EP2606522A1 - Electrochemical cell having at least one pressure relief apparatus - Google Patents

Electrochemical cell having at least one pressure relief apparatus

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Publication number
EP2606522A1
EP2606522A1 EP11748896.5A EP11748896A EP2606522A1 EP 2606522 A1 EP2606522 A1 EP 2606522A1 EP 11748896 A EP11748896 A EP 11748896A EP 2606522 A1 EP2606522 A1 EP 2606522A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure relief
electrochemical cell
sheath
relief device
region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11748896.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Tim Schaefer
Erhard Schletterer
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.)
Li Tec Battery GmbH
Original Assignee
Li Tec Battery GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Li Tec Battery GmbH filed Critical Li Tec Battery GmbH
Publication of EP2606522A1 publication Critical patent/EP2606522A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/52—Removing gases inside the secondary cell, e.g. by absorption
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/375—Vent means sensitive to or responsive to temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105—Pouches or flexible bags
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
    • H01M50/3425—Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • Electrochemical cell with at least one
  • the present invention relates to an electrochemical cell for a battery assembly, in particular to an electrochemical cell having at least one pressure relief device.
  • batteries primary storage
  • accumulators secondary storage
  • Primary storage is typically charged only once and disposed of after discharge, while secondary storage allows multiple (from a few 100 to over 10,000) cycles of charge and discharge.
  • rechargeable batteries are also referred to as batteries.
  • the present invention will be described in the context of lithium ion batteries for supplying automotive drives. It should be noted that the invention but also regardless of the chemistry and the type of electrochemical cell and the battery and also regardless of the type of powered drive can be used.
  • electrochemical cells which have an electrode stack, which is at least partially enclosed by an envelope.
  • the envelope is intended on the one hand to prevent the escape of chemicals from the electrode stack into the environment and, on the other hand, to protect the constituents of the cell from undesired interaction with the environment, for example against water or water vapor.
  • Such electrochemical cells or storage devices may, for example in the case of overload or short circuit, in the event of damage or overload during normal operation with strong heating from the outside in a thermally overheated state, which generates an increased internal cell pressure, which bursting, Ignite or explode the cell and the housing may result.
  • lithium or lithium-ion batteries there is a special risk because these batteries contain liquid, flammable, organic electrolytes, which can leak out.
  • a lithium-ion battery in a flat construction which has a housing frame with a lateral pressure relief device in the form of a bursting area to allow pressure relief and gas discharge laterally outwards in critical overpressure situations.
  • Electrochemical cells are also known in which a pressure relief device is introduced in the vicinity of the current conductor or laterally into the sealing seam of the cell envelope, the pressure relief device being designed as a local weakening of the sealed seam, for example by means of inserted elements having a lower melting point.
  • KR 10 2009 0076343 A which US 2003/0148173 A1, US Pat. No. 7,122,276 B2, US 2010/01 12436 A1 or WO 2009/078604 A2.
  • the invention has for its object to provide an improved electrochemical cell, which allows safe relief of internal cell pressure when needed.
  • an electrochemical cell which has an electrode stack, at least one current conductor, which is connected to the electrode stack; and an enclosure which at least partially encloses the electrode stack.
  • the at least one current conductor extends at least partially out of the enclosure and the enclosure is provided with at least one pressure relief device.
  • the at least one current conductor extends out of the enclosure in a first region of the enclosure and the at least one pressure relief device is arranged in a second region of the enclosure facing away from the first region.
  • an electrochemical cell which comprises an electrode stack; at least one current conductor connected to the electrode stack; and a sheath which at least partially encloses the electrode stack.
  • the at least one current collector extends at least partially out of the enclosure and the enclosure is provided with at least one pressure relief device.
  • this at least one pressure relief device is arranged in the installed state of the electrochemical cell in a lower region of the enclosure.
  • an electrochemical energy storage device or battery arrangement is furthermore provided with at least one such electrochemical cell.
  • the at least one current collector in a first region of the enclosure extends out of the latter and the at least one pressure relief device is arranged in a second region of the enclosure facing away from the first region and / or the at least one pressure relief device is in the installed state of the electrochemical cell arranged in a lower region of the enclosure.
  • the at least one pressure relief device as far as possible (far) away from the current conductors and / or arranged in the lower region of the cell.
  • the cells are installed in the battery case and the battery is mounted in the vehicle so that the current conductors protrude in an upper region of the cell out of the cell envelope.
  • the pressure reduction and the material discharge through the at least one pressure relief device neither in the In this way, the reliability of the battery and the safety of the passengers can occur when a critical pressure or temperature condition occurs in the passenger compartment Inside an electrochemical cell can be increased.
  • an "electrochemical energy storage device” is understood as meaning any type of energy store which can be removed from electrical energy, wherein an electrochemical reaction takes place in the interior of the energy store
  • the plurality of electrochemical cells may be connected in parallel to store a larger amount of charge, or may be connected in series to provide a desired operating voltage, or may be a combination of parallel and series circuits.
  • an “electrochemical cell” or “electrochemical energy storage cell” is understood to mean a device which serves to deliver electrical energy, the energy being stored in chemical form.
  • the cell is also designed to receive electrical energy, convert it to chemical energy, and store it.
  • the shape (i.e., particularly the size and geometry) of an electrochemical cell can be chosen depending on the available space.
  • the electrochemical cell is essentially prismatic or cylindrical.
  • an "electrode stack” is to be understood as meaning an arrangement of at least two electrodes and an electrolyte arranged therebetween.
  • the electrolyte may be partially accommodated by a separator, the separator then separating the electrodes.
  • the electrode stack has a plurality of layers of electrodes and electrodes Separators, wherein the electrodes of the same polarity are each preferably electrically connected to each other, in particular, are connected in parallel.
  • the electrodes are for example plate-shaped or foil-like and are preferably arranged substantially parallel to one another (prismatic energy storage cells).
  • the electrode stack may also be wound and have a substantially cylindrical shape (cylindrical energy storage cells).
  • Electrode stack is also intended to include such electrode windings.
  • the electrode stack may also comprise lithium or another alkali metal in ionic form.
  • a "current conductor” in the context of the present invention is to be understood as an electrically conductive design element of an electrochemical cell used for transport electrical energy into or out of the cell. Electrochemical cells usually have two types of current conductors, which are each electrically conductively connected to one of the two electrodes or electrode groups - anodes or cathodes - inside the cell. In other words, each electrode of the electrode stack of the cell has its own current conductor or the electrodes of the same polarity of the electrode stack are connected to a common current conductor. The shape of the current conductor is adapted to the shape of the electrochemical cell or its electrode stack.
