WO2010083982A1 - Batteriezelle mit umhüllung - Google Patents

Batteriezelle mit umhüllung Download PDF

Info

Publication number
WO2010083982A1
WO2010083982A1 PCT/EP2010/000287 EP2010000287W WO2010083982A1 WO 2010083982 A1 WO2010083982 A1 WO 2010083982A1 EP 2010000287 W EP2010000287 W EP 2010000287W WO 2010083982 A1 WO2010083982 A1 WO 2010083982A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
battery cell
conducting plate
electrode
heat conducting
contact element
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/000287
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tim Schäfer
Andreas Gutsch
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
Priority to US13/145,727 priority Critical patent/US20120156542A1/en
Priority to BRPI1007254A priority patent/BRPI1007254A2/pt
Priority to KR1020117019489A priority patent/KR20120013302A/ko
Priority to JP2011546682A priority patent/JP2012516006A/ja
Priority to CN2010800053494A priority patent/CN102292867A/zh
Priority to EP10700717A priority patent/EP2389704A1/de
Publication of WO2010083982A1 publication Critical patent/WO2010083982A1/de

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
    • H01M10/60—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
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • 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
    • H01M10/651—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by parameters specified by a numeric value or mathematical formula, e.g. ratios, sizes or concentrations
    • 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
    • H01M10/654—Means for temperature control structurally associated with the cells located inside the innermost case of the cells, e.g. mandrels, electrodes or electrolytes
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a battery cell.
  • Such battery cells comprise at least one electrical cell which is provided for the storage of electrical energy. Both primary batteries and secondary batteries, i. E. non-rechargeable and rechargeable batteries.
  • Such battery cells are often part of battery arrangements which comprise a plurality of such battery cells. They are often used in electrically powered vehicles.
  • the present battery cell relates in particular to a binary cell. Binary cells usually have at least two electrical cells under a common enclosure, wherein both electrical cells act independently of each other, but can be interconnected.
  • the battery comprises a plurality of subcells accommodated in a gas-tight container, each having two electrodes of different polarity. Between polarity-different electrodes of adjacent sub-cells, an electrically conductive connection wall is arranged.
  • the invention has for its object to provide an improved battery cell of the type mentioned.
  • Battery cell of particular prismatic or cylindrical shape comprising at least two electrode stacks, at least one current conductor which is connected to an electrode stack, a sheath which at least partially surrounds the electrode stacks, wherein at least one current conductor partially extends from the sheath, wherein a heat conduction plate is arranged between two electrode stacks.
  • An electrode stack is to be understood as an arrangement having at least two electrodes and in each case an electrolyte arranged between two electrodes.
  • An electrode stack serves to store chemical energy and convert it into electrical energy. Conversely, the electrode stack can also be used to convert electrical energy into chemical energy, if it is a rechargeable battery.
  • a current collector is an element which is made of an electrically conductive material. It is used to conduct electricity between two geometrically separated points.
  • a current collector is connected to an electrode stack.
  • the electrode stack In particular, the
  • a current collector is not connected to the cathodes and anodes of an electrode stack at the same time, since this would lead to a short circuit.
  • a current collector may be connected to different electrodes of different electrode stacks, e.g. in a series connection of the two electrode stacks. At least one current conductor extends from the enclosure and can serve to connect the battery cells to the outside.
  • the current collector may be integrally formed with one or more electrodes.
  • an at least partial limitation is to be understood, which limits the electrode stack to the outside.
  • the envelope is preferably gas and liquid tight, so that a material exchange with the environment can not take place.
  • the electrode stacks are disposed within the enclosure. At least one current conductor, in particular two current conductors extend out of the enclosure and serve to connect the electrode stacks.
  • the outwardly extending current conductors preferably represent the positive pole connection and the negative pole connection of the battery cell. However, it is also possible for a plurality of current conductors to extend out of the enclosure, in particular four current conductors. If the battery cell in this case has two electrode stacks which are connected in series with one another, two electrodes of different electrode stacks are connected to one another.
  • the enclosure may be formed of a solid housing.
  • the housing may also be formed of a material which is not dimensionally stable, such as e.g. a slide.
  • the heat conducting plate acts as a stabilizing element, which gives the battery cell a stable shape.
  • the battery cell thus has a stable shape and can be used without further support elements.
  • the arranged between two electrode stacks heat-side plate serves for a separation between two electrode stacks.
  • the heat conducting plate is preferably designed such that it seals cell spaces, in each of which an electrode stack is located, from each other in a gas-tight and liquid-tight manner.
  • the heat-conducting plate has the task of dissipating the resulting heat, which occurs in particular in the conversion of electrical energy and chemical energy and vice versa.
  • a portion of the heat conduction also extends from the enclosure, so that by means of the heat conduction plate heat can be conducted from within the enclosure to the outside of the enclosure.
  • the heat conducting plate preferably has a good thermal conductivity and in particular a higher thermal conductivity than the casing.
  • the heat conducting plate is made of a fiber composite material or a combination of fiber composites.
  • fiber composites typically have a lower specific gravity than, for example, conventional materials which can be used therefor, e.g. Sheet.
  • heat-conducting fibers can be used which can increase the thermal conductivity of the fiber composite material or of the combination of fiber composite materials.
  • the fiber composite material or the combination of fiber composite materials can be designed such that the heat conducting plate has a high mechanical stability. Overall, the design of the heat conduction plate made of a fiber composite material or a combination of fiber composites may result in a heat conduction, which offers good thermal conductivity properties with high mechanical stability and low weight.
  • the heat conducting plate In order to produce an interconnection of the two electrode stacks, an electrical connection between two electrodes of the electrode stacks is required. Since the heat conducting plate preferably forms a tight separation between the electrode stacks, the heat conducting plate preferably has a breakthrough for this purpose.
  • a contact element In the opening, a contact element is preferably arranged, which in particular forms an electrically conductive connection between two outer surfaces of the heat conducting plate. A current conductor can form the contact element. As a result, an electrical line is produced, which penetrates the heat conducting plate.
  • an insulator can be arranged in an annular space between the contact element and the heating plate.
  • the insulator can seal the breakthrough together with the contact element, so that the sealing effect of the heat conduction is restored.
  • the insulator is preferably designed annular.
  • the insulator may have a circumferential groove into which a wall of the Thermal plate can intervene. As a result, the sealing effect is improved and favors a secure hold of the insulator.
  • a first electrode stack is connected to a first side of the contact element and a second electrode stack is connected to a second side of the contact element.
  • the two sides are arranged in particular on different outer surfaces of the heat conducting plate.
  • one or more electrodes can be connected directly to the contact element.
  • the connection between the electrode and the contact element can also be effected indirectly, for example via a current conductor.
  • the contact element in cross-section viewed on a width which is greater than the cross-sectional thickness of the heat conduction.
  • the contact element projects slightly out of the heat conduction plate.
  • the contact element protrudes from the heat plate on both sides of the heat conduction plate.
  • the insulator seen in cross section has a width which is greater than a cross-sectional thickness of the heat-conducting mat. The sealing and insulating effect of the insulator is thus improved.
  • the insulator is also robust against falling out of the opening due to its greater width.
  • the contact element in cross-section has a width which is greater than a width of the insulator.
  • the envelope is made of a film.
  • the sheath can be made of a composite material, in particular a composite film.
  • the envelope may in particular be dimensionally unstable, which brings about savings in terms of weight and cost.
  • the stability of the battery cell can be mainly produced via the heat conduction plate, which may have an increased stiffness.
  • the envelope may comprise at least one molded part, which may be formed dimensionally stable, in particular by deep drawing.
