SE530190C2 - Ett batteristapelarrangemang - Google Patents

Ett batteristapelarrangemang

Info

Publication number
SE530190C2
SE530190C2 SE0600100A SE0600100A SE530190C2 SE 530190 C2 SE530190 C2 SE 530190C2 SE 0600100 A SE0600100 A SE 0600100A SE 0600100 A SE0600100 A SE 0600100A SE 530190 C2 SE530190 C2 SE 530190C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
battery
stack arrangement
pressure
battery stack
arrangement according
Prior art date
Application number
SE0600100A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0600100L (sv
Inventor
Lars Fredriksson
Neil H Puester
Richard Howlett
Original Assignee
Nilar Int Ab
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 Nilar Int Ab filed Critical Nilar Int Ab
Priority to SE0600100A priority Critical patent/SE530190C2/sv
Priority to PCT/EP2007/050344 priority patent/WO2007082863A1/en
Priority to US12/161,161 priority patent/US8460819B2/en
Priority to AT07703860T priority patent/ATE445915T1/de
Priority to EP20070703860 priority patent/EP1979962B1/en
Priority to PL07703860T priority patent/PL1979962T3/pl
Priority to DE200760002793 priority patent/DE602007002793D1/de
Priority to CN2007800062294A priority patent/CN101390232B/zh
Publication of SE0600100L publication Critical patent/SE0600100L/sv
Publication of SE530190C2 publication Critical patent/SE530190C2/sv

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • H01M10/0418—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes with bipolar electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0468—Compression means for stacks of electrodes and separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0481—Compression means other than compression means for stacks of electrodes and separators
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H01M10/6557—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange arranged between the cells
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561—Gases
    • H01M10/6563—Gases with forced flow, e.g. by blowers
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H01M2/14—
    • H01M2/16—
    • H01M2/18—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/50—Methods or arrangements for servicing or maintenance, e.g. for maintaining operating temperature
    • H01M6/5038—Heating or cooling of cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • 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
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/271—Lids or covers for the racks or secondary casings
    • 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
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/296—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by terminals of battery packs
    • 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
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Description

53Ü 'IQÜ Detta problem har bemötts i den svenska patentansökan SEO500718-2, g inlämnad den 1 april 2005 och ett hölje föreslås som har ett mekaniskt eftergivligt arrangemang inbyggt i batterihöljet för att reducera kraften på cellstapeln orsakad av förändringar i cellens tjocklek under drift. Emellertid är trycket som läggs på den tätande packningen kring cellens periferi fortfarande beroende på det pålagda trycket på stapelns interna komponenter för att bibehålla en god kontakt för att erhålla en låg inre resistans.
Sålunda finns det ett behov för et batteristapelarrangemang som kommer att tillåta den inre resistansen att bibehållas på en acceptabel nivå under normal drift oberoende av trycket som behövs för att skapa ett slutet bipolärt batteri.
Sammanfattning av uppfinningen Syftet med föreliggande uppñnning är att tillhandahålla ett stapelarrangemang för ett bipolärt batteri varvid en inre resistans inom batteriet kan etableras oberoende av trycket som behövs för att skapa ett slutet batteri.
En lösning till detta syfte tillhandahålls i det oberoende patentkravet 1, varvid ett tätningstryck och ett stapeltryck hos ett bipolärt batteri är separerade genom att använda ett distanselement som ligger an mot de staplade komponenterna hos det bipolära batteriet.
En fördel med föreliggande uppñnning är att ett välkontrollerat tätningstryck kan appliceras för att skapa en sluten konfiguration för cellerna i det bipolära batteriet. Ännu en fördel är att den inre resistansen hos ett bipolärt batteri kan sättas till en acceptabel nivå även efter det att det bipolära batteriet har monterats ihop, eftersom stapeltrycket läggs på de staplade komponenterna hos battericellen genom en externt anordnad monteringsram. p537se00 svenska.doc; 3/28/2007 10 15 20 25 EÉIBÜ 'IBÜ 3 En ytterligare fördel, i en föredragen utföringsform, âr att ett kylmedium kan anordnas att flyta mellan staplade batterier eftersom ett avstånd har skapats mellan närliggande batterier.
Ytterligare fördelar kommer att vara uppenbara för en fackman inom rådet från den detaljerade beskrivningen.
Kortfattad beskrivning av ritningar Figur 1 visar en tvärsnittsvy av ett bipolärt batteri enligt känd teknik.
