding axis is aligned perpendicular or at least substantially perpendicular to the housing bases.
- At least one of the electrode bands is a positive electrode comprising a first band-shaped current collector.
- - At least one of the electrode bands is a negative electrode comprising a second band-shaped current collector.
- - The first and / or the second band-shaped current collector are divided in the longitudinal direction in a - preferably on both sides - covered with electrode material mass portion and at least one not covered with electrode material, terminal contact portion.
Das Gehäuse und die Gehäuseteile der erfindungsgemäßen Knopfzelle können beispielsweise wie die der in den
Die Gehäuseteile sind bevorzugt becherförmig ausgebildet. Neben den erwähnten Böden weisen sie bevorzugt jeweils noch einen hohlzylindrischen Mantelbereich auf.The housing parts are preferably cup-shaped. In addition to the mentioned soils, they preferably each still have a hollow-cylindrical shell region.
Zwischen den zwei metallischen Gehäuseteilen ist üblicherweise eine ringförmige Dichtung aus Kunststoff angeordnet, welche die Gehäuseteile elektrisch gegeneinander isoliert. Darüber hinaus soll die Dichtung einen flüssigkeitsdichten Verschluss der Zellen gewährleisten.Between the two metallic housing parts usually an annular seal made of plastic is arranged, which electrically isolates the housing parts against each other. In addition, the seal should ensure a liquid-tight closure of the cells.
Die Gehäusehalbteile können beispielsweise aus vernickeltem Stahl oder Blech bestehen. Weiterhin kommt als metallischer Werkstoff auch Trimetall in Frage, beispielsweise mit der Abfolge Nickel, Stahl (oder Edelstahl) und Kupfer. Es ist auch denkbar, dass ein Gehäuseteil aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet ist während das andere aus Stahl oder aus Trimetall besteht.The Gehäusehalbteile may for example consist of nickel-plated steel or sheet metal. Also suitable as a metallic material is trimetal, for example nickel, steel (or stainless steel) and copper. It is also conceivable that a housing part made of aluminum or an aluminum alloy is formed while the other consists of steel or trimetal.
Der in dem Innenraum angeordnete Wickel-Verbundkörper unterscheidet sich in seinem Grundaufbau nicht von aus dem Stand der Technik bekannten Wickelkörpern. Er besteht wie die eingangs beschriebenen Wickel-Verbundkörper aus Elektrodenbändern und mindestens einem bandförmigen Separator und kann eine zylindrische oder hohlzylindrische Geometrie wie etwa der in den
Die Herstellung des Wickel-Verbundkörpers kann gemäß der eingangs beschriebenen Vorgehensweise erfolgen. Während des Wickelvorgangs definieren in diesem Fall der erwähnte Wickeldorn oder der Wickelkern die Wickelachse, um die herum die Elektrodenbänder und das mindestens eine Separatorband spiralförmig gewickelt werden.The production of the wound composite body can be carried out according to the procedure described above. In this case, during the winding process, the aforementioned winding mandrel or the winding core define the winding axis around which the electrode tapes and the at least one separator tape are spirally wound.
Innerhalb des Wickel-Verbundkörpers kann sich ein axial ausgerichteter Hohlraum befinden. Der Hohlraum kann sich beispielsweise aus dem Abziehen des Wickels von dem Wickeldorn ergeben. Gegebenenfalls ist er mit einem Wickelkern befüllt.Within the wound composite, an axially aligned cavity may be located. The cavity may result, for example, from the removal of the roll from the winding mandrel. If necessary, it is filled with a winding core.
Bevorzugt weist das bei der Herstellung des Wickel-Verbundkörpers verwendete mindestens eine Separatorband eine größere Breite als die verwendeten Elektrodenbänder auf. Die Elektrodenbänder und das mindestens eine Separatorband werden bevorzugt derart miteinander kombiniert, dass die Längsränder des mindestens einen Separatorbands nach dem Wickelvorgang axial aus dem gebildeten Wickel herausstehen und so die Stirnseiten des Wickel-Verbundkörpers bilden können.Preferably, the at least one separator strip used in the production of the wound composite has a greater width than the electrode strips used. The electrode strips and the at least one separator strip are preferably combined with one another in such a way that the longitudinal edges of the at least one separator strip protrude axially out of the formed coil after the winding process and can thus form the end faces of the wound composite body.
