EP2319119A1 - Galvanic element - Google Patents

Galvanic element

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Publication number
EP2319119A1
EP2319119A1 EP09781277A EP09781277A EP2319119A1 EP 2319119 A1 EP2319119 A1 EP 2319119A1 EP 09781277 A EP09781277 A EP 09781277A EP 09781277 A EP09781277 A EP 09781277A EP 2319119 A1 EP2319119 A1 EP 2319119A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
foil
film
galvanic
layer
aluminum
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09781277A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Heckenberger
Hans-Georg Herrmann
Tobias Isermeyer
Markus Kohlberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle Behr GmbH and Co KG
Original Assignee
Behr GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Behr GmbH and Co KG filed Critical Behr GmbH and Co KG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a galvanic element and an energy storage, which can be used for example in electric vehicles.
  • lithium batteries can be used as energy storage. These batteries are subject to rapid charging and discharging due to resistance inside and outside the cells. Temperatures above 5O 0 C, however, permanently damage the battery cells. Therefore, the cells are cooled during operation.
  • Modern lithium-ion or lithium-polymer cells are packed in an aluminum composite foil.
  • the aluminum composite foil can have a structure with a 13-25 ⁇ m thick polyamide layer (PA), a 40 ⁇ m thick aluminum layer and a 30 ⁇ 80 ⁇ m thick polypropylene layer (PP).
  • PA polyamide layer
  • PP polypropylene layer
  • the individual cells are mounted on cooling plates. The mounting can be done eg by gluing. These cooling plates are in turn connected to an evaporator plate or a tube evaporator and cooled.
  • a combination of soft, molded aluminum composite film and hard, approximately 100 ⁇ m thick polypropylene-laminated film is used for the mechanical protection of cells in battery packs for mobile phones.
  • While cells with a hard housing can be connected directly to the head, bottom or jacket with the cooling plate, cells with an aluminum composite foil need a cooling plate for mechanical fixation. These additionally required cooling plates make some advantages of the composite foil packaging lost in terms of weight and costs. In addition, the heat transfer from cell to heat sink is degraded by the adhesive layer.
  • DE 602 08 862 T2 deals with a prismatic battery in which a metal plate is integrally embedded in a side wall of the housing of the battery.
  • the metal plate increases the weight of the battery.
  • a galvanic element according to claim 1 and by an energy store according to claim 12.
  • the present invention is based on the finding that a film used as the housing of the galvanic element can advantageously be used for heat dissipation.
  • the advantages of the composite film can be combined with the advantages of a hard housing of a galvanic element.
  • the present invention provides a galvanic element having an electrode ensemble and a foil for covering the electrode ensemble, characterized in that the foil has a material with a high thermal conductivity and has a connection region which extends beyond the electrode ensemble and which is suitable to connect the film with a cooling device.
  • the galvanic element can represent a Li-ion battery.
  • the cooling device may be a cooling plate.
  • the foil may be a metal foil.
  • metal has a high thermal conductivity and thus is suitable for dissipating the heat generated by the galvanic element.
  • the film may be a hard-rolled aluminum foil having a thickness of 50-500 ⁇ m.
  • the film can be used in addition to the heat dissipation for mechanical fixation of the galvanic element.
  • Another plate for the mechanical fixation of the galvanic cell, for example inside the battery, is not required.
  • the film may be a composite film with a plastic layer, wherein the film is arranged so that the plastic layer is opposite to the electrode ensemble.
  • the connection region may have a bend which is designed to align the attachment region with respect to the cooling device. If the cooling device is, for example, a cooling plate, the connection area can be aligned by the bend parallel to the cooling plate. Thus, an optimal connection between the cooling plate and the connection region of the film can be created.
  • connection region can be suitable for connection to a tube evaporator.
  • the tube evaporator allows for increased heat dissipation.
  • the film may be designed for the passage of an evaporator tube.
  • the evaporator tube can be arranged as close to the place of heat generation.
  • the galvanic element can have a further foil for covering the electrode ensemble, wherein the electrode ensemble is arranged between the foil and the further foil.
  • the further film may be a composite film of an aluminum layer and a polypropylene layer. If the film is an unbacked aluminum foil, the further foil may be a composite foil of an aluminum layer and a layer of polar modified polypropylene.
  • the film may have a recess which is formed to receive the electrode ensemble.