Figur 2a and 2b visar en första utföringsforrn av ett bipolärt batteri anpassat för att kunna användas i ett batteristapelarrangemang enligt uppfinningen.
Figur Sa and 3b visar en andra utföringsform av ett bipolärt batteri anpassat för att kunna användas i ett batteristapelarrangemang enligt uppfinningen.
Figur 4 visar en första utföringsform av ett batteristapelarrangemang enligt uppfinningen.
Figur 5 visar en andra utföringsform av ett batteristapelarrangemang enligt uppfinningen.
Figur 6 visar en tredje utföringsform av ett batteristapelarrangemang enligt uppfinningen.
Figur 7 visar en fjärde utföringsform av ett batteristapelarrangemang enligt uppfinningen.
Detaljerad beskrivning av föredragna utfóringsformer Varje battericell i ett bipolårt batteri innefattar en negativ elektrod och en positiv elektrod med en separator däremellan. Varje elektrod innefattar ett icke-metalliskt substrat, vilket gör dem mindre kostsamma. Varje cell är separerade från varandra med en elektriskt ledande biplåt, och en positiv ändplåt respektive negativ ändplåt är anordnade på varje sida av cellstapeln.
Batteriet är företrädesvis försett med ett gemensamt gasutrymme, beskrivet i p537se00 svenskædoc; 3/28/2007 10 15 20 25 30 SBC! 'IBÜ den publicerade patentansökan WO 03/ 026042, överlåten till samma sökanden, för att fördela trycket inom batteriet på grund av gasavgivning, men föreliggande uppfinning kan implementeras i ett bipolärt batteri som har åtminstone en battericell anordnad separat.
Vid första elektriska cyklingen av det bipolära batteriet kommer elektroderna irreversibelt att svälla. Svällningen av elektroderna kan producera enorma krafter när de innesluts i ett styvt hölje eftersom elasticitetsmodulen hos elektrodema i sig är väldigt hög. Detta kan leda till krossade separatorer och bristningsutfall av höljets material till lägre kostnad, såsom termoplaster.
Det visade kända höljet i den svenska patentansökan SE0500718-2, vilken härmed införlivas genom referens, försöker att kombinera två tryck på de staplade batterikomponenterna i ett bipolärt batteri utan att riskera att höljet spricker på grund av internt skapat gastryck vilket uppkommer vid ' normal drift i ett slutet bipolärt batteri. Ett första tryck, häri benämnt ”tätningstryck” behövs för att bibehålla cellintegriteten och därigenom förhindra elektrolyten från att bilda elektrokytbryggor mellan närliggande celler. Ett andra tryck, häri benämnt ”stapeltryck” behövs för att skapa kontakt mellan de staplade batterikomponentema, dvs. ändplåtar, biplåtar, elektroder och separatorer, inuti batteriet för att erhålla en låg inre resistans.
Figur 1 illustrerar krafterna som läggs på höljet enligt känd teknik hos ett monterat slutet bipolärt batteri 10 som har ett hölje l som innefattar två delar, en låda 2 och ett lock 3. En cellstapel innefattar fyra celler 4, där varje är separerad från varandra med en biplåt 5, tillhandahålls i höljet 1 tillsammans med en positiv ändplåt 6 och en negativ ändplåt 7. Ett gemensamt gas utrymme tillhandahålls företrädesvis såsom är känt i den kända tekniken. Elektroderna är försedda med icke-metalliska substrat såsom beskrivs i den publicerade internationella patentansökan WO 2004 /O42846. Locket 3 införes i lådan 2 och hålls på plats genom en kraft indikerad av pilarna benämnda Ftåt som skapar ett tryck vilket är högre än p537se00 svenska . doc; 3/28/2 007 10 15 20 25 30 5313 'ISÜ det erforderliga tätningstiycket såsom definierats ovan eftersom en liknande kraft Fstape; behövs över de staplade battericellerna 4 för att motverka trycket som skapas inuti battericellerna under drift.
I utformningen enligt känd teknik buktar locket 3 ut något, såsom indikeras av pilen 8, när stapelhöjden ändras, där den resulterande spänningen i materialet hos höljet är mindre än om höljet var styvare. Locket 3 har emellertid en övre gräns på hur styvt det kan vara för att säkerställa att stapelkraften är nedanför det maximalt tillåtna, och det finns även en undre gräns på lockets styvhet som mest sannolikt bestäms av-den tillåtna utbuktningen av locket under den ytterligare belastningen av gastryck som härrör från gasavgivningen i battericellerna.
