WO2013023766A1 - Gehäusedeckel für einen elektrochemischen energiespeicher mit einem becherförmigen gehäuse und verfahren zur herstellung des gehäusedeckels - Google Patents

Gehäusedeckel für einen elektrochemischen energiespeicher mit einem becherförmigen gehäuse und verfahren zur herstellung des gehäusedeckels Download PDF

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WO2013023766A1
WO2013023766A1 PCT/EP2012/003410 EP2012003410W WO2013023766A1 WO 2013023766 A1 WO2013023766 A1 WO 2013023766A1 EP 2012003410 W EP2012003410 W EP 2012003410W WO 2013023766 A1 WO2013023766 A1 WO 2013023766A1
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housing
housing cover
cell contact
planar
electrochemical energy
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PCT/EP2012/003410
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Harald REICHE
Danilo ZSCHECH
Claus-Rupert Hohenthanner
Jens Meintschel
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Li-Tec Battery Gmbh
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • Housing cover for an electrochemical energy storage with a cup-shaped housing and method for producing the housing cover
  • the present invention relates to a housing cover for a
  • electrochemical energy store with a cup-shaped housing in particular for a device operating according to galvanic principles, such as in particular a battery or an accumulator, in particular a
  • Lithium ion battery especially for vehicle applications.
  • High-voltage batteries for vehicle applications consist of a plurality of individual cells connected in series and / or in parallel.
  • hardcase cells which have a metallic housing, through which the cell poles are brought out electrically isolated.
  • the cell poles with external terminals are connected to the anodes and cathodes in the cell interior, thus enabling the power supply during charging and the current discharge during discharge.
  • FIG. 2 such an electrochemical energy store with a cup-shaped housing (2) and with cell poles (7, 8), which on the lid or at the bottom of the cup-shaped housing to the outside are guided.
  • cell poles are electrically connected (FIG. 3) to the electrode plates (4) and (5) inside the housing via drain tabs (4a, 5a).
  • WO 2008/086417 A1 shows (FIG. 7) a polar cell in which the
  • Ableiterfähnchen a pole welded directly to the inside of the cell housing, whereby the housing acts as a collector.
  • An object of the present invention can be seen therein, a technical teaching for the most cost-effective production of a
  • Energy storage provided with a cup-shaped housing, which has at least a first cell contact, which is shaped such that a planar portion of this first cell contact, when the housing cover is mounted on the housing, projects into the interior of the housing such that at least one of the electrode stack surrounding the housing or electrode winding outstanding Ableiterfahne can be connected to this section electrically conductive and flat.
  • a cup-shaped housing of an electrochemical energy store is intended to have at least one
  • Housing cover closable preferably provided with one of at least one lying in a plane boundary wall housing can be understood, which on the housing cover opposite ("lower") side closed or can be designed by at least one housing bottom closable
  • a housing bottom is preferably designed like a housing cover
  • Housing cover or is spoken only by a housing bottom should always be the case bottom or the housing cover or both meant.
  • a housing cover or housing bottom can close a cup-shaped housing if the edge of the housing cover or the housing bottom can be connected with an edge of the cup-shaped housing at least in places positively, non-positively or materially.
  • this compound seals the housing against a
  • these housings are prismatic, particularly preferably rectangular or cuboid or rounded prismatic.
  • Other preferred embodiments, so-called round cells, have round cross sections.
  • a cover of such a cup-shaped housing of an electrochemical energy store should be understood to mean a product which is designed such that it can close a cup-shaped housing of an electrochemical energy store in the above-mentioned sense.
  • such products are designed as relief-like shaped walls, which are bounded by a preferably flat edge.
  • a forming process particularly preferably by embossing, pressing, deep drawing or by extrusion, formed of a metallic material sheet-like components, preferably sheets, more preferably at least a breakthrough or a recess for performing at least with respect to the housing cover electrically isolated cell contact.
  • a cell contact is to be understood as an electrical connection of the cell to its electrical environment, that is, to electrical conductors of consumers or of current sources.
  • Cell contacts are also referred to as pole contacts, poles, pole terminals or the like.
  • a planar section of a cell contact is to be understood as meaning a section of the cell contact which, when the housing cover is placed on the housing, penetrates into the interior of the cell
  • Enclosed housing such that at least one of a housing surrounded by the electrode stack or electrode winding outstanding
  • the planar section thus has at least one preferably flat surface with which at least one projecting out of an electrode stack or electrode winding surrounded by the housing
  • Ableiterfahne with this section electrically conductive and flat, preferably positive, non-positive or cohesive, can be connected.
  • the at least one surface is preferably aligned parallel to the Ableiterfahen, which are connected to this surface, preferably to be attached to this surface. This is at least a part of those Ableiterfahen which are electrically connected to electrode plates having the polarity of the cell contact whose planar portion to be connected to this Ableiterfahen.
  • the planar portion may also have a plurality of partial surfaces, which are preferably aligned in each case parallel to groups of Ableiterfahen, in different, not necessarily parallel planes from the
  • Protrude electrode stack or electrode coil which preferably be connected flat and electrically conductive with the respective arranged parallel to them Ableiterfahen.
  • a part of an electrode tab that protrudes from an electrode stack or electrode winding is intended to be under a conductor tab
  • Electrode via which this electrode is or can be electrically connected to the cell contact is preferably the un coated at this point part of a planar conductor, which is preferably coated in the electrode stack or electrode coil with the electrochemically active material of the electrode.
  • the electrochemically active part of the cell is the electrode stack or electrode coil, preferably by layers of cathode and anode foils, especially in the case of cells based on Li-ion cell chemistry, preferably by coated aluminum or
  • Copper foils is formed, which are preferably separated in each case by layers of a separator material.
  • it is provided to stack individual sheets of cathodes, anodes and separators, or to wrap tapes therefrom or to fold them flat or to fold a band-shaped separator in Z-shape and the
  • Anode and cathode layers are preferably uncoated on at least one edge and protrude from the electrode stack or wrapping like little flags as so-called collector tabs or arrester tabs, preferably via so-called collectors with the cell contacts or the cell poles or preferably with the inside of the housing and a cell pole connected to polar cells.
  • collector tabs or arrester tabs preferably via so-called collectors with the cell contacts or the cell poles or preferably with the inside of the housing and a cell pole connected to polar cells.
  • press or fusion welding preferably a resistance spot welding, ultrasonic welding or laser welding are used.
  • a non-positive connection preferably by riveting.
  • a preferably positive, frictional or cohesive connection is intended to be used under a flat connection two surfaces are understood, which is not punctiform, but in which contact larger areas than only individual points, so that preferably the lowest possible electrical resistance arises with this connection.
  • the housing cover is preferably completely equipped before the closure of the cell.
  • the housing can be made in two parts, consisting of only a cup and a lid. The elimination of a separate collector reduces the expense (i.e., in particular the cost, space, weight) over the prior art.