  • the molding is to be understood as a solid, which is particularly adapted to the shape of the electrode stack.
  • the molded part does not necessarily have dimensional stability, but can be obtained only with another molding or in conjunction with the heat conduction its dimensional stability.
  • two molded parts which may be configured substantially identical, form the envelope.
  • the molded part is in particular heat-conducting, but current-insulating. In particular, it seals a cell space in which the electrode stack is received, gas-tight and liquid-tight to the outside.
  • the heat conducting plate penetrates the enclosure and in particular has a heat transfer area, which is arranged outside of the enclosure.
  • the heat transfer area serves to dissipate the
  • the heat conducting plate in particular has a high thermal conductivity, so that a sufficient cooling of the battery cell can be promoted.
  • means for connection of the heat conduction be provided on a support member, which can be realized in particular by drilling through which a screw can be passed.
  • a support member which can be realized in particular by drilling through which a screw can be passed.
  • the envelope is cohesively connected to the heat conducting plate.
  • the envelope may be connected by means of an adhesive bond to the heat conducting plate.
  • the battery cell can have two electrode stacks, wherein in each case a current conductor of an electrode stack extends from the enclosure.
  • Electrode conductor is connected to at least one electrode of the electrode stack.
  • exactly two current conductors namely one electrode conductor per electrode stack, extend out of the enclosure.
  • the remaining electrodes which are not connected to a current conductor extending through the sheath, are preferably electrically connected to one another within the sheath.
  • a further electrode of the electrode stack is connected to the contact element in addition to the one electrode stack, which is connected by means of a current conductor to the environment.
  • an electrode of another electrode stack is preferably connected to the contact element.
  • an interconnection of the two electrode stacks results, wherein the two electrode stacks can be connected in series. Alternatively, the electrode stacks can also be connected in parallel.
  • the object underlying the invention is further achieved by a battery assembly comprising a plurality of battery cells of the aforementioned type.
  • a battery cell is preferably held on its heat-conducting plate in the battery arrangement, in particular on a housing of the battery arrangement.
  • the battery cell may be screwed to its heat conducting plate with a housing of the battery assembly.
  • a portion of the heat conducting plate of a battery cell may be received in a guide groove of a housing.
  • a part of the envelope, in particular the seam section may also be held in the guide groove.
  • Both variants are particularly advantageous when the enclosure of the battery cell is made of dimensionally unstable material, such as e.g. a slide.
  • the heat conducting plate provides the stability of the battery cell and can therefore be used for the fixed connection of the battery cell with a housing of the battery assembly.
  • a battery cell of the type mentioned can be produced by a method, the method comprising the following method steps: applying a first electrode stack to a first side of a
  • the heat-conducting plate serves as a shape-stabilizing element, so that the film which forms the envelope can even be dimensionally unstable.
  • an electrode of the first electrode stack is connected to an electrode of the second electron stack.
  • the electrical connection between the electrodes of the different electrode stacks can be formed within the envelope formed by the foil.
  • an electrical connection is passed through an opening of the heat-conducting plate. This electrical connection through the breakthrough can by means of a
  • Contact element can be realized, which is arranged in the opening.
  • the electrodes are connected to the contact element on respectively different sides.
  • FIG. 1 A sectional view through the battery cell of Fig. 1;
  • FIGS. 1 and 2 show a battery cell 1 which has an enclosure 4.
  • the envelope 4 is formed by a first molded part H 1 and a second molded part 11 2 .
  • the moldings H 1 and 11 2 each form shell-shaped housing parts.
  • the moldings H 1 and 11 2 have a peripheral seam section 14. With the near section 14, each of the mold parts 11 is located a heat conduction 5 on.
  • the seam portion is connected by means of an adhesive bond cohesively with the heat conduction.
  • the two seam portions 14 of the mold parts 11 i, 11 2 do not touch each other.
  • the heat-conducting plate 5 is part of the envelope 4, since it seals a gap between the seam sections 14.
  • a first cell space 15i is located between the first mold part 11i and the heat plate 5.
  • a second cell space 15 2 is arranged on the side facing away from the first cell space 15i side of the heat conducting 5 and is formed between the heat conducting 5 and the second mold part 11 2 .
  • the two cell spaces 15i, 15 2 are sealed against each other, so that no mass transfer between the two cell spaces 15 is possible.
  • a first electrode stack 2 ⁇ is arranged within the first cell space 15i.
  • a second electrode stack 2 2 is arranged within the second cell space 15 2 .
  • the battery cell 1 in sectional representation in the region of the current collectors 3/2 and 3 is ⁇ to detect.
  • a cathode 16 / of the first electrode stack 2 ⁇ within the first cell space 15i can be seen.
  • an anode 16 2 ⁇ of the second electrode stack 2 2 in the second cell space 15 2 can be seen.
  • Electrodes 16 ie in each case cathodes or anodes, of the individual electrode stacks 2 are connected to one another in a material-locking manner by laser welding.
  • To the electrodes 16 / and 16 2 ⁇ are current conductors 3 / or 3 2 ⁇ also connected by laser welding cohesively.
  • Current conductors 3 serve for an electrical connection to the outside, outside of the enclosure 4.
  • the current conductors 3 each extend through one Breakthrough 6 of the enclosure 4, which is formed between the first mold part 1 I 1 and the heat conducting plate 5 and the second mold part 11 2 and the heat conducting plate 5.
  • connection possibilities are produced from the outside to the electrodes 16 of the battery cell 1.
  • the current conductors 3i + and 3 2 ⁇ are also connected to one another by means of laser welding.
  • a sealing strip 9 is arranged next to one of the current collector 3.
  • the sealing strip 9 wraps around the current conductor 3 in the region of the aperture 6 over a width which corresponds to the bearing surface of the current conductor 3 in the aperture 6.
  • the current conductor 3 can therefore not fall into current-transmitting connection with the enclosure 4 and the heat-conducting plate 5.
  • the sealing strip 9 is approximately as wide as a seam section 14 against which the current conductor 3 rests against the envelope 4.
  • the heat conducting plate 5 is further made of a non-electrically conductive fiber composites. Alternatively, the heat conducting plate can also be made of an electrically conductive material.
  • FIGS. 1 and 2 are the other electrodes 16r and 16 2 + the battery cell 1. These are connected as the other electrodes to the respective electrode stack 2 and also connected to current conductors 3f and 3 2 + , which analogous to the under Fig. 2 described situation break the envelope and protrude from the battery cell 1. Unlike in Figure 2, the current conductors 3r and 3 2 + are not in electrically conductive connection with each other. The current conductors 3f and 3 2 + represent the connections of the battery cell.
  • FIGS 3 to 6 show a battery cell 1 ' , which is a development of the battery cell of Figure 1. It can be seen that only two current conductors, namely the current conductors 3f and 3 2 + , extend from the enclosure 4. The shading of the electrode stacks 2i and 2 2 , which in the Battery cell 1 of Figure 1 outside of the enclosure 4 by means of connecting the current conductors 3 / and 3 2 ⁇ done, is now realized in other, following manner.
  • FIG. 4 shows a sectional view through the battery cell 1 ' , the cut being made at the same point as in FIG. 2. It can be seen that the heat-conducting plate 5 ' has an opening 13.
  • a contact element 7 is arranged, which allows an electrical connection between the two cell spaces 15i and 15 2 .
  • the cathodes 16 / of the first electrode stack 2i are connected.
  • the anodes 16 2 ⁇ of the second electrode stack 2 2 are arranged.
  • an insulator 8 is arranged, which is sealingly seated between the heat conducting plate 5 and the contact element 7.
  • the insulator 8 has a circumferential groove 17 into which the heat-conducting plate 5 protrudes. As a result, the sealing effect of the insulator 8 with respect to the heat conducting plate 5 is improved.
  • Both the battery cell 1 according to FIG. 1 and the battery cell 1 ' according to FIG. 3 have a heat transfer region 18.
  • the heat transfer region 18 is integrally connected to the heat conducting plate 5, which protrudes from the enclosure 4 and has two holes 10, with which the heat conducting plate can be firmly connected to a housing of a battery assembly.
  • the sheath can be formed by a film.
  • the electrode stacks 2 are first brought into contact with the heat-conducting sheet 5. Subsequently, electrodes 16 of the electrode stacks 2 are connected to the contact element 7 from different sides. Subsequently, the electrode stack 2 and the heat conducting plate 5 are at least partially wrapped with the film. In this case, sections of the heat-conducting plate 5 and individual current conductors 3 can continue to extend from the envelope 4, which is formed by the film.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Primary Cells (AREA)