Syftet med uppfinningen är att tillhandahålla ett batteri varvid tätningstrycket, dvs. trycket pålagt över packningen kring hela periferin av battericellen, och stapeltrycket, dvs. trycket pålagt över batteristapeln, kan kontrolleras oberoende.
Figur 2a och 2b visar en perspektivvy och en tvärsnittsvy av en första utföringsform av ett batteri 20 anpassat att kunna användas i ett batteristapelarrangemang enligt uppfinningen. Höljet innefattar två delar, en låda 27 och ett lock 26, där bottnen på lådan 27 och locket 26 är försedda med en öppning 21. Öppningarna 21 tillhandahålls i höljet på varje sida av batteriet i strömriktningen, och sålunda är locket i formen av en ram och en kant 28 tillhandahålls kring periferin av lådans 27 botten. En positiv ändplåt 22 och en negativ ändplåt 23 är tillgängliga genom öppningarna 21 på varje sida, och därmed finns det inget behov av konventionella poler anslutna till varje ändplåt, men konventionella poler kan naturligtvis tillhandahållas såsom illustreras nedan. En tätande komponent, såsom en packning 24, tillhandahålls kring hela periferin av varje cell 25. Packningen 24 innesluts mellan locket 26 (dvs. ramen) och kanten 28 hos lådan 27, och det nödvändiga tätningstrycket Ftåt som behövs för att säkerställa en sluten konfiguration av batteriet skapas och bibehålls genom komprimering av p537se00 svenska.doc: 3/28/2007 1G 15 20 25 30 530 'E99 packningarna och infästning av locket 26 till lådan 27. Stapeltrycket Fsmpei appliceras genom öppningarna 21 mot battericellernas centrum.
Stapeltrycket kan justeras när en extern kraft läggs på en första utföringsform av ett distanselement, vilket visas i form av en veckad metallplatta nedan.
Figur 3a och 3b visar en perspektivvy och en tvärsnittsvy av en andra utfciringsforin av ett batteri 30 anpassat att kunna användas i ett batteri- stapelarrangemang enligt uppfinningen. Höljet innefattar två delar, en låda 37 och ett lock 36, där lådans 37 botten och locket 36 är försedda med ett flertal öppningar i formen av hål 31. Hålen 31 tillhandahålls i höljet på varje sida av batteriet i strömriktningen och är positionerade åtminstone ett förutbestämt avstånd ”d” från lockets periferi och periferin hos lådans 37 botten. En positiv ändplåt 32 och en negativ ändplåt 33 är tillgängliga genom hålen 31 som tillhandahålls på båda sidor, och därmed finns det inget behov av konventionella poler anslutna till varje ändplåt, men konventionella poler kan naturligtvis tillhandahållas såsom illustreras nedan. En tätande komponent, såsom en packning 34, tillhandahållskring hela periferin av varje cell 35. Packningen 34 innesluts mellan locket 36 och höljets 37 botten, och det nödvändiga tätningstrycket Fm som behövs för att säkerställa en sluten konfiguration av batteriet skapas och bibehålls genom komprimering av packningarna och infästning av locket 36 till lådan 37.
Stapeltiycket Fstapei appliceras genom hålen 31 som tillhandahålls mot flera delar av battericellerna. Stapeltrycket kan justeras när en extern kraft läggs på en andra utföringsform av ett distanselement, som indikeras av streckade linjer 38 i formen av en pinne, företrädesvis tillverkad av ett ledande material.
Figur 4 visar en första utföringsform av ett batteristapelarrangemang 40 inkluderande ett bipolärt batteri 41 och en monteringsram 42 anordnad kring det bipolära batteriet 41. Det bipolära batteriet liknar batteriet som beskrivits i anslutning med figurerna 2a och 2b, med undantaget att endast en öppning 2 1 tillhandahålls i locket 26. Sålunda finns det ingen öppning i p537se00 svenska . doc: 3/28/2007 10 15 20 25 30 530 190 lådan 43. Tåtningstrycket över packningen 24 skapas och bibehålls genom att komprimera packningarna 24 och säkra locket 26 till lådan 43, och stapeltrycket tillhandahålls genom att använda ett distanselement i formen av en veckad platta 44, företrädesvis tillverkad av metall. Den veckade plattan år positionerad anliggande mot den positiva ändplåten 22 genom öppningen 21. Monteringsramen innefattar en första monteringsenhet 45 och en andra monteringsenhet 46 vilka hålls samman genom att använda flera sammanhållande enheter i formen av parallellstag 47 och muttrar 47”.
