WO2019115006A1 - Batteriezellrahmen für elektrochemische zellen - Google Patents

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WO2019115006A1
WO2019115006A1 PCT/EP2018/000550 EP2018000550W WO2019115006A1 WO 2019115006 A1 WO2019115006 A1 WO 2019115006A1 EP 2018000550 W EP2018000550 W EP 2018000550W WO 2019115006 A1 WO2019115006 A1 WO 2019115006A1
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frame
cell frame
thermoplastic
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Reinhard Böckmann
Frank Schockemöhle
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Pöppelmann Holding GmbH & Co. KG
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    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
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    • H01M10/6555—Rods or plates arranged between the cells
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Definitions

  • the present invention relates to a battery cell frame according to the preamble of claim 1, an arrangement of a plurality of such battery cell frames and a battery formed therefrom.
  • Electrochemical cells e.g. Lithium-ion cells are mainly present as round cells, prismatic cells or so-called pouch cells.
  • the latter consist of stacked or folded active layers, which are enclosed by a flexible outer film, which usually consists of a plastic-coated aluminum foil.
  • Such electrochemical cells can be manufactured with low thicknesses and low weight in application-specific, above all, flat dimensions.
  • traction batteries a large number of electrochemical cells are interconnected to form a cell network.
  • In order to protect the sensitive pouch cells from mechanical damage they are accommodated in battery cell frames arranged parallel to one another, which, owing to the production-related thickness fluctuations and the thickness changes of the pouch cells occurring during loading and unloading, are also called spacers , are formed.
  • Such a battery cell frame is known from DE 10 201 1 120 51 1 A1. It has edge-side frame areas and a middle area covering a respective end face of the cell in the form of a plate-like frame filling which separates the pouch cells from one another and movements of the pouch cells which, in the ferry mode, are subject to shocks and vibrations arise, dampens.
  • the battery cell frame is manufactured by 1 K injection molding. It is disadvantageous that the thin-walled central region can no longer be filled in properly during injection molding, especially in the case of larger-sized battery cell frames. Due to the large difference in wall thickness between the frame areas and the frame filling, it can lead to flat position errors due to shrinkage, which hinder the installation of the battery cell frame.
  • a frame member made of plastic with an inserted heat sink is shown and described as a frame filling, wherein the heat sink is formed of two superimposed and ventilation channels between them forming metal sheets. Two layers of metal sheets take up space and weight and have no damping properties.
  • DE 10 2013 020 863 A1 proposes an elastic tension mat arranged inside the frame inner surface, which is either loosely or adhesively bonded to the inside of the frame and / or is positively connected.
  • the clamping mats require additional assembly or joining steps.
  • the frame filling forms ge of a thermoplastic plate, in the edge region at least partially forming the frame part is overmoulded.
  • Such an insert for the frame filling removed from a plate or a foil can be provided in a thin wall thickness, so that the wall thickness of the frame filling can be reduced in comparison to a frame filling injected in one piece with the frame part.
  • a reduced construction height made possible thereby also reduces the weight of the individual battery cell frame, which can save several centimeters in length and kilograms in the construction of sometimes several hundred cells and cell frame in a traction battery.
  • the thermoplastic sheet may be formed of a polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET) or other thermoplastic, and may be unreinforced or reinforced.
  • the elastically yielding thermoplastic plate has good damping properties in order to dampen the movements of the cells within the battery that occur during the ferry operation, while the overmolded frame part can be made particularly strong and stiff.
  • the prefabricated thermoplastic plate which is preferably cut or punched out of an endlessly produced film, guarantees a hole-free surface which, in addition, can be made particularly smooth, so that the cell is not damaged in the case of possible relative movements between the cell and the frame filling.
  • the overmolded frame part of the battery cell frame of greater wall thickness can be performed without, for example, occurring distortion has a negative effect on the flatness. It is irrelevant in which dimensions the battery cell frame is to be manufactured, so that the battery cell frames are readily scalable to larger cell dimensions.
