WO2011000454A1 - Verfahren zum herstellen einer batterieanordnung - Google Patents

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WO2011000454A1
WO2011000454A1 PCT/EP2010/003318 EP2010003318W WO2011000454A1 WO 2011000454 A1 WO2011000454 A1 WO 2011000454A1 EP 2010003318 W EP2010003318 W EP 2010003318W WO 2011000454 A1 WO2011000454 A1 WO 2011000454A1
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frame
seam
electrochemical
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PCT/EP2010/003318
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Jens Meintschel
Claus-Rupert Hohenthanner
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Li-Tec Battery Gmbh
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    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a battery assembly.
  • the invention further relates to an electrochemical cell used for this purpose and a battery arrangement produced by the method.
  • a composite battery assembly which is formed by stacking and integrating a plurality of individual cells.
  • the tongues of the individual cells which represent the current conductors, are connected to the tongue of an adjacent single cell
  • the plurality of composite electrochemical cells may be housed in a battery case. It is an object of the present invention to provide an improved method of manufacturing a battery assembly. This object is achieved by a method for producing a battery assembly, comprising at least a first electrochemical cell and at least a second electrochemical cell, each electrochemical cell having an enclosure, characterized in that a cladding part of the enclosure of the first electrochemical cell with a cladding part of the enclosure the second electrochemical cell is materially connected.
  • a cohesive connection means a connection of two components, in particular at the atomic or molecular level.
  • the electrochemical cells can get into firm connection with each other, wherein preferably can be dispensed with a further connecting device, in particular a housing or other connecting components.
  • the cohesive connection can vary depending on the accumulating
  • the cohesive connection can be produced by means of heat sealing, hot pressing or gluing, in particular hot gluing.
  • an at least partial limitation is to be understood which delimits one or more electrode stacks of an electrochemical cell 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, can 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 electrochemical cell. However, it is also possible for a plurality of current conductors to extend out of the enclosure, in particular an even number of current conductors. If the electrochemical cell has two electrode stacks which are connected in series with one another, two electrodes of different electrode stacks are preferably connected to one another.
  • the wrapping may consist of one or more
  • Enclosed parts may be formed, in particular be formed from one or more moldings and / or heat conducting plates. Furthermore, a
  • One of the covering parts may preferably be a layer of a sealable material, in particular a thermoplastic
  • the wrapping part is made of a laminated packaging film.
  • the layer of sealable Material is preferably for the production of cohesive
  • connection used.
  • the cohesive connection is produced exclusively by means of the layer of a sealable material of a wrapping part or several wrapping parts.
  • a laminated film which may be formed as a laminated packaging film, can be understood to mean a metallic carrier film or a carrier sheet, which is coated on at least one side with a sealable material, in particular a thermoplastic.
  • the laminated films may be formed flat or through a
  • Forming process in particular by deep drawing, be designed as a molded part.
  • a molded article made of a laminated film is a laminated molded article.
  • Carrier plate may preferably be made of aluminum.
  • thermoplastic plastic can be used in particular polypropylene and polyamide.
  • a sealable material is to be understood in particular as meaning a material which is in a solid state at room temperature and preferably also at operating temperatures of the electrochemical cell to be reached.
  • the sealable material can at least partially fall into a liquid or only semi-liquid state and get into material connection with other components.
  • two separate amounts of each other in the solid state are to be understood in particular as meaning a material which is in a solid state at room temperature and preferably also at operating temperatures of the electrochemical cell to be reached.
  • an electrode stack is to be understood as meaning a device which, as an assembly of a galvanic cell, also comprises
  • Electrode stack or the galvanic cell supplied electrical energy converted into chemical energy and stored.
  • the galvanic cell supplied electrical energy converted into chemical energy and stored.
  • Electrode stack a plurality of layers, at least one anode layer, a cathode layer and a separator.
  • the layers are stacked, with the separator layer at least partially disposed between an anode layer and a cathode layer.
  • This sequence of layers within the electrode stack is preferably repeated several times.
  • some electrodes are in particular electrically connected to each other, in particular connected in parallel.
  • the layers are wound up into an electrode winding.
  • electrode stack will also be used for electrode winding.
  • a frame is preferably a substantially frame-shaped device whose
  • the frame can itself represent a wrapping part, if the frame
  • a partially circumferential frame may be provided only on one or more sides of the electrochemical cell and in particular comprise one or more frame strips.
  • the partially encircling frame encloses the electrode stack not necessarily complete.
  • a molded part is to be understood as a solid which is adapted in particular to the shape of an electrode stack.
  • a molding acquires its shape and / or its stability only in cooperation with a further molding and / or an electrode stack.
  • a further molding and / or an electrode stack In the case of a cuboid electrode stack, the
  • the shaped part preferably has a surface section which essentially adjoins a largest side surface of the cuboid electrode stack
  • some dimensions of the molded part are preferably selected larger than certain dimensions of an electrode stack.
  • the moldings When two moldings are placed around the electrode stack, the moldings partially protrude beyond the electrode stack and partially form a protruding edge forming a seam portion.
  • the seam section of a molded part preferably touches a seam section of a further molded part, preferably flat.
  • a first molded part of a cladding is formed as a flat plate, while a second molded part of the cladding around the
  • Electrode stack conforms to the first molding.
  • a molded part may be formed as a heat conducting element, in particular as a heat conducting plate and have a higher thermal conductivity than the other molded parts. In particular, it touches at least one electrode stack partially and thermally conductive. Depending on a temperature difference between the molded part and an electrode stack, heat energy is transferred out of an electrode stack or in an electrode stack.
  • a molded part is arranged between two electrode stacks and touches both electrode stacks heat-conducting.
  • the term molded part includes
  • a connecting portion of the first electrochemical Cell is applied to a connecting portion of the second electrochemical cell, wherein the connecting portion is disposed on a cladding part of the respective electrochemical cell.
  • a connection section is to be understood as an area of the enclosure which is used for the material connection with another
  • a connecting portion may have a certain surface configuration, namely in particular a
  • connection section can also be provided without any special configuration to almost every part of the enclosure of an electrochemical cell.
  • the casing itself is preferably formed by connecting a first wrapping part with at least one second wrapping part.
  • the envelope is designed in particular in several parts. Only through the
  • the casing is closed itself.
  • Enclosed parts of the second electrochemical cell connected before the first cladding part of the first electrochemical cell is connected to a second cladding part of the first electrochemical cell.
  • cladding parts of adjacent electrochemical cells can be firmly connected to one another before completion of the individual electrochemical cell and subsequently form a component which is provided for further processing.
  • the sheaths of the electrochemical cells can be closed by connecting further enclosure parts to the aforementioned enclosure parts.
  • an electrode stack was brought into abutment with a cladding part of the first electrochemical cell.
  • the first electrochemical cell can be closed by applying at least one further cladding part.
  • a wrapping part in particular a molded part as
  • Envelope part for at least partially wrapping of two, in particular two adjacently arranged electrochemical cells are used. This means in particular that this wrapping part both a
  • Envelope part of an electrochemical cell and a cladding part of the other electrochemical cell can represent.
  • the number of parts can be reduced thereby, which can have a favorable effect on costs and weight. Furthermore, due to the smaller number of parts, the assembly can be simplified.
  • At least one of the covering parts is a molded part.
  • At least one of the covering parts is a heat-conducting plate.
  • at least one of the covering parts is a frame or a frame part.
  • the invention further relates to an electrochemical cell, comprising at least one electrode stack, which is at least partially enclosed by a sheath, wherein the sheath comprises at least one molded part with a surface portion and a seam portion, wherein the seam portion is arranged circumferentially around the surface portion, characterized in that a connecting portion is provided.
  • One of the molded parts preferably has a layer of a sealable material, in particular a thermoplastic, and in particular is produced from a laminated packaging film.
  • the layer of sealable material may preferably for producing a
  • the molding is a laminated molding.
  • the seam portion is raised from a plane E, in which the surface portion is arranged out.
  • seam section is a
  • the seam section represents, in particular, an interface of the envelope of an electrochemical cell.
  • Parts of the seam section may at least partially represent the connecting section.
  • the connecting portion may be disposed adjacent to at least a part of the seam portion.
  • two connecting sections are preferably provided, which are arranged in particular on opposite sides of the molded part, in particular on opposite regions of the circumferential seam section. It can also be provided a plurality of connecting portions.
  • the attachment of at least two electrochemical cells can be given increased strength.
  • the configuration of the connecting sections can thereby adapted to the occurring loads.
  • At least one connecting portion at one
  • a connecting device which is preferably arranged outside the actual envelope, can arise. Occurring loads, which occur due to the attachment points of the individual electrochemical cells to each other, preferably do not affect the critical envelope area near the electrode stack. Furthermore, the
  • connection sections particularly well accessible for a tool with which the attachment of the individual connection sections can be made.
  • the connection sections are arranged, in particular, away from heat-critical points of the enclosure in the vicinity of the electrode stacks. This is favorable for a good heat dissipation of the
  • Electrode stacking by the sheath, as well as the fatigue strength of the connection of two electrochemical cells are Electrode stacking by the sheath, as well as the fatigue strength of the connection of two electrochemical cells.
  • At least one connecting portion is raised from the
  • the surface portion which is preferably arranged in the plane E, may represent a contact surface for an adjacent electrochemical cell. Because of that
  • At least one connecting section projects from the seam section in the direction away from the plane E. It may be the surface portion, which is preferably arranged in the plane E, represent a contact surface for an adjacent electrochemical cell. Characterized in that, however, the connecting portion now on the
  • Connecting portion further spaced from the plane E and therefore protrudes over the seam portion toward a arranged on the other side of the electrochemical cell with respect to the plane E
  • Electrochemical cell so that the connecting section can serve for connection to this electrochemical cell.
  • the connecting section can serve for connection to this electrochemical cell.
  • Electrochemical cell are connected. This can also result in an improved sealing effect. If, in fact, a connection at the seam sections of two molded parts which belong to an electrochemical cell are leaking, the joint between the two shaped parts of adjacent electrochemical cells can assume the sealing tasks and avoid a mass transfer from the interior of the cell to the environment.
  • the connecting portion comprises a connecting surface, which is arranged in particular parallel to the plane E, in particular in the plane E.