Batterilådans 43 botten år placerad ovanpå den andra monteringsenheten 46 och den veckade plattan 44 är positionerad mellan den positiva åndplåten 22 och den första monteringsenheten 45. Stapeltrycket Fsmpei kan nu kontrolleras oberoende av tåtningstrycket Fiat genom att vrida muttrarna 47' på parallellstagen 47. Monteringsenheterna 45 och 46 år i detta exempel isolerade från varandra och år företrädesvis flexibla för att anpassa sig till ändringar i celltjocklek som kommer att uppstå vid normal drift av batteriet.
En positiv pol 48 och en negativ pol 49 tillhandahålls i denna utföringsform, vilka år anslutna till den positiva ändplåten 22, respektive den negativa åndplåten 23.
Vidare, som ett ytterligare särdrag, erhålls ett avstånd ”D” mellan det bipolära batteriet 41 och den första monteringsenheten 45 på grund av storleken hos den veckade plåten 44, genom vilket avstånd ett kylmedium, såsom luft, vatten, etc. kan flöda för att förbättra batteriets 44 kylning vid drift.
Figur 5 visar en tvärsnittsvy av en andra utföringsform av ett batteristapelarrangemang 50 som har två bipolära batterier Sla, 51b, där varje inkluderar fyra battericeller. Varje batteri år ett bipolårt batteri som har en utformning såsom beskrivits i anslutning med figurerna 2a och 2b, varvid en packning 24 tillhandahålls i varje cell för att skapa en hydrofobisk barriär mellan varje cell för att förhindra elektrolytbryggor att bildas däremellan. För att erhålla dessa funktioner måste ett tryck läggas på över de staplade packningarna 24 kring hela höljets periferi hos varje batteri 51a, p537se00 svenska . doc; 3/28/2007 10 15 20 25 5313 'lElÜ 51b. Höljet innefattar två delar, en låda 27 och en ram 26, varvid lädans 27 botten är försedd med en öppning 21, varigenom en kant 28 bildas kring bottnens periferi. Packningarna 24 innesluts mellan ramen 26 hos locket och kanten 28, och packningstrycket Fm skapas och bibehålls genom komprimering av packningarna och genom att fästa ramen 26 till lådan 27.
En monteringsram 57, innefattande en första monteringsenhet 8 och en andra monteringsenhet 59 tillsammans med fiäderförspända sammanhållande enheter 60 inkluderande parallellstag 60', företrädesvis isolerade, och en självjusterande anordning 60” i formen av förspända fjädrar, tillhandahålls även kring batterierna 5 la, 5 lb vilka är staplade för att seriekopplas. Ett distanselement, såsom en veckad platta 61, ligger an emot båda batterier 51a, 51b och ett liknande distanselement 61 ligger an emot varje batteri och den första respektive den andra monteringsenheten.
Sålunda skapas ett avstånd D för att tillåta ett kylmedium att fritt passera kring varje batteri 51a, 51b. Distanselementen 61 är i denna utföringsform elektriskt ledande och placerade inom ramen 26 och kanten 28 hos höljet för att komma i kontakt med ändplåtarna 22, 23 inom batteriet och sålunda seriekoppla batterierna. Det bör noteras att det inte finns några poler tillhandahållna på varje batteri 51a, 51b, och att ändplåtarna 22, 23 som är tillgängliga från utsidan på grund av höljets konstruktion genom användandet av ramen 26 och kanten 28, fungerar som inbyggda poler.
Den första monteringsenheten 58 innefattar en positiv pol 64, vilken är täckt av ett elektriskt isolerande material 66 för att förhindra oavsiktlig beröring av den positiva polen 64. Den andra rnjonteringsenheten 59 innefattar en negativ pol 65, vilken även den är täckt med ett elektriskt isolerande material 67 för att förhindra oavsiktlig beröring av den negativa polen 65.
