WO2013120668A1 - Sensorvorrichtung für eine batteriezelle eines elektrischen energiespeichers, batteriezelle, verfahren zum herstellen derselben und verfahren zum überwachen derselben - Google Patents

Sensorvorrichtung für eine batteriezelle eines elektrischen energiespeichers, batteriezelle, verfahren zum herstellen derselben und verfahren zum überwachen derselben Download PDF

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battery
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Jake Christensen
Fabian Henrici
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Definitions

  • the present invention provides an improved sensor device for a battery cell of an electrical energy store, an improved battery cell for an electrical energy store, an improved method for manufacturing a battery cell of an electrical energy store and an improved method for monitoring a battery cell of an electrical energy store according to the main claims presented.
  • Advantageous embodiments emerge from the respective subclaims and the following description.
  • an aforementioned sensor device can be advantageously used or used to detect sensor data with respect to at least one state variable of the battery cell inside the cell.
  • the present invention further provides a method for producing a battery cell of an electrical energy store, the method comprising the following steps:
  • Also of advantage is a computer program product with program code stored on a machine-readable medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and used to carry out the above-mentioned method of monitoring when the program is executed on a computer or a device.
  • a machine-readable medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory
  • the detection means may be configured to detect a voltage between the anode electrode and the cathode electrode, a voltage between the reference electrode and the anode electrode, and additionally or alternatively a voltage between the reference electrode and the cathode electrode as the sensor data.
  • This enables determination of an anode potential and a cathode potential with respect to a potential of the reference electrode.
  • the potentials of the anode and cathode can be measured separately from each other, rather than just their difference between the battery terminals.
  • the detecting means may be configured to detect a temperature and / or a pressure of the battery cell as the sensor data.
  • the detection means may be configured to detect a plurality of state variables of the battery cell.
  • the detection device can have at least one sensor element and / or be designed to receive sensor data from sensor elements.
  • the reference electrode may in this case be placed or placed so that the reference electrode is in ion contact with an electrolyte of the battery cell, which fills in particular pores of the anode electrode, the cathode electrode and / or the separator.
  • the reference electrode may be disposed in the path of the current flowing between the anode electrode and the cathode electrode.
  • the reference electrode can be dimensioned such that a current density distribution is not significantly changed during operation of the battery cell.
  • a preferred diameter of the reference electrode is less than 50 microns.
  • the reference electrode may be at least partially disposed in or at one between the anode electrode and the cathode electrode
  • Separator device can be arranged or arranged.
  • the reference electrode may be locatable or arranged on a surface of the separator means, or may be at least partially receivable or received in the separator means.
  • the reference electrode can be at least partially protected by the separator device from electrical contact with the anode electrode and / or the cathode electrode, in addition, a further contact protection device Separator dressed may be provided, for example, an electrically non-conductive film.
  • the method may include a step of modulating the detected sensor data.
  • the method may also include a step of outputting the modulated sensor data to the first battery terminal and additionally or alternatively the second battery terminal.
  • the sensor data or measurement data can be transmitted via modulation via at least one of the battery connections (Power Line Communication) to an external receiver, for B.
  • a battery management system for example, be sent in the form of a sensor signal.
  • a modulation and output or transmission of the sensor data can be carried out carrier frequency or as a modulation of a carrier frequency.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a battery cell and a sensor device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows a flow chart of a method 200 for producing a battery cell of an electrical energy store according to an embodiment of the present invention.
  • the method 200 additionally has a step of housing the base unit, the reference electrode and the detection device 240 by means of a device. housing. Only the first battery connection and the second battery connection are led out of the housing.
  • the battery cell with the sensor device of FIG. 1 can be produced advantageously.
  • FIG. 3 shows a flowchart of a method 300 for monitoring a battery cell of an electrical energy store according to an embodiment of the present invention.
  • the method 300 includes a step of providing 310 a battery cell.
  • the battery cell has an anode electrode electrically connected to a first battery terminal of the battery cell, a cathode electrode electrically connected to a second battery terminal of the battery cell, an electrolyte for ion conduction between the anode electrode and the cathode electrode within the battery cell, a housing within which the anode electrode, the cathode electrode and the electrolyte are accommodated, and a sensor device.
  • the sensor device has a reference electrode, which is arranged inside the housing of the battery cell in contact with the electrolyte, and a detection device for detecting sensor data. In this case, the detection device is arranged within the housing.
  • the detection device has an anode terminal electrically connected to the first battery terminal within the housing, a cathode terminal electrically connected to the second battery terminal within the housing, and a reference terminal electrically connected to the reference electrode within the housing ,
  • the method can be advantageously carried out in conjunction with the sensor device or the battery cell of FIG. 1.
  • the embodiments described and shown in the figures are chosen only by way of example. Different embodiments may be combined together or in relation to individual features. Also, an embodiment can be supplemented by features of another embodiment. Furthermore, method steps according to the invention can be repeated as well as carried out in a sequence other than that described.

Abstract

Es wird eine Sensorvorrichtung (150) für eine Batteriezelle (100) eines elektrischen Energiespeichers vorgeschlagen. Dabei weist die Batteriezelle (100) ein Gehäuse (140) auf, innerhalb dessen eine mit einem ersten Batterieanschluss (115) elektrisch verbundene Anodenelektrode (110), eine mit einem zweiten Batterieanschluss (125) elektrisch verbundene Kathodenelektrode (120) und einen Elektrolyten zur lonenleitung zwischen der Anodenelektrode (110) und der Kathodenelektrode (120) aufnehmbar oder aufgenommen sind. Die Sensorvorrichtung (150) weist eine Referenzelektrode (160) auf, die innerhalb des Gehäuses (140) der Batteriezelle (100) in ionischem Kontakt mit dem Elektrolyten anordenbar oder angeordnet ist. Auch weist die Sensorvorrichtung (150) eine Erfassungseinrichtung (170) zum Erfassen von Sensordaten auf. Hierbei ist die Erfassungseinrichtung (170) innerhalb des Gehäuses (140) anordenbar oder angeordnet. Dabei weist die Erfassungseinrichtung (170) einen Anodenanschluss, der innerhalb des Gehäuses (140) elektrisch mit dem ersten Batterieanschluss (115) verbindbar oder verbunden ist, einen Kathodenanschluss, der innerhalb des Gehäuses (140) elektrisch mit dem zweiten Batterieanschluss (125) verbindbar oder verbunden ist, und einen Referenzanschluss auf, der innerhalb des Gehäuses (140) elektrisch mit der Referenzelektrode (160) verbindbar oder verbunden ist.

Description

Beschreibung
Titel
Sensorvorrichtung für eine Batteriezelle eines elektrischen Energiespeichers, Batteriezelle, Verfahren zum Herstellen derselben und Verfahren zum Überwa- chen derselben
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sensorvorrichtung für eine Batte- riezelle eines elektrischen Energiespeichers, auf eine Batteriezelle für einen elektrischen Energiespeicher, auf ein Verfahren zum Herstellen einer Batteriezelle eines elektrischen Energiespeichers und auf ein Verfahren zum Überwachen einer Batteriezelle eines elektrischen Energiespeichers, beispielsweise zur Anwendung bei Batteriemanagementsystemen insbesondere für Elektrofahrzeuge und Hybridelektrofahrzeuge.
Die Messung von Elektrodenpotenzialen bei Batterien bzw. elektrischen Energiespeichern ist für eine Beurteilung eines Zustande des elektrischen Energiespeichers bedeutsam. Die DE 10 2009 058 893 A1 beschreibt ein Verfahren zur Überwachung eines Batterieladezustands.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden mit der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Sensorvorrichtung für eine Batteriezelle eines elektrischen Energiespeichers, eine verbesserte Batteriezelle für einen elektrischen Energiespeicher, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer Batteriezelle eines elektrischen Energiespeichers und ein verbessertes Verfahren zum Überwachen einer Batteriezelle eines elektrischen Energiespeichers gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Die vorliegende Erfindung schafft eine Sensorvorrichtung für eine Batteriezelle eines elektrischen Energiespeichers, wobei die Batteriezelle ein Gehäuse aufweist, innerhalb dessen eine mit einem ersten Batterieanschluss elektrisch verbundene Anodenelektrode, eine mit einem zweiten Batterieanschluss elektrisch verbundene Kathodenelektrode, eine mit einem zweiten Batterieanschluss elektrisch verbundene Kathodenelektrode und ein Elektrolyt zur lonenleitung zwischen der Anodenelektrode und der Kathodenelektrode aufnehmbar oder aufgenommen sind, wobei die Sensorvorrichtung folgende Merkmale aufweist: eine Referenzelektrode, die innerhalb des Gehäuses der Batteriezelle in ionischem Kontakt mit dem Elektrolyten anordenbar oder angeordnet ist; und eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Sensordaten, wobei die Erfas- sungseinrichtung innerhalb des Gehäuses anordenbar oder angeordnet ist, wobei die Erfassungseinrichtung einen Anodenanschluss, der innerhalb des Gehäuses elektrisch mit dem ersten Batterieanschluss verbindbar oder verbunden ist, einen Kathodenanschluss, der innerhalb des Gehäuses elektrisch mit dem zweiten Batterieanschluss verbindbar oder verbunden ist, und einen Referenzan- schluss aufweist, der innerhalb des Gehäuses elektrisch mit der Referenzelektrode verbindbar oder verbunden ist.
Bei dem elektrischen Energiespeicher kann es sich um eine Batterie, einen sogenannten Batteriepack etc. handeln, beispielsweise für ein Elektrofahrzeug oder dergleichen. Der elektrische Energiespeicher kann eine Mehrzahl von Batteriezellen bzw. Zellen, insbesondere in Gestalt von galvanischen bzw. elektrochemischen Sekundärzellen, als Untereinheiten des Energiespeichers aufweisen, wobei die Batteriezellen den elektrischen Energiespeicher bilden können. Alternativ kann der elektrische Energiespeicher eine einzige Batteriezelle aufweisen. Das Gehäuse der Batteriezelle kann hermetisch abgedichtet sein bzw. werden. Der erste Batterieanschluss weist einen außerhalb des Gehäuses oder an einer Außenoberfläche des Gehäuses anordenbaren oder angeordneten Kontaktabschnitt auf. Der zweite Batterieanschluss weist einen außerhalb des Gehäuses oder an einer Außenoberfläche des Gehäuses anordenbaren oder angeordneten Kon- taktabschnitt auf. Über die Batterieanschlüsse bzw. deren Kontaktabschnitte kann von außerhalb der Batteriezelle eine elektrische Verbindung mit der Batte- riezelle hergestellt werden. Die Anodenelektrode kann beispielsweise mittels einer ersten elektrischen Leitung mit dem ersten Batterieanschluss verbindbar oder verbunden sein. Die Kathodenelektrode kann beispielsweise mittels einer zweiten elektrischen Leitung mit dem zweiten Batterieanschluss verbindbar oder verbunden sein. Die Anodenelektrode, die Kathodenelektrode und die Referenzelektrode können in Kontakt mit einem Elektrolyten anordenbar oder angeordnet sein. Die Referenzelektrode weist keinen elektrischen Kontakt mit der Anode und Kathode auf. Die Referenzelektrode kann als dünne Folie oder Netz ausgeführt sein. Bei der Erfassungseinrichtung kann es sich um zumindest ein Sensorelement, einen Sensor oder dergleichen zur Erfassung zumindest einer Zustands- größe der Batteriezelle handeln.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Batteriezelle für einen elektrischen Energiespeicher, wobei die Batteriezelle folgende Merkmale aufweist: eine Anodenelektrode, die elektrisch mit einem ersten Batterieanschluss der Batteriezelle verbindbar oder verbunden ist; eine Kathodenelektrode, die elektrisch mit einem zweiten Batterieanschluss der Batteriezelle verbindbar oder verbunden ist; einen Elektrolyten zur lonenleitung zwischen der Anodenelektrode und der Kathodenelektrode innerhalb der Batteriezelle ; ein Gehäuse, innerhalb dessen die Anodenelektrode, die Kathodenelektrode und der Elektrolyt aufnehmbar oder aufgenommen sind; und eine vorstehend genannte Sensorvorrichtung, die innerhalb des Gehäuses der Batteriezelle anordenbar oder angeordnet ist.
In Verbindung mit der Batteriezelle kann eine vorstehend genannte Sensorvorrichtung vorteilhaft eingesetzt bzw. verwendet werden, um Sensordaten hinsichtlich zumindest einer Zustandsgröße der Batteriezelle zellenintern zu erfassen. Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Batteriezelle eines elektrischen Energiespeichers, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Bereitstellen einer Grundeinheit der Batteriezelle, wobei die Grundeinheit eine mit einem ersten Batteneanschluss elektrisch verbundene Anodenelektrode, eine mit einem zweiten Batteneanschluss elektrisch verbundene Kathodenelektrode und einen Elektrolyten zur lonenleitung zwischen der Anodenelektrode und der Kathodenelektrode aufweist, einer Referenzelektrode und einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Sensordaten;
Anordnen der Referenzelektrode in ionischem Kontakt mit dem Elektrolyten; und
Anschließen der Erfassungseinrichtung, wobei ein Anodenanschluss derselben elektrisch mit dem ersten Batteneanschluss verbunden wird, ein Kathodenan- schluss derselben elektrisch mit dem zweiten Batteneanschluss verbunden wird und ein Referenzanschluss derselben elektrisch mit der Referenzelektrode verbunden wird; und
Elnhausen der Grundeinheit, der Referenzelektrode und der Erfassungseinrichtung mittels eines Gehäuses, wobei lediglich der erste Batteneanschluss und der zweite Batteneanschluss aus dem Gehäuse herausgeführt werden.
Durch Ausführung des Verfahrens zum Herstellen kann eine vorstehend genannte, vorteilhafte Sensorvorrichtung hergestellt werden. Im Schritt des Einhäusens kann ein hermetisch abgedichtetes Gehäuse mit den Batterieanschlüssen als externen Kontakten gebildet werden.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Überwachen einer Batteriezelle eines elektrischen Energiespeichers, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Bereitstellen einer Batteriezelle, die eine Anodenelektrode, die elektrisch mit einem ersten Batteneanschluss der Batteriezelle verbunden ist, eine Kathodenelektrode, die elektrisch mit einem zweiten Batteneanschluss der Batteriezelle verbunden ist, einen Elektrolyten zur lonenleitung zwischen der Anodenelektrode und der Kathodenelektrode innerhalb der Batteriezelle, ein Gehäuse, innerhalb dessen die Anodenelektrode, die Kathodenelektrode und der Elektrolyt aufgenommen sind, und eine Sensorvorrichtung aufweist, die eine Referenzelektrode, die innerhalb des Gehäuses der Batteriezelle in Kontakt mit dem Elektrolyten an- geordnet ist, und eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Sensordaten aufweist, wobei die Erfassungseinrichtung innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, wobei die Erfassungseinrichtung einen Anodenanschluss, der innerhalb des Gehäuses elektrisch mit dem ersten Batterieanschluss verbunden ist, einen Ka- thodenanschluss, der innerhalb des Gehäuses elektrisch mit dem zweiten Batte- rieanschluss verbunden ist, und einen Referenzanschluss aufweist, der innerhalb des Gehäuses elektrisch mit der Referenzelektrode verbunden ist; und
Erfassen einer Spannung zwischen der Anodenelektrode und der Kathodenelektrode, einer Spannung zwischen der Referenzelektrode und der Anodenelektrode und/oder einer Spannung zwischen der Referenzelektrode und der Kathodenelektrode als Sensordaten mittels der Erfassungseinrichtung, um die Batteriezelle zu überwachen.
In Verbindung mit dem Verfahren zum Uberwachen kann eine vorstehend genannte Sensorvorrichtung vorteilhaft eingesetzt bzw. verwendet werden. Auch kann in Verbindung mit dem Verfahren zum Überwachen eine vorstehend genannte Batteriezelle vorteilhaft eingesetzt bzw. verwendet werden.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert ist und zur Durchführung des oben genannten Verfahrens zum Überwachen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird eine integrierte Messung von Elektrodenpotenzialen einer Batteriezelle, beispielsweise einer Lithium-Ionen-Batteriezelle, mittels einer Sensorvorrichtung innerhalb der Batteriezelle auch während des Betriebs ermöglicht. Bedeutsam hierbei ist, dass eine Sensorvorrichtung bzw. ein Sensor innerhalb eines hermetischen Zellengehäuses platziert ist bzw. wird. Dieser Sensor ist von innen mit den Batterieanschlüssen verbunden, die auf dem gleichen Potenzial wie die Anodenelektrode bzw. dem gleichen Potenzial wie die Katodenelektrode liegen. Eine dritte Elektrode ist bzw. wird mit dem Elektrolyten in ionischen Kontakt gebracht, um als eine Referenzelektrode zu dienen. Beispielsweise ist die Referenzelektrode dabei im Strompfad zwischen Anode und Kathode angebracht.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass eine getrennte bzw. voneinander unabhängige Messung des Elektrodenpotenzials von Anode und Kathode ermöglicht wird. Die gemessenen Potenziale ermöglichen eine verbesserte Bestimmung von Ladezustand bzw. SOC (State Of Charge) und insbesondere auch Gesundheitszustand bzw. SOH (State Of Health) der Batteriezelle. Es wird zudem eine vorteilhaft geringe Anzahl von Messungen einer Ruhespannung bzw. eines Leerlaufpotenzials (OCP, Open Circuit Potential) der Batteriezelle zur Bestimmung des SOH der Zelle benötigt. Somit kann basierend auf den erfassten Zustandsgrößen der Batteriezelle auf zuverlässige und baulich kompakte Weise bestimmt werden, ob die Batteriezelle betriebssicher ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Sensorvorrichtung kann die Erfassungseinrichtung ausgebildet sein, um eine Spannung zwischen der Anodenelektrode und der Kathodenelektrode, eine Spannung zwischen der Referenzelektrode und der Anodenelektrode und zusätzlich oder alternativ eine Spannung zwischen der Referenzelektrode und der Kathodenelektrode als die Sensordaten zu erfassen. Dies ermöglicht eine Bestimmung bzw. Messung eines Anodenpotenzials und eines Kathodenpotenzials bezüglich eines Potenzials der Referenzelektrode. Hierbei können die Potenziale der Anode und Katode getrennt voneinander gemes- sen werden, anstatt lediglich deren Differenz zwischen den Batterieanschlüssen.
Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine zuverlässige und genaue Bestimmung eines Ladezustandes bzw. Gesamtzustandes der Batteriezelle ermöglicht ist. Auch kann die Erfassungseinrichtung ausgebildet sein, um eine Temperatur und/oder einen Druck der Batteriezelle als die Sensordaten zu erfassen. Somit kann die die Erfassungseinrichtung ausgebildet sein, um mehrere Zustandsgrößen der Batteriezelle zu erfassen. Die Erfassungseinrichtung kann zumindest ein Sensorelement aufweisen und/oder ausgebildet sein, um Sensordaten von Sen- sorelementen empfangen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine noch exaktere und zuverlässigere Bewertung des Gesamtzustandes der Batteriezelle ermöglicht ist.
Ferner kann die Erfassungseinrichtung ausgebildet sein, um die erfassten Sen- sordaten zu modulieren. Auch kann die Erfassungseinrichtung ausgebildet sein, um die modulierten Sensordaten an den ersten Batterieanschluss und zusätzlich oder alternativ den zweiten Batterieanschluss auszugeben. Die Erfassungseinrichtung kann ausgebildet sein, um die Sensordaten bzw. Messdaten per Modulation über zumindest einen der Batterieanschlüsse (Power Line Communication) an einen externen Empfänger, z. B. ein Batteriemanagementsystem, beispielsweise in Gestalt eines Sensorsignals zu senden. Eine Modulation und Ausgabe bzw. Übertragung der Sensordaten kann trägerfrequent bzw. als Modulation einer Trägerfrequenz erfolgen. Die Trägerfrequenz kann hierbei als elektrische Spannung oder als elektrischer Strom eingeprägt werden. Die Übertragung der Sensordaten kann auch durch Lastmodulation erfolgen. Optional kann die Erfassungseinrichtung eine Sendeeinrichtung aufweisen, die ausgebildet sein kann, um die Sensordaten zu modulieren, um ein Sensorsignal zu erzeugen, und das Sensorsignal an zumindest einen der Batterieanschlüsse auszugeben. Die Erfassungseinrichtung bzw. die Sendeeinrichtung kann ausgebildet sein, um bei der Modulation und Ausgabe bzw. Übertragung die Sensordaten gemäß einem vorgebbaren Protokoll zu modulieren und auszugeben bzw. zu übertragen. Auch kann die Erfassungseinrichtung eine Empfangseinrichtung aufweisen, die ausgebildet sein kann, um ein Signal von zumindest einem der Batterieanschlüsse zu empfangen und zu demodulieren. Eine solche Ausführungsform bietet den Vor- teil, dass kostspielige zusätzliche Durchführungen für zusätzliche Signalleitungen durch das hermetische Zellengehäuse vermieden werden können. Somit kann eine vorteilhafte Erfassung und Übermittlung von Sensordaten der Batteriezelle mittels der Sensorvorrichtung durchgeführt werden, ohne eine Dichtigkeit und eine Schutzfunktion des Gehäuses der Batteriezelle zu beeinträchtigen. Die Sen- sordaten können über bestehende bzw. vorgesehene Leitungen aus der Batteriezelle übertragen werden, sodass kein zusätzlicher Verkabelungsaufwand für Signalleitungen entsteht. Ferner kann die Sensorvorrichtung, und damit auch die Batteriezelle, hinsichtlich einer Signalkommunikation vorteilhaft in einen mehrzelligen elektrischen Energiespeicher integriert werden, wobei Sensordaten vorteil- hafterweise über Leistungsversorgungsleitungen übertragen werden können. Insbesondere kann die Referenzelektrode in einem lonenstromweg zwischen der Anodenelektrode und der Kathodenelektrode anordenbar oder angeordnet sein. Dabei kann die Referenzelektrode in einer Richtung quer zu dem lonenstromweg eine Abmessung von weniger als 100 Mikrometern, bevorzugt weniger als 50 Mikrometern aufweisen. Die Referenzelektrode kann hierbei so platzierbar oder platziert sein, dass sich die Referenzelektrode in lonenkontakt mit einem Elektrolyten der Batteriezelle befindet, der insbesondere Poren der Anodenelektrode, der Kathodenelektrode und/oder der Separatoreinrichtung füllt. Vorzugsweise kann die Referenzelektrode in dem Weg des Stromes angeordnet werden, der zwischen der Anodenelektrode und der Kathodenelektrode fließt. Die Referenzelektrode kann dabei so dimensioniert sein, dass während eines Betriebs der Batteriezelle eine Stromdichteverteilung nicht signifikant verändert wird. Ein bevorzugter Durchmesser der Referenzelektrode ist kleiner 50 Mikrometer. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass ein zuverlässiges Referenzpotenzial an der Referenzelektrode ablesbar ist, ohne eine Funktion der Batteriezelle zu beeinträchtigen.
Auch kann die Referenzelektrode zumindest teilweise in oder an einer zwischen der Anodenelektrode und der Kathodenelektrode angeordneten
Separatoreinrichtung anordenbar oder angeordnet sein. Die Referenzelektrode kann an einer Oberfläche der Separatoreinrichtung anordenbar oder angeordnet sein oder kann zumindest teilweise in der Separatoreinrichtung aufnehmbar oder aufgenommen sein. Die Referenzelektrode kann zumindest teilweise durch die Separatoreinrichtung vor einem elektrischen Kontakt mit der Anodenelektrode und/oder der Kathodenelektrode geschützt sein, zusätzlich kann eine weitere Kontaktschutzeinrichtung Separatoreinrichtung vorgesehen sein, beispielsweise eine elektrisch nichtleitende Folie.
Gemäß einer Ausführungsform der Batteriezelle kann die Batteriezelle eine Lithi- um-lonenzelle mit einem Lithium-Ionen enthaltenden Elektrolyten aufweisen.
Hierbei kann die Referenzelektrode der Sensorvorrichtung ein lithiumhaltiges Material aufweisen, das mit Lithium-Ionen des Elektrolyten reaktionsfähig ist und ein relativ zu Lithium stabiles Potenzial aufweist. Die Sensorvorrichtung der Batteriezelle kann eine Referenzelektrode aufweisen, die sich in lonenkontakt mit dem Elektrolyten der Batteriezelle befindet. Hierbei kann die Referenzelektrode, die mit der Erfassungseinrichtung der Batteriezelle elektrisch verbunden ist, ein lithiumhaltiges Material aufweisen, das faradisch mit Lithium-Ionen in dem Elektrolyten reagieren kann und ein stabiles Potenzial aufweist, das sich nicht mit dem Lithium-Gehalt ändert. Dabei kann die Referenzelektrode z. B. Li, LiSn, Li4Ti50i2, LiFeP04 oder ein anderes Referenzelektrodenmaterial mit einem stabilen Poten- zial bezüglich Lithium-Metall aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den
Vorteil, dass bei einer häufigen Bauform bzw. Ausgestaltung einer Batteriezelle eine zuverlässige und exakte Bestimmung eines Ladezustandes bzw. Gesamtzustandes der Batteriezelle ermöglicht ist. Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens zum Überprüfen kann das Verfahren einen Schritt des Modulierens der erfassten Sensordaten aufweisen. Auch kann das Verfahren einen Schritt des Ausgebens der modulierten Sensordaten an den ersten Batterieanschluss und zusätzlich oder alternativ den zweiten Bat- terieanschluss aufweisen. Hierbei können die Sensordaten bzw. Messdaten per Modulation über zumindest einen der Batterieanschlüsse (Power Line Communi- cation) an einen externen Empfänger, z. B. ein Batteriemanagementsystem, beispielsweise in Gestalt eines Sensorsignals gesendet werden. Eine Modulation und Ausgabe bzw. Übertragung der Sensordaten kann trägerfrequent bzw. als Modulation einer Trägerfrequenz erfolgen. Die Trägerfrequenz kann hierbei als elektrische Spannung oder als elektrischer Strom eingeprägt werden. Die Übertragung der Sensordaten kann auch durch Lastmodulation erfolgen. Die Modulation und Ausgabe bzw. Übertragung der Sensordaten kann gemäß einem vorgebbaren Protokoll erfolgen. Ferner können Schritte des Empfangens und Demodulierens eines Signals von zumindest einem der Batterieanschlüsse vor- gesehen sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass kostspielige zusätzliche Durchführungen für zusätzliche Signalleitungen durch das hermetische Zellengehäuse vermieden werden können. Somit kann eine vorteilhafte Erfassung und Übermittlung von Sensordaten der Batteriezelle mittels der Sensorvorrichtung durchgeführt werden, ohne eine Dichtigkeit und eine Schutzfunktion des Gehäuses der Batteriezelle zu beeinträchtigen. Die Sensordaten können über bestehende bzw. vorgesehene Leitungen aus der Batteriezelle übertragen werden, sodass kein zusätzlicher Verkabelungsaufwand für Signalleitungen entsteht. Ferner kann die Sensorvorrichtung, und damit auch die Batteriezelle, hinsichtlich einer Signalkommunikation vorteilhaft in einen mehrzelligen elektrischen Energiespeicher integriert werden, wobei Sensordaten vorteilhafterweise über
Leistungsversorgungsleitungen übertragen werden können. Optional kann die Erfassungseinrichtung ausgebildet sein, um die Sensordaten, insbesondere eine Information über ein elektrisches Potenzial der Referenzelektrode, an eine Auswerteeinrichtung außerhalb der Batteriezelle auszugeben. Hierbei kann eine solche Auswerteeinrichtung ausgebildet sein, um eine Spannung zwischen der Anodenelektrode und der Kathodenelektrode, eine Spannung zwischen der Referenzelektrode und der Anodenelektrode und zusätzlich oder alternativ eine Spannung zwischen der Referenzelektrode und der Kathodenelektrode zu bestimmen.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Batteriezelle und einer Sensorvor- richtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und Fig. 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Batteriezelle und einer Sensorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ge- zeigt sind eine Batteriezelle 100, eine Anodenelektrode 1 10, ein erster Batterie- anschluss 1 15, eine Kathodenelektrode 120, ein zweiter Batterieanschluss 125, eine Separatoreinrichtung 130, ein Gehäuse 140, eine Sensorvorrichtung 150, eine Referenzelektrode 160 und eine Erfassungseinrichtung 170.
Die Batteriezelle 100 weist die Anodenelektrode 1 10, den ersten Batterieanschluss 1 15, die Kathodenelektrode 120, den zweiten Batterieanschluss 125, die Separatoreinrichtung 130 und das Gehäuse 140 auf. Ferner weist die Batteriezelle 100 die Sensorvorrichtung 150 auf. Die Sensorvorrichtung 150 weist die Referenzelektrode 160 und die Erfassungseinrichtung 170 auf. Die Anodenelektrode 1 10, ein Binnenabschnitt des ersten Batterieanschlusses 1 15, die Kathodenelektrode 120, ein Binnenabschnitt des zweiten Batterieanschlusses 125, die
Separatoreinrichtung 130 und die Sensorvorrichtung 150 sind innerhalb des Gehäuses 140 der Batteriezelle 100 angeordnet bzw. aufgenommen. Ein Kontaktabschnitt des ersten Batterieanschlusses 1 15 und ein Kontaktabschnitt des zweiten Batterieanschlusses 125 sind an einer Außenoberfläche des Gehäuses 140 angeordnet bzw. erstrecken sich von der Außenoberfläche des Gehäuses 140 nach außerhalb des Gehäuses 140.
Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Anodenelektrode 1 10 mittels einer ersten elektrischen Verbindungsleitung mit dem ersten Batterieanschluss 1 15 verbunden. Insbesondere ist dabei die Anodenelektrode 1 10 elektrisch mit dem Binnenabschnitt des ersten Batterieanschlusses 1 15 verbunden. Auch ist die Kathodenelektrode 120 mittels einer zweiten elektrischen Verbindungsleitung mit dem zweiten Batterieanschluss 125 verbunden. Insbesondere ist dabei die Kathodenelektrode 120 elektrisch mit dem Binnenabschnitt des zweiten Batterieanschlusses 125 verbunden.
Die Separatoreinrichtung 130 ist zwischen der Anodenelektrode 1 10 und der Kathodenelektrode 120 angeordnet. Die Anodenelektrode 1 10, die Kathodenelektrode 120, die Separatoreinrichtung 130 und die Referenzelektrode 160 sind in Kontakt mit einem Elektrolyten angeordnet. Zwischen der Anodenelektrode 1 10 und der Kathodenelektrode 120 kann bei Betrieb der Batteriezelle 100 ein lonen- strom fließen.
Das Gehäuse 140 der Batteriezelle 100 ist ausgebildet, um eine hermetische Abdichtung der Anodenelektrode 1 10, der Kathodenelektrode 120, der Verbindungsleitungen, der Separatoreinrichtung 130 und der Sensorvorrichtung 150 zu bewirken.
Die Referenzelektrode 160 der Sensorvorrichtung 150 ist in Kontakt mit der Separatoreinrichtung 130 angeordnet. Auch wenn es in Fig. 1 nicht explizit dargestellt ist, kann sich die Referenzelektrode 160 zumindest teilweise in die Separatoreinrichtung 130 hinein erstrecken bzw. zumindest teilweise von der Separatoreinrichtung 130 umgeben sein. Die Referenzelektrode kann auch an anderer Stelle innerhalb der Batteriezelle 100 angeordnet sein. Die Referenzelektrode 160 ist in lonenkontakt mit dem Elektrolyten.
Die Erfassungseinrichtung 170 der Sensorvorrichtung 150 ist ausgebildet, um Sensordaten hinsichtlich der Batteriezelle 100 zu erfassen. Die Erfassungseinrichtung 170 weist einen Anodenanschluss, einen Kathodenanschluss und einen Referenzanschluss auf. Die Referenzelektrode 160 ist innerhalb des Gehäuses 140 elektrisch mit dem Referenzanschluss der Erfassungseinrichtung 170 verbunden, beispielsweise mittels einer elektrischen Leitung. Der Anodenanschluss der Erfassungseinrichtung 170 ist innerhalb des Gehäuses 140 elektrisch mit dem ersten Batterieanschluss 1 15 verbunden, genauer gesagt mit der ersten Verbindungsleitung, die innerhalb des Gehäuses 140 eine elektrische Verbin- dung zwischen der Anodenelektrode 1 10 und dem ersten Batterieanschluss 1 15 bzw. dessen Binnenabschnitt herstellt. Der Kathodenanschluss der Erfassungseinrichtung 170 ist innerhalb des Gehäuses 140 elektrisch mit dem zweiten Batterieanschluss 125 verbunden, genauer gesagt mit der zweiten Verbindungsleitung, die innerhalb des Gehäuses 140 eine elektrische Verbindung zwischen der Kathodenelektrode 120 und dem zweiten Batterieanschluss 125 bzw. dessen
Binnenabschnitt herstellt.
In Betrieb der Batteriezelle 100 bzw. der Sensorvorrichtung 150 ist die Erfassungseinrichtung 170 ausgebildet, um eine Spannung zwischen der Anoden- elektrode 1 10 und der Kathodenelektrode 120 zu erfassen. Anders ausgedrückt ist die Erfassungseinrichtung 170 ausgebildet, um eine Spannung zwischen dem Anodenanschluss und dem Kathodenanschluss der Erfassungseinrichtung 170 zu messen. Auch ist die Erfassungseinrichtung 170 ausgebildet, um eine Spannung zwischen der Anodenelektrode 1 10 und der Referenzelektrode 160 zu er- fassen. Anders ausgedrückt ist die Erfassungseinrichtung 170 ausgebildet, um eine Spannung zwischen dem Anodenanschluss und dem Referenzanschluss der Erfassungseinrichtung 170 zu messen. Ferner ist die Erfassungseinrichtung 170 ausgebildet, um eine Spannung zwischen der Kathodenelektrode 120 und der Referenzelektrode 160 zu erfassen. Anders ausgedrückt ist die Erfassungs- einrichtung 170 ausgebildet, um eine Spannung zwischen dem Kathodenanschluss und dem Referenzanschluss der Erfassungseinrichtung 170 zu messen. Die Sensorvorrichtung 150 bzw. die Erfassungseinrichtung 170 kann auch ausgebildet sein, um zumindest eine weitere Zustandsgröße, beispielsweise eine Temperatur und/oder einen Druck in der Batteriezelle 100 als die Sensordaten zu erfassen. Ferner kann die Sensorvorrichtung 150 bzw. die Erfassungseinrichtung 170 auch ausgebildet sein, um die erfassten Sensordaten, welche zumindest eine der Spannungen aufweisen, zu modulieren und die modulierten Sensordaten an den ersten Batterieanschluss 1 15 und/oder den zweiten Batterieanschluss 125 auszugeben. So können die Sensordaten an eine außerhalb der Batteriezelle angeordnete Vorrichtung übertragen werden.
Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zum Herstellen einer Batteriezelle eines elektrischen Energiespeichers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Das Verfahren 200 weist einen Schritt des Bereitstellens 210 einer Grundeinheit der Batteriezelle, einer Referenzelektrode und einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Sensordaten auf. Dabei weist die Grundeinheit eine mit einem ersten Batterieanschluss elektrisch verbundene Anodenelektrode, eine mit einem zweiten Batterieanschluss elektrisch verbundene Kathodenelektrode und einen Elektrolyten zur lonenleitung zwischen der Anodenelektrode und der Kathodenelektrode auf.
Ferner weist das Verfahren 200 einen Schritt des Anordnens 220 der Referenz- elektrode in ionischem Kontakt mit dem Elektrolyten auf.
Das Verfahren 200 weist auch einen Schritt des Anschließens 230 der Erfassungseinrichtung auf. Im Schritt des Anschließens 230 wird ein Anodenanschluss derselben elektrisch mit dem ersten Batterieanschluss verbunden, wird ein Ka- thodenanschluss derselben elektrisch mit dem zweiten Batterieanschluss verbunden und wird ein Referenzanschluss derselben elektrisch mit der Referenzelektrode verbunden.
Das Verfahren 200 weist zudem einen Schritt des Einhäusens 240 der Grundeinheit, der Referenzelektrode und der Erfassungseinrichtung mittels eines Ge- häuses auf. Dabei werden lediglich der erste Batterieanschluss und der zweite Batterieanschluss aus dem Gehäuse herausgeführt.
Mittels des Verfahrens 200 kann beispielsweise die Batteriezelle mit der Sensorvorrichtung aus Fig. 1 vorteilhaft hergestellt werden.
Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahren 300 zum Überwachen einer Batteriezelle eines elektrischen Energiespeichers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Das Verfahren 300 weist einen Schritt des Bereitstellens 310 einer Batteriezelle auf. Die Batteriezelle weist eine Anodenelektrode, die elektrisch mit einem ersten Batterieanschluss der Batteriezelle verbunden ist, eine Kathodenelektrode, die elektrisch mit einem zweiten Batterieanschluss der Batteriezelle verbunden ist, einen Elektrolyten zur lonenleitung zwischen der Anodenelektrode und der Kathodenelektrode innerhalb der Batteriezelle, ein Gehäuse, innerhalb dessen die Anodenelektrode, die Kathodenelektrode und der Elektrolyt aufgenommen sind, und eine Sensorvorrichtung auf. Die Sensorvorrichtung weist eine Referenzelektrode, die innerhalb des Gehäuses der Batteriezelle in Kontakt mit dem Elektrolyten angeordnet ist, und eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Sensordaten auf. Dabei ist die Erfassungseinrichtung innerhalb des Gehäuses angeordnet. Die Erfassungseinrichtung weist einen Anodenanschluss, der innerhalb des Gehäuses elektrisch mit dem ersten Batterieanschluss verbunden ist, einen Katho- denanschluss, der innerhalb des Gehäuses elektrisch mit dem zweiten Batterieanschluss verbunden ist, und einen Referenzanschluss auf, der innerhalb des Gehäuses elektrisch mit der Referenzelektrode verbunden ist.
Das Verfahren 300 weist auch einen Schritt des Erfassens 320 einer Spannung zwischen der Anodenelektrode und der Kathodenelektrode, einer Spannung zwischen der Referenzelektrode und der Anodenelektrode und zusätzlich oder alternativ einer Spannung zwischen der Referenzelektrode und der Kathodenelektrode als Sensordaten mittels der Erfassungseinrichtung auf, um die Batteriezelle zu überwachen.
Das Verfahren kann in Verbindung mit der Sensorvorrichtung bzw. der Batteriezelle aus Fig. 1 vorteilhaft ausgeführt werden. Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.

Claims

Ansprüche
1 . Sensorvorrichtung (150) für eine Batteriezelle (100) eines elektrischen Energiespeichers, wobei die Batteriezelle (100) ein Gehäuse (140) aufweist, innerhalb dessen eine mit einem ersten Batterieanschluss (1 15) elektrisch verbundene Anodenelektrode (1 10), eine mit einem zweiten Batterieanschluss (125) elektrisch verbundene Kathodenelektrode (120) und ein Elektrolyt zur lonenleitung zwischen der Anodenelektrode (1 10) und der Kathodenelektrode (120) aufnehmbar oder aufgenommen sind, wobei die Sensorvorrichtung (150) folgende Merkmale aufweist: eine Referenzelektrode (160), die innerhalb des Gehäuses (140) der Batteriezelle (100) in ionischem Kontakt mit dem Elektrolyten anordenbar oder angeordnet ist; und eine Erfassungseinrichtung (170) zum Erfassen von Sensordaten, wobei die
Erfassungseinrichtung (170) innerhalb des Gehäuses (140) anordenbar oder angeordnet ist, wobei die Erfassungseinrichtung (170) einen Anodenan- schluss, der innerhalb des Gehäuses (140) elektrisch mit dem ersten Batterieanschluss (1 15) verbindbar oder verbunden ist, einen Kathodenanschluss, der innerhalb des Gehäuses (140) elektrisch mit dem zweiten Batterieanschluss (125) verbindbar oder verbunden ist, und einen Referenzanschluss aufweist, der innerhalb des Gehäuses (140) elektrisch mit der Referenzelektrode (160) verbindbar oder verbunden ist.
2. Sensorvorrichtung (150) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (170) ausgebildet ist, um eine Spannung zwischen der Anodenelektrode (1 10) und der Kathodenelektrode (120), eine Spannung zwischen der Referenzelektrode (160) und der Anodenelektrode (1 10) und/oder eine Spannung zwischen der Referenzelektrode (160) und der Kathodenelektrode (120) als die Sensordaten zu erfassen. Sensorvorrichtung (150) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (170) ausgebildet ist, um eine Temperatur und/oder einen Druck der Batteriezelle (100) als die Sensordaten zu erfassen.
Sensorvorrichtung (150) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (170) ausgebildet ist, um die erfassten Sensordaten zu modulieren und die modulierten Sensordaten an den ersten Batterieanschluss (1 15) und/oder den zweiten Batterieanschluss (125) auszugeben.
Sensorvorrichtung (150) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzelektrode (160) in einem lo- nenstromweg zwischen der Anodenelektrode (1 10) und der Kathodenelektrode (120) anordenbar oder angeordnet ist, wobei die Referenzelektrode (160) in einer Richtung quer zu dem lonenstromweg eine Abmessung von weniger als 100 Mikrometern, bevorzugt weniger als 50 Mikrometern aufweist.
Sensorvorrichtung (150) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzelektrode (160) zumindest teilweise in oder an einer zwischen der Anodenelektrode (1 10) und der Kathodenelektrode (120) angeordneten Separatoreinrichtung (130) anordenbar oder angeordnet ist.
Batteriezelle (100) für einen elektrischen Energiespeicher, wobei die Batteriezelle (100) folgende Merkmale aufweist: eine Anodenelektrode (1 10), die elektrisch mit einem ersten Batterieanschluss (1 15) der Batteriezelle (100) verbindbar oder verbunden ist; eine Kathodenelektrode (120), die elektrisch mit einem zweiten Batterieanschluss (125) der Batteriezelle (100) verbindbar oder verbunden ist; einen Elektrolyten zur lonenleitung zwischen der Anodenelektrode (1 10) und der Kathodenelektrode (120) innerhalb der Batteriezelle (100); ein Gehäuse (140), innerhalb dessen die Anodenelektrode (1 10), die Kathodenelektrode (120) und der Elektrolyt aufnehmbar oder aufgenommen sind; und eine Sensorvorrichtung (150) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, die innerhalb des Gehäuses (140) der Batteriezelle (100) anordenbar oder angeordnet ist.
Batteriezelle (100) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die
Batteriezelle (100) eine Lithium-Ionenzelle mit einem Lithium-Ionen enthaltenden Elektrolyten aufweist, wobei die Referenzelektrode (160) der Sensorvorrichtung (150) ein lithiumhaltiges Material aufweist, das mit Lithium-Ionen des Elektrolyten reaktionsfähig ist und ein relativ zu Lithium stabiles Potenzial aufweist.
Verfahren (200) zum Herstellen einer Batteriezelle (100) eines elektrischen Energiespeichers, wobei das Verfahren (200) folgende Schritte aufweist:
Bereitstellen (210) einer Grundeinheit der Batteriezelle (100), wobei die Grundeinheit eine mit einem ersten Batterieanschluss (1 15) elektrisch verbundene Anodenelektrode (1 10), eine mit einem zweiten Batterieanschluss (125) elektrisch verbundene Kathodenelektrode (120) und einen Elektrolyten zur lonenleitung zwischen der Anodenelektrode (1 10) und der Kathodenelektrode (120) aufweist, einer Referenzelektrode (150) und einer Erfassungseinrichtung (170) zum Erfassen von Sensordaten;
Anordnen (220) der Referenzelektrode (160) in ionischem Kontakt mit dem Elektrolyten; und
Anschließen (230) der Erfassungseinrichtung (170), wobei ein Anodenan- schluss der Erfassungseinrichtung (170)elektrisch mit dem ersten Batterieanschluss (1 15) verbunden wird, ein Kathodenanschluss der Erfassungseinrichtung (170)elektrisch mit dem zweiten Batterieanschluss (125) verbunden wird und ein Referenzanschluss der Erfassungseinrichtung (170)elektrisch mit der Referenzelektrode (160) verbunden wird; und Einhäusen (240) der Grundeinheit, der Referenzelektrode (160) und der Erfassungseinrichtung (170) mittels eines Gehäuses (140), wobei lediglich der erste Batterieanschluss (1 15) und der zweite Batterieanschluss (125) aus dem Gehäuse (140) herausgeführt werden.
0. Verfahren (300) zum Überwachen einer Batteriezelle (100) eines elektrischen Energiespeichers, wobei das Verfahren (300) folgende Schritte aufweist:
Bereitstellen (310) einer Batteriezelle (100), die eine Anodenelektrode (1 10), die elektrisch mit einem ersten Batterieanschluss (1 15) der Batteriezelle (100) verbunden ist, eine Kathodenelektrode (120), die elektrisch mit einem zweiten Batterieanschluss (125) der Batteriezelle (100) verbunden ist, einen Elektrolyten zur lonenleitung zwischen der Anodenelektrode (1 10) und der Kathodenelektrode (120) innerhalb der Batteriezelle (100), ein Gehäuse (140), innerhalb dessen die Anodenelektrode (1 10), die Kathodenelektrode (120) und der Elektrolyt aufgenommen sind, und eine Sensorvorrichtung (150) aufweist, die eine Referenzelektrode (160), die innerhalb des Gehäuses (140) der Batteriezelle (100) in Kontakt mit dem Elektrolyten angeordnet ist, und eine Erfassungseinrichtung (170) zum Erfassen von Sensordaten aufweist, wobei die Erfassungseinrichtung (170) innerhalb des Gehäuses (140) angeordnet ist, wobei die Erfassungseinrichtung (170) einen Anoden- anschluss, der innerhalb des Gehäuses (140) elektrisch mit dem ersten Batterieanschluss (1 15) verbunden ist, einen Kathodenanschluss, der innerhalb des Gehäuses (140) elektrisch mit dem zweiten Batterieanschluss (125) verbunden ist, und einen Referenzanschluss aufweist, der innerhalb des Gehäuses (140) elektrisch mit der Referenzelektrode (160) verbunden ist; und
Erfassen (320) einer Spannung zwischen der Anodenelektrode (1 10) und der Kathodenelektrode (120), einer Spannung zwischen der Referenzelektrode (160) und der Anodenelektrode (1 10) und/oder einer Spannung zwischen der Referenzelektrode (160) und der Kathodenelektrode (120) als Sensordaten mittels der Erfassungseinrichtung (170), um die Batteriezelle (100) zu überwachen. Verfahren (300) gemäß Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch einen Schritt des Modulierens der erfassten Sensordaten und einen Schritt des Ausgebens der modulierten Sensordaten an den ersten Batterieanschluss (1 15) und/oder den zweiten Batterieanschluss (125).
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