DE4240337C2 - Elektrochemischer Speicher und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Elektrochemischer Speicher und Verfahren zu dessen Herstellung

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Description

Die Erfindung betrifft einen elektrochemischen Speicher gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Ver­ fahren zu dessen Herstellung gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 23.
Der gattungsgemäß zugrundegelegte elektrochemische Speicher weist aufeinandergestapelte Elektrodenplatten unterschied­ licher Polarität auf, wobei eine jede Elektrodenplatte aus ei­ ner Stromableiterfahne mit an ihrem einen Endbereich angeord­ neten Elektrodengerüst gebildet ist. Die Elektrodenplatten sind wechselweise zu einem Elektrodenstapel aufeinandergeschichtet, wobei zwischen Elektrodenplatten unterschiedlicher Polarität Separatoren und zwischen zwei aufeinanderfolgenden Elektroden­ platten gleicher, negativer Polarität Rekombinatoren angeordnet sind und wobei polaritätsgleiche Elektrodenplatten über eine Polbrücke elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Zur elektrischen Verbindung der Elektrodenplatten gleicher Polari­ tät werden die Stromableiterfahnen entlang eines an ihrem End­ bereich angeordneten Anschweißrandes mit der Polbrücke widerstandselektrisch angeschweißt. Zur Vereinfachung der Ver­ schweißung sind die Anschweißränder der Stromableiterfahnen quer zur Flachseite der sonstigen Stromableiterfahne, vorzugs­ weise um einen Winkel von ca. 90° gebogen, wobei zur Verbesse­ rung des Schweißresultates der Anschweißrand mit Schweißnoppen versehen ist. Trotz dieser Schweißnoppen kommt es immer wieder zu Fehl- bzw. schlechten Schweißungen, die insbesondere bei qualitativ hochwertigen elektrochemischen Speichern, wie bspw. Batterien für den Weltraum, Ausschuß bedeuten.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, den gattungsgemäß zugrunde­ legten elektrochemischen Speicher dahingehend weiterzuent­ wickeln, daß der Ausschuß bei der Verschweißung der Stromab­ leiterfahnen mit der Polbrücke verringert ist. Ferner ist ein Verfahren zu dessen Herstellung zu entwickeln.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem elektrochemischen Speicher mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 und bzgl. des Verfahrens mit den kennzeichnenden Verfahrensschrit­ ten des Anspruchs 23 gelöst. Durch die erfindungsgemäße Aus­ bildung der Stromableiterfahne und der Polbrücke weist die einfach herzustellende Verschweißung der Polbrücke mit den An­ schweißrändern der Stromableiterfahne eine hohe Festigkeit und geringe Übergangswiderstände auf, wobei diese Eigenschaften selbst bei starken Vibrationsbelastungen des elektrochemischen Speichers gewährleistet sind.
Ein weiterer Vorteil ist, daß bei einer Schweißverbindung der Polbrücke und der Stromableiterfahne gegenüber einer Schraub­ verbindung mehrere Bauteile eingespart werden und damit die Masse des Speichers reduziert ist, die Bauhöhe des Speichers verringert ist und der Übergangswiderstand zwischen Stromab­ leiterfahne und Polbrücke geringer ist. Produktionsseitig er­ gibt sich noch der Vorteil, daß die Herstellung des erfindungsgemäßen Speichers automatisierbar ist, da u. a. die Schweißzonen nach der Montage des Zellstapels leicht zugänglich sind. Dadurch ergeben sich, trotz einer höheren Qualität des elektrochemischen Speichers und trotz eines geringeren Aus­ schusses bei der Produktion, geringere Kosten bei der Herstel­ lung des elektrochemischen Speichers und eine kürzere Ferti­ gungszeit.