  • the present invention further provides an energy storage device having a cooling plate and a plurality of galvanic elements according to the present invention, wherein the cooling plate is connected to the terminal regions of the plurality of galvanic elements.
  • the galvanic elements are connected via the connection areas with the cooling plate, can the distances of the galvanic elements to each other be variable.
  • the cells have the necessary space to compensate for the growth in thickness due to aging and charge.
  • FIG. 1 shows a representation of a galvanic EIe- element according to the invention
  • FIG. 2 shows an illustration of a composite foil of the galvanic element according to the invention
  • Fig. 6 is an illustration of another energy storage device according to the invention.
  • FIG. 1 shows a representation of a galvanic element 100 according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the galvanic element 100 has an electrode ensemble 102, a foil 104 and a further foil 106 for covering the electrode ensemble 102.
  • the foil 104 and the further foil 106 form a housing for the electrode ensemble 102.
  • the electrode ensemble 102 may, for example, comprise electrode plates and an electrolyte.
  • the foil 104 has a connection region 108 extending beyond the electrode ensemble.
  • the connection region 108 is designed to connect the galvanic element to a cooling device 110.
  • the cooling device 110 is a cooling plate.
  • the galvanic element 100 is arranged at right angles to the cooling plate 110.
  • the foil 104 has a bend in the connection region 108, so that the connection region 108 is aligned parallel to the cooling plate 110.
  • the film 104 comprises a material having a high thermal conductivity.
  • the film 104 can absorb the heat generated by the galvanic element and dissipate via the connection region 108 to the cooling plate 110.
  • a surface of the connection region 108 can be connected directly to a surface of the cooling plate 110.
  • the further film 106 has a recess which is formed to receive the electrode ensemble 102.
  • the film 104 may also have a corresponding recess.
  • the film 104 may be a metal foil and in particular an aluminum foil.
  • the film 104 may be a hard-rolled aluminum foil with a thickness of 50-500 ⁇ m. Due to a correspondingly large hardness Grad of the film 104, the connection area may be suitable as a mechanical support of the galvanic element 100.
  • the foil is a composite foil with a metal layer 220 and a plastic layer 222.
  • the foil is arranged opposite to the electrode ensemble with the plastic layer 222 facing the electrode ensemble.
  • the connection region of the film may also comprise the plastic layer, wherein the plastic layer on a cooling layer
  • the metal layer 220 may comprise aluminum and the plastic layer 222 polypropylene.
  • the film 106 is a composite film having a metal layer 220, a plastic layer 222 and a further plastic layer 324.
  • the metal layer 220 may comprise aluminum, the plastic layer 222 polypropylene and the further plastic layer 324 polypropylene.
  • the aluminum composite film may have a structure with a 13-25 ⁇ m thick polyamide layer, a 40 ⁇ m thick aluminum layer and a 30-80 ⁇ m thick polypropylene layer.
  • the further foil may be a composite foil made of an aluminum layer and a layer of polar modified polypropylene.
  • the housing of the cell 100 according to the invention shown in FIG. 1 consists of a moldable composite film 106 such as it is typically used for lithium ion and lithium polymer batteries.
  • the electrode ensemble 102 is inserted.
  • the lid is a 50-500 ⁇ m thick aluminum foil 104 sealed, which is laminated on the inside with 10 - 80 ⁇ m polypropylene.
  • the aluminum foil 104 may be a hard-rolled, 250 ⁇ m thick aluminum foil laminated with 30 ⁇ m polypropylene.
  • the cover film 104 can be bent on one or more sides with the polypropylene side to the cell 100 and fixed on the cooling plate 110.
  • the cover film 104 may have a molded recess into which the electrode ensemble 102 is wholly or partially inserted.
  • the composite film 106 can also be sealed directly onto an unbacked aluminum sheet.
  • a battery for hybrid and / or electric vehicles can then be displayed in one or more rows.
  • the energy store has a plurality of galvanic elements 100. Shown are nine cells, of which only one is provided with reference numerals.
  • the galvanic elements 100 may be of the type shown in FIG. 1, each connected to the cooling plate 110 via its terminal region.
  • the cooling plate 110 may be an evaporator plate.
  • a second cooling plate may be arranged opposite the cooling plate 110, so that the galvanic elements 100 may be arranged between two cooling plates 110.

Abstract

The invention relates to a galvanic element (100) comprising an electrode assembly (102) and a film (104) for covering the electrode assembly (102), characterized in that the film (104) comprises a material having a high thermal conductivity and comprises a connection area (108) which extends beyond the electrode assembly (102) and which is suitable for connecting the film (104) to a cooling device (110).