  • the plastic of the frame egg sprayed around the thermoplastic plate can be matched to the plastic of the thermoplastic plate such that a solid cohesive connection results.
  • the electrochemical cells are either inserted in compartments which result from two battery cell frames arranged one next to the other, or they are fixed to the battery cell frame, for example by gluing.
  • the battery cell frames can be arranged on mounting rails of the battery housing and / or they are tensioned together by tie rods which are guided through the frame parts.
  • the thermoplastic sheet is made of a reinforced plastic. The strength values and in particular the torsional rigidity are thereby improved. As reinforcement, fibers and / or tapes, in particular endlessly present in the thermoplastic sheet.
  • a self-reinforced thermoplastic sheet is used as a frame filling, in which preferably endless thermoplastic fibers or tapes are used in a material-identical matrix.
  • the weight can thereby be further reduced compared to foreign fiber reinforced material, such as a glass fiber reinforcement.
  • self-reinforced thermoplastics such as e.g. made of polypropylene or polyethylene, splintering even at lowest temperatures practically impossible, which is in a safety-relevant component such as the battery is beneficial.
  • Another advantage of the self-reinforced thermoplastic ribbon is its smooth surface with no protruding fiber ends that could damage the outer foil of the electrochemical cells.
  • the reinforcement of the self-reinforced thermoplastic sheet preferably consists of a plurality of superimposed woven layers of preferably bidirectionally laid endless strips, which are stretched at least monoaxially.
  • the molecular chains are aligned from a microscopic point of view, which improves the macroscopic material properties in terms of strength, elastic modulus, temperature resistance and shrinkage.
  • the reinforced thermoplastic sheet has a plate thickness between 0.2 mm and 1.0 mm, preferably between 0.35 mm and 0.66 mm.
  • the unvarnished, exposed edges of the thermoplastic sheet are at least partially smoothed by any protruding fibers or other irregularities
  • any protruding fibers or other irregularities For example, by means of an embossing process and / or a heat treatment before, during or after the injection molding of the frame part.
  • damage to the cells is avoided and also allows proper installation of the smoothed edge on a tempering of the battery.
  • thermoplastic sheet To increase the flameproofing, the dielectric strength and / or the thermal conductivity, it is possible to admix corresponding additives to the preferably electrically insulating thermoplastic sheet.
  • thermoplastic plate Preferably recesses introduced in the edge region of the thermoplastic plate can be used for a perfect positioning of the thermoplastic plate in insert molding. About correspondingly shaped recesses can also be achieved in addition to the cohesive a positive connection of the thermoplastic plate with the overmolded frame part.
  • thermoplastic plate can be provided with bead-shaped stiffeners.
  • the thermoplastic plate preferably has a profiling and / or bends formed by thermoforming. As a result, frame areas required on the battery cell frame can already be created on the prefabricated thermoplastic plate, so that they no longer have to be molded on.
  • the overmolded plastic material of the frame part can be identical to the material of the thermoplastic plate.
  • the overmolded plastic material of the frame part fa is server-reinforced, preferably glass-fiber reinforced, with a fiber content of greater than or equal to 30%, preferably greater than or equal to 50%. As a result, a particularly strong and rigid frame part can be created.
  • FIG. 1 shows a battery cell frame according to the invention for receiving an electrochemical cell
  • FIG. 2 shows a thermoplastic plate as an insert for the frame filling of the battery cell frame
  • Fig. 3 shows a detail of the thermoplastic sheet.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a battery cell frame 1 provided for receiving an electrochemical cell, comprising an outer frame part 2 made of plastic, at least in regions, and a plate-like frame filling 3.
  • the frame part 2 in this case comprises various contact surfaces 2a and fastening bores 2b for arranging the battery cell frames on support rails of a traction battery (not further shown), the battery cell frames being arranged parallel to one another and supporting one another via corresponding contact surfaces 2c. Positioning aids 2d secure the positionally correct arrangement. Connections of the electrochemical cells are guided through recesses 2e to the outside and interconnected with other cells.
