WO2024175142A1 - Energiespeicherzelle, energiespeicherzellenanordnung, kraftfahrzeug, zuganker und verfahren zur herstellung einer energiespeicherzellenanordnung - Google Patents

Energiespeicherzelle, energiespeicherzellenanordnung, kraftfahrzeug, zuganker und verfahren zur herstellung einer energiespeicherzellenanordnung Download PDF

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Definitions

  • Energy storage cell energy storage cell arrangement, motor vehicle, tie rod and method for producing an energy storage cell arrangement
  • the present invention relates to an energy storage cell, an energy storage cell arrangement with the energy storage cell, a motor vehicle with the energy storage cell arrangement, a tie rod for connection to the energy storage cell and a method for producing an energy storage cell arrangement.
  • Modern energy storage cells for motor vehicle drive batteries for example lithium-ion accumulators (also referred to in the literature as lithium-ion secondary batteries), generally have a housing, in the interior of which an electrolyte and an electrode assembly with an anode, a cathode and a separator arranged between the anode and the cathode are provided.
  • the housing of the energy storage cell (so-called cell housing) is also referred to as a “can” in the case of cylindrical energy storage cells.
  • the energy storage cell also comprises at least one connection terminal (so-called “pole”) for contacting the energy storage cell using a cell connector.
  • the cell connector can make electrically conductive contact with the connection terminals of these several energy storage cells.
  • an object of the present invention to provide an energy storage cell to which the cell connector can be joined relatively easily, in particular with the lowest possible mechanical stress on the housing of the energy storage cell. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a corresponding energy storage cell arrangement, a corresponding motor vehicle, a corresponding tie rod and a method for producing an energy storage cell arrangement.
  • the energy storage cell is preferably designed as a secondary battery and is intended for a vehicle drive battery, such as a lithium-ion accumulator.
  • the energy storage cell comprises a housing that defines an interior region, and an end plate arrangement with a connection terminal that is joined to the housing and delimits the interior region.
  • the connection terminal has a hole that is open towards the environment of the energy storage cell on a surface opposite the interior region.
  • the connection terminal has a first connection section on the hole. This first connection section is preferably provided for the detachable connection of the end plate arrangement to a tie rod that is designed to be at least partially complementary to the first connection section.
  • the tie rod preferably contains a second connection section that is designed to be complementary to the first connection section.
  • an energy storage cell module with several of the energy storage cells proposed here can de facto be characterized by a higher energy density and yet can still be manufactured easily, preferably automatically. Furthermore, the service life of the energy storage cell can be increased.
  • the term "complementary" refers, according to its general definition, to two complementary elements. As explained in detail below, the complementary configuration of the first connecting section and the second connecting section can mean that the first connecting section can be connected to the second connecting section in a form-fitting or force-fitting manner.
  • the housing is preferably closed by means of the end plate arrangement.
  • An electrode assembly and an electrolyte can be arranged in the interior of the housing.
  • the electrode assembly preferably comprises an anode, a cathode and a (single- or multi-part) separator arranged between the anode and the cathode.
  • the anode or cathode preferably comprises a respective metallic electrode (on the anode side, for example, copper; on the cathode side, for example, aluminum) which is coated with an active material.
  • a material of the anode of the electrode assembly contains silicon, in particular silicon oxide or a silicon-carbon composite. This makes it possible to effectively increase the energy density of the energy storage cell.
  • the electrode assembly can be wound (as a so-called jelly roll) or stacked (for example as a so-called Z-stack).
  • the anode, the cathode and/or the separator can preferably each be formed in several parts.
  • Current conductors (so-called conductor flags) of the electrode assembly can contact the connection terminal on the inside (i.e., in the interior or on a side of the connection terminal facing the interior). This contact can be designed to conduct current.
  • the energy storage cell is preferably designed as a cylindrical or prismatic cell.
  • the hole is preferably arranged centrally. Most preferably, when viewed in the same way (ie, when the energy storage cell is viewed in the installed position from above), the hole is located centrally on the connection terminal.
  • the energy storage cell is designed as a cylindrical cell, a central longitudinal axis of the energy storage cell preferably runs through the hole. If the energy storage cell If, however, the cell is designed as a prismatic cell, at least one main surface of the energy storage cell can pass through the hole. This central arrangement of the hole makes it possible to exert the counterforce in such a way that the mechanical load acting on the housing of the energy storage cell is effectively reduced.
  • the hole is preferably designed as a blind hole. This makes it possible to seal the inner area relatively easily and efficiently. In particular, a fluid-conducting connection of the inner area with the environment through the hole can be easily avoided.
  • the end plate arrangement in particular the connection terminal, comprises a rivet.
  • the rivet preferably comprises exactly one head; it therefore preferably has no closing head.
  • the rivet can be designed as a flat-head rivet in order to enable the end plate arrangement to be as compact as possible.
  • the rivet can be arranged such that its head is arranged on a side of the connection terminal opposite the surface. In other words, the head of the rivet can be arranged on the inside, in particular in the inner area.
  • connection terminal can comprise a connection section, which can be designed as a ring, for example.
  • connection section can comprise a through hole.
  • the inner peripheral surface of the connection section can contact the outer peripheral surface of the rivet and preferably be integrally connected (most preferably welded) to the rivet at the interface formed thereby.
  • the hole is formed in the rivet.
  • the hole and the rivet are coaxially aligned with each other.
  • the end plate arrangement can further comprise an end plate.
  • the contour of the end plate can be defined by the inner circumferential surface of the housing at the connection terminal-side end of the housing. That is, an outer circumferential surface of the end plate can contact an inner circumferential surface of the housing. Accordingly, the end plate arrangement can close the housing.
  • the shape of the end plate preferably depends on the geometry of the energy storage cell.
  • the end plate is preferably designed as a flat plate.
  • the end plate can comprise an opening, in particular a through-opening.
  • the rivet can extend through this through-opening.
  • the through-opening can be arranged coaxially to the hole and/or the rivet.
  • a sealing element for example an O-ring
  • a main section of the rivet containing the hole can extend through the sealing element.
  • the end plate can be integrally connected to the housing (in particular welded) at its interface with the housing.
  • connection terminal can be supported indirectly by means of a seal on a side/surface of the end plate opposite the inner region.
  • the seal can be penetrated by the rivet.
  • the seal is preferably also arranged coaxially to the rivet.
  • the seal and/or the sealing element can each preferably be designed to be insulating.
  • the current can be conducted from the electrode assembly via the current conductors directly into the connection terminal (including the rivet) in order to reduce losses.
  • the seal preferably comprises a (non-flat) profile on its surface facing the inner region, which is complementary to a profile on a surface of the seal facing away from the inner region.
  • the seal can have projections on the surface facing the inner region, which can engage in corresponding recesses on the surface of the end plate facing away from the inner region.
  • the seal can have a profile on its surface facing away from the inner region, which is at least partially complementary to a profile of the surface of the connection terminal facing the inner region/end plate.
  • connection terminal can be supported on the end plate both in the axial direction (ie, in the main extension direction / along the axis of the rivet) and in the transverse direction (ie, across the main extension direction / axis of the rivet), in particular without the rivet contacting the end plate.
  • the present design allows a relatively high degree of flexibility with regard to the material selection of the individual components of the end plate arrangement. Since the connection terminal passes through the opening and is on both sides of the end plate (via the If the sealing element or seal is supported on the end plate, the connection terminal can be fastened to the end plate by clamping it.
  • the end plate can have a first plate part and a second plate part.
  • the energy storage cell according to this variant is preferably a cylindrical cell.
  • the second plate part can form the connection terminal and accordingly comprise the hole into which the tie rod can engage.
  • the first plate part, together with a further seal between the first plate part and the housing, which can run along the circumference of the first plate part, can seal the interior of the housing from the environment.
  • the first and second plate parts can contact each other in an edge region of the energy storage cell. Starting from this contact point, the first plate part can run in such a way that its distance from the second plate part increases with increasing distance from the housing.
  • a contact plate for contacting by means of the current conductor can be provided on a surface of the first plate part facing the electrode assembly.
  • the tie rod proposed here comprises the second connecting section for connection to the first connecting section of the energy storage cell described above.
  • This connection can preferably be released without causing any damage.
  • the connection is preferably positive and/or non-positive, but in particular not materially bonded.
  • the second connecting section can be designed to complement the first connecting section.
  • a positive or at least non-positive abutment can thus be integrated into the hole against the hold-down device (pressing sleeve) in the connection terminal or rivet. This makes it possible to reduce or avoid the introduction of force into the other cell components (insulation, seal, cap plate, cell housing).
  • the tie rod can be used to connect the energy storage cell to the cell connector in a current-conducting manner relatively quickly and easily, in particular in an automated manner, while placing as little mechanical stress on the housing as possible.
  • the tie rod can be connected by engaging in the hole and establishing the connection between the first connecting section and the second connecting section, the connection terminal is subjected to a force directed away from the electrode assembly.
  • the connection terminal can thus be effectively pulled against the cell connector by means of the tie rod connected to it.
  • a hold-down device also hold-down device, on the other hand, can press the cell connector in the direction of the end plate arrangement.
  • the first connection section comprises, for example, an undercut, a thread and/or a (first) closure half of a bayonet closure.
  • the undercut can be implemented as a constriction of the hole.
  • an inner diameter of the hole at an end facing away from the inner region/the electrode assembly (“outside”) can therefore be smaller than an inner diameter of the hole at a point closer to the inner region.
  • the first connection section comprises the thread
  • this thread can be designed as an internal thread.
  • the second connection section can be designed as an external thread matching the internal thread.