Description

Galvanisches Element Galvanic element
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein galvanisches Element und einen Energiespeicher, die beispielsweise bei Eiektrofahrzeugen eingesetzt werden können.The present invention relates to a galvanic element and an energy storage, which can be used for example in electric vehicles.
In modernen Hybridelektro- oder Eiektrofahrzeugen (HEV/EV) können Li- lonen Akkus als Energiespeicher zum Einsatz kommen. Bei diesen Akkus kommt es beim schnellen Laden und Entladen aufgrund von Widerständen in und außerhalb der Zellen zur Erwärmung. Temperaturen über 5O0C schädigen jedoch auf Dauer die Batteriezellen. Deswegen werden die Zellen im Betrieb gekühlt.In modern hybrid electric or electric vehicles (HEV / EV), lithium batteries can be used as energy storage. These batteries are subject to rapid charging and discharging due to resistance inside and outside the cells. Temperatures above 5O 0 C, however, permanently damage the battery cells. Therefore, the cells are cooled during operation.
Für sekundäre Li-Ionen oder Li-Polymerzellen gibt es im wesentlichen drei verschiedene Gehäusetypen. Zum einen gibt es Rundzellen mit einem harten Gehäuse, des weiteren prismatische Zellen mit einem harten Gehäuse und schließlich prismatische Zellen mit einer Softverpackung aus Aluminiumverbundfolie, sogenannte Coffee Bag Zellen.For secondary Li-ion or Li-polymer cells, there are essentially three different types of housing. On the one hand there are round cells with a hard housing, the other prismatic cells with a hard housing and finally prismatic cells with a soft packaging made of aluminum composite foil, so-called coffee bag cells.
Moderne Lithium-Ionen oder Lithium-Polymer Zellen werden in eine Aluminiumverbundfolie verpackt. Die Aluminiumverbundfolie kann einen Aufbau mit einer 13-25μm starken Polyamidschicht (PA), einer 40μm starken Alumi- niumschicht und einer 30~80μm starken Polypropylenschicht (PP) aufweisen. Anschließend werden die einzelnen Zellen auf Kühlbleche montiert. Das Montieren kann z.B. durch kleben erfolgen. Diese Kühlbleche werden wie- derrum mit einer Verdampferplatte oder einem Rohrverdampfer verbunden und gekühlt.Modern lithium-ion or lithium-polymer cells are packed in an aluminum composite foil. The aluminum composite foil can have a structure with a 13-25 μm thick polyamide layer (PA), a 40 μm thick aluminum layer and a 30 ~ 80 μm thick polypropylene layer (PP). Subsequently, the individual cells are mounted on cooling plates. The mounting can be done eg by gluing. These cooling plates are in turn connected to an evaporator plate or a tube evaporator and cooled.
Eine Kombination aus weicher, geformter Aluminiumverbundfolie und harter, ca. 100μm dicker mit Polypropylen kaschierter Folie kommt zum mechanischen Schutz der Zellen in Akkupacks für Mobiltelefone zum Einsatz.A combination of soft, molded aluminum composite film and hard, approximately 100μm thick polypropylene-laminated film is used for the mechanical protection of cells in battery packs for mobile phones.
Während Zellen mit hartem Gehäuse direkt mit Kopf, Boden oder Mantel mit der Kühlplatte verbunden werden können, brauchen Zellen mit einer Aluminiumverbundfolie ein Kühlblech zur mechanischen Fixierung. Durch diese zusätzlich benötigten Kühlbleche gehen einige Vorteile der Verbundfolien- Verpackung in Bezug auf Gewicht und Kosten wieder verloren. Außerdem wird der Wärmeübergang von Zelle zu Kühlblech durch die Klebeschicht verschlechtert.While cells with a hard housing can be connected directly to the head, bottom or jacket with the cooling plate, cells with an aluminum composite foil need a cooling plate for mechanical fixation. These additionally required cooling plates make some advantages of the composite foil packaging lost in terms of weight and costs. In addition, the heat transfer from cell to heat sink is degraded by the adhesive layer.