  • the connection surface serves to connect the connection section to the connection section of an adjacent electrochemical cell, wherein the material-locking connection is established at the connection surfaces of the adjacent electrochemical cells. Due to the parallel orientation of the connecting surfaces to the plane E and thus to the surface portion of the molding, the alignment of the electrochemical cells to each other also take place parallel to the plane E. If the connection surface is arranged in the plane E, the surface portions of the adjacent electrochemical cells may abut each other.
  • the invention relates to an electrochemical cell of the aforementioned type, wherein two molded parts are joined together at their seam sections, in particular cohesively connected to each other.
  • the at least two molded parts may be identical or mutually mirror-inverted molded parts; this does not affect minor deviations from the identical or mirrored form, which in particular
  • the envelope may comprise at least one heat conducting plate, wherein at least one molded part with a
  • the Seam portion is flanged to the heat conducting plate.
  • the heat-conducting plate itself represents an envelope part and at least takes over
  • the battery arrangements of the type mentioned above can be easy to assemble.
  • the invention further relates to a battery arrangement, comprising a first electrochemical cell and a second electrochemical cell, which are connected to one another in a material-locking manner. It will be on the already
  • the sheaths of the respective electrochemical cells are materially connected to one another.
  • the cohesive connection can be effected in particular by means of heat sealing, hot pressing or hot gluing.
  • at least one of the covering parts has a layer of a sealable material, in particular of a thermoplastic plastic, and is produced in particular from a laminated packaging film.
  • the cohesive connection between the wrapping parts is formed by at least parts of the layer of sealable material of one or more of the wrapping parts.
  • the cohesive connection is exclusively the layer of sealable material of one or more of the covering parts for the production of cohesive connection used. This means, in particular, that no other auxiliaries, such as adhesives or sealants, which is not part of the cladding parts, are used to produce the integral connection.
  • a wrapping part may be formed as a molded part, in particular as a laminated molded part.
  • the first electrochemical cell comprises an at least partially encircling first frame, in particular completely encircling first frame
  • the second electrochemical cell comprises an at least partially encircling second frame, in particular completely encircling second frame, wherein the frames are adjacent
  • Expansion basically meant the extension, which is substantially coaxial with a perpendicular to a flat envelope portion, in particular the surface portion can be seen.
  • the radial extent may therefore also have a polygonal shape.
  • first radial extent is greater than the second radial extent
  • at least a portion of the one frame overlaps a portion of the other frame. It can also overlap the entire frame the other whole frame.
  • first electrochemical cells and second electrochemical cells may be arranged alternately, whereby the assembly of the first electrochemical cells to the second Electrochemical cells or vice versa through the recess, which are formed by respective second frame and first frame or portions thereof, can be simplified.
  • the first frame of the first electrochemical cell has a cover portion at which the first frame of the first electrochemical cell is coincident with the second frame of the second electrochemical cell, and further the first frame of the first electrochemical cell has an overlapping portion at which the first frame overlaps the second frame.
  • the invention further comprises a battery assembly which has been manufactured in the aforementioned manner.
  • a battery assembly which has been manufactured in the aforementioned manner.
  • seam sections of adjacent electrochemical cells with connecting sections of adjacent electrochemical cells form a honeycomb-like connection structure.
  • the honeycomb-like connection structure between the individual molded parts can provide a robust connection against external loads while maintaining low weight.
  • Fig. 2 is a partial cross-section of the battery assembly of Figure 1;
  • FIG. 4 shows the battery arrangement from FIG. 3
  • Fig. 5 shows a battery arrangement in a third embodiment, shown schematically in cross section, during the individual
  • Fig. 6 is a partial cross section of the battery assembly of Figure 5;
  • FIGS. 1a) to 1d) describe how a battery arrangement 101 can be produced in a first embodiment.
  • FIG. 1 a) two molded parts 104 ', 104 "can first be seen, which cover parts of FIG. 1 a).
  • Each of the molded parts has a surface portion 110, on which radially adjoining a seam portion 107 circumferentially.
  • the surface portion 110 biases a plane E.
  • the seam section 107 protrudes out of the plane E.
  • Moldings have an aluminum layer, which is provided on both sides with a layer of polypropylene.
  • Polypropylene is a sealable material.
  • polyamide can be used as the sealable material.
  • Respectively on outer surfaces 106 of the molded parts 104 connecting portions 108 are arranged, which are located within the surface portion 110.
  • the two mold parts 104 ', 104 "are firmly connected to one another at the connecting sections 108 by means of a first peripheral bond 115.
  • the bonding takes place at a respective connecting surface 113 at the connecting section 108 of the respective moldings 104.
  • the connecting surfaces 113 lie in the plane E. It is in the process stage shown in Figure 1b) now the
  • Molded parts 104 of different electrochemical cells are connected to one another without further covering parts of the envelopes 103 of the respective electrochemical cells 102 being connected to the molded parts 104 ', 104 "The envelopes 103 are therefore not yet closed In the next step, as in FIG see is, in each case one
  • Inner surface 109 of the molded parts 104 ', 104 " is applied to an electrode stack 114. Subsequently, a further cladding part, namely a molded part 104' is applied to the molded part 104 'or 104" "to the molded part 104". and 104 "" are in turn already firmly connected to other moldings of enclosures of other electrochemical cells.
  • the molded parts 104 ', 104' "or 104", 104 "" respectively associated with an electrochemical cell 102 and its sheathings 103 are then connected to each other by means of a second peripheral bond 115 "at the respective seam sections 107 Then the sheaths 103 of the respective
  • FIG. 2 shows the electrochemical cell 101 of the first embodiment in detail in partial cross section.
  • current collectors 111 can be seen on all electrochemical cells 102, which can be seen at a specific point of the seam section 107 through the covering 103 extend. Furthermore, it can be seen that the current conductors 111 are electrically conductively connected to at least a part of the electrode stacks 114.
  • FIG. 3 shows a further development of the battery arrangement from FIG. 1.
  • Battery assembly 201 can be produced in a second embodiment. There are two mold parts 204 ', 204 "to recognize, which are formed symmetrically to each other
  • Envelope parts of a common enclosure 203 of a common electrochemical cell 202 Envelope parts of a common enclosure 203 of a common electrochemical cell 202.
  • the moldings 204 correspond to in
  • the mold parts 104 of Figure 1 Essentially the mold parts 104 of Figure 1. In the following, therefore, only the differences are discussed. Unlike the molded parts 104 according to FIG. 1, the molded part 204 has in each case two separate connecting sections 208 which adjoin the seam sections 207 on the outside on two different sides of the molded part 204. The connecting sections 208 are thus on a side facing away from the Ff kauenabrough 210 of
  • Connecting portion 208 in this case has a connecting surface 213, which is arranged in the plane E.
  • Electrochemical cells are firmly attached to the existing electrochemical cells in the same way.
  • the battery arrangement 201 is shown in sections with the respective electrochemical cells 202.
  • Figure 4b) is a honeycomb-like structure to recognize, from the
  • FIG. 5 shows a development of the battery arrangement from FIG. 1. In this respect, reference is made to the explanations regarding FIG. 1 and only to FIG.
  • a heat conducting plate 305 is arranged between two electrode stacks 314.
  • the heat-conducting plate 305 itself constitutes a cladding part of the cladding 303 of an electrochemical cell 302.
  • the molded parts 304 are firmly connected to seam sections 307 "of the heat-conducting plates 305 by means of a second gluing 315".
  • the heat conducting plate 305 constitutes a cladding part which is used to partially encase two adjacent electrochemical cells 302.
  • the molded parts 304 are designed identically to the shaped parts 104 of the battery arrangement from FIG. The connection of two adjacent molded parts 304 takes place by the manner already explained with reference to FIG. An electrode stack rests against both a molded part 304 and a heat-conducting plate 305.
  • the battery assembly 301 in the third embodiment is to be added which comprises a plurality of electrochemical cells 302.
  • Electrode stacks 314 of these electrochemical cells are connected in series with each other. This arrangement is particularly suitable for binary cells.
  • FIG. 7 shows a further development of the battery arrangement from FIG. 1. In this respect, reference is made to the explanations regarding FIG. 1 and only to FIG.
  • the battery assembly 401 in a fourth embodiment comprises a plurality of first electrochemical cells 402 'and a plurality of second electrochemical cells 402 ", wherein the first and second electrochemical cells are arranged alternately with each other In Figure 7a), a second electrochemical cell 402" is shown prior to assembly.
  • the second electrochemical cell 402 " has a cell stack 414 which is arranged between two identical molded parts 404
  • Moldings 404 are designed flat, wherein the surface portion 410 is arranged in a plane E together with the seam portion 407. There is also shown a circumferential second frame 412 "which frames the cell stack 414. With a respective first bond 415 ', the two are assigned to a common second electrochemical cell 402"
  • the mold parts 404 have a circumferential projection 418, which protrudes radially beyond the second frame 412 ". As a result, a radial recess 416 is formed between the two mold parts 404. Between two second electrochemical cells 402 "becomes another
  • Cell stack 414 is framed by a first frame 412 '.
  • the second frame 412 ' is connected by means of a respective second bonding 415 "with the Moldings 404 of the second electrochemical cell 402 "at the
  • first frame 412 ' has a radial extension Ri has, which is greater than a radial extent R 2 of the second frame 412 "is. In this respect, projects beyond the first frame 412' to the second frame 412 'in the circumferential direction and extends in the radial region of the recess 416.
  • Recesses 416 may engage a tool 419 which is used for the second gluing 415 "of the second frame with the molding 404.
  • the molding 404 forms an enveloping part for both the enclosure of one of the first electrochemical cells 402 'and for the enclosure of one second electrochemical cells 402 ".
  • the first frames 412 ' form sheath portions of the respective first electrochemical cell 402.
  • the second frames 412 form sheath portions of the respective second ones
  • Electrochemical cell 402 ".
  • FIG. 8 shows a development of the battery arrangement from FIG. 7. In this respect, reference is made to the explanations regarding FIG. 7 and only to FIG.