Abstract

Batteriezelle (1) von insbesondere prismatischer oder zylindrischer Gestalt, umfassend zumindest zwei Elektrodenstapel (2), wenigstens einen Stromableiter, welcher mit einem Elektrodenstapel (2) verbunden ist, eine Umhüllung (4), welche die Elektrodenstapel (2) wenigstens teilweise umschließt, wobei wenigstens ein Stromableiter (3) sich teilweise aus der Umhüllung (4) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Elektrodenstapeln (2) eine Wärmeleitplatte (5) angeordnet ist.

Description

Batteriezelle mit Umhüllung
B e s c h r e i b u n g
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batteriezelle. Derartige Batteriezellen umfassen mindestens eine elektrische Zelle, welche zur Speicherung von elektrischer Energie vorgesehen ist. Zur Anwendung kommen dabei sowohl Primärbatterien als auch Sekundärbatterien, d.h. nicht wiederaufladbare und wiederaufladbare Batterien. Derartige Batteriezellen sind häufig Bestandteil von Batterieanordnungen, welche mehrere derartige Batteriezellen umfassen. Sie finden häufig Anwendung in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen. Die vorliegende Batteriezelle betrifft dabei insbesondere eine Binärzelle. Binärzellen haben in der Regel unter einer gemeinsamen Umhüllung zumindest zwei elektrische Zellen, wobei beide elektrische Zellen unabhängig von einander agieren, aber miteinander verschaltet sein können.
Aus der DE 199 29 950 A1 ist eine Batterie in bipolarer Stapelbauweise bekannt. Die Batterie umfasst mehrere, in einem gasdicht verschlossenen Behälter untergebrachte Subzellen mit jeweils zwei Elektroden unterschiedlicher Polarität. Zwischen polaritätsunterschiedlichen Elektroden benachbarter Subzellen ist eine elektrisch leitende Verbindungswand angeordnet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Batteriezelle der genannten Art bereitzustellen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch eine
Batteriezelle von insbesondere prismatischer oder zylindrischer Gestalt, umfassend zumindest zwei Elektrodenstapel, wenigstens einen Stromableiter welcher mit einem Elektrodenstapel verbunden ist, eine Umhüllung, welche die Elektrodenstapel wenigstens teilweise umschließt, wobei wenigstens ein Stromableiter sich teilweise aus der Umhüllung erstreckt, wobei zwischen zwei Elektrodenstapeln eine Wärmeleitplatte angeordnet ist.
Unter einem Elektrodenstapel ist eine Anordnung mit mindestens zwei Elektroden und jeweils zwischen zwei Elektroden angeordnetem Elektrolyt zu verstehen. Ein Elektrodenstapel dient dabei zum Speichern von chemischer Energie und zu deren Umwandlung in elektrische Energie. Umgekehrt kann der Elektrodenstapel auch zur Wandlung von elektrischer Energie in chemische Energie dienen, wenn es sich um eine wiederaufladbare Batterie handelt.
Ein Stromableiter ist dabei ein Element, welches aus einem stromleitenden Material hergestellt ist. Es dient zur Leitung von Strom zwischen zwei geometrisch von einander getrennten Punkten. Im vorliegenden Fall ist ein Stromableiter mit einem Elektrodenstapel verbunden. Insbesondere ist der
Stromableiter dabei mit allen gleichartigen Elektroden eines Elektrodenstapels verbunden, d.h. entweder mit den Kathoden oder mit den Anoden. Es ist selbstverständlich, dass ein Stromableiter nicht mit den Kathoden und Anoden eines Elektrodenstapels gleichzeitig verbunden ist, da dies zu einem Kurzschluss führen würde. Jedoch kann ein Stromableiter mit unterschiedlichen Elektroden von unterschiedlichen Elektrodenstapeln verbunden sein, so z.B. bei einer Reihenschaltung der beiden Elektrodenstapel. Wenigstens ein Stromableiter erstreckt sich aus der Umhüllung und kann dabei zum Anschließen der Batteriezellen nach außen dienen. Der Stromableiter kann mit einer oder mehreren Elektroden einstückig ausgebildet sein.
Unter Umhüllung ist im Rahmen der Erfindung eine zumindest teilweise Begrenzung zu verstehen, welche die Elektrodenstapel nach außen hin abbegrenzt. Die Umhüllung ist vorzugsweise gas- und flüssigkeitsdicht, so dass ein Materialaustausch mit der Umgebung nicht stattfinden kann. Die Elektrodenstapel sind innerhalb der Umhüllung angeordnet. Wenigstens ein Stromableiter, insbesondere zwei Stromableiter erstrecken sich aus der Umhüllung hinaus und dienen zum Anschließen der Elektrodenstapel. Die nach außen sich erstreckenden Stromableiter stellen dabei vorzugsweise den Pluspolanschluss und den Minuspolanschluss der Batteriezelle dar. Jedoch können sich auch mehrere Stromableiter aus der Umhüllung erstrecken, insbesondere vier Stromableiter. Wenn die Batteriezelle dabei zwei Elektrodenstapel aufweist, die miteinander in Reihe geschaltet sind, so sind zwei Elektroden unterschiedlicher Elektrodenstapel miteinander verbunden.
Die Umhüllung kann aus einem festen Gehäuse gebildet sein. Das Gehäuse kann aber auch aus einem Material gebildet sein, welches nicht formbeständig ist, wie z.B. eine Folie. Insbesondere wenn die Umhüllung aus einer Folie gebildet ist, wirkt die Wärmeleitplatte als stabilisierendes Element, welches der Batteriezelle eine stabile Form verschafft. Trotz einer nichtformbeständigen Umhüllung weist die Batteriezelle damit eine stabile Form auf und kann ohne weitere Stützelemente verwendet werden.
Die zwischen zwei Elektrodenstapeln angeordnete Wärmeleiteplatte dient dabei zum einen zur Trennung zwischen zwei Elektrodenstapeln. Dabei ist die Wärmeleitplatte vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie Zellenräume, in denen sich jeweils ein Elektrodenstapel befindet, von einander gas- und flüssigkeitsdicht abdichtet. Ferner hat die Wärmeleitplatte die Aufgabe, die anfallende Wärme, die insbesondere bei der Umwandlung von elektrischer Energie und chemischer Energie anfällt und umgekehrt, abzuleiten. Vorzugsweise erstreckt sich dabei ein Abschnitt der Wärmeleitplatte ebenfalls aus der Umhüllung, sodass mittels der Wärmeleitplatte Wärme von innerhalb der Umhüllung nach außerhalb der Umhüllung geleitet werden kann. Dafür weist die Wärmeleitplatte vorzugsweise eine gute Wärmeleitfähigkeit und insbesondere eine höhere Wärmeleitfähigkeit als die Umhüllung auf. - A -