Innerhalb des Gehäuses der erfindungsgemäßen Knopfzelle können eine der Stirnseiten des Wickel-Verbundkörpers oder auch beide an die Gehäuseböden der zwei metallischen Gehäuseteile stoßen. Die eine oder beide Stirnseiten sind dann parallel zu den Gehäuseböden ausgerichtet.Within the housing of the button cell according to the invention, one of the end faces of the wound composite body or both may abut the housing bottoms of the two metallic housing parts. The one or both end faces are then aligned parallel to the housing bases.
Bevorzugt ist zwischen den Gehäuseböden und den Stirnseiten jeweils ein Isolierelement, beispielsweise in Form von auf die Gehäuseböden geklebten Kunststofffolien, angeordnet. Dieses soll einer elektrischen Verbindung entgegengesetzt polarisierter Elektroden über die metallischen Gehäuseböden vorbeugen. Bei zu geringem stirnseitigen Überstand der Längsränder des mindestens einen Separatorbands ist diese Gefahr durchaus gegeben. In each case, an insulating element, for example in the form of plastic films bonded to the housing bottoms, is preferably arranged between the housing bottoms and the end faces. This is intended to prevent an electrical connection of oppositely polarized electrodes via the metallic housing bottoms. If the front projection of the longitudinal edges of the at least one separator belt is too small, this danger is certainly present.
Als Separatorband wird vorzugsweise das eingangs erwähnte Band aus einer poröse Kunststofffolie oder einem Vlies oder einem Gewebe verwendet, beispielsweise aus einem der eingangs erwähnten Kunststoffmaterialien.The separator belt used is preferably the band of a porous plastic film or a nonwoven or a woven fabric mentioned at the beginning, for example one of the plastic materials mentioned in the introduction.
Bevorzugt ist mindestens eine der den Wickel-Verbundkörper bildenden Elektroden eine Lithium interkalierende Elektrode. Mit anderen Worten, bei der erfindungsgemäßen Knopfzelle handelt es sich bevorzugt um eine Lithium-Ionen-Knopfzelle.Preferably, at least one of the electrodes forming the wound composite is a lithium intercalating electrode. In other words, the button cell according to the invention is preferably a lithium-ion button cell.
Besonders bevorzugt umfasst die erfindungsgemäße Knopfzelle eine positive Elektrode, die eine Metallverbindung umfasst, die Lithium in Form von Ionen reversibel ein- und auszulagern vermag. Als Metallverbindung kommen für die positive Elektrode beispielsweise die eingangs erwähnten, für sekundäre Lithium-Ionen-Systeme bekannten Lithium-Metalloxid-Verbindungen und Lithium-Metallphosphat-Verbindungen in Frage.The button cell according to the invention particularly preferably comprises a positive electrode which comprises a metal compound which is capable of reversibly introducing and removing lithium in the form of ions. As a metal compound for the positive electrode, for example, the above-mentioned, known for secondary lithium-ion systems lithium metal oxide compounds and lithium metal phosphate compounds in question.
Die negative Elektrode einer erfindungsgemäßen Knopfzelle enthält in aller Regel eine Kohlenstoffverbindung und/oder ein Metall, welches mit Lithium legierbar ist, und/oder ein Halbmetall, welches mit Lithium legierbar ist. Auch Komposite aus der Kohlenstoffverbindung und dem Metall und/oder Halbmetall können zum Einsatz kommen.The negative electrode of a button cell according to the invention usually contains a carbon compound and / or a metal which can be alloyed with lithium, and / or a semimetal alloyable with lithium. Composites of the carbon compound and the metal and / or metalloid can also be used.