  • the second connection section can be designed analogously as a second closure half matching the first closure half.
  • the second connection section in the bayonet variant can be designed with a shaft journal.
  • the tie rod can comprise a mandrel and a sleeve for the mandrel or can be designed as a mandrel that is at least partially inserted into the sleeve.
  • the diameter of the tie rod on the second connecting section can be changed by axially displacing the sleeve. This can be achieved particularly elegantly by designing the mandrel at least partially in such a way that a diameter of the mandrel increases in the direction of a longitudinal end of the mandrel (intended for engagement in the hole).
  • the second connecting section can comprise the longitudinal end of the mandrel and a longitudinal end of the sleeve.
  • the sleeve can, in a state in which the mandrel is at least partially wise inserted into the sleeve, can be displaced along the mandrel in the direction of the longitudinal end of the mandrel in such a way that an external diameter of the sleeve increases at one longitudinal end of the sleeve.
  • the sleeve can advantageously be slotted at the said longitudinal end in order to be able to expand easily. A "mushrooming" tension mechanism can therefore be implemented using this tension rod.
  • the energy storage cell arrangement proposed here comprises at least one, preferably several, energy storage cell(s) described in detail above.
  • the energy storage cell arrangement further comprises a cell connector, also described above, which is attached to the connection terminal of the at least one energy storage cell.
  • the energy storage cell arrangement can be a (motor vehicle) energy storage device, in particular a drive battery for the motor vehicle.
  • the energy storage cells are provided and connected by means of a cell connector.
  • the cell connector has a through hole which overlaps the hole of the connection terminal.
  • the through hole of the cell connector can be aligned with the hole of the connection terminal (in particular when viewed along the surface normal).
  • the tie rod can thus be brought into engagement with the hole quickly and efficiently when the cell connector is mounted on the energy storage cell.
  • the cell connector is joined to the connection terminal using the tie rod and/or at least one hold-down device.
  • the cell connector is preferably integrally connected to the connection terminal, in particular welded.
  • the motor vehicle proposed here is preferably a land, water or air vehicle, in particular a commercial vehicle or a passenger car.
  • the motor vehicle comprises the energy storage cell arrangement (or energy storage device) described in detail above.
  • the energy storage cell arrangement/energy storage device is preferably designed as a flat storage device. It can be arranged in particular between two adjacent axles (in particular a front axle and a rear axle) of the motor vehicle in the underfloor area of the motor vehicle.
  • a method is proposed here which comprises the following steps, which can preferably be carried out in the following order: providing an energy storage cell described in detail above and a tension anchor described in detail above; arranging a cell connector with a through hole on the connection terminal such that the through hole overlaps the hole of the connection terminal;
  • connection terminal Connecting the first connecting section to the second connecting section; clamping the connection terminal and the cell connector by exerting a first force directed away from the inner region on the tension rod and exerting a second force directed opposite to the first force on the connection terminal; and forming a, in particular firm, joint connection between the cell connector and the connection terminal.
  • the method can comprise the features of the energy storage cell described above or contain steps in which these features are formed.
  • the method can comprise that the joint between the cell connector and the connection terminal is produced as a welded connection. This means that in this step the cell connector can be welded to the connection terminal.
  • the cell connector can be welded to the connection terminal by means of resistance welding. This can be achieved very elegantly by using the tie rod as the first electrode of the resistance welding device and the second force is caused by the hold-down device, which simultaneously serves as the second electrode of the resistance welding device.
  • tungsten carbide connections for resistance welding for example, comparatively large contact forces are realized, which can be compensated by means of the tension mechanism.
  • the cell connector is welded to the connection terminal by means of laser beam welding
  • the laser welding process can be carried out at the same time as the clamping of the connection terminal and cell connector.
  • bracing makes it possible to reduce the distance between the components to be welded in order to enable good current conduction.
  • Figure 1 shows a variant of an energy storage cell in a cross-sectional view, wherein the energy storage cell is contacted by means of a cell connector;
  • Figure 2 shows a tie rod for the energy storage cell of Figure 1 in different states
  • Figure 3 shows the energy storage cell from Figure 1 with the tie rod from Figure 2 during the manufacture of an energy storage cell arrangement, wherein the connection terminal is welded to the cell connector by means of laser beam welding;
  • Figure 4 shows the energy storage cell of Figure 1 with the tie rod of Figure 2 during manufacture of an energy storage cell arrangement, wherein the connection terminal is welded to the cell connector by means of resistance welding through the tie rod;
  • FIG. 5 shows a further variant of an energy storage cell in a detailed cross-sectional view, wherein the energy storage cell is designed as a cylindrical cell;
  • Figure 6 shows the energy storage cell of Figure 5 with the tie rod engaged with the hole of the connection terminal
  • Figure 7 shows an energy storage cell arrangement with several energy storage cells according to Figure 1;
  • Figure 8 shows a motor vehicle with the energy storage cell arrangement of Figure 7;
  • Figure 9 shows a method for manufacturing an energy storage cell arrangement.
  • FIG 1 shows an energy storage cell 10 in its state connected to a cell connector 102 by means of a tie rod 40 from Figure 2.
  • the energy storage cell 10 together with the cell connector 102, forms an energy storage cell arrangement 100 (energy storage) for a motor vehicle 200 shown in Figure 8 (here: passenger car).
  • the energy storage cell arrangement 100 can comprise several such energy storage cells 10, which are connected by means of the same cell connector 102 (cf. Figure 7).
  • the energy storage cell 10 is designed here, without restriction of generality, as a prismatic cell and contains a housing 20, which defines an inner region 22 for receiving an electrode assembly 24 and an electrolyte (not shown).
  • the long sides (longitudinal walls) of the cell housing 12 can run parallel to one another and, in Figure 1, perpendicular to the plane of the page.
  • a main plane (central longitudinal plane) of the prismatic cell runs parallel to these long sides.
  • the energy storage cell 10 further comprises an end plate arrangement 30 which is joined to the housing 20 and delimits the inner region 22.
  • the housing 20 has an opening on its upper side (top in Figure 1) through which the electrode assembly 24 has been introduced into the inner region and which is closed by means of the end plate arrangement 30.
  • the end plate arrangement 30 comprises an end plate 54 which is integrally connected, in particular welded, to an inner peripheral surface of the housing 20 on its outer peripheral surface.
  • the end plate 54 comprises (per pole) at least one opening 56 through which a connection terminal 32 of the energy storage cell 10 extends. This means that if several poles/connection terminals 32 are provided, one opening 56 can be assigned to one connection terminal 32. What is said below for the connection terminal 32/the opening 56 can apply to each connection terminal 32 or each opening 56.
  • connection terminal 32 is supported on the end plate 54 both on the outside (top in Figure 1) and on the inside (bottom in Figure 1).
  • the connection terminal 32 can contact the end plate 54 indirectly by means of a sealing element 33 (here: O-ring; inside with respect to the energy storage cell 10) and/or a seal 60 (outside with respect to the energy storage cell 10).
  • the sealing element 33 or the seal 60 can be clamped between a section of the connection terminal 32 and the end plate 54.
  • the connection terminal 32 can be securely attached to the end plate 54 in this way.
  • the connection terminal 32 has a hole 36 that is open towards the environment U of the energy storage cell 10 on a surface 34 opposite the inner region 22 (outer side).
  • the hole 36 is arranged centrally when the energy storage cell 10 is viewed along a surface normal of the surface 34 relative to the energy storage cell 10 or relative to the connection terminal 32 (i.e., the associated pole of the energy storage cell).
  • the hole 36 is preferably designed as a blind hole, although the hole 36 can alternatively be provided as a through hole in a plate part of the connection terminal 32 (see Figure 5).
  • the connection terminal 32 comprises a first connecting section 38 at the hole 36/in the region of the hole 36 for detachably connecting the end plate arrangement 30 to a tension rod 40 that is designed to be at least partially complementary to the first connecting section 38.
  • connection terminal 32 has a rivet 50, in particular a flat-head rivet.
  • the rivet 50 comprises a head 52, which is arranged on the inside of the energy storage cell 10.
  • the current conductors 26 of the electrode assembly 24 contact the head 52.
  • a (cylindrical) main section 55 of the rivet 50 which extends from the head 52 in the direction of the environment U of the energy storage cell through the end plate 54, comprises the hole 36 on its surface opposite the head 52.
  • the sealing element 33 is clamped between the head 52 and a surface of the end plate arrangement 30, in particular the end plate 54, which delimits the inner region. In this way, the inner region 22 can be sealed against an opening 56 in the end plate 54 effectively, simply and in a space-efficient manner. Accordingly, the connection terminal 32 passes through the opening 56 and is fixed to the end plate 54 by clamping it.
  • connection terminal 32 On the outside with respect to the end plate 54, the connection terminal 32 is indirectly supported by means of a seal 60 on a surface 58 of the end plate 54 opposite the inner region 22.
  • the main section 55 of the rivet 50 penetrates the seal 60 in the direction of the outside after the end plate 54 and (at least in sections) a connection section 35 of the connection terminal 32.
  • the connection section 35 of the connection terminal 32 clamps the seal 60 against the surface 58 of the end plate 54 in order to achieve an additional seal for the energy storage cell 10.
  • the seal 60 has a profile on its underside which is complementary to a profile on the surface 58 in order to counteract a transverse displacement of the seal 60 under load.
  • the main section 55 is joined to the connection section 35, in particular integrally connected to the connection section 35 (preferably welded).
  • the tie rod 40 from Figure 2 with its second connection section 42 complementary to the first connection section 38 is introduced into the hole 36 and, based on this engagement, is connected there in a form-fitting and/or force-fitting manner to the connection section 35.