Vorzugsweise ist die Wärmeleitplatte aus einem Faserverbundwerkstoff oder einer Kombination aus Faserverbundwerkstoffen hergestellt. Derartige Faserverbundwerkstoffe weisen in der Regel ein geringeres spezifisches Gewicht auf als beispielsweise herkömmliche Materialien die hierfür verwendet werden können, wie z.B. Blech. Insbesondere können dabei wärmeleitende Fasern zum Einsatz kommen, welche die Wärmeleitfähigkeit des Faserverbundwerkstoffs oder der Kombination aus Faserverbundwerkstoffen erhöhen können. Des weiteren kann der Faserverbundwerkstoff oder die Kombination aus Faserverbundwerkstoffen derart ausgestaltet sein, dass die Wärmeleitplatte eine hohe mechanische Stabilität aufweist. Insgesamt kann sich dabei die Ausgestaltung der Wärmeleitplatte aus einem Faserverbundwerkstoff oder einer Kombination aus Faserverbundwerkstoffen eine Wärmeleitplatte ergeben, welche gute Wärmeleiteigenschaften bei hoher mechanischer Stabilität und geringem Gewicht bietet.
Um eine Verschaltung der beiden Elektrodenstapel herzustellen, ist eine elektrische Verbindung zwischen zwei Elektroden der Elektrodenstapel erforderlich. Da die Wärmeleitplatte vorzugsweise eine dichte Trennung zwischen den Elektrodenstapeln bildet, weist dafür die Wärmeleitplatte vorzugsweise einen Durchbruch auf. In dem Durchbruch ist vorzugsweise ein Kontaktelement angeordnet, welches insbesondere eine elektrisch leitende Verbindung zwischen zwei Außenflächen der Wärmeleitplatte bildet. Ein Stromableiter kann dabei das Kontaktelement bilden. Dadurch wird eine elektrische Leitung hergestellt, die die Wärmeleitplatte durchdringt. Um dennoch sicherzustellen, dass die Wärmeleitplatte eine gas- und flüssigkeitsdichte Trennung zwischen den Elektrodenstapeln bilden kann, kann ein Isolator in einem Ringraum zwischen dem Kontaktelement und der Wärmeplatte angeordnet werden. Dieser Isolator kann zusammen mit dem Kontaktelement den Durchbruch abdichten, so dass die Dichtwirkung der Wärmeleitplatte wieder hergestellt wird. Dabei ist der Isolator vorzugsweise ringförmig ausgestaltet. Der Isolator kann eine umlaufende Nut aufweisen, in die eine Wandung der Wärmeleitplatte eingreifen kann. Hierdurch wird die Dichtwirkung verbessert und ein sicherer Halt des Isolators begünstigt.
Vorzugsweise ist ein erster Elektrodenstapel an eine erste Seite des Kontaktelements angeschlossen und ein zweiter Elektrodenstapel an eine zweite Seite des Kontaktelements angeschlossen. Die beiden Seiten sind dabei insbesondere an unterschiedlichen Außenflächen der Wärmeleitplatte angeordnet. Durch das Anschließen der Elektrodenstapel an das Kontaktelement, werden die beiden Elektrodenstapel miteinander verschaltet, insbesondere in Reihe verschaltet. Dabei können jeweils Elektroden der Elektrodenstapel an das Kontaktelement angeschlossen werden.
Dabei kann eine oder mehrere Elektroden unmittelbar an das Kontaktelement angeschlossen werden. Alternativ kann die Verbindung zwischen Elektrode und Kontaktelement auch mittelbar erfolgen, beispielsweise über einen Stromableiter.
Vorzugsweise weist das Kontaktelement im Querschnitt betrachtet eine Breite auf, die größer ist als die Querschnittsdicke der Wärmeleitplatte. Hierdurch wird die Kontaktierung zwischen dem Elektrodenstapel und dem Kontaktelement erleichtert, da das Kontaktelement dabei aus der Wärmeleitplatte etwas hervorsteht. Insbesondere steht das Kontaktelement auf beiden Seiten der Wärmeleitplatte aus der Wärmeplatte hervor. Weiter vorzugsweise weist der Isolator im Querschnitt betrachtet eine Breite auf, die größer ist als eine Querschnittsdicke der Wärmeleitpatte. Die Dicht- und Isolierwirkung des Isolators wird damit verbessert. Ferner ist der Isolator durch eine größere Breite auch robust gegen ein Herausfallen aus dem Durchbruch. Vorzugsweise weist das Kontaktelement im Querschnitt eine Breite auf, die größer als eine Breite des Isolators ist. Hierdurch wird auch die Kontaktierung erleichtert, da das Kontaktelement ein gewisses Stück aus dem Isolator hervorsteht. Vorzugsweise ist die Umhüllung aus einer Folie hergestellt. Weiter vorzugsweise kann die Umhüllung aus einem Verbundstoff, insbesondere einer Verbundfolie hergestellt sein. Dabei kann die Umhüllung insbesondere forminstabil sein, was Einsparungen an Gewicht und Kosten bewirkt. In diesem Fall kann die Stabilität der Batteriezelle hauptsächlich über die Wärmeleitplatte hergestellt werden, welche über eine erhöhte Formsteifigkeit verfügen kann.
Alternativ kann die Umhüllung zumindest ein Formteil aufweisen, welches insbesondere mittels Tiefziehen formstabil ausgebildet sein kann. Das Formteil ist dabei als Festkörper zu verstehen, der insbesondere an die Gestalt des Elektrodenstapels angepasst ist.
Das Formteil muss dabei nicht zwangsläufig Formstabilität aufweisen, sondern kann erst mit einem weiteren Formteil oder im Zusammenspiel mit der Wärmeleitplatte seine Formstabilität erhalten. Insbesondere zwei Formteile, die im Wesentlichen identisch ausgestaltet sein können, bilden die Umhüllung. Das Formteil ist insbesondere wärmeleitend, aber stromisolierend. Es dichtet insbesondere einen Zellenraum, in dem der Elektrodenstapel aufgenommen ist, gas- und flüssigkeitsdicht nach außen hin ab.
Vorzugsweise durchdringt die Wärmeleitplatte die Umhüllung und weist insbesondere einen Wärmeübergangsbereich auf, der außerhalb der Umhüllung angeordnet ist. Der Wärmeübergangsbereich dient dabei zur Ableitung der
Wärme von der Batteriezelle. Da die Wärmeleitplatte insbesondere eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, kann damit eine ausreichende Kühlung der Batteriezelle begünstigt werden.