  • the term "enclosure” is intended to include any type of device which is suitable for preventing the escape of chemicals from the electrode stack into the environment and for protecting the constituents of the electrode stack from damaging external influences.
  • the enclosure may consist of one or more molded parts and / or
  • the covering can be made of a substantially rigid material or of an elastic material
  • the covering is preferably formed of a gas-tight and electrically insulating material or layer composite preferably encloses the electrode stack as possible without gaps and Air cushion to allow good heat conduction between the enclosure and the interior of the electrochemical cell.
  • a "pressure relief device” is to be understood as meaning all types of devices which are suitable, in the case of a pressure and / or temperature increase inside the electrochemical cell (eg due to overloading or the like), a pressure discharge with or without material discharge It is to be expressly understood that the present invention is not limited to any particular types of pressure relief devices, but that the invention is directed to the positioning of at least one pressure relief device of any type electrochemical cell they may be of the same kind or different from each other.
  • the "first region”, the "second region” and the “lower region” of the sheathing or of the electrochemical cell also include, in addition to the respective edge section of the sheath or cell, a section adjoining this edge section in the direction of the opposite edge section.
  • the at least one current conductor in a first half of the enclosure extends out of this and the at least one pressure relief device is arranged in a second half of the enclosure.
  • the at least one current conductor extends in an upper one One third or quarter of the envelope out of this and the at least one pressure relief device is disposed in a lower third or quarter of the envelope.
  • the at least one current conductor on a first narrow side (in particular the upper narrow side) of the envelope extends out of this and at least one pressure relief device on one of the first narrow side opposite the second narrow side (in particular the lower narrow side) of the envelope arranged ,
  • the at least one current collector on a first narrow side (in particular the upper narrow side) of the envelope extends out of this and at least one pressure relief device is arranged on a substantially transversely to the first narrow side extending third narrow side of the envelope to a to cause lateral pressure discharge.
  • At least one pressure relief device is arranged on a main side of the enclosure.
  • pressure relief devices are preferably provided on the lower narrow side and on one or both lateral narrow sides. It is also preferable to provide two or more pressure relief devices on the lower narrow side.
  • the pressure relief devices are preferably arranged in the region of a sealed seam of the envelope.
  • the pressure relief Devices preferably provided in the material or material structure of the enclosure itself.
  • the at least one pressure relief device is designed as a passive pressure relief device.
  • the electrochemical cell is provided with at least one measuring device and the at least one pressure relief device is then designed as an active pressure relief device.
  • the measuring device can be of any type; it is generally designed in this context to recognize the need for a pressure relief process.
  • the measuring device is designed to detect a pressure and / or a temperature, in particular a pressure increase and / or a temperature increase inside the electrochemical cell.
  • Suitable examples of a pressure relief device that can be used in an electrochemical cell according to the present invention are bursting devices (eg rupture discs, safety membranes and foils, predetermined breaking points), local weakening of the sheath and / or the sealing seam (eg by weakening the material or the material structure or by introducing additional elements into the material or the material structure or by special shaping), pressure relief valves, devices for locally destroying the casing and / or the sealing seam and (eg cutting means, lancing means, drawing means, etc.).
  • bursting devices eg rupture discs, safety membranes and foils, predetermined breaking points
  • local weakening of the sheath and / or the sealing seam eg by weakening the material or the material structure or by introducing additional elements into the material or the material structure or by special shaping
  • pressure relief valves devices for locally destroying the casing and / or the sealing seam and (eg cutting means, lancing means, drawing means, etc.).
  • FIG. 1 shows a schematic exploded view of an electrochemical cell according to the present invention with different positioning possibilities for the pressure relief device (s).
  • Figure 1 shows an exploded view of an electrochemical cell with an electrode stack 10 having multiple layers of electrodes and separators therebetween. With this electrode stack 10, two current conductors 12 and 14 via respective electrode bundles 16 and 18 of electrodes of the same polarity (mechanically and electrically conductive) are connected.
  • This electrode stack 10 is enclosed on both sides by a film-like envelope 20, 22, the two wrapping films 20 and 22 being fluid-tightly connected to each other at the narrow sides 36-42 of the electrode stack 10 or the cell by means of a sealed seam 24.
  • the two current conductors 12 and 14 protrude through the sealing seam 24 on the upper narrow side 26 of the casing 20, 22, so that they can be contacted outside the cell and connected to the poles of the battery.
  • the electrochemical cell is shown in Figure 1 substantially in the orientation in which it is also in the battery and finally, e.g. is installed in a motor vehicle.
  • the electrochemical cell or sheath 20, 22 has an upper half 32, a lower half 34, a first upper narrow side 36, a second lower narrow side 38, two third lateral narrow sides 40 and 42, and two main sides 44.
  • the envelope 20, 22 of the thus constructed electrochemical cell is provided with at least one pressure relief device 26-30.
  • the enclosure 20, 22 is equipped with one, two, three or four pressure relief devices 26-30.
  • one, two or three pressure relief devices 26 may be provided on the lower narrow side 38 of the envelope 20, 22 in the region of the sealed seam 24.
  • each one or two pressure relief devices 28 are provided on one or both lateral narrow sides 40, 42 of the envelope 20, 22 in the lower region 34 in Be provided in the region of the sealing seam 24 each one or two pressure relief devices 28.
  • one or more pressure relief devices 30 may be provided on one or both of the main sides 44 of the sheath 20, 22 in the lower region 34.

Abstract

An electrochemical cell has an electrode stack (10); at least one electrical output conductor (12, 14), which is connected to the electrode stack (10), and a sheath (20, 22) which at least partially surrounds the electrode stack (10). The at least one electrical output conductor (12, 14) extends at least partially out of the sheath (20, 22), and the sheath (20, 22) is provided with at least one pressure relief apparatus (26, 28, 30). In order to protect the electronics and the area surrounding the electrochemical cell, it is advantageous for the at least one pressure relief apparatus (26, 28, 30) to be arranged as far as possible away from the at least one electrical output conductor (12, 14), and to be arranged as far as possible in a lower area of the sheath (20, 22) when the electrochemical cell is in the installed state.

Description

Elektrochemische Zelle mit wenigstens einer  Electrochemical cell with at least one
Druckentlastungsvorrichtung  Pressure relief device
B e s c h r e i b u n g Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrochemische Zelle für eine Batterieanordnung, insbesondere eine elektrochemische Zelle mit wenigstens einer Druckentlastungsvorrichtung.  The present invention relates to an electrochemical cell for a battery assembly, in particular to an electrochemical cell having at least one pressure relief device.