  • the power line is improved by the elimination of a weld with electrical contact resistance.
  • the proposed solution can be applied mutatis mutandis when the cell is sealed from the bottom and consists of an "upside down" cup (through which the second cell pole is isolated) and a bottom used with integrally formed collector.
  • a housing cover in which at least one first cell contact with the housing cover is electrically conductive and preferably integrally connected.
  • the electrically conductive connection of a cell contact with the housing cover is associated with the advantage that the entire housing cover or at least the electrically connected to the cell contact portion of - optionally from a plurality of mutually electrically isolated constructed on electrical conductors - housing cover is at the same potential as the cell contact, so that this voltage on the entire housing cover or at the electrically connected to the cell contact part of the
  • Housing cover can be tapped.
  • the housing cover is formed by a forming process, particularly preferably by embossing, pressing, deep drawing or extrusion, of a metallic material and provided with an inverted inside collar, which is locally extended like a flag.
  • a forming process particularly preferably by embossing, pressing, deep drawing or extrusion, of a metallic material and provided with an inverted inside collar, which is locally extended like a flag.
  • Embodiments of the invention have the advantage that the planar portion is made together with the housing cover, thereby reducing the number of manufacturing steps.
  • This inwardly bent lug represents the collector to which the cathode lugs, preferably in the form of an aluminum carrier foil of the electrode stack, are preferably attached by means of ultrasonic welding.
  • the chosen construction allows the two-sided access of an ultrasonic welding tool consisting of anvil and sonotrode. After welding the flags is the
  • Electrode stack or electrode coil including the housing cover in the cell cup (i.e., in the cup-shaped housing) pushed and the cell is preferably welded shut.
  • a housing cover wherein at least a first cell contact is designed as a raised structure on the outside of the housing cover.
  • This version offers the advantage of a shortened parts list.
  • the compound is of planar section and raised structure disposed within the electrochemical energy storage.
  • the advantage of the design is that the connection between the planar section and the raised structure is protected against stresses from the environment.
  • This design offers the further advantage that, as the joints are reduced, the electrical resistance between the electrodes and the cell poles is reduced.
  • a housing cover is provided with at least one opening or at least one recess in the housing cover for carrying at least one relative to the housing cover electrically insulated second cell contact, which is preferably shaped such that a planar portion of this second cell contact when the housing cover is placed on the housing is projecting into the interior of the housing such that at least one of an electrode stack surrounded by the housing or
  • Electrode winding outstanding Ableiterfahne can be connected electrically conductive and flat with this section.
  • the housing cover on a plurality of planar sections, which are preferably each connected to Ableitfahen the same polarity.
  • the plurality of planar sections are connected in a material-locking manner with conductor lugs of the same polarity, in particular by means of
  • the housing cover has a current collecting subassembly.
  • the particular metallic current collector assembly has at least two planar sections, which in particular the electrical connection with each serve an arrester flag.
  • the planar sections are electrically connected to the collector lugs of the same polarity.
  • Current collecting assembly further comprises a particular cylindrical pin, which serves in particular the electrical connection with a cell contact.
  • the pin is sealed relative to the housing cover in particular by means of a seal and or insulation or electrically insulated. So the current collecting assembly is electrically opposite to the
  • an electrochemical energy store is further provided with a housing cover according to one of the specified embodiments.
  • a preferred embodiment of the electrochemical energy store is characterized by an electrode stack or electrode winding having at least four protruding outgoer lugs, wherein each two discharge lugs have the same electrical polarity.
  • this embodiment has a housing cover with at least two planar sections, wherein the housing cover and its planar sections are electrically connected to each other. The at least two planar sections of the housing cover are electrically conductively connected to two collector lugs of the same electrical polarity.
  • this embodiment has a current collecting subassembly with at least two planar sections, wherein the
  • housing cover provided according to one of the specified embodiments, in which the housing cover is formed by a forming process, preferably by embossing, pressing, deep drawing or extrusion, of a metallic material and provided with an inverted collar inside, which is locally extended like a flag.
  • the housing either in three parts - ie with
  • the housing cover, housing side wall and housing bottom Carry out the housing cover, housing side wall and housing bottom, or to connect the collector of the guided through the housing pole or cell contact after welding to the Ableitfähnchen from the outside to the cell contact.
  • groups of arrester lugs are electrically conductively and flatly connected to the planar portion, so that the contact can be improved and internal Kunststoffleitersschienen be dispensable.
  • the collector tabs of the same polarity are connected to each other before, or during their connection with the planar sections, preferably cohesively, preferably by means of intermediate layers, a band or another construction part of at least locally electrically conductive material, preferably with the aid of so-called spacers made of copper or made of a composite material of a metal and an electrical insulator.
  • FIG. 1 shows schematically a preferred one
  • FIG. 2 schematically shows a further preferred exemplary embodiment of an electrochemical energy store
  • FIG. 3 is a schematic view of another preferred embodiment of an electrochemical energy store
  • Figure 4 is a schematic cross-sectional side view of the electrochemical energy store shown in Figure 3
  • Figure 5 is a cross-sectional view of the electrochemical energy storage shown in Figure 3 from the front and a view of the housing cover of this electrochemical energy storage device from below.
  • FIG. 6 is a schematic view of another preferred embodiment of an electrochemical energy store according to the invention.
  • FIG. 7 is a schematic view of another preferred embodiment of an electrochemical energy store according to the invention.
  • FIG. 8 is a side cross-sectional view of that shown in FIG.
  • Figure 9 is a cross-sectional view of the electrochemical energy storage shown in Figure 7 from the front and a view of the housing cover of this electrochemical energy storage device from below;
  • Figure 10 is a schematic representation of an inventive
  • Figure 1 1 is a schematic representation of the welding process in
  • FIG. 12 shows a perspective view of a housing cover with a raised structure, in particular for cell contact, FIG.
  • FIG. 13 shows a schematic representation of a current collecting subassembly
  • FIG. 14 shows a schematic illustration of a preferred embodiment of an electrochemical energy store with the current collecting subassembly according to FIG. 13.
  • Figure 1 shows, an inventive electrochemical
  • Housing cover 2 is closed, which cell contacts 3 and 4, via which the electrochemical energy storage
  • an electrode stack or electrode winding 5 is housed, from which Ableiterfahen 6 and 7 protrude, which are connected to the planar sections 8 and 9 of the cell contacts 3 and 4 surface and electrically conductive.
  • the planar section 9 is preferably integrally connected to the housing cover 2, so that the housing cover 2 is at the same electrical potential as the planar section 9. Because the cell contact 3 has a different polarity than the cell contact 4, the planar section 8 not electrically connected to the housing cover 2. However, this planar portion 8 is electrically connected to the Ableitfähnchen 6 of the electrodes of a first polarity of the electrode stack 5. Similarly, the planar portion 9 is electrically connected to the Ableitfähnchen the electrodes of the other polarity.