Sinnvolle Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprü­ chen entnehmbar. Im übrigen wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen im folgen­ den erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht der Polbrücke,
Fig. 2 eine Aufsicht auf die Polbrücke nach Fig. 1,
Fig. 3 die Ansicht auf einen oberen Endbereich einer Strom­ ableiterfahne,
Fig. 4 eine Ausschnittsvergrößerung der Stromableiterfahne nach Fig. 3 im Bereich ihres Anschweißrandes,
Fig. 5 einen Schnitt durch Fig. 4 entlang der Linie V-V,
Fig. 6 einen mit durch Aussparungen voneinander beabstande­ ten Zungen versehenen Anschweißrand einer Stromab­ leiterfahne,
Fig. 7 einen mit durch Materialrücknahmen voneinander beab­ standeten Schweißnoppen versehenen Anschweißrand einer Stromableiterfahne,
Fig. 8 einen Elektrodenstapel mit durch Querstege einer posi­ tiven Polbrücke hindurchgesteckten Stromableiterfah­ nen vor der Verschweißung, wobei die Stromableiter­ fahnen parallel zu einer Flachseite ihres jeweiligen Elektrodengerüstes ausgerichtet sind,
Fig. 9 einen Elektrodenstapel mit durch Querstege der nega­ tiven Polbrücke hindurchgesteckten Stromableiterfah­ nen vor der Verschweißung, wobei die Stromableiter­ fahnen gegen eine Flachseite ihres jeweiligen Elektrodengerüstes geneigt sind,
Fig. 10 eine auf die vom Elektrodenstapel abliegende Flach­ seite der Polbrücke angelegte Schweißnoppe eines Anschweißrandes einer Stromableiterfahne,
Fig. 11 eine Schweißverbindung zwischen einer Polbrücke und einem Anschweißrand einer Stromableiterfahne nach Fig. 10 und
Fig. 12 eine Schweißverbindung zwischen einer mit Noppen versehenen Polbrücke und einem Anschweißrand einer Stromableiterfahne.
Nachfolgend wird zuerst eine Ausbildung einer Polbrücke 1 (Fig. 1 und 2), dann eine Ausbildung einer zugehörigen Strom­ ableiterfahne 2 (Fig. 3 bis 5) und anschließend zwei ge­ meinsame Anordnungen von Polbrücke 1 und mehreren zu einem Elektrodenstapel 5 aufeinandergestapelten Stromableiterfahnen 2 (siehe Fig. 8 und 9) beschrieben. Die gemeinsamen Anordnun­ gen sind in eine Anordnung positiver Polarität (Fig. 8) und in eine Anordnung negativer Polarität (Fig. 9) unterteilt. Durch die gegenseitigen Abhängigkeiten in der Gestaltung der Polbrücke 1 und der Stromableiterfahne 2 sind Rückbeziehungen, bzw. Vor­ ausgriffe auf das jeweilige andere Element unvermeidlich.
In Fig. 1 ist die Seitenansicht einer Polbrücke 1 und in Fig. 2 deren Aufsicht dargestellt. Die aus Kostengründen aus ver­ nickeltem Stahl gefertigte Polbrücke 1 weist mehrere durch randseitig offene Querschlitze 3, 3′ voneinander beabstandete Stege 10 auf, die an einem massiven Mittelteil der Polbrücke 1 angeordnet sind. Die Stege 10 weisen zur Längsmittellinie 8 des massiven Mittelteiles der Polbrücke 1 etwa einen rechten Winkel auf, wobei sie ferner beidseitig des massiven Mittelteiles zu­ einander fluchten und nach außen abragen. Zum besseren Verständnis ist noch der sinnvollerweise am massiven Mittelteil angeschweißte Polbolzen der Polbrücke 1 strichliniert eingezeichnet.
Für eine einfache und eindeutige Anordnung von Stromableiter­ fahnen 2 einer Polarität ist es von Vorteil, wenn die entlang der einen Seite der Polbrücke 1 angeordneten Querschlitze 3 länger als die entlang der anderen Seite der Polbrücke 1 ange­ ordneten Querschlitze 3′ ausgebildet sind.
Um über eine genügende Fläche zur späteren Verschweißung der Stromableiterfahnen 2 mit den Stegen 10 der Polbrücke 1 zu verfügen, entspricht die Breite der zwischen zwei benachbarten Querschlitzen 3, 3′ liegenden Stege 10 dem 10- bis 25-fachen der Dicke der Stromableiterfahnen 2.