DE 602 08 862 T2 befasst sich mit einer prismatischen Batterie, bei der eine Metallplatte integral in eine Seitenwand des Gehäuses der Batterie eingebettet ist. Durch die Metallplatte erhöht sich das Gewicht der Batterie.DE 602 08 862 T2 deals with a prismatic battery in which a metal plate is integrally embedded in a side wall of the housing of the battery. The metal plate increases the weight of the battery.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes galvanisches Element und einen verbesserten Energiespeicher zu schaffen.It is the object of the present invention to provide an improved galvanic element and an improved energy storage.
Diese Aufgabe wird durch ein galvanisches Element gemäß Anspruch 1 sowie durch einen Energiespeicher gemäß Anspruch 12 gelöst. Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich eine als Gehäuse des galvanischen Elements eingesetzte Folie vorteilhaft zur Wärmeableitung einsetzen lässt.This object is achieved by a galvanic element according to claim 1 and by an energy store according to claim 12. The present invention is based on the finding that a film used as the housing of the galvanic element can advantageously be used for heat dissipation.
Durch den erfindungsgemäßen Ansatz lassen sich die Vorteile der Verbundfolie mit den Vorteilen eines harten Gehäuses eines galvanischen Elements kombinieren.By the approach according to the invention, the advantages of the composite film can be combined with the advantages of a hard housing of a galvanic element.
Die vorliegende Erfindung schafft ein galvanisches Element mit einem Elekt- rodenensemble und einer Folie zur Abdeckung des Elektrodenensembles, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie ein Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit aufweist und einen, sich über das Elektrodenensemble hinaus erstreckenden Anschlussbereich aufweist, der geeignet ist, um die Folie mit einer Kühleinrichtung zu verbinden. Das galvanische Element kann einen Li- Ionen Akku darstellen. Bei der Kühleinrichtung kann es sich um ein Kühlblech handeln.The present invention provides a galvanic element having an electrode ensemble and a foil for covering the electrode ensemble, characterized in that the foil has a material with a high thermal conductivity and has a connection region which extends beyond the electrode ensemble and which is suitable to connect the film with a cooling device. The galvanic element can represent a Li-ion battery. The cooling device may be a cooling plate.
Die Folie kann eine Metallfolie sein. Vorteilhafterweise weist Metall eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf und eignet sich somit zur Ableitung der von dem gal- vanischen Element erzeugten Wärme. Beispielsweise kann die Folie eine walzharte Aluminiumfolie mit einer Dicke von 50 - 500μm sein. Somit kann die Folie neben der Wärmeableitung auch zur mechanischen Fixierung des galvanischen Elements eingesetzt werden. Ein weiteres Blech zur mechanischen Fixierung der galvanischen Zelle, beispielsweise innerhalb der Batte- rie, ist nicht erforderlich.The foil may be a metal foil. Advantageously, metal has a high thermal conductivity and thus is suitable for dissipating the heat generated by the galvanic element. For example, the film may be a hard-rolled aluminum foil having a thickness of 50-500 μm. Thus, the film can be used in addition to the heat dissipation for mechanical fixation of the galvanic element. Another plate for the mechanical fixation of the galvanic cell, for example inside the battery, is not required.
Die Folie kann eine Verbundfolie mit einer Kunststoffschicht sein, wobei die Folie so angeordnet ist, das die Kunststoffschicht dem Elektrodenensemble gegenüberliegt. Gemäß einer Ausgestaltung kann der Anschlussbereich eine Biegung aufweisen, die ausgebildet ist, um den Anschiussbereich in Bezug auf die Kühleinrichtung auszurichten. Handelt es sich bei der Kühleinrichtung beispielsweise um ein Kühlblech, so kann der Anschlussbereich durch die Biegung parallel zu dem Kühlblech ausgerichtet werden. Somit kann eine optimale Verbindung zwischen Kühlblech und dem Anschlussbereich der Folie geschaffen werden.The film may be a composite film with a plastic layer, wherein the film is arranged so that the plastic layer is opposite to the electrode ensemble. According to one embodiment, the connection region may have a bend which is designed to align the attachment region with respect to the cooling device. If the cooling device is, for example, a cooling plate, the connection area can be aligned by the bend parallel to the cooling plate. Thus, an optimal connection between the cooling plate and the connection region of the film can be created.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann der Anschlussbereich zur Ver- bindung mit einem Rohrverdampfer geeignet sein. Der Rohrverdampfer ermöglicht eine verstärkte Wärmeableitung. Dazu kann die Folie zur Durchführung eines Verdampferrohres ausgebildet sein. Somit kann das Verdampferrohr möglichst nah am Ort der Wärmeentwicklung angeordnet werden.According to a further embodiment, the connection region can be suitable for connection to a tube evaporator. The tube evaporator allows for increased heat dissipation. For this purpose, the film may be designed for the passage of an evaporator tube. Thus, the evaporator tube can be arranged as close to the place of heat generation.