Vorzugsweise können an einem Abschnitt der Wärmeleitplatte, welcher sich aus der Umhüllung erstreckt, Vorrichtungen für eine Verbindung der Wärmeleitplatte an einem Trägerelement vorgesehen sein, was insbesondere durch Bohrungen realisiert werden kann, durch welche eine Schraube hindurchgeführt werden kann. Mittels einer solchen Schraube kann die Wärmeleitplatte und damit die Batteriezelle an einem Trägerelement befestigt werden.
Vorzugsweise ist die Umhüllung stoffschlüssig an die Wärmeleitplatte angeschlossen. Dabei kann die Umhüllung mittels einer Klebverbindung an die Wärmeleitplatte angeschlossen sein.
In konkreter Ausgestaltung kann die Batteriezelle zwei Elektrodenstapel aufweisen, wobei jeweils ein Stromableiter eines Elektrodenstapels sich aus der Umhüllung erstreckt. Der jeweils einem Elektrodenstapel zugeordnete
Stromableiter ist dabei mit zumindest einer Elektrode des Elektrodenstapels verbunden. Somit erstrecken sich genau zwei Stromableiter, nämlich jeweils pro Elektrodenstapel ein Stromableiter, aus der Umhüllung heraus. Die Anzahl der sich durch die Umhüllung erstreckenden Stromableiter ist dadurch gering, was eine Reduzierung von schwer abzudichtenden Stellen bewirkt. Die übrigen Elektroden, die nicht an einem sich durch die Umhüllung erstreckenden Stromableiter angeschlossen sind, sind vorzugsweise innerhalb der Umhüllung miteinander elektrisch verbunden. Vorzugsweise ist neben dem einen Elektrodenstapel, der mittels eines Stromableiters mit der Umwelt verbunden ist, eine weitere Elektrode des Elektrodenstapels an das Kontaktelement angeschlossen. Ebenso ist vorzugsweise eine Elektrode eines anderen Elektrodenstapels an das Kontaktelement angeschlossen. Insofern ergibt sich eine Verschaltung der beiden Elektrodenstapel, wobei die beiden Elektrodenstapel in Reihe geschaltet sein können. Alternativ können die Elektrodenstapel auch parallel geschaltet sein. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch eine Batterieanordnung gelöst, welche mehrere Batteriezellen der vorgenannten Art umfasst. Vorzugsweise ist dabei eine Batteriezelle an deren Wärmeleitplatte in der Batterieanordnung, insbesondere an einem Gehäuse der Batterieanordnung, gehalten.
Dabei kann die Batteriezelle an ihrer Wärmeleitplatte mit einem Gehäuse der Batterieanordnung verschraubt sein. Alternativ kann ein Abschnitt der Wärmeleitplatte einer Batteriezelle in einer Führungsnut eines Gehäuses aufgenommen sein. Dabei kann ebenfalls ein Teil der Umhüllung, insbesondere der Nahtabschnitt, in der Führungsnut gehalten sein. Beide Varianten sind insbesondere dann von Vorteil, wenn die Umhüllung der Batteriezelle aus forminstabilem Material hergestellt ist, wie z.B. einer Folie. Die Wärmeleitplatte stellt dabei die Stabilität der Batteriezelle bereit und kann daher für die feste Verbindung der Batteriezelle mit einem Gehäuse der Batterieanordnung verwendet werden.
Erfindungsgemäß kann eine Batteriezelle der genannten Art durch ein Verfahren hergestellt werden, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst: - Anlegen eines ersten Elektrodenstapels an eine erste Seite einer
Wärmeleitplatte, - Anlegen eines zweiten Elektrodenstapels an eine zweite Seite der
Wärmeleitplatte,
Umwickeln der Elektrodenstapel und der Wärmeleitplatte zumindest teilweise.
Die Wärmeleitplatte dient dabei als formstabilisierendes Element, so dass die Folie, welche die Umhüllung bildet, selbst forminstabil sein kann.
Vorzugsweise wird vor dem Umwickeln mit Folie eine Elektrode des ersten Elektrodenstapels mit einer Elektrode des zweiten Elektronenstapels verbunden. Dadurch kann die elektrische Verbindung zwischen den Elektroden der unterschiedlichen Elektrodenstapel innerhalb der durch die Folie gebildeten Umhüllung gebildet werden. Vorzugsweise wird dafür eine elektrische Verbindung durch einen Durchbruch der Wärmeleitplatte hindurchgeführt. Diese elektrische Verbindung durch den Durchbruch kann mittels eines
Kontaktelements realisiert werden, welche in dem Durchbruch angeordnet ist. Die Elektroden werden dabei an jeweils unterschiedlichen Seiten an das Kontaktelement angeschlossen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert, hierin zeigt:
• eine Batteriezelle in perspektivischer Darstellung;
• eine Schnittdarstellung durch die Batteriezelle nach Fig. 1 ;
• eine weitere erfindungsgemäße Batteriezelle in perspektivischer Ansicht;
• eine Schnittdarstellung der Batteriezelle nach Fig. 3;
• eine Einzelheit der Batteriezelle nach Fig. 3 in perspektivischer
Darstellung;
• die Batteriezelle nach Fig. 3 in Explosionsdarstellung.
In den Figuren 1 und 2 ist eine Batteriezelle 1 gezeigt, die eine Umhüllung 4 aufweist. Die Umhüllung 4 ist durch ein erstes Formteil H 1 und ein zweites Formteil 112 gebildet. Die Formteile H 1 und 112 bilden jeweils schalenförmige Gehäuseteile. Die Formteile H1 und 112 weisen einen umlaufenden Nahtabschnitt 14 auf. Mit dem Nahabschnitt 14 liegt jeder der Formteile 11 auf einer Wärmeleitplatte 5 auf. Der Nahtabschnitt ist dabei mittels einer Klebverbindung stoffschlüssig mit der Wärmeleitplatte verbunden. Die beiden Nahtabschnitte 14 der Formteile 11 i, 112 berühren einander nicht. Insofern stellt genaugenommen auch die Wärmeleitplatte 5 einen Teil der Umhüllung 4 dar, da sie einen Spalt zwischen den Nahtabschnitten 14 abdichtet.
Zwischen jedem der Formteile 11 und der Wärmeleitplatte 5 ist dabei ein Zellenraum 15 gebildet. Ein erster Zellenraum 15i befindet sich zwischen dem ersten Formteil 11 i und der Wärmeplatte 5. Eine zweiter Zellenraum 152 ist dabei auf der dem ersten Zellenraum 15i abgewandten Seite der Wärmeleitplatte 5 angeordnet und ist zwischen der Wärmeleitplatte 5 und dem zweiten Formteil 112 gebildet. Die beiden Zellenräume 15i, 152 sind gegeneinander abgedichtet, so dass kein Stoffaustausch zwischen den beiden Zellenräumen 15 möglich ist.