Des weiteren sind die Querschlitze 3, 3′ auf der dem Elektro­ denstapel 5 zugekehrten Flachseite 6 der Polbrücke 1 ange­ schrägt, womit das Einstecken eines oberen Endbereiches 4 einer Stromableiterfahne 2 eines Elektrodenstapels 5 erleichtert ist. Mit dieser Maßnahme ist gleichzeitig auch die Masse der Polbrücke 1 verringert.
Die Polbrücke 1 kann auch nur auf einer Seite Querschlitze aufweisen, wobei in diesem nicht dargestellten Falle die Stromableiterfahnen 2 randseitig eingeschoben werden können. Hierbei ist es sinnvoll, die Stege 10 in einer das seitliche Einschieben erleichternden Weise randseitig anzuschrägen.
In Fig. 3 ist eine zu der Polbrücke 1 nach Fig. 1 und 2 zu­ gehörige Stromableiterfahne 2 dargestellt. Die Stromableiter­ fahne 2 weist an ihrem freien, oberen Endbereich 4 zwei Fah­ nenzungen 9, 9′ die beim späteren Zusammenbau den gegenüberlie­ genden Querschlitzen 3, 3′ der Polbrücke 1 zugeordnet sind. An den Fahnenzungen 9, 9′ ist der Anschweißrand 7 der Stromablei­ terfahne 2 angeordnet, der mit Schweißnoppen versehen ist. Da­ mit die Anschweißränder 7 der Stromableiterfahnen 2 im Bereich der Querschlitze 3, 3′ nicht überstehen, entspricht die Erstreckung der Anschweißränder 7 dem in Richtung und auf Höhe der Querschlitze 3, 3′ gemessenen Außenmaß der Polbrücke 1. Die Schweißnoppen sind als vollwandige Materialaufwölbungen 13 ausgebildet. Die Materialaufwölbungen 13 weisen, wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt, einen Durchbruch auf, von dessen Rändern Blechlappen abragen, die quer zur anzuschweißenden Flachseite des Anschweißrandes 7 ausgerichtet sind und die ei­ nen Zahnkranz bilden.
Wie in den Fig. 6 und 7 dargestellt, können die Schweißnop­ pen auch als durch Aussparungen 11 oder durch Materialrücknah­ men 12 voneinander beabstandete Zungen 17 ausgebildet sein, wobei die Materialrücknahmen 12 tiefer sind als das Senkungsmaß beim Anschweißen des Anschweißrandes 7 an die Polbrücke 1.
Damit ein mit Schweißnoppen 13 versehener Anschweißrand 7 durch den ihm zugeordneten Querschlitz 3, 3′ der Polbrücke 1 bis über die von dem Elektrodenstapel 5 abliegende Flachseite 6 einge­ steckt werden kann, entspricht die parallel zur Flächensenk­ rechten einer eingesteckten Stromableiterfahne 2 gemessene lichte Weite der Querschlitze 3, 3′ zumindest der Dicke der Stromableiterfahne 2 plus der Höhe der Schweißnoppen über der Stromableiterfahne 2. Insbesondere beträgt diese lichte Weite der Querschlitze 3, 3′ das 7- bis 18-fache der Dicke der Strom­ ableiterfahnen 2, wobei die Stromableiterfahnen 2 eine Dicke zwischen 0.1 mm und 1.0 mm aufweisen.
In den Fig. 8 und 9 ist ein elektrochemischer Speicher ohne Speichergehäuse dargestellt, wobei die Darstellung nach Fig. 8 die Anbringung der positiven Elektrodenplatten 15 und Fig. 9 die Anbringung der negativen Elektrodenplatten 15 an die je­ weils zugehörige Polbrücke 1 betrifft.
Der in den Fig. 8 und 9 dargestellte elektrochemische Spei­ cher weist einen Elektrodenstapel 5 auf, der aus wechselweise aufeinandergestapelten Elektrodenplatten 15 unterschiedlicher Polarität gebildet ist, wobei eine jede Elektrodenplatte 15 ein Elektrodengerüst mit daran angeschweißter Stromableiterfahne 2 aufweist. Die einzelnen gleichpoligen Stromableiterfahnen 2 des Elektrodenstapels 5 sind durch ein widerstandselektrisches Verschweißen ihren Anschweißrändern 7, die an dem jeweiligen, freien Endbereich 4 einer jeden einzelnen Stromableiterfahne 2 angeordnet sind, mit einer Polbrücke 1 elektrisch leitend ver­ bunden, wobei die Polbrücke 1 parallel zu dem Elektrodenstapel 5 und quer zur Flachseite 14 der Stromableiterfahnen 2 ver­ läuft.