Als elektrochemische Energiespeichervorrichtung sind Batterien (Primär- Speicher) und Akkumulatoren (Sekundärspeicher) bekannt, die aus einer oder mehreren Speicherzellen aufgebaut sind, in denen bei Anlegen eines Ladestroms elektrische Energie in einer elektrochemischen Ladereaktion zwischen einer Kathode und einer Anode in bzw. zwischen einem Elektrolyten in chemische Energie umgewandelt und so gespeichert wird und in denen bei Anschließen eines elektrischen Verbrauchers chemische Energie in einer elektrochemischen Entladereaktion in elektrische Energie umgewandelt wird. Dabei werden Primärspeicher in der Regel nur ein Mal aufgeladen und nach ihrer Entladung entsorgt, während Sekundärspeicher mehrere (von einigen 100 bis über 10.000) Zyklen von Aufladung und Entladung erlauben. In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass insbesondere im Kraftfahrzeugbereich auch Akkumulatoren als Batterien bezeichnet werden. As electrochemical energy storage device batteries (primary storage) and accumulators (secondary storage) are known, which are composed of one or more memory cells in which upon application of a charging current, electrical energy in an electrochemical charging reaction between a cathode and an anode in or between an electrolyte is converted into chemical energy and thus stored and in which, when connecting an electrical load, chemical energy is converted into electrical energy in an electrochemical discharge reaction. Primary storage is typically charged only once and disposed of after discharge, while secondary storage allows multiple (from a few 100 to over 10,000) cycles of charge and discharge. In this context, it should be noted that, especially in the automotive sector, rechargeable batteries are also referred to as batteries.
Die vorliegende Erfindung wird im Zusammenhang mit Lithium-Ionen-Batterien zur Versorgung von Kfz-Antrieben beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung aber auch unabhängig von der Chemie und der Bauart der elektrochemischen Zelle und der Batterie und auch unabhängig von der Art des versorgten Antriebes Verwendung finden kann. The present invention will be described in the context of lithium ion batteries for supplying automotive drives. It should be noted that the invention but also regardless of the chemistry and the type of electrochemical cell and the battery and also regardless of the type of powered drive can be used.
Aus dem Stand der Technik sind elektrochemische Zellen bekannt, die einen Elektrodenstapel aufweisen, der von einer Umhüllung zumindest teilweise umschlossen ist. Die Umhüllung soll einerseits den Austritt von Chemikalien aus dem Elektrodenstapel in die Umgebung verhindern und andererseits die Bestandteile der Zelle vor unerwünschter Wechselwirkung mit der Umgebung, beispielsweise gegen Wasser oder Wasserdampf, schützen. From the prior art, electrochemical cells are known which have an electrode stack, which is at least partially enclosed by an envelope. The envelope is intended on the one hand to prevent the escape of chemicals from the electrode stack into the environment and, on the other hand, to protect the constituents of the cell from undesired interaction with the environment, for example against water or water vapor.
Derartige elektrochemische Zellen bzw. Speichervorrichtungen können bei starker Belastung oder Überlastung zum Beispiel im Fall einer Überladung oder eines Kurzschlusses, im Schadensfall oder auch im Normalbetrieb bei starker Erhitzung von außen in einen thermisch überhitzten Zustand geraten, der einen erhöhten Zelleninnendruck erzeugt, welcher zum Bersten, Entzünden oder Explodieren der Zelle und des Gehäuses führen kann. Speziell im Bereich der Lithium- oder Lithium-Ionen-Batterien existiert eine besondere Gefährdung, da diese Batterien flüssige, brennbare, organische Elektrolyte enthalten, welche dabei austreten können. Such electrochemical cells or storage devices may, for example in the case of overload or short circuit, in the event of damage or overload during normal operation with strong heating from the outside in a thermally overheated state, which generates an increased internal cell pressure, which bursting, Ignite or explode the cell and the housing may result. Especially in the field of lithium or lithium-ion batteries, there is a special risk because these batteries contain liquid, flammable, organic electrolytes, which can leak out.
Aus der DE 10 2007 063 193 A1 ist eine Lithium-Ionen-Batterie in Flachbauweise bekannt, die einen Gehäuserahmen mit einer seitlichen Druckentlastungsvorrichtung in Form eines Berstbereiches aufweist, um in kritischen Überdrucksituationen eine Druckableitung und Gasableitung seitlich nach außen zu ermöglichen. From DE 10 2007 063 193 A1, a lithium-ion battery in a flat construction is known, which has a housing frame with a lateral pressure relief device in the form of a bursting area to allow pressure relief and gas discharge laterally outwards in critical overpressure situations.
Es sind ferner elektrochemische Zellen bekannt, bei denen eine Druckentlastungsvorrichtung in der Nähe der Stromableiter oder seitlich in die Siegelnaht der Umhüllung der Zelle eingebracht ist, wobei die Druck- entlastungsvorrichtung als lokale Schwächung der Siegelnaht zum Beispiel mittels eingelegten Elementen mit niedrigerem Schmelzpunkt ausgebildet ist. Es wird diesbezüglich beispielhaft verwiesen auf die KR 10 2009 0076343 A, die US 2003/0148173 A1 , die US 7,122,276 B2, die US 2010/01 12436 A1 oder die WO 2009/078604 A2. Electrochemical cells are also known in which a pressure relief device is introduced in the vicinity of the current conductor or laterally into the sealing seam of the cell envelope, the pressure relief device being designed as a local weakening of the sealed seam, for example by means of inserted elements having a lower melting point. Reference is made in this regard by way of example to KR 10 2009 0076343 A, which US 2003/0148173 A1, US Pat. No. 7,122,276 B2, US 2010/01 12436 A1 or WO 2009/078604 A2.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte elektrochemische Zelle zu schaffen, welche bei Bedarf eine sichere Entlastung des Zelleninnen- drucks ermöglicht. The invention has for its object to provide an improved electrochemical cell, which allows safe relief of internal cell pressure when needed.
Dies wird erfindungsgemäß durch die Lehre der unabhängigen Ansprüche erreicht. Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. This is achieved according to the invention by the teaching of the independent claims. Preferred developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Erfindungsgemäß ist eine elektrochemische Zelle vorgesehen, die einen Elektrodenstapel, wenigstens einen Stromableiter, welcher mit dem Elektrodenstapel verbunden ist; und eine Umhüllung, welche den Elektrodenstapel zu- mindest teilweise umschließt, aufweist. Der wenigstens eine Stromableiter erstreckt sich dabei zumindest teilweise aus der Umhüllung heraus und die Umhüllung ist mit wenigstens einer Druckentlastungsvorrichtung versehen ist. In vorteilhafter Weise erstreckt sich der wenigstens eine Stromableiter in einem ersten Bereich der Umhüllung aus dieser heraus und ist die wenigstens eine Druckentlastungsvorrichtung in einem dem ersten Bereich abgewandten zweiten Bereich der Umhüllung angeordnet ist. According to the invention, an electrochemical cell is provided which has an electrode stack, at least one current conductor, which is connected to the electrode stack; and an enclosure which at least partially encloses the electrode stack. The at least one current conductor extends at least partially out of the enclosure and the enclosure is provided with at least one pressure relief device. In an advantageous manner, the at least one current conductor extends out of the enclosure in a first region of the enclosure and the at least one pressure relief device is arranged in a second region of the enclosure facing away from the first region.