Innerhalb des ersten Zellenraums 15i ist ein erster Elektrodenstapel 2^ angeordnet. Innerhalb des zweiten Zellenraums 152 ist ein zweiter Elektrodenstapel 22 angeordnet.
In Figur 2 ist die Batteriezelle 1 in Schnittdarstellung im Bereich der Stromableiter 3/ und 32 ~ zu erkennen. Zu sehen ist eine Kathode 16/ des ersten Elektrodenstapels 2^ innerhalb des ersten Zellenraums 15i. Ferner ist eine Anode 162 ~ des zweiten Elektrodenstapels 22 im zweiten Zellenraum 152 zu erkennen.
Gleichartige Elektroden 16, also jeweils Kathoden oder Anoden, der einzelnen Elektrodenstapel 2 sind miteinander stoffschlüssig durch Laserschweißen verbunden. An die Elektroden 16/ und 162 ~ sind Stromableiter 3/ bzw. 32 ~ ebenfalls durch Laserschweißen stoffschlüssig angeschlossen. Die
Stromableiter 3 dienen für eine elektrische Verbindung nach außen, außerhalb der Umhüllung 4. Dazu erstrecken sich die Stromableiter 3 jeweils durch einen Durchbruch 6 der Umhüllung 4, der zwischen dem ersten Formteil 1 I 1 und der Wärmeleitplatte 5 bzw. dem zweiten Formteil 112 und der Wärmeleitplatte 5 gebildet ist. Hierdurch werden Anschlussmöglichkeiten von außen an die Elektroden 16 der Batteriezelle 1 hergestellt. Die Stromableiter 3i+ und 32 ~ sind ebenfalls mittels Laserschweißen stoffschlüssig miteinander verbunden.
In jeweils einem Durchbruch 6 ist neben einem der Stromableiter 3 auch ein Siegelband 9 angeordnet. Das Siegelband 9 umschlingt den Stromableiter 3 im Bereich des Durchbruches 6 über eine Breite, die der Auflagefläche des Stromableiters 3 in dem Durchbruch 6 entspricht. Der Stromableiter 3 kann daher nicht in stromübertragende Verbindung mit der Umhüllung 4 und der Wärmeleitplatte 5 geraten. Dazu ist das Siegelband 9 in etwa so breit wie ein Nahtabschnitt 14, an dem der Stromableiter 3 an der Umhüllung 4 anliegt. Die Wärmeleitplatte 5 ist ferner aus einem nicht stromleitenden Faserverbundwerkstoffen hergestellt. Alternativ kann die Wärmeleitplatte auch aus einem stromleitenden Material hergestellt sein. Sie weist dann vorzugsweise an ihrer Oberfläche eine isolierende Schicht auf, sodass keine Stromübertragung aus einem der Zellenräume hin zur Wärmeleitplatte erfolgen kann. In den Fig. 1 und 2 nicht dargestellt sind die übrigen Elektroden 16r und 162 + der Batteriezelle 1. Diese sind wie die anderen Elektroden an die jeweiligen Elektrodenstapel 2 angeschlossen und ebenfalls mit Stromableitern 3f und 32 + verbunden, welche analog zu der unter Fig. 2 beschriebenen Situation die Umhüllung durchbrechen und aus der Batteriezelle 1 herausragen. Anders als in Figur 2 sind die Stromableiter 3r und 32 + nicht miteinander in elektrisch leitender Verbindung. Die Stromableiter 3f und 32 + stellen die Anschlüsse der Batteriezelle dar.
Die Figuren 3 bis 6 zeigen eine Batteriezelle 1 ', welche eine Weiterbildung der Batteriezelle nach Figur 1 ist. Es ist zu erkennen, dass sich lediglich zwei Stromableiter, nämlich die Stromableiter 3f und 32 +, aus der Umhüllung 4 erstrecken. Die Verschattung der Elektrodenstapel 2i und 22, welche in der Batteriezelle 1 nach Figur 1 außerhalb der Umhüllung 4 mittels verbinden der Stromableiter 3/ und 32 ~ erfolgt, wird nunmehr auf andere, nachfolgende Weise realisiert.
In Figur 4 ist eine Schnittdarstellung durch die Batteriezelle 1 ' gezeigt, wobei der Schnitt an gleicher Stelle vorgenommen wurde wie in der Figur 2. Es ist zu erkennen, dass die Wärmeleitplatte 5' einen Durchbruch 13 aufweist.
In dem Durchbruch 13 ist ein Kontaktelement 7 angeordnet, welches eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Zellenräumen 15i und 152 ermöglicht. An einer ersten Seite des Kontaktelements 7 sind die Kathoden 16/ des ersten Elektrodenstapels 2i angeschlossen. An einer zweiten Seite des Kontaktelements 7 sind die Anoden 162 ~ des zweiten Elektrodenstapels 22 angeordnet. In einem Ringraum 12, der zwischen dem Kontaktelement 7 und dem Durchbruch 13 gebildet ist, ist ein Isolator 8 angeordnet, der dichtend zwischen der Wärmeleitplatte 5 und dem Kontaktelement 7 einsitzt. Durch den Isolator 8 werden die Zellenräume 15i und 152 gegeneinander abgedichtet, sodass kein Stoffaustausch zwischen beiden Zellenräumen möglich ist.
Der Isolator 8 weist eine umlaufende Nut 17 auf, in die die Wärmeleitplatte 5 hineinragt. Dadurch wird die Dichtwirkung des Isolators 8 gegenüber der Wärmeleitplatte 5 verbessert.
Sowohl die Batteriezelle 1 nach Figur 1 als auch die Batteriezelle 1 ' nach Figur 3 weisen einen Wärmeübergangsbereich 18 auf. Der Wärmeübergangsbereich 18 ist einstückig an die Wärmeleitplatte 5 angeschlossen, welche aus der Umhüllung 4 herausragt und weist zwei Bohrungen 10 auf, mit der die Wärmeleitplatte fest mit einem Gehäuse einer Batterieanordnung verbunden werden kann. Alternativ zur Ausbildung der Umhüllung mittels der beiden Formteile 11 kann die Umhüllung durch eine Folie gebildet werden. Bei der Montage der Batteriezelle 1 werden dabei zunächst die Elektrodenstapel 2 in Anlage zum Wärmeleitblech 5 gebracht. Anschließend werden Elektroden 16 der Elektrodenstapel 2 von unterschiedlichen Seiten an das Kontaktelement 7 angeschlossen. Anschließend werden die Elektrodenstapel 2 und die Wärmeleitplatte 5 zumindest teilweise mit der Folie umwickelt. Dabei können sich Abschnitte der Wärmeleitplatte 5 und einzelne Stromableiter 3 weiterhin aus der Umhüllung 4, die durch die Folie gebildet wird, erstrecken.
Bezugszeichenliste
1 Batteriezelle
2 Elektrodenstapel
3 Stromleiter
4 Umhüllung
5 Wärmeleitplatte
6 Durchbruch
7 Kontaktelement
8 Isolator
9 Siegelband
10 Bohrung
11 Formteil
12 Ringraum
13 Durchbruch
14 Nahtabschnitt
15 Zellenraum
16 Elektrode
17 Nut
18 Wärmeübergangsbereich
B1 Breite des Kontaktelements
B2 Querschnitt der Wärmeleitplatte B3 Breite des Isolators

