WO2021121771A1 - Lithium-ionen-batterie mit verlängerter lebensdauer - Google Patents

Lithium-ionen-batterie mit verlängerter lebensdauer Download PDF

Info

Publication number
WO2021121771A1
WO2021121771A1 PCT/EP2020/081469 EP2020081469W WO2021121771A1 WO 2021121771 A1 WO2021121771 A1 WO 2021121771A1 EP 2020081469 W EP2020081469 W EP 2020081469W WO 2021121771 A1 WO2021121771 A1 WO 2021121771A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
housing
opening
closure means
access
interior
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/081469
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kevin Gallagher
Franz Fuchs
Seokyoon Yoo
Frederik Morgenstern
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft filed Critical Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
Priority to CN202080086316.0A priority Critical patent/CN114830390A/zh
Priority to JP2022535066A priority patent/JP2023505816A/ja
Priority to KR1020227019396A priority patent/KR20220097980A/ko
Priority to US17/785,732 priority patent/US20230105962A1/en
Publication of WO2021121771A1 publication Critical patent/WO2021121771A1/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
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H01M50/609—Arrangements or processes for filling with liquid, e.g. electrolytes
    • 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
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • 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
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • 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
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • 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
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • 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
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the 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
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/184—Sealing members characterised by their shape or structure
    • 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
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • 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
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H01M50/609—Arrangements or processes for filling with liquid, e.g. electrolytes
    • H01M50/627—Filling ports
    • H01M50/636—Closing or sealing filling ports, e.g. using lids
    • 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
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H01M50/609—Arrangements or processes for filling with liquid, e.g. electrolytes
    • H01M50/627—Filling ports
    • H01M50/636—Closing or sealing filling ports, e.g. using lids
    • H01M50/645—Plugs
    • H01M50/655—Plugs specially adapted for venting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0025—Organic electrolyte
    • 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
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103—Primary casings; Jackets or wrappings 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
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—Metals
    • 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 method for operating a battery with a hermetically sealed housing designed as a hard case and in which at least one electrochemical cell based on an organic electrolyte is contained; as well as a battery that can be operated according to this method.
  • FIGS. 1 a to 1 c show method steps for producing a battery for storing electrical energy on an electrochemical basis, in which at least one electrochemical lithium-ion cell based on an organic electrolyte is contained.
  • the unsealed battery 100 shown schematically in FIG. 1a is provided.
  • This has a housing 101 designed as a hard case, which is provided on one of its walls 104 with two connection terminals of different polarity (102, 103) and with access to the inside of the housing.
  • the electrodes, current collectors and arresters of the electrochemical cell are in the housing
  • the access to the interior of the housing is designed as an opening 105 in the housing wall 104 and is delimited / bordered by the part of the wall 104 identified by the reference numeral 106.
  • the part of the wall 104 contained within the dashed circle is shown schematically in FIG. 1b. This shows that the opening 105 at the end on the outside of the housing has an opening section whose opening cross section is larger than the opening cross section of the remaining part of the opening.
  • the arrow shown in Figure 1b indicates a second process step, namely the filling of organic electrolyte through the access to the housing 105 in order to fill the cell (which is not shown in the figures) with organic electrolyte.
  • a third process step the access to the housing interior 105 is hermetically sealed with a metal closure means 113.
  • the closure means 113 which essentially has the shape of the opening section located on the outside of the housing end of the opening 105, is placed in it and connected to the housing Wall 104 is welded so that the opening 105 'now closed with the closure means 113 is permanently hermetically sealed.
  • the housing of the battery manufactured according to this method cannot be opened again without the organic electrolyte of the cell located therein being chemically contaminated.
  • the third process step is shown schematically in FIG. 1c.
  • the service life of a battery manufactured in this way is essentially determined by the aging processes that take place in the lithium-ion cell. These processes lead, on the one hand, to a consumption of organic electrolytes and cyclizable lithium, and, on the other hand, to the formation of gases that cause the gas pressure in the cell to increase.
  • the increase in the gas pressure in the cell is associated with a reduction in the contacts between the electrodes.
  • the gas pressure from which a reduction in the contacts between the electrons begins can also depend on: the mechanical properties of the cell housing; the arrangement of the electrodes in the form of a jelly roll or a stack in the cell housing; and the design of the cell housing. For example, in a standard PHEV2 prismatic hard case, accelerated aging of the lithium-ion cell can occur from an internal gas pressure of approx. 3 bar.
  • a gas is generated Accelerated aging of the cell can be prevented or at least weakened.
  • a first aspect of the invention relates to a battery for storing electrical energy on an electrochemical basis, comprising: a hermetically sealed housing designed as a hard case; and at least one organic electrolyte-based electrochemical cell contained in the housing; wherein in the wall of the housing a point for creating access to the housing interior is provided, the point for creating access to the housing interior is set up to create egg NEN access to the housing interior and to hermetically seal a created access to the housing interior again; and access to the interior of the housing is set up in the open state to vent the electrochemical cell.
  • the method according to the invention can be applied to the battery and, after its application, a battery can be provided with an internal gas pressure reduced to normal pressure (air pressure on the earth's surface); which significantly extends the life of the battery.
  • the one or more electrochemical cells contained in the housing are preferably lithium-ion cells.
  • access to the inside of the housing in the open state is also set up for filling the electrochemical cell with additional electrolyte.
  • the electrolyte can be at least partially renewed and thus the life of the battery can be further increased.
  • the point for creating access to the interior of the housing is designed as an opening in the wall of the housing that is hermetically sealed with a closure means, and is also set up to provide access to the interior of the housing by piercing this closure means.
  • the opening cross-section of the opening hermetically sealed with the closure means widens continuously or in steps from the inside of the housing to the outside; the opening has at least two opening sections with opening cross-sections of different sizes; and the closure means is arranged countersunk with respect to the end of the opening on the outside of the housing.
  • a further closure means can be sunk in relation to the outer surface of the wall (and therewith protected against mechanical effects from the outside), and the opening can be securely and efficiently hermetically sealed.
  • an opening cross section of an opening section is to be understood as a cross section of the opening section which is (essentially) perpendicular to the depth direction of the opening.
  • the opening cross-sections of an opening portion can have the same size and shape. This is the case, for example, when the opening section has a cylindrical shape.
  • the delimitation of the opening formed in the wall of the housing is step-shaped or conical.
  • the shape of the closure means can be kept simple, for example as a cylindrical or frustoconical disk.
  • the closure means is arranged in an opening section of the opening, the shape of which corresponds essentially to the shape of the outer edge of the closure means, and the outer edge of the closure means is hermetically connected to the wall of the housing surrounding it.
  • the access / opening can be closed particularly efficiently and safely.
  • the thickness of the closure means is dimensioned, for example, so that it can be pierced with the tip of a piercing tool. It is before geous if the surface of the tip is smooth, so that when piercing no particles arise that can get into the housing interior and short-circuit an electrochemical cell located therein in an unwanted ter way.
  • both the closure means and the housing are made of metal, and the closure means is welded or soldered to the wall of the housing.
  • the metal can be aluminum.
  • the opening cross-sections of the opening or individual opening sections can be one of the following or a combination thereof: circular, oval, rectangular, polygonal.
  • the opening can also have opening sections each with differently shaped opening cross-sections. For example, the opening can have a round opening section and a rectangular opening section arranged above it.
  • closure means is designed as one of the following:
  • a disc or plate which, at least on one surface side of the closure means, has an indentation in an inner region;
  • a disk or plate which has an indentation in an inner region at least on one surface side of the closure means and the indentation facing the interior of the housing is coated with a polymer layer.
  • a closure means can be selected which has at least one indentation. This is made thin only in an inner area, and this inner area is surrounded all around by a thick, outer edge area. The thickness of the outer edge area is configured in such a way that the closure means cannot be damaged by the energy input during welding or soldering.
  • a closure means can also be selected which prevents particles from getting into the interior of the housing when the closure means is pierced and can trigger a short circuit there.
  • a closure means can be selected for this purpose which has a polymer layer on the surface side facing the housing interior.
  • the closure means is preferably made of aluminum.
  • the point to create access to the inside of the housing is designed as a screw cap, and this is set up to create access to the inside of the housing by unscrewing the screw cap and to close a created access to the inside of the housing by turning the screw cap.
  • a second aspect of the invention relates to a method for operating a battery with a hermetically sealed housing designed as a hard case, in which at least one electrochemical cell based on an organic electrolyte is contained, having:
  • the one or more electrochemical cells contained in the housing are preferably lithium-ion cells.
  • the method further comprises:
  • the housing is opened at the point configured for this purpose by piercing a first closure means which previously closes the access.
  • the piercing of the first closure means can be done with the tip of a piercing tool.
  • the thickness of the first closure means is dimensioned so that it can be pierced with the piercing tool; and both the first closure means and the piercing tool are configured in such a way that, when piercing, no particles are produced which can get into the housing and inadvertently short-circuit an electrochemical cell located therein.
  • the first closure means is made of aluminum and the surface of the tip is smooth.
  • the point for creating access to the inside of the housing before opening is designed as a hermetically sealed opening in the wall of the housing, the opening cross-section of which widens continuously or gradually from the inside of the housing to the outside; the opening is hermetically sealed before opening by the first closure means; the first closure means is arranged countersunk with respect to the end of the access on the outside of the housing; and the access is hermetically reclosed by attaching a second closure means in the opening and thereby above the sunk-in first closure means.
  • the second closure means can not only be sunk in relation to the outer surface of the wall (and thus protected against mechanical effects from the outside), but the access created to the interior of the housing can also be securely and efficiently hermetically sealed.
  • the opening preferably has at least two opening sections with opening cross-sections of different sizes; the first closure means is arranged in the opening section with the smaller opening cross section, sunk in relation to the opening section with the larger opening cross section; and the second closure means is mounted in the opening portion with the larger opening cross-section.
  • the shape of the outer edge of the second closure means can suitably correspond to the shape of the wall section which is in contact with the second closure means.
  • the second closure means is arranged in an opening section of the opening, the shape of which corresponds essentially to the shape of the outer edge of the second closure means, and the outer edge of the second closure means is hermetically connected to the wall of the housing surrounding it.
  • the hermetic reclosing of the access in particular by welding the edge of the second closure means to the wall section surrounding it, can be carried out particularly efficiently and safely.
  • the opening cross section of the opening section in which the second closure means is arranged can be one of the following or a combination thereof: circular, oval, rectangular, polygonal.
  • the second closure means can also be applied to the outer surface of the housing so that it covers the entire opening and can be hermetically connected to the outer surface of the housing.
  • the shape of the outer edge of the second closure means can be selected independently of the opening cross-sections of the opening.
  • the housing and the second closure means are preferably made of metal (for example aluminum), and the second closure means is hermetically connected to the surrounding wall of the housing by welding / soldering.
  • the second closure means In order to reopen the housing reclosed with the second closure means by piercing the second closure means, it is advantageous: to dimension the thickness of the second closure means so that it can be pierced with the piercing tool; and to configure both the second locking means and the piercing tool in such a way that when piercing, no particles are produced which can get into the interior of the housing and inadvertently short-circuit an electrochemical cell located therein. It is particularly advantageous if the second closure means is made of aluminum.
  • the piercing is carried out using a piercing tool which has a tubular part, and the filling of the additional electrolyte is carried out using the rohrför-shaped part of the piercing tool.
  • the filling of the additional organic electrolyte can be achieved in a simple, efficient and safe manner.
  • the point for creating access to the interior of the housing is designed as a screw cap, the housing is opened by opening the screw cap and the housing is hermetically sealed by closing the screw cap.
  • the additional electrolyte is of the same type as the electrolyte contained in the cell; or the additional electrolyte contains one or more additives that extend the service life of the cell and / or inhibit or reduce side reactions of the electrolyte with the electrodes of the cell; or the additional electrolyte contains lithium-containing molecules, in particular lithium-containing salts, which provide additional electrochemically active lithium in a cycle of the cell following the filling of the additional electrolyte.
  • the present invention also relates to a battery which can be operated according to this method.
  • FIGS. 1a to 1c shows schematically a step in a known method for producing a battery
  • FIGS. 2a to 2c schematically shows a step of a method for producing a battery according to the invention
  • FIGS. 2e and 2f schematically shows a step of a method according to the invention for operating the battery according to a first embodiment
  • FIGS. 2g and 2h schematically show a section in the vertical direction of two variants of the first closure means; 2i schematically shows the hermetic closure of the battery housing with a variant of the first closure means;
  • FIGS. 3b and 3c schematically shows a step of a method according to the invention for operating the battery in accordance with the second embodiment.
  • FIGS. 2a to 2c schematically show a method for producing a battery according to the invention for storing electrical energy on an electrochemical basis, in which at least one electrochemical lithium-ion cell based on an organic electrolyte is contained.
  • a non-sealed battery 200 is provided.
  • This is shown schematically in FIG. 2a and has: a housing 201 designed as a hard case, which is provided on one of its walls 204 with two connection terminals of different polarity, 202 and 203, and an access to the inside of the housing; and the electrodes, current collectors and arresters of at least one electrochemical cell, which are contained in the housing 201 (and are therefore not shown schematically in the figures).
  • Each of the two connection terminals 202 and 203 is electrically connected to an arrester corresponding to its respective polarity.
  • the housing 201 can contain the electrodes, current collectors and arresters of a plurality of cells.
  • FIG. 2b shows schematically a longitudinal section of the opening 205.
  • the longitudinal section of the opening means the representation of the cut surface as it is in a depth direction through the opening tion 205 guided cut would arise.
  • the opening 205 has a plurality of opening sections with opening cross-sections of different sizes, which expand in steps towards the outside; and the part of the housing wall 204 which surrounds / borders the opening 205 is designed in the shape of a staircase.
  • the opening sections it is also possible for the opening sections to widen continuously outwards, and for the part of the housing wall that surrounds them to be conical.
  • the shape of the opening cross-sections can be circular, oval, rectangular or polygonal.
  • the electrolyte required for the operation of the electrochemical cell or cells is poured into the housing 201 via the access to the housing interior designed as an opening 205. This filling of the electrolyte into the housing takes place in a second process step and is indicated schematically in FIG. 2b with an arrow.
  • the housing 201 is hermetically sealed in a third method step in order to prevent water from penetrating into the interior of the housing. As shown in Figure 2c, this is done by hermetically sealing the opening with a first closure means 207a.
  • the first closure means 207a can be designed as a disk or plate and have a shape which corresponds to the opening cross section of the opening section 208 (essentially matching).
  • the opening is hermetically sealed by placing the first closing means 207a in the opening section 208 and hermetically connecting it by welding or soldering to the part of the housing wall that (essentially) touches the outer side edge of the first closing means 207a.
  • the hermetically sealed opening 205 'realized in this way prevents water from penetrating into the interior of the housing.
  • the first closure means 207a is configured in such a way that it can be pierced with a piercing tool and access to the interior of the housing can thereby be created again.
  • the first closure means 207a is advantageously made of aluminum, is flat and has a thickness di which lies in a range of 0.2 mm and 0.4 mm.
  • FIG. 2d shows a battery 240 according to a first embodiment of the present invention, which can be produced according to the method described in connection with FIGS. 2a to 2c.
  • the battery 240 for storing electrical energy on an electrochemical basis has: a hermetically sealed housing 241 designed as a hardcase and one or more electrochemical cells based on an organic electrolyte, which are contained in the housing 241 and two are arranged on the housing 241 Terminals of different polarity, 202 and 203, are connected. Furthermore, a point 210 is provided in the wall 204 of the housing for creating access to the housing interior, which is set up to create access to the housing interior and to hermetically seal any access created to the housing interior. Furthermore, access to the housing interior in the open state is set up to vent the one or more electrochemical cells and / or to fill the one or more electrochemical cells with additional electrolyte.
  • the point 210 for creating access to the interior of the housing is designed as an opening 205 'hermetically sealed with a first closure means 207a in the wall 204 of the housing 241, and is further set up / configured to provide access to the interior of the housing by piercing to create this first closure means 207a.
  • a longitudinal section of the point 210 is shown schematically in FIG. 2c.
  • the first closure means 207a is configured so that it can be pierced with the tip of a piercing tool; wherein the tip of the piercing tool is designed in such a way that when the first closure means 207a is pierced, no particles arise which could enter the interior of the housing and inadvertently short-circuit an electrochemical cell located therein.
  • the first closure means 207a can be designed as a disk or plate with a thickness di.
  • the first closure means 207a is advantageously made of aluminum, is flat and has a thickness di which is in a range between 0.2 mm and 0.4 mm. As can easily be seen from FIG.
  • the opening cross section of the opening 205 'hermetically sealed with the closure means 207a widens in steps from the inside of the housing outwards, and the part of the housing wall that delimits the opening 205' is designed in the shape of a step. Furthermore, the opening 205 'has two opening sections with opening cross-sections of different sizes, and the closure means 207a is sunk with respect to the housing-outside term end of the opening 205', arranged in the central opening section 208. The shape of the (outer) edge of the closure means 207a also matches the shape of the opening section 208.
  • the opening 205 'can have more than two opening sections with opening cross-sections of different sizes. It is also possible for the opening sections to widen continuously towards the outside, and for the part of the housing wall that surrounds them to be conical.
  • the shape of the opening cross-sections can be circular, oval, rectangular or polygonal.
  • FIGS 2e and 2f schematically show a method according to the invention for operating a battery according to the first embodiment.
  • This method is applied to a battery according to the first embodiment in order to extend the service life of the battery, but in particular to prevent or at least reduce accelerated aging of the battery.
  • the accelerated aging of the battery can begin when a certain gas pressure is reached inside the battery housing.
  • the aging of the battery can also be accelerated by using cyclizable lithium.
  • the housing 241 is opened at the point 210 configured for this purpose in order to create access to the interior of the housing.
  • FIG. 2e schematically shows a longitudinal section of this point 210 while the housing 241 is being opened. The figure also indicates that the housing 241 is opened by piercing the first closure means 207a with a piercing tool 214.
  • the piercing tool 214 used here has a tip with a smooth surface, so that on the one hand it is the first Closing means 207a can pierce more easily, and on the other hand, when piercing, no particles arise which can get into the interior of the housing and inadvertently short-circuit an electrochemical cell located therein.
  • the piercing tool 214 can be designed as a tube or a tubular needle.
  • the end of the tube or the tubular needle 214 located outside of the interior of the housing can be viewed as access to the interior of the housing.
  • the access to the housing interior 212 created by piercing the closure means 207a ' is symbolized by the double-pointed arrow located at the upper end of the tube 214.
  • the point 210 for creating access to the interior of the housing is arranged or configured opposite the electrochemical cells located in the housing 241 so that the electrochemical cells can be vented on the one hand and filled with additional electrolyte on the other hand by means of the access 212 created by piercing the closure means 207a.
  • the creation of access to the interior of the housing 212 automatically leads to a venting of the cells, and the cells can be filled with additional electrolyte in a further step by filling in additional electrolyte through the access 212 created when the housing 241 is opened.
  • FIG. 2f schematically shows a longitudinal section of this hermetically reclosed access to the interior of the housing. Furthermore, the figure indicates that the access is hermetically reclosed by attaching a second closure means 216 in the opening 205 and thereby above the pierced first closure means 207a '.
  • the outer edge of the second closure means 216 can have a shape which essentially corresponds to the shape of the opening section 209 located at the end of the opening 205 on the outside of the housing.
  • a second closure means 216 designed in this way can, as shown in FIG. 2f, be placed in the opening section 209 and hermetically connected to the housing wall 204 surrounding it.
  • the second closure means 216 can be connected to the housing wall 204 by welding or soldering.
  • the opening 205 '(and thus the housing 241) is hermetically sealed again and the penetration of water into the interior of the housing is prevented.
  • the second closure means 216 can be configured (similar to the first closure means 207a) in such a way that it can be pierced with the tip of a piercing tool; wherein the tip of the piercing tool is designed so that when piercing the second closure means 216 no particles arise that can get into the interior of the housing and inadvertently short-circuit an electrochemical cell located therein.
  • the second closure means 216 is advantageously configured like the first closure means. In this case, the method for operating a battery according to the first embodiment can also be applied a second time to one and the same battery, and the service life of the same battery can be extended even further.
  • the second closure means 216 can also (similar to the closure means 113) be configured in such a way that it cannot be pierced with a piercing tool or can only be pierced in such a way that when the second closure means 216 is pierced, particles arise that can get into the interior of the housing. In this case, the method for operating a battery according to the first embodiment cannot be applied to this battery a second time.
  • FIGS. 2g to 2j Further variants of a first closure means are shown in FIGS. 2g to 2j.
  • Each of these first closure means can be used in the method for producing a battery according to the invention, in the case of the hermetic closure of the opening 205, instead of the first closure means 207a.
  • the batteries in which the opening 205 is hermetically sealed with one of the first closure means shown in FIGS. 2g to 2j can also be operated according to the method according to the invention.
  • Figure 2g shows schematically a section in the vertical direction of the first locking means 207b.
  • This can, like the first closure means 207a, be designed in the form of a disk or plate and have a shape that corresponds to the opening cross section of the opening section 208 (essentially matching).
  • at least one surface side of the closure means 207b has an inner indentation 215i located at a minimum distance L from each point of its edge. This is surrounded all around by the thicker edge area 217.
  • both surface sides of the closure means 207b each have an indentation which are opposite one another and are surrounded all around by the thicker edge region 217.
  • the inner area of the closure means 207b has, at least in places, a thickness d2 which is smaller than the thickness d3 of the edge area 217.
  • the first closure means 207b is advantageously made of aluminum, the thickness d2 for a closure means 207b made of aluminum is in a range between 0.05 mm and 0.3 mm, and the thickness d3 for a closure means made of aluminum is in one Range between 0.2 mm and 0.8 mm.
  • Figure 2h shows schematically a section in the vertical direction of the first locking means 207c. This differs from the closure means 207b in that an indentation is covered with a polymer layer 211 or coated with a polymer.
  • the polymer can be, for example, polypropylene or a polyethylene.
  • FIG. 2i schematically shows the closing of the battery housing 201 using the first closing means 207b.
  • This is placed in the opening section 208 and the part of the housing wall which (essentially) touches the outer side edge of the first closure means 207b surrounds, hermetically connected to the edge region 217 by welding or soldering.
  • the minimum distance L and thus the width of the edge area 217 is advantageously selected such that the contact area between the edge area 217 and the housing wall is at a maximum. Due to the thicker design of the edge area 217 and / or a large contact area between it and the housing wall, damage to the thinner area due to the heat input during welding or soldering can be avoided.
  • the inner area of the closure means 207b can be pierced more easily if it is made thinner.
  • the closing of the battery housing 201 using the first closing means 207c takes place like the closing of the battery case using the first closing means 207b, but when using the first closing means 207c, this is placed in the opening section 208 in such a way that the indentation with the polymer layer 211 facing the inside of the housing. It is advantageous if the polymer layer 211 and the housing wall do not touch.
  • the polymer layer 211 can prevent particles, which could arise when the closure means 207c is pierced, from getting into the interior of the housing and triggering a short circuit in an electrochemical cell.
  • FIG. 2j shows schematically the closing of the battery housing 201 using the first closing means 207d.
  • this is designed as a flat disc or plate, but has a polymer coating 213 on the surface side facing the inside of the housing, which may contain polypropylene or polyethylene, for example.
  • the closing of the battery case 201 using the first closure means 207d takes place like the closing of the battery case using the first closure means 207a, but when using the first closure means 207d this is placed in the opening section 208 so that the surface side with the polymer layer 213 facing the inside of the housing. It is advantageous if the polymer layer 213 and the housing wall do not touch.
  • FIG. 3a shows a battery 300 for storing electrical energy on an electrochemical basis, according to a second embodiment of the present invention.
  • the battery 300 has: a hermetically sealed housing 301 designed as a hard case and one or more electrochemical cells based on an organic electrolyte, contained in the housing 301 and connected to two connection terminals of different polarity, 302 and 303, arranged on the housing 301 are.
  • a point 310 is provided in the wall 304 of the housing for creating access to the housing interior, which is set up to create access to the housing interior 308 and to hermetically seal any access created to the housing interior.
  • the access to the housing interior 308 in the open state is set up to vent the one or more electrochemical cells and / or to fill the one or more electrochemical cells with additional electrolyte.
  • the point 310 to create access to the inside of the housing is designed as a screw cap 305, and this is set up to create access 308 to the inside of the housing by unscrewing the screw cap 306 and to create the access 308 to the inside of the housing by turning the screw cap 306 to close again.
  • the point 210 is also shown schematically in FIGS. 3b and 3c.
  • FIGS. 3b and 3c schematically show a method according to the invention for operating a battery according to the second embodiment. This method is applied to a battery according to the second embodiment in order to extend the service life of the battery, but in particular in order to prevent or at least weaken accelerated aging of the battery.
  • the housing 301 is opened by opening the screw cap 305.
  • FIG. 3b schematically indicates this step.
  • the point 310 for creating access to the inside of the housing is arranged or configured opposite the electrochemical cells located in the housing 301 such that the electrochemical cells can be vented on the one hand and filled with additional electrolytes on the other hand by opening the screw cap 305.
  • Opening the screw cap 305 automatically leads to a venting of the cells, and the cells can be filled with additional electrolyte in a further step by filling in additional electrolyte through the resulting access to the housing interior 308.
  • FIG. 3b indicates this step schematically.
  • the housing 301 is hermetically sealed again and the penetration of water into the interior of the housing is prevented.
  • the filled up additional electrolyte can be of the same type as the electrolyte contained in the cell; contain one or more additives that extend the service life of the cell and / or inhibit or reduce side reactions of the electrolyte with the electrodes of the cell; Lithium-containing molecules, in particular lithium-containing salts, which provide additional electrochemically active lithium in a charging cycle of the cell following the filling in of the additional electrolyte.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
  • Filling, Topping-Up Batteries (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Batterie mit einem als Hardcase ausgebildeten und hermetisch abgedichteten Gehäuse, in dem zumindest eine auf einem organischen Elektrolyten basierende elektrochemische Zelle enthalten ist, aufweisend: Öffnen des Gehäuses an einer an diesem dazu konfigurierten Stelle zur Schaffung eines Zugangs zum Gehäuseinneren, um dadurch die zumindest eine Zelle zu entlüften; und hermetisches Wiederverschließen des durch das Öffnen des Gehäuses entstandenen Zugangs zum Gehäuseinneren. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Batterie, die nach diesem Verfahren betrieben werden kann.

Description

LITHIUM-IONEN-BATTERIE MIT VERLÄNGERTER LEBENSDAUER
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Bat terie mit einem als Hardcase ausgebildeten und hermetisch abgedichteten Ge häuse, in dem zumindest eine auf einem organischen Elektrolyten basierende elektrochemische Zelle enthalten ist; sowie auf eine Batterie, die gemäß diesem Verfahren betrieben werden kann.
Die Figuren 1 a bis 1 c zeigen Verfahrensschritte zur Herstellung einer Batterie zum Speichern von elektrischer Energie auf elektrochemischer Basis, in der mindes tens eine auf einem organischen Elektrolyten basierende elektrochemische Li- thium-lonen-Zelle enthalten ist. In einem ersten Verfahrensschritt wird die in der Figur 1a schematisch gezeigte, nicht verschlossene Batterie 100 bereitgestellt. Diese weist ein als Hardcase ausgebildetes Gehäuse 101 auf, das an einer seiner Wandungen 104 mit zwei Anschlussklemmen unterschiedlicher Polarität (102, 103) und mit einem Zugang zum Gehäuseinnern versehen ist. Die Elektroden, Stromkollektoren und Ableiter der elektrochemischen Zelle sind in dem Gehäuse
101 enthalten und die Ableiter jeweils mit einem der beiden Anschlussklemmen
102 und 103 elektrisch verbunden. Der Zugang zum Gehäuseinnern ist als Öff nung 105 in der Gehäusewandung 104 ausgebildet und wird von dem mit dem Bezugszeichen 106 gekennzeichneten T eil der Wandung 104 begrenzt/umrandet. Der innerhalb des gestrichelten Kreises enthaltene Teil der Wandung 104 ist in der Figur 1 b schematisch dargestellt. Diese zeigt, dass die Öffnung 105 am ge- häuseaussenseitigen Ende einen Öffnungsabschnitt hat, dessen Öffnungsquer schnitt größer ist als der Öffnungsquerschnitt des verbliebenen Teiles der Öff nung. Der in Figur 1b gezeigte Pfeil deutet einen zweiten Verfahrensschritt an, u. zw. das Einfüllen von organischem Elektrolyten durch den Zugang zum Gehäu seinnern 105, um die Zelle (die in den Figuren nicht gezeigt ist) mit organischem Elektrolyten aufzufüllen. Danach wird, in einem dritten Verfahrensschritt, der Zu gang zum Gehäuseinnern 105 mit einem aus Metall bestehenden Verschlussmit tel 113 hermetisch abgedichtet. Dabei wird das Verschlussmittel 113, das im We sentlichen die Form des am gehäuseaussenseitigen Ende der Öffnung 105 lie genden Öffnungsabschnittes hat, in diesen hineingelegt und mit der Gehäuse- wandung 104 verschweißt, so dass die nun mit dem Verschlussmittel 113 ver schlossene Öffnung 105' dauerhaft hermetisch abgedichtet ist. Das Gehäuse der nach diesem Verfahren hergestellten Batterie kann nicht wieder geöffnet werden, ohne dass dabei der organische Elektrolyt der darin befindlichen Zelle chemisch verunreinigt wird. Der dritte Verfahrensschritt ist in der Figur 1c schematisch dar gestellt.
Die Lebensdauer einer so hergestellten Batterie wird wesentlich durch Alterungs prozesse bedingt, die in der Lithium-Ionen-Zelle ablaufen. Diese Prozesse führen einerseits zu einem Verbrauch von organischem Elektrolyten und zyklisierbarem Lithium, und andererseits zum Entstehen von Gasen, die den Gasdruck in der Zelle anwachsen lassen. Insbesondere das Ansteigen des Gasdruckes in der Zelle ist mit einer Verringerung der Kontakte zwischen den Elektroden verbunden. Der Gasdruck, ab welchem ein Verringern der Kontakte zwischen den Elektronen einsetzt, kann zudem abhängig sein von: den mechanischen Eigenschaften des Zellgehäuses; der Anordnung der als Jelly Roll oder als Stapel ausgebildeten Elektroden in dem Zellgehäuse; und dem Design des Zellgehäuses. Beispiels weise kann in einem Standard PHEV2 prismatischen Hardcase eine beschleu nigte Alterung der Lithium-Ionen-Zelle ab einem internen Gasdruck von ca. 3 bar eintreten.
In einer nach dem bisher beschriebenen Verfahren hergestellten Batterie steigt der interne Gasdruck stetig an und nach Erreichen eines bestimmten internen Gasdrucks tritt eine beschleunigte Alterung der Zelle ein.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Batterie bereitzustel len, die ein als Hardcase ausgebildetes und hermetisch abgedichtetes Gehäuse und eine auf einem organischen Elektrolyten basierende elektrochemische Li thium-Ionen-Zelle enthält, und bei der ein durch das Entstehen von Gasen be- dingtes beschleunigtes Altern der Zelle verhindert oder zumindest abgeschwächt werden kann. Die Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Lehre des Anspruchs 1 erreicht. Ver schiedene Ausführungsformen und Weiterbildungen dieser Lehre sind Gegen stand der Unteransprüche 2 bis 7.
Es ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren anzugeben, das, angewandt auf die erfindungsgemäße Batterie, ein durch das Entstehen von Gasen bedingtes beschleunigtes Altern der Zelle verhindert oder zumindest ab schwächt.
Die Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Lehre des Anspruchs 8 erreicht. Ver schiedene Ausführungsformen und Weiterbildungen dieser Lehre sind Gegen stand der Unteransprüche 9 bis 15.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Batterie zum Speichern von elektri scher Energie auf elektrochemischer Basis, aufweisend: ein als Hardcase ausgebildetes und hermetisch abgedichtetes Gehäuse; und zumindest eine auf einem organischen Elektrolyten basierende elektrochemische Zelle, die in dem Gehäuse enthalten ist; wobei in der Wandung des Gehäuses eine Stelle zur Schaffung eines Zuganges zum Gehäuseinnern vorgesehen ist, die Stelle zur Schaffung eines Zuganges zum Gehäuseinnern eingerichtet ist, ei nen Zugang zum Gehäuseinnern zu schaffen und einen geschaffenen Zugang zum Gehäuseinnern wieder hermetisch zu verschließen; und der Zugang zum Gehäuseinnern im geöffneten Zustand eingerichtet ist, die elekt rochemische Zelle zu entlüften.
Dadurch kann das erfindungsgemäße Verfahren auf die Batterie angewendet und nach deren Anwendung eine Batterie mit einem auf Normaldruck (Luftdruck an der Erdoberfläche) reduzierten internen Gasdruck bereitgestellt werden; was die Lebensdauer der Batterie wesentlich verlängert.
Die eine oder die mehreren im Gehäuse enthaltenen elektrochemischen Zellen sind vorzugsweise Lithium-Ionen-Zellen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Zugang zum Gehäuseinnern im ge öffneten Zustand ferner zum Auffüllen der elektrochemischen Zelle mit zusätzli chem Elektrolyt eingerichtet.
Dadurch kann, nach Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, der Elekt rolyt zumindest teilweise erneuert und somit die Lebensdauer der Batterie weiter hin erhöht werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Stelle zur Schaffung eines Zugan ges zum Gehäuseinnern als eine mit einem Verschlussmittel hermetisch versie gelte Öffnung in der Wandung des Gehäuses ausgebildet, und ferner eingerichtet, den Zugang zum Gehäuseinnern durch Durchstoßen dieses Verschlussmittels zu schaffen.
Dadurch kann ein Zugang zum Gehäuseinnern auf einfache Art, schnell und si cher geschaffen werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform weitet sich der Öffnungsquerschnitt der mit dem Verschlussmittel hermetisch versiegelten Öffnung vom Gehäuseinneren nach außen hin stetig oder stufenweise auf; weist die Öffnung mindestens zwei Öffnungsabschnitte mit unterschiedlich großen Öffnungsquerschnitten auf; und ist das Verschlussmittel bezüglich des gehäuseaußenseitigen Endes der Öffnung versenkt angeordnet.
Dadurch kann, nach Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, ein weite res Verschlussmittel versenkt gegenüber der Außenfläche der Wandung (und da mit gegen mechanische Einwirkung von außen geschützt) angebracht, und die Öffnung sicher und effizient hermetisch verschlossen werden.
Weist die Öffnung mehr als zwei Öffnungsabschnitte mit unterschiedlich großen Öffnungsquerschnitten auf, dann kann in vorteilhafter Weise das erfindungsge mäße Verfahren zumindest zweimal (oder mehrere Mal) auf ein und dieselbe Bat terie angewendet werden. Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist unter Öffnungsquerschnitt eines Öff nungsabschnittes ein Querschnitt des Öffnungsabschnittes zu verstehen, der (im Wesentlichen) senkrecht zu der Tiefenrichtung der Öffnung steht. Die Öffnungs querschnitte eines Öffnungsabschnittes können die gleiche Größe und Form ha ben. Das ist beispielsweise dann der Fall, wenn der Öffnungsabschnitt eine zy lindrische Form aufweist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Begrenzung der in der Wandung des Gehäuses ausgebildeten Öffnung treppenförmig oder kegelförmig.
Dadurch kann die Form des Verschlussmittels einfach gehalten werden, beispiels weise als zylinderförmige bzw. als kegelstumpfförmige Scheibe.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verschlussmittel in einem Öff nungsabschnitt der Öffnung angeordnet, dessen Form der Form des äußeren Randes des Verschlussmittels im Wesentlichen passend entspricht, und ist der äußere Rand des Verschlussmittels mit der ihn umgebenden Wandung des Gehäuses hermetisch verbunden.
Dadurch kann das Verschließen des Zugangs/Öffnung besonders effizient und sicher durchgeführt werden.
Die Dicke des Verschlussmittels ist beispielsweise so dimensioniert, dass dieses mit der Spitze eines Durchstoßwerkzeuges durchstoßen werden kann. Es ist vor teilhaft, wenn die Oberfläche der Spitze glatt ist, damit beim Durchstechen keine Teilchen entstehen, die in das Gehäuseinnere gelangen können und in ungewoll ter Weise eine darin befindliche elektrochemische Zelle kurzschließen. Vorzugs weise sind beide das Verschlussmittel und das Gehäuse aus Metall ausgebildet, und das Verschlussmittel ist mit der Wandung des Gehäuses verschweißt oder verlötet. Das Metall kann Aluminium sein. Die Öffnungsquerschnitte der Öffnung oder einzelner Öffnungsabschnitte können eines der Folgenden oder eine Kombination davon sein: kreisförmig, oval, recht eckig, polygonal. Auch kann die Öffnung Öffnungsabschnitte mit jeweils unter schiedlich geformten Öffnungsquerschnitten aufweisen. Beispielsweise kann die Öffnung einen runden Öffnungsabschnitt und einen über diesem angeordneten rechteckigen Öffnungsabschnitt aufweisen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verschlussmittel als eines der Fol genden ausgebildet:
- eine ebene Scheibe oder Platte;
- eine ebene Scheibe oder Platte, deren dem Gehäuseinnern zugewandte Oberflächenseite mit einer Polymerschicht überzogen ist;
- eine Scheibe oder Platte, die zumindest auf einer Oberflächenseite des Ver schlussmittels, in einem inneren Bereich eine Einbuchtung aufweist;
- eine Scheibe oder Platte, die zumindest auf einer Oberflächenseite des Ver schlussmittels, in einem inneren Bereich eine Einbuchtung aufweist und die dem Gehäuseinnern zugewandte Einbuchtung mit einer Polymerschicht überzogen ist.
Dadurch kann, je nach Energieeintrag, der beim Verschweißen oder Verlöten des Verschlussmittels mit der Gehäusewandung erfolgt, das passende Verschlussmit tel gewählt werden. Beispielsweise kann bei einem höheren Energieeintrag, der eventuell ein dünnes, ebenes Verschlussmittel beschädigen könnte, ein Ver schlussmittel gewählt werden, das zumindest eine Einbuchtung aufweist. Dieses ist nur in einem inneren Bereich dünn ausgeführt, und dieser innere Bereich ist von einem dick ausgeführten, äußeren Randbereich rundherum umgeben. Dabei ist die Dicke des äußeren Randbereiches so konfiguriert, dass das Verschluss mittel durch den beim Schweißen oder Löten erfolgenden Energieeintrag nicht beschädigt werden kann. Auch kann ein Verschlussmittel gewählt werden, das verhindert, dass beim Durchstoßen des Verschlussmittels Teilchen in das Gehäu seinnere gelangen und dort einen Kurzschluss auslösen können. Beispielsweise kann dazu ein Verschlussmittel gewählt werden, das auf der dem Gehäuseinnern zugewandten Oberflächenseite eine Polymerschicht aufweist.
Vorzugsweise ist das Verschlussmittel aus Aluminium ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Stelle zur Schaffung eines Zugan ges zum Gehäuseinnern als Schraubverschluss ausgebildet, und dieser einge richtet, durch Aufdrehen des Schraubdeckels einen Zugang zum Gehäuseinnern zu schaffen und durch Zudrehen des Schraubdeckels einen geschaffenen Zugang zum Gehäuseinnern wieder zu verschließen.
Dadurch kann der Zugang zum Gehäuseinnern beliebig oft geöffnet und wieder verschlossen werden; und damit das erfindungsgemäße Verfahren beliebig oft an ein und derselben Batterie angewandt werden.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Batterie mit einem als Hardcase ausgebildeten und hermetisch abgedichteten Gehäuse, in dem zumindest eine auf einem organischen Elektrolyten basierende elektro chemische Zelle enthalten ist, aufweisend:
Öffnen des Gehäuses an einer an diesem dazu konfigurierten Stelle zur Schaf fung eines Zugangs zum Gehäuseinneren, um dadurch die zumindest eine Zelle zu entlüften; und hermetisches Wiederverschließen des durch das Öffnen des Gehäuses entstan denen Zugangs zum Gehäuseinneren.
Dadurch kann die Batterie entlüftet, d. h. ihr interner Gasdruck auf Normaldruck (Luftdruck an der Erdoberfläche) reduziert und das Eindringen von Wasser in das Gehäuseinnere verhindert werden.
Die eine oder die mehreren im Gehäuse enthaltenen elektrochemischen Zellen sind vorzugsweise Lithium-Ionen-Zellen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Verfahren ferner auf:
Einfüllen von zusätzlichem Elektrolyten durch den beim Öffnen des Gehäuses entstandenen Zugang zum Gehäuseinneren, um die Zelle mit dem zusätzlichen Elektrolyten aufzufüllen. Dadurch kann verbrauchter organischer Elektrolyt ersetzt werden, was die Le bensdauer der Batterie weiterhin erhöht. Organischer Elektrolyt kann während dem Betrieb der Batterie durch chemische Nebenreaktionen in der Zelle ver braucht werden, und die dabei entstehenden Reaktionsprodukte sich im Laufe der Zeit ansammeln.
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Öffnen des Gehäuses an der dazu konfigurierten Stelle mittels Durchstoßens eines den Zugang zuvor ver schließenden ersten Verschlussmittels.
Dadurch kann der Zugang zum Gehäuseinneren auf einfache Art, schnell und si cher geschaffen werden.
Das Durchstoßen des ersten Verschlussmittels kann mit der Spitze eines Durch stoßwerkzeuges erfolgen. Dabei ist die Dicke des ersten Verschlussmittel so di mensioniert ist, dass dieses mit dem Durchstoßwerkzeug durchstoßen werden kann; und sind beide das erste Verschlussmittel und das Durchstoßwerkzeug so konfiguriert, dass beim Durchstoßen keine Teilchen entstehen, die in das Gehäu seinnere gelangen können und in ungewollter Weise eine darin befindliche elekt rochemische Zelle kurzschließen. In diesem Sinne ist es vorteilhaft, wenn das erste Verschlussmittel aus Aluminium und die Oberfläche der Spitze glatt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Stelle zur Schaffung eines Zugangs zum Gehäuseinneren vor dem Öffnen als hermetisch versiegelte Öffnung in der Wandung des Gehäuses ausgebildet, deren Öffnungsquerschnitt sich vom Ge häuseinneren nach außen hin stetig oder stufenweise aufweitet; ist die Öffnung vor dem Öffnen durch das erste Verschlussmittel hermetisch ver siegelt; ist das erste Verschlussmittel bezüglich des gehäuseaußenseitigen Endes des Zugangs versenkt angeordnet; und erfolgt das hermetische Wiederverschließen des Zugangs mittels Anbringens ei nes zweiten Verschlussmittels in die Öffnung und dabei oberhalb des versenkt angeordneten ersten Verschlussmittels. Dadurch kann das zweite Verschlussmittel nicht nur versenkt gegenüber der Au ßenfläche der Wandung (und damit gegen mechanische Einwirkung von außen geschützt) angebracht, sondern auch der geschaffene Zugang zum Gehäusein- nern sicher und effizient hermetisch abgedichtet werden.
Vorzugsweise weist die Öffnung mindestens zwei Öffnungsabschnitte mit unter schiedlich großen Öffnungsquerschnitten auf; das erste Verschlussmittel ist in dem Öffnungsabschnitt mit dem kleineren Öffnungsquerschnitt, versenkt gegen über dem Öffnungsabschnitt mit dem größeren Öffnungsquerschnitt angeordnet; und das zweite Verschlussmittel in den Öffnungsabschnitt mit dem größeren Öff nungsquerschnitt angebracht. Dabei kann die Form des äußeren Randes des zweiten Verschlussmittels der Form des Wandungsabschnittes, der mit dem zwei ten Verschlussmittel in Kontakt ist, passend entsprechen.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das zweite Verschlussmittel in einen Öffnungsabschnitt der Öffnung angeordnet, dessen Form der Form des äußeren Randes des zweiten Verschlussmittels im Wesentlichen passend entspricht, und wird der äußere Rand des zweiten Verschlussmittels mit der ihn umgebenden Wandung des Gehäuses hermetisch verbunden.
Dadurch kann das hermetische Wiederverschließen des Zugangs, insbesondere durch Verschweißen des Randes des zweiten Verschlussmittels mit dem diesen umgebenden Wandungsabschnitt, besonders effizient und sicher durchgeführt werden.
Der Öffnungsquerschnitt des Öffnungsabschnittes, in den das zweite Verschluss mittel angeordnet wird, kann eines der Folgenden oder eine Kombination davon sein: kreisförmig, oval, rechteckig, polygonal.
Das zweite Verschlussmittel kann auch auf der Außenfläche des Gehäuses so angebracht werden, dass sie die ganze Öffnung bedeckt, und mit der Außenfläche des Gehäuses hermetisch verbunden werden. In diesem Fall kann die Form des äußeren Randes des zweiten Verschlussmittels unabhängig von den Öffnungs querschnitten der Öffnung gewählt werden. Vorzugsweise ist das Gehäuse und das zweite Verschlussmittel aus Metall (bspw. Aluminium), und wird das zweite Verschlussmittel mit der es umgebenden Wan dung des Gehäuses durch Schweißen/Löten hermetisch verbunden.
Um das mit dem zweiten Verschlussmittel wiederverschlossene Gehäuse durch Durchstoßen des zweiten Verschlussmittels wieder zu öffnen, ist es vorteilhaft: die Dicke des zweiten Verschlussmittel so zu dimensionieren, dass dieses mit dem Durchstoßwerkzeug durchstoßen werden kann; und beide das zweite Ver schlussmittel und das Durchstoßwerkzeug so zu konfigurieren, dass beim Durch stoßen keine Teilchen entstehen, die in das Gehäuseinnere gelangen können und in ungewollter Weise eine darin befindliche elektrochemische Zelle kurzschließen. Es ist insbesondere vorteilhaft, wenn das zweite Verschlussmittel aus Aluminium ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Durchstoßen unter Verwen dung eines Durchstoßwerkzeuges, das einen rohrförmigen Teil hat, und erfolgt das Einfüllen des zusätzlichen Elektrolyten unter Verwendung des rohrför migen Teiles des Durchstoßwerkzeuges.
Dadurch kann das Einfüllen des zusätzlichen organischen Elektrolyten auf einfa che Art, effizient und sicher erreicht werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Stelle zur Schaffung eines Zugan ges zum Gehäuseinnern als Schraubverschluss ausgebildet, erfolgt das Öffnen des Gehäuses mittels Öffnen des Schraubverschlusses und das hermetische Verschließen des Gehäuses durch das Schließen des Schraub verschlusses.
Dadurch kann der Zugang zum Gehäuseinnern sowie sein Wiederverschließen nicht nur auf einfache Art erreicht, sondern auch beliebig oft durchgeführt werden; und somit das erfindungsgemäße Verfahren im Prinzip beliebig oft auf ein und dieselbe Batterie angewandt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der zusätzliche Elektrolyt vom selben Typ, wie der in der Zelle enthaltene Elektrolyt; oder der zusätzliche Elektrolyt ent hält ein oder mehrere Additive, die sich Lebensdauer verlängernd auf die Zelle auswirken und/oder Nebenreaktionen des Elektrolyten mit den Elektroden der Zelle hemmt oder vermindert; oder enthält der zusätzliche Elektrolyt Lithium ent haltende Moleküle, insbesondere Lithium enthaltende Salze, die in einem das Ein füllen des zusätzlichem Elektrolyten folgenden Zyklus der Zelle zusätzliches elekt rochemisch aktives Lithium bereitstellen.
Dadurch kann die Lebensdauer der Batterie zusätzlich verlängert werden.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Batterie, die nach diesem Verfahren betrieben werden kann.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Er findung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung im Zu sammenhang mit den Figuren.
Dabei zeigt jede der Figuren 1a bis 1c schematisch einen Schritt eines bekannten Verfahrens zur Herstellung einer Batterie; jede der Figuren 2a bis 2c schematisch einen Schritt eines Verfahrens zur Her stellung einer erfindungsgemäßen Batterie;
Fig. 2d eine erfindungsgemäße Batterie gemäß einer ersten Ausführungform; jede der Figuren 2e und 2f schematisch einen Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben der Batterie gemäß einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2g und 2h schematisch einen Schnitt in Höhenrichtung von zwei Varianten des ersten Verschlussmittels; Fig. 2i schematisch das hermetische Verschließen des Batteriegehäuses mit ei ner Variante des ersten Verschlussmittels;
Fig. 2j schematisch das hermetische Verschließen des Batteriegehäuses mit ei ner anderen Variante des ersten Verschlussmittels; die Fig. 3a schematisch eine erfindungsgemäße Batterie gemäß einer zweiten Ausführungsform; und jede der Figuren 3b und 3c schematisch einen Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben der Batterie gemäß der zweiten Ausführungsform.
Die Figuren 2a bis 2c zeigen schematisch ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Batterie zum Speichern von elektrischer Energie auf elektro chemischer Basis, in der mindestens eine auf einem organischen Elektrolyten ba sierende elektrochemische Lithium-Ionen-Zelle enthalten ist.
In einem ersten Verfahrensschritt wird eine nicht verschlossene Batterie 200 be reitgestellt. Diese ist in der Figur 2a schematisch dargestellt und weist auf: ein als Hardcase ausgebildetes Gehäuse 201 , das an einer seiner Wandungen 204 mit zwei Anschlussklemmen unterschiedlicher Polarität, 202 und 203, und einem Zu gang zum Gehäuseinnern versehen ist; und die Elektroden, Stromkollektoren und Ableiter von zumindest einer elektrochemischen Zelle, die in dem Gehäuse 201 enthalten (und deswegen in den Figuren nicht schematisch dargestellt) sind. Jede der zwei Anschlussklemmen 202 und 203 ist mit einem ihrer jeweiligen Polarität entsprechenden Ableiter elektrisch verbunden. In dem Gehäuse 201 können die Elektroden, Stromkollektoren und Ableiter von mehreren Zellen enthalten sein.
Der Zugang zum Gehäuseinnern ist als Öffnung 205 in der Gehäusewandung 204 ausgebildet und wird von dem mit dem Bezugszeichen 206 gekennzeichneten Teil der Wandung 204 begrenzt/umrandet. Die Figur 2b zeigt schematisch einen Längsschnitt der Öffnung 205. Dabei ist mit Längsschnitt der Öffnung die Darstel lung der Schnittfläche gemeint, wie sie bei einem in Tiefenrichtung durch die Öff- nung 205 geführten Schnitt entstehen würde. Wie aus der Figur 2b leicht zu er kennen ist, weist die Öffnung 205 mehrere Öffnungsabschnitte mit unterschiedlich großen Öffnungsquerschnitten auf, die sich nach außen hin stufenweise aufwei ten; und der Teil der Gehäusewandung 204, welche die Öffnung 205 umgibt/um randet, ist treppenförmig ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Öff nungsabschnitte sich nach außen hin stetig aufweiten, und der Teil der Gehäuse wandung, der sie umgibt, kegelförmig ausgebildet ist. Die Form der Öffnungsquer schnitte kann kreisförmig, oval, rechteckig, oder polygonal sein.
Der für den Betrieb der elektrochemischen Zelle oder Zellen erforderliche Elekt rolyt wird über den als Öffnung 205 ausgebildeten Zugang zum Gehäuseinnern in das Gehäuse 201 eingefüllt. Dieses Einfüllen des Elektrolyten in das Gehäuse erfolgt in einem zweiten Verfahren Schritt und ist in der Figur 2b mit einem Pfeil schematisch angedeutet.
Nach dem Einfüllen des Elektrolyten in das Gehäuse 201 , wird in einem dritten Verfahrensschritt das Gehäuse 201 hermetisch abgedichtet, um das Eindringen von Wasser in das Gehäuseinnere zu verhindern. Wie in Figur 2c gezeigt, erfolgt dieses durch hermetisches Verschließen der Öffnung mit einem ersten Ver schlussmittel 207a. Das erste Verschlussmittel 207a kann als Scheibe oder Platte ausgebildet sein und eine Form haben, die dem Öffnungsquerschnitt des Öff nungsabschnittes 208 (im Wesentlichen passend) entspricht. Das hermetische Verschließen der Öffnung erfolgt, indem das erste Verschlussmittel 207a in den Öffnungsabschnitt 208 hineingelegt und mit dem Teil der Gehäusewandung, der den äußeren Seitenrand des ersten Verschlussmittels 207a (im Wesentlichen) berührend umgibt, durch Verschweißen oder Löten hermetisch verbunden wird. Die so realisierte hermetisch versiegelte Öffnung 205' verhindert das Eindringen von Wasser in das Gehäuseinnere. Das erste Verschlussmittel 207a ist so konfi guriert, dass es mit einem Durchstoßwerkzeug durchstoßen und dadurch wieder ein Zugang zum Gehäuseinnern geschaffen werden kann. In vorteilhafter Weise ist das erste Verschlussmittel 207a aus Aluminium, eben und hat eine Dicke di, die in einem Bereich von 0,2 mm und 0,4 mm liegt. Die Figur 2d zeigt eine Batterie 240 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die nach dem im Zusammenhang mit den Figuren 2a bis 2c beschriebenen Verfahren hergestellt werden kann. Die Batterie 240 zum Spei chern von elektrischer Energie auf elektrochemischer Basis weist auf: ein als Hardcase ausgebildetes und hermetisch abgedichtetes Gehäuse 241 und eine oder mehrere auf einem organischen Elektrolyten basierende elektrochemische Zellen, die in dem Gehäuse 241 enthalten und mit zwei am Gehäuse 241 ange ordneten Anschlussklemmen unterschiedlicher Polarität, 202 und 203, verbunden sind. Ferner ist in der Wandung 204 des Gehäuses eine Stelle 210 zur Schaffung eines Zuganges zum Gehäuseinnern vorgesehen ist, die eingerichtet ist, einen Zugang zum Gehäuseinnern zu schaffen und einen geschaffenen Zugang zum Gehäuseinnern wieder hermetisch zu verschließen. Des Weiteren ist der Zugang zum Gehäuseinnern im geöffneten Zustand eingerichtet, die eine oder mehreren elektrochemischen Zelle zu entlüften und/oder die eine oder mehreren elektro chemischen Zellen mit zusätzlichem Elektrolyt aufzufüllen.
Gemäß der ersten Ausführungsform ist die Stelle 210 zur Schaffung eines Zugan ges zum Gehäuseinnern als eine mit einem ersten Verschlussmittel 207a herme tisch versiegelte Öffnung 205' in der Wandung 204 des Gehäuses 241 ausgebil det, und ferner eingerichtet/konfiguriert, den Zugang zum Gehäuseinnern durch Durchstoßen dieses ersten Verschlussmittels 207a zu schaffen. Ein Längsschnitt der Stelle 210 ist in der Figur 2c schematisch dargestellt.
Insbesondere ist das erste Verschlussmittel 207a so konfiguriert, dass es mit der Spitze eines Durchstoßwerkzeuges durchstoßen werden kann; wobei die Spitze des Durchstoßwerkzeuges so ausgebildet ist, dass beim Durchstoßen des ersten Verschlussmittels 207a keine Teilchen entstehen, die in das Gehäuseinnere ge langen können und in ungewollter Weise eine darin befindliche elektrochemische Zelle kurzschließen. Das erste Verschlussmittel 207a kann, wie in Figur 2c ge zeigt, als Scheibe oder Platte, mit einer Dicke di ausgebildet sein. In vorteilhafter Weise ist das erste Verschlussmittel 207a aus Aluminium, eben und hat eine Di cke di, die in einem Bereich zwischen 0,2 mm und 0,4 mm liegt. Wie aus der Figur 2c leicht zu erkennen ist, weitet sich der Öffnungsquerschnitt der mit dem Verschlussmittel 207a hermetisch versiegelten Öffnung 205' vom Ge häuseinneren nach außen hin stufenweise auf, und der die Öffnung 205' begren zende Teil der Gehäusewandung ist treppenförmig ausgebildet. Ferner weist die Öffnung 205' zwei Öffnungsabschnitte mit unterschiedlich großen Öffnungsquer schnitten auf, und das Verschlussmittel 207a ist bezüglich des gehäuseaußensei tigen Endes der Öffnung 205' versenkt, in dem mittleren Öffnungsabschnitt 208 angeordnet. Auch entspricht die Form des (äußeren) Randes des Verschlussmit tels 207a passend der Form des Öffnungsabschnittes 208. Die Öffnung 205' kann mehr als zwei Öffnungsabschnitte mit unterschiedlich großen Öffnungsquer schnitten aufweisen. Auch ist es möglich, dass die Öffnungsabschnitte sich nach außen hin stetig aufweiten, und der Teil der Gehäusewandung, der sie umgibt, kegelförmig ausgebildet ist. Die Form der Öffnungsquerschnitte kann kreisförmig, oval, rechteckig, oder polygonal sein.
Die Figuren 2e und 2f zeigen schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb einer Batterie gemäß der ersten Ausführungsform. Dieses Verfahren wird auf eine Batterie gemäß der ersten Ausführungsform angewandt, um die Le bensdauer der Batterie zu verlängern, insbesondere aber um ein beschleunigtes Altern der Batterie zu verhindern oder zumindest abzuschwächen. Das beschleu nigte Altern der Batterie kann beim Erreichen eines bestimmten Gasdruckes im Gehäuseinneren der Batterie einsetzen. Auch kann das Altern der Batterie durch den Verbrauch von zyklisierbarem Lithium beschleunigt werden.
In einem ersten Schritt des Verfahrens zum Betrieb einer Batterie gemäß der ers ten Ausführungsform (240) erfolgt ein Öffnen des Gehäuses 241 an der an diesem dazu konfigurierten Stelle 210 zur Schaffung eines Zugangs zum Gehäuseinnern. Die Figur 2e zeigt schematisch einen Längsschnitt dieser Stelle 210 während dem Öffnen des Gehäuses 241 . Ferner deutet die Figur an, dass das Öffnen des Gehäuses 241 durch Durchstoßen des ersten Verschlussmittels 207a mit einem Durchstoßwerkzeug 214 erfolgt. Das dabei verwendete Durchstoßwerkzeug 214 weist eine Spitze mit glatter Oberfläche auf, so dass es einerseits das erste Ver- schlussmittel 207a leichter durchstoßen kann, und andererseits beim Durchsto ßen keine Teilchen entstehen, die in das Gehäuseinnere gelangen können und in ungewollter Weise eine darin befindliche elektrochemische Zelle kurzschließen.
Das Durchstoßwerkzeug 214 kann als Rohr oder rohrförmige Nadel ausgebildet sein. In diesem Fall kann, wie in der Figur 2e gezeigt, das außerhalb des Gehäu- seinnern befindliche Ende des Rohres oder der rohrförmigen Nadel 214 als Zu gang zum Gehäuseinnern betrachtet werden. Deswegen wird der durch das Durchstoßen des Verschlussmittels 207a' geschaffene Zugang zum Gehäusein nern 212 durch den am oberen Ende des Rohres 214 befindlichen doppelspitzi gen Pfeil symbolisiert.
Die Stelle 210 zur Schaffung eines Zugangs zum Gehäuseinnern ist gegenüber den im Gehäuse 241 befindlichen elektrochemischen Zellen so angeordnet oder konfiguriert, dass mittels dem durch das Durchstoßen des Verschlussmittels 207a geschaffenen Zugang 212 die elektrochemischen Zellen einerseits entlüftet und andererseits mit zusätzlichem Elektrolyten aufgefüllt werden können.
Das Schaffen des Zugangs zum Gehäuseinnern 212 führt automatisch zu einem Entlüften der Zellen, und das Auffüllen der Zellen mit zusätzlichem Elektrolyt kann in einem weiteren Schritt durch Einfüllen von zusätzlichem Elektrolyt durch den beim Öffnen des Gehäuses 241 entstandenen Zugang 212 erfolgen.
In einem zweiten Schritt des Verfahrens zum Betrieb einer Batterie gemäß der ersten Ausführungsform (240) erfolgt ein hermetisches Wiederverschließen des durch das Öffnen des Gehäuses 241 entstandenen Zugangs 212. Die Figur 2f zeigt schematisch einen Längsschnitt dieses hermetisch wiederverschlossenen Zugangs zum Gehäuseinnern. Ferner deutet die Figur an, dass das hermetische Wiederverschließen des Zugangs mittels Anbringen eines zweiten Verschlussmit tels 216 in die Öffnung 205 und dabei oberhalb des durchstochenen ersten Ver schlussmittels 207a' erfolgt. Der äußere Rand des zweiten Verschlussmittels 216 kann eine Form haben, die der Form des am gehäuseaußenseitigen Ende der Öffnung 205 befindlichen Öffnungsabschnittes 209 im Wesentlichen entspricht. Ein so ausgebildetes zweites Verschlussmittel 216 kann, wie in der Figur 2f ge zeigt, in den Öffnungsabschnitt 209 hineingelegt und mit der es umgebenden Ge häusewandung 204 hermetisch verbunden werden. Das Verbinden des zweiten Verschlussmittels 216 mit der Gehäusewandung 204 kann durch Verschweißen oder Löten erfolgen.
Durch das hermetische Wiederverschließen des Zugangs wird die Öffnung 205' (und damit das Gehäuse 241) wieder hermetisch abgedichtet und das Eindringen von Wasser in das Gehäuseinnere verhindert.
Das zweite Verschlussmittel 216 kann (ähnlich dem ersten Verschlussmittel 207a) so konfiguriert sein, dass es mit der Spitze eines Durchstoßwerkzeuges durchsto ßen werden kann; wobei die Spitze des Durchstoßwerkzeuges so ausgebildet ist, dass beim Durchstoßen des zweiten Verschlussmittels 216 keine Teilchen entste hen, die in das Gehäuseinnere gelangen können und in ungewollter Weise eine darin befindliche elektrochemische Zelle kurzschließen. In vorteilhafter Weise ist das zweite Verschlussmittel 216 wie das erste Verschlussmittel konfiguriert. In diesem Fall kann das Verfahren zum Betrieb einer Batterie gemäß der ersten Aus führungsform auch ein zweites Mal auf ein und dieselbe Batterie angewandt wer den, und die Lebensdauer derselben Batterie noch weiter verlängert werden.
Das zweite Verschlussmittel 216 kann auch (ähnlich dem Verschlussmittel 113) so konfiguriert sein, dass es mit einem Durchstoßwerkzeug nicht oder nur so durchstoßen werden kann, dass beim Durchstoßen des zweiten Verschlussmit tels 216 Teilchen entstehen, die in das Gehäuseinnere gelangen können. In die sem Fall kann das Verfahren zum Betrieb eine Batterie gemäß der ersten Ausfüh rungsform kein zweites Mal auf diese Batterie angewandt werden.
Weitere Varianten eines ersten Verschlussmittels sind in den Figuren 2g bis 2j gezeigt. Jede dieser ersten Verschlussmittel können im Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Batterie, beim hermetischen Verschließen der Öffnung 205, anstelle des ersten Verschlussmittels 207a verwendet/eingesetzt werden. Auch können die Batterien, bei denen die Öffnung 205 mit einem der in den Figu ren 2g bis 2j gezeigten ersten Verschlussmitteln hermetisch versiegelt ist, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden.
Figur 2g zeigt schematisch einen Schnitt in Höhenrichtung des ersten Ver schlussmittel 207b. Dieses kann, wie das erste Verschlussmittel 207a, scheiben- oder plattenförmig ausgebildet sein und eine Form haben, die dem Öffnungsquer schnitt des Öffnungsabschnittes 208 (im Wesentlichen passend) entspricht. Je doch weist zumindest eine Oberflächenseite des Verschlussmittels 207b eine in nere, in einem Mindestabstand L von jedem Punkt ihres Randes befindliche Ein buchtung 215i auf. Diese ist von dem dicker ausgeführten Randbereich 217 rund herum umgeben. In vorteilhafter Weise weisen beide Oberflächenseiten des Ver schlussmittels 207b jeweils eine Einbuchtung auf, die sich gegenüberliegen und von dem dicker ausgeführten Randbereich 217 rundherum umgeben sind. Durch die Einbuchtung 215i oder die zwei sich gegenüberliegenden Einbuchtungen 215i und 2152 hat der innenliegende Bereich des Verschlussmittels 207b zumindest stellenweise eine Dicke d2, die kleiner ist als die Dicke d3 des Randbereiches 217.
In vorteilhafter Weise ist das erste Verschlussmittel 207b aus Aluminium, die Di cke d2 für ein aus Aluminium ausgebildetes Verschlussmittel 207b liegt in einem Bereich zwischen 0,05 mm und 0,3 mm, und die Dicke d3 für ein aus Aluminium ausgebildetes Verschlussmittel liegt in einem Bereich zwischen 0,2 mm und 0,8 mm.
Figur 2h zeigt schematisch einen Schnitt in Höhenrichtung des ersten Ver schlussmittel 207c. Dieses unterscheidet sich von dem Verschlussmittel 207b da rin, dass eine Einbuchtung mit einer Polymerschicht 211 überzogen oder mit ei nem Polymer beschichtet ist. Das Polymer kann beispielsweise Polypropylen oder einer Polyäthylen sein.
Figur 2i zeigt schematisch das Verschließen des Batteriegehäuses 201 unter Verwendung des ersten Verschlussmittel 207b. Dabei wird dieses in den Öff nungsabschnitt 208 hineingelegt und der Teil der Gehäusewandung, der den äu ßeren Seitenrand des ersten Verschlussmittel 207b (im Wesentlichen) berührend umgibt, mit dem Randbereich 217 durch Schweißen oder Löten hermetisch ver bunden. In vorteilhafter Weise wird der Mindestabstand L und somit die Breite des Randbereiches 217 so gewählt, dass die Berührungsfläche zwischen dem Rand bereich 217 und der Gehäusewandung maximal ist. Durch die dickere Ausführung des Randbereiches 217 und/oder eine große Berührungsfläche zwischen diesem und der Gehäusewandung kann eine Beschädigung des dünner ausgeführten in neren Bereiches durch den beim Schweißen oder Löten erfolgten Wärmeeintrag vermieden werden. Andererseits kann das Durchstoßen des inneren Bereiches des Verschlussmittel 207b leichter erfolgen, wenn dieser dünner ausgeführt ist.
Das Verschließen des Batteriegehäuses 201 unter Verwendung des ersten Ver schlussmittels 207c erfolgt wie das Verschließen des Batteriegehäuses unter Ver wendung des ersten Verschlussmittels 207b, jedoch wird bei Verwendung des ersten Verschlussmittels 207c dieses so in den Öffnungsabschnitt 208 hineinge legt, dass die Einbuchtung mit der Polymerschicht 211 dem Gehäuseinneren zu gewandt ist. Es ist vorteilhaft, wenn sich die Polymerschicht 211 und die Gehäu sewandung nicht berühren. Die Polymerschicht 211 kann verhindern, dass Teil chen, die beim Durchstoßen des Verschlussmittel 207c entstehen könnten, in das Gehäuseinnere gelangen und einen Kurzschluss in einer elektrochemischen Zelle auslösen.
Figur 2j zeigt schematisch das Verschließen des Batteriegehäuses 201 unter Verwendung des ersten Verschlussmittel 207d. Dieses ist, wie das Verschluss mittel 207a, als ebene Scheibe oder Platte ausgebildet, weist jedoch auf der dem Gehäuseinneren zugewandten Oberflächenseite eine Polymerbeschichtung 213 auf, die beispielsweise Polypropylen oder Polyäthylen enthalten kann. Das Ver schließen des Batteriegehäuses 201 unter Verwendung des ersten Verschluss mittels 207d erfolgt wie das Verschließen des Batteriegehäuses unter Verwen dung des ersten Verschlussmittels 207a, jedoch wird bei Verwendung des ersten Verschlussmittels 207d dieses so in den Öffnungsabschnitt 208 hineingelegt, dass die Oberflächenseite mit der Polymerschicht 213 dem Gehäuseinneren zu gewandt ist. Es ist vorteilhaft, wenn sich die Polymerschicht 213 und die Gehäu sewandung nicht berühren. Die Polymerschicht 213 kann verhindern, dass Teil chen, die beim Durchstoßen des Verschlussmittels 207d entstehen könnten, in das Gehäuseinnere gelangen. Die Figur 3a zeigt eine Batterie 300 zum Speichern von elektrischer Energie auf elektrochemischer Basis, gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung. Die Batterie 300 weist auf: ein als Hardcase ausgebildetes und hermetisch abgedichtetes Gehäuse 301 und eine oder mehrere auf einem orga nischen Elektrolyten basierende elektrochemische Zellen, die in dem Gehäuse 301 enthalten und mit zwei am Gehäuse 301 angeordneten Anschlussklemmen unterschiedlicher Polarität, 302 und 303, verbunden sind. Ferner ist in der Wan dung 304 des Gehäuses eine Stelle 310 zur Schaffung eines Zuganges zum Ge- häuseinnern vorgesehen ist, die eingerichtet ist, einen Zugang zum Gehäusein- nern 308 zu schaffen und einen geschaffenen Zugang zum Gehäuseinnern wie der hermetisch zu verschließen. Des Weiteren ist der Zugang zum Gehäusein nern 308 im geöffneten Zustand eingerichtet, die eine oder mehreren elektroche mischen Zelle zu entlüften und/oder die eine oder mehreren elektrochemischen Zellen mit zusätzlichem Elektrolyt aufzufüllen.
Gemäß der zweiten Ausführungsform ist die Stelle 310 zur Schaffung eines Zu ganges zum Gehäuseinnern als Schraubverschluss 305 ausgebildet, und dieser eingerichtet, durch Aufdrehen des Schraubdeckels 306 den Zugang 308 zum Ge häuseinnern zu schaffen und durch Zudrehen des Schraubdeckels 306 den ge schaffenen Zugang 308 zum Gehäuseinnern wieder zu verschließen. Die Stelle 210 ist ferner in den Figuren 3b und 3c schematisch dargestellt.
Die Figuren 3b und 3c zeigen schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb einer Batterie gemäß der zweiten Ausführungsform. Dieses Verfah ren wird auf eine Batterie gemäß der zweiten Ausführungsform angewandt, um die Lebensdauer der Batterie zu verlängern, insbesondere aber um ein beschleu nigtes Altern der Batterie zu verhindern oder zumindest abzuschwächen.
In einem ersten Schritt des Verfahrens zum Betrieb einer Batterie gemäß der zweiten Ausführungsform (300) erfolgt ein Öffnen des Gehäuses 301 durch Öff nen des Schraubverschlusses 305. Die Figur 3b deutet diesen Schritt schema tisch an. Die Stelle 310 zur Schaffung eines Zugangs zum Gehäuseinnern ist gegenüber den im Gehäuse 301 befindlichen elektrochemischen Zellen so angeordnet oder konfiguriert, dass mittels dem Öffnen des Schraubverschlusses 305 die elektro chemischen Zellen einerseits entlüftet und andererseits mit zusätzlichem Elektro- lyten aufgefüllt werden können.
Das Öffnen des Schraubverschlusses 305 führt automatisch zu einem Entlüften der Zellen, und das Auffüllen der Zellen mit zusätzlichem Elektrolyt kann in einem weiteren Schritt durch Einfüllen von zusätzlichem Elektrolyt durch den entstande- nen Zugang zum Gehäuseinnern 308 erfolgen.
In einem zweiten Schritt des Verfahrens zum Betrieb einer Batterie gemäß der zweiten Ausführungsform (300) erfolgt ein hermetisches Wiederverschließen des Zugangs zum Gehäuseinneren 308 durch Schließen des Schraubverschlusses 305. Die Figur 3b deutet diesen Schritt schematisch an. Durch das Schließen des
Schraubverschlusses 305 wird das Gehäuse 301 wieder hermetisch abgedichtet und das Eindringen von Wasser in das Gehäuseinnere verhindert.
In beiden erfindungsgemäßen Verfahren kann der aufgefüllte zusätzliche Elektro- lyt vom selben Typ sein, wie der in der Zelle enthaltene Elektrolyt; ein oder meh rere Additive enthalten, die sich Lebensdauer verlängernd auf die Zelle auswirken und/oder Nebenreaktionen des Elektrolyten mit den Elektroden der Zelle hemmt oder vermindert; Lithium enthaltende Moleküle, insbesondere Lithium enthaltende Salze, enthalten, die in einem das Einfüllen des zusätzlichem Elektrolyten folgen- den Lade-Zyklus der Zelle zusätzliches elektrochemisch aktives Lithium bereit stellen.
Während vorausgehend wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform be schrieben wurde, ist zu bemerken, dass eine große Anzahl von Variationen dazu existiert. Es ist dabei auch zu beachten, dass die beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen nur nichtlimitierende Beispiele darstellen, und es nicht beab sichtigt ist, dadurch den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der hier beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren zu beschränken. Vielmehr wird die vorausgehende Beschreibung dem Fachmann eine Anleitung zur Implemen tierung mindestens einer beispielhaften Ausführungsform liefern, wobei sich ver steht, dass verschiedene Änderungen in der Funktionsweise und der Anordnung der in einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elemente vorgenom- men werden können, ohne dass dabei von dem in den angehängten Ansprüchen jeweils festgelegten Gegenstand sowie seinen rechtlichen Äquivalenten abgewi chen wird.
Bezugszeichenliste
100 Nicht verschlossene Batterie
101 Batteriegehäuse
102, 103 Elektroden unterschiedlicher Polarität 104 Wandung des Gehäuses
105, 105' Unversiegelte bzw. versiegelte Öffnung
106 Begrenzung/Umrandung der Öffnung
113 Verschlussmittel
200 Nicht verschlossene Batterie
201 Batteriegehäuse
202, 203 Elektroden unterschiedlicher Polarität 204 Wandung des Gehäuses
205, 205' Unversiegelte bzw. versiegelte Öffnung
206 Begrenzung/Umrandung der Öffnung
207a - 207d Varianten des ersten Verschlussmittels 207' Durchstochenes erstes Verschlussmittel
208 Erster Öffnungsabschnitt der Öffnung
209 Zweiter Öffnungsabschnitt der Öffnung
210 Stelle zur Schaffung eines Zugangs in das Gehäuseinnere
211 Polymerbeschichtung
212 Zugang in das Gehäuseinnere
213 Polymerbeschichtung
214 Durchstoßwerkzeug
215i, 2152 Einbuchtungen im inneren Bereich des ersten Verschlussmittels
216 Zweites Verschlussmittel
217 Randbereich des ersten Verschlussmittels
240 Hermetisch verschlossene Batterie
241 Batteriegehäuse
300 Verschlossene Batterie
301 Batteriegehäuse
302, 303 Elektroden unterschiedlicher Polarität
304 Wandung des Gehäuses
305 Stelle zur Schaffung eines Zugangs in das Gehäuseinnere (Schraubverschluss) Schraubdeckel Öffnungskragen Zugang in das Gehäuseinnere

Claims

ANSPRÜCHE
Batterie zum Speichern von elektrischer Energie auf elektrochemischer Basis, aufweisend: ein als Hardcase ausgebildetes und hermetisch abgedichtetes Gehäuse (241 , 301); und zumindest eine auf einem organischen Elektrolyten basierende elektroche mische Zelle, die in dem Gehäuse (241 , 301) enthalten ist; wobei in der Wandung (204, 304) des Gehäuses eine Stelle (210, 305) zur Schaffung eines Zuganges zum Gehäuseinnern vorgesehen ist, die Stelle zur Schaffung eines Zuganges zum Gehäuseinnern eingerichtet ist, einen Zugang (212, 308) zum Gehäuseinnern zu schaffen und einen geschaffenen Zugang zum Gehäuseinnern wieder hermetisch zu ver schließen; und der Zugang (212, 308) zum Gehäuseinnern im geöffneten Zustand einge richtet ist, die elektrochemische Zelle zu entlüften.
Batterie nach Anspruch 1 , wobei der Zugang (212, 308) zum Gehäusein nern im geöffneten Zustand ferner zum Auffüllen der elektrochemischen Zelle mit zusätzlichem Elektrolyt eingerichtet ist.
Batterie nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Stelle (210) zur Schaffung ei nes Zuganges zum Gehäuseinnern als eine mit einem Verschlussmittel (207a, 207b, 207c, 207d) hermetisch versiegelte Öffnung (205') in der Wandung (204) des Gehäuses (201) ausgebildet ist, und ferner eingerich tet ist, den Zugang zum Gehäuseinnern durch Durchstoßen dieses Ver schlussmittels zu schaffen.
Batterie nach Anspruch 3, wobei der Öffnungsquerschnitt der mit dem Ver schlussmittel (207a, 207b, 207c, 207d) hermetisch versiegelten Öffnung (205') vom Gehäuseinneren nach außen hin stetig oder stufenweise auf weitet; die Öffnung (205') mindestens zwei Öffnungsabschnitte (208, 209) mit un terschiedlich großen Öffnungsquerschnitten aufweist; und das Verschlussmittel (207a, 207b, 207c, 207d) bezüglich des gehäuseau ßenseitigen Endes der Öffnung (205, 205') versenkt angeordnet ist.
5. Batterie nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Begrenzung (206) der in der Wandung (204) des Gehäuses (201) ausgebildeten Öffnung (205, 205') treppenförmig oder kegelförmig ist.
6. Batterie nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das Verschlussmittel (207a, 207b, 207c, 207d) in einem Öffnungsabschnitt (208) der Öffnung (205, 205') angeordnet ist, dessen Form der Form des äußeren Randes des Verschlussmittels im Wesentlichen passend entspricht, und der äußere Rand des Verschlussmittels (207a, 207b, 207c, 207d) mit der ihn umgebenden Wandung des Gehäuses hermetisch verbunden ist. 7. Batterie nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei das Verschlussmittel als eines der Folgenden ausgebildet ist:
- eine ebene Scheibe oder Platte (207a);
- eine ebene Scheibe oder Platte (207d), deren dem Gehäuseinnern zu gewandte Oberflächenseite mit einer Polymerschicht (213) überzogen ist;
- eine Scheibe oder Platte (207b), die zumindest auf einer Oberflächen seite des Verschlussmittels, in einem inneren Bereich eine Einbuch tung 215i aufweist;
- eine Scheibe oder Platte (207c), die zumindest auf einer Oberflächen seite des Verschlussmittels, in einem inneren Bereich eine Einbuch tung aufweist und die dem Gehäuseinnern zugewandte Einbuchtung mit einer Polymerschicht (211) überzogen ist.
8. Batterie nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Stelle zur Schaffung eines Zu ganges zum Gehäuseinnern als Schraubverschluss (305) ausgebildet ist, und dieser eingerichtet ist, durch Aufdrehen des Schraubdeckels (306) ei nen Zugang (308) zum Gehäuseinnern zu schaffen und durch Zudrehen des Schraubdeckels (306) einen geschaffenen Zugang (308) zum Gehäu seinnern wieder zu verschließen. Verfahren zum Betrieb einer Batterie (241 , 301) mit einem als Hardcase ausgebildeten und hermetisch abgedichteten Gehäuse (201 , 301), in dem zumindest eine auf einem organischen Elektrolyten basierende elektroche mische Zelle enthalten ist, aufweisend:
Öffnen des Gehäuses (201 , 301) an einer an diesem dazu konfigurierten Stelle (210, 305) zur Schaffung eines Zugangs zum Gehäuseinneren, um dadurch die zumindest eine Zelle zu entlüften; und hermetisches Wiederverschließen des durch das Öffnen des Gehäuses (201 , 301) entstandenen Zugangs (212, 308) zum Gehäuseinneren.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner aufweisend:
Einfüllen von zusätzlichem Elektrolyten durch den beim Öffnen des Ge häuses entstandenen Zugang (212, 308) zum Gehäuseinneren, um die Zelle mit dem zusätzlichen Elektrolyten aufzufüllen.
Verfahren nach einem Anspruch 9 oder 10, wobei das Öffnen des Gehäu ses (201) an der dazu konfigurierten Stelle (210) mittels Durchstoßens ei nes den Zugang zuvor verschließenden ersten Verschlussmittels (207a, 207b, 207c, 207d) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 11 , wobei die Stelle (210) zur Schaffung eines Zugangs zum Gehäuseinneren vor dem Öffnen als hermetisch versiegelte Öffnung (205') in der Wandung (204) des Gehäuses (201) ausgebildet ist, deren Öffnungsquerschnitt sich vom Gehäuseinneren nach außen hin ste tig oder stufenweise aufweitet; die Öffnung (205') vor dem Öffnen durch das erste Verschlussmittel (207a, 207b, 207c, 207d) hermetisch versiegelt ist; das erste Verschlussmittel (207a, 207b, 207c, 207d) bezüglich des gehäu seaußenseitigen Endes des Zugangs versenkt angeordnet ist; und das hermetische Wiederverschließen des Zugangs (212) mittels Anbrin- gens eines zweiten Verschlussmittels (216) in die Öffnung (205) und dabei oberhalb des versenkt angeordneten ersten Verschlussmittels erfolgt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das zweite Verschlussmittel (216) in einen Öffnungsabschnitt (209) der Öffnung (205) angeordnet wird, dessen Form der Form des äußeren Randes des zweiten Verschlussmittels (216) im Wesentlichen passend entspricht, und der äußere Rand des zweiten Verschlussmittels (216) mit der ihn umge benden Wandung (204) des Gehäuses (201) hermetisch verbunden wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Durchstoßen unter Verwendung eines Durchstoßwerkzeuges (214) erfolgt, das einen rohrförmigen Teil hat, und das Einfüllen des zusätzlichen Elektrolyten unter Verwendung des rohrför migen Teiles des Durchstoßwerkzeuges (214) erfolgt.
15. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10 wobei die Stelle zur Schaffung eines Zuganges (308) zum Gehäuseinnern als Schraubverschluss (305) ausge bildet ist, das Öffnen des Gehäuses mittels Öffnen des Schraubverschlusses (305) und das hermetische Verschließen des Gehäuses durch das Schließen des Schraubverschlusses (305) erfolgt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei:
- der zusätzliche Elektrolyt vom selben Typ ist, wie der in der Zelle ent haltene Elektrolyt;
- der zusätzliche Elektrolyt ein oder mehrere Additive enthält, die sich Lebensdauer verlängernd auf die Zelle auswirken und/oder Nebenre aktionen des Elektrolyten mit den Elektroden der Zelle hemmt oder vermindert; der zusätzliche Elektrolyt Lithium enthaltende Moleküle, insbesondere Lithium enthaltende Salze, enthält, die in einem das Einfüllen des zusätzlichem Elektroly ten folgenden Zyklus der Zelle zusätzliches elektrochemisch aktives Lithium be reitstellen.
PCT/EP2020/081469 2019-12-16 2020-11-09 Lithium-ionen-batterie mit verlängerter lebensdauer WO2021121771A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202080086316.0A CN114830390A (zh) 2019-12-16 2020-11-09 具有延长的使用寿命的锂离子电池
JP2022535066A JP2023505816A (ja) 2019-12-16 2020-11-09 延長された寿命を有するリチウムイオンバッテリ
KR1020227019396A KR20220097980A (ko) 2019-12-16 2020-11-09 수명이 연장된 리튬-이온-배터리
US17/785,732 US20230105962A1 (en) 2019-12-16 2020-11-09 Lithium-Ion Battery Having Extended Service Life

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019134427.1 2019-12-16
DE102019134427.1A DE102019134427A1 (de) 2019-12-16 2019-12-16 Lithium-Ionen-Batterie mit verlängerter Lebensdauer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021121771A1 true WO2021121771A1 (de) 2021-06-24

Family

ID=73288602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/081469 WO2021121771A1 (de) 2019-12-16 2020-11-09 Lithium-ionen-batterie mit verlängerter lebensdauer

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230105962A1 (de)
JP (1) JP2023505816A (de)
KR (1) KR20220097980A (de)
CN (1) CN114830390A (de)
DE (1) DE102019134427A1 (de)
WO (1) WO2021121771A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022108144A1 (de) 2022-04-05 2023-10-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Energiespeicherzelle, batteriemodul, kraftfahrzeug und verfahren zum befüllen einer energiespeicherzelle
DE102022121989A1 (de) 2022-08-31 2024-02-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Deckelbaugruppe, energiespeicherzelle, batteriemodul und verfahren zur herstellung einer deckelbaugruppe

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3823040A (en) * 1972-08-29 1974-07-09 Power Conversion Inc Battery sealing method receptive to injection filling
KR20060037849A (ko) * 2004-10-28 2006-05-03 삼성에스디아이 주식회사 캔형 이차 전지
US20130130079A1 (en) * 2010-06-30 2013-05-23 Tomonori Kako Manufacturing method of secondary battery, secondary battery, and assembled battery
US20150236336A1 (en) * 2012-11-05 2015-08-20 Kokoku Intech Co., Ltd. Sealed battery manufacturing method, sealing member for sealed battery, and sealed battery

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29609239U1 (de) * 1996-05-23 1996-08-14 Vb Autobatterie Gmbh Wartungsfreier Bleiakkumulator
DE102012219887A1 (de) * 2012-10-31 2014-04-30 Robert Bosch Gmbh Batteriezelle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3823040A (en) * 1972-08-29 1974-07-09 Power Conversion Inc Battery sealing method receptive to injection filling
KR20060037849A (ko) * 2004-10-28 2006-05-03 삼성에스디아이 주식회사 캔형 이차 전지
US20130130079A1 (en) * 2010-06-30 2013-05-23 Tomonori Kako Manufacturing method of secondary battery, secondary battery, and assembled battery
US20150236336A1 (en) * 2012-11-05 2015-08-20 Kokoku Intech Co., Ltd. Sealed battery manufacturing method, sealing member for sealed battery, and sealed battery

Also Published As

Publication number Publication date
CN114830390A (zh) 2022-07-29
US20230105962A1 (en) 2023-04-06
DE102019134427A1 (de) 2021-06-17
KR20220097980A (ko) 2022-07-08
JP2023505816A (ja) 2023-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60128020T2 (de) Nichtwässrige elektrolytische Sekundärzellen
EP2771922B1 (de) Knopfzelle mit elektrodenwickel
DE212020000812U1 (de) Knopfbatterie
DE112017000745T5 (de) Energiespeichervorrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben
DE102014203069A1 (de) Elektrische Speichervorrichtung, elektrisches Speichergerät, Verfahren zum Produzieren einer elektrischen Speichervorrichtung und Verfahren zum Produzieren einer Abdeckplatte
WO2021121771A1 (de) Lithium-ionen-batterie mit verlängerter lebensdauer
DE112004000061T5 (de) Kondensator und Verfahren zu dessen Verbindung
DE102012215198A1 (de) Elektrode und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE102009060800A1 (de) Knopfzelle mit Wickelelektrode und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE10020413B4 (de) Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten
WO2011042092A1 (de) Elektrochemische zelle
DE202021004405U1 (de) Eine zylindrische Batteriezelle, ein Batteriepack enthalted der zylindrischen Batteriezelle und ein Fahrzeug enthalted der zylindrischen Batteriezelle bzw. dem Batteriepack
EP3745490B1 (de) Verfahren zur herstellung einer batterie und gemäss dem verfahren hergestellte batterie
DE102012220386A1 (de) Batteriezelle mit Gehäusedeckplatte mit vernieteter Einfüllöffnung
DE202020105202U1 (de) Knopfbatterie
EP2443686B1 (de) Batterieanordnung sowie verfahren zu deren herstellung
DE19524870C2 (de) Schutzvorrichtung zum Schutz vor Überladung und zu hohen Ladeströmen beim Aufladen von Batteriezellen und Batteriezelle mit einer derartigen Schutzvorrichtung
DE102014014529A1 (de) Einzelzelle für einen elektrochemischen Energiespeicher
EP3093905B1 (de) Batteriezelle und verfahren zur steuerung eines ionenflusses innerhalb der batteriezelle
DE19849468B4 (de) Rollenelektrodenbaugruppe einer Lithiumionenbatterie
DE102009035454A1 (de) Batterieeinzelzelle
DE102018216523A1 (de) Batteriezelle mit zumindest einer elektrochemischen Zelle und Verfahren zum Herstellen derselben
DE102022105525B4 (de) Anschlusszunge mit einem integrierten Berstventil für eine Batteriezelle und eine diese aufweisende Batteriezelle
WO2024046792A2 (de) Deckelbaugruppe, energiespeicherzelle, batteriemodul und verfahren zur herstellung einer deckelbaugruppe
WO2022238202A1 (de) Batteriezelle

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: 20804230

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20227019396

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022535066

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: 20804230

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1