  • the electrochemical cells 502 of the battery assembly 501 in a fifth embodiment each include a frame 512 disposed circumferentially around an electrode stack 514. Further, each electrochemical cell 502 includes two mold parts 504, respectively, which are configured substantially identically to the mold parts 404 of the previous embodiment.
  • the frame 512 have on each end face on a circumferential shoulder 517, on each of which the molding 504 can be brought into abutment and by means of a first
  • FIG. 9 shows a development of the battery arrangement from FIG. 1. In this respect, reference is made to the explanations regarding FIG. 1 and only to FIG.
  • the battery arrangement 601 in a sixth embodiment comprises a plurality of electrochemical cells 602, the enclosure 603 of which is formed by two mold parts 604 ', 604 "which are not identical or mirror-symmetrical to one another 1, a second molded part 604 "is configured in the basic structure identical to the first molded part 204 'from FIG.
  • the first molded part 604 ' is at its seam portion 607 * by means of a first bond 615' with the
  • the second mold part 604' is further fixedly connected to another second mold part 604 "of another electrochemical cell
  • Bonding 604 ' takes place at a further connecting portion 608'" identical to the first bonding 115 'according to the first embodiment, as shown in FIG. In this respect, reference is made to the relevant explanations.
  • the second moldings 604 "thus have two
  • Electrochemical cells 602 gas- and liquid-tight closes, are leaking, so by the second bonding 615 "a mass transfer between the environment and the interior of the electrochemical cell 602 avoided.
  • the electrochemical cell 602 has an improved, because redundant, cladding 603 in that.
  • Bonding applies that the bonding between the wrapping parts are formed by heat-sealable layers of the wrapping parts.
  • the heat-sealable layers of the cladding parts are brought into contact with each other and then subjected to heat to produce this cohesive connection.
  • the heat-sealable material melts on the non-wrapping parts and can consequently be combined with the heat-sealable material of the other
  • Envelope parts get into cohesive connection.

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Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Batterieanordnung (101, 201,...), umfassend zumindest eine erste Elektrochemische Zelle (102, 202,...) und zumindest eine zweite Elektrochemische Zelle (102, 202,...), wobei jede Elektrochemische Zelle eine Umhüllung (103, 203,...) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umhüllungsteil (104, 105, 112; 204, 205, 212;...) der Umhüllung (103, 203,...) der ersten Elektrochemischen Zelle (102, 202,...) mit einem Umhüllungsteil (104, 105, 112; 204, 205, 212;...) der Umhüllung (103, 203,...) der zweiten Elektrochemischen Zelle (102, 202,...) stoffschlüssig verbunden wird.

Description

Verfahren zum Herstellen einer Batterieanordnung
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Batterieanordnung. Die Erfindung betrifft ferner eine hierzu verwendete Elektrochemische Zelle sowie eine durch das Verfahren hergestellte Batterieanordnung.
Aus der DE 603 14 076 T2 ist eine zusammengesetzte Batterieanordnung bekannt, die durch Stapeln und integrieren einer Mehrzahl von Einzelzellen ausgebildet ist. Die Zungen der Einzelzellen, welche die Stromableiter darstellen, werden mit der Zunge einer benachbarten Einzelzelle
beispielsweise durch Ultraschallkleben verbunden. Die Mehrzahl von zusammengesetzten Elektrochemischen Zellen kann in einem Batteriegehäuse untergebracht werden. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer Batterieanordnung bereitzustellen. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen einer Batterieanordnung, umfassend zumindest eine erste Elektrochemische Zelle und zumindest eine zweite Elektrochemische Zelle, wobei jede Elektrochemische Zelle eine Umhüllung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umhüllungsteil der Umhüllung der ersten Elektrochemischen Zelle mit einem Umhüllungsteil der Umhüllung der zweiten Elektrochemischen Zelle stoffschlüssig verbunden wird.
Unter stoffschlüssiger Verbindung ist im Sinne der Erfindung eine Verbindung zweier Bauteile auf insbesondere atomarer oder molekularer Ebene zu verstehen. Durch das stoffschlüssige Verbinden der Umhüllungen der einzelnen Elektrochemischen Zellen miteinander können die Elektrochemischen Zellen in feste Verbindung miteinander geraten, wobei vorzugsweise auf eine weitere verbindende Einrichtung, wie insbesondere ein Gehäuse oder anderer verbindender Bauteile, verzichtet werden kann. Die stoffschlüssige Verbindung kann je nach den anfallenden
Rahmenbedingungen, insbesondere den auftretenden mechanischen
Beanspruchungen, ausgelegt werden. Vorzugsweise kann die stoffschlüssige Verbindung mittels Heißsiegeln, Heißpressen oder Kleben, insbesondere Heißkleben hergestellt werden.
Unter Umhüllung ist im Rahmen der Erfindung eine zumindest teilweise Begrenzung zu verstehen, welche einen oder mehrere Elektrodenstapel einer Elektrochemischen Zelle nach außen hin abgrenzt. 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 können sich aus der Umhüllung hinaus erstrecken und zum Anschließen der Elektrodenstapel dienen. Die nach außen sich erstreckenden Stromableiter stellen dabei vorzugsweise den Pluspolanschluss und den Minuspolanschluss der Elektrochemischen Zelle dar. Jedoch können sich auch mehrere Stromableiter aus der Umhüllung erstrecken, insbesondere eine gerade Anzahl von Stromableitern. Wenn die Elektrochemische Zelle dabei zwei Elektrodenstapel aufweist, die miteinander in Reihe geschaltet sind, so sind zwei Elektroden unterschiedlicher Elektrodenstapel vorzugsweise miteinander verbunden. Die Umhüllung kann aus einem oder mehrere
Umhüllungsteilen gebildet sein, insbesondere aus einem oder mehreren Formteilen und/oder Wärmeleitplatten gebildet sein. Ferner kann ein
Umhüllungsteil zumindest aus einem Rahmen oder einem Rahmenteil gebildet sein. Vorzugsweise kann dabei eines der Umhüllungsteile eine Schicht aus einem siegelfähigen Material, insbesondere einem thermoplastischen
Kunststoff aufweisen. Vorzugsweise ist dabei das Umhüllungsteil aus einer laminierten Verpackungsfolie hergestellt. Die Schicht aus siegelfähigem Material wird dabei vorzugsweise zur Herstellung der stoffschlüssigen
Verbindung verwendet. Darunter ist vorzugsweise zu verstehen, dass die stoffschlüssige Verbindung ausschließlich mittels der Schicht aus einem siegelfähigen Material eines Umhüllungsteiles oder mehrerer Umhüllungsteile hergestellt wird. Eine Verwendung von zusätzlichem Material zur Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung, welches nicht Bestandteil der
Umhüllungsteile ist, ist somit nicht notwendig.
Unter einer laminierten Folie, welche als laminierte Verpackungsfolie ausgebildet sein kann, kann eine metallische Trägerfolie bzw. ein Trägerblech zu verstehen sein, welches mindestens einseitig mit einem siegelfähigen Material überzogen ist, insbesondere einem thermoplastischen Kunststoff. Die laminierten Folien können eben ausgebildet sein oder durch einen
Umformprozess, insbesondere mittels Tiefziehen, als Formteil ausgebildet sein. Ein Formteil, welches aus einer laminierten Folie hergestellt ist, ist ein laminiertes Formteil. Die metallische Trägerfolie bzw. das metallische
Trägerblech kann vorzugsweise aus Aluminium hergestellt sein. Als
thermoplastischer Kunststoff kann insbesondere Polypropylen und Polyamid verwendet werden.
Unter einem siegelfähigen Material ist insbesondere ein Material zu verstehen, welches bei Raumtemperatur und vorzugsweise auch bei zu erreichenden Betriebstemperaturen der Elektrochemischen Zelle in festem Zustand vorliegt. Bei Aufbringen von Wärme, welche insbesondere bei der Herstellung mittels eines Siegelwerkzeugs stattfindet, kann dass siegelfähige Material zumindest teilweise in einen flüssigen oder nur halbflüssigen Zustand geraten und in stoffschlüssige Verbindung mit anderen Bauteilen geraten. Insbesondere können zwei im festen Zustand voneinander getrennte Mengen von
siegelfähigem Material im halbflüssigen oder flüssigen Zustand miteinander verschmelzen und somit eine stoffschlüssige Verbindung untereinander eingehen. Im Sinne der Erfindung ist unter einem Elektrodenstapel eine Einrichtung zu verstehen, welche als Baugruppe einer galvanischen Zelle auch der
Speicherung chemischer Energie und zur Abgabe elektrischer Energie dient. Vor der Abgabe elektrischer Energie wird gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie umgewandelt. Während des Ladens wird die dem
Elektrodenstapel bzw. der galvanischen Zelle zugeführte elektrische Energie in chemische Energie gewandelt und abgespeichert. Dazu weist der
Elektrodenstapel mehrere Schichten auf, wenigstens eine Anodenschicht, eine Kathodenschicht und eine Separatorschicht. Die Schichten sind übereinander gelegt bzw. gestapelt, wobei die Separatorschicht wenigstens teilweise zwischen einer Anodenschicht und einer Kathodenschicht angeordnet ist. Vorzugsweise wiederholt sich diese Abfolge der Schichten innerhalb des Elektrodenstapels mehrfach. Bevorzugt sind einige Elektroden miteinander insbesondere elektrisch verbunden, insbesondere parallel geschaltet.
Vorzugsweise sind die Schichten zu einem Elektrodenwickel aufgewickelt. Nachfolgend wird der Begriff„Elektrodenstapel" auch für Elektrodenwickel verwendet.
Unter einem Rahmen im Sinne der vorliegenden Erfindung soll jede
konstruktive Einrichtung verstanden werden, die insbesondere geeignet ist, die Elektrochemische Zelle mechanisch gegen Umwelteinflüsse zu stabilisieren und die bei der Herstellung der Zelle mit der Verpackung der Zelle fest verbunden werden kann. Wie die Wortwahl bereits andeutet, ist ein Rahmen vorzugsweise eine im Wesentlichen rahmenförmige Einrichtung, deren
Funktion im Wesentlichen insbesondere darin besteht, einer
Elektrochemischen Zelle mechanische Stabilität zu verleihen. Der Rahmen kann dabei selbst ein Umhüllungsteil darstellen, wenn der Rahmen
insbesondere zumindest in einem Bereich der Umhüllung die beschriebenen Funktionen der Umhüllung erfüllt. Ein teilweise umlaufender Rahmen kann dabei lediglich an einer oder mehreren Seiten der Elektrochemischen Zelle vorgesehen sein und insbesondere eine oder mehrere Rahmenleisten umfassen. Der teilweise umlaufende Rahmen umschließt den Elektrodenstapel nicht zwangsläufig vollständig.
