DE69815810T2

DE69815810T2 - Prismatische aufladbare oder primäre Zelle mit Wicklung montiert auf Spulenkörper

Info

Publication number: DE69815810T2
Application number: DE69815810T
Authority: DE
Inventors: Paul Julian Wyser
Original assignee: Renata AG
Current assignee: Renata AG
Priority date: 1998-03-30
Filing date: 1998-03-30
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2018-03-31
Also published as: EP0948072A1; US6190794B1; DE69815810D1; JP2000077039A; EP0948072B1; ES2202675T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Akkumulator oder eine prismaförmige Zelle, der bzw. die unabhängig davon, ob diese Energiequelle wiederaufladbar ist oder nicht, im Folgenden mit dem Gattungsbegriff "Batterie" bezeichnet ist. Die Erfindung betrifft insbesondere eine solche Batterie, in der die Energiequelle durch eine Wicklung aus aktiven Werkstoffen des Typs "Jelly Roll" gebildet ist.
In tragbaren Geräten wie etwa Mobiltelephonen werden im Allgemeinen prismaförmige Batterien gegenüber den stabförmigen Batterien bevorzugt, um vor allem die Größe des Geräts insgesamt zu verringern. Diese tragbaren Geräte enthalten im allgemeinen Schaltungen und elektronische Komponenten, die zerbrechlich und vom Standpunkt des Energieverbrauchs häufig anspruchsvoll sind. Es ist folglich wünschenswert, dass die in solchen Geräten verwendeten prismaförmigen Batterien eine hohe Energiedichte, möglichst niedrige Herstellungskosten, eine vor allem im Fall von Akkumulatoren ausreichende Lebensdauer und beim Gebrauch sowohl gegenüber dem Benutzer als auch gegenüber den angrenzenden elektronischen Schaltungen alle vom Sicherheitsstandpunkt erforderlichen Garantien aufweisen.
Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, eine prismaförmige Batterie zu schaffen, die eine hohe volumenbezogene Energiedichte besitzt, dank einer neuartigen Konzeption der Wicklung des Typs "Jelly Roll" geringere Herstellungskosten als die prismaförmigen Batterien des Standes der Technik aufweist und außerdem das Steigern der Gebrauchssicherheit ermöglicht.
Die prismaförmigen Batterien des Standes der Technik, die in den 1 und 1A schematisch gezeigt sind, sind durch einen parallelepipedischen metallischen Behälter 1 gebildet, in dessen Innenraum eine anschließend mit einem Elektrolyten getränkte nicht kreisförmige, spiralförmige Wicklung 2 des Typs "Jelly Roll" angeordnet ist. Es zeigt sich, dass der Elektrolyt, um die größtmöglichen Energiedichte erhalten, d. h., um die größtmögliche Menge an aktiven Werkstoffen in den Behälter einführen zu können, auf Grund von Quellungserscheinungen nach dem Anbringen der Wicklung 2 hinzugefügt werden muss. Mit dieser Wicklung, die ausgehend von einem Verbundwerkstoftband, das eine Schicht aus ei nem aktiven Werkstoff, der die Anode 2a bildet, ein poröses Trennelement 2b, eine Schicht aus einem aktiven Werkstoff, der die Katode 2b bildet, und ein zweites poröses Trennelement 2b umfasst, erhalten wird, kann keine genaue Positionierung der elektrischen Anschlusszonen der Anode 2a und der Katode 2c erreicht werden. Es ist folglich erforderlich, Zwischenverbindungsmittel 5, 6 zwischen den Anschlusszonen und den äußeren Kontakten 7, 8 vorzusehen, die sich beispielsweise auf der Haube 4, die den Behälter hermetisch verschließt, befinden. Diese Zwischenverbindungsmittel 5, 6 müssen am Innenraum des Behälters angelötet werden, weshalb die Qualität nur schwer zu prüfen ist. Jede zusätzliche Lötstelle stellt wegen der mechanischen Stöße während des Gebrauchs oder wegen der mechanischen Spannungen, die nach der Montage, die bei einem Akkumulator vor allem während der Lade-/Entladezyklen auftreten, tatsächlich ein Risiko einer Fehlfunktion dar. Diese "Jelly Roll"-Wicklung wird im Allgemeinen mittels zweier gewellter elastischer dünner Streifen 3a, 3b, die zwischen den großen Wänden des Behälters 1 und der Wicklung 2 angeordnet zusammengedrückt gehalten. Diese elastischen dünnen Streifen ermöglichen auch das Absorbieren der kleinen Volumenschwankungen der Wicklung 2 während der Lade-/Entladezyklen. Außerdem enthält dieser Typ von prismaförmiger Batterie vor allem im Fall eines Akkumulators im Allgemeinen ferner eine Sicherheitsöffnung, die unter 9 angedeutet ist. Diese Sicherheitsöffnung 9 ist wegen der auftretenden chemischen Reaktionen, die ein Ansteigen des Drucks und/oder der Temperatur hervorrufen können, tatsächlich erforderlich.