Distanselementen 61 kommer att säkerställa att den interna elektriska kontakten hos de staplade batterierna, vilken har två seriekopplade batterier, etableras. p537se00 svenska . doc: 3/28/2007 10 15 20 25 30 530! 'IQÜ Ett stapeltryck Fstapei, som är separerat från packningstrycket Fa; såsom beskrivits ovan, läggs på batterierna 5la, 51b av justermuttrar 68 för att _ åstadkomma den önskade spänningen. Elektroderna inuti varje cell ändrar deras tjocklek under drift, vilket i sin tur kommer att göra att ändplàtarna 22, 23 buktar ut på grund av ett bildatinre tryck som kommer att påverka monteringsenheterna 58, 59. Den självjusterande anordningen 60” hos den sammanhållande enheten 60 är närvarande för att absorbera det utvecklade inre trycket utan att riskera att batteriet slutar fungera, t.ex. genom att spräcka höljet.
Figur 6 visar en tvärsnittsvy av en tredje utföringsform av ett batteristapel- arrangemang 70 som har två batterier 71a, 71b såsom beskrivs i anslutning med figurerna Sa och 3b. En pinne 38 tillhandahålls i varje hål 31 för att. skapa ett avstånd D på varje sida av batterierna 71a, 7 lb för att tillåta ett kylmedium att passera förbi, och samtidigt ligger an mot ändplåtarna 32, 33 inuti höljet. Elektroder och separatorer visas inte inuti varje cell för tydlighets skull.
En monteringsram 77 tillhandahålls kring batterierna 7la och 7 lb, med en första monteringsenhet 78 och en andra monteringsenhet 79. Ramen hålles på plats genom att använda sammanhållande enheter 82, såsom parallell- stag, men andra klämarrangemang kan användas. De första och andra monteringsenheterna är i denna utföringsform företrädesvis tillverkade från ett isolerande material och är elastiskt för att kunna uppta tjockleks- variationer-na i elektroderna under drift. Ett tätningstryck Ffät över packningarna 34 i varje batteri skapas och bibehålls såsom diskuterats ovan, och stapeltrycket Fsmpei som är oberoende av tätningstrycket Ftåt skapas genom att skruva åt muttrarna 83.
Varje batteri 71a, 7 lb är sett med en positiv pol 75 och en negativ pol 76.0m batteriet skall seriekopplas kan pinnarna 38 vara tillverkade från ett elektriskt ledande material och därmed utesluta behovet att göra en anslutning med ledningar, såsom indikeras i figur 6 med den streckade p537se00 svenskandoc; 3/28/2007 10 15 20 530 'IBÜ 10 linjen benämnd Con. Isolerade pinnar 38 kan naturligtvis användas så länge som längden på pinnarna tillhandahåller den nödvändiga kraften för att skapa stapeltrycket utan att påverka batteriets hölje.
Figur 7 visar en schematisk tvårsnittsvy av en fjärde utföringsform av ett batteristapelarrangemang 90 enligt uppfinningen. Tre batterier 9 la, 9lb och 91c är anordnade i en första batteristapel och är seriekopplade, på ett sätt som liknar den utföringsform beskriven i anslutning till figur 5. En monteringsram innefattande en första, andra och tredje monteringsenhet 93, 94 och 95 tillhandahålls för att bibehålla distanselementen 61 i position under drift. Den första och andra monteringsenheten 93,94 används för respektive batteristapel, men den tredje monteringsenheten 95 används för båda batteristaplar. Sammanhållande enheter sammanbinder monteringsenheterna för att skapa monteringsramen. Dessutom, batteristaplarna är parallellkopplade såsom illustreras i ñguren med anslutning 96.
I en föredragen utföringsforrn av föreliggande uppfinning kommer de beskrivna distanselementen, dvs. veckad platta eller pinnar, att tillhandahålla det önskade särdraget med att separera tätningstrycket från stapeltrycket om de bringas i direkt fysisk kontakt med åtminstone en av ändplåtarna av varje batteri genom en eller flera öppningar i höljet.