Erfindungsgemäß ist auch eine elektrochemische Zelle vorgesehen, die einen Elektrodenstapel; wenigstens einen Stromableiter, welcher mit dem Elektroden- Stapel verbunden ist; und eine Umhüllung, welche den Elektrodenstapel zumindest teilweise umschließt, aufweist. Der wenigstens eine Stromableiter erstreckt sich zumindest teilweise aus der Umhüllung heraus und die Umhüllung ist mit wenigstens einer Druckentlastungsvorrichtung versehen. In vorteilhafter Weise ist diese wenigstens eine Druckentlastungsvorrichtung im eingebauten Zustand der elektrochemischen Zelle in einem unteren Bereich der Umhüllung angeordnet. Erfindungsgemäß ist ferner eine elektrochemische Energiespeichervorrichtung bzw. Batterieanordnung mit wenigstens einer solchen elektrochemischen Zelle vorgesehen. Gemäß der vorliegenden Erfindung erstreckt sich der wenigstens eine Stromableiter in einem ersten Bereich der Umhüllung aus dieser heraus und ist die wenigstens eine Druckentlastungsvorrichtung in einem dem ersten Bereich abgewandten zweiten Bereich der Umhüllung angeordnet und/oder ist die wenigstens eine Druckentlastungsvorrichtung im eingebauten Zustand der elektrochemischen Zelle in einem unteren Bereich der Umhüllung angeordnet. Mit anderen Worten ist die wenigstens eine Druckentlastungsvorrichtung möglichst (weit) von den Stromableitern entfernt und/oder im unteren Bereich der Zelle angeordnet. Speziell bei Lithium-Ionen-Batterien im Kraftfahrzeugbereich besteht die Problematik, dass im Batteriegehäuse im Bereich der Stromableiter der Zellen zudem ein Batteriemanagementsystem und/oder weitere elektronische Komponenten untergebracht sind und die Batterie häufig unterhalb eines Fahrgastraums bzw. unterhalb eines Fahrgastsitzes im Kraftfahrzeug montiert ist. Dabei ist zu berücksichtigen, dass üblicherweise die Zellen so in das Batteriegehäuse eingebaut werden und die Batterie so im Kraftfahrzeug montiert wird, dass die Stromableiter in einem oberen Bereich der Zelle aus der Zellumhüllung heraus ragen. Mit der erfindungsgemäßen elektrochemischen Zelle werden in diesem Zusammenhang die Vorteile erreicht, dass bei einem erhöhten Druck und/oder einer erhöhten Temperatur im Zelleninnern der Druckabbau und der Material- austrag durch die wenigstens eine Druckentlastungsvorrichtung (auch als „Venting" bezeichnet) weder im Bereich der Stromableiter und des Batterie- managementsystems noch in Richtung zum Fahrgastraum erfolgen. Auf diese Weise können die Betriebssicherheit der Batterie und die Sicherheit der Fahrgäste bei Auftreten eines kritischen Druck- bzw. Temperaturzustandes im Innern einer elektrochemischen Zelle erhöht werden. Insbesondere können dabei auch Kurzschlüsse im Bereich der Stromableiter durch elektrisch leitfähige Ventinggase bzw. Elektrolyten verhindert werden. Unter einer„elektrochemischen Energiespeichervorrichtung" soll vorliegend jede Art von Energiespeicher verstanden werden, dem elektrische Energie entnommen werden kann, wobei im Innern des Energiespeichers eine elektrochemische Reaktion abläuft. Der Begriff umfasst Energiespeicher aller Art, insbesondere Primärbatterien und Sekundärbatterien. Die elektrochemische Energiespeichervorrichtung weist wenigstens eine elektrochemische Zelle, bevorzugt mehrere elektrochemische Zellen auf. Die mehreren elektrochemischen Zellen können zum Speichern einer größeren Ladungsmenge parallel geschaltet sein oder zur Erzielung einer gewünschten Betriebsspannung in Serie geschaltet sein oder eine Kombination aus Parallel- und Serien- Schaltung bilden. According to the invention, an electrochemical cell is also provided, which comprises an electrode stack; at least one current conductor connected to the electrode stack; and a sheath which at least partially encloses the electrode stack. The at least one current collector extends at least partially out of the enclosure and the enclosure is provided with at least one pressure relief device. Advantageously, this at least one pressure relief device is arranged in the installed state of the electrochemical cell in a lower region of the enclosure. According to the invention, an electrochemical energy storage device or battery arrangement is furthermore provided with at least one such electrochemical cell. According to the present invention, the at least one current collector in a first region of the enclosure extends out of the latter and the at least one pressure relief device is arranged in a second region of the enclosure facing away from the first region and / or the at least one pressure relief device is in the installed state of the electrochemical cell arranged in a lower region of the enclosure. In other words, the at least one pressure relief device as far as possible (far) away from the current conductors and / or arranged in the lower region of the cell. Especially with lithium-ion batteries in the automotive sector, there is the problem that in the battery housing in the region of the current collector of the cells also a battery management system and / or other electronic components are housed and the battery is often mounted below a passenger compartment or below a passenger seat in the vehicle. It should be noted that usually the cells are installed in the battery case and the battery is mounted in the vehicle so that the current conductors protrude in an upper region of the cell out of the cell envelope. With the electrochemical cell according to the invention the advantages are achieved in this context that at an elevated pressure and / or an elevated temperature in the cell interior, the pressure reduction and the material discharge through the at least one pressure relief device (also referred to as "venting") neither in the In this way, the reliability of the battery and the safety of the passengers can occur when a critical pressure or temperature condition occurs in the passenger compartment Inside an electrochemical cell can be increased. In particular, it is also possible to prevent short circuits in the region of the current conductors due to electrically conductive venting gases or electrolytes. In the present case, an "electrochemical energy storage device" is understood as meaning any type of energy store which can be removed from electrical energy, wherein an electrochemical reaction takes place in the interior of the energy store The plurality of electrochemical cells may be connected in parallel to store a larger amount of charge, or may be connected in series to provide a desired operating voltage, or may be a combination of parallel and series circuits.