  • the frame filling 3 is formed by a thermoplastic plate 3 inserted in the insert injection molding process and, in the present embodiment, on three sides of FIG the frame part 2 overmoulded.
  • the thermoplastic sheet 3 is a water jet-cut blank made of a self-reinforced polypropylene sheet or film.
  • the non-overmolded, exposed edge 3a is smoothed by pressing in the injection mold with heat supply, so that at most the water jet trimming still existing Ausfans Institute are leveled. As a result, a proper conditioning of the edge 3a is given to a tempering of the battery for heat conduction.
  • thermoplastic sheet 3 has first recesses 3b in the edge region, over which the thermoplastic sheet 3 can be positioned and held in the injection molding tool. Second recesses 3 c enable a positive connection of the thermoplastic sheet 3 with the overmolded frame part 2.
  • thermoplastic sheet 3 is provided with thermoformed beads 3d in its surface, resulting in a stiffening of the comparatively thin frame filling 3 and thus of the Total battery cell frame 1 contribute.

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Abstract

Batteriezellrahmen (1) zur Aufnahme mindestens einer flachen, elektrochemischen Zelle einer wiederaufladbaren Batterie, aufweisend einen zumindest bereichsweise umlaufenden, äußeren Rahmenteil (2) aus Kunststoff und eine Thermoplastplatte als Rahmenfüllung (3), welche im Randbereich zumindest bereichsweise unter Ausbildung des Rahmenteils (2) umspritzt ist.

Description

Batteriezellrahmen für elektrochemische Zellen
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Batteriezellrahmen nach dem Oberbegriff des An- spruchs 1 , eine Anordnung von mehreren solcher Batteriezellrahmen und eine daraus gebil- dete Batterie.
Elektrochemische Zellen, z.B. Lithium-Ionen Zellen, liegen hauptsächlich als Rundzellen, prismatische Zellen oder sogenannte Pouch-Zellen vor. Letztere bestehen aus gestapelten oder gefalteten aktiven Schichten, die von einer flexiblen, meist aus einer kunststoffbeschich- teten Aluminiumfolie bestehenden Außenfolie eingeschlossen sind. Solche elektrochemi- schen Zellen können mit geringen Dicken und geringem Gewicht in anwendungsspezifi- schen, vor allem flachen Dimensionen gefertigt werden. In Traktionsbatterien ist eine Viel- zahl von elektrochemischen Zellen zu einem Zellverbund zusammengeschaltet. Um die emp- findlichen Pouch-Zellen vor mechanischen Beschädigungen zu schützen, sind sie in parallel zueinander angeordneten Batteriezellrahmen aufgenommen, die wegen der fertigungsbe- dingten Dickenschwankungen sowie der beim Laden und Entladen auftretenden Dickenän- derungen der Pouch-Zellen als Abstandselement, auch Spacer genannt, ausgebildet sind.
Ein solcher Batteriezellrahmen ist aus der DE 10 201 1 120 51 1 A1 bekannt. Er weist rand- seitige Rahmenbereiche und einen eine jeweilige Stirnseite der Zelle abdeckenden Mittelbe- reich in Form einer plattenartigen Rahmenfüllung auf, die die Pouch-Zellen voneinander trennt und Bewegungen der Pouch-Zellen, die im Fährbetrieb durch Stöße und Vibrationen entstehen, dämpft. Der Batteriezellrahmen ist im 1 K-Spritzgiessverfahren hergestellt. Nach- teilig ist, dass der dünnwandige Mittelbereich insbesondere bei größer dimensionierten Batteriezellrahmen beim Spritzgießen nicht mehr einwandfrei verfüllt werden kann. Durch den großen Wanddickenunterschied zwischen den Rahmenbereichen und der Rahmenfüllung kann es aufgrund von Schwindungsverzug zu Planlagefehlern kommen, die den Verbau der Batteriezellrahmen behindern.