Die "Jelly Roll"-Wicklung bietet Vorteile, die die theoretisch verfügbare Stromdichte betreffen, jedoch muss eine gewisse Anzahl von Vorsichtsmaßnahmen sowohl hinsichtlich ihrer Herstellung als auch hinsichtlich ihres Einbaus in den metallischen Behälter getroffen werden. Tatsächlich ist es, um eine maximale Stromdicht zu erhalten, wichtig, dass die Wicklung an jedem Punkt eine gute Kohäsion aufweist, d. h., dass alle abwechselnden Schichten aus aktiven Werkstoffen und Trennelementen vollkommen in gegenseitigem Kontakt sind. Dieses Ergebnis wird bei dem geraden Teil der Wicklung dank der Kompressionsmittel, beispielsweise mittels der elastischen dünnen Streifen 3a, 3b, einfach erreicht. Bei den gekrümmten Abschnitten an jedem Ende hängt die Kohäsion im Wesentlichen vom Herstellungsverfahren ab. Im heutigen Stand der Technik wird eine "Jelly Roll"-Wicklung erhalten, indem zuerst eine Wicklung auf einen zylindrischen Kern ausgeführt wird, der anschließend herausgezogen wird, bevor eine Kompression ausgeübt wird, um ihr eine ellipsoide Form, die für die Öffnung des Behälters geeignet ist, zu verleihen. Um die Verschiebungen zu verringern, die in den gekrümmten Abschnitten der "Jelly Roll"-Wicklung beobachtet werden, wenn ein zylindrischer Kern verwendet wird, schlägt das Patent US 5.658.683 die Verwendung eines im Wesentlichen rhombischen Kerns vor. In jedem Fall muss die erhaltene Wicklung mit Vorsicht behandelt werden, wenn sie gleichzeitig mit den elastischen dünnen Streifen in den Behälter eingeführt wird. Bei einer Serienfertigung müssen folglich hochentwickelte Automaten verfügbar sein, was einen Einfluss auf die Stückkosten des endgültigen Produkts hat.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist das Beseitigen der oben erwähnten Nachteile durch Schaffen einer prismaförmigen Batterie, in der eine auf eine Spule gewickelte Wicklung des Typs "Jelly Roll" das Verfügen über reduzierte Herstellungskosten, eine hohe Energiedichte, eine höhere Zuverlässigkeit und eine gestiegene Lebensdauer sowie eine höhere Gebrauchssicherheit ermöglicht, wenn der auf eine Spule gewickelten Wicklung ein Behälter spezieller Form zugeordnet ist.
Dazu hat die Erfindung eine prismaförmige Batterie zum Gegenstand, die einen metallischen Behälter umfasst, der aus wenigstens zwei großen Wänden, zwei kleinen Wänden und einem Boden gebildet ist und einen Hohlraum begrenzt, in dessen Innenraum eine nicht kreisförmige, spiralförmige Wicklung aus wenigstens einem Verbundwerkstoffband angeordnet ist, das aufeinander folgende Windungen bildet, mit einer Anode und einer Katode, die durch poröse Trennelemente getrennt sind, wobei die Gesamtheit mit einem Elektrolyten getränkt ist, wobei der Behälter in seinem oberen Teil durch eine gekapselte Haube verschlossen ist, die zwei Kontakte trägt, die mit der Anode bzw. mit der Katode über Anschlussmittel elektrisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die spiralförmige Wicklung um eine starre Spule gebildet ist, die eine horizontale obere Platte, die im Wesentlichen die Abmessungen der Öffnung des Hohlraums besitzt, und eine horizontale untere Platte, die im Wesentlichen die Innenabmessungen des Bodens besitzt, aufweist, wobei die Platten durch ein vertikales mittiges schmales Element und beiderseits hiervon durch zwei seitliche schmale Elemente verbunden sind, wobei die schmalen Elemente zwei Öffnungen in der Mittelebene der Spule und einen freien Raum an ihrem Umfang für die Aufnahme der spiralförmigen Wicklung begrenzen.