Unter einer„elektrochemischen Zelle" oder„elektrochemischen Energiespeicherzelle" ist vorliegend eine Vorrichtung zu verstehen, welche der Abgabe elektrischer Energie dient, wobei die Energie in chemischer Form gespeichert wird. Im Fall von wiederaufladbaren Sekundärbatterien ist die Zelle auch ausgebildet, um elektrische Energie aufzunehmen, in chemische Energie umzuwandeln und abzuspeichern. Die Gestalt (d.h. insbesondere die Größe und die Geometrie) einer elektrochemischen Zelle kann abhängig von dem verfügbaren Raum gewählt werden. Bevorzugt ist die elektrochemische Zelle im Wesent- liehen prismatisch oder zylindrisch ausgebildet. In the present case, an "electrochemical cell" or "electrochemical energy storage cell" is understood to mean a device which serves to deliver electrical energy, the energy being stored in chemical form. In the case of rechargeable secondary batteries, the cell is also designed to receive electrical energy, convert it to chemical energy, and store it. The shape (i.e., particularly the size and geometry) of an electrochemical cell can be chosen depending on the available space. Preferably, the electrochemical cell is essentially prismatic or cylindrical.
In diesem Zusammenhang soll unter einem„Elektrodenstapel" eine Anordnung aus wenigstens zwei Elektroden und einem dazwischen angeordneten Elektrolyten verstanden werden. Der Elektrolyt kann teilweise von einem Separator aufgenommen sein, wobei der Separator dann die Elektroden trennt. Bevorzugt weist der Elektrodenstapel mehrere Schichten von Elektroden und Separatoren auf, wobei die Elektroden gleicher Polarität jeweils vorzugsweise elektrisch miteinander verbunden, insbesondere parallel geschaltet sind. Die Elektroden sind zum Beispiel plattenförmig oder folienartig ausgebildet und sind bevorzugt im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet (prismatische Energiespeicherzellen). Der Elektrodenstapel kann auch gewickelt sein und eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt besitzen (zylindrische Energiespeicherzellen). Der Begriff „Elektrodenstapel" soll auch derartige Elektrodenwickel beinhalten. Der Elektrodenstapel kann Lithium oder ein anderes Alkalimetall auch in ionischer Form aufweisen. Unter einem „Stromableiter" soll im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ein elektrisch leitendes Konstruktionselement einer elektrochemischen Zelle verstanden werden, welches zum Transport elektrischer Energie in die Zelle oder aus der Zelle heraus dient. Elektrochemische Zellen weisen üblicherweise zwei Arten von Stromableitern auf, die jeweils mit einer der beiden Elektroden oder Elektrodengruppen - Anoden bzw. Kathoden - im Innern der Zelle elektrisch leitend verbunden sind. Mit anderen Worten weist jede Elektrode des Elektrodenstapels der Zelle einen eigenen Stromableiter auf bzw. sind die Elektroden gleicher Polarität des Elektrodenstapels mit einem gemeinsamen Stromableiter verbunden. Die Gestalt der Stromableiter ist an die Gestalt der elektrochemischen Zelle bzw. ihres Elektrodenstapels angepasst. In this context, an "electrode stack" is to be understood as meaning an arrangement of at least two electrodes and an electrolyte arranged therebetween.The electrolyte may be partially accommodated by a separator, the separator then separating the electrodes.Preferably, the electrode stack has a plurality of layers of electrodes and electrodes Separators, wherein the electrodes of the same polarity are each preferably electrically connected to each other, in particular, are connected in parallel. The electrodes are for example plate-shaped or foil-like and are preferably arranged substantially parallel to one another (prismatic energy storage cells). The electrode stack may also be wound and have a substantially cylindrical shape (cylindrical energy storage cells). The term "electrode stack" is also intended to include such electrode windings.The electrode stack may also comprise lithium or another alkali metal in ionic form. A "current conductor" in the context of the present invention is to be understood as an electrically conductive design element of an electrochemical cell used for transport electrical energy into or out of the cell. Electrochemical cells usually have two types of current conductors, which are each electrically conductively connected to one of the two electrodes or electrode groups - anodes or cathodes - inside the cell. In other words, each electrode of the electrode stack of the cell has its own current conductor or the electrodes of the same polarity of the electrode stack are connected to a common current conductor. The shape of the current conductor is adapted to the shape of the electrochemical cell or its electrode stack.
Der Begriff „Umhüllung" soll jede Art von Vorrichtung beinhalten, welche geeignet ist, den Austritt von Chemikalien aus dem Elektrodenstapel in die Umgebung zu verhindern und die Bestandteile des Elektrodenstapels vor schädigenden äußeren Einflüssen zu schützen. Die Umhüllung kann aus einem oder mehreren Formteilen und/oder folienartig ausgebildet sein. Weiter kann die Umhüllung einlagig oder mehrlagig ausgebildet sein. Außerdem kann die Umhüllung aus einem im Wesentlichen steifen Material oder aus einem elastischen Material gefertigt sein. Die Umhüllung ist vorzugsweise aus einem gasdichten und elektrisch isolierenden Werkstoff oder Schichtverbund gebildet. Die Umhüllung umschließt den Elektrodenstapel bevorzugt möglichst ohne Spalte und Luftpolster, um eine gute Wärmeleitung zwischen der Umhüllung und dem Innern der elektrochemischen Zelle zu ermöglichen. The term "enclosure" is intended to include any type of device which is suitable for preventing the escape of chemicals from the electrode stack into the environment and for protecting the constituents of the electrode stack from damaging external influences.The enclosure may consist of one or more molded parts and / or Furthermore, the covering can be made of a substantially rigid material or of an elastic material The covering is preferably formed of a gas-tight and electrically insulating material or layer composite preferably encloses the electrode stack as possible without gaps and Air cushion to allow good heat conduction between the enclosure and the interior of the electrochemical cell.
Unter einer„Druckentlastungsvorrichtung" sollen im Rahmen der vorliegenden Erfindung alle Arten von Vorrichtungen verstanden werden, die geeignet sind, im Fall einer Druck- und/oder Temperaturerhöhung im Innern der elektrochemischen Zelle (z.B. aufgrund einer Überlastung oder dergleichen) eine Druckableitung mit oder ohne Materialaustrag aus der Zelle heraus zu ermöglichen. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung auf keine speziellen Arten von Druckentlastungsvorrichtungen beschränkt ist, sondern die Erfindung auf die Positionierung dieser wenigstens einen Druckentlastungsvorrichtung beliebiger Art gerichtet ist. Im Fall von zwei oder mehr Druckentlastungsvorrichtungen an einer elektrochemischen Zelle können diese von der gleichen Art oder unterschiedlich zueinander sein. In the context of the present invention, a "pressure relief device" is to be understood as meaning all types of devices which are suitable, in the case of a pressure and / or temperature increase inside the electrochemical cell (eg due to overloading or the like), a pressure discharge with or without material discharge It is to be expressly understood that the present invention is not limited to any particular types of pressure relief devices, but that the invention is directed to the positioning of at least one pressure relief device of any type electrochemical cell they may be of the same kind or different from each other.
