WO2016120359A1 - Batteriezelle und batteriesystem - Google Patents

Batteriezelle und batteriesystem Download PDF

Info

Publication number
WO2016120359A1
WO2016120359A1 PCT/EP2016/051748 EP2016051748W WO2016120359A1 WO 2016120359 A1 WO2016120359 A1 WO 2016120359A1 EP 2016051748 W EP2016051748 W EP 2016051748W WO 2016120359 A1 WO2016120359 A1 WO 2016120359A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cell
battery cell
cathode
contact lugs
anode
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/051748
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Holger Reinshagen
Martin Gerlach
Andreas Grasser
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to JP2017540195A priority Critical patent/JP6454424B2/ja
Priority to US15/546,722 priority patent/US10461305B2/en
Priority to CN201680007831.9A priority patent/CN107210390B/zh
Publication of WO2016120359A1 publication Critical patent/WO2016120359A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • 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
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • 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
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—Metals
    • 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
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/121—Organic material
    • 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
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/538—Connection of several leads or tabs of wound or folded electrode stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0486—Frames for plates or membranes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • 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
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/131—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by physical properties, e.g. gas-permeability or size
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a battery cell, comprising a prismatic cell housing having a top surface, on which a negative terminal and a positive terminal are arranged, and at least one arranged within the cell housing electrode winding having a cathode, which cathode contact lugs, and having an anode, which
  • the invention also relates to a battery system with at least one battery cell according to the invention. State of the art
  • Electric vehicles are designed, as well as in electronic devices, such as
  • Lithium-ion battery cells have a positive and a negative electrode on which lithium ions can reversibly store in a charging process and during a discharge process and outsource again. Such a process is also called intercalation or deintercalation.
  • a battery cell usually comprises one or more electrode units, which are designed in the form of a winding.
  • An electrode unit has two foil-like electrodes, namely an anode and a cathode.
  • the electrodes are with the interposition of a separator to a Electrode winding, which is also referred to as a jelly roll, wound.
  • the two electrodes of the electrode coil are electrically connected by means of collectors with poles of the battery cell, which are also referred to as terminals.
  • a battery cell further comprises a cell housing, which consists for example of aluminum.
  • the cell housing is usually prismatic, in particular cuboid, designed and pressure-resistant. After connecting the electrodes to the terminals, an electrolyte solution is filled in the cell case.
  • the electrodes of the electrode coil have contact lugs which protrude out of the electrode coil and are connected to collectors. Before the connection with the collectors, the contact lugs have different lengths.
  • Isolators provided, which consist for example of plastic.
  • an electrode winding is shown with corresponding insulators for a battery cell.
  • Lithium-ion battery cells are relatively sensitive to
  • the mentioned cell housing offers protection against said environmental influences.
  • Several such battery cells can be combined to form a battery system, which is also referred to as a battery pack. Disclosure of the invention
  • a battery cell which comprises a prismatic cell housing with a cover surface on which a positive terminal and a negative terminal are arranged.
  • the battery cell furthermore comprises at least one electrode winding arranged inside the cell housing with an anode which has anode contact lugs and with a cathode which has cathode contact lugs.
  • the anode contact lugs and the cathode contact lugs thus extend to the same end face of the cell housing.
  • the terminals are attached to another surface of the cell housing, namely on the top surface. The face on which the
  • Anodentitlefahnen and the cathode contact lugs to extend adjacent to the top surface.
  • the cell housing is cuboid-shaped and has six surfaces with three different sized surface contents, wherein each two of the six surfaces with the same surface area are opposite to each other.
  • the top surface, on which the terminals are arranged, and a bottom surface opposite the top surface have a medium surface area of the surfaces of the cell casing.
  • Anode contact lugs or the cathode contact lugs electrically connected to a collector which extends between the electrode coil and the bottom surface, and between the electrode coil and the second end face.
  • the collector is also electrically connected to one of the terminals.
  • the anode contact lugs or the cathode contact lugs are electrically connected to a collector which extends between the electrode coil and a front surface.
  • the front surfaces have a largest surface area of the surfaces of the cell housing.
  • the collector is also electrically connected to one of the terminals.
  • the cell housing is designed to be electrically insulating, for example made of a plastic.
  • the cell housing can be made electrically conductive, for example, aluminum.
  • the anode contact flags or
  • Cathode contact lugs electrically connected to the electrically conductive cell housing.
  • the collector can also be omitted.
  • Cathode contact lugs and the anode contact lugs provided an insulating film, which extends to the end face of the cell housing.
  • the cathode and the anode are at least one intermediate layer
  • the insulating film is formed by the at least one separator.
  • a battery system is also proposed which comprises at least one battery cell according to the invention.
  • a battery cell according to the invention advantageously finds use in an electric vehicle (EV), in a hybrid vehicle (HEV), or in a plug-in hybrid vehicle (PH EV).
  • EV electric vehicle
  • HEV hybrid vehicle
  • PH EV plug-in hybrid vehicle
  • the collectors in the connection areas extend to the anode and to the cathode on the same end face, which has the smallest surface area of the surfaces of a cuboid cell housing.
  • the collectors in the connection areas to the anode and to the cathode require the lowest possible volume.
  • One of the two collectors is guided from said end face directly to the adjacent top surface to one of the terminals.
  • the other of the two collectors is routed around the electrode coil to the other terminal.
  • This collector is designed to be relatively thin and takes up only a small volume on its way to the
  • FIG. 1 shows a schematic, perspective, semi-transparent representation of a battery cell without collectors
  • Figure 2 is a schematic, perspective, semi-transparent representation of a battery cell according to a first embodiment without
  • FIG. 3 shows a schematic, perspective, semitransparent illustration of a battery cell according to a second embodiment without electrode winding
  • FIG. 4 shows a plan view of an end face of an electrode winding
  • FIG. 5a shows a partial sectional illustration of the electrode winding from FIG. 4 along the section line V-V before connection to a collector
  • FIG. 5b shows the electrode winding from FIG. 5a after connection to the FIG
  • FIG. 6a shows a modification of the electrode coil of FIG. 5a before connection to a collector
  • FIG. 6b shows the electrode winding from FIG. 6a after connection to the FIG
  • Figure 7 is a schematic representation of the production of a
  • the coil electrode, 8 shows a schematic sectional view of a battery cell with a first embodiment of a holder for the electrode winding, FIG.
  • FIG. 9 shows a schematic sectional view of a battery cell with a second embodiment of a holder for the electrode winding
  • Figure 10 is a schematic sectional view of a battery cell with a third embodiment of a holder for the electrode winding and
  • Figure 11 shows a further modification of an electrode coil in a schematic, perspective view.
  • a battery cell 2 comprises a cell housing 3, which is prismatic, in the present case cuboid.
  • the cell housing 3 is designed to be electrically conductive and, for example, made of aluminum. It is also conceivable that the cell housing 3 is electrically non-conductive, in particular made of an electrically insulating material, for example plastic, or is coated with an electrically insulating material.
  • the battery cell 2 comprises a negative terminal 11 and a positive terminal 12. Via the terminals 11, 12, a voltage provided by the battery cell 2 can be tapped off. Furthermore, the battery cell 2 can also be charged via the terminals 11, 12.
  • the parallelepiped-shaped cell housing 3 of the battery cell 2 has six surfaces with three differently sized surface areas, wherein in each case two surfaces with the same surface area are opposite each other.
  • the surfaces with the largest surface contents are referred to below as first front surface 33 and second front surface 34.
  • the surfaces with the smallest surface contents are referred to below as first end face 35 and second end face 36.
  • the terminals 11, 12 are spaced from each other on the top surface 31 of the cell case 3.
  • the negative terminal 11 is adjacent to the first end face 35