  • FIG. 3 shows in a schematic manner, the cell contact 3 is electrically insulated from the housing cover 2 by means of an insulating ring 12.
  • the planar portion 8 is electrically connected to the cell contact 3 via a cylinder 11 which is passed through a seal 10 through an opening or through a recess 13 in the housing cover 2 and with the
  • Cell contact 3 is electrically connected.
  • the planar portion 9 is positively and / or materially connected to the housing cover or to the cell contact 4. It is preferably welded to the underside of the housing cover.
  • the sealing ring 10 is also made of an electrically insulating material, so that this electrical insulation of the planar portion 8 and of the cylindrical portion 1 1 with respect to the housing cover 2 can ensure.
  • FIG. 4 shows the exemplary embodiment shown in FIG. 3 in a side cross-sectional view.
  • the housing cover 2 on which the cell contact 4 is preferably mounted in one piece, projects the planar portion 9 in the interior of the cup-shaped housing and is there flat and electrically connected to the Ableiterfahnen 7, consisting of the housed in the housing cup 1 electrode stack or electrode winding 5 stick out.
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of the electrochemical energy store according to the invention, in which the planar section 9 projecting into the interior of the housing is not only attached in one piece to the housing cover 2, but preferably by a forming process of the housing
  • FIG. 7 shows the same exemplary embodiment in an exploded view.
  • FIG. 8 shows the same exemplary embodiment in one
  • FIG. 9 shows the same exemplary embodiment in a cross-sectional view from the front and the corresponding housing cover from below.
  • FIGS. 10 and 11 schematically show the connection of a planar one
  • FIG. 12 shows a perspective view of a housing cover 2 according to the invention from below (left) and from above (right).
  • the housing cover 2 has a raised structure 20, whose shape is adapted to a not-shown planar portion. This raised structure 20 is introduced into the housing cover 2 by means of a deep drawing process, preferably embossed or
  • the raised structure 20 performs the function of cell contact. Not shown is a planar portion, which with the housing cover. 2 in particular in the raised structure 20 is welded. This training is the bill of materials of the electrochemical energy storage reduced.
  • FIG. 13 shows a current collecting module 21 in a side view.
  • the current collecting assembly 21 has a plurality of planar sections 8, 8a, which are connected electrically and preferably cohesively to the cylindrical pin 11.
  • the plurality of planar sections 8, 8a serve to reduce the current density and thus counteract the aging of the connection.
  • FIG. 14 schematically shows an electrochemical energy store with a cup-shaped housing 1, a housing cover 2 according to the invention and an electrode stack 5.
  • the housing 1 surrounds the electrode stack 5.
  • the electrode stack 5 has a first group of discharge lugs 6, 6a of the first polarity and a second group of discharge lugs 7, 7a of the second polarity.
  • the first group of collector tabs 6, 6a is connected to the planar sections 9, 9a of the housing cover 2.
  • the second group of discharge lugs 7, 7a is connected to the planar sections 8, 8a of the current collecting module 21.
  • the cylindrical pin 1 1 is isolated and sealed out through a recess of the housing cover 2 and electrically connected to the cell contact 3 electrically conductive.

Abstract

Ein Gehäusedeckel (2) für einen elektrochemischen Energiespeicher mit einem becherförmigen Gehäuse (1) weist wenigstens einen ersten Zellkontakt (3, 4) auf. Dieser ist derart geformt, dass ein planares Teilstück (8, 9) dieses ersten Zellkontaktes, wenn der Gehäusedeckel auf das Gehäuse aufgesetzt ist, in das Innere des Gehäuses derart hineinragt, dass wenigstens eine aus einem von dem Gehäuse umgebenen Elektrodenstapel oder Elektrodenwickel (5) herausragende Ableiterfahne (6, 7) mit diesem Teilstück elektrisch leitend und flächig verbunden werden kann.

Description

Gehäusedeckel für einen elektrochemischen Energiespeicher mit einem becherförmigen Gehäuse und Verfahren zur Herstellung des Gehäusedeckels
B e s c h r e i b u n g
Hiermit wird der gesamte Inhalt der Prioritätsanmeldung DE 10 201 1 1 10 694.8 durch Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Anmeldung.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gehäusedeckel für einen
elektrochemischen Energiespeicher mit einem becherförmigen Gehäuse, insbesondere für eine nach galvanischen Prinzipien arbeitende Einrichtung, wie insbesondere eine Batterie bzw. ein Akkumulator, insbesondere eine
Lithiumionenbatterie, insbesondere für Fahrzeuganwendungen.
Hochvolt-Batterien für Fahrzeuganwendungen bestehen aus einer Mehrzahl von in Reihe und/oder parallel geschalteten Einzelzellen. Bekannt sind sogenannte Hardcase-Zellen, die ein metallisches Gehäuse besitzen, durch welches die Zellpole elektrisch isoliert herausgeführt sind. Die Zellpole mit außen liegenden Terminals sind mit den Anoden und Kathoden im Zellinneren verbunden und ermöglichen so die Stromzufuhr bei Laden und die Stromabfuhr beim Entladen.
Die US 2005/01 18501 A1 zeigt (Fig. 2) einen derartigen elektrochemischen Energiespeicher mit einem becherförmigen Gehäuse (2) und mit Zellpolen (7, 8), die am Deckel bzw. am Boden des becherförmigen Gehäuses nach außen geführt sind. Diese Zellpole sind (Fig. 3) elektrisch über Ableiterfahnen (4a, 5a) mit den Elektroden-Platten (4) und (5) im Inneren des Gehäuses verbunden.
Ebenfalls bekannt sind Zellen, bei denen ein Pol direkt auf dem Zellgehäuse liegt (sog.„polare Zelle"). Hier muss nur noch ein Pol isoliert durch die
Gehäusewandung hindurch geführt werden. Die DE 2 235 299 zeigt (Fig. 1 ) eine derartige Zelle.