Das galvanische Element kann eine weitere Folie zur Abdeckung des Elektrodenensembles aufweisen, wobei das Elektrodenensemble zwischen der Folie und der weiteren Folie angeordnet ist. Somit können die Vorteile einer Softverpackung der galvanischen Zelle genutzt werden. Die weitere Folie kann eine Verbundfoiie aus einer Aluminiumschicht und einer Polyproylen- schicht sein. Handelt es sich bei der Folie um eine unkaschierte Aluminiumfolie, so kann die weitere Folie eine Verbundfolie aus einer Aluminiumschicht und einer Schicht aus polar modifiziertem Polypropylen sein.The galvanic element can have a further foil for covering the electrode ensemble, wherein the electrode ensemble is arranged between the foil and the further foil. Thus, the advantages of a soft packaging of the galvanic cell can be used. The further film may be a composite film of an aluminum layer and a polypropylene layer. If the film is an unbacked aluminum foil, the further foil may be a composite foil of an aluminum layer and a layer of polar modified polypropylene.
Gemäß einer Ausgestaltung kann die Folie eine Ausnehmung aufweisen, die ausgebildet ist, um das Elektrodenensemble aufzunehmen.According to one embodiment, the film may have a recess which is formed to receive the electrode ensemble.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner einen Energiespeicher, mit einer Kühlplatte und einer Mehrzahl galvanischer Elemente gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Kühlplatte mit den Anschlussbereichen der Mehr- zahl galvanischer Elemente verbunden ist. Indem die galvanischen Elemente über die Anschlussbereiche mit der Kühlplatte verbunden werden, können die Abstände der galvanischen Elemente zueinander variable sein. Somit haben die Zellen den nötigen Raum um das Dickenwachstum durch Alterung und Ladung auszugleichen.The present invention further provides an energy storage device having a cooling plate and a plurality of galvanic elements according to the present invention, wherein the cooling plate is connected to the terminal regions of the plurality of galvanic elements. By the galvanic elements are connected via the connection areas with the cooling plate, can the distances of the galvanic elements to each other be variable. Thus, the cells have the necessary space to compensate for the growth in thickness due to aging and charge.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments of the present invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen galvanischen EIe- ments;1 shows a representation of a galvanic EIe- element according to the invention;
Fig. 2 eine Darstellung einer Verbundfolie des erfindungsgemäßen galvanischen Elements;FIG. 2 shows an illustration of a composite foil of the galvanic element according to the invention; FIG.
Fig. 3 eine Darstellung einer weiteren Verbundfolie des erfindungsgemäßen galvanischen Elements;3 shows an illustration of a further composite foil of the galvanic element according to the invention;
Fig. 4 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Energiespeichers;4 shows an illustration of an energy store according to the invention;
Fig. 5 eine Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen galvanischen Elements; und5 shows an illustration of a further galvanic element according to the invention; and
Fig. 6 eine Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Energiespeichers.Fig. 6 is an illustration of another energy storage device according to the invention.