  • the positive terminal 12 is adjacent to the second end face 36.
  • insulators may be provided between the terminals 11, 12 and the top surface 31 insulators.
  • an electrode coil 10 is arranged, which has two electrodes, namely a cathode 14 and an anode 16.
  • the cathode 14 and the anode 16 are designed like a foil and wound around a winding axis A with the interposition of a first separator 18 and a second separator 19 to the electrode winding 10.
  • Electrode winding 10 is arranged in the cell housing 3 such that the winding axis A is perpendicular to the end faces 35, 36.
  • the battery cell 2 comprises a plurality of electrode windings 10, which are connected in parallel electrically or in series, with sufficient insulation.
  • an electrolyte is also present within the cell housing 3.
  • the anode 16 has a plurality of anode contact lugs 26, which are electrically connected to the negative terminal 11 of the battery cell 2.
  • the cathode 14 has a plurality of cathode contact lugs 24, which are electrically connected to the positive terminal 12 of the battery cell 2.
  • a first collector 41 is provided.
  • the first collector 41 has a first region 42, which is parallel to the first end face 35 and close to the first
  • End face 35 extends and is connected to the anode contact lugs 26 of the anode 16.
  • the first region 42 of the first collector 41 extends to the top surface 31 and merges into a second region 43 which extends extends parallel to the top surface 31.
  • the second area 43 of the first collector 41 is connected to the negative terminal 11. Between the first collector 41 and the cell housing 3 of the battery cell 2 electrical insulators are provided.
  • a second collector 51 For electrically connecting the cathode 14 to the positive terminal 12, a second collector 51 is provided.
  • the second collector 51 has a first region 52, which runs parallel to the first end face 35 near the first end face 35 and is connected to the cathode contact lugs 24 of the cathode 14.
  • the second collector 51 has a second region 53, which is connected to the positive terminal 12.
  • the second collector 51 has a central region 55, which is connected to the first region 52 and to the second region 53.
  • the central region 55 of the second collector 51 extends parallel to the
  • Front surfaces 33, 34 In the present case, the central region 55 of the second collector 51 between the electrode coil 10 and the first front surface 33 is arranged. Between the second collector 51 and the cell housing 3 of the battery cell 2 electrical insulators are provided.
  • the central region 55 of the second collector 51 can also be arranged between the electrode coil 10 and the second front surface 34. Also, two parallel central region 55 of the second collector 51 may be provided, which are arranged on both sides of the electrode coil 10.
  • the second collector 51 has a lower region 56, which is connected to the first region 52. Further, the second collector 51 has a rear portion 57 which is connected to the second portion 53. In this case, the lower region 56 of the second collector 51 is connected to the rear region 57 of the second collector 51.
  • the lower portion 56 of the second collector 51 extends from the first portion 52 of the second collector 51 in parallel to the bottom surface 32 the electrode winding 10 and the bottom surface 32 to the second end face 36 to.
  • the rear region 57 of the second collector 51 extends from the second region 53 of the second collector 51 to the bottom surface 32 parallel to the second end surface 36 between the electrode coil 10 and the second end surface 36. Further, the rear portion 57 of the second collector 51 is connected to the lower portion 56 of the second collector 51.
  • electrical insulators are also provided between the second collector 51 and the cell housing 3 of the battery cell 2 electrical insulators are also provided. According to another, not shown, embodiment of the
  • the electrically conductive cell housing 3 is electrically connected to the positive terminal 12. In this case, no insulator is required between the second collector 51 and the cell case 3. Furthermore, it is conceivable that the positive terminal 12 and the cathode contact lugs
  • the cell housing 3 would take over the function of the second collector 51, namely the electrical connection of the cathode 4 to the positive terminal 12. In this case, the second collector 51 could be completely eliminated. It is also conceivable that the second collector 51, the cathode contact lugs 24 of
  • Cathode 14 electrically connects to the first end face 35 of the cell case 3.
  • FIG. 4 shows a plan view of an end face of the electrode coil 10 prior to installation in the cell housing 3 of the battery cell 2.
  • Anodentitlefahnen 26 of the anode 16 project approximately parallel to the
  • the anode contact lugs 26 of the anode 16 are arranged in alignment with each other in a line.
  • the cathode contact lugs 24 of the cathode 14 project approximately parallel to the winding axis A of the
  • Electrode winding 10 out. In a direction perpendicular to the winding axis A, the cathode contact lugs 24 of the cathode 14 are arranged in alignment with each other in a line.
  • FIG. 5a shows a partial sectional illustration of the electrode winding 10 from FIG. 4 along a section line V-V. It is the part of the
  • the second collector 51 runs perpendicular to the winding axis A of the electrode coil 10.
  • the individual cathode contact lugs 24 of the cathode 14 have different lengths.
  • Winding axis A faces, has the shortest length.
  • Cathode contact lug 24, which faces away from the winding axis A, has the greatest length.
  • FIG. 5b shows the electrode winding 10 from FIG. 5a after connection to the second collector 51.
  • the individual cathode contact lugs 24 of the cathode 14 are each bent around an axis which is perpendicular to the winding axis A, and placed on top of each other.
  • the winding axis A facing away from the cathode contact lug 24 of the cathode 14 is placed on the second collector 51.
  • the cathode contact lugs 24 of the cathode 14 are connected to each other and to the second collector 51, in particular welded.
  • the lengths of the individual cathode contact lugs 24 of the cathode 14 are matched to one another such that the ends of the cathode contact lugs 24 remote from the electrode winding 10 are aligned with the second collector 51 after the cathode contact lugs 24 have been connected.
  • FIG. 6 a shows a modification of the electrode winding 10 from FIG. 5 a before connection to the second collector 51.
  • the second collector 51 runs parallel to the winding axis A of the electrode coil 10.
  • the individual cathode contact lugs 24 of the cathode 14 have different lengths.
  • the length of the Cathode contact lugs 24 grows with increasing distance of
  • Cathode contact lugs 24 of the winding axis A and of the second collector 51 has the greatest length.
  • FIG. 6b shows the electrode winding 10 from FIG. 6a after connection to the second collector 51.
  • the individual cathode contact lugs 24 of the cathode 14 are placed one on top of the other.
  • Cathode contact lug 24 of the cathode 14 is placed on the second collector 51.
  • the cathode contact lugs 24 of the cathode 14 are connected to each other and to the second collector 51, in particular welded.
  • the lengths of the individual cathode contact lugs 24 of the cathode 14 are matched to one another in such a way that the ends of the electrodes 10 facing away from the electrode coil 10
  • Cathode contact lugs 24 are aligned with each other after the connection of the cathode contact lugs 24 with the second collector 51.
  • FIG. 7 schematically shows the production of the electrode winding 10.
  • a winding core 65 is rotated about a rotation axis D.
  • a film-like cathode 14, a film-like first separator 18, a film-like anode 16, and a film-like second separator 19 are attached to the winding core 65.
  • the axis of rotation D of the winding core 65 is aligned with the winding axis A of the electrode winding 10.
  • the cathode 14 By the rotation of the winding core 65, the cathode 14, the first separator 18, the anode 16 and the second separator 19 are wound onto the winding core 65.
  • one of the separators 18, 19 lies between the cathode 14 and the anode 16.
  • a first laser beam 61 cuts off an edge region of the sheet-like anode 16.
  • the anode contact lugs 26 of the anode 16 remain stationary. After one complete revolution of the winding core 65, one of the anode contact lugs 26 of the anode 16 stops. This ensures that the anode contact lugs 26 of the anode 16, as shown in Figure 4, are arranged in alignment with each other on a line.
  • the length of the remaining anode contact lugs 26 of the anode 16 increases with each revolution.
  • the axis of rotation D and the winding axis A facing anode contact lug 26 of the anode 16 has the smallest length
  • the axis of rotation D and the winding axis A remote anode contact lug 26 of the anode 16 has the greatest length.
  • a second laser beam 62 intersects an edge region of the film-like
  • the length of the remaining cathode contact lugs 24 of the cathode 14 increases with each revolution.
  • the cathode contact lug 24 facing the axis of rotation D and the winding axis A has the shortest length
  • the cathode contact lug 24 facing away from the axis of rotation D and the winding axis A has the greatest length, as shown in FIG. 5a.
  • the winding core 65 can be removed.
  • the electrode coil 10 can be easily pressed together, whereby the cavity caused by the missing hub 65 is closed.
  • FIG. 8 shows a schematic sectional illustration of a battery cell 2 with a holder 70 according to a first embodiment for an electrode winding 10.
  • the collectors 41, 51 are not completely shown.