  • the hold-down device 106 can advantageously be designed as a pressure sleeve. As shown in Figure 3, an inner diameter of the pressure sleeve is preferably larger than an outer diameter of the tension rod 40. The tension rod 40 is arranged coaxially to the pressure sleeve.
  • the first connecting section 38 comprises an undercut, as shown in Figure 1, on which the second connecting section 42 of the tie rod 40 can engage.
  • the second Connecting section 42 can be formed with a thread, in particular an external thread, or a closure half of a bayonet closure.
  • the cell connector 102 has a through hole 104 which is aligned with the hole 36 (ie, overlaps the hole 36 of the connection terminal 32).
  • FIG 2 shows the tie rod 40 in two detailed views.
  • the tie rod 40 comprises the second connecting section 42 for the preferably non-destructively detachable connection to the first connecting section 38 of the energy storage cell 10 from Figure 1.
  • the second connecting section 42 is generally designed to be complementary to the first connecting section 38.
  • the tie rod 40 is designed with a mandrel 44 and a sleeve 46 for the mandrel 44.
  • the mandrel 44 is designed at least in sections such that a diameter of the mandrel 44 increases in the direction of a longitudinal end 48 of the mandrel 44.
  • the mandrel 44 has a longitudinal end 48 intended for engagement in the hole 36, at which the mandrel 44 has a larger cross-section than at a main part 45 of the mandrel 44 remote from the longitudinal end 48.
  • the sleeve 46 has a longitudinal end 49 intended for engagement in the hole 36, at which the sleeve 46 can be expanded.
  • the sleeve 46 can be displaced along the mandrel 44 (“on the mandrel”) in the direction of the longitudinal end 48 of the mandrel 44 while maintaining this engagement in such a way that an outer diameter of the sleeve 46 at the longitudinal end 49 of the sleeve 46 increases (see Figure 2, right).
  • the second connecting section 42 of the mandrel 44 comprises the two longitudinal ends 48, 49.
  • the sleeve 46 can then be brought into engagement with the mandrel 44 and displaced in the direction of the connection terminal 32.
  • the tie rod 40 is fixed in the hole 36 in a captive manner, as shown in Figures 3 and 4.
  • the tie rod 40 can thus be pulled, ie a first force 43 can be exerted on the tie rod 40. which is directed antiparallel to the second force 47 (see Figure 3). This results in the connection terminal 32 and the cell connector 102 being clamped (see step 308 of the method explained below).
  • the cell connector 102 is welded to the connection terminal 32 by means of laser beam welding.
  • the laser beam 108 can form the joint connection 110 adjacent to and on the outside relative to the hold-down device 106.
  • the joint connection 110 is produced by means of resistance welding.
  • the hold-down device 106/pressure sleeve forms a first welding electrode and the tie rod 40 forms a second welding electrode, through which current flows during welding.
  • An energy storage cell 10 shown in sections in Figure 5 differs from the energy storage cell 10 in Figure 1 in that it is designed as a cylindrical cell.
  • the connection terminal 32 of this energy storage cell 10 does not comprise a rivet 40.
  • the end plate arrangement 30 has an inner first plate part which forms the end plate 54. Furthermore, the end plate arrangement 30 has an outer second plate part which forms the connection terminal 32.
  • the first plate part and the second plate part contact one another in the edge region of the housing 20 and are spaced apart from one another in the region of the central longitudinal axis A of the energy storage cell 10. In the edge region, a seal is also provided between the first and second plate parts and the housing 20 for sealing the inner region 22.
  • the second plate part preferably projects axially beyond a longitudinal end of the housing 20 in order to enable the simplest possible contacting by means of the cell connector 102.
  • the central longitudinal axis A also runs through the hole 36 in this variant.
  • the current conductors 26 of the electrode assembly 24 are connected to the first plate part indirectly (exclusively) by means of a current collecting element 28.
  • Figure 6 illustrates that the pulling mechanism by means of the tie rod 40, which is used when forming the joint connection between the connection terminal 32 of the cylindrical energy storage cell 10 from Figure 5 and the cell connector 102, essentially corresponds to the one described in connection with Figure 3.
  • the energy storage cell 10 from Figure 5 has all the features of the energy storage cell 10 from Figure 1.
  • the tension rod 40 from Figure 2 is also used for the energy storage cell 10 from Figure 5.
  • an inner edge of the hole 36 serves as the first connecting section 38, to which the tension rod 40 engages (see Figure 6).
  • FIG ? shows an energy storage cell arrangement 100 with several energy storage cells 10 according to Figure 1, which are electrically connected by means of a common cell connector 102.
  • the energy storage cells 10 can be connected in different ways, for example in series or parallel.
  • the energy storage cell arrangement 100 can advantageously be produced in an automated or semi-automated manner in this way.
  • the energy storage cells 10 comprise the features described above in connection with Figures 1 to 4.
  • the energy storage cell arrangement 100 comprises several energy storage cells 10 according to Figure 5.
  • Each of these energy storage cell arrangements 100 can be mounted in the motor vehicle 200 shown in simplified form in Figure 8 in the underfloor area between a front axle and a rear axle of the motor vehicle 200.
  • the energy storage cell arrangement 100 can be manufactured using a method 300 shown in simplified form in Figure 9.
  • the energy storage cell 10 from one of the figures described above and a tie rod 40, for example the tie rod 40 from Figure 2 are provided in a first step 302.
  • Several of these energy storage cells 10 can be provided; then what is said below for the energy storage cell 10 applies to each of these energy storage cells.
  • the cell connector 102 is arranged on the outside of the energy storage cell in such a way that its through hole 104 at least overlaps the hole 36 of the connection terminal 32, preferably leaving it completely accessible or uncovered.
  • the first connecting section 38 is then connected to the second connecting section 42 (step 306).
  • connection terminal 32 and the cell connector 102 are then clamped (pressed together) in step 308 by means of the hold-down device 106 and the tie rod 40.
  • step 310 a particularly firm joint connection is produced between the cell connector 102 and the connection terminal 32.
  • This step can include welding the cell connector 102 to the connection terminal 32 as explained in connection with Figures 3 and 4. The clamping can then be released and the tie rod 40 removed (step 312, optional).
  • the expression "at least one” has been partially omitted in this disclosure for the sake of simplicity. If a feature is described in the singular or in an indefinite form (e.g. the connection terminal, etc.), its plural form is also disclosed at the same time (e.g. the at least one connection terminal, i.e. the one connection terminal or the multiple connection terminals). At least partially/partially means partially/partially or completely. In the context of this disclosure, the term “essentially” includes the exact property or the exact value as well as deviations that are insignificant for the function of the property/value, for example due to manufacturing tolerances.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Energiespeicherzelle (10) für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Gehäuse (20), das einen Innenbereich (22) festlegt, und eine an das Gehäuse (20) gefügte, den Innenbereich (22) begrenzende Endplattenanordnung (30) mit einem Anschlussterminal (32), wobei das Anschlussterminal (32) an einer dem Innenbereich (22) entgegengesetzten Oberfläche (34) ein zur Umgebung (U) der Energiespeicherzelle (10) hin offenes Loch (36) aufweist, wobei das Anschlussterminal (32) am Loch (36) einen ersten Verbindungsabschnitt (38) zur lösbaren Verbindung der Endplattenanordnung (30) mit einem zumindest abschnittsweise komplementär zum ersten Verbindungsabschnitt (38) ausgebildeten Zuganker (40) aufweist. Ferner betrifft die Erfindung eine Energiespeicherzellenanordnung, ein Kraftfahrzeug, einen Zuganker und ein Verfahren zur Herstellung einer Energiespeicherzellenanordnung.

Description

Energiespeicherzelle, Energiespeicherzellenanordnung, Kraftfahrzeug, Zuganker und Verfahren zur Herstellung einer Energiespeicherzellenanordnung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energiespeicherzelle, eine Energiespeicherzellenanordnung mit der Energiespeicherzelle, ein Kraftfahrzeug mit der Energiespeicherzellenanordnung, einen Zuganker zur Verbindung mit der Energiespeicherzelle sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Energiespeicherzellenanordnung.
Moderne Energiespeicherzellen für Kraftfahrzeug-Antriebsbatterien, beispielsweise Lithium-Ionen-Akkumulatoren (in der Literatur auch als Lithium-Ionen Sekundärbatterien bezeichnet), weisen im Allgemeinen ein Gehäuse auf, in dessen Innenbereich ein Elektrolyt sowie eine Elektrodenbaugruppe mit einer Anode, einer Kathode und einem zwischen der Anode und der Kathode angeordneten Separator vorgesehen ist. Das Gehäuse der Energiespeicherzelle (sog. Zellgehäuse) wird bei zylindrischen Energiespeicherzellen auch als Dose (engl. „Can“) bezeichnet. Die Energiespeicherzelle umfasst außerdem mindestens ein Anschlussterminal (sog. „Pol“) zur Kontaktierung der Energiespeicherzelle mittels eines Zellverbinders. Um mehrere Energiespeicherzellen miteinander in Reihe und/oder parallel elektrisch zu verschalten, kann der Zellverbinder die Anschlussterminals dieser mehreren Energiespeicherzellen elektrisch leitend kontaktieren.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Energiespeicherzelle bereitzustellen, an die sich der Zellverbinder relativ leicht, insbesondere mit möglichst geringer mechanischer Beanspruchung des Gehäuses der Energiespeicherzelle, fügen lässt. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine entsprechende Energiespeicherzellenanordnung, ein entsprechendes Kraftfahrzeug, einen entsprechenden Zuganker sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Energiespeicherzellenanordnung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Energiespeicherzelle gemäß Patentanspruch 1 , eine Energiespeicherzellenanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8, ein Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 9, einen Zuganker nach Patentanspruch 10 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Energiespeicherzellenanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst.