Emellertid måste distanselementen kunna röra sig oberoende av den delen av höljet där öppningarna tillhandahålls. p537se00 svenska . doc; 3/28/2007

Claims (8)

10 15 20 25 536 'lSÛ Patentkrav
1. Ett batteristapelarrangemang (40; 50; 70; 90) innefattande åtminstone ett bipolärt batteri (4l; 5la, 5lb; 71a, 71b; 9la-c, 92a-c), där nämnda bipolära batteri innefattar ett flertal battericeller anordnade mellan en positiv ändplåt (22) och en negativ ändplåt (23), varje battericell är försedd med en tätning (24) anordnad kring hela periferin av varje cell, varvid ett tätande tryck (Fm) läggs på över tätningen för att förhindra elektrolytläckage mellan närliggande celler, batteristapelarrangemanget innefattar vidare: - en monteringsram (42; 57; 77) inkluderande åtminstone två monteringsenheter (45, 46; 58, 59; 78, 79) och åtminstone en sammanhållande enhet (47, 47'; 60, 60', 60”; 82, 83) som håller nämnda monteringsenheter tillsammans , och - nämnda åtminstone ett bipolårt batteri (4l; 5la, 5lb; 7 la, 71b; 91a- c, 92a-c) är anordnat mellan en första monteringsenhet (45; 58; 78) och en andra monteringsenhet (46; 59; 79), k ä n n e t e c k n a t a v att nämnda batteristapelarrangemang (40; 50; 70, 90) ytterligare innefattar åtminstone ett distanselement (44; 61 ; 38) anordnat mellan nämnda första monteringsenhet (45; 58; 78) och nämnda andra monteringsenhet (46; 59; 79), där nämnda åtminstone ett distanselement (44; 61; 38) ligger an mot åtminstone en ändplåt (22) hos det bipolära batteriet (4l; 5la, 5lb; 7 la, 71b) och hålls på plats av nämnda monteringsram (42; 57; 7 7) för att skapa ett stapeltryck (Fsmpei), ObCYOCHdC av nämnda tätande tryck (Fm), vilket stapeltryck kontrolleras av den sammanhållande enheten (47, 47'; 60, 60', 60”; 82, 83).
2. Batteristapelarrangemanget enligt patentkravet 1, varvid nämnda distanselement är en veckad platta (44; 61).
3. Batteristapelarrangemanget enligt patentkravet l, varvid nämnda distanselement är en pinne (38). p537se00 nya krav svenska.doc; 3/28/2007 10 5330 'ISÜ |2
4. Batteristapelarrangemanget enligt något av patentkraven 1-3, varvid nämnda distanselement är tillverkat från ett elektriskt ledande material.
5. Batteristapelarrangemanget enligt något av patentkraven 1-4, varvid varje batteri är försett med en öppning (21; 31) för varje distanselement (44; 61; 38), genom vilken öppning varje distanselement ligger an mot nämnda åtminstone en ändplät (22, 23).
6. Batteristapelarrangemanget enligt något av patentkraven 1-5, varvid åtminstone två av nämnda batterier (51a, 51b; 71a, 7 lb) är seriekopplade.
7. Batteristapelarrangemanget enligt något av patentkraven 1-6, varvid åtminstone två av nämnda batterier (91a-c, 92a-c) är parallellkopplade.
8. Batteristapelarrangemanget enligt något av patentkraven 1-7, varvid en distans (D) skapas åtminstone på en sida av varje batteri varvid ett kylmedium kan passera förbi varje batteri. p537se00 nya krav svenskaæloc; 3128/2007
SE0600100A 2006-01-17 2006-01-17 Ett batteristapelarrangemang SE530190C2 (sv)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0600100A SE530190C2 (sv) 2006-01-17 2006-01-17 Ett batteristapelarrangemang
PCT/EP2007/050344 WO2007082863A1 (en) 2006-01-17 2007-01-15 A battery stack arrangement
US12/161,161 US8460819B2 (en) 2006-01-17 2007-01-15 Battery stack arrangement
AT07703860T ATE445915T1 (de) 2006-01-17 2007-01-15 Batteriestapelanordnung
EP20070703860 EP1979962B1 (en) 2006-01-17 2007-01-15 A battery stack arrangement
PL07703860T PL1979962T3 (pl) 2006-01-17 2007-01-15 Układ stosu ogniw baterii
DE200760002793 DE602007002793D1 (de) 2006-01-17 2007-01-15 Batteriestapelanordnung
CN2007800062294A CN101390232B (zh) 2006-01-17 2007-01-15 电池叠层装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0600100A SE530190C2 (sv) 2006-01-17 2006-01-17 Ett batteristapelarrangemang

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0600100L SE0600100L (sv) 2007-07-18
SE530190C2 true SE530190C2 (sv) 2008-03-25

Family

ID=37907770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0600100A SE530190C2 (sv) 2006-01-17 2006-01-17 Ett batteristapelarrangemang

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8460819B2 (sv)
EP (1) EP1979962B1 (sv)