Vorliegend ist unter einem Formteil ein Festkörper zu verstehen, welcher insbesondere an die Gestalt eines Elektrodenstapels angepasst ist.
Vorzugsweise gewinnt ein Formteil erst in Zusammenwirkung mit einem weiteren Formteil und/oder einem Elektrodenstapel seine Form und/oder seine Stabilität. Im Fall eines quaderförmigen Elektrodenstapels können die
Formteile im Wesentlichen rechteckig zugeschnitten sein. Dabei weist das Formteil vorzugsweise einen Flächenabschnitt auf, der sich im Wesentlichen an eine größte Seitenfläche des quaderförmigen Elektrodenstapels
anschmiegen kann und im Wesentlichen eben ausgestaltet ist, wobei eine ebene Ausgestaltung eine gewisse räumliche Abweichung zulässt. Dabei sind einige Abmessungen des Formteils vorzugsweise größer als bestimmte Abmessungen eines Elektrodenstapels gewählt. Wenn zwei Formteile um den Elektrodenstapel gelegt werden, so ragen die Formteile teilweise über den Elektrodenstapel hinaus und bilden teilweise einen überstehenden Rand, der einen Nahtabschnitt bildet. Der Nahtabschnitt eines Formteiles berührt dabei vorzugsweise einen Nahtabschnitt eines weiteren Formteils, vorzugsweise flächig. Beispielsweise ist ein erstes Formteil einer Umhüllung als ebene Platte ausgebildet, während ein zweites Formteil der Umhüllung sich um den
Elektrodenstapel an das erste Formteil anschmiegt. Ein Formteil kann als Wärmeleitelement, insbesondere als Wärmeleitplatte ausgebildet sein und eine höhere Wärmeleitfähigkeit als die übrigen Formteile aufweisen. Es berührt insbesondere wenigstens einen Elektrodenstapel teilweise und wärmeleitend. Abhängig von einem Temperaturunterschied zwischen dem Formteil und einem Elektrodenstapel wird Wärmeenergie aus einem Elektrodenstapel heraus oder in einem Elektrodenstapel hinein übertragen. Vorzugsweise ist ein Formteil zwischen zwei Elektrodenstapeln angeordnet und berührt beide Elektrodenstapel wärmeleitend. Der Begriff Formteil umfasst dabei
insbesondere auch laminierte Formteile.
Vorzugsweise wird ein Verbindungsabschnitt der ersten Elektrochemischen Zelle an einen Verbindungsabschnitt der zweiten Elektrochemischen Zelle angelegt, wobei der Verbindungsabschnitt an einem Umhüllungsteil der jeweiligen Elektrochemischen Zelle angeordnet ist. Unter Verbindungsabschnitt ist im Folgenden ein Bereich der Umhüllung zu verstehen, der zur stoffschlüssigen Verbindung mit einer anderen
Elektrochemischen Zelle vorgesehen ist. Ein Verbindungsabschnitt kann eine gewisse flächige Ausgestaltung aufweisen, nämlich insbesondere eine
Verbindungsfläche, anhand derer der Verbindungsabschnitt mit der Umhüllung der anderen Elektrochemischen Zelle in Anlage geraten kann. Ferner kann der Verbindungsabschnitt aber auch ohne besondere Ausgestaltung an nahezu jeden Teil der Umhüllung einer Elektrochemischen Zelle vorgesehen sein.
Die Umhüllung selbst wird dabei vorzugsweise durch Verbinden eines ersten Umhüllungsteils mit zumindest einem zweiten Umhüllungsteil gebildet. Insofern ist die Umhüllung insbesondere mehrteilig ausgebildet. Erst durch das
Zusammenfügen mehrerer Umhüllungsteile wird die Umhüllung selbst geschlossen. Vorzugsweise wird während des Herstellungsverfahrens ein erstes
Umhüllungsteil der ersten Elektrochemischen Zelle mit einem der
Umhüllungsteile der zweiten Elektrochemischen Zelle verbunden, bevor das erste Umhüllungsteil der ersten Elektrochemischen Zelle mit einem zweiten Umhüllungsteil der ersten Elektrochemischen Zelle verbunden wird. Hierdurch können Umhüllungsteile von benachbarten Elektrochemischen Zellen bereits vor Fertigstellung der einzelnen Elektrochemischen Zelle miteinander fest verbunden werden und dabei anschließend ein Bauteil bilden, welches zur Weiterverarbeitung vorgesehen ist. Erst nach der vorgenannten Verbindung der beiden Umhüllungsteile von unterschiedlichen Elektrochemischen Zellen, können die Umhüllungen der Elektrochemischen Zellen durch Verbinden weiterer Umhüllungsteile an vorgenannte Umhüllungsteile geschlossen werden. Dadurch, dass bereits vor dem Verschließen von Elektrochemischen Zellen mehrere Umhüllungsteile unterschiedlicher Elektrochemischer Zellen bereits miteinander fest verbunden sind, können nach dem Verschließen der einzelnen Elektrochemischen Zellen mehrere Elektrochemische Zellen fest miteinander verbunden sein. Hierdurch kann das Herstellen von
Batterieanordnungen vereinfacht werden.
Vorzugsweise wird erst nachdem ein Umhüllungsteil der ersten
Elektrochemischen Zelle mit einem Umhüllungsteil der zweiten
Elektrochemischen Zelle verbunden wurde ein Elektrodenstapel in Anlage zu einem Umhüllungsteil der ersten Elektrochemischen Zelle gebracht.
Anschließend, nachdem der Elektrodenstapel in Anlage zu dem Umhüllungsteil der ersten Elektrochemischen Zelle gebracht worden ist, kann durch Anlegen von zumindest einem weiteren Umhüllungsteil die erste Elektrochemische Zelle geschlossen werden.
Vorzugsweise kann ein Umhüllungsteil, insbesondere ein Formteil als
Umhüllungsteil zur zumindest teilweisen Umhüllung von zwei, insbesondere zwei benachbart angeordneten Elektrochemischen Zellen verwendet werden. Damit ist insbesondere gemeint, dass dieses Umhüllungsteil sowohl ein
Umhüllungsteil der einen Elektrochemischen Zelle als auch ein Umhüllungsteil der anderen Elektrochemischen Zelle darstellen kann. Die Teileanzahl kann dadurch verringert werden, was sich günstig auf Kosten und Gewicht auswirken kann. Ferner kann aufgrund der geringeren Teileanzahl die Montage vereinfacht werden.
Vorzugsweise ist zumindest eines der Umhüllungsteile ein Formteil.
Vorzugsweise ist zumindest eines der Umhüllungsteile eine Wärmeleitplatte. Vorzugsweise ist zumindest eines der Umhüllungsteile ein Rahmen oder ein Rahmenteil. Es sind verschiedenste Möglichkeiten der Kombination der unterschiedlichen Arten von Umhüllungsteilen, nämlich insbesondere Formteil, Wärmeleitplatte, Rahmen bzw. Rahmenteil möglich. Die Erfindung betrifft ferner eine Elektrochemische Zelle, umfassend zumindest einen Elektrodenstapel, der von einer Umhüllung zumindest teilweise umschlossen ist, wobei die Umhüllung zumindest ein Formteil mit einem Flächenabschnitt und einem Nahtabschnitt umfasst, wobei der Nahtabschnitt umlaufend um den Flächenabschnitt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungsabschnitt vorgesehen ist. Es wird auf obige Erläuterung zum Verbindungsabschnitt und zu den genannten Vorteilen verwiesen.
Vorzugsweise weist eines der Formteile eine Schicht aus einem siegelfähigen Material, insbesondere einem thermoplastischen Kunststoff auf und ist insbesondere aus einer laminierten Verpackungsfolie hergestellt. Die Schicht aus siegelfähigem Material kann vorzugsweise zur Herstellung einer
stoffschlüssigen Verbindung mit einem anderen Formteil verwendet werden. Vorzugsweise ist das Formteil ein laminiertes Formteil.
Vorzugsweise steht der Nahtabschnitt erhaben aus einer Ebene E, in der der Flächenabschnitt angeordnet ist, hervor. Mit Nahtabschnitt ist dabei ein
Bereich des Formteils gemeint, der zur Anlage an einem weiteren
Umhüllungsteil derselben Elektrochemischen Zelle vorgesehen ist. Insofern stellt der Nahtabschnitt insbesondere eine Nahtstelle der Umhüllung einer Elektrochemischen Zelle dar. Dabei können Teile des Nahtabschnitts den Verbindungsabschnitt zumindest teilweise darstellen. Vorzugsweise kann der Verbindungsabschnitt an zumindest einem Teil des Nahtabschnitts angrenzend angeordnet sein.
Dabei sind vorzugsweise zwei Verbindungsabschnitte vorgesehen, die insbesondere an gegenüberliegenden Seiten des Formteils, insbesondere an gegenüberliegenden Bereichen des umlaufenden Nahtabschnitts angeordnet sind. Es können auch mehrere Verbindungsabschnitte vorgesehen sein.
Dadurch, dass zumindest zwei Verbindungsabschnitte vorgesehen sind, kann die Befestigung zumindest zweier Elektrochemischer Zellen eine erhöhte Festigkeit erhalten. Die Ausgestaltung der Verbindungsabschnitte kann dabei an die auftretenden Belastungen angepasst werden.
Vorzugsweise ist zumindest ein Verbindungsabschnitt an einer dem
Flächenabschnitt abgewandten Seite des Nahtabschnitts angeordnet.