Die Energiespeicherzelle ist bevorzugt als Sekundärbatterie ausgebildet und für eine Fahrzeug-Antriebsbatterie, wie beispielsweise einen Lithium-Ionen-Akkumulator, vorgesehen. Die Energiespeicherzelle umfasst ein Gehäuse, das einen Innenbereich festlegt, und eine an das Gehäuse gefügte, den Innenbereich begrenzende Endplattenanordnung mit einem Anschlussterminal. Das Anschlussterminal weist an einer dem Innenbereich entgegengesetzten Oberfläche ein zur Umgebung der Energiespeicherzelle hin offenes Loch auf. Das Anschlussterminal weist am Loch einen ersten Verbindungsabschnitt auf. Dieser erste Verbindungsabschnitt ist bevorzugt zur lösbaren Verbindung der Endplattenanordnung mit einem zumindest abschnittsweise komplementär zum ersten Verbindungsabschnitt ausgebildeten Zuganker vorgesehen. Vorzugsweise enthält der Zuganker dabei einen zweiten Verbindungsabschnitt, der komplementär zum ersten Verbindungsabschnitt ausgebildet ist.
Dies ermöglicht, den Zellverbinder außenseitig gegen das Anschlussterminal zu drücken, im Wesentlichen ohne diese Druckkraft in das Gehäuse einzuleiten. Indem nämlich die Verbindung zwischen dem ersten Verbindungsabschnitt und dem zweiten Verbindungsabschnitt hergestellt wird, lässt sich eine zu der Druckkraft entgegengesetzte Gegenkraft mittels des Zugankers auf die Endplattenanordnung ausüben. Wenn die Druckkraft und die Gegenkraft betraglich im Wesentlichen gleich sind, heben sich diese beiden Kräfte gegenseitig auf, sodass eine Verbindungsstelle zwischen dem Gehäuse und der Endplattenanordnung sowie das Gehäuse selbst möglichst wenig mechanisch beansprucht werden. In der Folge kann eine Wanddicke des Gehäuses reduziert beziehungsweise ein Innenvolumen der Energiespeicherzelle vergrößert werden, sodass bei vorbestimmtem Bauraum mehr Platz für die Elektrodenbaugruppe zur Verfügung steht. D. h., ein Energiespeicherzellenmodul mit mehreren der hier vorgeschlagenen Energiespeicherzellen kann sich de facto durch eine höhere Energiedichte auszeichnen und dennoch einfach, vorzugsweise automatisiert, hergestellt werden. Ferner kann die Lebensdauer der Energiespeicherzelle vergrößert werden. Im Kontext der vorliegenden Offenbarung bezeichnet der Begriff „komplementär“ gemäß seiner allgemeinen Definition zwei sich ergänzende Elemente. Wie unten im Detail erläutert, kann die komplementäre Ausgestaltung von erstem Verbindungsabschnitt und zweitem Verbindungsabschnitt bedeuten, dass der erste Verbindungsabschnitt formschlüssig oder kraftschlüssig mit dem zweiten Verbindungsabschnitt verbunden sein kann.
Das Gehäuse ist vorzugsweise mittels der Endplattenanordnung verschlossen. In dem Innenbereich des Gehäuses können eine Elektrodenbaugruppe sowie ein Elektrolyt angeordnet sein. Die Elektrodenbaugruppe umfasst vorzugsweise eine Anode, eine Kathode und einen zwischen der Anode und der Kathode angeordneten (ein- der mehrteiligen) Separator. Die Anode bzw. Kathode umfasst vorzugsweise eine jeweilige metallische Elektrode (anodenseitig beispielsweise Kupfer; kathodenseitig beispielsweise Aluminium), die mit einem Aktivmaterial beschichtet ist. Vorteilhafterweise enthält ein Material der Anode der Elektrodenbaugruppe Silizium, insbesondere Siliziumoxid oder ein Silizium-Kohlenstoffkomposit. Dies ermöglicht, die Energiedichte der Energiespeicherzelle effektiv zu steigern. Die Elektrodenbaugruppe kann gewickelt (als sogenannte Jelly-Roll) oder gestapelt (beispielsweise als sogenannter Z-Stack) ausgebildet sein. Insbesondere, aber nicht nur, in letzterem Fall können die Anode, die Kathode und/oder der Separator bevorzugt jeweils mehrteilig ausgebildet sein. Stromableiter (sog. Ableiterfähnchen) der Elektrodenbaugruppe können das Anschlussterminal innenseitig (d.h., im Innenbereich oder auf einer dem Innenbereich zugewandten Seite des Anschlussterminals) kontaktieren. Diese Kontaktierung kann stromleitend ausgebildet sein.
Die Energiespeicherzelle ist vorzugsweise als zylindrische oder prismatische Zelle ausgebildet. Das Loch ist bei Betrachtung der Energiespeicherzelle entlang einer Oberflächennormale der Oberfläche (bezogen auf die Energiespeicherzelle oder das Anschlussterminal) vorzugsweise mittig (zentral) angeordnet. Höchstvorzugsweise befindet sich das Loch bei derselben Betrachtung (d.h., bei Betrachtung der Energiespeicherzelle in Einbaulage von oben) zentral am Anschlussterminal. Wenn die Energiespeicherzelle als zylindrische Zelle ausgebildet ist, verläuft eine Mittel längsachse der Energiespeicherzelle vorzugsweise durch das Loch. Wenn die Energiespeicher- zelle hingegen als prismatische Zelle ausgebildet ist, kann zumindest eine Hauptfläche der Energiespeicherzelle durch das Loch verlaufen. Diese zentrale Anordnung des Lochs ermöglicht, die Gegenkraft derart auszuüben, dass die auf das Gehäuse der Energiespeicherzelle einwirkende mechanische Belastung wirkungsvoll reduziert wird.
Das Loch ist vorzugsweise als Sackloch ausgebildet. Dies ermöglicht, die Abdichtung des Innenbereichs relativ leicht und effizient zu realisieren. Insbesondere kann hierbei eine fluidleitende Verbindung des Innenbereichs mit der Umgebung durch das Loch auf einfache Weise vermieden werden. In einer bevorzugten Variante umfasst die Endplattenanordnung, insbesondere das Anschlussterminal, einen Niet. Vorzugsweise umfasst der Niet genau einen Kopf; er hat also bevorzugt keinen Schließkopf. Der Niet kann als Flachkopfniet ausgebildet sein, um eine möglichst kompakte Bauweise der Endplattenanordnung zu ermöglichen. Der Niet kann derart angeordnet sein, dass sein Kopf an einer der Oberfläche entgegengesetzten Seite des Anschlussterminals angeordnet ist. Mit anderen Worten kann der Kopf des Niets innenseitig, insbesondere in den Innenbereich, angeordnet sein. Das dem Kopf entgegengesetzte Ende des Niets kann einen Teil der vorgenannten (dem Innenbereich entgegengesetzten) Oberfläche des Anschlussterminals ausbilden. An diesem Ende des Niets kann das Anschlussterminal einen Anschlussabschnitt umfassen, der zum Beispiel als Ring ausgebildet sein kann. Insbesondere kann der Anschlussabschnitt kann eine Durchgangsbohrung umfassen. Die Innenumfangsfläche des Anschlussabschnitts kann die Außenumfangsfläche des Niets kontaktieren und vorzugsweise an der dadurch ausgebildeten Grenzfläche stoffschlüssig mit dem Niet verbunden (höchstvorzugsweise verschweißt) sein. Vorzugsweise ist das Loch in dem Niet ausgebildet. Höchstvorzugsweise sind das Loch und der Niet koaxial zueinander ausgerichtet.
Die Endplattenanordnung kann ferner eine Endplatte aufweisen. Die Kontur der Endplatte kann durch die Innenumfangsfläche des Gehäuses am anschlussterminalseitigen Ende des Gehäuses festgelegt sein. D.h., eine Außenumfangsfläche der Endplatte kann eine Innenumfangsfläche des Gehäuses kontaktieren. Dementsprechend kann die Endplattenanordnung das Gehäuse verschließen. Die Form der Endplatte richtet sich vorzugsweise nach der Geometrie der Energiespeicherzelle. Vorzugsweise ist die Endplatte als flache Platte ausgebildet. Die Endplatte kann eine Öffnung, insbesondere Durchgangsöffnung, umfassen. Der Niet kann sich durch diese Durchgangsöffnung hindurch erstrecken. Die Durchgangsöffnung kann koaxial zu dem Loch und/oder dem Niet angeordnet sein. Um den Innenbereich abzudichten, kann ein Dichtungselement (beispielsweise ein O-Ring) zwischen dem Kopf des Niets und einer dem Innenbereich zugewandten Oberfläche der Endplatte eingespannt sein. Ein das Loch enthaltender Hauptabschnitt des Niets kann sich durch das Dichtungselement hindurch erstrecken. Die Endplatte kann an Ihrer Grenzfläche zum Gehäuse stoffschlüssig mit dem Gehäuse verbunden (insbesondere verschweißt) sein.