Die Elektroden einer erfindungsgemäßen Knopfzelle sind in der Regel mit einem flüssigen Elektrolyten getränkt. Im Falle einer Lithium-Ionen-Knopfzelle handelt es sich hierbei um mindestens ein Lithium-Salz. Hierfür kommt im Grunde jedes Lithium-Salz in Frage, das aus dem Stand der Technik für Lithium-Ionen-Zellen bekannt ist. Ein prominentes Beispiel hierfür ist Lithiumhexafluorophosphat (LiPF6). Gelöst ist das Salz in der Regel in einer Mischung aus organischen Carbonaten.The electrodes of a button cell according to the invention are usually soaked with a liquid electrolyte. In the case of a lithium-ion button cell, this is at least one lithium salt. For this purpose, basically any lithium salt in question, which is known from the prior art for lithium-ion cells. A prominent example of this is lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ). The salt is usually dissolved in a mixture of organic carbonates.
Bei den Stromkollektoren handelt es sich bevorzugt um bandförmige Folien, Netze, Gitter, Schäume, Vliese oder sonstige textile Gebilde aus einem Metall oder einer Metalllegierung. Der erste bandförmige Stromkollektor besteht, wenn es sich bei der erfindungsgemäßen Knopfzelle um eine Lithium-Ionen-Knopfzelle handelt, bevorzugt aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung. Der zweite bandförmige Stromkollektor besteht, wenn es sich bei der erfindungsgemäßen Knopfzelle um eine Lithium-Ionen-Knopfzelle handelt, bevorzugt aus Nickel oder Kupfer oder aus einer Legierung eines dieser Metalle.The current collectors are preferably band-shaped films, nets, lattices, foams, nonwovens or other textile structures of a metal or a metal alloy. The first belt-shaped current collector, if the button cell according to the invention is a lithium-ion coin cell, is preferably made of aluminum or of an aluminum alloy. If the button cell according to the invention is a lithium-ion button cell, the second band-shaped current collector is preferably made of nickel or copper or of an alloy of one of these metals.
Die Unterteilung des ersten und/oder des zweiten bandförmigen Stromkollektors in Längsrichtung in den mit Elektrodenmaterial bedeckten Masseabschnitt und den mindestens einen nicht mit Elektrodenmaterial bedeckten, endständigen Kontaktabschnitt ist bevorzugt Ergebnis eines intermittierenden Auftrags von Elektrodenmaterial auf den jeweiligen Stromkollektor oder die Stromkollektoren. In besonders bevorzugten Ausführungsformen sind sowohl der erste als auch der zweite bandförmige Stromkollektor in Längsrichtung in den mit Elektrodenmaterial bedeckten Masseabschnitt und den mindestens einen nicht mit Elektrodenmaterial bedeckten, endständigen Kontaktabschnitt unterteilt. In weiteren besonders bevorzugten Ausführungsformen umfassen der erste und/oder der zweite Stromkollektor jeweils zwei endständige, nicht mit Elektrodenmaterial bedeckte Kontaktabschnitte, zwischen denen dann jeweils ein mit Elektrodenmaterial bedeckter Masseabschnitt angeordnet ist.The division of the first and / or the second ribbon-shaped current collector in the longitudinal direction into the electrode material covered mass portion and the at least one non-electrode material covered, terminal contact portion is preferably result of an intermittent application of electrode material on the respective current collector or the current collectors. In particularly preferred embodiments, both the first and the second band-shaped current collector are divided longitudinally into the mass portion covered with electrode material and the at least one terminal contact portion not covered with electrode material. In further particularly preferred embodiments, the first and / or the second current collector each comprise two terminal, not covered with electrode material contact portions between which then each one covered with electrode material mass portion is arranged.