  • the holder 70 according to the first embodiment is designed as a rectangular frame and made of an electrically non-conductive material, in particular made of a plastic.
  • the holder 70 according to the first embodiment includes a first longitudinal side 71 and a parallel to the first longitudinal side 71 extending second longitudinal side 72.
  • the first longitudinal side 71 and the second longitudinal side 72 are connected at their ends by a first transverse side 73 and a second transverse side 74 with each other.
  • the first transverse side 73 and the second transverse side 74 extend parallel to each other and at right angles to the
  • the first longitudinal side 71 of the frame-shaped holder 70 according to the first embodiment is on the top surface 31 of the cell case 3 of
  • the first transverse side 73 and the second transverse side 74 extend at right angles from the top surface 31 to the bottom surface 32 of the cell case 3, not shown.
  • the first transverse side 73 runs near the not shown first end face 35 of the
  • Long side 72 extends near the bottom surface 32 of the not shown
  • the electrode coil 10 is clamped.
  • the winding axis A of the electrode winding 10 runs parallel to the longitudinal sides 71, 72 of the holder 70 according to the first embodiment.
  • the anode 16 and the cathode 14 protrude from the electrode coil 10 near the first transverse side 73 of the holder 70 according to the first embodiment.
  • the first collector 41 of the battery cell 2 is electrically and mechanically connected to the negative terminal 11. Between the first collector 41 and the top surface 31 of the cell case 3 is a first spacer 67th
  • the first spacer 67 is made of an electrically non-conductive
  • the first spacer 67 is thus mechanically fixed within the cell housing 3 on the top surface 31.
  • the second collector 51 of the battery cell 2 is electrically and mechanically connected to the positive terminal 12.
  • a second spacer 68 is arranged between the second collector 51 and the top surface 31 of the cell case 3.
  • the second spacer 68 is made of an electrically non-conductive material, in particular of a plastic, and electrically insulates the second collector 51 from the top surface 31 of the cell case 3.
  • the second spacer 68 is thus fixed mechanically within the cell case 3 to the top surface 31.
  • the first longitudinal side 71 of the holder 70 according to the first embodiment is mechanically connected to the first spacer 67 and to the second one
  • the first longitudinal side 71 of the holder 70 according to the first embodiment is, similar to a clip connection, in
  • the holder 70 according to the first embodiment is formed integrally with the spacers 67, 68.
  • FIG. 9 is a schematic sectional view of a battery cell 2 with a holder 80 according to a second embodiment for a not shown
  • Electrode coil 10 shown.
  • the collectors 41, 51 are not completely shown.
  • the holder 80 according to the second embodiment is designed in the form of a, at least largely, closed box and is made of an electrically non-conductive material, in particular of a plastic.
  • the holder 80 according to the second embodiment includes a lid portion 81 and a bottom portion 82.
  • the lid portion 81 of the holder 80 according to the second embodiment is fixed to the top surface 31 of the cell case 3 of the battery cell 2.
  • the bottom portion 82 is disposed away from the lid portion 81.
  • the bottom region 82 is, after connection of the electrode coil 10, not shown, pressed onto the lid portion 81 and locked in place on the lid portion 81.
  • the not shown Electrode coil 10 is then surrounded by the designed in the form of a can holder 80 according to the second embodiment.
  • the first collector 41 of the battery cell 2 is electrically and mechanically connected to the negative terminal 11. Between the first collector 41 and the top surface 31 of the cell case 3 is a first spacer 67th
  • the first spacer 67 is made of an electrically non-conductive material, in particular of a plastic material, and electrically insulates the first collector 41 from the top surface 31 of the cell housing 3. The first spacer 67 is thus fixed mechanically to the cover surface 31 within the cell housing 3.
  • the second collector 51 of the battery cell 2 is electrically and mechanically connected to the positive terminal 12. Between the second collector 51 and the top surface 31 of the cell case 3, a second spacer 68 is arranged.
  • the second spacer 68 is made of an electrically non-conductive material, in particular of a plastic, and electrically insulates the second collector 51 from the top surface 31 of the cell case 3. The second spacer 68 is thus fixed mechanically within the cell case 3 to the top surface 31.
  • the lid portion 81 of the holder 80 according to the second embodiment is mechanically connected to the first spacer 67 and to the second one
  • the lid portion 81 includes tabs, which similar to a clip connection, in corresponding recesses of
  • FIG. 10 is a schematic sectional view of a battery cell 2 with a holder 90 according to a third embodiment for one
  • the holder 90 according to the third embodiment is designed as a rectangular, flat object and is made of an electrically non-conductive material, in particular of a plastic.
  • the holder 90 according to the third embodiment is constituted by a head side 91, a foot side 92 parallel to the head side 91, a first outside 93, and a second side
  • the first outer side 93 and the second outer side 94 are parallel to each other and perpendicular to the head side 91 and the foot side 92.
  • the head side 91 of the holder 90 according to the third embodiment is on the
  • the first outer side 93 and the second outer side 94 extend at right angles away from the cover surface 31 towards the bottom surface 32 (not shown) of the cell housing 3.
  • the first outer side 93 in this case runs close to the first end face 35 (not shown) of the cell housing 3, and the second outer side 94 runs close to the second end face 36 (not shown) of the cell housing 3
  • Foot 92 extends near the bottom surface 32 of the not shown
  • the electrode coil 10, not shown, is around the holder 90 according to the third
  • Embodiment wrapped around The winding axis A of the electrode winding 10 extends at right angles to the head side 91 of the holder 90 according to the third embodiment and at right angles to the top surface 31 of the cell housing 3.
  • the anode 16, the cathode 14 and the separators 18, 19 are thus around the outer sides 93, 94 of the holder 90 according to the third embodiment laid around.
  • the first collector 41 of the battery cell 2 is electrically and mechanically connected to the negative terminal 11. Between the first collector 41 and the top surface 31 of the cell case 3 is a first spacer 67th
  • the first spacer 67 is made of an electrically non-conductive material, in particular of a plastic material, and electrically insulates the first collector 41 from the top surface 31 of the cell housing 3. The first spacer 67 is thus fixed mechanically to the cover surface 31 within the cell housing 3.
  • the second collector 51 of the battery cell 2 is electrically and mechanically connected to the positive terminal 12. Between the second collector 51 and the top surface 31 of the cell case 3, a second spacer 68 is arranged.
  • the second spacer 68 is made of an electrically non-conductive material, in particular of a plastic, and electrically insulates the second collector 51 from the top surface 31 of the cell case 3. The second spacer 68 is thus fixed mechanically within the cell case 3 to the top surface 31.
  • the head side 91 of the holder 90 according to the third embodiment is mechanically connected to the first spacer 67 and to the second one
  • the head side 91 of the holder 90 according to the third embodiment is, similar to a clip connection, pressed into corresponding recesses of the spacers 67, 68 and held there in a form-fitting manner. It is also conceivable that the holder 90 according to the third
  • Embodiment is integrally formed with the spacers 67, 68.
  • FIG. 11 A further modification of an electrode winding 10 is shown in a schematic, perspective view in FIG. 11.
  • the anode contact lugs 26 of the anode 16 and the cathode contact lugs 24 of the cathode 14 project out of the electrode coil 10 approximately parallel to the winding axis A.
  • parts of the first separator 18 and of the second separator 19 protrude from the electrode winding 10 on the same end face between the cathode contact lugs 24 and the anode contact lugs 26. Said parts of the first separator 18 and of the second separator 19 run parallel to the cathode contact lugs 24 and the anode contact lugs 26 and to the winding axis A to the first end face 35 of the cell case 3.
  • the projecting out of the electrode coil 10 parts of the first separator 18 and the second separator 19 serve as insulating film 21 and
  • the cathode contact lugs 24 of the cathode 14 are electrically isolated from the anode contact lugs 26 of the anode 16.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batteriezelle (2), umfassend ein prismatisch ausgebildetes Zellengehäuse (3) mit einer Deckfläche (31), an welcher ein negatives Terminal (11) und ein positives Terminal (12) angeordnet sind, und mindestens einen innerhalb des Zellengehäuses (3) angeordneten Elektrodenwickel (10) mit einer Kathode (14), welche Kathodenkontaktfahnen (24) aufweist, und mit einer Anode (16), welche Anodenkontaktfahnen (26) aufweist. Die Kathodenkontaktfahnen (24) und die Anodenkontaktfahnen (26) erstrecken sich nebeneinander von dem Elektrodenwickel (10) auf genau eine Stirnfläche (35, 36) des Zellengehäuses (3) zu, und die Stirnfläche (35, 36) verläuft rechtwinklig zu der Deckfläche (31). Die Erfindung betrifft auch Batteriesystem, das mindestenseine erfindungsgemäße Batteriezelle (2) umfasst.