Hierdurch kann eine vorzugsweise außerhalb der eigentlichen Umhüllung angeordnete Verbindungseinrichtung entstehen. Auftretende Belastungen, welche durch die Befestigungspunkte der einzelnen Elektrochemischen Zellen aneinander entstehen, wirken sich dabei bevorzugt nicht auf den kritischen Umhüllungsbereich nahe der Elektrodenstapel aus. Ferner sind die
Verbindungsabschnitte insbesondere gut zugänglich für ein Werkzeug, mit der die Befestigung der einzelnen Verbindungsabschnitte vorgenommen werden kann. Die Verbindungsabschnitte sind dabei insbesondere entfernt von wärmekritischen Stellen der Umhüllung in der Nähe der Elektrodenstapel angeordnet. Dies ist günstig für eine gute Wärmeableitung von den
Elektrodenstapeln durch die Umhüllung, sowie der Dauerfestigkeit der Verbindung zweier Elektrochemischer Zellen.
Vorzugsweise steht zumindest ein Verbindungsabschnitt erhaben vom
Nahtabschnitt in Richtung zur Ebene E hervor. Der Flächenabschnitt, der vorzugsweise in der Ebene E angeordnet ist, kann eine Anlagefläche für eine benachbarte Elektrochemische Zelle darstellen. Dadurch, dass der
Verbindungsabschnitt in Richtung zur Ebene E hervorsteht, kann der
Verbindungsabschnitt mit dem Verbindungsabschnitt einer benachbarten Elektrochemischen Zelle, welcher ebenfalls in Richtung zum Flächenabschnitt der anderen Elektrochemischen Zelle hervorsteht, in Anlage gebracht werden, so dass zwischen diesen beiden Verbindungsabschnitten eine feste
Verbindung möglich ist, wobei zugleich die Flächenabschnitte der beiden Elektrochemischen Zellen miteinander in Anlage bringbar sind. In einer alternativen Ausgestaltung steht zumindest ein Verbindungsabschnitt erhaben vom Nahtabschnitt in Richtung von der Ebene E weg hervor. Es kann dabei der Flächenabschnitt, der vorzugsweise in der Ebene E angeordnet ist, eine Anlagefläche für eine benachbarte Elektrochemische Zelle darstellen. Dadurch, dass jedoch der Verbindungsabschnitt nunmehr über den
Nahtabschnitt in Richtung von der Ebene E weg hervorsteht ist der
Verbindungsabschnitt weiter von der Ebene E beabstandet und ragt daher über den Nahtabschnitt hinüber in Richtung zu einer auf der anderen Seite der Elektrochemischen Zelle bezogen auf die Ebene E angeordneten
Elektrochemischen Zelle, so dass der Verbindungsabschnitt zur Verbindung mit dieser Elektrochemischen Zelle dienen kann. Insofern kann eine
Innenfläche des Formteils sowohl mit einem weiteren Formteil der selben Elektrochemischen Zelle als auch mit einem Formteil einer zweiten
Elektrochemischen Zelle verbunden werden. Hieraus kann sich ferner auch eine verbesserte Dichtwirkung ergeben. Sollte nämlich eine Verbindung an den Nahtabschnitten zweier Formteile, welche zu einer Elektrochemischen Zelle gehören, undicht werden, kann die Verbindungsstelle zwischen den beiden Formteilen benachbarter Elektrochemischen Zellen die Dichtaufgaben übernehmen und einen Stoffaustausch vom Zelleninneren mit der Umgebung vermeiden.
Vorzugsweise umfasst der Verbindungsabschnitt eine Verbindungsfläche, die insbesondere parallel zur Ebene E, insbesondere in der Ebene E angeordnet ist. Die Verbindungsfläche dient zum Verbinden des Verbindungsabschnitts mit dem Verbindungsabschnitt einer benachbarten Elektrochemischen Zelle, wobei an den Verbindungsflächen der benachbarten Elektrochemischen Zellen die stoffschlüssige Verbindung hergestellt wird. Durch die parallele Ausrichtung der Verbindungsflächen zu der Ebene E und damit zum Flächenabschnitt des Formteils kann die Ausrichtung der Elektrochemischen Zellen zueinander ebenfalls parallel zur Ebene E erfolgen. Wenn die Verbindungsfläche in der Ebene E angeordnet ist können die Flächenabschnitte der benachbarten Elektrochemischen Zellen aneinander anliegen.
Ferner betrifft die Erfindung eine Elektrochemische Zelle der vorgenannten Art, wobei zwei Formteile an deren Nahtabschnitten miteinander verbunden sind, insbesondere stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Die zumindest zwei Formteile können identische oder zueinander spiegelverkehrt ausgebildete Formteile sein; davon bleiben geringfügige Abweichungen von der identischen oder spiegelverkehrten Form unberührt, welche insbesondere
montierbarkeitsbedingt oder fertigungsbedingt sind. Es können aber auch unterschiedliche Formteile der bereits beschriebenen Art sein.
In einer bevorzugten Ausgestaltung kann die Umhüllung zumindest eine Wärmeleitplatte umfassen, wobei zumindest ein Formteil mit einem
Nahtabschnitt an der Wärmeleitplatte angeflanscht ist. Die Wärmeleitplatte stellt dabei selbst ein Umhüllungsteil dar und übernimmt zumindest
abschnittsweise die Funktionen der Umhüllung.
Grundsätzlich können die Batterieanordnungen der oben genannten Art einfach zu montieren sein.
Die Erfindung betrifft ferner eine Batterieanordnung, umfassend eine erste Elektrochemische Zelle und eine zweite Elektrochemische Zelle, die stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Es wird auf die bereits
beschriebenen Vorteile der stoffschlüssigen Verbindung hingewiesen.
Vorzugsweise sind die Umhüllungen der jeweiligen Elektrochemischen Zellen miteinander stoffschlüssig verbunden. Die stoffschlüssige Verbindung kann insbesondere mittels Heißsiegeln, Heißpressen oder Heißkleben erfolgen. Vorzugsweise weist zumindest eines der Umhüllungsteile eine Schicht aus einem siegelfähigen Material, insbesondere aus einem thermoplastischen Kunststoff auf und ist insbesondere aus einer laminierten Verpackungsfolie hergestellt. Die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Umhüllungsteilen wird von zumindest Teilen der Schicht aus siegelfähigem Material jeweils eines oder mehrerer der Umhüllungsteile gebildet. Dabei ist vorzugsweise die stoffschlüssige Verbindung ausschließlich die Schicht aus siegelfähigem Material eines oder mehreren der Umhüllungsteile zur Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung verwendet. Das bedeutet insbesondere, dass zur Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung keine weiteren Hilfsstoffe wie Klebemittel oder Siegelmittel verwendet wird, welches nicht Bestandteil der Umhüllungsteile ist.
Ein Umhüllungsteil kann als Formteil, insbesondere als laminiertes Formteil ausgebildet sein.
Vorzugsweise umfasst die erste Elektrochemische Zelle einen zumindest teilweise umlaufenden ersten Rahmen, insbesondere vollständig umlaufenden ersten Rahmen, und umfasst die zweite Elektrochemische Zelle einen zumindest teilweise umlaufenden zweiten Rahmen, insbesondere vollständig umlaufenden zweiten Rahmen, wobei die Rahmen benachbarter
Elektrochemischer Zellen Abschnitte mit unterschiedlichen radialen
Ausdehnungen aufweisen. Unter dem Begriff radiale Ausdehnung ist hier grundsätzlich nicht zu verstehen, dass die Ausdehnung kreisförmig oder kreisformähnlich ausgestaltet sein soll. Vielmehr ist mit der radialen
Ausdehnung grundsätzlich die Ausdehnung gemeint, die im Wesentlichen koaxial zu einer Senkrechten auf einen flächigen Umhüllungsabschnitt, insbesondere dem Flächenabschnitt, zu sehen ist. Die radiale Ausdehnung kann insofern auch eine eckige Gestalt aufweisen.
Dadurch, dass die erste radiale Ausdehnung größer ist als die zweite radiale Ausdehnung überlappt zumindest ein Abschnitt des einen Rahmens einen Abschnitt des anderen Rahmens. Es kann auch der gesamte Rahmen den jeweils anderen gesamten Rahmen überlappen. Durch das Überlappen zumindest von Abschnitten des ersten Rahmens ergeben sich Abschnitte radial außerhalb des zweiten Rahmens, in die ein Montagewerkzeug hineinragen kann, um ein Umhüllungsteil mit dem ersten Rahmen zu verbinden. Insbesondere können dabei erste Elektrochemische Zellen und zweite Elektrochemische Zellen abwechselnd angeordnet sein, wodurch die Montage der ersten Elektrochemischen Zellen an die zweiten Elektrochemischen Zellen oder umgekehrt durch die Ausnehmung, die durch jeweils zweite Rahmen und erste Rahmen oder jeweils Abschnitten davon gebildet sind, vereinfacht werden kann. Dafür weist vorzugsweise der erste Rahmen der ersten Elektrochemischen Zelle einen Überdeckungsabschnitt auf, an dem der erste Rahmen der ersten Elektrochemischen Zelle in Überdeckung mit dem zweiten Rahmen der zweiten Elektrochemischen Zelle ist und ferner weist der erste Rahmen der ersten Elektrochemischen Zelle einen Überlappungsabschnitt auf, an dem der erste Rahmen den zweiten Rahmen überlappt.