Im Unterschied zu aus dem Stand der Technik bekannten Knopfzellen zeichnet sich die erfindungsgemäße Knopfzelle durch eine Kombination der folgenden Merkmale aus:
- - Mindestens einer der endständigen Kontaktabschnitte ist durch eine Faltung entlang einer in einem Winkel von 10° bis 80° zur Haupterstreckungsrichtung des bandförmigen Stromkollektors ausgerichteten Faltlinie in einen umgefalteten, streifenförmigen Teilabschnitt und einen nicht umgefalteten Teilabschnitt unterteilt,
- - der umgefaltete streifenförmige Teilabschnitt ist über die erste oder die zweite Kante gebogen und umfasst einen umgebogenen Bereich, der flach auf der von dieser Kante begrenzten Stirnseite aufliegt, und
- - der umgebogene Bereich ist direkt oder indirekt mit einem der Gehäuseböden elektrisch verbunden.
- - At least one of the terminal contact portions is divided by a fold along an aligned at an angle of 10 ° to 80 ° to the main extension direction of the band-shaped current collector fold line in a folded, strip-shaped section and an unfolded section,
- - The folded strip-shaped portion is bent over the first or the second edge and includes a bent portion which rests flat on the limited of this edge end face, and
- - The bent portion is directly or indirectly electrically connected to one of the housing bases.
Die Faltung ermöglicht in Kombination mit der Biegung auf einfache und elegante Weise, dass der Kontaktabschnitt unmittelbar zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einem der Gehäuseböden verwendet werden kann, ohne dass es der Anschweißung eines separaten Ableiters bedarf, wie es aus der
In bevorzugten Ausführungsformen ist die Ausrichtung der Faltlinie derart gewählt, dass der umgebogene Bereich des umgefalteten streifenförmigen Teilabschnitts das Zentrum der Stirnseite, auf der der umgebogene Bereich aufliegt, überdeckt. Dies kann vorteilhaft sein, da sich hier die elektrische Verbindung zu einem der Gehäuseböden besonders gut realisieren lässt. Der erforderliche Winkel, in dem die Faltlinie zur Haupterstreckungsrichtung des bandförmigen Stromkollektors auszurichten ist, hängt vom Verhältnis der Höhe des Wickel-Verbundkörpers zu seinem Durchmesser ab. In preferred embodiments, the orientation of the fold line is selected such that the bent-over region of the folded-over strip-shaped partial section covers the center of the front side on which the bent-over region rests. This can be advantageous since the electrical connection to one of the housing bases can be realized particularly well here. The required angle at which the fold line is to be aligned with the main extension direction of the band-shaped current collector depends on the ratio of the height of the wound composite body to its diameter.
Idealerweise ist die Faltlinie derart ausgerichtet, dass für den umgefalteten streifenförmigen Teilabschnitt eine Haupterstreckungsrichtung parallel zu der Wickelachse resultiert. Dies ist dann der Fall, wenn die Faltung entlang einer in einem Winkel von 45° zur Haupterstreckungsrichtung des bandförmigen Stromkollektors ausgerichteten Faltlinie vorgenommen wird.Ideally, the fold line is oriented such that for the folded strip-shaped section a main direction of extension results parallel to the winding axis. This is the case when the fold is made along a fold line oriented at an angle of 45 ° to the main extension direction of the band-shaped current collector.
Bevorzugt liegt der Winkel, in dem die Faltlinie zur Haupterstreckungsrichtung des bandförmigen Strom kollektors ausgerichtet ist, im Bereich von 30° bis 60°.Preferably, the angle at which the fold line is aligned to the main extension direction of the band-shaped current collector, in the range of 30 ° to 60 °.
Zur Klarstellung: Unter der Haupterstreckungsrichtung des bandförmigen Stromkollektors und des umgefalteten streifenförmigen Teilabschnitts ist jeweils die Richtung zu verstehen, in der der Stromkollektor und der Teilabschnitt im flach ausgebreiteten Zustand (d. h. vor der Faltung des Stromkollektors und vor der Biegung des streifenförmigen Teilabschnitts über die erste oder die zweite Kante) seine größte Ausdehnung besitzt.For clarification: The main direction of extension of the band-shaped current collector and the folded-over strip-shaped section is to be understood in each case as the direction in which the current collector and the section are in the flat spread state (ie prior to the folding of the current collector and before the bending of the strip-shaped section via the first or the second section) the second edge) has its greatest extent.