Description

Batteriezelle und Batteriesystem
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batteriezelle, umfassend ein prismatisch ausgebildetes Zellengehäuse mit einer Deckfläche, an welcher ein negatives Terminal und ein positives Terminal angeordnet sind, und mindestens einen innerhalb des Zellengehäuses angeordneten Elektrodenwickel mit einer Kathode, welche Kathodenkontaktfahnen aufweist, und mit einer Anode, welche
Anodenkontaktfahnen aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein Batteriesystem mit mindestens einer erfindungsgemäßen Batteriezelle. Stand der Technik
Es zeichnet sich ab, dass in Zukunft sowohl bei stationären Anwendungen, wie Windkraftanlagen, in Kraftfahrzeugen, die als Hybridfahrzeuge oder
Elektrokraftfahrzeuge ausgelegt sind, als auch bei Elektronikgeräten, wie
Laptops oder Mobiltelefonen, neue Batteriesysteme zum Einsatz kommen werden, an die sehr hohe Anforderungen bezüglich Zuverlässigkeit, Sicherheit, Leistungsfähigkeit und Lebensdauer gestellt werden.
Hierbei finden insbesondere sogenannte Lithium-Ionen-Batteriezellen
Verwendung. Diese zeichnen sich unter anderem durch hohe Energiedichten, thermische Stabilität und eine äußerst geringe Selbstentladung aus. Lithium- Ionen- Batteriezellen weisen eine positive und eine negative Elektrode auf, an denen Lithium-Ionen bei einem Ladevorgang sowie bei einem Entladevorgang reversibel einlagern sowie wieder auslagern können. Ein solcher Vorgang wird auch als Interkalation, beziehungsweise Deinterkalation bezeichnet.
Eine Batteriezelle umfasst in der Regel eine oder mehrere Elektrodeneinheiten, welche in Form einer Wicklung ausgestaltet sind. Eine Elektrodeneinheit weist zwei folienartig ausgebildete Elektroden auf, nämlich eine Anode und eine Kathode. Die Elektroden sind unter Zwischenlage eines Separators zu einem Elektrodenwickel, welcher auch als Jelly-Roll bezeichnet wird, gewunden. Die beiden Elektroden des Elektrodenwickels werden mittels Kollektoren elektrisch mit Polen der Batteriezelle, welche auch als Terminals bezeichnet werden, verbunden.
Eine Batteriezelle weist ferner ein Zellengehäuse auf, welches beispielsweise aus Aluminium besteht. Das Zellengehäuse ist in der Regel prismatisch, insbesondere quaderförmig, ausgestaltet und druckfest ausgebildet. Nach dem Verbinden der Elektroden mit den Terminals wird eine Elektrolytlösung in das Zellengehäuse gefüllt.
Aus der EP 2 675 000 AI ist eine gattungsgemäße Batteriezelle mit einem Elektrodenwickel bekannt. Die Anode und die Kathode ragen dabei an entgegengesetzten Seiten parallel zu der Wickelachse aus dem Elektrodenwickel heraus und sind an je einen Kollektor angeschlossen. Die beiden Kollektoren verlaufen im Wesentlichen senkrecht zu der Wickelachse des Elektrodenwickels und verbinden die Anode und die Kathode mit den Terminals.
Aus der US 2010/0028770 AI ist eine weitere gattungsgemäße Batteriezelle bekannt. Die Elektroden des Elektrodenwickels weisen Kontaktfahnen auf, welche aus dem Elektrodenwickel heraus ragen und mit Kollektoren verbunden sind. Vor der Verbindung mit den Kollektoren weisen die Kontaktfahnen unterschiedliche Längen auf.
Zur elektrischen Isolierung der Elektroden und des Zellengehäuses sind
Isolatoren vorgesehen, welche beispielsweise aus Kunststoff bestehen. In der US 2013/0288092 AI ist ein Elektrodenwickel mit entsprechenden Isolatoren für eine Batteriezelle dargestellt.
Lithium-Ionen-Batteriezellen sind verhältnismäßig empfindlich gegen
Umwelteinflüsse, insbesondere gegen Luft und Feuchtigkeit. Das erwähnte Zellengehäuse bietet Schutz gegen besagte Umwelteinflüsse. Mehrere solcher Batteriezellen können zu einem Batteriesystem, welches auch als Batteriepack bezeichnet wird, zusammengefasst werden. Offenbarung der Erfindung
Es wird eine Batteriezelle vorgeschlagen, welche ein prismatisch ausgebildetes Zellengehäuse mit einer Deckfläche, an welcher ein positives Terminal und ein negatives Terminal angeordnet sind, umfasst. Die Batteriezelle umfasst ferner mindestens einen innerhalb des Zellengehäuses angeordneten Elektrodenwickel mit einer Anode, welche Anodenkontaktfahnen aufweist, und mit einer Kathode, welche Kathodenkontaktfahnen aufweist.
Erfindungsgemäß erstrecken sich die Anodenkontaktfahnen und die
Kathodenkontaktfahnen nebeneinander von dem Elektrodenwickel auf genau eine Stirnfläche des Zellengehäuses zu, wobei die Stirnfläche rechtwinklig zu der Deckfläche verläuft. Die Anodenkontaktfahnen und die Kathodenkontaktfahnen erstrecken sich somit auf dieselbe Stirnfläche des Zellengehäuses zu. Die Terminals sind dabei an einer anderen Fläche des Zellengehäuses angebracht, nämlich an der Deckfläche. Die Stirnfläche, auf die sich die
Anodenkontaktfahnen und die Kathodenkontaktfahnen zu erstrecken, grenzt an die Deckfläche an.
Vorzugsweise ist das Zellengehäuse quaderförmig ausgebildet und weist sechs Flächen mit drei verschieden großen Flächeninhalten auf, wobei jeweils zwei der sechs Flächen mit gleich großen Flächeninhalten einander gegenüber liegen. Die Stirnfläche, auf die sich die Anodenkontaktfahnen und die
Kathodenkontaktfahnen zu erstrecken, grenzt dabei an die Deckfläche an.
Vorteilhaft erstrecken sich die Anodenkontaktfahnen und die
Kathodenkontaktfahnen auf die erste Stirnfläche des Zellengehäuses zu, wobei die erste Stirnfläche und die der ersten Stirnfläche gegenüberliegende zweite Stirnfläche einen kleinsten Flächeninhalt der Flächen des Zellengehäuses aufweisen.
Die Deckfläche, an welcher die Terminals angeordnet sind, und eine der Deckfläche gegenüberliegende Bodenfläche weisen dabei einen mittelgroßen Flächeninhalt der Flächen des Zellengehäuses auf. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die
Anodenkontaktfahnen oder die Kathodenkontaktfahnen elektrisch mit einem Kollektor verbunden, welcher sich zwischen dem Elektrodenwickel und der Bodenfläche, sowie zwischen dem Elektrodenwickel und der zweiten Stirnfläche erstreckt. Der Kollektor ist dabei auch mit einem der Terminals elektrisch verbunden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Anodenkontaktfahnen oder die Kathodenkontaktfahnen elektrisch mit einem Kollektor verbunden, welcher sich zwischen dem Elektrodenwickel und einer Frontfläche erstreckt. Die Frontflächen weisen dabei einen größten Flächeninhalt der Flächen des Zellengehäuses auf. Der Kollektor ist dabei auch mit einem der Terminals elektrisch verbunden.
Vorzugsweise ist das Zellengehäuse elektrisch isolierend ausgeführt, beispielsweise aus einem Kunststoff.
Auch kann das Zellengehäuse elektrisch leitend ausgeführt sein, beispielsweise aus Aluminium.
Vorteilhaft sind in diesem Fall die Anodenkontaktfahnen oder die
Kathodenkontaktfahnen elektrisch mit dem elektrisch leitfähigen Zellengehäuse verbunden. Wenn zusätzlich eines der Terminals mit dem elektrisch leitfähigen Zellengehäuse verbunden ist, kann der Kollektor auch entfallen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen den
Kathodenkontaktfahnen und den Anodenkontaktfahnen eine Isolationsfolie vorgesehen, welche sich auf die Stirnfläche des Zellengehäuses zu erstreckt.
Die Kathode und die Anode sind unter Zwischenlage mindestens eines
Separators zu dem Elektrodenwickel gewickelt. Vorteilhaft ist die Isolationsfolie dabei durch den mindestens einen Separator gebildet. Es wird auch ein Batteriesystem vorgeschlagen, welches mindestens eine erfindungsgemäße Batteriezelle umfasst.
Eine erfindungsgemäße Batteriezelle findet vorteilhaft Verwendung in einem Elektrofahrzeug (EV), in einem Hybridfahrzeug (HEV), oder in einem Plug-In- Hybridfahrzeug (PH EV).
Vorteile der Erfindung
Gegenüber einer aus dem Stand der Technik bekannten Batteriezelle, bei welcher die Anode und die Kathode an entgegengesetzten Seiten aus dem Elektrodenwickel heraus ragen, ist der für die Kollektoren erforderliche
Raumbedarf innerhalb des Zellengehäuses vorteilhaft verringert. Der so zusätzlich gewonnene Raum kann für eine Vergrößerung des Elektrodenwickels genutzt werden, wodurch die Kapazität der Batteriezelle bei gleichen
Abmessungen des Zellengehäuses erhöht ist. Auch gegenüber einer
Batteriezelle, bei welcher die Anode und die Kathode nebeneinander auf die Deckfläche zu ragen, an der die Terminals angeordnet sind, ist der Raumbedarf für die Kollektoren verringert. Bei der erfindungsgemäßen Batteriezelle verlaufen die Kollektoren in den Anschlussbereichen an die Anode und an die Kathode an derselben Stirnfläche, welche den kleinsten Flächeninhalt der Flächen eines quaderförmigen Zellengehäuses aufweist. Damit benötigen die Kollektoren in den Anschlussbereichen an die Anode und an die Kathode das geringstmögliche Volumen.
Einer der beiden Kollektoren ist von der besagten Stirnfläche unmittelbar zu der benachbarten Deckfläche zu einem der Terminals geführt. Der andere der beiden Kollektoren ist um den Elektrodenwickel herum zu dem anderen Terminal geführt. Dieser Kollektor ist dabei verhältnismäßig dünn ausgeführt und beansprucht nur ein geringes Volumen auf seinem Weg um den