Die Erfindung umfasst ferner eine Batterieanordnung, welche nach der vorgenannten Weise herstellt wurde. Vorzugsweise bilden Nahtabschnitte benachbarter Elektrochemischer Zellen mit Verbindungsabschnitten benachbarter Elektrochemischer Zellen eine wabenartige Verbindungsstruktur. Die wabenartige Verbindungsstruktur zwischen den einzelnen Formteilen kann eine robuste Verbindung gegen externe Belastungen bei gleichzeitig niedrigem Gewicht schaffen. Die Erfindung wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert. Hierin zeigt:
Fig. 1 eine Batterieanordnung in einer ersten Ausführungsform,
schematisch im Querschnitt dargestellt, während der einzelnen Herstellungsschritte a) bis d);
Fig. 2 ein Teilquerschnitt der Batterieanordnung aus Figur 1 ;
Fig. 3 eine Batterieanordnung in einer zweiten Ausführungsform,
schematisch im Querschnitt dargestellt, während der einzelnen Herstellungsschritte a) bis c);
Fig. 4 die Batterieanordnung aus Figur 3
a) von unten,
b) im Teilquerschnitt; Fig. 5 eine Batterieanordnung in einer dritten Ausführungsform, schematisch im Querschnitt dargestellt, während der einzelnen
Herstellungsschritte a) bis c);
Fig. 6 ein Teilquerschnitt der Batterieanordnung aus Figur 5;
Fig. 7 eine Batterieanordnung in einer vierten Ausführungsform,
schematisch im Querschnitt dargestellt, während der einzelnen
Herstellungsschritte a) bis c);
Fig. 8 eine Batterieanordnung in einer fünften Ausführungsform,
schematisch im Querschnitt dargestellt, während der einzelnen Herstellungsschritte a) bis c);
Fig. 9 eine Batterieanordnung in einer sechsten Ausführungsform,
schematisch im Querschnitt dargestellt, während der einzelnen
Herstellungsschritte a) bis c). In Figuren 1a) bis 1d) ist beschrieben, wie eine Batterieanordnung 101 in einer ersten Ausführungsform hergestellt werden kann. Es sind in Figur 1a) zunächst zwei Formteile 104', 104" zu erkennen, welche Umhüllungsteile von
Umhüllungen 103', 103" zweier Elektrochemischer Zellen 102', 102"
darstellen. Insofern sind die in Figur 1a) gezeigten Formteile dieser beiden unterschiedlichen Elektrochemischen Zellen 102', 102" zuzuordnen. Die beiden Formteile sind spiegelsymmetrisch, aber ansonsten identisch
zueinander ausgestaltet. Insofern werden Einzelheiten der Formteile stets nur einmal beschrieben. Jedes der Formteile weist einen Flächenabschnitt 110 auf, an dem sich radial außen ein Nahtabschnitt 107 umlaufend anschließt. Der Flächenabschnitt 110 spannt eine Ebene E auf. Der Nahtabschnitt 107 steht erhaben aus der Ebene E hervor.
Die Formteile 104', 104" sind als laminierte Formteile ausgebildet. Die
Formteile weisen dabei eine Aluminiumschicht auf, welche beidseitig mit einer Schicht aus Polypropylen versehen ist. Polypropylen ist ein siegelfähiges Material. Alternativ kann Polyamid als siegelfähiges Material verwendet werden. Jeweils an Außenflächen 106 der Formteile 104 sind Verbindungsabschnitte 108 angeordnet, welche sich innerhalb des Flächenabschnitts 110 befinden. Wie in Figur 1b) zu erkennen ist werden die beiden Formteile 104', 104" an den Verbindungsabschnitten 108 mittels einer ersten umlaufenden Verklebung 115' fest miteinander verbunden. Die Verklebung erfolgt an jeweils einer Verbindungsfläche 113 am Verbindungsabschnitt 108 der jeweiligen Formteile 104. Die Verbindungsflächen 113 liegen in der Ebene E. Es sind in dem in Figur 1b) gezeigten Verfahrensstadium nunmehr die
Formteile 104 unterschiedlicher Elektrochemischer Zellen miteinander verbunden, ohne dass weitere Umhüllungsteile der Umhüllungen 103 der jeweiligen Elektrochemischen Zellen 102 an die Formteile 104', 104" angeschlossen sind. Die Umhüllungen 103 sind daher noch nicht geschlossen. Im nächsten Schritt, wie in Figur 1c) zu sehen ist, wird an jeweils eine
Innenfläche 109 der Formteile 104', 104" ein Elektrodenstapel 114 angelegt. Anschließend wird ein weiteres Umhüllungsteil, nämlich ein Formteif 104'" an das Formteil 104' bzw. 104"" an das Formteil 104" angelegt. Die neu angelegten Formteile 104'" und 104"" sind wiederum mit weiteren Formteilen von Umhüllungen weiterer Elektrochemischen Zellen bereits fest verbunden.
Wie aus Figur 1d) zu erkennen ist, werden anschließend die jeweils einer Elektrochemischen Zelle 102 und deren Umhüllungen 103 zugeordneten Formteile 104', 104'" bzw. 104", 104"" miteinander mittels einer zweiten umlaufenden Verklebung 115" an den jeweiligen Nahtabschnitten 107 fest verbunden. Sodann sind die Umhüllungen 103 der jeweiligen
Elektrochemischen Zellen 102 verschlossen.
Figur 2 zeigt die Elektrochemische Zelle 101 der ersten Ausführungsform detailliert im Teilquerschnitt. Zusätzlich zu den Figuren 1a) bis 1d) sind an allen Elektrochemischen Zellen 102 Stromableiter 111 zu erkennen, die sich an einer bestimmten Stelle des Nahtabschnitts 107 durch die Umhüllung 103 erstrecken. Ferner ist zu erkennen, dass die Stromableiter 111 elektrisch leitend mit zumindest einem Teil der Elektrodenstapel 114 verbunden sind.
Figur 3 zeigt eine Weiterbildung der Batterieanordnung aus Figur 1. Es wird insofern auf die Erläuterungen zur Figur 1 verwiesen und nur auf die
Unterschiede zur Figur 1 eingegangen. Es wird gezeigt, wie eine
Batterieanordnung 201 in einer zweiten Ausführungsform hergestellt werden kann. Es sind zwei Formteile 204', 204" zu erkennen, welche symmetrisch zueinander ausgebildet sind. Die beiden Formteile 204 stellen jeweils
Umhüllungsteile einer gemeinsamen Umhüllung 203 einer gemeinsamen Elektrochemischen Zelle 202 dar. Die Formteile 204 entsprechen im
Wesentlichen den Formteilen 104 aus Figur 1. Im Folgenden wird daher nur auf die Unterschiede eingegangen. Anders als die Formteile 104 gemäß der Figur 1 weist das Formteil 204 jeweils zwei separate Verbindungsabschnitte 208 auf, die sich an zwei unterschiedlichen Seiten des Formteils 204 an die Nahtabschnitte 207 außen anschließen. Die Verbindungsabschnitte 208 sind somit an einer dem Ffächenabschnitt 210 abgewandten Seite des
Nahtabschnitts 207 angeordnet. Der Verbindungsabschnitt 208 steht dabei erhaben vom Nahtabschnitt 207 in Richtung zur Ebene E hervor. Der
Verbindungsabschnitt 208 weist dabei eine Verbindungsfläche 213 auf, die in der Ebene E angeordnet ist. Insofern ist die Verbindungsfläche 213 und der Flächenabschnitt 210 eines Formteils 204 zueinander in fluchtender
Ausrichtung. Es ist zu erkennen, dass ein Elektrodenstapel 214 an eine Innenfläche 209 eines der Formteile 204' in Anlage gebracht wird. Anschließend wird das andere der beiden Formteile 204" an den Elektrodenstapel 214 angelegt und in Anlage mit dem anderen Formteil 204' gebracht. An dem Nahtabschnitt 207 werden die beiden Formteile 204', 204" miteinander mittels einer ersten Verklebung 215' fest miteinander verbunden. Hierdurch wird die Umhüllung 203 der Elektrochemischen Zellen 202 geschlossen. In einem weiteren
Verfahrensschritt, der in Figur 3c) zu erkennen ist, werden zwei Elektrochemische Zellen 202', 202", wie sie beide durch den in Figur 3b) gezeigten Verfahrensschritt entstanden sind, aneinander angelegt und mittels einer zweiten Verklebung 215" mit der jeweiligen Verbindungsflächen 213 der Verbindungsabschnitte 208 miteinander fest verbunden. Weitere
Elektrochemische Zellen werden auf die selbe Weise mit den vorhandenen Elektrochemischen Zellen fest verbunden.
In Figur 4a) und 4b) ist die Batterieanordnung 201 ausschnittsweise mit den jeweiligen Elektrochemischen Zellen 202 dargestellt. Insbesondere in Figur 4b) ist eine wabenartige Struktur zu erkennen, die aus den
Verbindungsabschnitten 208 und den Nahtabschnitten 207 der Umhüllungen 203 der Elektrochemischen Zellen 202 sowie der Verklebungen 215 gebildet ist. Figur 5 zeigt eine Weiterbildung der Batterieanordnung aus Figur 1. Es wird insofern auf die Erläuterungen zur Figur 1 verwiesen und nur auf die
Unterschiede zur Figur 1 eingegangen. Es ist zu erkennen, dass in der gezeigten Batterieanordnung 301 in einer dritten Ausführungsform
abwechselnd anstelle von zwei miteinander verbundenen Formteilen 304 eine Wärmeleitplatte 305 zwischen zwei Elektrodenstapeln 314 angeordnet ist. Die Wärmeleitplatte 305 stellt dabei selbst ein Umhüllungsteil der Umhüllung 303 einer Elektrochemischen Zelle 302 dar. An Nahtabschnitten 307' werden die Formteile 304 mit Nahtabschnitten 307" der Wärmeleitplatten 305 mittels einer zweiten Verklebung 315" fest verbunden. Die Wärmeleitplatte 305 stellt ein Umhüllungsteil dar, welches zur teilweisen Umhüllung von zwei benachbarten Elektrochemischen Zellen 302 verwendet wird. Die Formteile 304 sind identisch zu den Formteilen 104 der Batterieanordnung aus Figur 1 gestaltet. Die Verbindung zweier benachbarter Formteile 304 erfolgt durch die bezüglich der Figur 1 bereits erläuterten Art und Weise. Ein Elektrodenstapel liegt sowohl an einem Formteil 304 als auch an einer Wärmeleitplatte 305 an.
In Figur 6 ist die Batterieanordnung 301 in der dritten Ausführungsform zu erkennen, welche mehrere Elektrochemische Zellen 302 umfasst.
Stromableiter 311 der äußersten dargestellten Elektrochemischen Zelle 302 sind miteinander verbunden. Insofern sind die Elektrodenstapel 314 dieser Elektrochemischen Zellen miteinander in Reihe geschaltet. Diese Anordnung eignet sich insbesondere für Binärzellen.