Die WO 2008/086417 A1 zeigt (Fig. 7) eine polare Zelle, bei der die
Ableiterfähnchen eines Pols direkt auf die Innenseite des Zellgehäuses geschweißt sind, wodurch das Gehäuse auch als Kollektor wirkt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann darin gesehen werden, eine technische Lehre zur möglichst kostengünstigen Herstellung eines
elektrochemischen Energiespeichers anzugeben. Diese Aufgabe wird durch ein Erzeugnis bzw. durch ein Verfahren nach einem der unabhängigen
Patentansprüche gelöst. Die Unteransprüche sollen vorteilhafte Weiterbildungen dieser Erfindung unter Schutz stellen. Erfindungsgemäß ist ein Gehäusedeckel für einen elektrochemischen
Energiespeicher mit einem becherförmigen Gehäuse vorgesehen, der wenigstens einen ersten Zellkontakt aufweist, welcher derart geformt ist, dass ein planares Teilstück dieses ersten Zellkontaktes, wenn der Gehäusedeckel auf das Gehäuse aufgesetzt ist, in das Innere des Gehäuses derart hineinragt, dass wenigstens eine aus einem von dem Gehäuse umgebenen Elektrodenstapel oder Elektrodenwickel herausragende Ableiterfahne mit diesem Teilstück elektrisch leitend und flächig verbunden werden kann.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung soll unter einem becherförmigen Gehäuse eines elektrochemischen Energiespeichers ein mit wenigstens einem
Gehäusedeckel verschließbares, vorzugsweise mit einer von wenigstens einem in einer Ebene liegenden Rand begrenzten Wandung versehenen Gehäuse verstanden werden, das auf der dem Gehäusedeckel gegenüberliegenden („unteren") Seite geschlossen oder von wenigstens einem Gehäuseboden verschließbar ausgestaltet sein kann. Ein derartiger Gehäuseboden ist vorzugsweise wie ein Gehäusedeckel ausgestaltet. Die begriffliche
Unterscheidung zwischen den Ausdrücken Boden und Deckel folgt hier der umgangsprachlichen Übung also auch in den Fällen, in denen kein funktioneller Unterschied zwischen Boden und Deckel besteht, der eine begriffliche
Unterscheidung erfordern oder rechtfertigen würde. Wenn in diesem
Zusammenhang der sprachlichen Einfachheit wegen nur von einem
Gehäusedeckel oder nur von einem Gehäuseboden gesprochen wird, soll stets auch der Gehäuseboden bzw. der Gehäusedeckel oder beides gemeint sein.
Ein Gehäusedeckel oder Gehäuseboden kann ein becherförmiges Gehäuse verschließen, wenn der Rand des Gehäusedeckels oder des Gehäusebodens mit einem Rand des becherförmigen Gehäuses wenigstens stellenweise formschlüssig, kraftschlüssig oder stoffschlüssig verbunden werden kann.
Vorzugsweise dichtet diese Verbindung das Gehäuse gegen einen
Stoffaustausch mit der Umgebung des Gehäuses ab. Vorzugsweise sind diese Gehäuse prismatisch, besonders vorzugsweise rechteckig oder quaderförmig oder abgerundet prismatisch geformt. Andere bevorzugte Ausführungsformen, sogenannte Rundzellen, weisen runde Querschnitte auf.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung soll unter einem Gehäusedeckel eines solchen becherförmigen Gehäuse eines elektrochemischen Energiespeichers ein Erzeugnis verstanden werden, das so ausgestaltet ist, dass es ein becherförmiges Gehäuse eines elektrochemischen Energiespeichers im oben genannten Sinne verschließen kann. Vorzugsweise sind solche Erzeugnisse als reliefartig geformte Wandungen ausgestaltet, die von einem vorzugsweise ebenen Rand begrenzt werden. Besonders vorzugsweise handelt es sich um durch ein Umformverfahren, besonders vorzugsweise durch Prägen, Pressen, Tiefziehen oder durch Fließpressen, aus einem metallischen Werkstoff geformte flächige Bauteile, vorzugsweise Bleche, besonders bevorzugt mit wenigstens einem Durchbruch oder einer Ausnehmung zur Durchführung wenigstens gegenüber dem Gehäusedeckel elektrisch isolierten Zellkontaktes.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung soll unter einem Zellkontakt ein elektrischer Anschluss der Zelle an ihre elektrische Umgebung verstanden werden, also an elektrische Leiter von Stromverbrauchern oder von Stromquellen. Zellkontakte werden auch als Polkontakte, Pole, Polanschlüsse oder in ähnlicher Weise bezeichnet. Im Sinne der vorliegenden Erfindung soll unter einem planaren Teilstück eines Zellkontaktes ein Teilstück des Zellkontaktes verstanden werden, welches, wenn der Gehäusedeckel auf das Gehäuse aufgesetzt ist, in das Innere des
Gehäuses derart hineinragt, dass wenigstens eine aus einem von dem Gehäuse umgebenen Elektrodenstapel oder Elektrodenwickel herausragende
Ableiterfahne mit diesem Teilstück elektrisch leitend und flächig verbunden werden kann. Das planare Teilstück weist also wenigstens eine vorzugsweise ebene Fläche auf, mit der wenigstens eine aus einem von dem Gehäuse umgebenen Elektrodenstapel oder Elektrodenwickel herausragende
Ableiterfahne mit diesem Teilstück elektrisch leitend und flächig, vorzugsweise formschlüssig, kraftschlüssig oder stoffschlüssig, verbunden werden kann. Die wenigstens eine Fläche ist dabei vorzugsweise parallel zu den Ableiterfahnen ausgerichtet, die mit dieser Fläche verbunden, vorzugsweise an dieser Fläche befestigt werden sollen. Dabei handelt es sich um wenigstens einen Teil derjenigen Ableiterfahnen, welche elektrisch leitend mit Elektrodenplatten verbunden sind, die die Polarität der Zellkontaktes aufweisen, dessen planares Teilstück mit dieses Ableiterfahnen verbunden werden sollen.
Vorzugsweise kann das planare Teilstück auch mehrere Teilflächen aufweisen, die vorzugsweise jeweils parallel zu Gruppen von Ableiterfahnen ausgerichtet sind, die in unterschiedlichen, nicht notwendig parallelen Ebenen aus dem
Elektrodenstapel oder Elektrodenwickel herausragen, und welche vorzugsweise mit den jeweils zu ihnen parallel ausgerichteten Ableiterfahnen flächig und elektrisch leitend verbunden werden.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung soll unter einer Ableiterfahne einen aus einem Elektrodenstapel oder Elektrodenwickel herausragenden Teil einer
Elektrode, über den diese Elektrode mit dem Zellkontakt elektrisch verbunden ist oder werden kann. Die Ableiterfahne ist vorzugsweise der an dieser Stelle un beschichtete Teil eines flächigen Leiters, der im Elektrodenstapel oder Elektrodenwickel vorzugsweise mit dem elektrochemisch aktiven Material der Elektrode beschichtet ist. Der elektrochemisch aktive Teil der Zelle ist der Elektrodenstapel bzw. Elektrodenwickel, der vorzugsweise durch Lagen aus Kathoden- und Anodenfolien, besonders im Fall von Zellen auf der Grundlage der Li-Ion-Zellchemie vorzugsweise durch beschichtete Aluminium- oder
Kupferfolien, gebildet wird, die vorzugsweise jeweils durch Lagen aus einem Separator-Material getrennt werden.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, einzelne Blätter aus Kathoden, Anoden und Separatoren zu stapeln, oder Bänder aus diesen zu wickeln bzw. flach zu wickeln oder einen bandförmigen Separator in Z-Form zu falten und die
Kathoden- bzw. Anodenblätter seitlich in die sich bildenden Taschen
einzuschieben. Anoden- und Kathodenlagen sind vorzugsweise an mindestens einem Rand unbeschichtet und ragen aus dem Elektrodenstapel bzw. -wickel wie Fähnchen als sogenannte Ableiterfahnen oder Ableiterfähnchen heraus, die vorzugsweise über sogenannte Kollektoren mit den Zellkontakten oder den Zellpolen bzw. vorzugsweise mit der Gehäuseinnenseite und einem Zellpol bei polaren Zellen verbunden werden. Hierzu kommen vorzugsweise Press- oder Schmelzschweißverfahren, vorzugsweise eine Widerstandspunktschweißung, eine Ultraschallschweißung oder eine Laserschweißung zum Einsatz. Bevorzugt ist auch eine kraftschlüssige Anbindung, vorzugsweise durch Nietung.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung soll unter einer flächigen Verbindung eine vorzugsweise formschlüssige, kraftschlüssige oder stoffschlüssige Verbindung zweier Flächen verstanden werden, die nicht punktförmig ist, sondern bei der sich größere Flächenanteile als nur einzelne Punkte berühren, so dass vorzugsweise ein möglichst geringer elektrischer Widerstand mit dieser Verbindung entsteht.