Elektrodenwickel herum.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische, perspektivische, halbtransparente Darstellung einer Batteriezelle ohne Kollektoren,
Figur 2 eine schematische, perspektivische, halbtransparente Darstellung einer Batteriezelle gemäß einer ersten Ausführungsform ohne
Elektrodenwickel,
Figur 3 eine schematische, perspektivische, halbtransparente Darstellung einer Batteriezelle gemäß einer zweiten Ausführungsform ohne Elektrodenwickel,
Figur 4 eine Draufsicht auf eine Stirnseite eines Elektrodenwickels vor
Einbau in ein Zellengehäuse, Figur 5a eine teilweise Schnittdarstellung des Elektrodenwickels aus Figur 4 entlang der Schnittlinie V - V vor Verbindung mit einem Kollektor,
Figur 5b den Elektrodenwickel aus Figur 5a nach Verbindung mit dem
Kollektor,
Figur 6a eine Abwandlung des Elektrodenwickels aus Figur 5a vor Verbindung mit einem Kollektor,
Figur 6b den Elektrodenwickel aus Figur 6a nach Verbindung mit dem
Kollektor,
Figur 7 eine schematische Darstellung der Herstellung eines
Elektrodenwickels, Figur 8 eine schematische Schnittdarstellung einer Batteriezelle mit einer ersten Ausführungsform eines Halters für den Elektrodenwickel,
Figur 9 eine schematische Schnittdarstellung einer Batteriezelle mit einer zweiten Ausführungsform eines Halters für den Elektrodenwickel,
Figur 10 eine schematische Schnittdarstellung einer Batteriezelle mit einer dritten Ausführungsform eines Halters für den Elektrodenwickel und
Figur 11 eine weitere Abwandlung eines Elektrodenwickels in schematischer, perspektivischer Darstellung.
Ausführungsformen der Erfindung
Eine Batteriezelle 2 umfasst ein Zellengehäuse 3, welches prismatisch, vorliegend quaderförmig, ausgebildet ist. Das Zellengehäuse 3 ist vorliegend elektrisch leitend ausgeführt und beispielsweise aus Aluminium gefertigt. Es auch denkbar, dass das Zellengehäuse 3 elektrisch nicht leitend, insbesondere aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise Kunststoff, gefertigt ist oder mit einem elektrisch isolierenden Material beschichtet ist.
Die Batteriezelle 2 umfasst ein negatives Terminal 11 und ein positives Terminal 12. Über die Terminals 11, 12 kann eine von der Batteriezelle 2 zur Verfügung gestellte Spannung abgegriffen werden. Ferner kann die Batteriezelle 2 über die Terminals 11, 12 auch geladen werden.
Das quaderförmig ausgebildete Zellengehäuse 3 der Batteriezelle 2 weist sechs Flächen mit drei verschieden großen Flächeninhalten auf, wobei jeweils zwei Flächen mit gleich großen Flächeninhalten einander gegenüber liegen. Die Flächen mit den größten Flächeninhalten werden im Folgenden als erste Frontfläche 33 und zweite Frontfläche 34 bezeichnet. Die Flächen mit den kleinsten Flächeninhalten werden im Folgenden als erste Stirnfläche 35 und zweite Stirnfläche 36 bezeichnet. Die verbleibenden Flächen mit den
mittelgroßen Flächeninhalten werden im Folgenden als Deckfläche 31 und als Bodenfläche 32 bezeichnet. Die Terminals 11, 12 sind beabstandet voneinander an der Deckfläche 31 des Zellengehäuses 3 angeordnet. Dabei liegt das negative Terminal 11 benachbart zu der ersten Stirnfläche 35, und das positive Terminal 12 liegt benachbart zu der zweiten Stirnfläche 36. Zwischen den Terminals 11, 12 und der Deckfläche 31 können Isolatoren vorgesehen sein.
Innerhalb des Zellengehäuses 3 der Batteriezelle 2 ist ein Elektrodenwickel 10 angeordnet, welcher zwei Elektroden, nämlich eine Kathode 14 und eine Anode 16, aufweist. Die Kathode 14 und die Anode 16 sind folienartig ausgeführt und unter Zwischenlage eines ersten Separators 18 und eines zweiten Separators 19 um eine Wickelachse A zu dem Elektrodenwickel 10 gewickelt. Der
Elektrodenwickel 10 ist derart in dem Zellengehäuse 3 angeordnet, dass die Wickelachse A senkrecht zu den Stirnflächen 35, 36 verläuft.
Es ist auch denkbar, dass die Batteriezelle 2 mehrere Elektrodenwickel 10 umfasst, welche elektrisch parallel oder, bei ausreichender Isolation, in Reihe geschaltet sind. Innerhalb des Zellengehäuses 3 ist ferner ein Elektrolyt vorhanden.
Die Anode 16 weist mehrere Anodenkontaktfahnen 26 auf, welche elektrisch mit dem negativen Terminal 11 der Batteriezelle 2 verbunden sind. Die Kathode 14 weist mehrere Kathodenkontaktfahnen 24 auf, welche elektrisch mit dem positiven Terminal 12 der Batteriezelle 2 verbunden sind. Die
Anodenkontaktfahnen 26 und die Kathodenkontaktfahnen 24 ragen
nebeneinander an derselben Stirnseite aus dem Elektrodenwickel 10 heraus und erstrecken sich von dem Elektrodenwickel 10 auf die erste Stirnfläche 35 des Zellengehäuses 3 zu. Zur elektrischen Verbindung der Anode 16 mit dem negativen Terminal 11 ist ein erster Kollektor 41 vorgesehen. Der erste Kollektor 41 weist einen ersten Bereich 42 auf, welcher parallel zu der ersten Stirnfläche 35 und nahe der ersten
Stirnfläche 35 verläuft und mit den Anodenkontaktfahnen 26 der Anode 16 verbunden ist. Der erste Bereich 42 des ersten Kollektors 41 erstreckt sich auf die Deckfläche 31 zu und geht in einem zweiten Bereich 43 über, der sich parallel zu der Deckfläche 31 erstreckt. Der zweite Bereich 43 des ersten Kollektors 41 ist mit dem negativen Terminal 11 verbunden. Zwischen dem ersten Kollektor 41 und dem Zellengehäuse 3 der Batteriezelle 2 sind elektrische Isolatoren vorgesehen.
Zur elektrischen Verbindung der Kathode 14 mit dem positiven Terminal 12 ist ein zweiter Kollektor 51 vorgesehen. Der zweite Kollektor 51 weist einen ersten Bereich 52 auf, welcher parallel zu der ersten Stirnfläche 35 nahe der ersten Stirnfläche 35 verläuft und mit den Kathodenkontaktfahnen 24 der Kathode 14 verbunden ist. Der zweite Kollektor 51 weist einen zweiten Bereich 53 auf, welcher mit dem positiven Terminal 12 verbunden ist.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Batteriezelle 2, die in Fig. 2 dargestellt ist, weist der zweite Kollektor 51 einen mittigen Bereich 55 auf, welcher mit dem ersten Bereich 52 und mit dem zweiten Bereich 53 verbunden ist. Der mittige Bereich 55 des zweiten Kollektors 51 erstreckt sich dabei parallel zu den
Frontflächen 33, 34. Vorliegend ist der mittige Bereich 55 des zweiten Kollektors 51 zwischen dem Elektrodenwickel 10 und der ersten Frontfläche 33 angeordnet. Zwischen dem zweiten Kollektor 51 und dem Zellengehäuse 3 der Batteriezelle 2 sind elektrische Isolatoren vorgesehen.
Der mittige Bereich 55 des zweiten Kollektors 51 kann auch zwischen dem Elektrodenwickel 10 und der zweiten Frontfläche 34 angeordnet sein. Auch können zwei parallel verlaufende mittige Bereich 55 des zweiten Kollektors 51 vorgesehen sein, welche beidseitig des Elektrodenwickels 10 angeordnet sind.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Batteriezelle 2, die in Fig. 3 dargestellt ist, weist der zweite Kollektor 51 einen unteren Bereich 56 auf, welcher mit dem ersten Bereich 52 verbunden ist. Ferner weist der zweite Kollektor 51 einen hinteren Bereich 57 auf, welcher mit dem zweiten Bereich 53 verbunden ist. Dabei ist der untere Bereich 56 des zweiten Kollektors 51 mit dem hinteren Bereich 57 des zweiten Kollektors 51 verbunden.
Der untere Bereich 56 des zweiten Kollektors 51 erstreckt sich von dem ersten Bereich 52 des zweiten Kollektors 51 parallel zu der Bodenfläche 32 zwischen dem Elektrodenwickel 10 und der Bodenfläche 32 auf die zweite Stirnfläche 36 zu. Der hintere Bereich 57 des zweiten Kollektors 51 erstreckt sich von dem zweiten Bereich 53 des zweiten Kollektors 51 parallel zu der zweiten Stirnfläche 36 zwischen dem Elektrodenwickel 10 und der zweiten Stirnfläche 36 auf die Bodenfläche 32 zu. Ferner ist der hintere Bereich 57 des zweiten Kollektors 51 mit dem unteren Bereich 56 des zweiten Kollektors 51 verbunden. Zwischen dem zweiten Kollektor 51 und dem Zellengehäuse 3 der Batteriezelle 2 sind ebenfalls elektrische Isolatoren vorgesehen. Gemäß einer weiteren, hier nicht dargestellten, Ausführungsform der
Batteriezelle 2 ist das elektrisch leitfähige Zellengehäuse 3 elektrisch mit dem positiven Terminal 12 verbunden. In diesem Fall ist zwischen dem zweiten Kollektor 51 und dem Zellengehäuse 3 kein Isolator erforderlich. Ferner ist es denkbar, das positive Terminal 12 und die Kathodenkontaktfahnen
24 der Kathode 14 elektrisch mit dem Zellengehäuse 3 zu verbinden. In diesem Fall würde das Zellengehäuse 3 die Funktion des zweiten Kollektors 51, nämlich die elektrische Verbindung der Kathodel4 mit dem positiven Terminal 12, übernehmen. In diesem Fall könnte der zweite Kollektor 51 ganz entfallen. Es ist auch denkbar, dass der zweite Kollektor 51 die Kathodenkontaktfahnen 24 der
Kathode 14 elektrisch mit der ersten Stirnfläche 35 des Zellengehäuses 3 verbindet.
In Figur 4 ist eine Draufsicht auf eine Stirnseite des Elektrodenwickels 10 vor dem Einbau in das Zellengehäuse 3 der Batteriezelle 2 dargestellt. Die