Figur 7 zeigt eine Weiterbildung der Batterieanordnung aus Figur 1. Es wird insofern auf die Erläuterungen zur Figur 1 verwiesen und nur auf die
Unterschiede zur Figur 1 eingegangen. Die Batterieanordnung 401 in einer vierten Ausführungsform umfasst mehrere erste Elektrochemische Zellen 402' und mehrere zweite Elektrochemische Zellen 402", wobei die ersten und zweiten Elektrochemischen Zellen abwechselnd zueinander angeordnet sind. In Figur 7a) ist eine zweite Elektrochemische Zelle 402" vor deren Montage dargestellt. Die zweite Elektrochemische Zelle 402" weist einen Zellstapel 414 auf, der zwischen zwei identischen Formteilen 404 angeordnet ist. Die
Formteile 404 sind flächig ausgestaltet, wobei der Flächenabschnitt 410 in einer Ebene E gemeinsam mit dem Nahtabschnitt 407 angeordnet ist. Es ist ferner ein umlaufender zweiter Rahmen 412" gezeigt, welcher den Zellstapel 414 umrahmt. Mit jeweils einer ersten Verklebung 415' werden die beiden, einer gemeinsamen zweiten Elektrochemischen Zelle 402" zugeordneten
Formteile 404 an deren jeweiligen Nahtabschnitt 407 mit dem zweiten Rahmen 412" fest verbunden. Dadurch wird die Umhüllung 403 der zweiten
Elektrochemischen Zelle 402" verschlossen. Es ist zu erkennen, dass die Formteile 404 einen umlaufenden Überstand 418 aufweisen, der über den zweiten Rahmen 412" radial hinausragt. Hierdurch wird zwischen den beiden Formteilen 404 eine radiale Ausnehmung 416 gebildet. Zwischen zwei zweiten Elektrochemischen Zellen 402" wird ein weiterer
Zellstapel 414 angelegt, der von einem ersten Rahmen 412' umrahmt wird. Der zweite Rahmen 412' wird mittels jeweils einer zweiten Verklebung 415" mit den Formteilen 404 der zweiten Elektrochemischen Zelle 402" an deren
Verbiπdungsabschnitt 408 fest verbunden. Es ist zu erkennen, dass der erste Rahmen 412' eine radiale Ausdehnung Ri hat, welche größer ist als eine radiale Ausdehnung R2 des zweiten Rahmens 412" ist. Insofern überragt der erste Rahmen 412' den zweiten Rahmen 412" in Umfangsrichtung und erstreckt sich in den radialen Bereich der Ausnehmung 416. In die
Ausnehmungen 416 kann ein Werkzeug 419 eingreifen, weiches für die zweite Verklebung 415" des zweiten Rahmens mit dem Formteil 404 verwendet wird. Das Formteil 404 bildet jeweils ein Umhüllungsteil sowohl für die Umhüllung einer der ersten Elektrochemischen Zellen 402' als auch für die Umhüllung einer der zweiten Elektrochemischen Zellen 402". Die ersten Rahmen 412' bilden Umhüllungsteile der jeweiligen ersten Elektrochemischen Zelle 402. Die zweiten Rahmen 412" bilden Umhüllungsteile der jeweiligen zweiten
Elektrochemischen Zelle 402".
Figur 8 zeigt eine Weiterbildung der Batterieanordnung aus Figur 7. Es wird insofern auf die Erläuterungen zur Figur 7 verwiesen und nur auf die
Unterschiede zur Figur 7 eingegangen. Die Elektrochemischen Zellen 502 der Batterieanordnung 501 in einer fünften Ausführungsform umfassen jeweils einen Rahmen 512, der umlaufend um einen Elektrodenstapel 514 herum angeordnet ist. Ferner umfasst jede Elektrochemische Zelle 502 jeweils zwei Formteile 504, die im Wesentlichen identisch zu den Formteilen 404 der vorhergehenden Ausführungsform ausgestaltet sind. Die Rahmen 512 weisen auf jeder Stirnseite einen umlaufenden Absatz 517 auf, an dem jeweils das Formteil 504 in Anlage gebracht werden kann und mittels einer ersten
Verklebung 515' mit den Formteilen 504 fest verbunden werden kann. Mittels einer zweiten Verklebung 515" werden die Rahmen 512 der einzelnen
Elektrochemischen Zellen 502 an jeweils Verbindungsflächen 513 von
Verbindungsabschnitten 508, welche an den Stirnseiten der Rahmen 512 angeordnet sind, miteinander fest verbunden. Figur 9 zeigt eine Weiterbildung der Batterieanordnung aus Figur 1. Es wird insofern auf die Erläuterungen zur Figur 1 verwiesen und nur auf die
Unterschiede zur Figur 1 eingegangen. Die Batterieanordnung 601 in einer sechsten Ausführungsform umfasst mehrere Elektrochemische Zellen 602, deren Umhüllung 603 durch jeweils zwei Formteile 604', 604" gebildet wird, die nicht identisch oder spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet sind. Ein erstes Formteil 604' ist identisch zu den Formteilen 104 gemäß der Figur 1 ausgestaltet. Ein zweites Formteil 604" ist im Grundaufbau identisch zum ersten Formteil 204' aus der Figur 3 gestaltet. Das erste Formteil 604' ist an dessen Nahtabschnitt 607* mittels einer ersten Verklebung 615' mit dem
Nahtabschnitt 607" des zweiten Formteils 604" fest verbunden. Hierdurch wird die Elektrochemische Zelle 602 und deren Umhüllung 603 verschlossen. Der Verbindungsabschnitt 608' steht abweichend zum ersten Formteil 204' aus Figur 3 erhaben vom Nahtabschnitt 607" in Richtung von der Ebene E weg hervor. Das zweite Formteil 604" überragt dabei im verbundenen Zustand der beiden Formteile radial das erste Formteil 604'. Das zweite Formteil 604" wird in einem weiteren Herstellungsschritt an ein weiteres zweites Formten 604" einer angrenzenden Elektrochemischen Zelle 602 angelegt und mit diesem mittels einer zweiten Verklebung 615" jeweils an Innenflächen 609 an dem Verbindungsabschnitt 608 fest verbunden. Mittels einer dritten Verklebung
615'" ist das zweite Formteil 604'" ferner mit einem weiteren zweiten Formteif 604" einer weiteren Elektrochemischen Zelle fest verbunden. Die dritte
Verklebung 604'" erfolgt an einem weiteren Verbindungsabschnitt 608'" identisch zu der ersten Verklebung 115' gemäß der ersten Ausführungsform, wie in Figur 1 gezeigt. Insofern wird auf die diesbezüglichen Erläuterungen verwiesen. Die zweiten Formteile 604" weisen insofern zwei
Verbindungsabschnitte 608', 608" auf, an denen die zweiten Formteile 604" mit Formteilen anderer Elektrochemischer Zellen verbunden sind. Sollte die erste Verklebung 615', welche die Umhüllungen 603 der
Elektrochemischen Zellen 602 gas- und flüssigkeitsdicht verschließt, undicht werden, so wird durch die zweite Verklebung 615" ein Stoffaustausch zwischen der Umwelt und dem Inneren der Elektrochemischen Zelle 602 vermieden. Die Elektrochemische Zelle 602 weist insofern eine verbesserte, weil redundante, Umhüllung 603 auf. Für sämtliche der bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen
Verklebungen gilt, dass die Verklebung zwischen den Umhüllungsteilen durch heißsiegelfähige Schichten der Umhüllungsteile gebildet sind. Dabei werden zur Herstellung dieser stoffschlüssigen Verbindung die heißsiegelfähigen Schichten der Umhüllungsteile miteinander in Anlage gebracht und anschließend mit Wärme beaufschlagt. Durch die Wärmebeaufschlagung schmilzt das heißsiegelfähige Material an den Unhüllungsteilen und kann folglich mit dem heißsiegelfähigem Material des jeweils anderen
Umhüllungsteils in stoffschlüssige Verbindung geraten. Eine Verwendung von zusätzlichem Klebe- oder Siegelmittel, also Hilfsstoffs zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung, welches nicht Bestandteil der Schichten der Umhüllungsteile ist, ist nicht vorgesehen.
Bezugszeichenliste
101 , 201 , ...Batterieanordnung
102, 202, ...Elektrochemische Zelle
103, 203, ...Umhüllung
104, 204, ...Formteil
305 Wärmeleitplatte
106, 206, ...Außenfläche
107, 207, ...Nahtabschnitt
108, 208, ...Verbindungsabschnitt
109, 209, ...Innenfläche
110, 210, ... Flächenabschnitt
111 , 211 , ...Stromableiter
412, 512 Rahmen
113, 213, ...Verbindungsfläche
114, 214, ...Elektrodenstapel
115, 215, ...Verklebung
416 Ausnehmung
517 Absatz
418 Überstand
419 Werkzeug
E Ebene
R radiale Ausdehnung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen einer Batterieanordnung (101 , 201 , ...),
umfassend
zumindest eine erste Elektrochemische Zelle (102, 202, ...) und zumindest eine zweite Elektrochemische Zelle (102, 202, ...), wobei jede
Elektrochemische Zelle eine Umhüllung (103, 203, ...) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Umhüllungsteil (104, 105, 112; 204, 205, 212; ...) der Umhüllung (103,
203, ...) der ersten Elektrochemischen Zelle (102, 202, ...) mit einem Umhüllungsteil (104, 105, 112; 204, 205, 212; ...) der Umhüllung (103, 203, ...) der zweiten Elektrochemischen Zelle (102, 202, ...) stoffschlüssig verbunden wird.
2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest eines der Umhüllungsteile (104, 105, 112; 204, 205, 212; ...) eine Schicht aus einem siegelfähigen Material, insbesondere einem thermoplastischen Kunststoff aufweist und insbesondere aus einer laminierten Verpackungsfolie hergestellt ist, wobei die Schicht aus siegelfähigem Material zur Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung verwendet wird.
3. Verfahren nach wenigstens dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass
dass ausschließlich die Schicht aus siegelfähigem Material zumindest eines Umhüllungsteiles (104, 105, 112; 204, 205, 212; ...) zur Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung zwischen diesen Umhüllungsteilen (104, 105, 112; 204, 205, 212; ...) verwendet wird.
4. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die stoffschlüssige Verbindung mittels Heißsiegeln, Heißpressen oder Kleben, insbesondere mittels Heißkleben erfolgt.
5. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Verbindungsabschnitt (108, 208, ...) der ersten Elektrochemischen Zelle (102, 202, ...) an einen Verbindungsabschnitt (108, 208, ...) der zweiten Elektrochemischen Zelle (102, 202, ...) angelegt wird, wobei der
Verbindungsabschnitt (108, 208, ...) an einem Umhüllungsteil (104, 105, 112; 204, 205, 212; ...) der jeweiligen Elektrochemischen Zelle (102, 202, ...) angeordnet ist.
6. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Umhüllung (103, 203, ...) durch Verbinden eines ersten Umhüllungsteils (104, 105, 112; 204, 205, 212; ...) mit zumindest einem zweiten
Umhüllungsteil (104, 105, 112; 204, 205, 212; ...) gebildet wird.
7. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Umhüllungsteil (104, 105, 112; 304, 305, 312; 404, 405, 412) der ersten Elektrochemischen Zelle (102, 302, 402) mit einem der
Umhüllungsteile (104, 105, 112; 304, 305, 312; 404, 405, 412) der zweiten
Elektrochemischen Zelle (102, 302, 402) verbunden wird, bevor das erste Umhüllungsteil (104, 105, 112; 304, 305, 312; 404, 405, 412) der ersten Elektrochemischen Zelle (102, 302, 402) mit einem zweiten Umhüllungsteil (104, 105, 1 12; 304, 305, 312; 404, 405, 412) der ersten
Elektrochemischen Zelle (102, 302, 402) verbunden wird.
8. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
nachdem ein Umhüllungsteil (104, 105, 112; 304, 305, 312; 404, 405, 412) der ersten Elektrochemischen Zelle (102, 302, 402) mit einem
Umhüllungsteil (104, 105, 112; 304, 305, 312; 404, 405, 412) der zweiten Elektrochemischen Zelle (102, 302, 402) verbunden wurde, ein
Elektrodenstapel (109, 309, 409) in Anlage zu einem Umhüllungsteil (104, 105, 112; 304, 305, 312; 404, 405, 412) gebracht wird.
9. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Umhüllungsteil (304, 305, 312; 404, 405, 412), insbesondere ein Formteil (304, 404), als Umhüllungsteil zur zumindest teilweisen
Umhüllung von zwei, insbesondere benachbart angeordneten,
Elektrochemischen Zellen (102, 302, 402) verwendet wird.
10. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest eines der Umhüllungsteile (104, 105, 112; 204, 205, 212; ...) ein Formteil (104, 204, ...) ist.
11. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest eines der Umhüllungsteile (104, 105, 112; 204, 205, 212; ...) eine Wärm leitplatte (305) ist.
12. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest eines der Umhüllungsteile (104, 105, 112; 204, 205, 212; ...) ein Rahmen (412, 512) oder ein Rahmenteil ist.
13. Elektrochemische Zelle (102, 202, ...), umfassend zumindest einen
Elektrodenstapel (109, 209, ...), der von einer Umhüllung (103, 203, ...) zumindest teilweise umschlossen ist,
wobei die Umhüllung (103, 203, ...) zumindest ein Formteil (104, 204, ...) mit einem Flächenabschnitt (110, 210, ...) und einen Nahtabschnitt (107,
207, ...) umfasst,
wobei der Nahtabschnitt (107, 207, ...) umlaufend um den Flächenabschnitt (110, 210, ...) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
am Formteil (104, 204, ...) ein Verbindungsabschnitt (108, 208, ...) vorgesehen ist.
14. Elektrochemische Zelle (102, 202, ...) nach dem vorhergehenden
Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest ein Formteil (104, 204, ...) eine Schicht aus einem siegelfähigen Material, insbesondere einem thermoplastischen Kunststoff aufweist und insbesondere aus einer laminierten Verpackungsfolie hergestellt ist.
15. Elektrochemische Zelle (102, 202, ...) nach wenigstens einem der
Ansprüche 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Formteil (104, 204, ...) ein laminiertes Formteil ist.
16. Elektrochemische Zelle (102, 202, ...) nach wenigstens einem der
Ansprüche 13 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Nahtabschnitt erhaben aus einer Ebene E, in welcher der
Flächenabschnitt (110, 210, 310, 610) angeordnet ist, hervorsteht.
17. Elektrochemische Zelle (102, 202, ...) nach wenigstens einem der
Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass
Teile des Nahtabschnitts (307) einen Verbindungsabschnitt (308) darstellen.
18. Elektrochemische Zelle (102, 202, ...) nach wenigstens einem der
Ansprüche 13 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Verbindungsabschnitt (208, 408, 608) an zumindest einem Teil des Nahtabschnitt (207, 407, 607) angrenzend angeordnet ist.
19. Elektrochemische Zelle (102, 202, ...) nach wenigstens einem der
Ansprüche 13 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwei Verbindungsabschnitte (208, 608) vorgesehen sind, die insbesondere an gegenüberliegenden Seiten des Formteils (204, 604), insbesondere an gegenüberliegenden Teilen des umlaufenden Nahtabschnitts (207, 607) angeordnet sind.
20. Elektrochemische Zelle (102, 202, ...) nach wenigstens einem der
Ansprüche 13 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest ein Verbindungsabschnitt (208, 608) an einer dem
Flächenabschnitt (210, 610) abgewandten Seite des Nahtabschnitts (207, 607) angeordnet ist.
21. Elektrochemische Zelle (102, 202, ...) nach wenigstens einem der
Ansprüche 13 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest ein Verbindungsabschnitt (208) erhaben vom Nahtabschnitt (207) in Richtung zur Ebene E hervorsteht.
22. Elektrochemische Zelle (102, 202, ...) nach wenigstens einem der
Ansprüche 13 bis 21 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest ein Verbindungsabschnitt (608) erhaben vom Nahtabschnitt (607) in Richtung von der Ebene E weg hervorsteht.
23. Elektrochemische Zelle (102, 202, ...) nach wenigstens einem der
Ansprüche 13 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Verbindungsabschnitt (108, 208, 408) eine Verbindungsfläche (113,
213, 413) umfasst, die insbesondere parallel zur Ebene E, insbesondere in der Ebene E angeordnet ist.
24. Elektrochemische Zelle (102, 202, ...) nach wenigstens einem der
Ansprüche 13 bis 23,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwei Formteile (104, 204, ...) an deren Nahtabschnitten (107, 207, ...) miteinander verbunden sind, insbesondere stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
25. Elektrochemische Zelle (102, 202, ...) nach wenigstens einem der
Ansprüche 13 bis 24,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Umhüllung (303) zumindest eine Wärmeleitplatte (305) umfasst, wobei zumindest ein Formteil (304) mit einem Nahtabschnitt (307) an der
Wärmeleitplatte (305) angeflanscht ist.
26. Batterieanordnung (101 , 201 , ...), umfassend eine erste Elektrochemische Zelle (102, 202, ...) und eine zweite Elektrochemische Zelle (102, 202, ...), wobei zumindest ein Umhüllungsteil (103, 203, ...) der ersten
Elektrochemischen Zelle stoffschlüssig mit zumindest einem Umhüllungsteil (103, 203, ...) der zweiten Elektrochemischen Zelle stoffschlüssig verbunden ist.
27. Batterieanordnung (101 , 201 , ...) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest eines der Umhüllungsteile (103, 203, ...) eine Schicht aus einem siegelfähigem Material, insbesondere aus einem thermoplastischen Kunststoff aufweist und insbesondere aus einer laminierten
Verpackungsfolie hergestellt ist, wobei die stoffschlüssige Verbindung zwischen den Umhüllungsteilen (104, 105, 112; 204, 205, 212; ...) von zumindest Teilen der Schicht aus siegelfähigem Material gebildet ist.
28. Batterieanordnung (101 , 201 , ...) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass
die stoffschlüssige Verbindung zwischen zumindest zwei Umhüllungsteile
(103, 203, ...) ausschließlich durch die Schichten aus siegelfähigem
Material einer oder mehrere der Umhüllungsteile (103, 203, ...) ausgebildet ist.
29. Batterieanordnung (101 , 201 , ...) nach wenigstens einem der Ansprüche 26 bis 27,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Elektrochemische Zelle (402, 502) einen zumindest teilweise umlaufenden ersten Rahmen (412', 512'), insbesondere vollständig umlaufenden ersten Rahmen (412', 512'), umfasst, und dass die zweite
Elektrochemische Zelle (402, 502) einen zumindest teilweise umlaufenden zweiten Rahmen (412", 512"), insbesondere vollständig umlaufenden zweiten Rahmen (412", 512"), umfasst, wobei der erste Rahmen (412', 512') stoffschlüssig mit dem zweiten Rahmen (412", 512") verbunden ist.
30. Batterieanordnung (101 , 201 , ...) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmen (412) benachbarter Elektrochemischer Zellen (402) Abschnitte mit unterschiedlichen radialen Ausdehnungen aufweisen.
31. Batterieanordnung (101 , 201 , ...) nach wenigstens einem der Ansprüche 26 oder 30,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Rahmen (412') der ersten Elektrochemischen Zelle (402') eine erste radiale Ausdehnung (Ri) aufweist, und der zweite Rahmen (412") der zweiten Elektrochemischen Zelle (402"), welche mit der ersten
Elektrochemischen Zelle (402') in Anlage ist, eine zweite radiale
Ausdehnung (R2) aufweist, wobei die erste radiale Ausdehnung (R1) größer als die zweite radiale Ausdehnung (R2) ist.
32. Batterieanordnung (101 , 201, ...) nach wenigstens einem der Ansprüche 26 bis 31 , wobei zumindest eine der Elektrochemischen Zellen nach einem der Ansprüche 11 bis 21 ausgestaltet ist.
33. Batterieanordnung (101 , 201 , ...), welche nach wenigstens einem der
Ansprüche 1 bis 12 hergestellt wurde.
34. Batterieanordnung (201 ) nach wenigstens einem der Ansprüche 26 bis 33, wobei Nahtabschnitte (207) benachbarter Elektrochemischer Zellen (203) mit Verbindungsabschnitten (208) benachbarter Elektrochemischer Zellen (203) eine wabenartige Verbindungsstruktur bilden.
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