In bevorzugten Ausführungsformen bildet der nicht umgefaltete Teilabschnitt des Kontaktbereichs eine außenliegende Windung oder zumindest einen Teilabschnitt einer außenliegenden Windung des Wickel-Verbundkörpers.In preferred embodiments, the unfolded portion of the contact region forms an outer turn or at least a portion of an outer turn of the wound composite.
Aus der Faltung resultiert in aller Regel ein Überlappungsbereich, insbesondere ein dreieckiger Überlappungsbereich, in dem der umgefaltete, streifenförmige Teilabschnitt mit dem nicht umgefalteten Teilabschnitt überlappt. In bevorzugten Ausführungsformen können der umgefaltete und der nicht umgefaltete Teilabschnitt in diesem Bereich durch Verschweißung miteinander verbunden sein.The folding generally results in an overlapping region, in particular a triangular overlapping region, in which the folded, strip-shaped subsection overlaps the unfolded subsection. In preferred embodiments, the folded and unfolded sections may be joined together in this area by welding.
Eine direkte elektrische Verbindung des umgebogenen Bereichs mit einem der Gehäuseböden lässt sich durch unmittelbare Verschweißung des umgebogenen Bereichs mit dem Gehäuseboden realisieren, beispielsweise mittels eines Lasers oder mittels Widerstandsschweißung. In einigen Fällen kann es allerdings vorteilhaft sein, den umgebogenen Bereich nicht unmittelbar mit dem Gehäuseboden zu verschweißen sondern beispielsweise mit einer metallischen Ableiterscheibe, die dann mit dem Gehäuseboden verschweißt wird.A direct electrical connection of the bent region with one of the housing bottoms can be realized by direct welding of the bent region to the housing bottom, for example by means of a laser or by means of resistance welding. In some cases, however, it may be advantageous not to weld the bent area directly to the housing bottom but, for example, to a metal arrester plate, which is then welded to the housing bottom.
Grundsätzlich ist es möglich, in einigen Fällen sogar bevorzugt, nach dem Falten des endständigen Kontaktabschnitts die Kontur des umgefalteten Abschnitts nachträglich zu beeinflussen, beispielsweise mittels Laserschnitt. Zur Bildung des Abschnitts ist ein Konturschnitt aber nicht erforderlich.In principle, it is even possible, in some cases even after the folding of the terminal contact section, to subsequently influence the contour of the folded-over section, for example by means of laser cutting. However, an outline cut is not required to form the section.
Der umgefaltete streifenförmige Teilabschnitt des endständigen Kontaktabschnitts weist zwei Flachseiten auf, von denen einen nach dem Biegen über die erste oder die zweite Kante auf der von dieser Kante begrenzten Stirnseite flach zum Liegen kommt. In bevorzugten Ausführungsformen wird ein Isolierelement zwischen dieser Stirnseite und dem umgebogenen Bereich angeordnet, um einem Kurzschluss entgegengesetzt polarisierter Elektroden über den umgebogenen Bereich vorzubeugen. Zu diesem Zweck kann beispielsweise eine elektrisch isolierende Folie auf die betroffene Flachseite aufgeklebt werden. Auch diese Folie kann einem nachträglichen Konturschnitt unterzogen werden.The folded-over strip-shaped subsection of the terminal contact section has two flat sides, one of which comes to lie flat on the end face bounded by this edge after bending over the first or the second edge. In preferred embodiments, an insulating member is disposed between this end face and the bent portion to prevent a short circuit of oppositely polarized electrodes over the bent portion. For this purpose, for example, an electrically insulating film can be adhered to the affected flat side. Also, this film can be subjected to a subsequent contour cut.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Zusammenfassung, deren beider Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird, der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnungen. Hierbei zeigen schematisch:
-
1 eine Vorgehensweise zur Faltung und Nachbearbeitung des Kontaktabschnitts bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Knopfzelle; -
2 eine Ausführungsform eines gemäß der in1 dargestellten Vorgehensweise herstellbaren Kontaktabschnitts; -
3 eine Draufsicht auf einen Wickel-Verbundkörper mit dem in2 dargestellten Kontaktabschnitt; und -
4 eine erfindungsgemäße Knopfzelle mit einem Wickel-Verbundkörper mit einem gemäß der in -
1 dargestellten Vorgehensweise gefalteten und nachbearbeiteten Kontaktabschnitt, wie er in3 dargestellt ist.