Anodenkontaktfahnen 26 der Anode 16 ragen annähernd parallel zu der
Wickelachse A aus dem Elektrodenwickel 10 heraus. In einer Richtung senkrecht zu der Wickelachse A sind die Anodenkontaktfahnen 26 der Anode 16 auf einer Linie miteinander fluchtend angeordnet. Die Kathodenkontaktfahnen 24 der Kathode 14 ragen annähernd parallel zu der Wickelachse A aus dem
Elektrodenwickel 10 heraus. In einer Richtung senkrecht zu der Wickelachse A sind die Kathodenkontaktfahnen 24 der Kathode 14 auf einer Linie miteinander fluchtend angeordnet. In Figur 5a ist eine teilweise Schnittdarstellung des Elektrodenwickels 10 aus Figur 4 entlang einer Schnittlinie V - V gezeigt. Es ist dabei der Teil des
Elektrodenwickels 10 mit den Kathodenkontaktfahnen 24 der Kathode 14 vor Verbindung mit dem zweiten Kollektor 51 gezeigt. Der zweite Kollektor 51 verläuft dabei senkrecht zu der Wickelachse A des Elektrodenwickels 10.
Die einzelnen Kathodenkontaktfahnen 24 der Kathode 14 weisen dabei unterschiedliche Längen auf. Die Kathodenkontaktfahne 24, welche der
Wickelachse A zugewandt ist, hat die geringste Länge. Die Länge der
Kathodenkontaktfahnen 24 wächst mit zunehmendem Abstand der
Kathodenkontaktfahnen 24 von der der Wickelachse A. Die
Kathodenkontaktfahne 24, welche der Wickelachse A abgewandt ist, hat die größte Länge.
In Figur 5b ist der Elektrodenwickel 10 aus Figur 5a nach Verbindung mit dem zweiten Kollektor 51 dargestellt. Die einzelnen Kathodenkontaktfahnen 24 der Kathode 14 sind jeweils um eine Achse, welche senkrecht zu der Wickelachse A verläuft, umgebogen und aufeinander gelegt. Die der Wickelachse A abgewandte Kathodenkontaktfahne 24 der Kathode 14 ist auf den zweiten Kollektor 51 gelegt. Die Kathodenkontaktfahnen 24 der Kathode 14 sind miteinander sowie mit dem zweiten Kollektor 51 verbunden, insbesondere verschweißt.
Die Längen der einzelnen Kathodenkontaktfahnen 24 der Kathode 14 sind derart aufeinander abgestimmt, dass die dem Elektrodenwickel 10 abgewandten Enden der Kathodenkontaktfahnen 24 nach der Verbindung der Kathodenkontaktfahnen 24 mit dem zweiten Kollektor 51 miteinander fluchten.
In Figur 6a ist eine Abwandlung des Elektrodenwickels 10 aus Figur 5a vor Verbindung mit dem zweiten Kollektor 51 gezeigt. Der zweite Kollektor 51 verläuft dabei parallel zu der Wickelachse A des Elektrodenwickels 10.
Bei besagter Abwandlung des Elektrodenwickels 10 weisen die einzelnen Kathodenkontaktfahnen 24 der Kathode 14 unterschiedliche Längen auf. Die Kathodenkontaktfahne 24, welche der Wickelachse A und dem zweiten Kollektor 51 zugewandt ist, hat die geringste Länge. Die Länge der Kathodenkontaktfahnen 24 wächst mit zunehmendem Abstand der
Kathodenkontaktfahnen 24 von der der Wickelachse A und von dem zweiten Kollektor 51. Die Kathodenkontaktfahne 24, welche der Wickelachse A und dem zweiten Kollektor 51 abgewandt ist, hat die größte Länge.
In Figur 6b ist der Elektrodenwickel 10 aus Figur 6a nach Verbindung mit dem zweiten Kollektor 51 dargestellt. Die einzelnen Kathodenkontaktfahnen 24 der Kathode 14 sind aufeinander gelegt. Die der Wickelachse A zugewandte
Kathodenkontaktfahne 24 der Kathode 14 ist auf den zweiten Kollektor 51 gelegt. Die Kathodenkontaktfahnen 24 der Kathode 14 sind miteinander sowie mit dem zweiten Kollektor 51 verbunden, insbesondere verschweißt.
Bei besagter Abwandlung des Elektrodenwickels 10 sind die Längen der einzelnen Kathodenkontaktfahnen 24 der Kathode 14 derart aufeinander abgestimmt, dass die dem Elektrodenwickel 10 abgewandten Enden der
Kathodenkontaktfahnen 24 nach der Verbindung der Kathodenkontaktfahnen 24 mit dem zweiten Kollektor 51 miteinander fluchten.
In Figur 7 ist schematisch die Herstellung des Elektrodenwickels 10 gezeigt. Ein Wickelkern 65 wird um eine Drehachse D gedreht. Eine folienartig ausgebildete Kathode 14, ein folienartig ausgebildeter erster Separator 18, eine folienartig ausgebildete Anode 16 und ein folienartig ausgebildeter zweiter Separator 19 sind an dem Wickelkern 65 befestigt. Die Drehachse D des Wickelkerns 65 fluchtet mit der Wickelachse A des Elektrodenwickels 10.
Durch die Drehung des Wickelkerns 65 werden die Kathode 14, der erste Separator 18, die Anode 16 und der zweite Separator 19 auf den Wickelkern 65 aufgewickelt. Zwischen der Kathode 14 und der Anode 16 liegt somit jeweils einer der Separatoren 18, 19.
Ein erster Laserstrahl 61 schneidet einen Randbereich der folienartigen Anode 16 ab. Dabei bleiben die Anodenkontaktfahnen 26 der Anode 16 jedoch stehen. Nach jeweils einer ganzen Umdrehung des Wickelkerns 65 bleibt eine der Anodenkontaktfahnen 26 der Anode 16 stehen. Dadurch ist sichergestellt, dass die Anodenkontaktfahnen 26 der Anode 16, wie in Figur 4 dargestellt, auf einer Linie miteinander fluchtend angeordnet sind.
Die Länge der stehenbleibenden Anodenkontaktfahnen 26 der Anode 16 vergrößert sich dabei mit jeder Umdrehung. Dadurch hat die der Drehachse D sowie der Wickelachse A zugewandte Anodenkontaktfahne 26 der Anode 16 die geringste Länge, und die der Drehachse D sowie der Wickelachse A abgewandte Anodenkontaktfahne 26 der Anode 16 hat die größte Länge.
Ein zweiter Laserstrahl 62 schneidet einen Randbereich der folienartigen
Kathode 14 ab. Dabei bleiben die Kathodenkontaktfahnen 24 der Kathode 14 jedoch stehen. Nach jeweils einer ganzen Umdrehung des Wickelkerns 65 bleibt eine der Kathodenkontaktfahnen 24 der Kathode 14 stehen. Dadurch ist sichergestellt, dass die Kathodenkontaktfahnen 24 der Kathode 14, wie in Figur 4 dargestellt, auf einer Linie miteinander fluchtend angeordnet sind.
Die Länge der stehenbleibenden Kathodenkontaktfahnen 24 der Kathode 14 vergrößert sich dabei mit jeder Umdrehung. Dadurch hat die der Drehachse D sowie der Wickelachse A zugewandte Kathodenkontaktfahne 24 Kathode 14 die geringste Länge, und die der Drehachse D sowie der Wickelachse A abgewandte Kathodenkontaktfahne 24 Kathode 14 hat die größte Länge, wie in Figur 5a dargestellt ist.
Nachdem die Kathode 14, die Anode 16 und die Separatoren 18, 19 vollständig aufgewickelt sind, kann der Wickelkern 65 entfernt werden. Der Elektrodenwickel 10 kann leicht zusammen gedrückt werden, wodurch der durch den fehlenden Wickelkern 65 verursachte Hohlraum geschlossen wird.
In Figur 8 ist eine schematische Schnittdarstellung einer Batteriezelle 2 mit einem Halter 70 gemäß einer ersten Ausführungsform für einen Elektrodenwickel 10 gezeigt. Die Kollektoren 41, 51 sind nicht vollständig dargestellt.
Der Halter 70 gemäß der ersten Ausführungsform ist als rechteckiger Rahmen ausgeführt und aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material, insbesondere aus einem Kunststoff, gefertigt. Der Halter 70 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst eine erste Längsseite 71 und eine parallel zu der ersten Längsseite 71 verlaufende zweite Längsseite 72. Die erste Längsseite 71 und die zweite Längsseite 72 sind an ihren Enden durch eine erste Querseite 73 und eine zweite Querseite 74 miteinander verbunden. Die erste Querseite 73 und die zweite Querseite 74 verlaufen parallel zueinander und rechtwinklig zu den
Längsseiten 71, 72.
Die erste Längsseite 71 des rahmenförmigen Halters 70 gemäß der ersten Ausführungsform ist an der Deckfläche 31 des Zellengehäuses 3 der
Batteriezelle 2 befestigt. Von den Enden der ersten Längsseite 71 des Halters 70 gemäß der ersten Ausführungsform erstrecken sich die erste Querseite 73 und die zweite Querseite 74 rechtwinklig von der Deckfläche 31 weg auf die nicht dargestellte Bodenfläche 32 des Zellengehäuses 3 zu. Die erste Querseite 73 verläuft dabei nahe der nicht dargestellten ersten Stirnfläche 35 des
Zellengehäuses 3, und die zweite Querseite 74 verläuft nahe der nicht dargestellten zweiten Stirnfläche 36 des Zellengehäuses 3. Die zweite
Längsseite 72 verläuft nahe der nicht dargestellten Bodenfläche 32 des
Zellengehäuses 3.
In den rahmenförmigen Halter 70 gemäß der ersten Ausführungsform ist der Elektrodenwickel 10 eingeklemmt. Die Wickelachse A des Elektrodenwickels 10 verläuft dabei parallel zu den Längsseiten 71, 72 des Halters 70 gemäß der ersten Ausführungsform. Die Anode 16 und die Kathode 14 ragen nahe der ersten Querseite 73 des Halters 70 gemäß der ersten Ausführungsform aus dem Elektrodenwickel 10 heraus.
Der erste Kollektor 41 der Batteriezelle 2 ist elektrisch und mechanisch mit dem negativen Terminal 11 verbunden. Zwischen dem ersten Kollektor 41 und der Deckfläche 31 des Zellengehäuses 3 ist ein erster Abstandshalter 67
angeordnet. Der erste Abstandshalter 67 ist aus einem elektrisch nicht leitfähigen
