WO2026017285A1 - Akkueinheit - Google Patents

Akkueinheit

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WO2026017285A1
WO2026017285A1 PCT/EP2025/061745 EP2025061745W WO2026017285A1 WO 2026017285 A1 WO2026017285 A1 WO 2026017285A1 EP 2025061745 W EP2025061745 W EP 2025061745W WO 2026017285 A1 WO2026017285 A1 WO 2026017285A1
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WO
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unit
battery
electrode separator
battery unit
compensation
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PCT/EP2025/061745
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Michael Müller
Raymond Lee Szparagowski
Peter Kritzer
Steffen Traser
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Carl Freudenberg KG
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Carl Freudenberg KG
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Publication date
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery unit, an energy storage module unit, and a vehicle or stationary storage system.
  • an improved battery unit can advantageously be provided.
  • the invention is defined in the independent claims. Advantageous further developments of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description.
  • An advantage of the battery unit with the features of claim 1 is that by accepting a change, in particular a reduction, in the volumetric energy of a cell, the volumetric energy of the entire system can be improved. More preferably, this results in further advantages, as the battery unit ages less due to the reduced external deflection of the housing element. More preferably, the insulation or distances between two adjacent battery units can be significantly reduced, since the outer surface of the battery unit does not warp significantly due to the compensation unit. More preferably, a variety of additional functions can be integrated into the battery unit due to the compensation unit, such as an additional electrolyte storage capacity.
  • the battery unit comprising an electrode separator unit, a compensation unit and a housing unit, wherein the electrode separator unit is configured to absorb electrical energy, to deliver and/or store, wherein the compensation unit is arranged between the electrode separator unit and the housing unit, wherein the compensation unit is configured to prevent and/or reduce the transmission of a shape change of the electrode separator unit to the housing unit.
  • the compensation unit can compensate for the expansion of the electrode separator unit, preventing the housing unit from bulging as the electrode separator unit increases in volume.
  • the volume of the electrode separator unit can increase over the operating lifetime of the battery unit, so the compensation unit has a suitable mechanism to compensate for this continuous increase in volume.
  • the volume of the electrode separator unit increases at least partially with each charging cycle and decreases with each discharging cycle.
  • the compensation unit can also accommodate this volume change during each charging or discharging cycle in such a way that the housing unit maintains a substantially constant external surface area or volume.
  • increasing the thickness of the compensation unit may at least partially reduce the energy density of a battery unit, but it can significantly improve the battery unit's performance, particularly over its lifecycle.
  • the compensation unit can significantly reduce the compression of two battery units against each other due to their respective dimensions, thus increasing the energy density of a higher-level system. This makes it possible, in particular, to improve the energy density at a system level, especially at the energy storage module level and/or at the battery unit or energy storage unit level.
  • the compensation unit has at least one layer made of a material that is at least partially deformable and is designed to adjust the extent of the layer depending on the change in shape.
  • One advantage of this embodiment is that by adjusting the material properties, the deformation of the compensation unit can be provided and, in particular, adapted depending on an expected deflection.
  • the partially deformable material exhibits at least partial porosity, in particular continuous porosity in a multitude of directions, preferably in all three spatial directions.
  • One advantage of this embodiment is that, due to the porosity of the material, it can be filled with electrolyte, which can compensate for any electrolyte loss.
  • the at least partially deformable material comprises at least one component selected from the group consisting of: fiber-based material, a material containing fiber fibrils (so-called pulps), non-woven material (nonwoven fabric), fiber-based material with a swelling property, or a flocking of fibers or fiber fibrils (fibrides) applied to a surface.
  • fiber-based material a material containing fiber fibrils (so-called pulps), non-woven material (nonwoven fabric), fiber-based material with a swelling property, or a flocking of fibers or fiber fibrils (fibrides) applied to a surface.
  • pulps fiber fibrils
  • nonwoven fabric nonwoven fabric
  • fiber-based material with a swelling property or a flocking of fibers or fiber fibrils (fibrides) applied to a surface.
  • open-pore foams are also conceivable.
  • One advantage of this embodiment is that the material can be adapted accordingly, depending on the specific application scenario of the battery unit.
  • the compensation unit has a first extension width that stretches between an inner side of the housing unit and a side of the electrode separator unit opposite the inner side, wherein the first extension width is present when the electrode separator unit is in an unswelled state.
  • the first extension width is present after an initial swelling of the electrode separator unit during its filling and formation. A swelling design of the compensation unit allows for the additional formation of counter-pressure on the electrode separator unit.