Der „erste Bereich", der „zweite Bereich" und der „untere Bereich" der Umhüllung bzw. der elektrochemischen Zelle schließen neben dem jeweiligen Randabschnitt der Umhüllung bzw. der Zelle auch einen sich an diesen Randabschnitt anschließenden Abschnitt in Richtung auf den gegenüber liegenden Randabschnitt ein. Die Wahl der genauen Positionierung der wenigstens einen Druckentlastungsvorrichtung innerhalb der genannten Bereiche erfolgt insbesondere durch das zu erreichende Ziel, nämlich die Druckableitung weder in den Bereich der Stromableiter noch in Richtung zu einem Fahrgastraum. The "first region", the "second region" and the "lower region" of the sheathing or of the electrochemical cell also include, in addition to the respective edge section of the sheath or cell, a section adjoining this edge section in the direction of the opposite edge section The choice of the exact positioning of the at least one pressure relief device within the said ranges is effected in particular by the goal to be achieved, namely the discharge of pressure neither into the region of the current conductors nor towards a passenger compartment.
Nachfolgend werden zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung beschrieben. Hereinafter, preferred developments of the invention will be described.
Vorteilhaft erstreckt sich der wenigstens eine Stromableiter in einer ersten Hälfte der Umhüllung aus dieser heraus und ist die wenigstens eine Druckentlastungsvorrichtung in einer zweiten Hälfte der Umhüllung angeordnet. Bevorzugt erstreckt sich der wenigstens eine Stromableiter in einem oberen Drittel oder Viertel der Umhüllung aus dieser heraus und ist die wenigstens eine Druckentlastungsvorrichtung in einem unteren Drittel oder Viertel der Umhüllung angeordnet. In einer vorteilhaften Ausführungsform erstreckt sich der wenigstens eine Stromableiter an einer ersten Schmalseite (insbesondere der oberen Schmalseite) der Umhüllung aus dieser heraus und ist wenigstens eine Druckentlastungsvorrichtung an einer der ersten Schmalseite gegenüber liegenden zweiten Schmalseite (insbesondere der unteren Schmalseite) der Umhüllung ange- ordnet. Advantageously, the at least one current conductor in a first half of the enclosure extends out of this and the at least one pressure relief device is arranged in a second half of the enclosure. Preferably, the at least one current conductor extends in an upper one One third or quarter of the envelope out of this and the at least one pressure relief device is disposed in a lower third or quarter of the envelope. In an advantageous embodiment, the at least one current conductor on a first narrow side (in particular the upper narrow side) of the envelope extends out of this and at least one pressure relief device on one of the first narrow side opposite the second narrow side (in particular the lower narrow side) of the envelope arranged ,
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich der wenigstens eine Stromableiter an einer ersten Schmalseite (insbesondere der oberen Schmalseite) der Umhüllung aus dieser heraus und ist wenigstens eine Druckentlastungsvorrichtung an einer im Wesentlichen quer zur ersten Schmalseite verlaufenden dritten Schmalseite der Umhüllung angeordnet, um eine seitliche Druckableitung zu bewirken. In a further advantageous embodiment of the invention, the at least one current collector on a first narrow side (in particular the upper narrow side) of the envelope extends out of this and at least one pressure relief device is arranged on a substantially transversely to the first narrow side extending third narrow side of the envelope to a to cause lateral pressure discharge.
In einer noch weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens eine Druckentlastungsvorrichtung an einer Hauptseite der Umhüllung angeordnet. In yet another advantageous embodiment of the invention, at least one pressure relief device is arranged on a main side of the enclosure.
Im Fall von zwei oder mehr Druckentlastungsvorrichtungen können die drei vorgenannten vorteilhaften Ausführungsformen wahlweise auch miteinander kombiniert werden. So sind bevorzugt Druckentlastungsvorrichtungen an der unteren Schmalseite und an einer oder beiden seitlichen Schmalseiten vorgesehen. Ebenso ist es bevorzugt, an der unteren Schmalseite zwei oder mehr Druckentlastungsvorrichtungen vorzusehen. Die Druckentlastungsvorrichtungen sind vorzugsweise im Bereich einer Siegelnaht der Umhüllung angeordnet. Ebenso sind die Druckentlastungs- Vorrichtungen bevorzugt im Material bzw. Materialaufbau der Umhüllung selbst vorgesehen. In the case of two or more pressure relief devices, the three aforementioned advantageous embodiments can optionally also be combined with each other. Thus, pressure relief devices are preferably provided on the lower narrow side and on one or both lateral narrow sides. It is also preferable to provide two or more pressure relief devices on the lower narrow side. The pressure relief devices are preferably arranged in the region of a sealed seam of the envelope. Likewise, the pressure relief Devices preferably provided in the material or material structure of the enclosure itself.
Vorteilhaft ist die wenigstens eine Druckentlastungsvorrichtung als eine passive Druckentlastungsvorrichtung ausgebildet. Advantageously, the at least one pressure relief device is designed as a passive pressure relief device.
Ebenso vorteilhaft ist die elektrochemische Zelle mit wenigstens einer Messeinrichtung versehen und ist die wenigstens eine Druckentlastungsvorrichtung dann als eine aktive Druckentlastungsvorrichtung ausgebildet. Die Mess- einrichtung kann von beliebiger Art sein; sie ist in diesem Zusammenhang allgemein ausgebildet, um das Erfordernis eines Druckentlastungsvorganges zu erkennen. Vorzugsweise ist die Messeinrichtung ausgebildet, um einen Druck und/oder eine Temperatur, insbesondere eine Druckerhöhung und/oder eine Temperaturerhöhung im Innern der elektrochemischen Zelle zu erfassen. Likewise advantageously, the electrochemical cell is provided with at least one measuring device and the at least one pressure relief device is then designed as an active pressure relief device. The measuring device can be of any type; it is generally designed in this context to recognize the need for a pressure relief process. Preferably, the measuring device is designed to detect a pressure and / or a temperature, in particular a pressure increase and / or a temperature increase inside the electrochemical cell.