Material, insbesondere aus einem Kunststoff, gefertigt und isoliert den ersten Kollektor 41 elektrisch von der Deckfläche 31 des Zellengehäuses 3. Der erste Abstandshalter 67 ist somit mechanisch innerhalb des Zellengehäuses 3 an der Deckfläche 31 fixiert. Der zweite Kollektor 51 der Batteriezelle 2 ist elektrisch und mechanisch mit dem positiven Terminal 12 verbunden. Zwischen dem zweiten Kollektor 51 und der Deckfläche 31 des Zellengehäuses 3 ist ein zweiter Abstandshalter 68 angeordnet. Der zweite Abstandshalter 68 ist aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material, insbesondere aus einem Kunststoff, gefertigt und isoliert den zweiten Kollektor 51 elektrisch von der Deckfläche 31 des Zellengehäuses 3. Der zweite Abstandshalter 68 ist somit mechanisch innerhalb des Zellengehäuses 3 an der Deckfläche 31 fixiert. Die erste Längsseite 71 des Halters 70 gemäß der ersten Ausführungsform ist mechanisch mit dem ersten Abstandshalter 67 und mit dem zweiten
Abstandshalter 68 verbunden. Die erste Längsseite 71 des Halters 70 gemäß der ersten Ausführungsform ist dabei, ähnlich einer Clipsverbindung, in
entsprechende Aussparungen der Abstandshalter 67, 68 eingedrückt und dort formschlüssig gehalten. Es ist auch denkbar, dass der Halter 70 gemäß der ersten Ausführungsform einstückig mit den Abstandshaltern 67, 68 ausgebildet ist.
In Figur 9 ist eine schematische Schnittdarstellung einer Batteriezelle 2 mit einem Halter 80 gemäß einer zweiten Ausführungsform für einen nicht dargestellten
Elektrodenwickel 10 gezeigt. Die Kollektoren 41, 51 sind nicht vollständig dargestellt.
Der Halter 80 gemäß der zweiten Ausführungsform ist in Form einer, zumindest weitgehend, geschlossenen Dose ausgeführt und ist aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material, insbesondere aus einem Kunststoff, gefertigt. Der Halter 80 gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst einen Deckelbereich 81 und einen Bodenbereich 82. Der Deckelbereich 81 des Halters 80 gemäß der zweiten Ausführungsform ist an der Deckfläche 31 des Zellengehäuses 3 der Batteriezelle 2 befestigt. In der gezeigten Darstellung ist der Bodenbereich 82 von dem Deckelbereich 81 entfernt angeordnet. Der Bodenbereich 82 wird, nach Anschluss des nicht dargestellten Elektrodenwickels 10, auf den Deckelbereich 81 gedrückt und verrastet an dem Deckelbereich 81 formschlüssig. Der nicht dargestellte Elektrodenwickel 10 ist danach von dem in Form einer Dose ausgestalteten Halter 80 gemäß der zweiten Ausführungsform umgeben.
Der erste Kollektor 41 der Batteriezelle 2 ist elektrisch und mechanisch mit dem negativen Terminal 11 verbunden. Zwischen dem ersten Kollektor 41 und der Deckfläche 31 des Zellengehäuses 3 ist ein erster Abstandshalter 67
angeordnet. Der erste Abstandshalter 67 ist aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material, insbesondere aus einem Kunststoff, gefertigt und isoliert den ersten Kollektor 41 elektrisch von der Deckfläche 31 des Zellengehäuses 3. Der erste Abstandshalter 67 ist somit mechanisch innerhalb des Zellengehäuses 3 an der Deckfläche 31 fixiert.
Der zweite Kollektor 51 der Batteriezelle 2 ist elektrisch und mechanisch mit dem positiven Terminal 12 verbunden. Zwischen dem zweiten Kollektor 51 und der Deckfläche 31 des Zellengehäuses 3 ist ein zweiter Abstandshalter 68 angeordnet. Der zweite Abstandshalter 68 ist aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material, insbesondere aus einem Kunststoff, gefertigt und isoliert den zweiten Kollektor 51 elektrisch von der Deckfläche 31 des Zellengehäuses 3. Der zweite Abstandshalter 68 ist somit mechanisch innerhalb des Zellengehäuses 3 an der Deckfläche 31 fixiert.
Der Deckelbereich 81 des Halters 80 gemäß der zweiten Ausführungsform ist mechanisch mit dem ersten Abstandshalter 67 und mit dem zweiten
Abstandshalter 68 verbunden. Der Deckelbereich 81 umfasst Laschen, welche ähnlich einer Clipsverbindung, in entsprechende Aussparungen der
Abstandshalter 67, 68 eingedrückt und dort formschlüssig gehalten sind. Es ist auch denkbar, dass der Deckelbereich 81 einstückig mit den Abstandshaltern 67, 68 ausgebildet ist.
In Figur 10 ist eine schematische Schnittdarstellung einer Batteriezelle 2 mit einem Halter 90 gemäß einer dritten Ausführungsform für einen nicht
dargestellten Elektrodenwickel 10 gezeigt. Die Kollektoren 41, 51 sind nicht vollständig dargestellt. Der Halter 90 gemäß der dritten Ausführungsform ist als rechteckiger, flächiger Gegenstand ausgeführt und ist aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material, insbesondere aus einem Kunststoff, gefertigt. Der Halter 90 gemäß der dritten Ausführungsform ist von einer Kopfseite 91, einer parallel zu der Kopfseite 91 verlaufenden Fußseite 92, einer ersten Außenseite 93 und einer zweiten
Außenseite 94 begrenzt. Die erste Außenseite 93 und die zweite Außenseite 94 verlaufen parallel zueinander und rechtwinklig zu der Kopfseite 91 und der Fußseite 92. Die Kopfseite 91 des Halters 90 gemäß der dritten Ausführungsform ist an der
Deckfläche 31 des Zellengehäuses 3 der Batteriezelle 2 befestigt. Die erste Außenseite 93 und die zweite Außenseite 94 erstrecken sich rechtwinklig von der Deckfläche 31 weg auf die nicht dargestellte Bodenfläche 32 des Zellengehäuses 3 zu. Die erste Außenseite 93 verläuft dabei nahe der nicht dargestellten ersten Stirnfläche 35 des Zellengehäuses 3, und die zweite Außenseite 94 verläuft nahe der nicht dargestellten zweiten Stirnfläche 36 des Zellengehäuses 3. Die
Fußseite 92 verläuft nahe der nicht dargestellten Bodenfläche 32 des
Zellengehäuses 3. Der nicht dargestellte Elektrodenwickel 10 ist um den Halter 90 gemäß der dritten
Ausführungsform herum gewickelt. Die Wickelachse A des Elektrodenwickels 10 verläuft dabei rechtwinklig zu der Kopfseite 91 des Halters 90 gemäß der dritten Ausführungsform und rechtwinklig zu der Deckfläche 31 des Zellengehäuses 3. Die Anode 16, die Kathode 14 und die Separatoren 18, 19 sind also um die Außenseiten 93, 94 des Halters 90 gemäß der dritten Ausführungsform herum gelegt.
Der erste Kollektor 41 der Batteriezelle 2 ist elektrisch und mechanisch mit dem negativen Terminal 11 verbunden. Zwischen dem ersten Kollektor 41 und der Deckfläche 31 des Zellengehäuses 3 ist ein erster Abstandshalter 67
angeordnet. Der erste Abstandshalter 67 ist aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material, insbesondere aus einem Kunststoff, gefertigt und isoliert den ersten Kollektor 41 elektrisch von der Deckfläche 31 des Zellengehäuses 3. Der erste Abstandshalter 67 ist somit mechanisch innerhalb des Zellengehäuses 3 an der Deckfläche 31 fixiert. Der zweite Kollektor 51 der Batteriezelle 2 ist elektrisch und mechanisch mit dem positiven Terminal 12 verbunden. Zwischen dem zweiten Kollektor 51 und der Deckfläche 31 des Zellengehäuses 3 ist ein zweiter Abstandshalter 68 angeordnet. Der zweite Abstandshalter 68 ist aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material, insbesondere aus einem Kunststoff, gefertigt und isoliert den zweiten Kollektor 51 elektrisch von der Deckfläche 31 des Zellengehäuses 3. Der zweite Abstandshalter 68 ist somit mechanisch innerhalb des Zellengehäuses 3 an der Deckfläche 31 fixiert.
Die Kopfseite 91 des Halters 90 gemäß der dritten Ausführungsform ist mechanisch mit dem ersten Abstandshalter 67 und mit dem zweiten
Abstandshalter 68 verbunden. Die Kopfseite 91 des Halters 90 gemäß der dritten Ausführungsform ist dabei, ähnlich einer Clipsverbindung, in entsprechende Aussparungen der Abstandshalter 67, 68 eingedrückt und dort formschlüssig gehalten. Es ist auch denkbar, dass der Halter 90 gemäß der dritten
Ausführungsform einstückig mit den Abstandshaltern 67, 68 ausgebildet ist.
Eine weitere Abwandlung eines Elektrodenwickels 10 ist in schematischer, perspektivischer Darstellung in Figur 11 gezeigt. Die Kathodenkontaktfahnen 24 der Kathode 14 und die Anodenkontaktfahnen 26 der Anode 16 ragen
nebeneinander an derselben Stirnseite aus dem Elektrodenwickel 10 heraus. Die Anodenkontaktfahnen 26 der Anode 16 und die Kathodenkontaktfahnen 24 der Kathode 14 ragen dabei annähernd parallel zu der Wickelachse A aus dem Elektrodenwickel 10 heraus.
Zwischen den Kathodenkontaktfahnen 24 und den Anodenkontaktfahnen 26 ragen dabei Teile des ersten Separators 18 und des zweiten Separators 19 an derselben Stirnseite aus dem Elektrodenwickel 10 heraus. Besagte Teile des ersten Separators 18 und des zweiten Separators 19 verlaufen dabei parallel zu den Kathodenkontaktfahnen 24 und den Anodenkontaktfahnen 26 sowie zu der Wickelachse A auf die erste Stirnfläche 35 des Zellengehäuses 3 zu.
Die aus dem Elektrodenwickel 10 heraus ragenden Teile des ersten Separators 18 und des zweiten Separators 19 dienen dabei als Isolationsfolie 21 und isolieren die Kathodenkontaktfahnen 24 der Kathode 14 elektrisch von den Anodenkontaktfahnen 26 der Anode 16.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervor gehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die
Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen des fachmännischen Handelns liegen.