Es wird erfindungsgemäß mit anderen Worten vorgeschlagen, vorzugsweise den Kollektor des auf dem Gehäuse liegenden Pols in den vorzugsweise metallischen Gehäusedeckel zu integrieren, besonders vorzugsweise aus diesem auszuformen. Durch diese Maßnahme ist der Zugang zu beiden Schweißstellen vor dem Verschluss der Zelle möglich, wodurch insbesondere der Fügevorgang beim Punktschweißung (zwei gegenüberliegende
Schweißelektroden), beim US-Schweißen (Sonotrode und Amboss
gegenüberliegend) und Nietung (Nietwerkzeug und Gegenhalter) ermöglicht wird. Der Gehäusedeckel ist vorzugsweise vor dem Verschluss der Zelle komplett bestückt. Das Gehäuse kann zweiteilig, bestehend nur aus einem Becher und einem Deckel, ausgeführt werden. Durch den Wegfall eines separaten Kollektors wird der Aufwand (d.h. insbesondere die Kosten, der Bauraum, das Gewicht) gegenüber dem Stand der Technik reduziert. Die Stromleitung wird durch das Entfallen einer Schweißstelle mit elektrischem Übergangswiderstand verbessert.
Die vorgeschlagene Lösung lässt sich sinngemäß anwenden, wenn die Zelle vom Boden her verschlossen wird und aus einem„kopfstehenden" Becher (durch den der zweite Zellpol isoliert geführt ist) und einem unten eingesetzten Boden mit angeformtem Kollektor besteht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Gehäusedeckel vorgesehen, bei dem wenigstens ein erster Zellkontakt mit dem Gehäusedeckel elektrisch leitend und vorzugsweise einstückig verbunden ist. Die elektrisch leitende Verbindung eines Zellkontaktes mit dem Gehäusedeckel ist mit dem Vorteil verbunden, dass der gesamte Gehäusedeckel oder zumindest der mit dem Zellkontakt elektrisch verbundene Teil des - gegebenenfalls aus einer Mehrzahl von gegeneinander elektrisch isolierten elektrischen Leitern aufgebauten - Gehäusedeckels auf dem selben Potential liegt wie der Zellkontakt, so dass diese Spannung am gesamten Gehäusedeckel bzw. an dem mit dem Zellkontakt elektrisch verbundenen Teil des
Gehäusedeckels abgegriffen werden kann.
Vorzugsweise ist der Gehäusedeckel durch ein Umformverfahren, besonders vorzugsweise durch Prägen, Pressen, Tiefziehen oder durch Fließpressen, aus einem metallischen Werkstoff geformt und mit einem nach innen gestülpten Kragen versehen, der lokal fahnenartig verlängert ist. Derartige
Ausführungsformen der Erfindung sind mit dem Vorteil verbunden, dass das planare Teilstück zusammen mit dem Gehäusedeckel gemeinsam gefertigt wird, wodurch die Zahl der Fertigungsschritte verringert wird.
Der Gehäusedeckel wird bei diesen Ausführungsformen vorzugsweise in
Aluminium ausgeführt, besonders vorzugsweise durch ein Umformverfahren, vorzugsweise durch Prägen, Pressen, Tiefziehen, oder Fließpressen und vorzugsweise mit einem nach innen gestülpten Kragen versehen, welcher an einer Stelle fahnenartig verlängert ist. Diese nach innen gebogene Fahne stellt den Kollektor dar, an den die Kathodenfähnchen, vorzugsweise in Form einer Alu-Trägerfolie des Elektrodenstapels vorzugsweise mittels Ultraschall- Schweißung angebracht werden. Die gewählte Konstruktion ermöglicht den beidseitigen Zugang eines aus Amboss und Sonotrode bestehenden Ultraschall- Schweißwerkzeugs. Nach dem Anschweißen der Fähnchen wird der
Elektrodenstapel oder Elektrodenwickel einschließlich des Gehäusedeckels in den Zellbecher (d.h. in das becherförmige Gehäuse) geschoben und die Zelle wird vorzugsweise zugeschweißt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist ein Gehäusedeckel vorgesehen, bei dem wenigstens ein erster Zellkontakt als erhabene Struktur auf der Außenseite des Gehäusedeckels ausgestaltet ist. Diese Ausführung bietet den Vorteil einer verkürzten Stückliste. Vorzugsweise ist die Verbindung von planarem Teilstück und erhabener Struktur innerhalb des elektrochemischen Energiespeichers angeordnet. Diese
Ausführung bietet den Vorteil, dass die Verbindung von planarem Teilstück und erhabener Struktur gegen Belastungen aus der Umgebung geschützt ist. Diese Ausführung bietet den weiteren Vorteil, dass mit Reduzierung der Fügestellen der elektrische Widerstand zwischen den Elektroden und den Zellpolen verringert ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist ein Gehäusedeckel vorgesehen, mit wenigstens einem Durchbruch oder mit wenigstens einer Ausnehmung im Gehäusedeckel zur Durchführung wenigstens eines gegenüber dem Gehäusedeckel elektrisch isolierten zweiten Zellkontaktes, der vorzugsweise derart geformt ist, dass ein planares Teilstück dieses zweiten Zellkontaktes, wenn der Gehäusedeckel auf das Gehäuse aufgesetzt ist, in das Innere des Gehäuses derart hineinragt, dass wenigstens eine aus einem von dem Gehäuse umgebenen Elektrodenstapel oder
Elektrodenwickel herausragende Ableiterfahne mit diesem Teilstück elektrisch leitend und flächig verbunden werden kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung weist der Gehäusedeckel mehrere planare Teilstücke auf, welche vorzugsweise je mit Ableiterfahnen derselben Polarität verbunden sind.