Geeignete Beispiel für eine Druckentlastungsvorrichtung, die in einer elektrochemischen Zelle gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, sind Berstvorrichtungen (z.B. Berstscheiben, Sicherheitsmembrane und -folien, Sollbruchstellen), lokale Schwächungen der Umhüllung und/oder der Siegelnaht (z.B. durch Schwächung des Materials bzw. des Materialaufbaus oder durch Einbringen von Zusatzelementen in das Material bzw. den Materialaufbau oder durch spezielle Formgebung), Überdruckventile, Vorrichtungen zum lokalen Zerstören der Umhüllung und/oder der Siegelnaht und (z.B. Schneidmittel, Stechmittel, Reißmittel, etc.) dergleichen. Suitable examples of a pressure relief device that can be used in an electrochemical cell according to the present invention are bursting devices (eg rupture discs, safety membranes and foils, predetermined breaking points), local weakening of the sheath and / or the sealing seam (eg by weakening the material or the material structure or by introducing additional elements into the material or the material structure or by special shaping), pressure relief valves, devices for locally destroying the casing and / or the sealing seam and (eg cutting means, lancing means, drawing means, etc.).
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Zusammenhang mit den Zeichnungen. Darin zeigt die einzige Figur 1 eine schematische Explosionsdarstellung einer elektro- chemischen Zelle gemäß der vorliegenden Erfindung mit verschiedenen Positioniermöglichkeiten für die Druckentlastungsvorrichtung(en). Figur 1 zeigt eine Explosionsdarstellung einer elektrochemischen Zelle mit einem Elektrodenstapel 10, der mehrere Schichten von Elektroden und Separatoren dazwischen aufweist. Mit diesem Elektrodenstapel 10 sind zwei Stromableiter 12 und 14 über jeweilige Elektrodenbündel 16 bzw. 18 von Elektroden gleicher Polarität (mechanisch und elektrisch leitend) verbunden. Further advantages, features and possible applications of the present invention will become apparent from the following description of preferred embodiments in conjunction with the drawings. 1 shows a schematic exploded view of an electrochemical cell according to the present invention with different positioning possibilities for the pressure relief device (s). Figure 1 shows an exploded view of an electrochemical cell with an electrode stack 10 having multiple layers of electrodes and separators therebetween. With this electrode stack 10, two current conductors 12 and 14 via respective electrode bundles 16 and 18 of electrodes of the same polarity (mechanically and electrically conductive) are connected.
Dieser Elektrodenstapel 10 wird von beiden Seiten von einer folienartigen Umhüllung 20, 22 umschlossen, wobei die beiden Umhüllungsfolien 20 und 22 an den Schmalseiten 36-42 des Elektrodenstapels 10 bzw. der Zelle mittels einer Siegelnaht 24 fluiddicht miteinander verbunden sind. Die beiden Stromableiter 12 und 14 ragen durch die Siegelnaht 24 an der oberen Schmalseite 26 aus der Umhüllung 20, 22 heraus, sodass sie außerhalb der Zelle kontaktiert und mit den Polen der Batterie verbunden werden können. Die elektrochemische Zelle ist in Figur 1 im Wesentlichen in der Ausrichtung dargestellt, in welcher sie auch in der Batterie und schließlich z.B. in einem Kraftfahrzeug eingebaut wird. Mithin hat die elektrochemische Zelle bzw. die Umhüllung 20, 22 eine obere Hälfte 32, eine untere Hälfte 34, eine erste obere Schmalseite 36, eine zweite untere Schmalseite 38, zwei dritte seitliche Schmalseiten 40 und 42, und zwei Hauptseiten 44. This electrode stack 10 is enclosed on both sides by a film-like envelope 20, 22, the two wrapping films 20 and 22 being fluid-tightly connected to each other at the narrow sides 36-42 of the electrode stack 10 or the cell by means of a sealed seam 24. The two current conductors 12 and 14 protrude through the sealing seam 24 on the upper narrow side 26 of the casing 20, 22, so that they can be contacted outside the cell and connected to the poles of the battery. The electrochemical cell is shown in Figure 1 substantially in the orientation in which it is also in the battery and finally, e.g. is installed in a motor vehicle. Thus, the electrochemical cell or sheath 20, 22 has an upper half 32, a lower half 34, a first upper narrow side 36, a second lower narrow side 38, two third lateral narrow sides 40 and 42, and two main sides 44.
Die Umhüllung 20, 22 der so aufgebauten elektrochemischen Zelle ist mit wenigstens einer Druckentlastungsvorrichtung 26-30 versehen. Vorzugsweise ist die Umhüllung 20, 22 mit einer, zwei, drei oder vier Druckentlastungs- Vorrichtungen 26-30 ausgestattet. The envelope 20, 22 of the thus constructed electrochemical cell is provided with at least one pressure relief device 26-30. Preferably, the enclosure 20, 22 is equipped with one, two, three or four pressure relief devices 26-30.
So können zum Beispiel an der unteren Schmalseite 38 der Umhüllung 20, 22 im Bereich der Siegelnaht 24 ein, zwei oder drei Druckentlastungsvorrichtungen 26 vorgesehen sein. Thus, for example, one, two or three pressure relief devices 26 may be provided on the lower narrow side 38 of the envelope 20, 22 in the region of the sealed seam 24.
Alternativ oder zusätzlich können an einer oder an beiden seitlichen Schmalseiten 40, 42 der Umhüllung 20, 22 in deren unteren Bereich 34 im Bereich der Siegelnaht 24 jeweils ein oder zwei Druckentlastungsvorrichtungen 28 vorgesehen sein. Alternatively or additionally, on one or both lateral narrow sides 40, 42 of the envelope 20, 22 in the lower region 34 in Be provided in the region of the sealing seam 24 each one or two pressure relief devices 28.
Weiter alternativ oder zusätzlich können auch ein oder mehr Druckentlastungs- Vorrichtungen 30 an einer oder an beiden Hauptseiten 44 der Umhüllung 20, 22 im unteren Bereich 34 vorgesehen sein. Further alternatively or additionally, one or more pressure relief devices 30 may be provided on one or both of the main sides 44 of the sheath 20, 22 in the lower region 34.