Claims

Ansprüche
1. Batteriezelle (2), umfassend ein prismatisch ausgebildetes
Zellengehäuse (3) mit einer Deckfläche (31), an welcher ein negatives Terminal (11) und ein positives Terminal (12) angeordnet sind, und mindestens einen innerhalb des Zellengehäuses (3) angeordneten Elektrodenwickel (10) mit einer Kathode (14), welche
Kathodenkontaktfahnen (24) aufweist, und mit einer Anode (16), welche Anodenkontaktfahnen (26) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathodenkontaktfahnen (24) und die Anodenkontaktfahnen (26) sich nebeneinander von dem Elektrodenwickel (10) auf genau eine
Stirnfläche (35, 36) des Zellengehäuses (3) zu erstrecken, und dass die Stirnfläche (35, 36) rechtwinklig zu der Deckfläche (31) verläuft.
2. Batteriezelle (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zellengehäuse (3) quaderförmig ausgebildet ist und sechs Flächen (31,
32, 33, 34, 35, 36) mit drei verschieden großen Flächeninhalten aufweist, wobei jeweils zwei Flächen (31, 32, 33, 34, 35, 36) mit gleich großen Flächeninhalten einander gegenüber liegen.
3. Batteriezelle (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathodenkontaktfahnen (24) und die Anodenkontaktfahnen (26) sich auf die erste Stirnfläche (35) des Zellengehäuses (3) zu erstrecken, wobei die erste Stirnfläche (35) und die der ersten Stirnfläche (35)
gegenüberliegende zweite Stirnfläche (36) einen kleinsten Flächeninhalt der Flächen (31, 32, 33, 34, 35, 36) des Zellengehäuses (3) aufweisen.
4. Batteriezelle (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckfläche (31) und eine der Deckfläche (31) gegenüberliegende Bodenfläche (32) einen mittelgroßen Flächeninhalt der Flächen (31, 32,
33, 34, 35, 36) des Zellengehäuses (3) aufweisen. Batteriezelle (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathodenkontaktfahnen (24) oder die Anodenkontaktfahnen (26) elektrisch mit einem Kollektor (51) verbunden sind, welcher sich zwischen dem Elektrodenwickel (10) und der Bodenfläche (32), sowie zwischen dem Elektrodenwickel (10) und der zweiten Stirnfläche (36) erstreckt.
Batteriezelle (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die Kathodenkontaktfahnen (24) oder die
Anodenkontaktfahnen (26) elektrisch mit einem Kollektor (51) verbunden sind, welcher sich zwischen dem Elektrodenwickel (10) und einer Frontfläche (33, 34) erstreckt, wobei die Frontflächen (33, 34) einen größten Flächeninhalt der Flächen (31, 32, 33, 34, 35, 36) des
Zellengehäuses (3) aufweisen.
Batteriezelle (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zellengehäuse (3) elektrisch isolierend ausgeführt ist
Batteriezelle (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass das Zellengehäuse (3) elektrisch leitend ausgeführt ist.
Batteriezelle (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathodenkontaktfahnen (24) oder die Anodenkontaktfahnen (26) elektrisch mit dem Zellengehäuse (3) verbunden sind.
Batteriezelle (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Kathodenkontaktfahnen (24) und den Anodenkontaktfahnen (26) eine Isolationsfolie (21) vorgesehen ist, welche sich auf die Stirnfläche (35, 36) des Zellengehäuses (3) zu erstreckt.
Batteriezelle (2) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode (14) und die Anode (16) unter Zwischenlage mindestens eines Separators (18, 19) zu dem Elektrodenwickel (10) gewickelt sind, und dass die Isolationsfolie (21) durch den mindestens einen Separator (18, 19) gebildet ist.
Batteriesystem, umfassend mindestens eine Batteriezelle (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche.
13. Verwendung einer Batteriezelle (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 in einem Elektrofahrzeug (EV), in einem Hybridfahrzeug (HEV), oder in einem Plug-In-Hybridfahrzeug (PH EV).
PCT/EP2016/051748 2015-01-30 2016-01-28 Batteriezelle und batteriesystem WO2016120359A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017540195A JP6454424B2 (ja) 2015-01-30 2016-01-28 バッテリセル、及び、バッテリシステム
US15/546,722 US10461305B2 (en) 2015-01-30 2016-01-28 Battery cell and battery system
CN201680007831.9A CN107210390B (zh) 2015-01-30 2016-01-28 电池单池和电池系统

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015201655.2A DE102015201655A1 (de) 2015-01-30 2015-01-30 Batteriezelle und Batteriesystem
DE102015201655.2 2015-01-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016120359A1 true WO2016120359A1 (de) 2016-08-04

Family

ID=55236380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/051748 WO2016120359A1 (de) 2015-01-30 2016-01-28 Batteriezelle und batteriesystem

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10461305B2 (de)
JP (1) JP6454424B2 (de)
CN (1) CN107210390B (de)
DE (1) DE102015201655A1 (de)
WO (1) WO2016120359A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3062520B1 (fr) 2017-01-31 2019-03-29 Stmicroelectronics (Tours) Sas Batterie a contacts en face avant et en face arriere
DE102017208612A1 (de) * 2017-05-22 2018-11-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Speicherzelle zum Speichern von elektrischer Energie, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, sowie Kraftfahrzeug mit zumindest einer solchen Speicherzelle

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0924779A1 (de) * 1997-12-19 1999-06-23 Sony Corporation Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten
JPH11260320A (ja) * 1998-03-13 1999-09-24 Ricoh Co Ltd 扁平薄型角型電池
EP1071147A1 (de) * 1999-07-19 2001-01-24 Toshiba Battery Co., Ltd. Batteriesatz
EP1089362A1 (de) * 1999-09-30 2001-04-04 Canon Kabushiki Kaisha Wiederaufladbare Lithiumbatterie und Herstellungsverfahren dafür
WO2007061262A1 (en) * 2005-11-28 2007-05-31 Lg Chem, Ltd. Small battery pack employing pcm on side sealing part
US20100028770A1 (en) 2006-07-24 2010-02-04 Lg Chem, Ltd Electrode Assembly Having Electrode Tabs of the Same Size in Joint Portion Thereof and Electrochemical Cell Containing the Same
US20120033845A1 (en) * 2010-08-09 2012-02-09 Hossein Maleki Electrochemical Battery Pack with Reduced Magnetic Field Emission and Corresponding Devices
US20130288092A1 (en) 2012-04-26 2013-10-31 Medtronic, Inc. Electrode assemblies including insulative portions
EP2675000A1 (de) 2012-06-11 2013-12-18 Samsung SDI Co., Ltd. Wiederaufladbare Batterie

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3596866B2 (ja) * 1999-09-30 2004-12-02 キヤノン株式会社 リチウム二次電池及びその製造方法
KR100624953B1 (ko) * 2004-11-29 2006-09-18 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
JP4779633B2 (ja) * 2005-12-16 2011-09-28 ソニー株式会社 二次電池
CN104078631B (zh) 2013-03-27 2019-03-08 株式会社杰士汤浅国际 蓄电元件及蓄电装置
JP2015176788A (ja) * 2014-03-17 2015-10-05 日立マクセル株式会社 非水電解質二次電池

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0924779A1 (de) * 1997-12-19 1999-06-23 Sony Corporation Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten
JPH11260320A (ja) * 1998-03-13 1999-09-24 Ricoh Co Ltd 扁平薄型角型電池
EP1071147A1 (de) * 1999-07-19 2001-01-24 Toshiba Battery Co., Ltd. Batteriesatz
EP1089362A1 (de) * 1999-09-30 2001-04-04 Canon Kabushiki Kaisha Wiederaufladbare Lithiumbatterie und Herstellungsverfahren dafür
WO2007061262A1 (en) * 2005-11-28 2007-05-31 Lg Chem, Ltd. Small battery pack employing pcm on side sealing part
US20100028770A1 (en) 2006-07-24 2010-02-04 Lg Chem, Ltd Electrode Assembly Having Electrode Tabs of the Same Size in Joint Portion Thereof and Electrochemical Cell Containing the Same
US20120033845A1 (en) * 2010-08-09 2012-02-09 Hossein Maleki Electrochemical Battery Pack with Reduced Magnetic Field Emission and Corresponding Devices
US20130288092A1 (en) 2012-04-26 2013-10-31 Medtronic, Inc. Electrode assemblies including insulative portions
EP2675000A1 (de) 2012-06-11 2013-12-18 Samsung SDI Co., Ltd. Wiederaufladbare Batterie

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018503961A (ja) 2018-02-08
DE102015201655A1 (de) 2016-08-04
CN107210390A (zh) 2017-09-26
JP6454424B2 (ja) 2019-01-16
CN107210390B (zh) 2020-06-09
US10461305B2 (en) 2019-10-29
US20180013122A1 (en) 2018-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2243178B1 (de) Batterie mit mehreren einzelzellen
EP2596540B1 (de) Batterie mit quaderförmigen zellen welche eine bipolare elektrode enthalten
WO2016131743A1 (de) Batteriezelle
DE102016205160A1 (de) Batteriezelle
DE102011110695A1 (de) Elektrochemische Energiespeicherzelle mit metallischem Gehäuse, Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Energiespeicherzelle mit metallischem Gehäuse
WO2016120358A1 (de) Batteriezelle und batteriesystem
DE102012210611A1 (de) Energiespeichereinheit mit zwei getrennten elektrochemischen Bereichen
WO2016120359A1 (de) Batteriezelle und batteriesystem
EP3093905B1 (de) Batteriezelle und verfahren zur steuerung eines ionenflusses innerhalb der batteriezelle
DE102016213221A1 (de) Batteriezelle und Verfahren zur Herstellung einer Batteriezelle
DE102012213577A1 (de) Gehäuse für eine Batterie, Batterie und Batterieanordnung
WO2020030651A1 (de) Batteriegehäuse, batteriesystem und montageverfahren für ein batteriesystem
DE102015204111A1 (de) Batteriezelle, Zellverbinder und Batteriemodul
EP3096371A1 (de) Batteriezelle
WO2016120129A1 (de) Batteriezelle und batteriesystem
WO2016120372A1 (de) Batteriezelle, verfahren zum herstellen eines elektrodenwickels für eine batteriezelle und batteriesystem
WO2019185556A1 (de) Batteriezelle für eine batterie eines kraftfahrzeugs, wobei ein gehäuse der batteriezelle zweiteilig ausgebildet ist, sowie verfahren
DE102013208140A1 (de) Batteriezelle mit einem mindestens einen Einschnitt aufweisenden Elektrodenwickel
DE102018201288A1 (de) Batteriezelle
DE102011011432A1 (de) Batteriezelle und Batterie für Elektrofahrzeuge
EP3157077A1 (de) Batteriezelle
DE102021210943A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Batteriezelle
DE102019213207A1 (de) Deckelbaugruppe eines Batteriezellengehäuses, Batteriezelle und Verwendung einer solchen Batteriezelle
DE202024100925U1 (de) Batterie mit elektrochemischen Energiespeicherelementen und einem zweiteiligen Zellhalter
DE102020213364A1 (de) Batteriezelle und Verwendung einer solchen

Legal Events

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

Ref document number: 16701672

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15546722

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017540195

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16701672

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1