CN (1) CN101390232B (sv)
AT (1) ATE445915T1 (sv)
DE (1) DE602007002793D1 (sv)
PL (1) PL1979962T3 (sv)
SE (1) SE530190C2 (sv)
WO (1) WO2007082863A1 (sv)

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2056378B1 (en) * 2007-11-01 2018-12-12 Nissan Motor Co., Ltd. Bipolar secondary battery, battery asembly formed by connecting said batteries and vehicle mounting same
DE102008010823A1 (de) * 2008-02-23 2009-08-27 Daimler Ag Batterie mit mehreren einen Zellverbund bildenden Flachzellen
DE102008010825A1 (de) * 2008-02-23 2009-08-27 Daimler Ag Batterie mit einer Wärmeleitplatte und mehreren Einzelzellen
DE102008057430A1 (de) * 2008-11-07 2010-05-12 Dr.Ing.H.C.F.Porsche Aktiengesellschaft Batteriesystem
JP5393365B2 (ja) * 2009-09-11 2014-01-22 日産自動車株式会社 電池モジュール
US8808898B2 (en) 2010-01-29 2014-08-19 Renault S.A.S. Battery pack for an electric powertrain vehicle
EP2355204B1 (en) * 2010-02-02 2012-10-10 Dana Canada Corporation Conformal heat exchanger for battery cell stack
US9780421B2 (en) 2010-02-02 2017-10-03 Dana Canada Corporation Conformal heat exchanger for battery cell stack
DE102010031543A1 (de) * 2010-07-20 2012-01-26 Evonik Litarion Gmbh Batterie, ein Bimetall enthaltend
CA2820626C (en) 2010-12-07 2018-01-09 Allison Transmission, Inc. Energy storage system for hybrid electric vehicle
DE102011089087A1 (de) * 2011-12-19 2013-06-20 Robert Bosch Gmbh Elektrisches Energiespeichermodul und Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Energiespeichermoduls
DE102011089086A1 (de) * 2011-12-19 2013-06-20 Robert Bosch Gmbh Elektrisches Energiespeichermodul und Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Energiespeichermoduls
JP6042113B2 (ja) * 2012-06-25 2016-12-14 矢崎総業株式会社 電池及び電池パック
TWI483451B (zh) * 2012-12-28 2015-05-01 Univ Nat Central Fuel cell series structure
US9281548B2 (en) * 2013-03-14 2016-03-08 GM Global Technology Operations LLC Battery module for mitigating gas accumulation and methods thereof
US10537465B2 (en) * 2015-03-31 2020-01-21 Zoll Circulation, Inc. Cold plate design in heat exchanger for intravascular temperature management catheter and/or heat exchange pad
CN106450405B (zh) * 2015-07-27 2019-11-26 大连融科储能技术发展有限公司 液流电池电堆结构
CN205564882U (zh) * 2016-03-18 2016-09-07 宁德新能源科技有限公司 施压装置
WO2017162214A1 (zh) * 2016-03-25 2017-09-28 安徽巨大电池技术有限公司 电池组及其组装方法
CN206742354U (zh) * 2016-05-06 2017-12-12 安徽巨大电池技术有限公司 电池组及其电池单元
CN107346805B (zh) * 2016-05-06 2024-03-12 安徽巨大电池技术有限公司 电池组
CN206742283U (zh) * 2016-05-06 2017-12-12 安徽巨大电池技术有限公司 一种电池组
US10381678B2 (en) * 2016-07-01 2019-08-13 Intel Corporation Compressed Li-metal battery
JP6534975B2 (ja) * 2016-08-16 2019-06-26 トヨタ自動車株式会社 バイポーラ電池
US11276903B2 (en) 2016-09-21 2022-03-15 Kabushiki Kaisha Toyota Kidoshokki Electricity storage device and method for manufacturing electricity storage device
SE540811C2 (sv) 2016-12-15 2018-11-20 Nilar Int Ab A battery module casing, a battery module and a battery
WO2018142919A1 (ja) * 2017-01-31 2018-08-09 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
JP6828470B2 (ja) * 2017-01-31 2021-02-10 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
JP6828471B2 (ja) * 2017-01-31 2021-02-10 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
JP6585645B2 (ja) * 2017-02-14 2019-10-02 Ckd株式会社 積層装置
EP3656004A1 (en) 2017-07-21 2020-05-27 QuantumScape Corporation Active and passive battery pressure management
WO2019092980A1 (ja) 2017-11-10 2019-05-16 株式会社豊田自動織機 蓄電モジュールの製造方法及び蓄電モジュール
JP7326705B2 (ja) * 2018-06-12 2023-08-16 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置
JP7070279B2 (ja) * 2018-09-20 2022-05-18 株式会社豊田自動織機 蓄電モジュール
DE102018220388A1 (de) * 2018-11-28 2020-05-28 Robert Bosch Gmbh Batteriesystem
JP7152948B2 (ja) * 2018-12-25 2022-10-13 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
CN110061302B (zh) * 2019-05-28 2024-04-02 惠州亿纬锂能股份有限公司 一种锂离子电池高速叠片装置及叠片方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4037031A (en) * 1975-06-03 1977-07-19 Imperial Metal Industries (Kynoch) Limited Bipolar lead acid battery having titanium and zirconium electrode supports
FR2694136B1 (fr) * 1992-07-27 1994-09-30 Bertin & Cie Batterie d'accumulateurs électriques équipée de moyens de refroidissement et ensemble de telles batteries.