Claims

Patentansprüche claims
Elektrochemische Zelle, mit einem Elektrodenstapel (10); wenigstens einem Stromableiter (12, 14), welcher mit dem Elektrodenstapel (10) verbunden ist; und einer Umhüllung (20, 22), welche den Elektrodenstapel (10) zumindest teilweise umschließt, wobei sich der wenigstens eine Stromableiter (12, 14) zumindest teilweise aus der Umhüllung (20, 22) heraus erstreckt und die Umhüllung (20, 22) mit wenigstens einer Druckentlastungsvorrichtung (26, 28, 30) versehen ist, Electrochemical cell, comprising an electrode stack (10); at least one current conductor (12, 14) connected to the electrode stack (10); and a sheath (20, 22) which at least partially surrounds the electrode stack (10), the at least one current conductor (12, 14) at least partially extending out of the sheath (20, 22) and the sheath (20, 22). is provided with at least one pressure relief device (26, 28, 30),
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
sich der wenigstens eine Stromableiter (12, 14) in einem ersten Bereich (32) der Umhüllung (20, 22) aus dieser heraus erstreckt und die wenigstens eine Druckentlastungsvorrichtung (26, 28, 30) in einem dem ersten Bereich (32) abgewandten zweiten Bereich (34) der Umhüllung (20, 22) angeordnet ist. the at least one current conductor (12, 14) in a first region (32) of the sheath (20, 22) extends out of this and the at least one pressure relief device (26, 28, 30) in a second the second region facing away from the first region (32) Region (34) of the sheath (20, 22) is arranged.
Elektrochemische Zelle gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Electrochemical cell according to claim 1, characterized in that
im eingebauten Zustand der elektrochemischen Zelle der zweite Bereich (34) der Umhüllung (20, 22) in Relation zum ersten Bereich (32) der Umhüllung (20, 22) unten angeordnet ist. in the installed state of the electrochemical cell, the second region (34) of the sheath (20, 22) is arranged in relation to the first region (32) of the sheath (20, 22) at the bottom.
Elektrochemische Zelle, mit einem Elektrodenstapel (10); wenigstens einem Stromableiter (12, 14), welcher mit dem Elektrodenstapel (10) verbunden ist; und einer Umhüllung (20, 22), welche den Elektrodenstapel (10) zumindest teilweise umschließt, wobei sich der wenigstens eine Stromableiter (12, 14) zumindest teilweise aus der Umhüllung (20, 22) heraus erstreckt und die Umhüllung (20, 22) mit wenigstens einer Druckentlastungsvorrichtung (26, 28, 30) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Druckentlastungsvorrichtung (26, 28, 30) im eingebauten Zustand der elektrochemischen Zelle in einem unteren Bereich (34) der Umhüllung (20, 22) angeordnet ist. Electrochemical cell, comprising an electrode stack (10); at least one current conductor (12, 14) connected to the electrode stack (10); and a sheath (20, 22) which at least partially surrounds the electrode stack (10), the at least one current conductor (12, 14) at least partially extending out of the sheath (20, 22) and the sheath (20, 22). is provided with at least one pressure relief device (26, 28, 30), characterized in that the at least one pressure relief device (26, 28, 30) is arranged in the installed state of the electrochemical cell in a lower region (34) of the sheath (20, 22).
Elektrochemische Zelle gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Electrochemical cell according to claim 3, characterized in that
sich der wenigstens eine Stromableiter (12, 14) in einem ersten Bereich (32) der Umhüllung (20, 22) aus dieser heraus erstreckt und die wenigstens eine Druckentlastungsvorrichtung (26, 28, 30) in einem dem ersten Bereich (32) abgewandten zweiten Bereich (34) der Umhüllung (20, 22) angeordnet ist. the at least one current conductor (12, 14) in a first region (32) of the sheath (20, 22) extends out of this and the at least one pressure relief device (26, 28, 30) in a second the second region facing away from the first region (32) Region (34) of the sheath (20, 22) is arranged.
Elektrochemische Zelle gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Electrochemical cell according to at least one of the preceding claims, characterized in that
sich der wenigstens eine Stromableiter (12, 14) in einer ersten Hälfte (32) der Umhüllung (20, 22) aus dieser heraus erstreckt und die wenigstens eine Druckentlastungsvorrichtung (26, 28, 30) in einer zweiten Hälfte (34) der Umhüllung (20, 22) angeordnet ist. the at least one current collector (12, 14) in a first half (32) of the enclosure (20, 22) extends out of this and the at least one pressure relief device (26, 28, 30) in a second half (34) of the enclosure ( 20, 22) is arranged.
Elektrochemische Zelle gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Electrochemical cell according to at least one of the preceding claims, characterized in that
sich der wenigstens eine Stromableiter (12, 14) an einer ersten Schmalseite (36) der Umhüllung (20, 22) aus dieser heraus erstreckt und wenigstens eine Druckentlastungsvorrichtung (26) an einer der ersten Schmalseite (36) gegenüber liegenden zweiten Schmalseite (38) der Umhüllung (20, 22) angeordnet ist. the at least one current conductor (12, 14) on a first narrow side (36) of the sheath (20, 22) extends out of this and at least one pressure relief device (26) on one of the first narrow side (36) opposite the second narrow side (38) the sheath (20, 22) is arranged.
Elektrochemische Zelle gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Electrochemical cell according to at least one of the preceding claims, characterized in that
sich der wenigstens eine Stromableiter (12, 14) an einer ersten Schmalseite (36) der Umhüllung (20, 22) aus dieser heraus erstreckt und wenigstens eine Druckentlastungsvorrichtung (28) an einer im Wesent- liehen quer zur ersten Schmalseite (36) verlaufenden dritten Schmalseite (40, 42) der Umhüllung (20; 22) angeordnet ist. the at least one current conductor (12, 14) on a first narrow side (36) of the sheath (20, 22) extends out of this and at least one pressure relief device (28) at a substantially Lending transverse to the first narrow side (36) extending third narrow side (40, 42) of the sheath (20; 22) is arranged.
8. Elektrochemische Zelle gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 8. An electrochemical cell according to at least one of the preceding claims, characterized in that
wenigstens eine Druckentlastungsvorrichtung (30) an einer Hauptseite at least one pressure relief device (30) on a main side
(44) der Umhüllung (20, 22) angeordnet ist. (44) of the sheath (20, 22) is arranged.
9. Elektrochemische Zelle gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 9. An electrochemical cell according to at least one of the preceding claims, characterized in that
die wenigstens eine Druckentlastungsvorrichtung (26, 28, 30) als eine passive Druckentlastungsvorrichtung ausgebildet ist.  the at least one pressure relief device (26, 28, 30) is designed as a passive pressure relief device.
Elektrochemische Zelle gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Electrochemical cell according to at least one of the preceding claims, characterized in that
die elektrochemische Zelle mit wenigstens einer Messeinrichtung versehen ist und die wenigstens eine Druckentlastungsvorrichtung (26, 28, 30) als eine aktive Druckentlastungsvorrichtung ausgebildet ist.  the electrochemical cell is provided with at least one measuring device and the at least one pressure relief device (26, 28, 30) is designed as an active pressure relief device.
11. Elektrochemische Energiespeichervorrichtung mit wenigstens einer elektrochemischen Zelle gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche. 11. An electrochemical energy storage device with at least one electrochemical cell according to at least one of the preceding claims.
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