Eine prismaförmige Batterie des soeben beschriebenen Typs kann mit gewöhnlichen Anschlussmitteln wie etwa einem Band oder Litzendraht, das bzw. der entweder an jedem Ende der Wicklung oder zwischen den durch die schmalen Elemente begrenzten Öffnungen angeordnet ist, versehen sein. Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung sind die Anschlussmittel aus zwei Metallstiften oder Metallrohren gebildet, die zwischen den Öffnungen angeordnet sind, die in ihrem Teil, der sich zwischen den beiden Platten befindet, abgeflacht sind und wovon ein Ende die obere Platte durch in dieser ausgebildete Öffnungen durchquert.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die axiale Positionierung der Stifte oder der Rohre auch dank der Öffnungen, die sich in der unteren Platte befinden, um das andere Ende jedes Stifts oder Rohrs aufzunehmen, erreicht.
Gemäß einem nochmals weiteren Aspekt der Erfindung sind die obere und die untere Platte ferner mit Positionierungsöffnungen versehen, die sich auf Höhe der seitlichen schmalen Elemente befinden und beiderseits der Mittelebene der Spule angeordnet sind, wobei diese Öffnungen dazu vorgesehen sind, während der Herstellung der Wicklung Positionierungsstifte einzusetzen. Sobald die Wicklung erhalten worden ist, werden die Positionierungsstifte herausgezogen; dadurch kann jegliche mechanische Spannung an den Lötpunkten zwischen den Metallstiften oder Metallrohren und der Anode und der Katode unterdrückt werden.
Die Erfindung hat außerdem eine prismaförmige Batterie zum Gegenstand, die in einem metallischen Behälter eine auf eine Spule gewickelte Wicklung des soeben beschriebenen Typs enthält, wobei die großen Wände des Behälters nach Anbringen der Spule durch Druckumformen hohlverformt werden, derart, dass eine Quetschung der unteren Platte bewirkt wird. Im einem solchen Fall besitzt die untere Platte eine größere Breite als die obere Platte. Eine solche Konstruktion trägt zum Steigern der Gebrauchssicherheit einer solchen Batterie bei.
Die Erfindung hat außerdem prismaförrnige Batterien zum Gegenstand, die eine Art der Wicklung eines Verbundwerkstoffbandes oder mehrerer Verbundwerkstoffbänder aufweisen, die je nach Zusammensetzung der Bänder und ihrer Befestigungsweise an den Anschlussmitteln und an den schmalen Elementen der Spule verschieden ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, worin:
1 und 1A in einer Perspektive und in einem Querschnitt eine pris maförmige Batterie des Standes der Technik zeigen;
2 in einer auseinandergezogenen Perspektive eine erfindungsgemäße prismaförmige Batterie zeigt;
die 3 und 3a in einer teilweise aufgebrochenen Perspektive und in einem Querschnitt einen an die Spule angepassten speziellen Behälter zeigen;
4 eine Schnittansicht einer ersten Form von Wicklung um die Spule in einer zur Grundplatte der Batterie parallelen Ebene ist;
5 eine Schnittansicht einer zweiten Form von Wicklung um die Spule in einer zur Grundplatte der Batterie parallelen Ebene ist; und
6 eine Schnittansicht einer dritten Form von Wicklung um die Spule in einer zur Grundplatte der Batterie parallelen Ebene ist.
Da die 1 und 1A bereits in der Einleitung als typisch für den Stand der Technik beschrieben worden sind, wird nun 2 betrachtet, die in einer auseinandergezogenen Perspektive die drei Kernstücke einer prismaförmigen Batterie, nämlich den metallischen Behälter 1, die spiralförmige Wicklung 2 und die Haube 4, zeigt. Der metallische Behälter 1 ist aus einem rohrförmigen Element mit zwei großen Wänden 11, 13 und zwei kleinen Wänden 12, 14 gebildet. Der Behälter 1 ist an seinem unteren Teil durch einen rechteckigen Boden 15 verschlossen, der einen Hohlraum 16 begrenzt, der dazu vorgesehen ist, eine spiralförmige Wicklung 2 aus aktivem Werkstoff des Typs "Jelly Roll", die mit einem Elektrolyten getränkt ist, aufzunehmen, wobei die Gesamtheit anschließend durch die Haube 4, die mit dem Behälter verlötet ist und an der Kontakte 7, 8 und im Allgemeinen eine Sicherheitsöffnung 9 vorgesehen sind, hermetisch verschlossen wird.