In der WO 2014 027 853 A1 ist ein Rahmenelement aus Kunststoff mit einem eingelegten Kühlkörper als Rahmenfüllung dargestellt und beschrieben, wobei der Kühlkörper aus zwei aufeinanderliegenden und Belüftungskanäle zwischen sich ausbildenden Metallblechen gebildet ist. Zwei Lagen Metallbleche beanspruchen Platz und Gewicht und weisen keine dämpfenden Eigenschaften auf.
Zur Stützung der Pouch-Zellen untereinander schlägt die DE 10 2013 020 863 A1 eine elastische, innerhalb der Rahmeninnenfläche angeordnete Spannmatte vor, die entweder lose o- der mit der Rahmeninnenseite verklebt und/oder formschlüssig verbunden ist. Die Spann- matten erfordern zusätzliche Montage- bzw. Fügeschritte.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Batteriezellrahmen bereitzustellen, weicher den kosten- günstigen Aufbau einer kompakten und leichten Batterie ermöglicht und insbesondere die Skalierung zu größeren Zelldimensionen erlaubt.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Batteriezellrahmen nach Anspruch 1. Vorteilhafte Aus- gestaltungen der Erfindung sind den auf diesen Anspruch rückbezogenen Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Figurenbeschreibung zu entnehmen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Rahmenfüllung von einer Thermoplastplatte ge bildet ist, die im Randbereich zumindest bereichsweise unter Ausbildung des Rahmenteils umspritzt ist. Ein solches aus einer Platte oder einer Folie entnommenes Einlegeteil für die Rahmenfüllung kann in dünner Wandstärke bereitgestellt werden, sodass die Wandstärke der Rahmenfüllung gegenüber einer einstückig mit dem Rahmenteil gespritzten Rahmenfül- lung reduziert werden kann. Neben einer dadurch ermöglichten reduzierten Aufbauhöhe ver- ringert sich dadurch auch das Gewicht des einzelnen Batteriezellrahmens, wodurch beim Verbau von mitunter mehreren hundert Zellen und Zellrahmen in einer Traktionsbatterie mehrere Zentimeter Baulänge und Kilogramm Gewicht eingespart werden können. Die Ther- moplastplatte kann aus einem Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polyethylenterephthalat (PET) oder einem anderen thermoplastischen Kunststoff gebildet sein und unverstärkt oder verstärkt sein. Die elastisch nachgiebige Thermoplastplatte verfügt über gute Dämpfungsei- genschaften, um die im Fährbetrieb auftretenden Bewegungen der Zellen innerhalb der Bat- terie zu dämpfen, während der umspritzte Rahmenteil besonders fest und steif ausgebildet sein kann. Weiter bietet die vorgefertigte Thermoplastplatte, die vorzugsweise aus einer end- los hergestellten Folie ausgeschnitten oder ausgestanzt wird, die Gewähr einer lochfreien Oberfläche, die zudem besonders glatt ausgeführt sein kann, sodass die Zelle bei möglichen Relativbewegungen zwischen Zelle und Rahmenfüllung nicht beschädigt wird. Durch die Ver wendung vorgefertigter Thermoplastplatten als Einlegeteil im Insert-Spritzgießverfahren kann der umspritzte Rahmenteil des Batteriezellrahmens von größerer Wandstärke ausgeführt werden, ohne dass sich z.B. auftretender Verzug negativ auf das Planlageverhalten auswirkt. Dabei ist es unerheblich in welchen Dimensionen der Batteriezellrahmen gefertigt werden soll, sodass die Batteriezellrahmen ohne weiteres zu größeren Zelldimensionen skalierbar sind. Der Kunststoff des um die Thermoplastplatte gespritzten Rahmenteiis kann derart auf den Kunststoff der Thermoplastplatte abgestimmt sein, dass sich eine feste stoffschlüssige Verbindung ergibt. Die elektrochemischen Zellen sind entweder in Fächern, die sich aus jeweils zwei aneinander angeordneten Batteriezellrahmen ergeben, eingesetzt oder sie wer- den an den Batteriezellrahmen festgelegt, z.B. durch Verkleben. Weiter können die Batterie- zellrahmen an Tragschienen des Batteriegehäuses angeordnet sein und/oder sie sind durch Zuganker, die durch die Rahmenteile geführt sind, miteinander verspannt. In bevorzugter Weise besteht die Thermoplastplatte aus einem verstärkten Kunststoff. Die Festigkeitswerte und insbesondere die Verwindungssteifigkeit sind dadurch verbessert. Als Verstärkung können Fasern und/oder Bändchen, insbesondere endlos in der Thermoplastplatte vorliegen.