US5374490A (en) 1993-05-19 1994-12-20 Portable Energy Products, Inc. Rechargeable battery
JP2000048867A (ja) 1998-07-31 2000-02-18 Toyota Motor Corp 組電池
JP4253935B2 (ja) 1999-07-07 2009-04-15 トヨタ自動車株式会社 組電池
JP2001196103A (ja) 2000-01-12 2001-07-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 組電池の冷却構造
JP4921629B2 (ja) 2000-03-31 2012-04-25 パナソニック株式会社 流体冷却式電池パックシステム
JP4361229B2 (ja) 2001-07-04 2009-11-11 日産自動車株式会社 電池システム
JP4127985B2 (ja) * 2001-07-23 2008-07-30 松下電器産業株式会社 電池パック
SE519958C2 (sv) 2001-09-20 2003-04-29 Nilar Europ Ab Ett bipolärt batteri och en biplåtsammansättning
JP2004134210A (ja) 2002-10-10 2004-04-30 Nissan Motor Co Ltd 積層型電池、組電池および車両
AU2003278672A1 (en) 2002-11-08 2004-06-07 Nilar International Ab An apparatus for manufacturing an electrode
JP4588460B2 (ja) * 2002-11-29 2010-12-01 ナイラー インターナショナル アーベー バイポーラ電池およびその製造方法
US7445869B2 (en) * 2003-05-09 2008-11-04 Nilar International Ab Gasket, a bipolar battery and a method for manufacturing a bipolar battery with such a gasket
JP4238645B2 (ja) * 2003-06-12 2009-03-18 日産自動車株式会社 バイポーラ電池
US7862958B2 (en) * 2004-05-06 2011-01-04 Bathium Canada Inc. Retaining apparatus for electrochemical generator
KR100627335B1 (ko) 2004-06-25 2006-09-25 삼성에스디아이 주식회사 전지 모듈과 전지 모듈의 격벽
SE528555C2 (sv) 2005-04-01 2006-12-12 Nilar Int Ab Ett hölje för ett slutet batteri

Also Published As

Publication number Publication date
EP1979962B1 (en) 2009-10-14
US8460819B2 (en) 2013-06-11
SE0600100L (sv) 2007-07-18
CN101390232A (zh) 2009-03-18
EP1979962A1 (en) 2008-10-15
WO2007082863A1 (en) 2007-07-26
ATE445915T1 (de) 2009-10-15
DE602007002793D1 (de) 2009-11-26
US20100151306A1 (en) 2010-06-17
PL1979962T3 (pl) 2010-05-31
CN101390232B (zh) 2010-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE530190C2 (sv) Ett batteristapelarrangemang
EP2381506B1 (en) Battery module
US8999557B2 (en) Battery pack with elastic frame
US9997792B2 (en) Cell voltage monitoring connector system for a fuel cell stack
TW200933959A (en) Battery pack
JP7162193B2 (ja) 電池モジュール
JP6638667B2 (ja) 電池パック
US20200388801A1 (en) Battery module
CA2894906C (en) Electricity charging/discharging device with multiple-sided electric conductive terminals
WO2020214388A2 (en) Battery pack with thermal management system
CN109980143B (zh) 蓄电装置
JP7253743B2 (ja) 電池積層体
US20090004532A1 (en) Dummy cassettes for a solid oxide fuel cell stack
JP7320792B2 (ja) 電池モジュール
JP3674921B2 (ja) 燃料電池
US20210265692A1 (en) Battery module
JP2004127778A (ja) 燃料電池
JP7293397B2 (ja) 圧力管理システムを有する電池パック
JP6805729B2 (ja) 電池組立体
JPS61161671A (ja) 燃料電池