Wie angegeben worden ist, besteht eine der Schwierigkeiten darin, eine vollkommen kompakte spiralförmige Wicklung 2 ohne mechanische Spannung im Bereich der Lötstellen der Anschlussmittel und ohne Gefahr einer Verschiebung in den gekrümmten Abschnitten zu erhalten. Dazu wird die Wicklung 2 auf einer Spule 20 aus einem starren isolierenden Werkstoff gebildet, die eine obere Platte 21 und eine untere Patte 22 umfasst, wobei beide im Wesentlichen die Abmessungen der (Öffnung des Behälters 1 besitzen, vorzugsweise mit abgerundeten Ecken, um das Einsetzen in den Hohlraum 16 zu erleichtern. Die beiden Platten 21, 22 sind durch drei schmale Elemente 23, 24, 25 verbunden, die zur ihrer Ebene entlang der großen Achse dieser Platten, d. h. entlang der Mittelebene der Spule 20, senkrecht sind. Die schmalen Elemente 23, 24, 25 begrenzen im Mittelabschnitt zwei Öffnungen 26a, 26c und am Umfang einen freien Raum 27, der dazu bestimmt ist, die Wicklung 2 aufzunehmen. In der bevorzugten Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist, ist die Spule 20 achsensymmetrisch, wobei das mittige schmale Element 24 eine größere Breite als die seitlichen schmalen Elemente 23, 25 besitzt.
In der Achse der Öffnungen 26a, 26c ist die obere Platte 21 mit Öffnungen 28a, 28c und die untere Patte 22 mit den Öffnungen 29a, 29c versehen, wobei diese Öffnungen für den Durchgang und die Positionierung der Anschlussmittel 5, 6 zwischen der Wicklung 2 und den Kontakten 7, 8 vorgesehen sind. In der bevorzugten Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist, sind diese Anschlussmittel durch Metallstifte 30a, 30c, beispielsweise aus Kupfer für die Anode und aus Aluminium für die Katode gebildet, wobei diese Stifte in ihrem Teil, der sich zwischen der oberen Platte 21, von der sie durch die Öffnungen 28a, 28c hindurch hervorstehen, um die äußeren Kontakte 7, 8 zu bilden, und der unteren Platte 22, in der sie dank der Öffnungen 29a, 29c positioniert sind, befindet, abgeflacht sind. Wie im Folgenden zu sehen sein wird, ermöglichen die drei schmalen Elemente und die abgeflachten Teile der beiden Stifte 30a, 30c das Befestigen je nach Variante des Anfangs eines Verbundwerkstoffbandes oder mehrerer Verbundwerkstoffbänder. In der bevorzugten Ausführungsform ist die Spule außerdem mit einer Vorrichtung versehen, die das Unterdrücken jeglicher mechanischer Spannung im Bereich der Lötstellen zwischen der Anode 2a und der Katode 2c der Wicklung 2 und den Anschlussmitteln 5, 6, d. h. den abgeflachten Teilen der Stifte 30a, 30c, ermöglichen. Diese Vorrichtung besteht aus Positionierungsöffnungen 33, 35, die in der oberen Platte 21 und in der unteren Platte 22 ausgebildet und im Wesentlichen in der Mitte der seitlichen schmalen Element 23, 25 beiderseits der Mittelebene angeordnet sind. Diese Öffnungen 33, 35 sind dazu vorgesehen, die Positionierungsstifte 31 aufzunehmen, die eingesetzt werden, wenn mit dem Ausführen der Wicklung begonnen wird. Die Wicklung kann dann straff erfolgen, wodurch eine vollkommene Kohäsion zwischen den verschiedenen Windungen der Wicklung erzielt werden kann. Sobald die Wicklung fertig ist, werden die Positionierungsstifte 31 herausgezogen, was die Spannung im Bereich der Lötstellen unterdrückt und außerdem ein gewisses Spiel belässt, damit beispielsweise bei einem Akkumulator während der Lade-/Entladevorgänge keine mechanische Spannung entsteht. Die Spule 20 ist beispielsweise durch Spritzgießen aus Kunststoff wie etwa Polybutylenterephtalat (PBT) hergestellt. Sie kann auch aus irgendeinem anderen isolierenden thermoplastischen oder in dem verwendeten Elektrolyten wärmeaus härtenden stabilen Werkstoff hergestellt sein. Bei einer prismaförmigen Batterie, die im Wesentlichen die Außenabmessungen 48 × 34 × 10 mm besitzt, ist eine Dicke von 0,8 bis 1 mm zum Bilden der Platten 21, 22 und der schmalen Elemente 23, 24, 25 aus PBT zweckmäßig, wobei der Spule eine ausreichende Steifheit gegeben wird. Um die Wicklung 2 in den fernen Abschnitten der Spule und vor allem an den ersten Windungen nicht zu verletzen, wurde erkannt, dass den äußeren Rändern 23a, 25a der seitlichen schmalen Elemente eine runde Form gegeben werden kann.