Bevorzugt wird eine eigenverstärkte Thermoplastplatte als Rahmenfüllung verwendet, bei der vorzugsweise endlose, thermoplastische Fasern oder Bändchen in einer materialidenti- schen Matrix eingesetzt sind. Das Gewicht kann dadurch im Vergleich zu fremdfaserverstärktem Material, beispielsweise einer Glasfaserverstärkung nochmals verringert werden. Außerdem ist bei eigenverstärkten Thermoplasten, wie z.B. aus Polypropylen oder Polyethy- len, ein Splittern auch bei niedrigsten Temperaturen praktisch ausgeschlossen, was bei ei- nem sicherheitsrelevanten Bauteil wie der Batterie von Vorteil ist. Ein weiterer Vorteil der mit Endlosbändchen eigenverstärkten Thermoplastplatte ist ihre glatte Oberfläche ohne vorstehende Faserenden, die die Außenfolie der elektrochemischen Zellen beschädigen könnten.
Bevorzugt besteht die Verstärkung der eigenverstärkten Thermoplastplatte aus mehreren übereinanderliegenden Gewebelagen aus vorzugsweise bidirektional verlegten Endlosbändchen, die zumindest monoaxial gereckt sind. Durch das Recken richten sich aus mikroskopischer Sicht die Molekülketten aus, wodurch sich die makroskopischen Materialeigenschaften hinsichtlich Festigkeit, Elastizitätsmodul, Temperaturbeständigkeit und Schwindung verbes- sern. Durch eine biaxiale Reckung in Verbindung mit der bidirektionalen Verlegung der End- losbändchen werden die richtungsabhängigen Materialeigenschaften vergleichmäßigt. Bevorzugt weist die verstärkte Thermoplastplatte eine Plattendicke zwischen 0,2 mm und 1 ,0 mm, vorzugsweise zwischen 0,35 mm und 0,66 mm auf.
Bevorzugt sind die nicht umspritzten, freiliegenden Kanten der Thermoplastplatte zumindest bereichsweise geglättet, indem gegebenenfalls abstehende Fasern oder andere Unregelmä- ßigkeiten an der Schnitt- bzw. Stanzkante beispielsweise durch einen Prägevorgang und/o- der eine Wärmebehandlung vor, während oder nach dem Spritzgießen des Rahmenteils ein- geebnet werden. Hierdurch wird eine Beschädigung der Zellen vermieden und außerdem eine einwandfreie Anlage der geglätteten Kante an einem Temperierelement der Batterie ermöglicht.
Zur Erhöhung des Flammschutzes, der Durchschlagfestigkeit und/oder der thermischen Leit- fähigkeit können der vorzugsweise elektrisch isolierenden Thermoplastplatte entsprechende Additive beigemischt sein.
Bevorzugt im Randbereich der Thermoplastplatte eingebrachte Ausnehmungen können für eine einwandfreie Positionierung der Thermoplastplatte beim Insert-Spritzgießen genutzt werden. Über entsprechend ausgeformte Ausnehmungen kann außerdem zusätzlich zur stoffschlüssigen eine formschlüssige Verbindung der Thermoplastplatte mit dem umspritzten Rahmenteil erzielt werden.
Mit dem Vorteil einer verbesserten Aussteifung des Batteriezellrahmens kann die Thermo- plastplatte mit sickenförmigen Aussteifungen versehen sein. Bevorzugt weist die Thermo- plastplatte eine durch Thermoformen gebildete Profilierung und/oder Abkantungen auf. Hier- durch können an dem Batteriezellrahmen benötigte Rahmenbereiche bereits an der vorge fertigten Thermoplastplatte geschaffen werden, sodass diese dann nicht mehr angespritzt werden müssen.
Mit den Vorteilen einer festeren stoffschlüssigen Verbindung und verbesserter Rezyklierbar- keit kann das umspritzte Kunststoff material des Rahmenteils identisch zum Material der Thermoplastplatte sein. Bevorzugt ist das umspritzte Kunststoffmaterial des Rahmenteils fa serverstärkt, vorzugsweise glasfaserverstärkt, mit einem Faseranteil größer oder gleich 30%, vorzugsweise größer oder gleich 50%. Hierdurch kann ein besonders fester und steifer Rah- menteil geschaffen werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Figurenbeschrei- bung zu entnehmen. Einzelne technische Merkmale der nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele können auch in Kombination mit vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen sowie den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche und etwaiger weiterer Ansprüche zu er- findungsgemäßen Gegenständen kombiniert werden. Sofern sinnvoll, werden funktionell gleichwirkende Elemente mit identischen Bezugsziffern versehen. Es zeigen
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Batteriezellrahmen zur Aufnahme einer elektrochemi- schen Zelle;
Fig. 2 eine Thermoplastplatte als Einlegeteil für die Rahmenfüllung des Batteriezellrah- mens;
Fig. 3 ein Detail von der Thermoplastplatte.
Die Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht einen für die Aufnahme einer elektrochemischen Zelle vorgesehenen Batteriezellrahmen 1 , aufweisend einen zumindest bereichsweise um laufenden, äußeren Rahmenteil 2 aus Kunststoff und eine plattenartige Rahmenfüllung 3.
Der Rahmenteil 2 umfasst dabei verschiedene Anlageflächen 2a und Befestigungsbohrun- gen 2b zur Anordnung der Batteriezellrahmen an Tragschienen einer nicht weiter dargestell- ten Traktionsbatterie, wobei die Batteriezellrahmen parallel zueinander angeordnet werden und sich über entsprechende Anlageflächen 2c gegenseitig abstützen. Positionierhilfen 2d sichern die lagerichtige Anordnung ab. Anschlüsse der elektrochemischen Zellen werden durch Ausnehmungen 2e nach außen geführt und mit weiteren Zellen verschaltet.
Erfindungsgemäß ist die Rahmenfüllung 3 von einer im Insert-Spritzgießprozess eingelegten Thermoplastplatte 3 gebildet und im vorliegenden Ausführungsbeispiel an drei Seiten von dem Rahmenteil 2 umspritzt. Bei der Thermoplastplatte 3 handelt es sich um einen wasser- strahlgeschnittenen Zuschnitt aus einer eigenverstärkten Polypropylen-Platte bzw. -Folie. Die nicht umspritzte, freiliegende Kante 3a ist durch ein Verpressen im Spritzgießwerkzeug unter Wärmezufuhr geglättet, sodass allenfalls vom Wasserstrahlbeschnitt noch vorliegende Aus- fransungen eingeebnet sind. Dadurch ist eine einwandfreie Anlage der Kante 3a an einem Temperierelement der Batterie zur Wärmeleitung gegeben.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich weist die Thermoplastplatte 3 erste Ausnehmungen 3b im Randbe- reich auf, über die die Thermoplastplatte 3 im Spritzgießwerkzeug positioniert und gehalten werden kann. Zweite Ausnehmungen 3c ermöglichen eine formschlüssige Verbindung der Thermoplastplatte 3 mit dem umspritzten Rahmenteil 2. In einer Weiterausgestaltung gemäß Fig. 3 ist die Thermoplastplatte 3 in ihrer Oberfläche mit thermogeformten Sicken 3d verse- hen, die zu einer Versteifung der vergleichsweise dünnen Rahmenfüllung 3 und damit des Batteriezellrahmens 1 insgesamt beitragen.