In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Zeichnungen dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird. Fig. 1 zeigt eine Darstellung eines galvanischen Elements 100, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das galvanische Element 100 weist ein Elektrodenensemble 102, eine Folie 104 und eine weite- re Folie 106 zur Abdeckung des Elektrodenensembles 102 auf. Die Folie 104 und die weitere Folie 106 bilden ein Gehäuse für das Elektrodenensemble 102. Das Elektrodenensemble 102 kann beispielsweise Elektrodenplatten und ein Elektrolyt aufweisen. Die Folie 104 weist einen, sich über das Elektrodenensemble hinaus erstreckenden Anschlussbereich 108 auf. Der An- Schlussbereich 108 ist ausgebildet, um das galvanische Element mit einer Kühleinrichtung 110 zu verbinden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Kühleinrichtung 110 ein Kühlblech. Das galvanische Element 100 ist rechtwinklig zu dem Kühlblech 110 angeordnet. Die Folie 104 weist im Anschlussbereich 108 eine Biegung auf, so dass der Anschlussbereich 108 pa- rallel zu dem Kühlblech 110 ausgerichtet ist. Die Folie 104 weist ein Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit auf. Somit kann die Folie 104, die von dem galvanischen Element erzeugte Wärme aufnehmen und über den Anschlussbereich 108 an das Kühlblech 110 abführen. Zur besseren Wärmeableitung kann eine Oberfläche de Anschlussbereichs 108 direkt mit einer Oberfläche des Kühlblechs 110 verbunden sein.In the following description of the preferred embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various drawings and similar, and a repeated description of these elements will be omitted. FIG. 1 shows a representation of a galvanic element 100 according to an exemplary embodiment of the present invention. The galvanic element 100 has an electrode ensemble 102, a foil 104 and a further foil 106 for covering the electrode ensemble 102. The foil 104 and the further foil 106 form a housing for the electrode ensemble 102. The electrode ensemble 102 may, for example, comprise electrode plates and an electrolyte. The foil 104 has a connection region 108 extending beyond the electrode ensemble. The connection region 108 is designed to connect the galvanic element to a cooling device 110. According to this embodiment, the cooling device 110 is a cooling plate. The galvanic element 100 is arranged at right angles to the cooling plate 110. The foil 104 has a bend in the connection region 108, so that the connection region 108 is aligned parallel to the cooling plate 110. The film 104 comprises a material having a high thermal conductivity. Thus, the film 104 can absorb the heat generated by the galvanic element and dissipate via the connection region 108 to the cooling plate 110. For better heat dissipation, a surface of the connection region 108 can be connected directly to a surface of the cooling plate 110.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die weitere Folie 106 eine Ausnehmung auf, die ausgebildet ist, um das Elektrodenensemble 102 aufzunehmen. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Folie 104 eine entspre- chende Ausnehmung aufweisen.According to this embodiment, the further film 106 has a recess which is formed to receive the electrode ensemble 102. Alternatively or additionally, the film 104 may also have a corresponding recess.
Die Folie 104 kann eine Metallfolie und insbesondere eine Aluminiumfolie sein. Beispielsweise kann die Folie 104 eine walzharte Aluminiumfolie mit einer Dicke von 50 - 500μm sein. Durch einen entsprechend großen Härte- grad der Folie 104, kann der Anschlussbereich als mechanische Halterung des galvanischen Elements 100 geeignet sein.The film 104 may be a metal foil and in particular an aluminum foil. For example, the film 104 may be a hard-rolled aluminum foil with a thickness of 50-500 μm. Due to a correspondingly large hardness Grad of the film 104, the connection area may be suitable as a mechanical support of the galvanic element 100.
Fig. 2 zeigt eine Darstellung der Folie 104, gemäß einem Ausführungsbei- spiel der vorliegenden Erfindung. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Foiie eine Verbundfolie mit einer Metallschicht 220 und einer Kunststoffschicht 222. Die Folie ist gegenüber dem Elektrodenensemble so angeordnet, das die Kunststoffschicht 222 dem Elektrodenensemble gegenüberliegt. In diesem Fall kann auch der Anschlussbereich der Folie die Kunststoff- Schicht aufweisen, wobei die Kunststoffschicht auf einer dem Kühiblech Die Metallschicht 220 kann Aluminium und die Kunststoffschicht 222 Polypropylen aufweisen.2 shows an illustration of the film 104, according to an embodiment of the present invention. According to this embodiment, the foil is a composite foil with a metal layer 220 and a plastic layer 222. The foil is arranged opposite to the electrode ensemble with the plastic layer 222 facing the electrode ensemble. In this case, the connection region of the film may also comprise the plastic layer, wherein the plastic layer on a cooling layer The metal layer 220 may comprise aluminum and the plastic layer 222 polypropylene.
Fig. 3 zeigt eine Darstellung der weiteren Folie 106, gemäß einem Ausfüh- rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Folie 106 eine Verbundfolie mit einer Metallschicht 220, einer Kunststoffschicht 222 und einer weiteren Kunststoffschicht 324. Die Metallschicht 220 kann Aluminium, die Kunststoffschicht 222 Polypropylen und die weitere Kunststoffschicht 324 Polypropylen aufweisen. Die Aluminiumver- bundfolie kann einen Aufbau mit einer 13-25μm starken Polyamidschicht, einer 40μm starken Aluminiumschicht und einer 30-80μm starken Polypropylenschicht aufweisen.3 shows an illustration of the further film 106, according to an embodiment of the present invention. According to this exemplary embodiment, the film 106 is a composite film having a metal layer 220, a plastic layer 222 and a further plastic layer 324. The metal layer 220 may comprise aluminum, the plastic layer 222 polypropylene and the further plastic layer 324 polypropylene. The aluminum composite film may have a structure with a 13-25 μm thick polyamide layer, a 40 μm thick aluminum layer and a 30-80 μm thick polypropylene layer.