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Batteriezelle (1 ) von insbesondere prismatischer oder zylindrischer Gestalt, umfassend: zumindest zwei Elektrodenstapel (2), wenigstens einen Stromableiter (3), welcher mit einem Elektrodenstapel (2) verbunden ist, eine Umhüllung (4), welche die Elektrodenstapel (2) wenigstens teilweise umschließt, wobei wenigstens ein Stromableiter (3) sich teilweise aus der Umhüllung (4) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Elektrodenstapeln (2) eine Wärmeleitplatte (5) angeordnet ist.
2. Batteriezelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitplatte (5) aus einem Faserverbundwerkstoff oder aus einer Kombination von Faserverbundwerkstoffen hergestellt ist.
3. Batteriezelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitplatte (5) einen Durchbruch (3) aufweist.
4. Batteriezelle (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Durchbruch (13) ein Kontaktelement (7) angeordnet ist.
5. Batteriezelle (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Isolator (8) in einem Ringraum (12) zwischen dem Kontaktelement (7) und der Wärmeleitplatte (5) angeordnet ist.
6. Batteriezelle (1 ) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Elektrodenstapel (2) an eine erste Seite des Kontaktelements (7) angeschlossen ist und ein zweiter Elektrodenstapel (2) an eine zweite Seite des Kontaktelement (7) angeschlossen ist.
7. Batteriezelle (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (7) im Querschnitt betrachtet eine Breite (B1) aufweist, die größer ist als die Querschnittsdicke (B2) der Wärmeleitplatte
(5).
8. Batteriezelle (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (8) im Querschnitt betrachtet eine Breite (B3) aufweist, die größer ist als eine Querschnittsdicke (B2) der Wärmeleitplatte (5).
9. Batteriezelle (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (7) im Querschnitt eine Breite (Bi) aufweist, die größer ist als eine Breite (B2) des Isolators (8).
10. Batteriezelle (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (4) aus einer Folie hergestellt ist.
11. Batteriezelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (4) aus einem Verbundstoff, insbesondere einer Verbundfolie hergestellt ist.
12. Batteriezelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (4) zumindest ein Formteil (11) umfasst.
13. Batteriezelle (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (11) mittels Tiefziehen formstabil ausgebildet ist.
14. Batteriezelle (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitplatte (5) die Umhüllung (4) durchdringt.
15. Batteriezelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitplatte (5) einen Wärmeübergangsbereich (18) aufweist, der außerhalb der Umhüllung (4) angeordnet ist.
16. Batteriezelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (4) stoffschlüssig an die Wärmeleitplatte (5) angeschlossen ist.
17. Batteriezelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (4) einen Durchbruch (6) aufweist, durch den ein Stromableiter (3) hindurchgeführt ist, wobei zwischen dem Stromableiter (3) und der Umhüllung (4) ein Siegelband (9) angeordnet ist.
18. Batteriezelle (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Elektrodenstapel (2) vorgesehen sind, wobei jeweils ein Stromableiter (3) eines Elektrodenstapels (2) sich aus der Umhüllung (4) erstreckt.
19. Batteriezelle (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Stromableiter (3) eines Elektrodenstapels (2) an das Kontaktelement (7) angeschlossen ist.
20. Batteriezelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Elektrodenstapel (2) in Reihe geschaltet sind.
21. Batteriezelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Elektrodenstapel (2) parallel geschaltet sind.
22. Batteriezelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Elektrodenstapel (2) innerhalb der Umhüllung (4) miteinander elektrisch verbunden sind.
23. Batteriezelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Stromableiter (3) stoffschlüssig mit dem Kontaktelement (7) verbunden sind, insbesondere mittels Laser- oder Ultraschallschweißung.
24. Batteriezelle (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Elektroden (16) mit einem Stromableiter (3) elektrisch leitend verbunden sind.
25. Batterieanordnung, umfassend mehrere Batteriezellen (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
26. Batterieanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Batteriezelle (1) an deren Wärmeleitplatte (5) in der
Batterieanordnung gehalten ist.
27. Batteriezelle (1 ) nach einem der Ansprüche 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezelle (1 ) an ihrer Wärmeleiteplatte (5) mit einem Gehäuse der Batterieanordnung verschraubt ist.
28. Batteriezelle (1) nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt der Wärmeleitplatte (5) zumindest einer Batteriezelle (1 ) in einer Führungsnut eines Gehäuses aufgenommen ist.
29. Verfahren zum Herstellen einer Batteriezelle nach einem der Ansprüche 1 - 24 , umfassend folgende Verfahrensschritte: - anlegen eines ersten Elektrodenstapels an eine erste Seite einer
Wärmeleitplatte (5), - anlegen eines zweiten Elektrodenstapels an eine zweite Seite der Wärmeleitplatte (5),
- umwickeln der Elektrodenstapel und der Wärmeleitplatte zumindest teilweise.
30. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Umwickeln mit Folie eine Elektrode des ersten Elektrodenstapels mit einer Elektrode des zweiten Elektrodenstapels elektrisch leitend verbunden wird.
PCT/EP2010/000287 2009-01-23 2010-01-19 Batteriezelle mit umhüllung WO2010083982A1 (de)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/145,727 US20120156542A1 (en) 2009-01-23 2010-01-19 Battery cell having a jacket
BRPI1007254A BRPI1007254A2 (pt) 2009-01-23 2010-01-19 célula de bateria, disposição de bateria, método para produção de uma célula de bateria
KR1020117019489A KR20120013302A (ko) 2009-01-23 2010-01-19 자켓을 구비한 배터리 셀
JP2011546682A JP2012516006A (ja) 2009-01-23 2010-01-19 外被を備えるバッテリセル
CN2010800053494A CN102292867A (zh) 2009-01-23 2010-01-19 带有外壳的电池单元
EP10700717A EP2389704A1 (de) 2009-01-23 2010-01-19 Batteriezelle mit umhüllung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910005854 DE102009005854A1 (de) 2009-01-23 2009-01-23 Batteriezelle mit Umhüllung
DE102009005854.0 2009-01-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010083982A1 true WO2010083982A1 (de) 2010-07-29