Die Fahnenzungen 9, 9′ der Stromableiterfahnen 2 der positiven Elektrodenplatten 15 sind durch die Querschlitze 3, 3′ der po­ sitiven Polbrücke 1 hindurchgesteckt, wobei die positiven Stromableiterfahnen 2 ungefähr parallel zur Flachseite der zu­ gehörigen Elektrodengerüste und im rechten Winkel zur Polbrücke 1 und zum Elektrodenstapel 5 ausgerichtet sind. Dies ist daher von Vorteil, da die Elektrodengerüste, insbesondere in Faser­ strukturbauweise, dann im Bereich der Anschweißung der Stromableiterfahne 2 durch keine bzw. nur geringfügig durch eine Scherspannung belastet sind. Hierzu ist es sinnvoll, die in die Querschlitze 3, 3′ eingesteckten und vom Elektrodenstapel 5 im wesentlichen senkrecht nach oben ragenden Stromableiter­ fahnen 2 mit ihrem oberen Endbereich 4 an der linken oder an der rechten Seite der Stege 10 anzulegen.
Die Fahnenzungen 9, 9′ nebeneinander angeordneter und nur durch einen zwischengelegten Rekombinator 19 voneinander beabstan­ deter Stromableiterfahnen 2 der negativen Elektrodenplatten 4 hingegen sind an ihrem polbrückenseitigen freien Endbereich 4 zusammengeführt und meist zu zweit durch einen ihnen zugeord­ neten Querschlitz 3, 3′ der negativen Polbrücke 1 hindurchge­ steckt. Beiden Fällen ist gemeinsam, daß die jeweiligen mit Schweißnoppen versehenen Anschweißränder 7 der jeweiligen Stromableiterfahnen 2 über die vom Elektrodenstapel 5 abwei­ sende Flachseite 6 der zugehörigen Polbrücke 1 hinausragen und daß auf der vom Elektrodenstapel 5 abliegenden Flachseite 6 der jeweils zugeordneten Polbrücke 1 die Stromableiterfahnen 2 widerstandselektrisch verschweißt sind.
Des weiteren ist es günstig, die Polbrücken 1 mit einem gegen­ über den angrenzenden Stegen 10 dickeren Steg 10 zu versehen, an dem eine Stromableiterfahne 2 am linken Rand und die nächstfolgende Stromableiterfahne 2 gleicher Polarität am rechten Rand anliegt, damit nach dem Umbiegen der Stromablei­ terfahnen 2 auf die vom Elektrodenstapel 5 abliegenden Flach­ seite 6 der Stege 10 von der Polbrücke 1 kein Anschweißrand 7 übersteht.
Da die Fahnenzungen 9, 9′ einer Stromableiterfahne 2 durch eine Ausnehmung voneinander beabstandet sind, wird diese sinn­ vollerweise derart ausgebildet, daß die Ausnehmung beim Ein­ stecken der Fahnenzungen 9, 9′ in die zugeordneten Querschlitze 3, 3′ einen die Einstecktiefe der Stromableiterfahne 2 begren­ zenden Anschlag bildet und daß die Breite der Ausnehmung etwa der Breite des massiven Mittelteiles der Polbrücke 1 plus einem das Einstecken erleichternden Übermaß entspricht.