Ist die Folie 104 als unkaschierte Aluminiumfolie ausgebildet, so kann die weitere Folie eine Verbundfolie aus einer Aluminiumschicht und einer Schicht aus polar modifiziertem Polypropylen sein.If the film 104 is formed as an unclad aluminum foil, then the further foil may be a composite foil made of an aluminum layer and a layer of polar modified polypropylene.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel besteht das in Fig. 1 gezeigte Gehäuse der erfindungsgemäßen Zelle 100 aus einer formbaren Verbundfolie 106 wie sie typischerweise für Lithium-Ionen und Lithiumpolymerakkus verwendet wird. In die Verbundfolie 106 wird das Elektrodenensemble 102 eingelegt.According to one embodiment, the housing of the cell 100 according to the invention shown in FIG. 1 consists of a moldable composite film 106 such as it is typically used for lithium ion and lithium polymer batteries. In the composite film 106, the electrode ensemble 102 is inserted.
Als Deckel wird eine 50 - 500μm dicke Aluminiumfolie 104 aufgesiegelt, die auf der Innenseite mit 10 - 80μm Polypropylen kaschiert ist. Insbesondere kann die Aluminiumfolie 104 eine walzharte, 250μm Dicke Aluminiumfolie sein, die mit 30μm Polypropylen kaschiert ist.The lid is a 50-500μm thick aluminum foil 104 sealed, which is laminated on the inside with 10 - 80μm polypropylene. In particular, the aluminum foil 104 may be a hard-rolled, 250 μm thick aluminum foil laminated with 30 μm polypropylene.
Die Deckelfolie 104 kann, je nach Position der Stromableiter des galvani- sehen Elements, an einer oder mehreren Seiten mit der Polypropylen-Seite zur Zelle 100 umgebogen und auf der Kühlplatte 110 fixiert werden.Depending on the position of the current conductors of the electroplated element, the cover film 104 can be bent on one or more sides with the polypropylene side to the cell 100 and fixed on the cooling plate 110.
Die Deckelfolie 104 kann eine ausgeformte Vertiefung haben, in welche das Elektrodenensemble 102 ganz oder teilweise eingelegt wird. Bei Verwen- düng einer zu Aluminium siegelfähigen Schicht anstatt Polypropylen, kann die Verbundfolie 106 auch direkt auf ein unkaschiertes Aluminiumblech gesiegelt werden.The cover film 104 may have a molded recess into which the electrode ensemble 102 is wholly or partially inserted. When using a sealable to aluminum layer instead of polypropylene, the composite film 106 can also be sealed directly onto an unbacked aluminum sheet.
Aus mehreren solcher Zellen 100 kann dann in einer oder mehreren Reihen eine Batterie für Hybrid und/oder Elektrofahrzeuge dargestellt werden.From several such cells 100, a battery for hybrid and / or electric vehicles can then be displayed in one or more rows.
Fig. 4 zeigt einen Energiespeicher, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Energiespeicher weist eine Mehrzahl von galvanischen Elementen 100 auf. Gezeigt sind neun Zellen, von denen lediglich eine mit Bezugszeichen versehen ist. Die galvanischen Elemente 100 können von der in Fig. 1 gezeigten Art sein, die jeweils über ihren Anschlussbereich mit der Kühlplatte 110 verbunden sind. Bei der Kühlplatte 110 kann es sich um eine Verdampferplatte handeln. Eine zweite Kühlplatte kann der Kühlplatte 110 gegenüberliegend angeordnet sein, so dass die galvanischen Elemente 100 zwischen zwei Kühlplatten 110 angeordnet sein können. 4 shows an energy store, according to an exemplary embodiment of the present invention. The energy store has a plurality of galvanic elements 100. Shown are nine cells, of which only one is provided with reference numerals. The galvanic elements 100 may be of the type shown in FIG. 1, each connected to the cooling plate 110 via its terminal region. The cooling plate 110 may be an evaporator plate. A second cooling plate may be arranged opposite the cooling plate 110, so that the galvanic elements 100 may be arranged between two cooling plates 110.