In den 3 und 3A ist nun zu sehen, dass die Wicklung 2 auf der Spule 20 in einem Behälter 1 mit einer prismatischen Grundform angeordnet ist, dessen große Wände 11, 13 jedoch durch Druckumformen hohlverformt sind, was neben anderen Folgen eine Quetschung der unteren Platte 22 der Spule (in 3A sichtbar) mit sich bringt. Es ist außerdem erforderlich, die Breite der oberen Platte 21 kleiner zu halten, um diese an die Breite der Öffnung des Behälters 1 anzupassen. Eine solche Konzeption, die einem der Konstruktionselemente der Spule eine spezielle Form des Behälters 1 zuordnet, trägt dazu bei, die Gebrauchssicherheit einer Spule dieses Typs durch eine mechanische Befestigung, die beispielsweise im Fall von Stößen einen Zug an den Kontakten oder den Elektroden verhindert, zu erhöhen.
Mit Bezug auf die 4, 5, 6 werden im Folgenden drei Formen von Wicklungen beschrieben, die durch die Verwendung der soeben beschriebenen Spule als Mittelkern möglich gemacht werden.
In 4 ist die Wicklung ausgehend von einem Verbundwerkstoffband 10b ausgeführt, das beiderseits eines ersten porösen Trennelements 2b zwei Träger 17a, 17c aufweist, deren gegenüberliegende Flächen mit aktiven Werkstoffen 18a, 18c beschichtet sind, die die Anode 2a bzw. die Katode 2c bilden, wobei die so gebildete Gesamtheit auf einer ihrer äußeren Oberflächen ein zweites poröses Trennelement 2b besitzt. Um die Anode zu bilden, wird beispielsweise eine dünne Folie aus Kupfer verwendet, die mit einem aktiven Werkstoff, der die Anode bildet, beschichtet ist, während für die Katode eine dünne Folie aus Aluminium verwendet wird, die mit einem aktiven Werkstoff, der die Katode bildet, beschichtet ist. An einem Ende des Bandes sind die Anode 2a, die Katode 2c und das erste Trennelement 2b, die auf der gleichen Seite der Spule 20 positioniert werden, getrennt, um die Elektroden jeweils auf die abgeflachten Teile der Anschlussstifte löten und das erste Trennelement 2b auf das mittige schmale Ele ment 24 kleben zu können. Das zweite Trennelement 2b ist auf der anderen Seite der Spule positioniert und entweder auf das mittige schmale Element 24 oder auf dasjenige der seitlichen schmalen Elemente 23 oder 25 geklebt, das sich in der Richtung des Wickelns befindet, derart, dass die Elektroden gegensätzlicher Polarität beim Durchgang der ersten Windung isoliert werden.
In der in 5 gezeigten Ausführungsform ist die Wicklung 2 auf der Spule 20 ausgehend von zwei Verbundwerkstoffbändern 10d und 10d' gleicher Struktur gebildet, die beiderseits der Spule positioniert sind, derart, dass alle beide in derselben Richtung gewickelt werden können. Jedes Band 10d und 10d' weist beiderseits eines Trennelements 2b zwei Träger 17a, 17c auf, deren gegenüberliegende Flächen mit aktiven Werkstoffen 18a, 18c, die die Anode 2a bzw. die Katode 2c bilden, beschichtet sind. Die Enden jedes Bandes 10d, 10d' werden beiderseits der Spule 20 bei der Anode 2a und der Katode 2c durch Löten an die jeweiligen Anschlussmittel und bei den Trennelementen 2b durch Kleben auf das mittige schmale Element 24 befestigt. Selbstverständlich positioniert die Wicklung die jeweiligen Träger 17a, 17c jedes Bandes 10d, 10d' nebeneinander.