Die Anzahl der den einzelnen Stromableiterfahnen 2 zugeordneten Querschlitze 3, 3′ ist um zwei kleiner, als die gesamte Anzahl der positiven Elektrodenplatten 15, womit die äußeren positiven Stromableiterfahnen 2 jeweils an die ihnen zugeordnete und leicht zugängliche, freie Außenseite der äußeren Stege 10 an­ gelegt werden können. Ferner ist es sinnvoll, die Erstreckung der Polbrücke in diese Richtung derart zu bemessen, daß die Enden 16, 16′ der Polbrücke 1 nicht über die Begrenzungen des Elektronenstapels 5 hinausragen, womit der Elektrodenstapel 5 gut in das Speichergehäuse eingepreßt werden kann. Als gutes Maß hat sich hierbei ein Überstand ergeben, der dem Zwei- bis Fünfzehnfachen der Dicke der Stromableiterfahne 2 entspricht. Die Polbrücken 1 werden im vorliegenden Beispiel entweder vor oder nach dem Einbringen des Elektronenstapels 5 in das Spei­ chergehäuse auf die Stromableiterfahnen 2 gesteckt und dann angeschweißt.
Die Herstellung eines erfindungsgemäßen elektrochemischen Speichers wird im folgenden beschrieben und ist in den Fig. 10 und 11 prinzipiell dargestellt. Nachdem die Elektrodenge­ rüste mit den Stromableiterfahnen 2 zu Elektrodenplatten 15 verschweißt und vollständig für den Zusammenbau präpariert sind, werden die Elektrodenplatten 15 unter Zwischenlegung verschiedener Teile, wie Separatoren 18, Rekombinatoren 19 usw. quer zu ihren Flacheisen zu einem Elektrodenstapel 5 aufeinandergestapelt und der Elektrodenstapel 5 außenseitig mit der Stapelisolierung 20 isoliert.
Die freien Endbereiche 4 der Stromableiterfahnen 2 werden der­ art in die Querschlitze 3, 3′ der ihrer Polarität entsprechenden Polbrücke 1 eingesteckt, daß die Anschweißränder 7 der Strom­ ableiterfahnen 2 an der von dem Elektrodenstapel 5 abliegenden Flachseite 6 der Stege 10 bzw. der Polbrücke 1 überstehen. An­ schließend werden die Anschweißränder 7 in Richtung der anzu­ schweißenden Flachseite 6 der Polbrücke 1 auf die Stege 10 ge­ bogen und daran festgeschweißt.
Damit nach dem Verschweißen der Stromableiterfahne 2 auf der vom Elektrodenstapel 5 abliegenden Flachseite 6 der Stege 10 kein Anschweißrand 7 übersteht, ist es zweckmäßig, den An­ schweißrand 7 zumindest einer im Elektrodenstapel 5 endseitig liegenden Stromableiterfahne 2 in Richtung eines Steges 10 um­ zubiegen, der von einem anderen Anschweißrand 7 bereits über­ griffen ist.
Um gute Resultate bei der Schweißung zu realisieren, werden die Anschweißränder 7 mit vollwandigen Schweißnoppen versehen, die durch ein Durchstoßen der Stromableiterfahne 2 im Bereich des Anschweißrandes 7 angebracht werden, wobei die durchstoßenen Blechlappen die Seiten der Schweißnoppen bilden. Die Blechlap­ pen weisen zu der anzuschweißenden Flachseite 14 der Stromableiterfahne 2 einen Winkel zwischen 75° und 105°, insbesonders ungefähr 90°, auf. Ihr Innendurchmesser beträgt zwischen 0,5 mm und 2,0 mm und der gegenseitige Abstand der einzelnen Schweiß­ noppen zueinander beträgt zwischen dem 1,3- und 5-fachen ihres Außendurchmessers.
Wie insbesondere aus Fig. 10 ersichtlich ist, liegen i. a. vor dem Fließen des Schweißstromes die ausgestoßenen Blechlappen einer Materialaufwölbung 13 ungefähr in der Mitte der Stege 10 auf der zu verschweißenden Flachseite 6 der Polbrücke 1 an. Bei fließendem Schweißstrom schmilzt das Material der Blechlappen, der Anschweißrand 7 wird zur Anlage auf der zu verschweißenden Flachseite 6 angelegt und verschweißt mit dieser (siehe Fig. 11). Eine andere Möglichkeit zur Anbringung von Schweißnoppen ist es, in den Anschweißrändern 7 Aussparungen 11 auszustanzen und dadurch voneinander beabstandete Zungen 17 freizulegen.