-
1 a procedure for folding and post-processing of the contact portion in the manufacture of a button cell according to the invention; -
2 an embodiment of a according to the in1 illustrated approach producible contact section; -
3 a plan view of a wound composite with the in2 illustrated contact portion; and -
4 a button cell according to the invention with a wound composite body with a according to the in -
1 presented procedure folded and postprocessed contact section, as in3 is shown.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS
In
Faltet man den endständigen Kontaktabschnitt
Die Form des umgefalteten Teilabschnitts
An der Biegelinie
In
Ersichtlich wird dies anhand von
In
Die Knopfzelle
Der in dem Innenraum
Wie aus
Das positive Elektrodenband
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2010/146154 A2 [0005, 0016, 0023, 0027, 0041]WO 2010/146154 A2 [0005, 0016, 0023, 0027, 0041]
- WO 2010/089152 A1 [0005]WO 2010/089152 A1 [0005]
- US 9564654 B2 [0018, 0027, 0041]US 9564654 B2 [0018, 0027, 0041]
Claims (4)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202017006038.8U DE202017006038U1 (en) | 2017-11-22 | 2017-11-22 | Button cell with winding composite body |
CN201821153263.6U CN208738342U (en) | 2017-11-22 | 2018-07-20 | Button cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202017006038.8U DE202017006038U1 (en) | 2017-11-22 | 2017-11-22 | Button cell with winding composite body |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202017006038U1 true DE202017006038U1 (en) | 2019-02-25 |
Family
ID=65727888
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE202017006038.8U Active DE202017006038U1 (en) | 2017-11-22 | 2017-11-22 | Button cell with winding composite body |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN208738342U (en) |
DE (1) | DE202017006038U1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3806217A1 (en) | 2019-10-11 | 2021-04-14 | VARTA Microbattery GmbH | Energy storage element and method of manufacturing same |
DE102020108778A1 (en) | 2020-03-30 | 2021-09-30 | Monbat New Power GmbH | Lithium-ion accumulator and method for producing a lithium-ion accumulator |
EP3916826A1 (en) | 2020-05-29 | 2021-12-01 | VARTA Microbattery GmbH | Electrochemical cell |
CN114141991A (en) * | 2021-10-28 | 2022-03-04 | 李癸卨 | Flag-shaped plate forming device after laser grooving of secondary battery for electric automobile |
DE102021103198A1 (en) | 2021-02-11 | 2022-08-11 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | ENERGY STORAGE CELL AND PROCESS OF PRODUCTION |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021114323A1 (en) * | 2019-12-13 | 2021-06-17 | 惠州亿纬锂能股份有限公司 | Coiled bean-type battery |
CN111509148A (en) * | 2020-04-30 | 2020-08-07 | 深圳市合壹新能技术有限公司 | Button cell |
CN112510303B (en) * | 2020-12-02 | 2023-03-17 | 新余赣锋电子有限公司 | Button cell and electrode assembly connecting method thereof |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010089152A1 (en) | 2009-02-09 | 2010-08-12 | Varta Microbattery Gmbh | Button cells and method for producing same |
WO2010146154A2 (en) | 2009-06-18 | 2010-12-23 | Varta Microbattery Gmbh | Button cell having winding electrode and method for the production thereof |
US9564654B2 (en) | 2010-09-14 | 2017-02-07 | Zhuhai Zhi Li Battery Co. Ltd. | Rechargeable lithium ion button cell battery |
-
2017
- 2017-11-22 DE DE202017006038.8U patent/DE202017006038U1/en active Active
-
2018
- 2018-07-20 CN CN201821153263.6U patent/CN208738342U/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010089152A1 (en) | 2009-02-09 | 2010-08-12 | Varta Microbattery Gmbh | Button cells and method for producing same |
WO2010146154A2 (en) | 2009-06-18 | 2010-12-23 | Varta Microbattery Gmbh | Button cell having winding electrode and method for the production thereof |