Auf einer dem Innenbereich entgegengesetzten Seite/Fläche der Endplatte kann sich das Anschlussterminal indirekt mittels einer Dichtung abstützen. Die Dichtung kann von dem Niet durchsetzt sein. Vorzugsweise ist die Dichtung ebenfalls koaxial zum Niet angeordnet. Die Dichtung und/oder das Dichtelement können jeweils vorzugsweise isolierend ausgebildet sein. Die Stromleitung kann von der Elektrodenbaugruppe über die Stromableiter direkt in das Anschlussterminal (einschließlich des Niets) erfolgen, um Verluste zu reduzieren. Vorzugsweise umfasst die Dichtung an ihrer dem Innenbereich zugewandten Oberfläche ein (nicht ebenes) Profil, welches zu einem Profil an einer von dem Innenbereich abgewandten Oberfläche der Dichtung komplementär ist. Beispielsweise kann die Dichtung an der dem Innenbereich zugewandten Oberfläche Vorsprünge aufweisen, die in korrespondierende Vertiefungen an der von dem Innenbereich abgewandten Oberfläche der Endplatte eingreifen können. Analog kann die Dichtung auf ihrer von dem Innenbereich abgewandten Oberfläche ein Profil aufweisen, das zu einem Profil der dem Innenbereich / der Endplatte zugewandten Fläche des Anschlussterminals zumindest abschnittsweise komplementär ist.
Somit kann das Anschlussterminal sowohl in Axialrichtung (d.h., in der Haupterstreckungsrichtung / entlang der Achse des Niets) als auch in Transversalrichtung (d.h., quer zur Haupterstreckungsrichtung / Achse des Niets) an der Endplatte abgestützt sein, insbesondere ohne dass der Niet die Endplatte kontaktiert. In der Folge ermöglicht die vorliegende Ausgestaltung eine relativ hohe Flexibilität hinsichtlich der Materialauswahl der einzelnen Komponenten der Endplattenanordnung. Da das Anschlussterminal die Öffnung durchsetzt und beiderseits der Endplatte (über das Dichtelement bzw. die Dichtung) an der Endplatte abgestützt ist, kann das Anschlussterminal unter Einspannung der Endplatte an letzterer befestigt sein.
In einer weiteren Variante kann die Endplatte einen ersten Plattenteil und einen zweiten Plattenteil aufweisen. Die Energiespeicherzelle gemäß dieser Variante ist vorzugsweise eine zylindrische Zelle. Der zweite Plattenteil kann das Anschlussterminal ausbilden und dementsprechend das Loch umfassen, in das der Zuganker eingreifen kann. Der erste Plattenteil kann zusammen mit einer weiteren Dichtung zwischen dem ersten Plattenteil und dem Gehäuse, die entlang des Umfangs des ersten Plattenteils verlaufen kann, den Innenbereich des Gehäuses gegenüber der Umgebung abdichten. Der erste und der zweite Plattenteil können einander in einem Randbereich der Energiespeicherzelle kontaktieren. Von dieser Kontaktstelle ausgehend kann der erste Plattenteil derart verlaufen, dass sein Abstand von dem zweiten Plattenteil mit zunehmendem Abstand von dem Gehäuse zunimmt. Auf einer der Elektrodenbaugruppe zugewandten Oberfläche des ersten Plattenteils kann eine Kontaktplatte zur Kontaktierung mittels des Stromableiters vorgesehen sein.
Der hier vorgeschlagene Zuganker umfasst den zweiten Verbindungsabschnitt zur Verbindung mit dem ersten Verbindungsabschnitt der vorstehend beschriebenen Energiespeicherzelle. Vorzugsweise ist diese Verbindung zerstörungsfrei lösbar. Dementsprechend ist die Verbindung bevorzugt formschlüssig und/oder kraftschlüssig, jedoch insbesondere nicht stoffschlüssig. Der zweite Verbindungsabschnitt kann komplementär zu dem ersten Verbindungsabschnitt ausgebildet sein. An dem Loch kann somit ein form- oder mindestens kraftschlüssiges Widerlager gegenüber der Niederhaltevorrichtung (Anpresshülse) im Anschlussterminal bzw. Niet integriert sein. Dies ermöglicht, eine Krafteinleitung in die weiteren Zellkomponenten (Isolation, Dichtung, Cap-Plate, Zellgehäuse) zu verringern oder zu vermeiden.
Um die Energiespeicherzelle relativ schnell und einfach, insbesondere automatisiert, mit dem Zellverbinder stromleitend zu verbinden und das Gehäuse dabei so wenig wie möglich mechanisch zu belasten, kann der Zuganker verwendet werden. Wie im Zusammenhang mit dem nachstehend erläuterten Verfahren zur Herstellung einer Energiespeicherzelleanordnung im Detail beschrieben, kann der Zuganker durch Eingriff in das Loch und Herstellung der Verbindung zwischen dem ersten Verbindungsabschnitt und dem zweiten Verbindungsabschnitt das Anschlussterminal mit einer Kraft beaufschlagen, die von der Elektrodenbaugruppe weg gerichtet ist. Somit kann das Anschlussterminal mittels des damit verbundenen Zugankers wirkungsvoll gegen den Zellverbinder gezogen werden. Eine Niederhaltevorrichtung (auch Niederhalter) kann den Zellverbinder hingegen in Richtung der Endplattenanordnung drücken.
Damit der Zuganker zerstörungsfrei lösbar mit dem Anschlussterm inal/an dem Loch befestigt werden kann, um das Anschlussterminal auswärts ziehen zu können, umfasst der erste Verbindungsabschnitt beispielsweise eine Hinterschneidung, ein Gewinde und/oder eine (erste) Verschlusshälfte eines Bajonettverschlusses. Insbesondere kann die Hinterschneidung realisiert werden als Einschnürung des Lochs. In einer besonders bevorzugten Variante kann also ein Innendurchmesser des Lochs an einem von dem Innenbereich/der Elektrodenbaugruppe abgewandten Ende („außenseitig“) kleiner sein als ein Innendurchmesser des Lochs an einer näher zum Innenbereich liegenden Stelle. Wenn der erste Verbindungsabschnitt das Gewinde umfasst, kann dieses Gewinde als Innengewinde ausgebildet sein. Dementsprechend kann der zweite Verbindungsabschnitt als zu dem Innengewinde passendes Außengewinde ausgebildet sein. Bei der Bajonett-Variante kann der zweite Verbindungsabschnitt analog als zu der ersten Verschlusshälfte passende zweite Verschlusshälfte ausgebildet sein. Beispielsweise kann der zweite Verbindungsabschnitt bei der Bajonett-Variante mit Wellenzapfen ausgebildet sein.
Insbesondere wenn der erste Verbindungsabschnitt die Hinterschneidung umfasst, kann der Zuganker einen Dorn und eine Hülse für den Dom umfassen oder als in die Hülse zumindest abschnittsweise eingeführter Dorn ausgebildet sein. Zum Befestigen dieses Zugankers am Anschlussterminal kann der Durchmesser des Zugankers am zweiten Verbindungsabschnitt durch axiales Verlagern der Hülse veränderbar sein. Dies lässt sich besonders elegant realisieren, indem der Dom zumindest abschnittsweise derart ausgebildet ist, dass sich ein Durchmesser des Doms in Richtung eines (zum Eingriff in das Loch vorgesehenen) Längsendes des Doms vergrößert. Der zweite Verbindungsabschnitt kann das Längsende des Doms sowie ein Längsende der Hülse umfassen. Die Hülse kann in einem Zustand, in dem der Dom zumindest teil- weise in die Hülse eingeführt ist, derart entlang des Dorns in Richtung des Längsen- des des Doms verlagerbar sein, dass sich dabei ein Außendurchmesser der Hülse an einem Längsende der Hülse vergrößert. Die Hülse kann vorteilhaft an dem genannten Längsende geschlitzt sein, um sich einfach aufweiten zu können. Mittels dieses Zugankers kann also ein „aufpilzender“ Zugmechanismus realisiert werden.
Die hier vorgeschlagene Energiespeicherzellenanordnung umfasst mindestens eine, bevorzugt mehrere, vorstehend im Detail beschriebene Energiespeicherzelle(n). Ferner umfasst die Energiespeicherzellenanordnung einen an das Anschlussterminal der mindestens einen Energiespeicherzelle gefügten, ebenfalls oben beschriebenen, Zellverbinder. Bei der Energiespeicherzellenanordnung kann es sich um einen (Kraftfahrzeug-) Energiespeicher, insbesondere um eine Antriebsbatterie für das Kraftfahrzeug, handeln.
Bevorzugt sind mehrere der Energiespeicherzellen vorgesehen und mittels eines Zellverbinders verbunden. Der Zellverbinder weist ein Durchgangsloch auf, welches das Loch des Anschlussterminals überlappt. Das Durchgangsloch des Zellverbinders kann an dem Loch des Anschlussterminals (insbesondere bei Betrachtung entlang der Oberflächennormale) ausgerichtet / dazu fluchtend sein. Somit kann der Zuganker bei der Montage des Zellverbinders an die Energiespeicherzelle schnell und effizient mit dem Loch in Eingriff gebracht werden. Vorzugsweise ist der Zellverbinder unter Verwendung des Zugankers und/oder mindestens einer Niederhaltevorrichtung an das Anschlussterminal gefügt. Der Zellverbinder ist bevorzugt stoffschlüssig mit dem Anschlussterminal verbunden, insbesondere verschweißt.