In einer dritten Ausführungsform, die in 6 gezeigt ist, ist die Wicklung 2 auf der Spule 20 ausgehend von zwei Verbundwerkstoffbändern 10a und 10c analoger Struktur gebildet, die beiderseits der Spule positioniert sind, derart, dass alle beide in derselben Richtung gewickelt werden können. Ein erstes Band 10a umfasst einen Träger 17a, der an seinen beiden Seiten mit einem die Anode 2a bildenden aktiven Werkstoff 18a beschichtet ist, und ein poröses Trennelement 2b. Ebenso umfasst ein zweites Band 10c einen Träger 17c, der an seinen beiden Seiten mit einem die Katode 2c bildenden aktiven Werkstoff 18c beschichtet ist. Wie zuvor sind die Anode 2a und die Katode 2c an ihren jeweiligen Anschlussmitteln 5, 6 und die Trennelemente an dem mittigen schmalen Element 24 angelötet. Diese Konstruktion bietet den Vorteil, dass sie eine höhere massenbezogene Energiedichte aufweist, da dieser Elektrodentyp nur einen einzigen Träger (Aluminium oder Kupfer) umfasst.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen sowohl hinsichtlich der Ausführung der Spule als auch hinsichtlich der Wicklungsarten können durch den Fachmann an die spezifische Form einer Batterie angepasst werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims

Prismaförmige Batterie, die einen metallischen Behälter (1) umfasst, der aus wenigstens zwei großen Wänden (11, 13), zwei kleinen Wänden (12, 14) und einem Boden (15) gebildet ist und einen Hohlraum (16) begrenzt, in dessen Innenraum eine nicht kreisförmige, spiralförmige Wicklung (2) aus wenigstens einem Verbundwerkstoffband (10a, 10b, 10c, 10d) angeordnet ist, das aufeinander folgende Windungen bildet, mit einer Anode (2a) und einer Katode (2c), die durch poröse Trennelemente (2b) getrennt sind, wobei die Gesamtheit mit einem Elektrolyten getränkt ist, wobei der Behälter (1) in seinem oberen Teil durch eine gekapselte Haube (4) verschlossen ist, die zwei Kontakte (7, 8) trägt, die mit der Anode (2a) bzw. mit der Katode (2c) über Anschlussmittel (5, 6) elektrisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die spiralförmige Wicklung (2) um eine starre Spule (20) gebildet ist, die eine horizontale obere Platte (21), die im wesentlichen die Abmessungen der Öffnung des Hohlraums (16) besitzt, und eine horizontale untere Platte (22), die im wesentlichen die Innenabmessungen des Bodens (15) besitzt, aufweist, wobei die Platten durch ein vertikales mittiges schmales Element (24) und beiderseits hiervon durch zwei seitliche schmale Elemente (23, 25) verbunden sind, wobei die schmalen Elemente (23, 24, 25) zwei Öffnungen (26a, 26c) in der Mittelebene der Spule (20) und einen freien Raum (27) an ihrem Umfang für die Aufnahme der spiralförmigen Wicklung (2) begrenzen.
Prismaförmige Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussmittel (5, 6) in den Öffnungen (26a, 26c) angeordnet sind, die zwischen den schmalen Elementen (23, 24, 25) ausgebildet sind.
Prismaförmige Batterie nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Platte (21) der Spule (20) außerdem Öffnungen (28a, 28c) aufweist, die zwischen dem mittigen schmalen Element (24) und jedem seitlichen schmalen Element (23, 25) ausgebildet sind, und dass die Anschlussmittel (5, 6) durch Metallstifte (30a, 30c) gebildet sind, die in ihrem Teil, der sich zwischen den beiden Platten (21, 22) befindet, abgeflacht sind und von der Spule (20) durch die Öffnungen (28a, 28c) nach außen vorstehen, um die Kontakte (7, 8) zu bilden.
Prismaförmige Batterie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Platte (22) ebenfalls Öffnungen (29a, 29c) aufweist, die die Anordnung der Metallstifte (30a, 30c) ermöglichen.