Besonders bevorzugt sind die mehreren planaren Teilstücke mit Ableiterfahnen derselben Polarität stoffschlüssig verbunden, insbesondere mittels
Ultraschallschweißen. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass der Strom durch je ein planares Teilstück vermindert ist. Damit wird die zugehörige elektrische Heizleistung bzw. Verlustleistung verringert und vorteilhaft einer Alterung der insbesondere stoffschlüssigen Verbindung entgegengewirkt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung weist der Gehäusedeckel eine Stromsammeibaugruppe auf. Die insbesondere metallische Stromsammeibaugruppe weist wenigstens zwei planare Teilstücke auf, welche insbesondere der elektrischen Verbindung mit je einer Ableiterfahne dienen. Vorzugsweise sind die planaren Teilstücke mit Ableiterfahnen derselben Polarität elektrisch leitend verbunden. Die
Stromsammeibaugruppe weist weiterhin einen insbesondere zylindrischen Stift auf, welche insbesondere der elektrischen Verbindung mit einem Zellkontakt dient. Vorzugsweise ist der Stift gegenüber dem Gehäusedeckel insbesondere mittels einer Dichtung und oder einer Isolierung abgedichtet bzw. elektrisch isoliert. So ist die Stromsammeibaugruppe elektrisch gegenüber dem
Gehäusedeckel isoliert. Diese Ausführungsform mit einer
Stromsammeibaugruppe bietet den Vorteil, dass die elektrische Strom zeitgleich durch mehrere planare Teilstücke fließt. Damit wird die zugehörige elektrische Heizleistung verringert und vorteilhaft einer Alterung der insbesondere stoffschlüssigen Verbindung entgegengewirkt.
Erfindungsgemäß ist ferner ein elektrochemischer Energiespeicher mit einem Gehäusedeckel nach einer der angegebenen Ausführungsformen vorgesehen.
Eine bevorzugte Ausführungsform des elektrochemischen Energiespeichers ist gekennzeichnet durch einen Elektrodenstapel oder Elektrodenwickel mit wenigstens vier herausragenden Ableiterfahnen, wobei je zwei Ableiterfahnen dieselbe elektrische Polarität aufweisen. Auch weist diese Ausführungsform einen Gehäusedeckel mit wenigstens zwei planaren Teilstücken auf, wobei der Gehäusedeckel und dessen planaren Teilstücke elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Die wenigstens zwei planaren Teilstücke des Gehäusedeckels sind mit zwei Ableiterfahnen derselben elektrischen Polarität elektrisch leitend verbunden. Weiter weist diese Ausführungsform eine Stromsammeibaugruppe mit wenigstens zwei planaren Teilstücken auf, wobei die
Stromsammeibaugruppe und deren planare Teilstücke elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Die wenigstens zwei planaren Teilstücke der Stromsammeibaugruppe sind mit zwei Ableiterfahnen derselben elektrischen Polarität elektrisch leitend verbunden. Diese Ausführung bietet den Vorteil, dass der mit dem elektrochemischen Energiespeicher ausgetauschte elektrische Strom zeitgleich durch mehrere planare Teilstücke fließt. Damit wird die zugehörige elektrische Heizleistung verringert und vorteilhaft einer Alterung der insbesondere stoffschlüssigen Verbindung entgegengewirkt.
Erfindungsgemäß ist ferner ein Verfahren zur Herstellung eines
Gehäusedeckels nach einer der angegebenen Ausführungsformen vorgesehen, bei dem der Gehäusedeckel durch ein Umformverfahren, vorzugsweise durch Prägen, Pressen, Tiefziehen oder durch Fließpressen, aus einem metallischen Werkstoff geformt und mit einem nach innen gestülpten Kragen versehen wird, der lokal fahnenartig verlängert ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines elektrochemischen Energiespeichers
vorgesehen, bei dem wenigstens eine aus einem von dem Gehäuse umgebenen Elektrodenstapel oder Elektrodenwickel herausragende Ableiterfahne mit dem in das Innere des Gehäuses ragenden planaren Teilstück wenigstens eines ersten und/oder zweiten Zellkontaktes elektrisch leitend und flächig, vorzugsweise mittels Ultraschall-Schweißung, verbunden wird, und bei dem in einem nachfolgenden Schritt der Elektrodenstapel oder Elektrodenwickel zusammen mit dem Deckel in das becherförmige Gehäuse geschoben und der Deckel mit dem Gehäuse, vorzugsweise mittels Ultraschall-Schweißung, verbunden wird.
Zur Sicherstellung des beidseitigen Zugangs zu den bei polaren Zellen mit auf der Innenseite verschweißten Ableiterfähnchen möglicherweise vorhandenen zwei Fügestellen, der bei einer Ultraschall-Schweißung zum zangenartigen Ansetzen von Amboss und Sonotrode bzw. zur Verpressung auf Nullspalt mit einem Gegenhalter bei einer Strahlschweißung erforderlich sein kann, ist es vorzugsweise vorgesehen, das Gehäuse entweder dreiteilig - also mit
Gehäusedeckel, Gehäuseseitenwand und Gehäuseboden auszuführen, oder den Kollektor des durch das Gehäuse geführten Pols oder Zellkontakts nach dem Anschweißen an die Ableiterfähnchen von außen mit dem Zellkontakt zu verbinden. Vorzugsweise werden Gruppen von Ableiterfahnen elektrisch leitend und flächig mit dem planaren Teilstück verbunden, so dass die Kontaktierung verbessert werden kann und interne Kontaktierungsschienen entbehrlich werden. Vorzugsweise werden Ableiterfahnen gleicher Polarität vor oder während ihrer Verbindung mit den planaren Teilstücken miteinander schlüssig, vorzugsweise stoffschlüssig, verbunden, besonders vorzugsweise durch Zwischenlagen, ein Band oder ein anderes Konstruktionsteil aus wenigstens stellenweise elektrisch leitfähigem Material, vorzugsweise mit Hilfe von sog. Spacern aus Kupfer oder aus einem Verbundmaterial aus einem Metall und einem elektrischen Isolator.