Claims

Schutzansprüche
1. Batteriezellrahmen (1 ) zur Aufnahme mindestens einer flachen, elektrochemischen Zelle einer wiederaufladbaren Batterie, aufweisend einen zumindest bereichsweise um laufenden, äußeren Rahmente.il (2) aus Kunststoff und eine Rahmenfüllung (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmenfüllung von einer Thermoplastplatte (3) gebildet ist, die im Randbereich zumindest bereichsweise unter Ausbildung des Rahmenteils (2) um- spritzt ist.
2. Batteriezellrahmen (1) nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch eine verstärkte Thermoplastplatte (3).
3. Batteriezellrahmen (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine eigenver- stärkte Thermoplastplatte (3), vorzugsweise aus Polypropylen oder Polyethylen.
4. Batteriezellrahmen (1 ) nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch mehrere übereinanderliegende Gewebelagen aus vorzugsweise bidirektional verlegten und zumindest monoaxial gereckten Endlosbändchen.
5. Batteriezellrahmen (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Thermoplastplatte (3) eine Plattendicke zwischen 0,2 mm und 1 ,0 mm, vorzugsweise zwischen 0,35 mm und 0,66 mm aufweist.
6. Batteriezellrahmen (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die nicht umspritzten, freiliegenden Kanten (3a) der Thermoplastplatte (3) zumindest bereichsweise geglättet sind.
7. Batteriezellrahmen (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die elektrisch isolierende Thermoplastplatte (3) Additive zur Erhöhung des Flammschutzes, der Durchschlagfestigkeit und/oder der thermischen Leitfähigkeit aufweist.
8. Batteriezellrahmen (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Thermoplastplatte (3) im Randbereich Ausnehmungen (3b, 3c) zur Positionierung der Platte beim Spritzgießen und/oder für eine formschlüssige Verbin- dung mit dem umspritzten Rahmenteil (2) aufweist.
9. Batteriezellrahmen (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Thermoplastplatte (3) sickenförmige Aussteifungen (3d) aufweist.
10. Batteriezellrahmen (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Thermoplastplatte (3) eine durch Thermoformen gebildete Profilierung (3d) und/oder Abkantungen aufweist.
11. Batteriezellrahmen (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das umspritzte Kunststoffmaterial des Rahmenteils (2) identisch ist zum Material der Thermoplastplatte (3).
12. Batteriezellrahmen (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass das umspritzte Kunststoffmaterial des Rahmenteils (2) faserverstärkt, vor- zugsweise glasfaserverstärkt ist, mit einem Faseranteil größer oder gleich 30%, vorzugsweise größer oder gleich 50%.
13. Anordnung von mehreren Batteriezellrahmen (1) nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Batteriezellrahmen (1) elektrochemische Zellen aufgenommen sind und sich die parallel zueinander angeordneten Batteriezellrah- men an ihren Längsseitenflächen über ihre Rahmenteile (2) gegenseitig abstützen.
14. Batterie, insbesondere eine Sekundärbatterie zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, mit einer Anzahl elektrochemischer Zellen und mindestens einem Batteriezellrahmen (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und/oder einer Anordnung von Batteriezellrahmen (1) nach Anspruch 13.
PCT/EP2018/000550 2017-12-15 2018-12-10 Batteriezellrahmen für elektrochemische zellen WO2019115006A1 (de)

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