Das hier vorgeschlagene Kraftfahrzeug ist bevorzugt ein Land-, Wasser- oder Luftfahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug oder ein Personenkraftwagen. Das Kraftfahrzeug umfasst die vorstehend im Detail beschriebene Energiespeicherzellenanordnung (bzw. Energiespeicher). Vorzugsweise ist der Energiespeicherzellenanordnung / der Energiespeicher als Flachspeicher ausgebildet. Sie/er kann insbesondere zwischen zwei benachbarten Achsen (insbesondere einer Vorderachse und einer Hinterachse) des Kraftfahrzeuges im Unterflurbereich des Kraftfahrzeuges angeordnet sein. Zur Herstellung einer Energiespeicherzellenanordnung, insbesondere der oben beschriebenen Energiespeicherzellenanordnung, ist hier ein Verfahren vorgeschlagen, das folgende Schritte umfasst, die vorzugsweise in der nachstehenden Reihenfolge durchgeführt werden können: Bereitstellen einer vorstehend im Detail beschriebenen Energiespeicherzelle und eines vorstehend im Detail beschriebenen Zugankers; Anordnen eines Zellverbinders mit einem Durchgangsloch derart an dem Anschlussterminal, dass das Durchgangsloch das Loch des Anschlussterminals überlappt;
Verbinden des ersten Verbindungsabschnitts mit dem zweiten Verbindungsabschnitt; Verspannen von Anschlussterminal und Zellverbinder durch Ausüben einer von dem Innenbereich weg gerichteten ersten Kraft auf den Zuganker und Ausüben einer der ersten Kraft entgegen gerichteten zweiten Kraft auf das Anschlussterminal; und Ausbilden einer, insbesondere festen, Fügeverbindung zwischen dem Zellverbinder und dem Anschlussterminal.
Darüber hinaus kann das Verfahren die oben beschriebenen Merkmale der Energiespeicherzelle umfassen oder Schritte enthalten, in denen diese Merkmale ausgebildet werden. Beispielsweise kann das Verfahren umfassen, dass die Fügeverbindung zwischen dem Zellverbinder und dem Anschlussterminal als Schweißverbindung hergestellt wird. D.h., in diesem Schritt kann der Zellverbinder mit dem Anschlussterminal verschweißt werden. Insbesondere kann dabei der Zellverbinder mittels Widerstandsschweißen mit dem Anschlussterminal verschweißt werden. Dies lässt sich sehr elegant realisieren, indem der Zuganker als erste Elektrode der Widerstandsschweißvorrichtung dient und die zweite Kraft von der Niederhaltevorrichtung bewirkt wird, die gleichzeitig als zweite Elektrode der Widerstandsschweißvorrichtung dient. Bei Einsatz von beispielsweise Wolfram-Carbid-Verbindungen beim Widerstandsschweißen werden vergleichsweise große Anpresskräfte realisiert, die mittels des Zugmechanismus ausgeglichen werden können. Wenn der Zellverbinder hingegen mittels Laserstrahlschweißen mit dem Anschlussterminal verschweißt wird, kann der Laserschweißvorgang zeitgleich mit dem Verspannen von Anschlussterminal und Zellverbinder durchgeführt werden. Vorteilhafterweise ermöglicht das Verspannen, einen Abstand zwischen den zu verschweißenden Bauteilen zu reduzieren, um eine gute Stromleitung zu ermöglichen. Bevorzugte Ausführungsformen einer Energiespeicherzelle, einer Energiespeicherzellenanordnung, eines Kraftfahrzeuges, eines Zugankers sowie eines Verfahrens zur Herstellung einer Energiespeicherzellenanordnung werden nun genauer unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen, nicht maßstabsgetreuen Zeichnungen erläutert, wobei
Figur 1 eine Variante einer Energiespeicherzelle in einer Querschnittsansicht zeigt, wobei die Energiespeicherzelle mittels eines Zellverbinders kontaktiert ist;
Figur 2 einen Zuganker für die Energiespeicherzelle aus Figur 1 in verschiedenen Zuständen zeigt;
Figur 3 die Energiespeicherzelle aus Figur 1 mit dem Zuganker aus Figur 2 während der Herstellung einer Energiespeicherzellenanordnung zeigt, wobei das Anschlussterminal mittels Laserstrahlschweißen mit dem Zellverbinder verschweißt wird;
Figur 4 die Energiespeicherzelle aus Figur 1 mit dem Zuganker aus Figur 2 während der Herstellung einer Energiespeicherzellenanordnung zeigt, wobei das Anschlussterminal mittels Widerstandsschweißen durch den Zuganker mit dem Zellverbinder verschweißt wird;
Figur 5 eine weitere Variante einer Energiespeicherzelle in einer detaillierten Querschnittsansicht zeigt, wobei die Energiespeicherzelle als zylindrische Zelle ausgebildet ist;
Figur 6 die Energiespeicherzelle aus Figur 5 zeigt, wobei sich der Zuganker mit dem Loch des Anschlussterminals in Eingriff befindet;
Figur 7 eine Energiespeicherzellenanordnung mit mehreren Energiespeicherzellen gemäß Figur 1 zeigt; Figur 8 ein Kraftfahrzeug mit der Energiespeicherzellenanordnung aus Figur 7 zeigt; und
Figur 9 ein Verfahren zur Herstellung einer Energiespeicherzellenanordnung zeigt.
Die Figur 1 zeigt eine Energiespeicherzelle 10 in ihrem mittels eines Zugankers 40 aus Figur 2 mit einem Zellverbinder 102 verbundenen Zustand. Die Energiespeicherzelle 10 bildet zusammen mit dem Zellverbinder 102 eine Energiespeicherzellenanordnung 100 (Energiespeicher) für ein in Figur 8 gezeigtes Kraftfahrzeug 200 (hier: Personenkraftwagen). Die Energiespeicherzellenanordnung 100 kann mehrere derartige Energiespeicherzellen 10 umfassen, die mittels desselben Zellverbinders 102 verbunden sind (vgl. Figur 7). Die Energiespeicherzelle 10 ist hier ohne Beschränkung der Allgemeinheit als prismatische Zelle ausgebildet und enthält ein Gehäuse 20, das einen Innenbereich 22 zur Aufnahme einer Elektrodenbaugruppe 24 sowie eines nicht dargestellten Elektrolyten festlegt. Die Längsseiten (Längswände) des Zellgehäuses 12 können parallel zueinander und in Figur 1 senkrecht zur Blattebene verlaufen. Eine Hauptebene (Mittellängsebene) der prismatischen Zelle verläuft parallel zu diesen Längsseiten.
Die Energiespeicherzelle 10 umfasst ferner eine an das Gehäuse 20 gefügte, den Innenbereich 22 begrenzende Endplattenanordnung 30. Das Gehäuse 20 weist an seiner Oberseite (in Figur 1 oben) eine Öffnung auf, durch die die Elektrodenbaugruppe 24 in den Innenbereich eingebracht worden ist und die mittels der Endplattenanordnung 30 verschlossen ist. Die Endplattenanordnung 30 umfasst eine Endplatte 54, die an ihrer Außenumfangsfläche mit einer Innenumfangsfläche des Gehäuses 20 stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt, ist. Die Endplatte 54 umfasst (pro Pol) mindestens eine Öffnung 56, durch die sich jeweils ein Anschlussterminal 32 der Energiespeicherzelle 10 hindurch erstreckt. D.h., wenn mehrere Pole / Anschlussterminale 32 vorgesehen sind, kann jeweils eine Öffnung 56 einem Anschlussterminal 32 zugeordnet sein. Im Folgenden für das Anschlussterminal 32 / die Öffnung 56 gesagtes kann für jedes Anschlussterminal 32 bzw. jede Öffnung 56 gelten. Das Anschlussterminal 32 ist sowohl außenseitig (in Figur 1 oben) als auch innenseitig (in Figur 1 unten) an der Endplatte 54 abgestützt. Insbesondere kann das Anschlussterminal 32 die Endplatte 54 indirekt mittels eines Dichtungselements 33 (hier: O-Ring; bezüglich der Energiespeicherzelle 10 innenseitig) und/oder einer Dichtung 60 (bezüglich der Energiespeicherzelle 10 außenseitig) kontaktieren. Dabei kann das Dichtungselement 33 beziehungsweise die Dichtung 60 zwischen einem Abschnitt des Anschlussterminals 32 und der Endplatte 54 eingespannt sein. In der Folge kann das Anschlussterminal 32 auf diese Weise stabil an der Endplatte 54 befestigt sein.
Das Anschlussterminal 32 weist an einer dem Innenbereich 22 entgegengesetzten (außenseitigen) Oberfläche 34 ein zur Umgebung U der Energiespeicherzelle 10 hin offenes Loch 36 auf. In der vorliegenden Variante ist das Loch 36 bei Betrachtung der Energiespeicherzelle 10 entlang einer Oberflächennormale der Oberfläche 34 bezogen auf die Energiespeicherzelle 10 oder bezogen auf das Anschlussterminal 32 (d.h., den zugehörigen Pol der Energiespeicherzelle) mittig angeordnet. Vorzugsweise ist das Loch 36 als Sackloch ausgebildet, wenngleich das Loch 36 alternativ als Durchgangsloch in einem Plattenteil des Anschlussterminals 32 vorgesehen sein kann (siehe Figur 5). Das Anschlussterminal 32 umfasst an dem Loch 36 / im Bereich des Lochs 36 einen ersten Verbindungsabschnitt 38 zur lösbaren Verbindung der Endplattenanordnung 30 mit einem zumindest abschnittsweise komplementär zum ersten Verbindungsabschnitt 38 ausgebildeten Zuganker 40.
Vorliegend hat das Anschlussterminal 32 einen Niet 50, insbesondere Flachkopfniet. Der Niet 50 umfasst einen Kopf 52, der innenseitig bezüglich der Energiespeicherzelle 10 angeordnet ist. Die Stromableiter 26 der Elektrodenbaugruppe 24 kontaktieren den Kopf 52. Ein sich vom Kopf 52 in Richtung der Umgebung U der Energiespeicherzelle durch die Endplatte 54 hindurch erstreckender (zylindrischer) Hauptabschnitt 55 des Niets 50 umfasst an seiner dem Kopf 52 entgegengesetzten Oberfläche das Loch 36. Zwischen dem Kopf 52 und einer den Innenbereich begrenzenden Oberfläche der Endplattenanordnung 30, insbesondere der Endplatte 54, ist das Dichtungselement 33 eingespannt. Auf diese Weise kann der Innenbereich 22 gegenüber einer Öffnung 56 in der Endplatte 54 wirkungsvoll, einfach und bauraumeffizient abgedichtet werden. Dementsprechend durchsetzt das Anschlussterminal 32 die Öffnung 56 und ist unter Einspannung der Endplatte 54 an letzterer befestigt.
Außenseitig bezüglich der Endplatte 54 ist das Anschlussterminal 32 an einer dem Innenbereich 22 entgegengesetzten Fläche 58 der Endplatte 54 indirekt mittels einer Dichtung 60 abgestützt. Der Hauptabschnitt 55 des Niets 50 durchsetzt in Richtung der Außenseite nach der Endplatte 54 die Dichtung 60 sowie (zumindest abschnittsweise einen Anschlussabschnitt 35 des Anschlussterminals 32. Der Anschlussabschnitt 35 des Anschlussterminals 32 spannt die Dichtung 60 gegen die Fläche 58 der Endplatte 54, um eine zusätzliche Abdichtung Energiespeicherzelle 10 zu erreichen. Die Dichtung 60 weist an ihrer Unterseite ein Profil auf, welches komplementär zu einem Profil an der Fläche 58 ist, um einer transversalen Verlagerung der Dichtung 60 unter Last entgegenzuwirken. Der Hauptabschnitt 55 ist an den Anschlussabschnitt 35 gefügt, insbesondere stoffschlüssig mit dem Anschlussabschnitt 35 verbunden (bevorzugt verschweißt).
Um den Zellverbinder 102 möglich fest an die Energiespeicherzelle 10 zu fügen, insbesondere damit zu verschweißen, ist es vorteilhaft, den Zellverbinder 102 (axial) mittels einer Niederhaltevorrichtung 106 gegen das Anschlussterminal 32 zu pressen. Auf diese Weise lässt sich der Spalt zwischen den zu fügenden Bauteilen verkleinern. Um die erforderliche Druckkraft (im Folgenden auch zweite Kraft 47) nicht in das Gehäuse 24 einzuleiten, ist vorgesehen, den Zuganker 40 aus Figur 2 mit seinem zum ersten Verbindungsabschnitt 38 (vorliegend: zu dem Loch 36) komplementären zweiten Verbindungsabschnitt 42 in das Loch 36 einzubringen und anhand dieses Eingriffs dort formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Anschlussabschnitt 35 zu verbinden. Die Niederhaltevorrichtung 106 kann vorteilhaft als Anpresshülse ausgebildet sein. Ein Innendurchmesser der Anpresshülse ist wie in Figur 3 gezeigt bevorzugt größer als ein Außendurchmesser des Zugankers 40. Der Zuganker 40 ist koaxial zur Anpresshülse angeordnet.
Vorliegend umfasst der erste Verbindungsabschnitt 38 wie in Figur 1 gezeigt eine Hinterschneidung, an der der zweite Verbindungsabschnitt 42 des Zugankers 40 angreifen kann. Anstelle der Hinterschneidung oder zusätzlich dazu kann der zweite Verbindungsabschnitt 42 mit einem Gewinde, insbesondere Außengewinde, oder einer Verschlusshälfte eines Bajonettverschlusses ausgebildet sein. Der Zellverbinder 102 weist ein Durchgangsloch 104 auf, welches mit dem Loch 36 korrespondierend ausgerichtet ist (d.h, das Loch 36 des Anschlussterminals 32 überlappt).
Die Figur 2 zeigt den Zuganker 40 in zwei Detailansichten. Der Zuganker 40 umfasst den zweiten Verbindungsabschnitt 42 zur vorzugsweise zerstörungsfrei lösbaren Verbindung mit dem ersten Verbindungsabschnitt 38 der Energiespeicherzelle 10 aus Figur 1 . Der zweite Verbindungsabschnitt 42 ist allgemein komplementär zu dem ersten Verbindungsabschnitt 38 ausgebildet. Bei der vorliegenden bevorzugten Ausgestaltung ist der Zuganker 40 mit einem Dorn 44 und einer Hülse 46 für den Dorn 44 ausgebildet. Der Dorn 44 ist zumindest abschnittsweise derart ausgebildet, dass sich ein Durchmesser des Dorns 44 in Richtung eines Längsendes 48 des Doms 44 vergrößert. Insbesondere hat der Dorn 44 hat ein zum Eingriff in das Loch 36 vorgesehenes Längsende 48, an dem der Dorn 44 einen größeren Querschnitt aufweist als an einem von dem Längsende 48 entfernten Hauptteil 45 des Dorns 44. Analog dazu weist die Hülse 46 ein zum Eingriff in das Loch 36 vorgesehenes Längsende 49 auf, an dem sich die Hülse 46 aufweiten lässt.
Wenn der Dorn 44 zumindest teilweise in die Hülse 46 eingeführt ist (siehe Figur 2, Mitte) kann die Hülse 46 unter Beibehaltung dieses Eingriffs derart entlang des Doms 44 („auf dem Dom“) in Richtung des Längsendes 48 des Doms 44 verlagert werden, dass sich dabei ein Außendurchmesser der Hülse 46 am Längsende 49 der Hülse 46 vergrößert (vgl. Figur 2, rechts). Der zweite Verbindungsabschnitt 42 des Doms 44 umfasst dabei die beiden Längsenden 48, 49. Zur Verankerung des Zugankers 40 an dem Anschlussterminal 32 durch Herstellung der formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung kann also zunächst der Dom 44 in seine in Figur 3 bzw. Figur 4 gezeigte Endstellung gebracht werden. Anschließend kann die Hülse 46 mit dem Dom 44 in Eingriff gebracht und in Richtung des Anschlussterminals 32 verlagert werden. Wenn das Längsende 49 der Hülse 46 das Längsende 48 des Doms 44 erreicht hat, ist der Zuganker 40 wie in den Figuren 3 und 4 dargestellt verliersicher in dem Loch 36 fixiert. Um der zweiten Kraft 47 entgegenzuwirken, kann somit an dem Zuganker 40 gezogen werden, d.h., eine erste Kraft 43 auf den Zuganker 40 ausgeübt werden, die antiparallel zur zweiten Kraft 47 gerichtet ist (siehe Figur 3). Daraus resultiert, dass das Anschlussterminal 32 und der Zellverbinder 102 verspannt sind (vgl. Schritt 308 des nachstehend erläuterten Verfahrens).
In der Variante aus Figur 3 ist der Zellverbinder 102 mit dem Anschlussterminal 32 mittels Laserstrahlschweißen verschweißt. Der Laserstrahl 108 kann die Fügeverbindung 110 benachbart sowie außenseitig relativ zu der Niederhaltevorrichtung 106 ausbilden. In einer Modifikation gemäß Figur 4 wird die Fügeverbindung 110 mittels Widerstandsschweißen hergestellt. In diesem Fall bildet die Niederhaltevorrichtung 106/Anpresshülse eine erste Schweißelektrode und der Zuganker 40 eine zweite Schweißelektrode, durch die beim Schweißen jeweils Strom fließt.
Eine in Figur 5 abschnittsweise dargestellte Energiespeicherzelle 10 unterscheidet sich dadurch von der Energiespeicherzelle 10 aus Figur 1 , dass sie als zylindrische Zelle ausgebildet ist. Das Anschlussterminal 32 dieser Energiespeicherzelle 10 umfasst keinen Niet 40. Die Endplattenanordnung 30 weist einen innenseitigen ersten Plattenteil auf, der die Endplatte 54 ausbildet. Ferner weist die Endplattenanordnung 30 einen außenseitigen zweiten Plattenteil auf, der das Anschlussterminal 32 ausgebildet. Der erste Plattenteil und der zweite Plattenteil kontaktieren einander im Randbereich des Gehäuses 20 und sind im Bereich der Mittellängsachse A der Energiespeicherzelle 10 voneinander beabstandet. In dem Randbereich ist ferner eine Dichtung zwischen dem ersten sowie zweiten Plattenteil und dem Gehäuse 20 zur Abdichtung des Innenbereichs 22 vorgesehen.
Im Bereich der Mittellängsachse A ragt der zweite Plattenteil bevorzugt axial über ein Längsende des Gehäuses 20 hinaus, um eine möglichst einfache Kontaktierung mittels des Zellverbinders 102 zu ermöglichen. Die Mittellängsachse A verläuft auch bei dieser Variante durch das Loch 36 hindurch. Die Stromableiter 26 der Elektrodenbaugruppe 24 sind mit dem ersten Plattenteil indirekt (ausschließlich) mittels eines Stromsammelelements 28 verbunden. Die Figur 6 verdeutlicht, dass der Zugmechanismus mittels des Zugankers 40, der beim Ausbilden der Fügeverbindung zwischen dem Anschlussterminal 32 der zylindrischen Energiespeicherzelle 10 aus Figur 5 und dem Zellverbinder 102 verwendet wird, im Wesentlichen dem in Zusammenhang mit Figur 3 erläuterten Zugmechanismus entspricht. Darüber hinaus weist die Energiespeicherzelle 10 aus Figur 5 alle Merkmale der Energiespeicherzelle 10 aus Figur 1 auf. Ferner wird auch für die Energiespeicherzelle 10 aus Figur 5 der Zuganker 40 aus Figur 2 verwendet. Eine innenseitige Kante des Lochs 36 dient bei dieser Variante als erster Verbindungsabschnitt 38, an dem der Zuganker 40 angreift (siehe Figur 6).