Einzelne Merkmale dieser und weiterer Ausführungsformen der Erfindung können auch in vorteilhafter Weise miteinander zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung kombiniert werden, deren erschöpfende Darstellung den Rahmen dieser Beschreibung sprengen würde.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und mit Hilfe von Figuren näher beschrieben. Dabei zeigt Figur 1 in schematischer Weise ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrochemischen
Energiespeichers;
Figur 2 in schematischer Weise ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines elektrochemischen Energiespeichers;
Figur 3 in schematischer Weise ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines elektrochemischen Energiespeichers; Figur 4 in schematischer Weise eine Seitenquerschnittsansicht des in Figur 3 gezeigten elektrochemischen Energiespeichers; Figur 5 eine Querschnittsansicht des in Figur 3 gezeigten elektrochemischen Energiespeichers von vorn sowie eine Ansicht des Gehäusedeckels dieses elektrochemischen Energiespeichers von unten; Figur 6 in schematischer Weise ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrochemischen Energiespeichers;
Figur 7 in schematischer Weise ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrochemischen Energiespeichers;
Figur 8 eine Seitenquerschnittsansicht des in Figur 7 gezeigten
elektrochemischen Energiespeichers;
Figur 9 eine Querschnittsansicht des in Figur 7 gezeigten elektrochemischen Energiespeichers von vorn sowie eine Ansicht des Gehäusedeckels dieses elektrochemischen Energiespeichers von unten;
Figur 10 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen
elektrochemischen Energiespeichers beim Verschweißen der Ableiterfahne mit dem planaren Teilstück;
Figur 1 1 eine schematische Darstellung des Schweißvorgangs im
Zusammenhang mit der in Figur 10 gezeigten Anordnung, Figur 12 eine perspektivische Ansicht auf einen Gehäusedeckel mit einer erhabenen Struktur insbesondere für einen Zellkontakt,
Figur 13 eine schematische Darstellung einer Stromsammeibaugruppe, Figur 14 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines elektrochemischen Energiespeichers mit der Stromsammeibaugruppe gemäß Figur 13. Wie die Figur 1 zeigt, weist ein erfindungsgemäßer elektrochemischer
Energiespeicher ein becherförmiges Gehäuse 1 auf, welches mit einem
Gehäusedeckel 2 verschlossen ist, welcher Zellkontakte 3 und 4 aufweist, über welche der elektrochemische Energiespeicher
elektrisch mit seiner Umgebung verbunden werden kann. Wie in Figur 2 dargestellt, ist in dem becherförmigen Gehäuse 1 ein Elektrodenstapel oder Elektrodenwickel 5 untergebracht, aus welchem Ableiterfahnen 6 und 7 herausragen, die mit den planaren Teilstücken 8 und 9 der Zellkontakte 3 und 4 flächig und elektrisch leitend verbunden sind.
Das planare Teilstück 9 ist dabei vorzugsweise mit dem Gehäusedeckel 2 einstückig verbunden, so dass der Gehäusedeckel 2 auf dem gleichen elektrischen Potential liegt, wie das planare Teilstück 9. Weil der Zellkontakt 3 eine andere Polarität aufweist als der Zellkontakt 4, ist das planare Teilstück 8 nicht elektrisch leitend mit dem Gehäusedeckel 2 verbunden. Dieses planare Teilstück 8 ist jedoch mit den Ableiterfähnchen 6 der Elektroden einer ersten Polarität des Elektrodenstapels 5 elektrisch leitend verbunden. In ähnlicher Weise ist das planare Teilstück 9 mit den Ableiterfähnchen der Elektroden der anderen Polarität elektrisch leitend verbunden.
Wie Figur 3 in schematischer Weise zeigt, ist der Zellkontakt 3 mit Hilfe eines isolierenden Ringes 12 von dem Gehäusedeckel 2 elektrisch isoliert. Das planare Teilstück 8 wird mit dem Zellkontakt 3 über einen Zylinder 11 elektrisch verbunden, der durch eine Dichtung 10 durch einen Durchbruch oder durch eine Ausnehmung 13 im Gehäusedeckel 2 hindurchgeführt wird und mit dem
Zellkontakt 3 elektrisch leitend verbunden ist. In dem in der Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das planare Teilstück 9 formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Gehäusedeckel oder mit dem Zellkontakt 4 verbunden. Es ist vorzugsweise an der Unterseite des Gehäusedeckels angeschweißt. Der Dichtungsring 10 ist ebenfalls aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt, so dass dieser die elektrische Isolation des planaren Teilstücks 8 und des zylindrischen Teilstücks 1 1 gegenüber dem Gehäusedeckel 2 gewährleisten kann.
Die Figur 4 zeigt das in der Figur 3 gezeigte Ausführungsbeispiel in einer Seitenquerschnittsansicht. Von dem Gehäusedeckel 2, auf dem der Zellkontakt 4 vorzugsweise einstückig angebracht ist, ragt das planare Teilstück 9 in das Innere des becherförmigen Gehäuses und ist dort flächig und elektrisch leitend mit den Ableiterfahnen 7 verbunden, die aus dem in dem Gehäusebecher 1 untergebrachten Elektrodenstapel oder Elektrodenwickel 5 herausragen.
Die Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektrochemischen Energiespeichers, bei dem das in das Gehäuseinnere ragende planare Teilstück 9 nicht nur einstückig an dem Gehäusedeckel 2 angebracht ist, sondern vorzugsweise durch einen Umformvorgang des
Gehäusedeckels zusammen mit Gehäusedeckel hergestellt worden ist. Die Figur 7 zeigt das gleiche Ausführungsbeispiel in einer Explosionsdarstellung. Die Figur 8 zeigt das gleiche Ausführungsbeispiel in einer
Seitenquerschnittsansicht. Die Figur 9 zeigt das gleiche Ausführungsbeispiel in einer Querschnittsansicht von vorn und dem entsprechenden Gehäusedeckel von unten.
Die Figuren 10 und 11 zeigt schematisch das Verbinden eines planaren
Teilstückes mit einer Ableiterfahne mittels Ultraschallschweißen. Dargestellt sind die Sonotrode 11 1 sowie der Gegenhalter bzw. Ambossi 12.
Die Figur 12 zeigt perspektivisch einen erfindungsgemäßen Gehäusedeckel 2 von unten (links) sowie von oben (rechts). Der Gehäusedeckel 2 weist eine erhabene Struktur 20 auf, dessen Gestalt an ein nicht dargestelltes planares Teilstück angepasst ist. Diese erhabene Struktur 20 ist in den Gehäusedeckel 2 mittels eines Tiefziehverfahrens eingebracht, vorzugsweise geprägt bzw.
gepresst. Die erhabene Struktur 20 erfüllt die Funktion eines Zellkontakts. Nicht dargestellt ist ein planares Teilstück, welches mit dem Gehäusedeckel 2 insbesondere in der erhabenen Struktur 20 verschweißt ist. Diese Ausbildung ist die Stückliste des elektrochemischen Energiespeichers verringert.
Die Figur 13 zeigt eine Stromsammeibaugruppe 21 in einer Seitenansicht. Die Stromsammeibaugruppe 21 weist mehrere planare Teilstücke 8, 8a auf, welche elektrisch und vorzugsweise stoffschlüssig mit dem Zylinderstift 11 verbunden sind. Die mehreren planaren Teilstücke 8, 8a dienen der Verringerung der Stromdichte und wirken somit eine Alterung der Verbindung entgegen. Die Figur 14 zeigt schematisch einen elektrochemischen Energiespeicher mit einem becherförmigen Gehäuse 1 , einem erfindungsgemäßen Gehäusedeckel 2 sowie einem Elektrodenstapel 5. Das Gehäuse 1 umgibt den Elektrodenstapel 5. Der Elektrodenstapel 5 weist eine erste Gruppe Ableiterfahnen 6, 6a von erster Polarität sowie eine zweite Gruppe Ableiterfahnen 7, 7a von zweiter Polarität auf. Die erste Gruppe Ableiterfahnen 6, 6a ist mit den planaren Teilstücken 9, 9a des Gehäusedeckels 2 verbunden. Die zweite Gruppe Ableiterfahnen 7, 7a ist mit den planaren Teilstücken 8, 8a des Stromsammeibaugruppe 21 verbunden. Der Zylinderstift 1 1 ist isoliert und abgedichtet durch eine Ausnehmung des Gehäusedeckels 2 geführt und elektrisch mit dem Zellkontakt 3 elektrisch leitend verbunden. Mit dieser Ausbildung ist der elektrische Strom und somit der elektrischen Heizleistung je Verbindung von planarem Teilstück und
Ableiterfahne verringert. Dadurch wird einer Alterung dieser Verbindungen begegnet.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Gehäusedeckel (2) für einen elektrochemischen Energiespeicher mit einem becherförmigen Gehäuse (1 ), wobei der Gehäusedeckel (2) wenigstens einen ersten Zellkontakt (3, 4) aufweist, welcher derart geformt ist, dass wenigstens ein planares Teilstück (8, 9) dieses ersten Zellkontaktes (3, 4), wenn der Gehäusedeckel (2) auf das Gehäuse (1) aufgesetzt ist, in das Innere des Gehäuses (1 ) derart hineinragt, dass wenigstens eine aus einem von dem Gehäuse (1 ) umgebenen
Elektrodenstapel oder Elektrodenwickel (5) herausragende Ableiterfahne (6, 7) mit diesem Teilstück (8, 9) elektrisch leitend und flächig verbunden werden kann.
Gehäusedeckel (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein erster Zellkontakt (3, 4) mit dem Gehäusedeckel (1) elektrisch leitend und vorzugsweise einstückig verbunden ist.
Gehäusedeckel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (2) durch ein
Umformverfahren, vorzugsweise durch Prägen, Pressen, Tiefziehen oder durch Fließpressen, aus einem metallischen Werkstoff geformt ist und mit einem nach innen gestülpten Kragen versehen ist, der lokal fahnenartig verlängert ist.
Gehäusedeckel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein erster Zellkontakt (3, 4) als erhabene Struktur auf der Außenseite des Gehäusedeckels (2) ausgestaltet ist.
Gehäusedeckel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens einen Durchbruch oder durch wenigstens eine Ausnehmung im Gehäusedeckel (2) zur Durchführung wenigstens eines gegenüber dem Gehäusedeckel (2) elektrisch isolierten zweiten Zellkontaktes (3, 4), der vorzugsweise derart geformt ist, dass ein planares Teilstück (8, 9) dieses zweiten Zellkontaktes (3, 4), wenn der Gehäusedeckel (2) auf das Gehäuse (1 ) aufgesetzt ist, in das Innere des Gehäuses (1 ) derart hineinragt, dass wenigstens eine aus einem von dem Gehäuse (1) umgebenen Elektrodenstapel oder Elektrodenwickel (5) herausragende Ableiterfahne (6, 7) mit diesem Teilstück (8, 9) elektrisch leitend und flächig verbunden werden kann.
Gehäusedeckel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere gemäß Anspruch 2, gekennzeichnet durch wenigstens ein zweites planares Teilstück (8, 9), wobei vorzugsweise die planaren Teilstücke mit Ableiterfahnen (6, 7) derselben Polarität verbunden sind.
Gehäusedeckel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Stromsammeibaugruppe (21 ), wobei die Stromsammeibaugruppe (21 ) aufweist:
• wenigstens zwei planare Teilstücke (8, 8a), welche insbesondere zur elektrischen Verbindung mit je einer Ableiterfahne (6, 7) vorgesehen sind, welche vorzugsweise mit Ableiterfahnen (6, 7) derselben
Polarität elektrisch leitend verbunden sind, und
• einen insbesondere zylindrischen Stift (1 1 ), welcher insbesondere zur elektrischen Verbindung mit einem Zellkontakt (3, 4) dient, welcher vorzugsweise gegenüber dem Gehäusedeckel (2) insbesondere mittels einer Dichtung (10) und/oder Isolierung (12) abgedichtet bzw. elektrisch isoliert ist.
Elektrochemischer Energiespeicher mit einem Gehäusedeckel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Elektrochemischer Energiespeicher gemäß dem vorhergehenden
Anspruch, gekennzeichnet durch
• einen Elektrodenstapel oder Elektrodenwickel (5) mit wenigstens vier herausragenden Ableiterfahnen (6, 6a, 7, 7a), wobei je zwei
Ableiterfahnen (6, 6a, 7, 7a) dieselbe elektrische Polarität aufweisen,
• einen Gehäusedeckel (2) mit wenigstens zwei planaren Teilstücken (9, 9a), wobei die planaren Teilstücke (9, 9a) mit dem Gehäusedeckel (2) elektrisch leitend verbunden sind, vorzugsweise einstückig verbunden sind, wobei die planaren Teilstücke (9, 9a) mit
Ableiterfahnen (6, 6a) derselben Polarität insbesondere elektrisch leitend verbunden sind, vorzugsweise stoffschlüssig verbunden sind,
• eine Stromsammeibaugruppe (21 ) mit wenigstens zwei planaren
Teilstücken (8, 8a), welche insbesondere zur elektrischen Verbindung mit je einer Ableiterfahne (7, 7a) vorgesehen sind, welche
vorzugsweise mit Ableiterfahnen (7, 7a) derselben Polarität elektrisch leitend verbunden sind,
Verfahren zur Herstellung eines Gehäusedeckels (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Gehäusedeckel (2) durch ein
Umformverfahren, vorzugsweise durch Prägen, Pressen, Tiefziehen oder durch Fließpressen, aus einem metallischen Werkstoff geformt und mit einem nach innen gestülpten Kragen versehen wird, der lokal fahnenartig verlängert ist.
Verfahren zur Herstellung eines Elektrochemischen Energiespeichers nach Anspruch 6, bei dem wenigstens eine aus einem von dem Gehäuse (1 ) umgebenen Elektrodenstapel oder Elektrodenwickel (5)
herausragende Ableiterfahne (6, 7) mit dem in das Innere des Gehäuses (1 ) ragenden planaren Teilstücks (8, 9) wenigstens eines ersten und/oder zweiten Zellkontaktes (3, 4) elektrisch leitend und flächig, vorzugsweise mittels Ultraschall-Schweißung, verbunden wird, und bei dem in einem nachfolgenden Schritt der Elektrodenstapel oder Elektrodenwickel (5) zusammen mit dem Deckel (2) in das becherförmige Gehäuse (1 ) geschoben und der Deckel (2) mit dem Gehäuse (1 ), vorzugsweise mittels Ultraschall-Schweißung, verbunden wird.
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