Family

ID=41807692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2010/000287 WO2010083982A1 (de) 2009-01-23 2010-01-19 Batteriezelle mit umhüllung

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20120156542A1 (de)
EP (1) EP2389704A1 (de)
JP (1) JP2012516006A (de)
KR (1) KR20120013302A (de)
CN (1) CN102292867A (de)
BR (1) BRPI1007254A2 (de)
DE (1) DE102009005854A1 (de)
WO (1) WO2010083982A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012076233A1 (de) * 2010-12-10 2012-06-14 Robert Bosch Gmbh Batteriezelle
DE102011000449A1 (de) 2011-02-02 2012-08-02 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Galvanische Zelle sowie entsprechendes Verfahren zu ihrer Herstellung

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9140501B2 (en) 2008-06-30 2015-09-22 Lg Chem, Ltd. Battery module having a rubber cooling manifold
CN102842700B (zh) * 2012-08-14 2015-12-16 厦门太和动力电源科技有限公司 一种大容量高输出比功率聚锂电池结构
US9960395B2 (en) * 2012-08-16 2018-05-01 Lg Chem, Ltd. Battery module
US9306199B2 (en) 2012-08-16 2016-04-05 Lg Chem, Ltd. Battery module and method for assembling the battery module
DE102012018038A1 (de) * 2012-09-13 2014-03-13 Daimler Ag Einzelzelle und Batterie aus einer Mehrzahl von Einzelzellen
DE102012018062A1 (de) * 2012-09-13 2014-03-13 Daimler Ag Verfahren zum Befüllen einer elektrochemischen Einzelzelle mit einer elektrochemisch aktiven Substanz und Verschließen der elektrochemischen Einzelzelle
DE102013206581A1 (de) * 2013-04-12 2014-10-16 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmeübertragerbauteil
DE102013210094A1 (de) 2013-04-12 2014-10-16 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmeübertragerbauteil
US9184424B2 (en) 2013-07-08 2015-11-10 Lg Chem, Ltd. Battery assembly
DE102013219665B4 (de) 2013-09-30 2021-05-06 Vitesco Technologies GmbH Kühlanordnung
US10770762B2 (en) 2014-05-09 2020-09-08 Lg Chem, Ltd. Battery module and method of assembling the battery module
US10084218B2 (en) 2014-05-09 2018-09-25 Lg Chem, Ltd. Battery pack and method of assembling the battery pack
DE102015208503A1 (de) 2015-05-07 2016-11-10 Robert Bosch Gmbh Batteriezelle mit im Gehäuse integrierten Entlüftungsventil, Batteriemodul, Fahrzeug und Verfahren
EP3413393A1 (de) * 2017-06-07 2018-12-12 Robert Bosch GmbH Elektrodenanordnung für ein batteriemodul
DE102018218865A1 (de) 2018-11-06 2020-05-07 Robert Bosch Gmbh Gehäuse für eine Batteriezelle, Batteriezelle und Verfahren zum Herstellen derselben
WO2022061810A1 (zh) * 2020-09-27 2022-03-31 宁德新能源科技有限公司 一种电化学装置及包含该电化学装置的电子装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19929950A1 (de) 1999-06-29 2001-01-11 Deutsche Automobilgesellsch Batterie in bipolarer Stapelbauweise sowie Verfahren zu deren Herstellung
WO2005119813A2 (en) * 2004-05-18 2005-12-15 Ovonic Battery Company, Inc. Multi-cell battery assembly
JP2006351373A (ja) * 2005-06-16 2006-12-28 Nec Lamilion Energy Ltd フィルム外装電池及びそれが集合した組電池
EP1858107A1 (de) * 2006-05-20 2007-11-21 Nissan Motor Ltd. Batteriestruktur
DE102008016936A1 (de) * 2007-04-05 2008-10-09 Behr Gmbh & Co. Kg Elektrochemische Energiespeichereinheit
EP2003722A2 (de) * 2006-03-31 2008-12-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Stapelzelle

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5786107A (en) * 1996-05-09 1998-07-28 Hughes Electronics Battery system with a high-thermal-conductivity integral structural support
JP3812260B2 (ja) * 1999-07-05 2006-08-23 松下電器産業株式会社 二次電池パック
JP4778602B2 (ja) * 1999-07-22 2011-09-21 パナソニック株式会社 二次電池
JP4173674B2 (ja) * 2002-03-28 2008-10-29 Ｔｄｋ株式会社 電気化学デバイスモジュール
CN1241979C (zh) * 2004-10-11 2006-02-15 东华大学 一种基于碳纳米管的复合材料纤维及其制备方法
JP2006244756A (ja) * 2005-03-01 2006-09-14 Nec Lamilion Energy Ltd フィルム外装電気デバイス及びフィルム外装電気デバイス集合体
KR101042132B1 (ko) * 2005-03-23 2011-06-16 에스케이이노베이션 주식회사 고출력 리튬 2차 전지용 케이스
JP2007172943A (ja) * 2005-12-20 2007-07-05 Nissan Motor Co Ltd 電池モジュール
KR100905392B1 (ko) * 2006-04-03 2009-06-30 주식회사 엘지화학 이중 온도조절 시스템의 전지팩
KR100884474B1 (ko) * 2007-04-02 2009-02-20 삼성에스디아이 주식회사 파우치형 이차 전지 및 그 제조 방법
JP5236210B2 (ja) * 2007-05-10 2013-07-17 カルソニックカンセイ株式会社 バッテリの電池モジュール構造

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19929950A1 (de) 1999-06-29 2001-01-11 Deutsche Automobilgesellsch Batterie in bipolarer Stapelbauweise sowie Verfahren zu deren Herstellung
WO2005119813A2 (en) * 2004-05-18 2005-12-15 Ovonic Battery Company, Inc. Multi-cell battery assembly
JP2006351373A (ja) * 2005-06-16 2006-12-28 Nec Lamilion Energy Ltd フィルム外装電池及びそれが集合した組電池
EP2003722A2 (de) * 2006-03-31 2008-12-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Stapelzelle
EP1858107A1 (de) * 2006-05-20 2007-11-21 Nissan Motor Ltd. Batteriestruktur
DE102008016936A1 (de) * 2007-04-05 2008-10-09 Behr Gmbh & Co. Kg Elektrochemische Energiespeichereinheit

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012076233A1 (de) * 2010-12-10 2012-06-14 Robert Bosch Gmbh Batteriezelle
JP2013545250A (ja) * 2010-12-10 2013-12-19 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング バッテリセル
US9742044B2 (en) 2010-12-10 2017-08-22 Robert Bosch Gmbh Battery cell
DE102010062858B4 (de) 2010-12-10 2023-06-01 Robert Bosch Gmbh Batteriezelle
DE102011000449A1 (de) 2011-02-02 2012-08-02 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Galvanische Zelle sowie entsprechendes Verfahren zu ihrer Herstellung

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI1007254A2 (pt) 2016-02-10
KR20120013302A (ko) 2012-02-14
EP2389704A1 (de) 2011-11-30
DE102009005854A1 (de) 2010-07-29
CN102292867A (zh) 2011-12-21
JP2012516006A (ja) 2012-07-12
US20120156542A1 (en) 2012-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010083982A1 (de) Batteriezelle mit umhüllung
EP2596540B1 (de) Batterie mit quaderförmigen zellen welche eine bipolare elektrode enthalten
WO2011116804A1 (de) Batterie mit einer mehrzahl von einzelzellen
EP2269247A1 (de) Batterie mit einer wärmeleitplatte und mehreren einzelzellen
WO2009018943A1 (de) Einzelzelle für eine batterie zur elektrischen kontaktierung
WO2011116801A1 (de) Batterie aus einer vielzahl von batterieeinzelzellen
WO2009103525A1 (de) Batterie mit mehreren einzelzellen
WO2012062396A1 (de) Batterie mit einem zellverbund
WO2013023766A1 (de) Gehäusedeckel für einen elektrochemischen energiespeicher mit einem becherförmigen gehäuse und verfahren zur herstellung des gehäusedeckels
DE102012217478A1 (de) Batteriezelle mit Stromabnehmer zur Gehäusekontaktierung
EP2617085A1 (de) Elektrochemische energiespeichervorrichtung mit flachzellen und abstandselementen
DE102009035461A1 (de) Batterie mit einer Vielzahl von Batterieeinzelzellen
WO2016120358A1 (de) Batteriezelle und batteriesystem
DE102010050046A1 (de) Elektrochemiche Zelle und Verfahren zu deren Herstellung
DE102010050992A1 (de) Zellenverbund für eine Batterie
DE102015225405A1 (de) Energiebereitstellungszelle
DE102022107471B3 (de) Batteriezelle und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE102022202062B3 (de) Batteriezelle
DE102012018088A1 (de) Vorrichtung zum elektrischen Kontaktieren von prismatischen Batterieeinzelzellen
DE102022001673A1 (de) Deckelbaugruppe für eine Batteriezelle und Batteriezelle
DE102022103705A1 (de) Batteriezelle
EP2274782B1 (de) Galvanische zelle mit verbesserter lebensdauer
DE102022128003A1 (de) Batterie mit einer eine Elektrode integrierenden Umhüllung
DE102015225404A1 (de) Energiebereitstellungsmodul
DE102019213207A1 (de) Deckelbaugruppe eines Batteriezellengehäuses, Batteriezelle und Verwendung einer solchen Batteriezelle

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080005349.4

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10700717

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011546682

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 3498/KOLNP/2011

Country of ref document: IN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20117019489

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010700717

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13145727

Country of ref document: US

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: PI1007254

Country of ref document: BR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: PI1007254

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20110722