Die Figur ? zeigt eine Energiespeicherzellenanordnung 100 mit mehreren Energiespeicherzellen 10 gemäß Figur 1 , die mittels eines gemeinsamen Zellverbinders 102 elektrisch verbunden sind. Hierbei können die Energiespeicherzellen 10 verschiedentlich, beispielsweise in Reihe oder parallel, verschaltet sein. Vorteilhaft lässt sich die Energiespeicherzellenanordnung 100 auf diese Weise automatisiert oder teilautomatisierten produzieren. Die Energiespeicherzellen 10 umfassen die vorstehend in Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 4 beschriebenen Merkmale. In einer nicht dargestellten Modifikation umfasst die Energiespeicherzellenanordnung 100 mehrere Energiespeicherzellen 10 gemäß Figur 5. Jede dieser Energiespeicherzellenanordnungen 100 kann in dem in Figur 8 vereinfacht dargestellten Kraftfahrzeug 200 im Unterflurbereich zwischen einer Vorderachse und einer Hinterachse des Kraftfahrzeuges 200 montiert sein.
Die Energiespeicherzellenanordnung 100 kann mittels eines in Figur 9 vereinfacht dargestellten Verfahrens 300 hergestellt werden. Zunächst werden dabei die Energiespeicherzelle 10 aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren sowie ein Zuganker 40, beispielsweise der Zuganker 40 aus Figur 2, in einem ersten Schritt 302 bereitgestellt. Es können mehrere dieser Energiespeicherzellen 10 bereitgestellt werden; dann gilt nachstehend für die Energiespeicherzelle 10 gesagtes für jede dieser Energiespeicherzellen. Der Zellverbinder 102 wird in Schritt 304 derart außenseitig auf der Energiespeicherzelle angeordnet, dass sein Durchgangsloch 104 das Loch 36 des Anschlussterminals 32 zumindest überlappt, bevorzugt vollständig zugänglich lässt bzw. freilegt. Anschließend wird der erste Verbindungsabschnitt 38 mit dem zweiten Verbindungsabschnitt 42 verbunden (Schritt 306).
Durch Ausüben der von dem Innenbereich 22 weg gerichteten ersten Kraft 43 auf den Zuganker 40 und Ausüben einer der ersten Kraft 43 entgegen gerichteten zweiten Kraft 47 auf das Anschlussterminal 32 (siehe Figur 3) werden das Anschlussterminal 32 und der Zellverbinder 102 sodann in Schritt 308 mittels Niederhaltevorrichtung 106 und Zuganker 40 verspannt (aneinander gedrückt). Schließlich wird in Schritt 310 eine, insbesondere feste, Fügeverbindung zwischen dem Zellverbinder 102 und dem Anschlussterminal 32 hergestellt. Dieser Schritt kann umfassen, den Zellverbinder 102 mit dem Anschlussterminal 32 wie in Zusammenhang mit den Figuren 3 und 4 erläutert zu verschweißen. Anschließend kann die Verspannung gelöst und der Zuganker 40 entfernt werden (Schritt 312, optional).
Aus Gründen der Leserlichkeit ist in dieser Offenbarung vereinfachend der Ausdruck „mindestens ein(e)“ teilweise weggelassen. Sofern ein Merkmal in der Einzahl bzw. unbestimmt beschrieben ist (z.B. das/ein Anschlussterminal, etc.), ist gleichzeitig auch seine Mehrzahl mit offenbart (z.B. das mindestens eine Anschlussterminal, d.h., das eine Anschlussterminal oder die mehreren Anschlussterminals). Zumindest ab- schnittsweise/teilweise bedeutet vorliegend abschnittsweise/teilweise oder vollständig. Der Begriff „im Wesentlichen“ umfasst im Kontext dieser Offenbarung jeweils die genaue Eigenschaft bzw. den genauen Wert sowie jeweils für die Funktion der Eigen- schaft/des Wertes unerhebliche Abweichungen, beispielsweise aufgrund von Herstellungstoleranzen.
Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.

Claims

Patentansprüche
1 . Energiespeicherzelle (10) für ein Kraftfahrzeug (200), umfassend ein Gehäuse (20), das einen Innenbereich (22) festlegt, und eine an das Gehäuse (20) gefügte, den Innenbereich (22) begrenzende Endplattenanordnung (30) mit einem Anschlussterminal (32), wobei das Anschlussterminal (32) an einer dem Innenbereich (22) entgegengesetzten Oberfläche (34) ein zur Umgebung (U) der Energiespeicherzelle (10) hin offenes Loch (36) aufweist, wobei das Anschlussterminal (32) am Loch (36) einen ersten Verbindungsabschnitt (38) zur lösbaren Verbindung der Endplattenanordnung (30) mit einem zumindest abschnittsweise komplementär zum ersten Verbindungsabschnitt (38) ausgebildeten Zuganker (40) aufweist.
2. Energiespeicherzelle (10) nach Anspruch 1 , wobei das Loch (36) bei Betrachtung der Energiespeicherzelle (10) entlang einer Oberflächennormale der Oberfläche (34) bezogen auf die Energiespeicherzelle (10) oder bezogen auf das Anschlussterminal (32) mittig angeordnet ist, und/oder wobei das Loch (36) als Sackloch ausgebildet ist.
3. Energiespeicherzelle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Anschlussterminal (32) einen Niet (50) umfasst, wobei ein Kopf (52) des Niets (50) an einer der Oberfläche (34) entgegengesetzten Seite des Anschlussterminals (32) angeordnet ist.
4. Energiespeicherzelle (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Loch (36) in dem Niet (50) ausgebildet ist.
5. Energiespeicherzelle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Endplattenanordnung (30) ferner eine Endplatte (54) mit einer Öffnung (56) aufweist, wobei das Anschlussterminal (32) die Öffnung (56) durchsetzt und unter Einspannung der Endplatte (54) an der Endplatte (54) befestigt ist.
6. Energiespeicherzelle (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Anschlussterminal (32) an einer dem Innenbereich (22) entgegengesetzten Fläche (58) der Endplatte (54) indirekt mittels einer Dichtung (60) abgestützt ist.
7. Energiespeicherzelle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Verbindungsabschnitt (38) eine Hinterschneidung, ein Gewinde und/oder eine Verschlusshälfte eines Bajonettverschlusses umfasst.
8. Energiespeicherzellenanordnung (100), umfassend mindestens eine Energiespeicherzelle (10) nach einem der vorgehergehenden Ansprüche sowie einen an das Anschlussterminal (32) der mindestens einen Energiespeicherzelle (10) gefügten Zellverbinder (102), wobei der Zellverbinder (102) ein Durchgangsloch (104) aufweist, welches das Loch (36) des Anschlussterminals (32) überlappt.
9. Kraftfahrzeug (200), umfassend eine Energiespeicherzellenanordnung (100) nach dem vorhergehenden Anspruch.
10. Zuganker (40), umfassend einen zweiten Verbindungsabschnitt (42) zur vorzugsweise zerstörungsfrei lösbaren Verbindung mit dem ersten Verbindungsabschnitt (38) einer Energiespeicherzelle (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der zweite Verbindungsabschnitt (42) komplementär zu dem ersten Verbindungsabschnitt (38) ausgebildet ist.
11 . Zuganker (40) nach Anspruch 10, wobei die Verbindung eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung ist.
12. Zuganker (40) nach Anspruch 10 oder 11 , umfassend einen Dorn (44) und eine Hülse (46) für den Dorn (44), wobei der Dorn (44) zumindest abschnittsweise derart ausgebildet ist, dass sich ein Durchmesser des Dorns (44) in Richtung eines Längsendes (48) des Dorns (44) vergrößert, wobei der zweite Verbindungsabschnitt (42) das Längsende des Dorns (44) umfasst, wobei die Hülse (46) in einem Zustand, in dem der Dom (44) zumindest teilweise in die Hülse (46) eingeführt ist, derart entlang des Doms (44) in Richtung des Längsendes des Doms (44) verlagerbar ist, dass sich dabei ein Außendurchmesser der Hülse (46) an einem Längsende der Hülse (46) vergrößert.
13. Verfahren (300) zur Herstellung einer Energiespeicherzellenanordnung, umfassend die Schritte:
Bereitstellen (302) einer Energiespeicherzelle (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 sowie eines Zugankers (40) nach Anspruch 10, 11 oder 12;
Anordnen (304) eines Zellverbinders (102) mit einem Durchgangsloch (104) derart an dem Anschlussterminal (32), dass das Durchgangsloch (104) das Loch (36) des Anschlussterminals (32) überlappt;
Verbinden (306) des ersten Verbindungsabschnitts (38) mit dem zweiten Verbindungsabschnitt (42);
Verspannen (308) von Anschlussterminal (32) und Zellverbinder (102) durch Ausüben einer von dem Innenbereich (22) weg gerichteten ersten Kraft auf den Zuganker (40) und Ausüben einer der ersten Kraft entgegen gerichteten zweiten Kraft auf das Anschlussterminal (32); und
Ausbilden (310) einer, insbesondere festen, Fügeverbindung zwischen dem Zellverbinder (102) und dem Anschlussterminal (32).
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