US9564654B2 (en) | 2010-09-14 | 2017-02-07 | Zhuhai Zhi Li Battery Co. Ltd. | Rechargeable lithium ion button cell battery |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3806217A1 (en) | 2019-10-11 | 2021-04-14 | VARTA Microbattery GmbH | Energy storage element and method of manufacturing same |
US11929465B2 (en) | 2019-10-11 | 2024-03-12 | Varta Microbattery Gmbh | Energy storage element and manufacturing method |
DE102020108778A1 (en) | 2020-03-30 | 2021-09-30 | Monbat New Power GmbH | Lithium-ion accumulator and method for producing a lithium-ion accumulator |
EP3916826A1 (en) | 2020-05-29 | 2021-12-01 | VARTA Microbattery GmbH | Electrochemical cell |
DE102021103198A1 (en) | 2021-02-11 | 2022-08-11 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | ENERGY STORAGE CELL AND PROCESS OF PRODUCTION |
CN114141991A (en) * | 2021-10-28 | 2022-03-04 | 李癸卨 | Flag-shaped plate forming device after laser grooving of secondary battery for electric automobile |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN208738342U (en) | 2019-04-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE202017006038U1 (en) | Button cell with winding composite body | |
EP2443691B1 (en) | Button cell having winding electrode and method for the production thereof | |
DE2356284C2 (en) | Flat cell or flat cell battery | |
EP2705556B1 (en) | Method and device for producing electrode coils | |
DE202018006912U1 (en) | Secondary battery and manufacturing | |
DE102010035580A1 (en) | battery | |
EP3491682B1 (en) | Electrochemical cell and device with the cell | |
DE212015000018U1 (en) | Lithium-ion cell | |
EP3069404B1 (en) | Electrode assembly, method for the production thereof, and electrochemical cell | |
DE3215253A1 (en) | CONTACT DEVICE FOR A BATTERY | |
DE112018007443T5 (en) | HYBRID LITHIUM-ION CAPACITOR BATTERY WITH A CARBON COATED SEPARATOR LAYER AND METHOD FOR MANUFACTURING IT | |
DE102017218137A1 (en) | Method for producing an electrode arrangement, electrode arrangement and battery cell with such an electrode arrangement | |
WO2012117005A1 (en) | Helically wound electrode, battery and production thereof | |
EP3745490B1 (en) | Method for producing a battery and battery produced according to the method | |
DE102015209164A1 (en) | Energy storage device | |
EP3151304A1 (en) | Button cell on a lithium ion basis | |
EP3284119B1 (en) | Battery having a prismatic metal housing | |
DE102017200821A1 (en) | Negative electrode plate, energy storage device, method of manufacturing a negative electrode plate, and method of manufacturing an energy storage device | |
EP3276700B1 (en) | Electrochemical cell | |
EP3605697A1 (en) | Method for producing an electrode separator coil, electrode separator coil and button cell comprising such a coil | |
DE202015004285U1 (en) | button cell | |
EP3806217A1 (en) | Energy storage element and method of manufacturing same | |
EP4329083A1 (en) | Electrochemical energy storage cell and method of manufacturing the same | |
DE102015207069A1 (en) | Battery with prismatic metal housing | |
WO2023057113A1 (en) | Energy storage element and production method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: PATENTANWALTSKANZLEI CARTAGENA PARTNERSCHAFTSG, DE |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: VARTA MICROBATTERY GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: VARTA MICROBATTERY GMBH, 73479 ELLWANGEN, DE |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: PATENTANWALTSKANZLEI CARTAGENA PARTNERSCHAFTSG, DE |
|
R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01M0002260000 Ipc: H01M0050531000 |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: OSTERTAG & PARTNER, PATENTANWAELTE MBB, DE |
|
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |