WO2014095193A1 - Energiespeicher mit isolationselement - Google Patents

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WO2014095193A1
WO2014095193A1 PCT/EP2013/074043 EP2013074043W WO2014095193A1 WO 2014095193 A1 WO2014095193 A1 WO 2014095193A1 EP 2013074043 W EP2013074043 W EP 2013074043W WO 2014095193 A1 WO2014095193 A1 WO 2014095193A1
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insulation element
cell
cells
insulation
region
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PCT/EP2013/074043
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Inventor
Michael Riefler
Thomas Klemen
Markus Feigl
Anselm Berg
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/258—Modular batteries; Casings provided with means for assembling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H—ELECTRICITY
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    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to an insulation element for preventing an electrical flashover between two adjacently arranged cells of an energy store.
  • the present invention further relates to an energy storage device having such an insulation element.
  • Energy storage devices such as lithium-ion batteries
  • They are widely used in many daily applications. They are used, for example, in computers such as laptops, mobile phones, smart phones, and other applications. Even with the currently highly advanced electrification of vehicles, such as motor vehicles, such batteries offer advantages.
  • Lithium-ion cells for example, conventionally have a metallic shell, for example of aluminum. Usually, several of these cells are installed to form a battery module or a battery pack.
  • the individual cells are isolated from each other, for example by the use of insulating coatings.
  • a plurality of resist layers such as three resist layers, are applied one above the other in order to realize a sufficiently high insulation resistance through a lacquer layer of some ⁇ . Disclosure of the invention
  • the present invention is an insulation element for preventing an electrical flashover between two adjacently disposed and each directed to each other with a region having a height, a head and a bottom electrochemical cells of an energy storage, wherein the insulation element at least partially between the adjacently arranged cells can be arranged wherein the insulation element has a height that is greater than or equal to the height of the mutually facing region, and wherein the insulation element has at least one region with which the head or the bottom of at least one cell is at least partially coverable.
  • an insulation element in the context of the present invention is used in particular to electrically isolate at least two electrochemical cells from one another.
  • the insulation element can be made in particular of an electrically insulating material.
  • an electrically insulating material may in particular be a material which has an electrical surface resistance which lies in a range of greater than or equal to 10 12 ohms.
  • the insulation element is designed in such a way as to prevent or at least significantly reduce the risk of an electrical flashover, such as, for example, an arc.
  • An energy store can be in the sense of the present invention, in particular any battery. In particular, an energy storage can
  • An energy store may comprise at least two electrochemical cells, in particular galvanic elements.
  • a primary battery especially a secondary battery, so a rechargeable battery.
  • An energy store may comprise at least two electrochemical cells, in particular galvanic elements.
  • galvanic elements for example, a
  • Energy storage include a lithium-based energy storage such as a lithium-ion battery. It can be under a lithium-based energy storage
  • Energy storage such as a lithium-ion battery in particular such an energy storage are understood, the electrochemical processes are based at least partially on lithium ions during a charge or discharge.
  • the isolation element is in particular self-contained and thus
  • the insulation element is not a coating arranged on the cell, which can be regarded as a component of the cell.
  • the insulating element serves in detail to prevent an electrical flashover between two adjacently arranged and each directed to each other with a certain height range, a head and a
  • Soil-containing electrochemical cells of an energy storage may in particular be a wall area, which may be configured as a straight area and in the direction of
  • the head such as a lid, and the bottom can be in the sense of the present invention, in particular, such a region of the cell, which can be arranged substantially at a right angle to the mutually facing side, such as wall side, as for the skilled person is readily understandable.
  • the insulation element has a height which is greater than or equal to the height of the mutually directed side of the energy storage.
  • the insulation element has at least one such height on a wall region, which corresponds to the mutually facing side of the at least two energy stores, in particular with a different type of cells meant the smaller height, ie the height of the smaller of the at least two energy storage can be.
  • the insulation element has at least one region with which the head or the bottom of at least one cell can be at least partially covered.
  • An insulating element configured as described above can make it possible in a particularly advantageous manner to enable a particularly effective isolation of individual electrochemical cells from one another, whereby both direct contact of the cells is prevented and furthermore the formation of an electrical flashover can be prevented.
  • a previously described insulation element can electrically insulate at least two electrochemical cells from one another.
  • electrochemical cells can comprise a cell space for at least partially accommodating an anode and a cathode and a cell housing which at least partially separates the cell space from the external environment.
  • the cells can, for example, best parts of a
  • the cells can therefore have an anode and a cathode, which in principle can be designed in a manner known per se as known for an energy store.
  • the anode may be an electrode which comprises metallic lithium or may intercalate lithium.
  • the cathode may have NMC or lithium-cobalt oxide (LiCo0 2 ) by way of example. It can do that
  • Cathode material optionally in a binder, such as
  • Polyvinylidene fluoride may be present together with a conductive additive, such as an electrically conductive carbon compound, such as graphite.
  • the electrolyte may include a solvent in which one or more electrically conductive salts are dissolved.
  • aprotic solvents such as ethylene carbonyl, propylene carbonate, dimethyl carbonate or diethyl carbonate can be used.
  • the electroconductive salt lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) can be used as the electroconductive salt.
  • a separator may be arranged between the anode and the cathode in a manner known per se in order to spatially separate the anode and the cathode in order to prevent in particular a short circuit.
  • the separator may for example comprise or be formed from in particular porous plastic films, glass fiber fabrics, or in particular porous ceramic materials, such as ceramic fabrics.
  • the electrolyte can be arranged, for example, within the separator or pores of the separator.
  • the insulating element can now be arranged at least partially.
  • the isolation element may in particular be manufactured separately from the cell, which may allow a simplified and more effective manufacturing process.
  • an insulation element can be exactly adapted to the requirements of the specific energy storage. In this case, the disadvantage of a potentially error-prone and expensive process of painting a cell can be effectively counteracted.
  • coatings are often with several
  • At least one cell can easily enter the
  • the insulation element can be formed with a defined undersize, so as to enable a frictional connection to the cell, by means of which at least one cell is fastened to the insulation element.
  • the disadvantage can be circumvented that, for example, adhesives for fixing insulation elements or insulating varnishes are difficult to stably display with changing temperature loads.
  • the insulating element has a height which is greater than or equal to the height of the mutually facing region of the cells, and has the
  • Insulation element at least a region with which the head or the bottom, so at least one of the head and bottom, to prevent a rollover of at least one cell is at least partially covered.
  • an electrical flashover such as a
  • an effective electrical insulation can be realized not only on smooth wall areas but also on edges of the cell or a cell housing.
  • the total weight of the energy store can be reduced, which can improve a power density of the system.
  • the isolation element is easily adaptable both in its dimensions and in its geometry to the desired field of application and to the energy storage or to the cells to be isolated.
  • Isolation element provides a customizable mechanical solution for isolation of at least two cells against each other.
  • an energy storage device is particularly easy to adapt to the desired field of application, in particular with regard to its insulation element, offers a particularly effective insulation of its cells, which can allow a particularly high reliability and longevity and is particularly cost-effective to manufacture.
  • the insulation element may comprise an electrically insulating plastic, for example consisting of this.
  • the energy storage can be produced particularly inexpensive.
  • electrically insulating plastics which may be suitable for such an energy storage, which is why by a suitable choice of the plastic
  • Energy storage can be particularly advantageous adaptable to the desired field of application. Furthermore, such plastics often have a particularly low weight, which is why the insulation element does not affect the total weight of the energy storage significantly negative. Thus, the power density of the energy storage can be substantially maintained.
  • the insulating element can be at least partially, for example, at its frontal area, so head and / or
  • Insulation element may be formed entirely of a thermally conductive material, or the insulation element may be formed only partially of a thermally conductive material, in particular with the above-described thermal conductivity.
  • the insulation element may have a tempering structure for tempering at least one cell.
  • the isolation element may be one or more
  • Temperierstoffkanäle for guiding a temperature control through the
  • Insulation element and / or one or more temperature control ribs for dissipating heat can be dispensed with the provision of additional cooling units, such as cooling plates.
  • additional cooling units such as cooling plates.
  • the resistance of a planteosipating heat can be significantly reduced and the weight can be reduced.
  • a special cost-effective production are possible.
  • the temperature control agent may be a liquid, gaseous or solid temperature control agent.
  • the temperature control can be a liquid or gaseous temperature control.
  • the insulating element can be at least one Temperierstoffein effetsan gleich for introducing a liquid or gaseous temperature control in the one or more Temperierstoffkanäle and at least one Temperierffenableitungsan gleich for deriving the liquid or gaseous temperature control from the or
  • Temperierschkanälen include.
  • the insulation element can be configured to encompass the area of the cell, the head and the bottom of a cell that is substantially completely enclosed.
  • substantially each side of at least one cell can thus be surrounded or covered by the insulating element, the cell thus being insulated on each existing wall side and on each available front side in the case that the cell is surrounded by two further cells.
  • a substantially complete wall and end-side enclosing may comprise in particular that one or more functional areas, such as for a connection to the
  • Substantially complete wall-side and frontal enclosing the at least one cell mean that only those for a function
  • the insulation element can be designed like a trough.
  • a particularly simple producibility of an energy store can be made possible.
  • one or a plurality of cells can each be easily inserted into the opening of the formed tub and optionally in a suitable manner, for example, be attached to the insulating element.
  • the trough-like insulation element for example, on a
  • a cell can be pushed laterally into the insulation element, wherein the end regions, ie in particular the head region and the bottom region, can be covered by corresponding regions of the trough-like insulation element.
  • the end regions ie in particular the head region and the bottom region
  • a particularly effective protection against the occurrence of electrical flashovers, such as arcs can be realized.
  • the bottom region as well as the head region of at least one cell can be at least partially covered by the insulation element
  • the insulation element at least partially cover at least these areas.
  • the size of the respective end region, which is covered by the insulation element in particular to choose in
  • Insulation element be sufficient to insulate them sufficiently and reduce the risk of electrical flashover or completely prevent.
  • An opening on a side region can therefore mean in the sense of the present invention, in particular, that the trough shape is designed in such a way that after insertion of a cell into the trough
  • Insulation element substantially only one side of the cell is exposed, which is directed towards another cell.
  • the trough-like insulation element can be open at a head area.
  • the cells can be arranged particularly easily in the isolation element.
  • the at least one cell can be easily inserted from above into the corresponding trough-like receiving areas.
  • a simple and cost-effective manufacturability is given, wherein furthermore a good insulation of the individual cells is ensured against each other in particular when the height of the insulation element, the height of the inserted cell or its side region for preventing an electrical flashover by a defined range, which may be dependent on the factors influencing a flashover exceeds.
  • an opening on a head area can mean, in particular, that the trough shape is such that, after insertion of a cell into the insulation element, one side of the cell is exposed which is not directed in the direction of another laterally adjacent cell, but in particular can form the bottom or the head of the cell.
  • the insulation element may have a plurality of receiving regions, which are limited in the manner of troughs, for receiving a plurality of cells.
  • the insulation element is thus for receiving and isolating two or more galvanic cells, in particular the galvanic cells of a battery module, for example, greater than or equal to 4 to less than or equal to 20, for example greater than or equal to 6 to less or equal to 18, galvanic cells, designed. This has the advantage that the individual
  • Battery modules can be put together individually and adapted to the available space.
  • a particularly cost-effective production method of the insulation element or a plurality of insulation elements may be possible.
  • a particularly good isolation of the cells can be made possible and, in addition, the stability of the energy store can be improved.
  • FIG. 2 is a schematic side view of an arrangement of a plurality
  • Fig. 3 is a schematic view of another embodiment of a
  • FIG. 4 shows a further schematic view of the embodiment from FIG. 3;
  • Fig. 5 is a schematic view of a further embodiment of a
  • Fig. 6 is a schematic view of a further embodiment of a
  • FIG. 1 is a schematic representation of an embodiment of a
  • an energy store can be any type of energy store, in particular a battery, such as a rechargeable accumulator.
  • the energy storage device may be a lithium-ion accumulator.
  • Potential applications include computers such as laptops, cell phones, smart phones, electrical tools, and other applications such as fully electrically powered vehicles (EV) or partially electrically powered vehicles (hybrid vehicles, PHEV).
  • EV fully electrically powered vehicles
  • PHEV partially electrically powered vehicles
  • Insulating element 10 is surrounded or are, which is to be shown by the dashed line of the surrounding area of the insulating element 10 of the cell 12. It is further shown that the insulation element 10 has a height 14 which is greater than or equal to the height 15 of the mutually facing region of the cells 12, and that the insulation element 10 has at least one region 17 with which the head 16 or the bottom 18 at least one cell 12 is at least partially coverable.
  • Insulation element 10 according to FIG. 1 and FIG. 2 is designed like a trough in the form of bent edges, wherein it is open at a side region, that is, the cell 12 is laterally slidable into the insulation element 10. In other words, it is similar to the design of the lid of a shoebox.
  • a suitable length of trained as end faces Areas 17 or at least one area 17 can thereby prevent the occurrence of electrical flashovers or at least be significantly reduced.
  • the insulating element 10 may comprise an electrically insulating plastic or may be approximately completely formed therefrom.
  • the insulation element 10 may have, at least partially, for example at its region 17, such as head region or bottom region, a thermal conductivity which is in a range of greater than or equal to 0.2 W / m * K and / or a tempering structure for tempering at least a cell 12 have.
  • a plastic that has a predetermined
  • thermal conductivity and further having a suitable for an insulating element electrical conductivity may be a material which is selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, polyamide,
  • the insulation element 10 is made of a plastic, it may for example by an injection molding or by a
  • FIG. 2 shows an arrangement of an energy store which has a plurality of cells 12 and furthermore a plurality of insulation elements 10 arranged at least partially, that is to say with individual subregions, between the cells 12.
  • FIGS. 3 and 4 show a further trough-like configuration of the invention
  • Insulation element 10 is shown. Also in the embodiment according to FIG. 3, the insulation element 10 is opened on a side region or on the wall side, that is, the cell 12 can be pushed laterally into the insulation element 10. In this case, however, the end-side regions 17 of the insulation element 10 according to FIG. 3 are lengthened in comparison to FIGS. 1 and 2, so that the cell 12 can be pushed substantially completely into the insulation element 10
  • openings 22 may be provided, through which the terminals 13 may be at least partially feasible.
  • the openings 22 may for example be stamped and it may be provided a corresponding guide channel for the terminals 13, or the material of the insulating member 10 may be at least partially elastically deformable.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of the insulation element 10, in which a cell 12 is substantially completely surrounded by the insulation element.
  • the insulation element 10 is configured to encompass at least one cell 12 for substantially complete wall-side and end-side or, in particular, head-side enclosing, in that it is configured like a trough and open on the bottom side.
  • openings 22 are provided through which the terminals 13 can be feasible, wherein the size of the openings can be adapted to the size of the terminals 13.
  • FIG. 6 shows a further embodiment of the insulation element 10.
  • the insulation element 10 is again designed as a trough and in the process is opened on the head side.
  • the wall-side areas may have a height that exceeds the height of the cells 12 so as to avoid the occurrence of electrical flashovers in addition to a bottom-side cover.
  • Isolation element 10 a plurality of trough-like limited
  • Receiving areas for receiving a plurality of cells 12 has.
  • the isolation element 10 for example, in the manner of a basket with a suitable number of baskets or

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Isolationselement (10) zum Verhindern eines elektrischen Überschlags zwischen zwei benachbart angeordneten und jeweils einen zu einander gerichteten Bereich mit einer Höhe (15), einen Kopf (16) und einen Boden (18) aufweisenden elektrochemischen Zellen (12) eines Energiespeichers, wobei das Isolationselement (10) zumindest teilweise zwischen den benachbart angeordneten Zellen (12) anordbar ist, wobei das Isolationselement (10) eine Höhe (14) aufweist, welche größer oder gleich der Höhe (15) des zueinander gerichteten Bereichs ist, und wobei das Isolationselement (10) zumindest einen Bereich (17) aufweist, mit welchem der Kopf (16) oder der Boden (18) wenigstens einer Zelle (12) zumindest teilweise abdeckbar ist. Ein derartiges Isolationselement (10) kann insbesondere auf vorteilhafte Weise eine gute Isolierung zweier Zellen (12) gegeneinander ausbilden. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Energiespeicher aufweisend ein derartiges Isolationselement (10).

Description

Beschreibung Titel
Energiespeicher mit Isolationselement Die vorliegende Erfindung betrifft ein Isolationselement zum Verhindern eines elektrischen Überschlags zwischen zwei benachbart angeordneten Zellen eines Energiespeichers. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Energiespeicher aufweisend ein derartiges Isolationselement.
Stand der Technik
Energiespeicher, wie beispielsweise Lithium-Ionen-Batterien, sind in vielen täglichen Anwendungen weit verbreitet. Sie werden beispielsweise in Computern, wie etwa Laptops, Mobiltelefonen, Smartphones und bei anderen Anwendungen eingesetzt. Auch bei der zur Zeit stark vorangetriebenen Elektrifizierung von Fahrzeugen, wie etwa Kraftfahrzeugen, bieten derartige Batterien Vorteile.
Lithium-Ionen-Zellen, beispielsweise, weisen herkömmlicherweise eine metallische Hülle, beispielsweise aus Aluminium auf. Üblicherweise werden mehrere dieser Zellen zu einem Batteriemodul beziehungsweise zu einem Batteriepack verbaut.
Die einzelnen Zellen werden dabei beispielsweise durch die Verwendung von isolierenden Lackierungen gegeneinander isoliert. Beispielsweise werden mehrere Lackschichten, wie etwa drei Lackschichten, übereinander aufgebracht, um einen ausreichend hohen Isolationswiderstand durch eine Lackschicht einiger μηη zu realisieren. Offenbarung der Erfindung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Isolationselement zum Verhindern eines elektrischen Überschlags zwischen zwei benachbart angeordneten und jeweils einen zu einander gerichteten Bereich mit einer Höhe, einen Kopf und einen Boden aufweisenden elektrochemischen Zellen eines Energiespeichers, wobei das Isolationselement zumindest teilweise zwischen den benachbart angeordneten Zellen anordbar ist, wobei das Isolationselement eine Höhe aufweist, welche größer oder gleich der Höhe des zueinander gerichteten Bereichs ist, und wobei das Isolationselement zumindest einen Bereich aufweist, mit welchem der Kopf oder der Boden wenigstens einer Zelle zumindest teilweise abdeckbar ist.
Ein Isolationselement dient im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere dazu, wenigstens zwei elektrochemische Zellen gegeneinander elektrisch zu isolieren. Dabei kann das Isolationselement insbesondere aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt sein. Ein elektrisch isolierendes Material kann im Sinne der vorliegenden Erfindung dabei insbesondere ein Material sein, welches einen elektrischen Oberflächenwiderstand aufweist, der in einem Bereich von größer oder gleich 10 12 Ohm liegt. Ferner ist das Isolationselement derart ausgestaltet, um einen elektrischen Überschlag, wie beispielsweise einen Lichtbogen, zu verhindern oder die Gefahr eines solchen zumindest signifikant zu reduzieren. Ein Energiespeicher kann im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere jegliche Batterie sein. Insbesondere kann ein Energiespeicher ein
elektrochemischer Energiespeicher und neben einer Primär-Batterie vor allem eine Sekundär-Batterie, also ein wieder aufladbarer Akkumulator, sein. Ein Energiespeicher kann dabei wenigstens zwei elektrochemische Zellen, wie insbesondere galvanische Elemente umfassen. Beispielsweise kann ein
Energiespeicher einen lithiumbasiertern Energiespeicher wie etwa eine Lithium- Ionen-Batterie umfassen. Dabei kann unter einem lithiumbasierten
Energiespeicher wie etwa einer Lithium-Ionen Batterie insbesondere ein derartiger Energiespeicher verstanden werden, dessen elektrochemische Prozesse während eines Lade- beziehungsweise Entladevorgangs zumindest teilweise auf Lithiumionen basieren. Dabei ist das Isolationselement insbesondere eigenständig und damit
insbesondere ein von der Zelle grundsätzlich verschiedenes Bauteil. Somit ist das Isolationselement insbesondere keine auf der Zelle angeordnete Lackierung, welche als Bestandteil der Zelle angesehen werden kann.
Das Isolationselement dient dabei im Detail einem Verhindern eines elektrischen Überschlags zwischen zwei benachbart angeordneten und jeweils eine zu einander gerichteten Bereich mit einer bestimmten Höhe, einen Kopf und einen
Boden aufweisenden elektrochemischen Zellen eines Energiespeichers. Der zueinander gerichtete Bereich kann dabei insbesondere ein Wandbereich sein, welcher als gerade Fläche ausgestaltet sein kann und in Richtung der
benachbart angeordneten Zelle weist, oder ein etwa bei einer runden Zelle mit einem Bereich der benachbart angeordneten Zelle etwa mit einer Gerade verbindbare Teil eines Zellgehäuses. Der Kopf, wie etwa ein Deckel, und der Boden kann dabei im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere ein derartiger Bereich der Zelle sein, welcher im Wesentlichen in einem rechten Winkel zu der zueinander gerichteten Seite, wie etwa Wandseite, angeordnet sein kann, wie dies für den Fachmann ohne weiteres verständlich ist.
Hierzu weist das Isolationselement eine Höhe auf, welche größer oder gleich der Höhe der zu einander gerichteten Seite der Energiespeicher ist. Dies kann insbesondere bedeuten, dass das Isolationselement an einem Wandbereich wenigstens eine derartige Höhe aufweist, die der zueinander gerichteten Seite der wenigstens zwei Energiespeicher entspricht, wobei insbesondere bei einer unterschiedlichen Bauart der Zellen die kleinere Höhe, also die Höhe des kleineren der wenigstens zwei Energiespeicher gemeint sein kann. Weiterhin weist das Isolationselement zumindest einen Bereich auf, mit welchem der Kopf oder der Boden wenigstens einer Zelle zumindest teilweise abdeckbar ist.
Ein wie vorstehend beschrieben ausgestaltetes Isolationselement kann es auf besonders vorteilhafte Weise ermöglichen, ein besonders effektives Isolieren einzelner elektrochemischer Zellen gegeneinander zu ermöglichen, wobei sowohl ein direkter Kontakt der Zellen verhindert wird und weiterhin ferner das Ausbilden eines elektrischen Überschlags verhindert werden kann. Im Detail kann ein vorbeschriebenes Isolationselement wenigstens zwei elektrochemische Zellen gegeneinander elektrisch isolieren. Die
elektrochemischen Zellen können dabei einen Zellraum zum zumindest teilweisen Aufnehmen einer Anode und einer Kathode und einem den Zellraum zumindest teilweise von der äußeren Umgebung trennenden Zellgehäuse umfassen. Dabei können die Zellen beispielsweise Bestanteile eines
lithiumbasierten Energiespeichers, wie etwa eine Lithium-Ionen-Batterie, sein. Die Zellen können daher eine Anode und eine Kathode aufweisen, die grundsätzlich in an sich bekannter Weise wie für einen Energiespeicher bekannt ausgestaltet sein können. Für den rein beispielhaften Fall einer Lithium-Ionen- Batterie kann die Anode eine Elektrode sein, welche metallisches Lithium umfasst oder Lithium interkallieren kann. Die Kathode kann dabei beispielhaft NMC oder Lithium-Cobalt-Oxid (LiCo02) aufweisen. Dabei kann das
Kathodenmaterial gegebenenfalls in einem Binder, wie beispielsweise
Polyvinylidenfluorid (PVDF) etwa zusammen mit einem Leitzusatz, wie etwa einer elektrisch leitfähigen Kohlenstoffverbindung, beispielsweise Graphit, vorliegen. Der Elektrolyt kann ein Lösungsmittel umfassen, in dem ein oder mehrere elektrisch leitfähige Salze gelöst sind. Beispielsweise können aprotische Lösungsmittel, wie etwa Ethylencarbon, Propylencarbonat, Dimethylcarbonat oder Diethylcarbonat Verwendung finden. Ferner kann als elektrisch leitfähiges Salz Lithiumhexafluorophosphat (LiPF6) verwendet werden.
Weiterhin kann zwischen Anode und Kathode in an sich bekannter Weise ein Separator angeordnet sein, um die Anode und die Kathode räumlich voneinander zu trennen, um insbesondere einen Kurzschluss zu verhindern. Der Separator kann dabei beispielsweise umfassen oder ausgebildet sein aus insbesondere porösen Kunststofffolien, Glasfasergeweben, oder auch insbesondere porösen Keramikwerkstoffen, wie etwa Keramikgeweben. Dabei kann der Elektrolyt beispielsweise innerhalb des Separators beziehungsweise Poren des Separators angeordnet sein.
Zwischen wenigstens zwei derartiger elektrochemischen Zellen kann nun das Isolationselement zumindest teilweise angeordnet werden. Somit kann das Isolationselement insbesondere getrennt von der Zelle herstellbar sein, was einen vereinfachten und effektiveren Herstellungsprozess erlauben kann. Im Detail kann ein Isolationselement exakt an die Anforderungen des konkreten Energiespeichers anpassbar sein. Dabei kann dem Nachteil eines potentiell fehleranfälligen und aufwändigen Prozesses einer Lackierung einer Zelle effektiv begegnet werden. Im Detail werden Lackierungen oftmals mit mehreren
Schichten ausgeführt, um potentiell nicht bedeckte Bereiche zu verhindern und um eine ausreichende Isolierung sicherzustellen. Ein derartiger aufwändiger Prozess kann bei einem vorbeschriebenen Isolationselement verhindert werden, da das Isolationselement problemlos mit definierten Eigenschaften, wie insbesondere einer definierten Dicke und einer definierten Ausdehnung, bereitgestellt werden kann.
Ferner kann auf eine aufwändige Fixierung, wie etwa ein Aufkleben des
Isolationselements auf eine Zelle, verzichtet werden, was den
Herstellungsprozess eines Energiespeichers weiter vereinfachen kann.
Beispielsweise kann wenigstens eine Zelle auf einfache Weise in das
Isolationselement geschoben werden oder das Isolationselement auf die Zelle gesteckt werden, um eine ausreichende Stabilität zu gewährleisten. Hierzu kann beispielsweise und nicht beschränkend das Isolationselement mit einem definierten Untermaß ausgeformt sein, um so einen Kraftschluss zu der Zelle zu ermöglichen, durch welchen wenigstens eine Zelle an dem Isolationselement befestigt wird. Somit kann beispielsweise der Nachteil umgangen werden, dass etwa Klebstoffe zur Fixierung von Isolationselementen oder auch Isolationslacke bei wechselnden Temperaturbelastungen nur schwer stabil darstellbar sind. Dadurch kann durch das Verwenden eines Isolationselements bei einem vorbeschriebenen Energiespeicher eine besonders hohe Langzeitstabilität erreichbar sein.
Ferner weist das Isolationselement eine Höhe auf, welche größer oder gleich der Höhe des zu einander gerichteten Bereichs der Zellen ist, und weist das
Isolationselement zumindest einen Bereich auf, mit welchem der Kopf oder der Boden, also wenigstens eines von Kopf und Boden, zum Verhindern eines Überschlags wenigstens einer Zelle zumindest teilweise abdeckbar ist. Somit kann durch das Isolationselement nicht nur ein unmittelbares Berühren wenigstens zweier Zellen verhindert werden, sondern es kann ferner zusätzlich das Ausbilden eines elektrischen Überschlags, wie beispielsweise eines
Lichtbogens, sicher verhindert werden. Somit kann im Wesentlichen auf weitere Isolationselemente zwischen den Zellen vollständig verzichtet werden, was das Herstellen eines mit einem derartigen Isolationselement ausgestatteten
Energiespeichers weiter kostengünstig gestalten kann. Dabei können der wandseitige Bereich, also der dem Seitenberiech zugeordnete
Bereich des Isolationselements, und der stirnseitige Bereich, also der dem Kopf beziehungsweise dem Boden zugeordnete Bereich des Isolationselements, unmittelbar miteinander verbunden sein, so dass insbesondere eine
entsprechende Kante wenigstens einer Zelle umschlossen werden kann. Somit kann eine effektive elektrische Isolierung nicht nur an glatten Wandbereichen sondern vielmehr auch an Kanten der Zelle beziehungsweise eines Zellgehäuses realisierbar sein.
Weiterhin kann durch die fehlende Notwendigkeit weiterer Isolierungsmaterialien insbesondere zwischen den Zellen des Energiespeichers das Gesamtgewicht des Energiespeichers gesenkt werden, was eine Leistungsdichte des Systems verbessern kann.
Darüber hinaus ist das Isolationselement sowohl in seinen Ausmaßen als auch in seiner Geometrie problemlos an das gewünschte Anwendungsgebiet und an die verwendeten Energiespeicher beziehungsweise an die zu isolierenden Zellen anpassbar.
Aus dem Vorstehenden wird ersichtlich, dass das vorbeschriebene
Isolationselement eine anpassbare mechanische Lösung zur Isolation wenigstens zweier Zellen gegeneinander bereitstellt. Durch eine derartige angepasste mechanische Konstruktion kann die Montage eines
Energiesprechers durch die Herstellung beziehungsweise Bereitstellung einfach handhabbarer Bauteile vereinfacht und die Konstruktion der Isolationselemente eine Verwendung von fixierenden Elementen, wie beispielsweise Klebstoff, unnötig machen. Somit ist ein Energiespeicher insbesondere bezüglich seines Isolationselements besonders einfach an das gewünschte Anwendungsgebiet anpassbar, bietet eine besonders effektive Isolierung seiner Zellen, was eine besonders hohe Verlässlichkeit und Langlebigkeit ermöglichen kann und ist dabei besonders kostengünstig in der Herstellung. Im Rahmen einer Ausgestaltung kann das Isolationselement einen elektrisch isolierenden Kunststoff aufweisen, beispielsweise aus diesem bestehen.
Insbesondere in dieser Ausgestaltung kann der Energiespeicher besonders kostengünstig herstellbar sein. Darüber hinaus gibt es eine Vielzahl elektrisch isolierender Kunststoffe, die für einen derartigen Energiespeicher geeignet sein können, weshalb durch eine geeignete Auswahl des Kunststoffs der
Energiespeicher besonders vorteilhaft an das gewünschte Anwendungsgebiet anpassbar sein kann. Ferner weisen derartige Kunststoffe oftmals ein besonders geringes Gewicht auf, weshalb das Isolationselement das Gesamtgewicht des Energiespeichers nicht signifikant negativ beeinflusst. Somit kann auch die Leistungsdichte des Energiespeichers im Wesentlichen beibehalten werden.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann das Isolationselement zumindest teilweise, beispielsweise an seinem Stirnbereich, also Kopf- und/oder
Bodenbereich, eine thermische Leitfähigkeit aufweisen, die in einem Bereich von größer oder gleich 0,2 W/m*K, insbesondere in einem Bereich von größer oder gleich 0,5 W/m*K, liegt. In dieser Ausgestaltung kann sichergestellt werden, dass eine Temperierung, wie beispielsweise ein Abführen von Wärme von den elektrochemischen Zellen, problemlos möglich sein kann. Somit kann
sichergestellt werden, dass ein gegebenenfalls vorliegender Wärmeleitpfad zwischen den Zellen und einem Temperierelement, wie beispielsweise einer Kühlplatte, nicht signifikant negativ beeinflusst wird. Dabei kann das
Isolationselement vollständig aus einem wärmeleitenden Material ausgebildet sein, oder das Isolationselement kann nur teilweise aus einem wärmeleitfähigen Material insbesondere mit der vorbeschriebenen thermischen Leitfähigkeit ausgebildet sein.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann das Isolationselement eine Temperierstruktur zum Temperieren wenigstens einer Zelle aufweisen.
Beispielsweise kann das Isolationselement einen oder mehrere
Temperiermittelkanäle zum Führen eines Temperiermittels durch das
Isolationselement und/oder eine oder mehrere Temperierrippen zum Abführen von Wärme umfassen. In dieser Ausgestaltung kann beispielsweise auf das Vorsehen weiterer Kühleinheiten, wie beispielsweise Kühlplatten, verzichtet werden. So kann vorteilhafterweise der Widerstand eines Wärmeleitpfads deutlich gesenkt und das Gewicht reduziert werden. Ferner kann eine besonders kostengünstige Herstellung ermöglicht werden. Grundsätzlich kann es sich bei dem Temperiermittel um ein flüssiges, gasförmiges oder festes Temperiermittel handeln. Insbesondere kann das Temperiermittel ein flüssiges oder gasförmiges Temperiermittel sein. Dabei kann das Isolationselement mindestens einen Temperiermitteleinleitungsanschluss zum Einleiten eines flüssigen oder gasförmigen Temperiermittels in den oder die Temperiermittelkanäle und mindestens einen Temperiermittelableitungsanschluss zum Ableiten des flüssigen oder gasförmigen Temperiermittels aus dem oder den
Temperiermittelkanälen umfassen.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann das Isolationselement zum im Wesentlichen vollständigen Umschließen des zu einer benachbart angeordneten Zelle gerichteten Bereichs, des Kopfs und des Bodens einer Zelle ausgestaltet sein. In dieser Ausgestaltung kann somit im Wesentlichen jede Seite wenigstens einer Zelle von dem Isolationselement umgeben beziehungsweise abgedeckt sein, die Zelle somit an jeder vorhandenen Wandseite und an jeder vorhandenen Stirnseite isoliert werden für den Fall, dass die Zelle von zwei weiteren Zellen umgeben ist. Dadurch kann eine besonders vollständige Isolierung der wenigstens einen Zelle gegenüber anderen Zellen ermöglicht werden. Dabei kann im Sinne der vorliegenden Erfindung ein im Wesentlichen vollständiges wand- und stirnseitiges Umschließen insbesondere umfassen, dass ein oder mehrere Funktionsbereiche, wie beispielsweise für einen Anschluss zum
Abgreifen elektrischer Energie oder einen Anschluss für ein Berstventil, zum Auslassen von Druck aus dem Inneren der Zelle, offen bleiben können und somit nicht von dem Isolationselement bedeckt sind. In anderen Worten kann ein im
Wesentlichen vollständiges wandseitiges und stirnseitiges Umschließen der wenigstens einer Zelle bedeuten, dass nur die für eine Funktion
notwendigerweise freibleibenden Bereiche nicht von dem Isolationselement abgedeckt sind.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann das Isolationselement wannenartig ausgestaltet sein. In dieser Ausgestaltung kann eine besonders einfache Herstellbarkeit eines Energiespeichers ermöglicht werden. Denn bei der Herstellung des Energiespeichers kann eine oder eine Mehrzahl von Zellen jeweils einfach in die Öffnung der ausgebildeten Wanne eingesteckt werden und gegebenenfalls auf geeignete Weise, beispielsweise, an dem Isolationselement befestigt werden.
Dabei kann das wannenartige Isolationselement beispielsweise an einem
Seitenbereich geöffnet sein. In dieser Ausgestaltung kann eine Zelle seitlich in das Isolationselement geschoben werden, wobei die Stirnbereiche, also insbesondere der Kopfbereich und der Bodenbereich, durch entsprechende Bereiche des wannenartigen Isolationselements abgedeckt sein können. In dieser Ausgestaltung kann ein besonders effektiver Schutz gegen das Auftreten von elektrischen Überschlägen wie beispielsweise von Lichtbögen, realisierbar sein. Dabei kann zusätzlich zu einem Seitenbereich ferner beispielsweise als Stirnseite der Zelle der Bodenbereich wie auch der Kopfbereich wenigstens einer Zelle von dem Isolationselement zumindest teilweise bedeckt sein
beziehungsweise das Isolationselement zumindest diese Bereiche zumindest teilweise abdecken. Dabei ist die Größe des jeweiligen Stirnbereichs, welcher von dem Isolationselement abgedeckt wird, insbesondere zu wählen in
Abhängigkeit der auftretenden Stromstärken, des Abstands der Zellen zueinander und anderen Faktoren, welche das Auftreten von Überschlägen beeinflussen können. Dabei kann beispielsweise in dieser Ausgestaltung, aber auch grundsätzlich in anderen Ausgestaltungen, für zwei Zellen nur ein
Isolationselement ausreichend sein, um diese ausreichend zu isolieren und die Gefahr eines elektrischen Überschlags zu reduzieren beziehungsweise vollständig zu verhindern. Eine Öffnung an einem Seitenbereich kann daher im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere bedeuten, dass die Wannenform derart ausgestaltet ist, dass nach einem Einfügen einer Zelle in das
Isolationselement im Wesentlichen nur eine derartige Seite der Zelle freiliegt, welche in Richtung einer weiteren Zelle gerichtet ist.
Weiterhin kann das wannenartige Isolationselement an einem Kopfbereich geöffnet sein. In dieser Ausgestaltung können die Zellen besonders einfach in dem Isolationselement angeordnet werden. Beispielsweise kann die wenigstens eine Zelle auf einfache Weise von oben in die entsprechenden wannenartigen Aufnahmebereiche eingefügt werden. Auch in dieser Ausgestaltung ist eine einfache und kostengünstige Herstellbarkeit gegeben, wobei ferner eine gute Isolation der einzelnen Zellen gegeneinander gewährleistet ist insbesondere dann, wenn die Höhe der des Isolationselements die Höhe der eingefügten Zelle beziehungsweise dessen Seitenbereich zum Verhindern eines elektrischen Überschlags um einen definierten Bereich, welcher abhängig sein kann von den einen Überschlag beeinflussenden Faktoren, übersteigt. Eine Öffnung an einem Kopfbereich kann daher im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere bedeuten, dass die Wannenform derart ausgestaltet ist, dass nach einem Einfügen einer Zelle in das Isolationselement eine derartige Seite der Zelle freiliegt, welche nicht in Richtung einer weiteren seitlich benachbarten Zelle gerichtet ist, sondern insbesondere den Boden oder den Kopf der Zelle bilden kann.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann das Isolationselement eine Mehrzahl an wannenartig begrenzten Aufnahmebereichen zum Aufnehmen einer Mehrzahl von Zellen aufweisen. Im Rahmen dieser Ausführungsform des Energiespeichers ist das Isolationselement somit zur Aufnahme und Isolierung von zwei oder mehr galvanischen Zellen, insbesondere den galvanischen Zellen eines Batteriemoduls, beispielsweise von größer oder gleich 4 bis kleiner oder gleich 20, zum Beispiel von größer oder gleich 6 bis kleiner oder gleich 18, galvanischen Zellen, ausgelegt. Dies hat den Vorteil, dass die einzelnen
Batteriemodule individuell zusammengestellt und an den zur Verfügung stehenden Raum angepasst angeordnet werden können. Darüber hinaus kann in dieser Ausgestaltung ein besonders kostengünstiges Herstellungsverfahren des Isolationselements beziehungsweise einer Mehrzahl an Isolationselementen möglich sein. Ferner kann eine besonders gute Isolierung der Zellen ermöglicht werden und dabei ferner die Stabilität des Energiespeichers verbessert werden.
Beispiele und Zeichnungen
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Beispiele und Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Beispiele und Zeichnungen nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Ausgestaltung eines
Isolationselement mit darin angeordneter elektrochemischer Zelle; Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer Anordnung einer Mehrzahl an
Isolationselementen gemäß Figur 1 mit darin angeordneten
elektrochemischen Zellen;
Fig. 3 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausgestaltung eines
Isolationselement mit darin angeordneter elektrochemischer Zelle;
Fig. 4 eine weitere schematische Ansicht der Ausgestaltung aus Figur 3;
Fig. 5 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausgestaltung eines
Isolationselement; und
Fig. 6 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausgestaltung eines
Isolationselement.
In Figur 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung eines
Isolationselements 10 zum Verhindern eines elektrischen Überschlags zwischen zwei elektrochemischen Zellen 12 eines Energiespeichers gezeigt. Ein derartiger Energiespeicher kann grundsätzlich jegliche Art von Energiespeicher sein, insbesondere eine Batterie, wie etwa ein wieder aufladbarer Akkumulator.
Beispielsweise kann der Energiespeicher ein Lithium-Ionen-Akkumulator sein. Mögliche Anwendungsgebiete umfassen hierbei Computer, wie etwa Laptops, Mobiltelefone, Smartphones, elektrische Werkzeuge und weitere Anwendungen, wie beispielsweise vollständig elektrisch angetriebene Fahrzeuge (EV) oder teilweise elektrisch angetriebene Fahrzeuge (Hybridfahrzeuge, PHEV).
In der Figur 1 und insbesondere in der Figur 2 ist dabei die Anordnung einer oder einer Mehrzahl von Zellen 12 gezeigt, welche teilweise von dem
Isolationselement 10 umgeben ist beziehungsweise sind, wobei durch die gestrichelte Linie der von dem Isolationselement 10 umgebende Bereich der Zelle 12 gezeigt werden soll. Es ist ferner gezeigt, dass das Isolationselement 10 eine Höhe 14 aufweist, welche größer oder gleich der Höhe 15 des zueinander gerichteten Bereichs der Zellen 12 ist, und dass das Isolationselement 10 zumindest einen Bereich 17 aufweist, mit welchem der Kopf 16 oder der Boden 18 wenigstens einer Zelle 12 zumindest teilweise abdeckbar ist. Das
Isolationselement 10 gemäß Figur 1 und Figur 2 ist dabei wannenartig in der Form von umgebogenen Kanten ausgestaltet, wobei es an einem Seitenbereich geöffnet ist, also die Zelle 12 seitlich in das Isolationselement 10 schiebbar ist. In anderen Worten ähnelt es der Ausgestaltung des Deckels eines Schuhkartons. Durch die Einstellung einer geeigneten Länge der als Stirnseiten ausgebildeten Bereiche 17 beziehungsweise wenigstens eines Bereichs 17 kann dabei das Auftreten von elektrischen Überschlägen verhindert oder zumindest deutlich reduziert werden.
Beispielsweise kann das Isolationselement 10 einen elektrisch isolierenden Kunststoff aufweisen beziehungsweise etwa vollständig aus diesem geformt sein. Ferner kann das Isolationselement 10 zumindest teilweise, beispielsweise an seinem Bereich 17, wie etwa Kopfbereich oder Bodenbereich, eine thermische Leitfähigkeit aufweisen, die in einem Bereich von größerer oder gleich 0,2 W/m*K liegt und/oder eine Temperierstruktur zum Temperieren wenigstens einer Zelle 12 aufweisen. Beispielhaft für einen Kunststoff, der eine vorbestimmte
Wärmeleitfähigkeit aufweist und ferner eine für ein Isolationselement geeignete elektrische Leitfähigkeit aufweist, kann ein Material sein, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen, Polypropylen, Polyamid,
Polybutylenterephthalat, Polyphenylensulfid, Polycarbonat.
Insbesondere, wenn das Isolationselement 10 aus einem Kunststoff gefertigt ist, kann es beispielsweise durch einen Spritzgießverfahren oder durch ein
Spritzblasverfahren herstellbar sein.
In der Figur 2 ist dabei eine Anordnung eines Energiespeichers gezeigt, welche eine Mehrzahl an Zellen 12 und ferner eine Mehrzahl an zumindest teilweise, also etwa mit einzelnen Teilbereichen, zwischen den Zellen 12 angeordneten Isolationselementen 10 aufweist. Dabei sind die Zellen 12, welche Anschlüsse 13 zum Abgreifen elektrischer Energie umfassen, zusammen mit den
Isolationselementen 10 etwa in einem Spannrahmen aufweisend Spannbacken 20 verspannt, so dass beispielsweise in dieser Ausgestaltung weitere Fixiermittel zum Fixieren der Zellen 12 mit den Isolationselementen 10 nicht notwendig sind. Dabei kann jede Zelle 12 vor der Montage eines aus mehreren Zellen 12 umfassenden sogenannten Submoduls von einer Längsseite ein
Isolationselement 10 aufgedrückt bekommen, wodurch jeweils zwischen zwei Zellen 12 ein Isolationselement 10 angeordnet ist und wobei die äußere Zelle 12 von zwei Isolationselementen 10 umgeben ist. Weitere Isolationselemente 10 können beispielsweise bodenseitig vorgesehen sein. In den Figuren 3 und 4 ist eine weitere wannenartige Ausgestaltung des
Isolationselements 10 gezeigt. Auch in der Ausgestaltung gemäß Figur 3 ist das Isolationselement 10 an einem Seitenbereich beziehungsweise wandseitig geöffnet, also die Zelle 12 seitlich in das Isolationselement 10 schiebbar. Dabei sind die stirnseitigen Bereiche 17 des Isolationselements 10 gemäß Figur 3 jedoch im Vergleich zu den Figuren 1 und 2 verlängert, do dass die Zelle 12 im Wesentlichen vollständig in das Isolationselement 10 schiebbar ist
beziehungsweise von dem Isolationselement 10 im Wesentlichen vollständig aufnehmbar ist. Für eine Kontaktierung der Zelle 12 können dabei Öffnungen 22 vorgesehen sein, durch welche die Anschlüsse 13 zumindest teilweise führbar sein können. Die Öffnungen 22 können beispielsweise eingestanzt werden und es kann ein entsprechender Führungskanal für die Anschlüsse 13 vorgesehen sein, oder das Material des Isolationselements 10 kann zumindest teilweise elastisch verformbar sein.
In der Figur 5 ist eine weitere Ausgestaltung des Isolationselements 10 gezeigt, bei welcher eine Zelle 12 im Wesentlichen vollständig von dem Isolationselement umgeben ist. In anderen Worten ist gemäß Figur 5 das Isolationselement 10 zum im Wesentlichen vollständigen wandseitigen und stirnseitigen beziehungsweise insbesondere kopfseitigen Umschließen wenigstens einer Zelle 12 ausgestaltet, indem es wannenartig und dabei bodenseitig geöffnet ausgestaltet ist. Dabei sind wiederum Öffnungen 22 vorgesehen, durch welche die Anschlüsse 13 führbar sein können, wobei die Größe der Öffnungen an die Größe der Anschlüsse 13 angepasst sein kann.
In der Figur 6 ist eine weitere Ausgestaltung des Isolationselements 10 gezeigt. In der Ausgestaltung gemäß Figur 6 ist das Isolationselement 10 wiederum wannenartig ausgestaltet und dabei kopfseitig geöffnet. In dieser Ausgestaltung können beispielsweise die wandseitigen Bereiche eine Höhe aufweisen, die die Höhe der Zellen 12 überschreitet, um so zusätzlich zu einer bodenseitig stirnseitigen Abdeckung das Auftreten von elektrischen Überschlägen zu vermeiden.
Ferner ist in der Figur 6 eine Ausgestaltung gezeigt, bei welcher das
Isolationselement 10 eine Mehrzahl an wannenartig begrenzten
Aufnahmebereichen zum Aufnehmen einer Mehrzahl von Zellen 12 aufweist. In dieser Ausgestaltung kann das Isolationselement 10 beispielsweise nach Art eines Korbes mit einer geeigneten Anzahl an Körben beziehungsweise
Aufnahmebereichen ausgestaltet sein, oder es können eine Mehrzahl an Isolationselementen 10 vorgesehen sein, welche, etwa zusammen mit den Zellen 12 als Einsätze in einer Anordnung fixierbar sein können.

Claims

Ansprüche
1 . Isolationselement zum Verhindern eines elektrischen Überschlags zwischen zwei benachbart angeordneten und jeweils einen zu einander gerichteten Bereich mit einer Höhe (15), einen Kopf (16) und einen Boden (18) aufweisenden elektrochemischen Zellen (12) eines Energiespeichers, wobei das Isolationselement (10) zumindest teilweise zwischen den benachbart angeordneten Zellen (12) anordbar ist, wobei das Isolationselement (10) eine Höhe (14) aufweist, welche größer oder gleich der Höhe (15) des zueinander gerichteten Bereichs ist, und wobei das Isolationselement (10) zumindest einen Bereich (17) aufweist, mit welchem der Kopf (16) oder der Boden (18) wenigstens einer Zelle (12) zumindest teilweise abdeckbar ist.
2. Isolationselement nach Anspruch 1 , wobei das Isolationselement (10) einen elektrisch isolierenden Kunststoff aufweist.
3. Isolationselement nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Isolationselement (10) zumindest teilweise eine thermische Leitfähigkeit aufweist, die in einem Bereich von größerer oder gleich 0,2 W/m*K liegt.
4. Isolationselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das
Isolationselement (10) eine Temperierstruktur zum Temperieren wenigstens einer Zelle (12) aufweist.
5. Isolationselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das
Isolationselement (10) zum im Wesentlichen vollständigen Umschließen des zu einer benachbart angeordneten Zelle (12) gerichteten Bereichs, des Kopfs (16) und des Bodens (18) einer Zelle (12) ausgestaltet ist.
6. Isolationselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das
Isolationselement (10) wannenartig ausgestaltet ist.
7. Isolationselement nach Anspruch 6, wobei das Isolationselement (10) an einem Seitenbereich geöffnet ist.
8. Isolationselement nach Anspruch 6, wobei das Isolationselement (10) an einem Kopfbereich oder an einem Bodenbereich geöffnet ist.
9. Isolationselement nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das
Isolationselement (10) eine Mehrzahl an wannenartig begrenzten Aufnahmebereichen zum Aufnehmen einer Mehrzahl von Zellen (12) aufweist.
10. Energiespeicher, aufweisend wenigstens ein Isolationselement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022204884A1 (zh) * 2021-03-29 2022-10-06 东莞新能安科技有限公司 一种电化学装置以及应用其的用电装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016224318A1 (de) * 2016-12-07 2018-06-07 Audi Ag Speicheranordnung
DE102019212975A1 (de) * 2019-08-29 2021-03-04 Volkswagen Aktiengesellschaft Batteriekomponente eines Zellenstapels

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1939956A1 (de) * 2006-12-28 2008-07-02 Sanyo Electric Co., Ltd. Batteriepack
EP2202824A1 (de) * 2008-03-04 2010-06-30 Panasonic Corporation Batteriemodul und batteriepaket mit diesem batteriemodul
EP2315293A1 (de) * 2009-10-22 2011-04-27 SB LiMotive Co., Ltd. Batteriepack

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1939956A1 (de) * 2006-12-28 2008-07-02 Sanyo Electric Co., Ltd. Batteriepack
EP2202824A1 (de) * 2008-03-04 2010-06-30 Panasonic Corporation Batteriemodul und batteriepaket mit diesem batteriemodul
EP2315293A1 (de) * 2009-10-22 2011-04-27 SB LiMotive Co., Ltd. Batteriepack

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022204884A1 (zh) * 2021-03-29 2022-10-06 东莞新能安科技有限公司 一种电化学装置以及应用其的用电装置

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