Prismaförmige Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Ränder (23a, 25a) der seitlichen schmalen Elemente (23, 25) abgerundet sind, wobei der Krümmungsradius ausreicht, damit ein nicht zerstörender Durchgang der ersten Windungen der Wicklung (2) möglich ist.
Prismaförmige Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Platte (21) und die untere Platte (22) außerdem jeweils mit Positionierungsöffnungen (33, 35) versehen sind, die sich auf Höhe der seitlichen schmalen Elemente (23, 25) befinden und beiderseits der Mittelebene der Spule (20) angeordnet sind, wobei diese Öffnungen (33, 35) dazu vorgesehen sind, Positionierungsstifte (31) aufzunehmen, die nach der Herstellung der Wicklung (2) herausgezogen werden müssen.
Prismaförmige Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung (2) aus einem einzigen Verbundwerkstoffband (10b) gebildet ist, das beiderseits eines ersten Trennelements (2b) zwei Träger (17a, 17c) aufweist, deren gegenüberliegende Flächen mit aktiven Werkstoffen (18a, 18c) beschichtet sind, die die Anode (2a) bzw. die Katode (2c) bilden, wobei die so gebildete Gesamtheit auf einer ihrer äußeren Oberflächen ein zweites Trennelement (2b) besitzt, und dass einerseits die Anode (2a), die Katode (2c) und das erste Trennelement (2b) auf derselben Seite der Spule (20) positioniert sind, wobei sie mit den Anschlussmitteln (5, 6) durch Löten und mit dem mittigen schmalen Element (24) durch Kleben fest verbunden sind, und andererseits das zweite Trennelement auf der anderen Seite der Spule (20) auf das mittige schmale Element (24) oder auf dasjenige der seitlichen schmalen Elemente (23 oder 25), das sich in der Richtung der Wicklung befindet, geklebt ist.
Prismaförmige Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung (2) aus zwei Verbundwerkstoffbändern (10d, 10d') gebildet ist, die die gleiche Struktur besitzen und beiderseits eines Trennelements (2b) zwei Träger (17a, 17c) aufweisen, deren gegenüberliegende Flächen mit aktiven Werkstoffen (18a, 18c) beschichtet sind, die die Anode (2a) bzw. die Katode (2c) bilden, und dass jedes Verbundwerkstoffband (10d, 10d') beiderseits der Spule (20) durch Löten an die entsprechenden Anschlussmittel (5, 6) für die Anode (2a) bzw. für die Katode (2c) und durch Kleben an das mittige schmale Element (24) für die Trenn elemente (2b) befestigt ist, wobei die zwei Bänder (10d, 10d') in derselben Richtung gewickelt sind, um mit ihren nicht mit aktiven Werkstoffen (18a, 18c) beschichteten Flächen miteinander in Kontakt zu gelangen.
Prismaförmige Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung (2) aus zwei Verbundwerkstoffbändern (10a, 10c) gebildet ist, die analoge Strukturen besitzen, wobei das erste Band (10a) einen Träger (17a), der an seinen beiden Flächen mit einem die Anode (2a) bildenden aktiven Werkstoff (18a) beschichtet ist, und ein Trennelement (2b) umfasst, die auf derselben Seite der Spule mit einem Anschlussmittel (5) durch Löten und mit dem mittigen schmalen Element (24) durch Kleben verbunden sind, und wobei das zweite Band (10c) einen Träger (17c), der auf seinen beiden Flächen mit einem die Katode (2c) bildenden aktiven Werkstoff (18c) beschichtet ist, und ein Trennelement (2b) umfasst, die auf der anderen Seite der Spule mit dem zweiten Anschlussmittel (6) durch Löten und mit dem mittigen schmalen Element (24) durch Kleben fest verbunden sind, wobei die zwei Bänder (10a, 10c) in derselben Richtung gewickelt sind, damit sie sich einander gegenüber befinden.
Prismaförmige Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der unteren Platte (22) der Spule (20) größer als jene der oberen Platte (21) ist, um ihre Einklemmung am Boden des Hohlraums (16) des Behälters (1) durch Hohlverformung der großen Wände (11, 13) zu ermöglichen.
Prismaförmige Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (20) aus einem isolierenden Werkstoff hergestellt ist, der aus PBT (Polybuthylen-Terephthalat) und aus thermoplastischen oder wärmehärtbaren isolierenden Werkstoffen gewählt ist.