Claims

Patentansprüche claims
1. Galvanisches Element (100) mit einem Elektrodenensemble (102) und einer Folie (104) zur Abdeckung des Elektrodenensembles, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Folie ein Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit aufweist und einen, sich über das Elektrodenensemble hinaus erstreckenden Anschlussbereich (108) aufweist, der geeignet ist, um die Folie mit einer Kühleinrichtung (110) zu verbinden.1. Galvanic element (100) with an electrode ensemble (102) and a foil (104) for covering the electrode ensemble, characterized in that the foil has a material with a high thermal conductivity and a terminal region extending beyond the electrode ensemble (FIG. 108) adapted to connect the film to a cooling device (110).
2. Galvanisches Element gemäß Anspruch 1 , bei dem die Folie (104) eine Metallfolie ist.2. A galvanic cell according to claim 1, wherein the foil (104) is a metal foil.
3. Galvanisches Element gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Folie (104) eine walzharte Aluminiumfolie mit einer Dicke von 50 - SOO μm ist.A galvanic cell according to any one of the preceding claims, wherein the foil (104) is a hard-rolled aluminum foil having a thickness of 50 - 50 μm.
4. Galvanisches Element gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Folie (104) eine Verbundfolie mit einer Kunststoffschicht ist, wobei die Folie so angeordnet ist, das die Kunststoffschicht dem Elektrodenen- semble (102) gegenüberliegt.4. Galvanic element according to one of the preceding claims, wherein the film (104) is a composite film with a plastic layer, wherein the film is arranged so that the plastic layer facing the Elektrodenen- ensemble (102).
5. Galvanisches Element gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem der Anschiussbereich (108) eine Biegung aufweist, die ausgebildet ist, um den Anschlussbereich in Bezug auf die Kühleinrichtung (110) auszu- richten.5. A galvanic cell according to any one of the preceding claims, wherein the termination area (108) has a bend configured to align the terminal area with respect to the cooling device (110).
6. Galvanisches Element gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem der Anschlussbereich (108) zur Verbindung mit einem Rohrverdampfer geeignet ist.6. Galvanic element according to one of the preceding claims, wherein the connection region (108) is suitable for connection to a tube evaporator.
7. Galvanisches Element gemäß Anspruch 6, bei dem die Folie (104) zur7. Galvanic element according to claim 6, wherein the film (104) for
Durchführung eines Verdampferrohres ausgebildet ist. Implementation of an evaporator tube is formed.
8. Galvanisches Element gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer weiteren Folie (106) zur Abdeckung des Elektrodenensembles (102), wobei das Elektrodenensemble zwischen der Folie (104) und der wei- teren Folie angeordnet ist.8. Galvanic element according to one of the preceding claims, with a further film (106) for covering the electrode assembly (102), wherein the electrode ensemble between the film (104) and the further film is arranged.
9. Galvanisches Element gemäß Anspruch 8, bei dem die weitere Folie (106) eine Verbundfolie aus einer Aluminiumschicht und einer Polyproylen- schicht ist.9. A galvanic cell according to claim 8, wherein the further foil (106) is a composite foil of an aluminum layer and a polypropylene layer.
10. Galvanisches Element gemäß Anspruch 8, bei dem die Folie (104) eine unkaschierte Aluminiumfolie und die weitere Folie (106) eine Verbundfolie aus einer Aluminiumschicht und einer Schicht aus polar modifiziertem Polypropylen ist.10. A galvanic cell according to claim 8, wherein the foil (104) is an unbacked aluminum foil and the further foil (106) is a composite foil of an aluminum layer and a layer of polar modified polypropylene.
11. Galvanisches Element gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Folie (104) eine Ausnehmung aufweist, die ausgebildet ist, um das Elektrodenensemble (102) aufzunehmen.11. A galvanic cell according to any one of the preceding claims, wherein the foil (104) has a recess formed to receive the electrode ensemble (102).
12. Energiespeicher, mit folgenden Merkmalen:12. Energy storage, with the following features:
einer Kühlplatte (110); unda cooling plate (110); and
einer Mehrzahl galvanischer Elemente (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Kühlplatte mit den Anschlussbereichen (108) der Mehrzahl galvanischer Elemente verbunden ist. a plurality of galvanic elements (100) according to one of the preceding claims, wherein the cooling plate is connected to the terminal regions (108) of the plurality of galvanic elements.
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