In Fig. 12 ist eine weitere Ausbildung der Schweißverbindung zwischen der Polbrücke 1 und dem Anschweißrand 7 einer Strom­ ableiterfahne 2 beschrieben. Dieses Ausführungsbeispiel unter­ scheidet sich von den vorhergegangenen dadurch, daß hierbei die von dem Elektrodenstapel 5 abliegende Flachseite 6 der Pol­ brücke 1 mit Anschweißnoppen 21 versehen ist. Dadurch ergibt sich eine nochmals vereinfachte Schweißung.
Bei der vorgestellten Art der Verschweißung ist es von beson­ derem Vorteil, daß die Stromableiterfahnen 2 unabhängig vom Fortschritt des Stapelaufbaues des Elektrodenstapels 5 mit der Polbrücke 1 verschweißt werden können.

Claims (29)

1. Elektrochemischer Speicher mit wechselweise aufeinander gestapelten Elektrodenplatten unterschiedlicher Polarität, wobei eine jede Elektrodenplatte aus einem Elektrodengerüst mit daran angeordneter Stromableiterfahne gebildet ist, wobei die einzelnen gleichpoligen Stromableiterfahnen mit ihren an ihrem freien Endbereich angeordneten Anschweißrändern mit einer parallel zu dem aus den Elektrodenplatten gebildeten Elektrodenstapel und quer zur Flachseite der Stromableiterfahnen verlaufenden Polbrücke elektrisch leitend verbunden sind, wobei die Polbrücke an der Stelle einer Stromableiterfahne mit wenigstens einem Querschlitz versehen ist, in den der freie Endbereich der Stromableiterfahne wenigstens hineinragt, und im Bereich der von dem Elektrodenstapel abliegenden Flachseite der Polbrücke mit dieser befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Polbrücke (1) ein massives Mittelteil aufweist, wobei beiderseits der Längsmittellinie (8) des massiven Mittelteils Querschlitze (3, 3′) angeordnet sind, die jeweils in Querrichtung zu der Längsmittellinie (8) miteinander fluchten, und daß der freie Endbereich (4) der Stromableiterfahne (2) den gegenüberliegenden Querschlitzen (3, 3′) zugeordnete Fahnenzungen (9, 9′) aufweist.
2. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschweißrand (7) der Stromableiterfahne (2) zumindest bis zu der vom Elektrodenstapel (5) abliegenden Flachseite (6) der Polbrücke (1) ragt und im Bereich dieser Flachseite (6) der Polbrücke (1) mit der Polbrücke (1) verschweißt ist.
3. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschweißrand (7) der Stromableiterfahne (2) über die vom Elektrodenstapel (5) abweisende Flachseite (6) der Pol­ brücke (1) hinausragt und in einem dort abgewinkelten Bereich widerstandselektrisch mit dieser Flachseite (6) der Polbrücke (1) verschweißt ist.
4. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polbrücke (1) ein massives Mittelteil aufweist, wobei beiderseits der Längsmittellinie (8) des massiven Mittelteiles miteinander fluchtende Querschlitze (3, 3′) angeordnet sind, wobei die entlang der einen Seite der Polbrücke (1) angeordneten Querschlitze (3) tiefer in die Polbrücke (1) hinein reichen als die entlang der anderen Seite der Polbrücke (1) angeordneten Querschlitze (3′).
5. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in Richtung und auf Höhe der Querschlitze (3, 3′) gemessene Außenmaß der Polbrücke (1) der Erstreckung der zugeordneten Anschweißränder (7) der Stromableiterfahnen (2) entspricht.
6. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromableiterfahne (2) einen über die von dem Elektro­ denstapel (5) abliegende Flachseite (6) ragenden und mit Schweißnoppen versehenen Anschweißrand (7) aufweist und daß die parallel zur Flächensenkrechten der Stromableiterfahne (2) ge­ messene lichte Weite der Querschlitze (3, 3′) zumindest der Dicke der Stromableiterfahne (2) plus der Höhe der Schweißnoppen über der Stromableiterfahne (2) entspricht.
7. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißnoppen vollwandig ausgebildet sind und durch Aussparungen (11) oder durch Materialrücknahmen (12) voneinander beabstandet sind, wobei die Materialrücknahmen (12) tiefer sind als das Senkungsmaß beim Anschweißen des Anschweißrandes (7) an die Polbrücke (1).
8. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißnoppen durch Materialaufwölbungen (13) gebildet sind, deren Seiten quer von der anzuschweißenden Flachseite (14) des Anschweißrandes (7) abragen.
9. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromableiterfahne (2) eine Dicke zwischen 0.1 mm und 1.0 mm aufweist.
10. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite der Querschlitze (3, 3′) das 7- bis 18-fache der Dicke der Stromableiterfahnen (2) beträgt.
11. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Elektrodenstapel (5) abliegende Flachseite (6) eines zwischen zwei benachbarten Querschlitzen (3, 3′) liegenden Steges (10) mit Anschweißnoppen (21) versehen ist.
12. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite eines zwischen zwei benachbarten Querschlitzen (3, 3′) liegenden Steges (10) dem 10- bis 25-fachen der Dicke der Stromableiterfahnen (2) entspricht.
13. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschlitze (3, 3′) der Polbrücke (1) zu den Stromableiterfahnen (2) innerhalb des Elektrodenstapels (5) fluchten.
14. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Querschlitze (3, 3′) eingesteckten und vom Elek­ trodenstapel (5) im wesentlichen senkrecht nach oben ragenden Stromableiterfahnen (2) mit ihrem oberen Endbereich (4) an der linken oder an der rechten Seite der Stege (10) anliegen.
15. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Polbrücke (1) einen gegenüber den benachbarten Stegen (10) dickeren Steg (10) aufweist, an dem eine Stromableiterfahne (2) an dessen linken Rand und an dem die nächstfolgende Stromableiterfahne (2) gleicher Polarität an dessen rechten Rand anliegt.
16. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschlitze (3, 3′) auf der dem Elektrodenstapel (5) zugekehrten Flachseite der Polbrücke (1) angeschrägt sind.
17. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschlitze (3, 3′) auf der von dem Elektrodenstapel (5) abliegenden Flachseite (6) der Polbrücke (1) angeschrägt sind.
18. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der den einzelnen Stromableiterfahnen (2) zuge­ ordneten Querschlitze (3, 3′) um zwei kleiner ist als die gesamte Anzahl der positiven Elektrodenplatten (15).
19. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (16, 16′) der Polbrücke (1) über die beiden end­ seitig im Elektrodenstapel (5) liegenden Stromableiterfahnen (2) hinausragen.
20. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die hinausragenden Enden (16, 16′) der Polbrücke (1) eine Erstreckung aufweisen, die dem 2-fachen bis Fünfzehnfachen der Dicke der Stromableiterfahnen (2) entspricht.
21. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschlitze (3, 3′) randseitig offen ausgebildet sind.
22. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Polbrücke (1) zwischen 1,5 mm und 6 mm be­ trägt.
23. Verfahren zur Herstellung eines elektrochemischen Speichers, der mehrere aus jeweils einem Elektrodengerüst mit endseitig angeschweißter Stromableiterfahne gebildete Elektrodenplatten aufweist, wobei die einzelnen Stromableiterfahnen mit ihren an ihrem freien Endbereich angeordneten Anschweißrändern mit einer Polbrücke elektrisch leitend verbunden sind, bei welchem Verfahren jede der Stromableiterfahnen endseitig mit jeweils einem Elektrodengerüst zu einer Elektrodenplatte verbunden wird, bei welchem Verfahren die Elektrodenplatten unter Zwischenlegung verschiedener Teile, wie Separatoren, Rekombinatoren usw. quer zu ihren Flachseiten zu einem Elektrodenstapel aufeinander gestapelt werden, der Elektrodenstapel außenseitig isoliert und in ein Gehäuse eingebracht wird, bei welchem Verfahren die Stromableiterfahnen jeweils gleicher Polarität mit ihrem am freien Endbereich angeordneten Anschweißrand in Querschlitze einer dieser Polarität zugeordneten Polbrücke, an der ein Polbolzen angeordnet ist, eingesteckt und mit den zwischen den Querschlitzen verbliebenen Stegen der Polbrücke durch Schweißen, insbesondere durch widerstandselektrisches Schweißen, elektrisch leitend verbunden werden, für einen elektrochemischen Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Endbereiche (4) der Stromableiterfahnen (2) mit ihren Fahnenzungen (9, 9′) in beiderseits eines massiven Mittelteils der Polbrücke (1) angeordnete Querschlitze (3, 3′), die einander gegenüberliegen und miteinander fluchten, eingesteckt werden.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Endbereiche (4) der Stromableiterfahnen (2) derart in die Querschlitze (3, 3′) der Polbrücke (1) eingesteckt werden, daß deren Anschweißränder (7) an der von dem Elektro­ denstapel (5) abliegenden Flachseite (6) überstehen, und daß die Anschweißränder (7) in Richtung dieser Flachseite (6) der Polbrücke (1) auf die Stege (10) gebogen und daran festge­ schweißt werden.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschweißrand (7) zumindest einer im Elektrodenstapel (5) endseitig liegenden Stromableiterfahne (2) in Richtung zu einem von einem anderen Anschweißrand (7) bereits übergriffenen Steg (10) umgebogen werden.
26. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromableiterfahnen (2) erst nach vollständig erfolgtem Aufbau des Elektrodenstapels (5) mit der Polbrücke (1) ver­ schweißt werden.
27. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschweißränder (7) mit Schweißnoppen versehen werden.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißnoppen durch ein Durchstoßen der Stromableiter­ fahne (2) im Bereich des Anschweißrandes (7) angebracht werden.
29. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß in den Anschweißrändern (7) Aussparungen (11) ausgestanzt und voneinander beabstandete Zungen (17) freigestanzt werden.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010527499A (ja) * 2007-04-24 2010-08-12 テミツク・オートモテイーベ・エレクトリツク・モータース・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング 電気化学単電池及びエネルギー貯蔵装置
JP5657273B2 (ja) 2009-05-15 2015-01-21 日産自動車株式会社 積層型電池、電池モジュール及び積層型電池の製造方法
JP5741498B2 (ja) * 2012-03-21 2015-07-01 株式会社豊田自動織機 蓄電装置及び二次電池並びに車両
US9991501B2 (en) 2015-01-05 2018-06-05 Johnson Controls Technology Company Vent shield for a battery module
DE102016118977B4 (de) * 2016-10-06 2022-01-20 Clarios Advanced Solutions Gmbh Energiespeichermodul und Verfahren zum Zusammenbau

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US509266A (en) * 1893-11-21 Edward p
DE719778C (de) * 1938-06-17 1942-04-16 Friemann & Wolf G M B H Verbvindungen der Elektroden von Stahlsammlern
US2637759A (en) * 1949-02-05 1953-05-05 John K Shannon Storage battery cell cover and construction
DE977322C (de) * 1950-03-19 1966-02-03 Hans Dr H C Vogt Alkalischer Akkumulator mit einem dichtschichtigen Elektrodenpaket aus Sintergeruestelektroden
FR2468213A1 (fr) * 1979-10-19 1981-04-30 Accumulateurs Fixes Accumulateur electrique a jonction par peigne resistant aux vibrations
JPS57130370A (en) * 1981-02-05 1982-08-12 Furukawa Battery Co Ltd:The Manufacture of electrode pole strap for alkaline storage battery
JPS59194350A (ja) * 1983-04-19 1984-11-05 Yuasa Battery Co Ltd アルカリ蓄電池用ストラツプの製造法
JPS6129066A (ja) * 1984-07-19 1986-02-08 Japan Storage Battery Co Ltd アルカリ蓄電池用ストラツプの製造方法
JP2568862B2 (ja) * 1987-10-26 1997-01-08 古河電池株式会社 アルカリ蓄電池用極柱の製造方法
DE4104865C1 (de) * 1991-02-16 1992-04-09 Deutsche Automobilgesellschaft Mbh, 3300 Braunschweig, De
US5158842A (en) * 1992-03-27 1992-10-27 Acme Electric Corporation Battery terminal connector

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FR2698725A1 (fr) 1994-06-03
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