WO2020057805A1 - Method for producing a cover assembly for a battery cell and cover assembly - Google Patents

Method for producing a cover assembly for a battery cell and cover assembly Download PDF

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WO2020057805A1
WO2020057805A1 PCT/EP2019/069456 EP2019069456W WO2020057805A1 WO 2020057805 A1 WO2020057805 A1 WO 2020057805A1 EP 2019069456 W EP2019069456 W EP 2019069456W WO 2020057805 A1 WO2020057805 A1 WO 2020057805A1
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cover plate
sealing material
edge
cover
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Eric Wedul
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Robert Bosch Gmbh
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    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
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    • H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a cover assembly for a battery cell and a cover assembly for a battery cell.
  • a battery cell can have a housing which is closed on one side with a cover plate.
  • a terminal can be riveted into the cover plate of a battery cell.
  • An electrical insulator is placed between the terminal and the cover plate.
  • Embodiments of the present invention can advantageously make it possible to insert a terminal into a cover plate for a battery cell and, by clamping a sealing material between the terminal and the cover plate, to seal the terminal against the medium in a media-tight manner
  • the sealing material is on both sides of the
  • Battery cell presented which is characterized in that a crimpable terminal is crimped around an edge of a cover plate of the cover assembly and one arranged between the terminal and the cover plate
  • Sealing material is clamped on an inside of the cover plate and an outside of the cover plate between the terminal and the cover plate in a fold area running along the edge.
  • a cover assembly for a battery cell which is characterized in that a terminal crimped around an edge of a cover plate of the cover assembly has a sealing material arranged between the terminal and the cover plate on an inside of the
  • a crimpable terminal can be understood to mean a terminal with a plastically deformable crimp area.
  • the crimp area can have a substantially uniform, thin wall thickness.
  • the crimp area is closed in a ring.
  • At least the crimp area can be formed with a plastically deformable metal material, ie in particular partially or completely consist of the plastically deformable metal material.
  • the terminal can be formed with an electrically conductive metal material.
  • the crimp area can be an edge area of the terminal.
  • a cover plate is an essentially plate-shaped component and has an opening or an opening or a hole for the terminal.
  • the edge runs along a contour of the opening.
  • the cover plate can be formed with an electrically conductive metal material.
  • a sealing material is electrically insulating and resistant to the media used in the battery cell, such as an electrolyte.
  • the sealing material is also moisture-resistant.
  • the crimp area is arranged in the region of the edge when producing a cover assembly, the sealing material being arranged between the cover plate and the terminal.
  • the terminal and the cover plate do not touch.
  • the crimping area is reshaped so that it lies next to the edge on both sides of the cover plate on the sealing material.
  • the crimp area is formed into the fold area surrounding the edge and the sealing material.
  • the crimp area can be compressed or compressed to a smaller extent during crimping than the fold area has in a final state, since the material of the crimp area springs back elastically.
  • the fold area of the terminal can have an at least U-shaped cross-sectional area.
  • the sealing material runs in the
  • Folding area between the terminal and the cover plate is preferably also at least U-shaped.
  • the crimp area can be formed on both sides around the edge of the opening to form the fold area.
  • the crimp area can be preformed on one side and shaped in one direction around the edge in order to form the fold area.
  • the crimping area can have a pre-shaped shoulder to rest on one side of the cover plate or the
  • a crimping tool is used for crimping.
  • the crimping tool can have, for example, a roller that is movable along the edge and has a groove.
  • the tool can also have a counterholder for supporting the forces during the crimping process.
  • the sealing material can be a material that can be processed liquid during a manufacturing process and can be cast on the edge or on the terminal.
  • the sealing material can, for example, in the area of the opening arranged casting are poured and already cast in a substantially U-shaped.
  • the sealing material can be placed in a seal located at the terminal
  • the sealing material can then be deformed with the terminal during crimping.
  • the sealing material can be preformed and placed on the edge or on the terminal.
  • the sealing material can, for example, be produced in a separate shape in a U-shape and put on the edge.
  • the sealing material can, for example, be drawn onto the terminal as a tube material and deformed with the crimp area.
  • the terminal can be pretensioned to clamp the
  • Sealant must be crimped around the edge.
  • the sealing material can be deformed elastically during crimping. In particular, it can
  • Sealing material can elastically expand the fold area and be in balance with a spring force of the fold area.
  • the sealing material can go beyond the sealing area on the inside.
  • the sealing material can be used as electrical insulation
  • the sealing material can go beyond the sealing area on the outside.
  • the sealing material can provide an air and creepage distance adapted to the cell voltage, so that an electrical flashover or a creeping current between the terminal and the cover plate is prevented.
  • the edge can be bent out of a main extension plane of the cover plate.
  • the edge can form a collar around the opening.
  • the edge can be deep drawn. Due to the bent edge, crimping can take place in a working direction transverse to the main direction of extension.
  • the terminal can also be crimped if the cover plate is already connected to a housing of the battery cell.
  • the edge can be bent, in particular from the
  • Main plane of extension of the cover plate be bent to a plane parallel to the main plane of extension of the cover plate.
  • the edge can be essentially opposite to the main direction of extension of the
  • Cover plate i.e. away from the opening surrounded by the edge.
  • the edge can form a flange around the opening.
  • the edge can be crimped. Due to the flange, the crimping can take place in a working direction essentially corresponding to the main direction of extension at a distance from a plane of the cover plate.
  • the terminal can also be crimped if the cover plate is already covered with a housing
  • the cover plate can have a further crimpable crimping area.
  • the further crimp area can be crimped to a further fold area lying on the inside of the terminal and an outside of the terminal on the sealing material, the further fold area can have an at least U-shaped cross-sectional area.
  • the fold area of the terminal and the further fold area can directly adjoin one another.
  • the fold area of the terminal and the further fold area can together have an S-shaped cross-sectional area.
  • the terminal can also be designed without the crimp area.
  • the terminal can be a deep-drawn sheet metal part.
  • the terminal can have an essentially uniform wall thickness.
  • An advantageous material structure of the terminal can be achieved by deep drawing.
  • Lid assembly and the method for manufacturing can be combined, adapted or exchanged in a suitable manner to arrive at further embodiments of the invention.
  • a crimping process is used, such as that used for spray cans or
  • Beverage cans is used.
  • the approach presented here can reduce the number of parts required and simplify the manufacturing process.
  • the housing and the cover plate of a battery cell enclose the stack or a wrap of active material and the electrolyte.
  • the housing and the cover plate can be connected to one of the terminals of the battery cell at a low-resistance, high-resistance or floating or undefined potential.
  • One or two terminals can be arranged in the cover plate.
  • the cover plate can be made of aluminum, Hilumin, steel or another material.
  • Cover material arranged sealing plate acts as a seal, for example against water and / or electrolyte leakage, and as electrical insulation between the cover plate and the terminal.
  • the sealing material can be directly attached to the Cover plate are injection molded.
  • the sealing material is crimped between the terminal and the sealing plate.
  • the sealing function is achieved by clamping the sealing material between the cover plate and the
  • the sealing material can be, for example, PFA, FKM or EPDM.
  • the terminal functions both as a contact point for cell-to-cell connections and as a connection of the stack of active material to an outside of the cell.
  • the terminal provides the material for crimping.
  • the terminal can be made of aluminum, copper,
  • the material can be weldable.
  • the material can be suitable for being welded by laser welding, resistance welding and / or ultrasonic welding with electrode lugs, current collectors and / or cell-to-cell connectors.
  • FIGS. 1 to 3 show sectional views through cover assemblies 100 in accordance with exemplary embodiments.
  • the cover assemblies 100 each have a cover plate 102 and a terminal 104 electrically insulated from the cover plate 102.
  • a sealing material 106 is clamped between the cover plate 102 and the terminal 104.
  • the sealing material 106 is electrically insulating and prevents an electrically conductive contact between the cover plate 102 and the terminal 104.
  • the cover plate 102 has an opening 108 which is closed by the terminal 104.
  • the terminal 104 has a crimpable crimp region 110 in an edge region, which was formed into a fold region 112 by a crimping process when the terminal 104 was connected to the cover plate 102.
  • the fold area 112 encloses an edge 114 of the opening 108 such that the terminal 104 on an inner side 116 of the cover plate 102 and an outer side 118 of the cover plate 102
  • Sealing material 106 is present.
  • the crimp area 110 is deformed in a U-shape.
  • the edge 114 is arranged within the U-shape.
  • the sealing material 106 encloses the Edge 114 also U-shaped.
  • the terminal 104 can be extended beyond the fold area 112.
  • the sealing material 106 has been cast onto the cover plate 102 before the crimping area 110 is crimped. In an alternative embodiment, the sealing material 106 was cast onto the terminal 104 before crimping.
  • the sealing material 106 has been separately formed into a seal and either on the edge 114 or on the
  • Crimp area 110 has been arranged.
  • the seal can be shaped in a U-shape for being pushed onto the edge 114.
  • the sealing material 106 can also be shaped essentially like the crimping region 110 before crimping. During crimping, the sealing material 106 is then formed with the crimping area 110 to the folded area 112.
  • the sealing material 106 on the inside 116 and / or the outside 118 of the cover plate 102 extends beyond the fold area 112.
  • the electrically insulating layer extending beyond the fold area 112 prevents short circuits, arcing and leakage currents between the terminal 104 and the cover plate 102, even if they are at different electrical potentials.
  • the edge 114 is arranged in the extension of a main direction of extension or in a plane of the cover plate 102.
  • Crimp area 110 has been inserted into opening 108 and crimped from inside 116 of cover plate 102 to fold area 112.
  • the crimp area 110 for insertion into the opening 108 has a shoulder which is essentially adapted to a contour of the opening 108 and which lies on the sealing material 106 on the outer side 118 before the crimping. During crimping, only an edge of the crimping area 110 which protrudes on the inside 116 is then bent until it clamps on the inside 116 of the sealing material 106 between the terminal 104 and the cover plate 102.
  • the terminal 104 can be crimped before the cover is welded onto the housing.
  • the edge 114 is bent transversely to the plane of the cover plate 102 to form a collar 200 which runs around the opening 108.
  • the collar 200 projects beyond the cover plate 102 on the outside 118.
  • the terminal 102 is arranged slightly recessed in the opening 108.
  • the fold area 112 projects in the direction of the outside 118.
  • the edge 114 is essentially bent over 180 degrees to form a flange 300.
  • the flange 300 is arranged on the outside 118.
  • the fold area 112 is substantially parallel to the one with a height offset
  • the terminal 104 can be crimped onto the housing after the cover has been welded.

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  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

The present invention relates to a method for producing a cover assembly (100) for a battery cell, which is characterized in that a crimpable terminal (104) is crimped around an edge (114) of a cover plate (102) of the cover assembly (100) and a sealing material (106), arranged between the terminal (104) and the cover plate (102), on an inner side (116) of the cover plate (102) and an outer side (118) of the cover plate (102), is clamped between the terminal (104) and the cover plate (102) in a flange region (112) running along the edge (114).

Description

Beschreibung  description
Verfahren zum Herstellen einer Deckelbaugruppe für eine Batteriezelle und Deckelbaugruppe Method for manufacturing a cover assembly for a battery cell and cover assembly
Gebiet der Erfindung Field of the Invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Deckelbaugruppe für eine Batteriezelle und eine Deckelbaugruppe für eine Batteriezelle. The invention relates to a method for producing a cover assembly for a battery cell and a cover assembly for a battery cell.
Stand der Technik State of the art
Eine Batteriezelle kann ein Gehäuse aufweisen, welches an einer Seite mit einer Deckelplatte verschlossen ist. Ein Terminal kann in die Deckelplatte einer Batteriezelle genietet werden. Dabei wird ein elektrischer Isolator zwischen dem Terminal und der Deckelplatte angeordnet. Beispielsweise zeigt die A battery cell can have a housing which is closed on one side with a cover plate. A terminal can be riveted into the cover plate of a battery cell. An electrical insulator is placed between the terminal and the cover plate. For example, the
US 2009 087 737 eine versiegelte Batterie und ein Herstellungsverfahren dafür. US 2009 087 737 a sealed battery and a manufacturing process therefor.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Herstellen einer Deckelbaugruppe für eine Batteriezelle und eine Against this background, with the approach presented here, a method for producing a cover assembly for a battery cell and a
Deckelbaugruppe für eine Batteriezelle gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des hier vorgestellten Ansatzes ergeben sich aus der Beschreibung und sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Cover assembly for a battery cell presented according to the independent claims. Advantageous further developments and improvements of the approach presented here result from the description and are described in the dependent claims.
Vorteile der Erfindung Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise ermöglichen, ein Terminal in eine Deckelplatte für eine Batteriezelle einzusetzen und durch ein Einklemmen eines Dichtungsmaterials zwischen dem Terminal und der Deckelplatte eine mediendichte Abdichtung des Terminals gegen die Advantages of the invention Embodiments of the present invention can advantageously make it possible to insert a terminal into a cover plate for a battery cell and, by clamping a sealing material between the terminal and the cover plate, to seal the terminal against the medium in a media-tight manner
Deckelplatte sowie eine elektrische Isolation des Terminals von der Deckelplatte zu erreichen. Dabei wird das Dichtungsmaterial auf beiden Seiten der To achieve cover plate and electrical insulation of the terminal from the cover plate. The sealing material is on both sides of the
Deckelplatte geklemmt. Cover plate clamped.
Es wird ein Verfahren zum Herstellen einer Deckelbaugruppe für eine There is disclosed a method of making a lid assembly for a
Batteriezelle vorgestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein crimpbares Terminal um eine Kante einer Deckelplatte der Deckelbaugruppe gecrimpt wird und ein zwischen dem Terminal und der Deckelplatte angeordnetes Battery cell presented, which is characterized in that a crimpable terminal is crimped around an edge of a cover plate of the cover assembly and one arranged between the terminal and the cover plate
Dichtungsmaterial auf einer Innenseite der Deckelplatte und einer Außenseite der Deckelplatte zwischen dem Terminal und der Deckelplatte in einem entlang der Kante verlaufenden Falzbereich geklemmt wird. Sealing material is clamped on an inside of the cover plate and an outside of the cover plate between the terminal and the cover plate in a fold area running along the edge.
Weiterhin wird eine Deckelbaugruppe für eine Batteriezelle vorgestellt, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein um eine Kante einer Deckelplatte der Deckelbaugruppe gecrimptes Terminal ein zwischen dem Terminal und der Deckelplatte angeordnetes Dichtungsmaterial auf einer Innenseite der Furthermore, a cover assembly for a battery cell is presented, which is characterized in that a terminal crimped around an edge of a cover plate of the cover assembly has a sealing material arranged between the terminal and the cover plate on an inside of the
Deckelplatte und einer Außenseite der Deckelplatte zwischen dem Terminal und der Deckelplatte in einem entlang der Kante verlaufenden Falzbereich klemmt. Cover plate and an outer side of the cover plate between the terminal and the cover plate in a fold region running along the edge.
Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden. Ideas for embodiments of the present invention can be viewed, inter alia, as based on the ideas and knowledge described below.
Unter einem crimpbaren Terminal kann ein Terminal mit einem plastisch verformbaren Crimpbereich verstanden werden. Der Crimpbereich kann eine im Wesentlichen gleichmäßige geringe Wandstärke aufweisen. Der Crimpbereich ist ringförmig geschlossen. Zumindest der Crimpbereich kann mit einem plastisch umformbaren Metallmaterial ausgebildet sein, d.h. insbesondere teilweise oder vollständig aus dem plastisch umformbaren Metallmaterial bestehen. Das Terminal kann mit einem elektrisch leitenden Metallmaterial ausgebildet sein. Der Crimpbereich kann ein Randbereich des Terminals sein. Eine Deckelplate ist ein im Wesentlichen platenförmiges Bauteil und weist einen Durchbruch beziehungsweise eine Öffnung oder ein Loch für das Terminal auf.A crimpable terminal can be understood to mean a terminal with a plastically deformable crimp area. The crimp area can have a substantially uniform, thin wall thickness. The crimp area is closed in a ring. At least the crimp area can be formed with a plastically deformable metal material, ie in particular partially or completely consist of the plastically deformable metal material. The terminal can be formed with an electrically conductive metal material. The crimp area can be an edge area of the terminal. A cover plate is an essentially plate-shaped component and has an opening or an opening or a hole for the terminal.
Die Kante verläuft entlang einer Kontur des Durchbruchs. Die Deckelplate kann mit einem elektrisch leitenden Metallmaterial ausgebildet sein. The edge runs along a contour of the opening. The cover plate can be formed with an electrically conductive metal material.
Ein Dichtungsmaterial ist elektrisch isolierend und resistent gegen die in der Bateriezelle verwendeten Medien, wie beispielsweise einen Elektrolyt. Weiterhin ist das Dichtungsmaterial feuchtigkeitsresistent. A sealing material is electrically insulating and resistant to the media used in the battery cell, such as an electrolyte. The sealing material is also moisture-resistant.
Der Crimpbereich wird beim Herstellen einer Deckelbaugruppe im Bereich der Kante angeordnet, wobei das Dichtungsmaterial zwischen der Deckelplate und dem Terminal angeordnet wird. Das Terminal und die Deckelplate berühren sich nicht. Beim Crimpen wird der Crimpbereich so umgeformt, dass er neben der Kante auf beiden Seiten der Deckelplate an dem Dichtungsmaterial anliegt. Der Crimpbereich wird zu dem die Kante und das Dichtmaterial umschließenden Falzbereich umgeformt. Der Crimpbereich kann während des Crimpens auf ein kleineres Maß zusammengepresst beziehungsweise gestaucht werden, als der Falzbereich in einem Endzustand aufweist, da das Material des Crimpbereichs elastisch zurückfedert. Der Falzbereich des Terminals kann eine zumindest U- förmige Querschnitsfläche aufweisen. Das Dichtungsmaterial verläuft im The crimp area is arranged in the region of the edge when producing a cover assembly, the sealing material being arranged between the cover plate and the terminal. The terminal and the cover plate do not touch. During crimping, the crimping area is reshaped so that it lies next to the edge on both sides of the cover plate on the sealing material. The crimp area is formed into the fold area surrounding the edge and the sealing material. The crimp area can be compressed or compressed to a smaller extent during crimping than the fold area has in a final state, since the material of the crimp area springs back elastically. The fold area of the terminal can have an at least U-shaped cross-sectional area. The sealing material runs in the
Falzbereich zwischen dem Terminal und der Deckelplate vorzugsweise ebenso zumindest U-förmig. Der Crimpbereich kann beim Crimpen beidseitig um die Kante des Durchbruchs herum umgeformt werden, um den Falzbereich auszubilden. Ebenso kann der Crimpbereich einseitig vorgeformt sein und in eine Richtung um die Kante herum umgeformt werden, um den Falzbereich auszubilden. Beispielsweise kann der Crimpbereich eine vorgeformte Schulter zum Anliegen auf einer Seite der Deckelplate beziehungsweise des Folding area between the terminal and the cover plate is preferably also at least U-shaped. When crimping, the crimp area can be formed on both sides around the edge of the opening to form the fold area. Likewise, the crimp area can be preformed on one side and shaped in one direction around the edge in order to form the fold area. For example, the crimping area can have a pre-shaped shoulder to rest on one side of the cover plate or the
Dichtmaterials aufweisen. Have sealing material.
Zum Crimpen wird ein Crimpwerkzeug verwendet. Das Crimpwerkzeug kann beispielsweise eine entlang der Kante bewegliche Rolle mit einer Nut aufweisen.A crimping tool is used for crimping. The crimping tool can have, for example, a roller that is movable along the edge and has a groove.
Das Werkzeug kann auch einen Gegenhalter zum Abstützen der Kräfte während des Crimpprozesses aufweisen. The tool can also have a counterholder for supporting the forces during the crimping process.
Das Dichtungsmaterial kann ein während eines Herstellungsvorgangs flüssig verarbeitbares Material sein und kann an die Kante oder an das Terminal angegossen sein. Das Dichtungsmaterial kann beispielsweise in eine im Bereich des Durchbruchs angeordnete Gussform gegossen werden und bereits im Wesentlichen U-förmig angegossen werden. The sealing material can be a material that can be processed liquid during a manufacturing process and can be cast on the edge or on the terminal. The sealing material can, for example, in the area of the opening arranged casting are poured and already cast in a substantially U-shaped.
Alternativ kann das Dichtungsmaterial in eine am Terminal angeordnete Alternatively, the sealing material can be placed in a seal located at the terminal
Gussform gegossen werden. Dann kann das Dichtungsmaterial beim Crimpen mit dem Terminal verformt werden. Casting mold. The sealing material can then be deformed with the terminal during crimping.
Alternativ kann das Dichtungsmaterial vorgeformt sein und auf die Kante oder auf das Terminal aufgesetzt sein. Das Dichtungsmaterial kann beispielsweise in einer separaten Form U-förmig hergestellt werden und auf die Kante aufgesteckt werden. Ebenso kann das Dichtungsmaterial beispielweise als Schlauchmaterial auf das Terminal aufgezogen werden und mit dem Crimpbereich verformt werden. Alternatively, the sealing material can be preformed and placed on the edge or on the terminal. The sealing material can, for example, be produced in a separate shape in a U-shape and put on the edge. Likewise, the sealing material can, for example, be drawn onto the terminal as a tube material and deformed with the crimp area.
Das Terminal kann mit einer Vorspannung zum Klemmen des The terminal can be pretensioned to clamp the
Dichtungsmaterials um die Kante gecrimpt sein. Das Dichtungsmaterial kann beim Crimpen elastisch verformt werden. Insbesondere kann das Sealant must be crimped around the edge. The sealing material can be deformed elastically during crimping. In particular, it can
Dichtungsmaterial komprimiert werden. Eine Rückstellkraft des Sealing material to be compressed. A restoring force of the
Dichtungsmaterials kann den Falzbereich elastisch aufweiten und mit einer Federkraft des Falzbereichs im Gleichgewicht stehen. Sealing material can elastically expand the fold area and be in balance with a spring force of the fold area.
Das Dichtungsmaterial kann auf der Innenseite über den Dichtungsbereich hinausgehen. Das Dichtungsmaterial kann als elektrische Isolation der The sealing material can go beyond the sealing area on the inside. The sealing material can be used as electrical insulation
Deckelplatte gegen Komponenten der Batteriezelle dienen, die mit dem Terminal elektrisch leitend verbunden werden. Serve cover plate against components of the battery cell, which are electrically connected to the terminal.
Das Dichtungsmaterial kann auf der Außenseite über den Dichtungsbereich hinausgehen. Das Dichtungsmaterial kann eine der Zellspannung angepasste Luft- und Kriechstrecke bereitstellen, damit ein elektrischer Überschlag beziehungsweise ein Kriechstrom zwischen dem Terminal und der Deckelplatte unterbunden wird. The sealing material can go beyond the sealing area on the outside. The sealing material can provide an air and creepage distance adapted to the cell voltage, so that an electrical flashover or a creeping current between the terminal and the cover plate is prevented.
Die Kante kann aus einer Haupterstreckungsebene der Deckelplatte heraus gebogen sein. Die Kante kann einen Kragen um den Durchbruch ausbilden. Die Kante kann tiefgezogen sein. Durch die aufgebogene Kante kann das Crimpen in einer Arbeitsrichtung quer zu der Haupterstreckungsrichtung erfolgen. Das Terminal kann auch gecrimpt werden, wenn die Deckelplatte bereits mit einem Gehäuse der Batteriezelle verbunden ist. Die Kante kann umgebogen sein, insbesondere von der The edge can be bent out of a main extension plane of the cover plate. The edge can form a collar around the opening. The edge can be deep drawn. Due to the bent edge, crimping can take place in a working direction transverse to the main direction of extension. The terminal can also be crimped if the cover plate is already connected to a housing of the battery cell. The edge can be bent, in particular from the
Haupterstreckungsebene der Deckelplatte hin zu einer Ebene parallel zu der Haupterstreckungsebene der Deckelplatte umgebogen sein. Die Kante kann im Wesentlichen entgegengesetzt zu der Haupterstreckungsrichtung der Main plane of extension of the cover plate be bent to a plane parallel to the main plane of extension of the cover plate. The edge can be essentially opposite to the main direction of extension of the
Deckelplatte, d.h. weg von dem von der Kante umgebenen Durchbruch, umgebogen sein. Die Kante kann einen Flansch um den Durchbruch ausbilden. Die Kante kann gebördelt sein. Durch den Flansch kann das Crimpen in einer im Wesentlichen der Haupterstreckungsrichtung entsprechenden Arbeitsrichtung beabstandet zu einer Ebene der Deckelplatte erfolgen. Das Terminal kann auch gecrimpt werden, wenn die Deckelplatte bereits mit einem Gehäuse der Cover plate, i.e. away from the opening surrounded by the edge. The edge can form a flange around the opening. The edge can be crimped. Due to the flange, the crimping can take place in a working direction essentially corresponding to the main direction of extension at a distance from a plane of the cover plate. The terminal can also be crimped if the cover plate is already covered with a housing
Batteriezelle verbunden ist. Battery cell is connected.
Die Deckelplatte kann einen weiteren crimpbaren Crimpbereich aufweisen. Der weitere Crimpbereich kann zu einem auf einer Innenseite des Terminals und einer Außenseite des Terminals an dem Dichtungsmaterial anliegenden weiteren Falzbereich gecrimpt sein, der weitere Falzbereich kann eine zumindest U- förmige Querschnittsfläche aufweisen. Der Falzbereich des Terminals und der weitere Falzbereich können unmittelbar aneinander anschließen. Der Falzbereich des Terminals und der weitere Falzbereich können zusammen eine S-förmige Querschnittsfläche aufweisen. Das Terminal kann alternativ auch ohne den Crimpbereich ausgeführt sein. The cover plate can have a further crimpable crimping area. The further crimp area can be crimped to a further fold area lying on the inside of the terminal and an outside of the terminal on the sealing material, the further fold area can have an at least U-shaped cross-sectional area. The fold area of the terminal and the further fold area can directly adjoin one another. The fold area of the terminal and the further fold area can together have an S-shaped cross-sectional area. Alternatively, the terminal can also be designed without the crimp area.
Das Terminal kann ein tiefgezogenes Blechteil sein. Das Terminal kann eine im Wesentlichen einheitliche Wandstärke aufweisen. Durch Tiefziehen kann eine vorteilhafte Materialstruktur des Terminals erreicht werden. The terminal can be a deep-drawn sheet metal part. The terminal can have an essentially uniform wall thickness. An advantageous material structure of the terminal can be achieved by deep drawing.
Es wird darauf hingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale der It is noted that some of the possible features and advantages of the invention are described herein with respect to different embodiments. A person skilled in the art realizes that the characteristics of the
Deckelbaugruppe und des Verfahrens zum Herstellen in geeigneter Weise kombiniert, angepasst oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen. Lid assembly and the method for manufacturing can be combined, adapted or exchanged in a suitable manner to arrive at further embodiments of the invention.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind. die Figuren 1 bis 3 zeigen Schnittdarstellungen durch Deckelbaugruppen gemäß Ausführungsbeispielen. Brief description of the drawings Embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawings, wherein neither the drawings nor the description are to be interpreted as limiting the invention. Figures 1 to 3 show sectional views through cover assemblies according to embodiments.
Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche oder gleichwirkende The figures are only schematic and are not to scale. In the figures, the same reference symbols designate the same or have the same effect
Merkmale. Characteristics.
Batteriezellen mit einem festen Gehäuse werden immer wichtiger, da die Battery cells with a fixed housing are becoming increasingly important as the
Elektrifizierung von Fahrzeugen fortschreitet. Positive und negative Terminals von Batterien mit festem Gehäuse sind aufgrund der verschiedenen elektrischen Schnittstellen, die sowohl elektrische Isolation als auch Abdichtung gegen Leckage von Elektrolyt und Einsickern von Wasser benötigen, komplex. Electrification of vehicles is progressing. Positive and negative terminals of fixed case batteries are complex due to the various electrical interfaces that require both electrical insulation and sealing against leakage of electrolyte and water infiltration.
Durch den hier vorgestellten Ansatz kann der Terminalbereich sowohl am positiven als auch am negativen Terminal vereinfacht werden. Dabei wird ein Crimpprozess verwendet, wie er näherungsweise bei Sprühdosen oder The approach presented here can simplify the terminal area at both the positive and the negative terminal. A crimping process is used, such as that used for spray cans or
Getränkedosen verwendet wird. Durch den hier vorgestellten Ansatz kann eine notwendige Anzahl an Teilen reduziert und der Herstellungsprozess vereinfacht werden. Beverage cans is used. The approach presented here can reduce the number of parts required and simplify the manufacturing process.
Das Gehäuse und die Deckelplatte einer Batteriezelle schließen den Stapel oder einen Wickel aus aktivem Material und den Elektrolyten ein. Das Gehäuse und die Deckelplatte können auf einem niederohmigen, hochohmigen oder schwebenden beziehungsweise Undefinierten Potenzial mit einem der Terminals der Batteriezelle verbunden sein. In der Deckelplatte können ein oder zwei Terminals angeordnet sein. Die Deckelplatte kann aus Aluminium, Hilumin, Stahl oder einem anderen Werkstoff bestehen. The housing and the cover plate of a battery cell enclose the stack or a wrap of active material and the electrolyte. The housing and the cover plate can be connected to one of the terminals of the battery cell at a low-resistance, high-resistance or floating or undefined potential. One or two terminals can be arranged in the cover plate. The cover plate can be made of aluminum, Hilumin, steel or another material.
Das bei dem hier vorgestellten Ansatz zwischen dem Terminal und der That with the approach presented here between the terminal and the
Deckelplatte angeordnete Dichtungsmaterial fungiert als Dichtung beispielsweise gegen Wasser und/oder Elektrolytleckage und als elektrische Isolation zwischen der Deckelplatte und dem Terminal. Das Dichtungsmaterial kann direkt an die Deckelplate angespritzt werden. Das Dichtungsmaterial wird zwischen dem Terminal und der Dichtungsplate gecrimpt. Die Dichtungsfunktion wird durch das Einklemmen des Dichtungsmaterials zwischen der Deckelplate und dem Cover material arranged sealing plate acts as a seal, for example against water and / or electrolyte leakage, and as electrical insulation between the cover plate and the terminal. The sealing material can be directly attached to the Cover plate are injection molded. The sealing material is crimped between the terminal and the sealing plate. The sealing function is achieved by clamping the sealing material between the cover plate and the
Terminal erreicht. Das Dichtungsmaterial kann beispielsweise PFA, FKM oder EPDM sein. Terminal reached. The sealing material can be, for example, PFA, FKM or EPDM.
Das Terminal funktioniert sowohl als Kontaktpunkt für Zelle-zu-Zelle- Verbindungen, als auch als Verbindung des Stapels aus aktivem Material zu einer Außenseite der Zelle. Das Terminal stellt dabei das Material zum Crimpen bereit. Das Terminal kann beispielsweise aus Aluminium, Kupfer, The terminal functions both as a contact point for cell-to-cell connections and as a connection of the stack of active material to an outside of the cell. The terminal provides the material for crimping. The terminal can be made of aluminum, copper,
aluminiumplatiertem/kupferplatiertem Material, Hilumin oder einem anderen elektrisch leitfähigen Material sein. Das Material kann schweißbar sein. aluminum-plated / copper-plated material, Hilumin or another electrically conductive material. The material can be weldable.
Beispielsweise kann das Material dazu geeignet sein, per Laserschweißen, Widerstandsschweißen und/oder Ultraschallschweißen mit Elektrodenfahnen, Stromsammlern und/oder Zelle-zu-Zelle Verbindern geschweißt zu werden. For example, the material can be suitable for being welded by laser welding, resistance welding and / or ultrasonic welding with electrode lugs, current collectors and / or cell-to-cell connectors.
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
Die Figuren 1 bis 3 zeigen Schnitdarstellungen durch Deckelbaugruppen 100 gemäß Ausführungsbeispielen. Die Deckelbaugruppen 100 weisen je eine Deckelplate 102 und ein elektrisch von der Deckelplate 102 isoliertes Terminal 104 auf. Zwischen der Deckelplate 102 und dem Terminal 104 ist jeweils ein Dichtungsmaterial 106 eingeklemmt. Das Dichtungsmaterial 106 ist elektrisch isolierend und verhindert einen elektrisch leitenden Kontakt zwischen der Deckelplate 102 und dem Terminal 104. FIGS. 1 to 3 show sectional views through cover assemblies 100 in accordance with exemplary embodiments. The cover assemblies 100 each have a cover plate 102 and a terminal 104 electrically insulated from the cover plate 102. A sealing material 106 is clamped between the cover plate 102 and the terminal 104. The sealing material 106 is electrically insulating and prevents an electrically conductive contact between the cover plate 102 and the terminal 104.
Die Deckelplate 102 weist einen Durchbruch 108 auf, der durch das Terminal 104 verschlossen ist. Das Terminal 104 weist in einem Randbereich einen crimpbaren Crimpbereich 110 auf, der beim Verbinden des Terminals 104 mit der Deckelplate 102 durch einen Crimpprozess zu einem Falzbereich 112 umgeformt worden ist. Der Falzbereich 112 umschließt eine Kante 114 des Durchbruchs 108 so, dass das Terminal 104 auf einer Innenseite 116 der Deckelplate 102 und einer Außenseite 118 der Deckelplate 102 an dem The cover plate 102 has an opening 108 which is closed by the terminal 104. The terminal 104 has a crimpable crimp region 110 in an edge region, which was formed into a fold region 112 by a crimping process when the terminal 104 was connected to the cover plate 102. The fold area 112 encloses an edge 114 of the opening 108 such that the terminal 104 on an inner side 116 of the cover plate 102 and an outer side 118 of the cover plate 102
Dichtungsmaterial 106 anliegt. Sealing material 106 is present.
Im Falzbereich 112 ist der Crimpbereich 110 U-förmig verformt. Die Kante 114 ist innerhalb der U-Form angeordnet. Das Dichtungsmaterial 106 umschließt die Kante 114 ebenfalls U-förmig. Das Terminal 104 kann über den Falzbereich 112 hinaus verlängert sein. In the crimp area 112, the crimp area 110 is deformed in a U-shape. The edge 114 is arranged within the U-shape. The sealing material 106 encloses the Edge 114 also U-shaped. The terminal 104 can be extended beyond the fold area 112.
Das Dichtungsmaterial 106 ist in einem Ausführungsbeispiel vor dem Crimpen des Crimpbereichs 110 an die Deckelplatte 102 angegossen worden. In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist das Dichtungsmaterial 106 vor dem Crimpen an das Terminal 104 angegossen worden. In one exemplary embodiment, the sealing material 106 has been cast onto the cover plate 102 before the crimping area 110 is crimped. In an alternative embodiment, the sealing material 106 was cast onto the terminal 104 before crimping.
In einem Ausführungsbeispiel ist das Dichtungsmaterial 106 separat zu einer Dichtung geformt worden und entweder auf der Kante 114 oder auf dem In one embodiment, the sealing material 106 has been separately formed into a seal and either on the edge 114 or on the
Crimpbereich 110 angeordnet worden. Zum Aufschieben auf der Kante 114 kann die Dichtung U-förmig geformt werden. Das Dichtungsmaterial 106 kann vor dem Crimpen auch im Wesentlichen wie der Crimpbereich 110 geformt sein. Beim Crimpen wird das Dichtungsmaterial 106 dann mit dem Crimpbereich 110 zu dem Falzbereich 112 umgeformt. Crimp area 110 has been arranged. The seal can be shaped in a U-shape for being pushed onto the edge 114. The sealing material 106 can also be shaped essentially like the crimping region 110 before crimping. During crimping, the sealing material 106 is then formed with the crimping area 110 to the folded area 112.
In einem Ausführungsbeispiel geht das Dichtungsmaterial 106 auf der Innenseite 116 und/oder der Außenseite 118 der Deckelplatte 102 über den Falzbereich 112 hinaus. Durch die über den Falzbereich 112 hinausgehende elektrisch isolierende Schicht werden Kurzschlüsse, Überschläge und Kriechströme zwischen dem Terminal 104 und der Deckelplatte 102 verhindert, auch wenn sie auf unterschiedlichen elektrischen Potenzialen liegen. In one embodiment, the sealing material 106 on the inside 116 and / or the outside 118 of the cover plate 102 extends beyond the fold area 112. The electrically insulating layer extending beyond the fold area 112 prevents short circuits, arcing and leakage currents between the terminal 104 and the cover plate 102, even if they are at different electrical potentials.
In Fig. 1 ist die Kante 114 in Verlängerung einer Haupterstreckungsrichtung beziehungsweise in einer Ebene der Deckelplatte 102 angeordnet. Der In FIG. 1, the edge 114 is arranged in the extension of a main direction of extension or in a plane of the cover plate 102. The
Crimpbereich 110 ist in den Durchbruch 108 eingeführt worden und von der Innenseite 116 der Deckelplatte 102 zu dem Falzbereich 112 gecrimpt worden. Crimp area 110 has been inserted into opening 108 and crimped from inside 116 of cover plate 102 to fold area 112.
In einem Ausführungsbeispiel weist der Crimpbereich 110 zum Einführen in den Durchbruch 108 eine im Wesentlichen einer Kontur des Durchbruchs 108 angepasste Schulter auf, die vor dem Crimpen auf dem Dichtungsmaterial 106 auf der Außenseite 118 aufliegt. Während des Crimpens wird dann nur noch eine auf der Innenseite 116 überstehende Kante des Crimpbereichs 110 umgebogen, bis sie auf der Innenseite 116 an das Dichtungsmaterial 106 zwischen dem Terminal 104 und der Deckelplatte 102 klemmt. In one exemplary embodiment, the crimp area 110 for insertion into the opening 108 has a shoulder which is essentially adapted to a contour of the opening 108 and which lies on the sealing material 106 on the outer side 118 before the crimping. During crimping, only an edge of the crimping area 110 which protrudes on the inside 116 is then bent until it clamps on the inside 116 of the sealing material 106 between the terminal 104 and the cover plate 102.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel kann das Terminal 104 vor der Schweißung des Deckels aufs Gehäuse gecrimpt werden. In Fig. 2 ist die Kante 114 quer zu der Ebene der Deckelplatte 102 zu einem um den Durchbruch 108 umlaufenden Kragen 200 aufgebogen. Der Kragen 200 steht hier auf der Außenseite 118 über die Deckelplatte 102 über. Das Terminal 102 ist leicht vertieft in dem Durchbruch 108 angeordnet. Der Falzbereich 112 steht in Richtung der Außenseite 118 über. In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the terminal 104 can be crimped before the cover is welded onto the housing. In FIG. 2, the edge 114 is bent transversely to the plane of the cover plate 102 to form a collar 200 which runs around the opening 108. The collar 200 projects beyond the cover plate 102 on the outside 118. The terminal 102 is arranged slightly recessed in the opening 108. The fold area 112 projects in the direction of the outside 118.
In Fig. 3 ist die Kante 114 im Wesentlichen um 180 Grad zu einem Flansch 300 umgebogen. Der Flansch 300 ist auf der Außenseite 118 angeordnet. Der Falzbereich 112 ist mit einem Höhenversatz im Wesentlichen parallel zu derIn FIG. 3, the edge 114 is essentially bent over 180 degrees to form a flange 300. The flange 300 is arranged on the outside 118. The fold area 112 is substantially parallel to the one with a height offset
Ebene der Deckelplatte 102 angeordnet. Level of the cover plate 102 arranged.
Bei den in den Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen kann das Terminal 104 nach der Schweißung des Deckels aufs Gehäuse gecrimpt werden. In the exemplary embodiments shown in FIGS. 2 and 3, the terminal 104 can be crimped onto the housing after the cover has been welded.
Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass Begriffe wie„aufweisend“, In conclusion, it should be noted that terms such as "showing",
„umfassend“, etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie„eine“ oder„ein“ keine Vielzahl ausschließen. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen. "Comprehensive", etc. do not exclude other elements or steps and terms such as "a" or "an" do not exclude a variety. Reference signs in the claims are not to be viewed as a restriction.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zum Herstellen einer Deckelbaugruppe (100) für eine 1. A method for producing a cover assembly (100) for a
Batteriezelle, dadurch gekennzeichnet, dass ein crimpbares Terminal (104) um eine Kante (114) einer Deckelplatte (102) der Deckelbaugruppe (100) gecrimpt wird und ein zwischen dem Terminal (104) und der Deckelplatte (102) angeordnetes Dichtungsmaterial (106) auf einer Innenseite (116) der Deckelplatte (102) und einer Außenseite (118) der Deckelplatte (102) zwischen dem Terminal (104) und der Deckelplatte (102) in einem entlang der Kante (114) verlaufenden Flanschbereich (112) geklemmt wird.  Battery cell, characterized in that a crimpable terminal (104) is crimped around an edge (114) of a cover plate (102) of the cover assembly (100) and a sealing material (106) arranged between the terminal (104) and the cover plate (102) an inside (116) of the cover plate (102) and an outside (118) of the cover plate (102) is clamped between the terminal (104) and the cover plate (102) in a flange region (112) running along the edge (114).
2. Deckelbaugruppe (100) für eine Batteriezelle, dadurch gekennzeichnet, dass ein um eine Kante (114) einer Deckelplatte (102) der Deckelbaugruppe (100) gecrimptes Terminal (104) ein zwischen dem Terminal (104) und der Deckelplatte (102) angeordnetes Dichtungsmaterial (106) auf einer 2. Cover assembly (100) for a battery cell, characterized in that a terminal (104) crimped around an edge (114) of a cover plate (102) of the cover assembly (100) is arranged between the terminal (104) and the cover plate (102) Sealing material (106) on one
Innenseite (116) der Deckelplatte (102) und einer Außenseite (118) der Deckelplatte (102) zwischen dem Terminal (104) und der Deckelplatte (102) in einem entlang der Kante (114) verlaufenden Flanschbereich (112) klemmt.  The inside (116) of the cover plate (102) and an outside (118) of the cover plate (102) are clamped between the terminal (104) and the cover plate (102) in a flange region (112) running along the edge (114).
3. Deckelbaugruppe (100) gemäß Anspruch 2, bei der das Dichtungsmaterial (106) an die Kante (114) angegossen ist. 3. Lid assembly (100) according to claim 2, wherein the sealing material (106) is molded onto the edge (114).
4. Deckelbaugruppe (100) gemäß Anspruch 2, bei der das Dichtungsmaterial (106) an das Terminal (104) angegossen ist. 4. Lid assembly (100) according to claim 2, wherein the sealing material (106) is molded onto the terminal (104).
5. Deckelbaugruppe (100) gemäß Anspruch 2, bei der das Dichtungsmaterial (106) vorgeformt ist und auf die Kante (114) aufgesetzt ist. 5. Lid assembly (100) according to claim 2, wherein the sealing material (106) is preformed and is placed on the edge (114).
6. Deckelbaugruppe (100) gemäß Anspruch 2, bei der das Dichtungsmaterial (106) vorgeformt ist und auf das Terminal (104) aufgesetzt ist. 6. Lid assembly (100) according to claim 2, wherein the sealing material (106) is preformed and is placed on the terminal (104).
7. Deckelbaugruppe (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Terminal (104) mit einer Vorspannung zum Klemmen des 7. lid assembly (100) according to any one of the preceding claims, wherein the terminal (104) with a bias to clamp the
Dichtungsmaterials (106) um die Kante (114) gecrimpt ist. Sealing material (106) is crimped around the edge (114).
8. Deckelbaugruppe (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Dichtungsmaterial (106) auf der Innenseite (116) über den 8. cover assembly (100) according to any one of the preceding claims, wherein the sealing material (106) on the inside (116) over the
Flanschbereich (112) hinausgeht.  Flange area (112) goes out.
9. Deckelbaugruppe (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Dichtungsmaterial (106) auf der Außenseite (118) über den Flanschbereich (112) hinausgeht. 9. cover assembly (100) according to any one of the preceding claims, wherein the sealing material (106) on the outside (118) extends beyond the flange region (112).
10. Deckelbaugruppe (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Kante (114) aus einer Haupterstreckungsebene der Deckelplatte (102) heraus gebogen ist. 10. cover assembly (100) according to any one of the preceding claims, wherein the edge (114) from a main extension plane of the cover plate (102) is bent out.
11. Deckelbaugruppe (100) gemäß Anspruch 10, bei der die Kante (114) 11. The lid assembly (100) of claim 10, wherein the edge (114)
umgebogen ist.  is bent.
12. Deckelbaugruppe (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Terminal (104) ein tiefgezogenes Blechteil ist. 12. cover assembly (100) according to any one of the preceding claims, wherein the terminal (104) is a deep-drawn sheet metal part.
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