  • the first width corresponds to the maximum deflection of the compensation unit in its assembled state, so that, based on this, the pressure on the electrode separator unit can be set by the compensation unit. More preferably, a volume can be determined from the first width that describes the amount of electrolyte that the compensation unit can store.
  • the illustrated setup with the compensation unit can preferably also be used for cell designs that only partially contain an electrolyte or are free of liquid electrolyte, such as solid-state cells.
  • the compensation unit has a second extension width which extends between the inside and the side opposite the inside of the electrode separator unit, wherein the second extension width is present when the electrode separator unit is in a swollen state.
  • the second width can be selected in such a way as to prevent the outer surface of the housing unit from exhibiting a bulge or similar feature. This is particularly relevant if the transfer of the shape change from the electrode separator unit to the housing unit is only reduced, for example, in the case of a
  • the reduced extension width of the compensation unit can only reduce, but not completely prevent, the bulging of the housing unit.
  • the swollen state describes an electrode separator unit that is charged and has a long operating time. The operating time can be described by the calendar operating time as well as the number of charge/discharge cycles ("cycle life").
  • the compensation unit has a third extension width which extends between the inside and the side opposite the inside of the electrode separator unit, wherein the third extension width is present when the electrode separator unit is in a partially swollen state, wherein the third extension width is between 3 and 90% of the second extension width.
  • An advantage of this embodiment is that the third extension width can compensate for the increase in volume of the electrode separator unit in a charged state, or the compensation unit deflects when the battery unit is in a respective uncharged state.
  • the third extension width is configured to compensate for cyclic deformation of the electrode separator unit, while the second extension width is configured to provide maximum deformation of the compensation unit. Cyclic deformations occur particularly during the charging and discharging of the electrode separator unit.
  • the respective limits of the electrode separator unit's deflection, or the respective extension widths of the compensation units can be individually adapted to the specific electrode separator unit.
  • the compensation unit can compensate for two effects: firstly, cyclic deformation, which is primarily caused by the charging and discharging of the electrode separator unit or battery unit; and secondly, a continuous increase in the volume of the electrode separator unit over the battery unit's operating time.
  • the amplitude of the cyclic deformation is primarily determined by the cell chemistry and the internal structure of the electrode separator unit.
  • the continuous increase in the volume of the electrode separator unit is mainly determined by aging processes, which in turn depend on, among other things, the cell chemistry and the cell's operating mode. For example, elevated cell temperatures and rapid charging/discharging processes can lead to an increased continuous increase in the volume of the electrode separator unit.
  • the difference between the first extension width and the second extension width is at least 0.05 mm, in particular 0.1 mm.
  • an advantage of this embodiment is that the difference or delta between the first and second extension widths can be precisely adjusted, thus enabling a targeted response to volume increases in the electrode separator unit over the battery unit's operating time.
  • the compensation unit can exert a force on the electrode separator unit, for example, between 50 kPa and 500 kPa. For solid-state cells, even higher pressure levels—e.g., between 300 and 3000 kPa—are possible.
  • the difference between the first and second extension widths is up to 10% of the width of the electrode separator unit.
  • a difference of up to 2.5 mm between the first and second extension widths could be assumed.
  • An advantage of this embodiment is that the large volume of the compensation unit allows a relatively large amount of electrolyte to be stored in the pore structures of the compensation unit.
  • the electrode separator unit and the compensation unit are preferably formed as a single piece or in multiple parts, and/or the compensation unit and the housing unit are formed as a single piece or in multiple parts.
  • the compensation unit can be formed as a single piece with the electrode separator unit or as a multi-part unit, and the compensation unit can also be formed as a single piece with the housing unit or as a multi-part unit, in order to accommodate the respective manufacturing processes of the respective units.
  • the inside of the housing unit can be stained or coated to form a compensation unit.
  • the housing unit and/or the electrode separator unit is at least partially filled with an electrolyte, and the compensation unit is configured to at least partially absorb the electrolyte.
  • the battery unit is fully assembled with the compensation unit and only filled with the electrolyte in a subsequent step, so that the compensation unit can absorb the electrolyte.
  • the compensation unit can serve as an additional electrolyte storage unit within the battery unit.
  • the compensation unit is designed to release at least some of the electrolyte when the shape of the electrode separator unit is enlarged.
  • One advantage of this embodiment is that the compensation unit only releases the electrolyte when the electrode separator unit continuously increases in volume over the operating time of the battery unit.
  • the enlargement of the shape of the electrode separator unit is at least partially permanent, wherein the compensation unit is configured to release the electrolyte at least partially permanently.
  • An advantage of this embodiment is that the width and deformation of the compensation unit can be precisely adjusted to ensure a controlled, continuous release of electrolyte throughout the typical operation of the battery unit.
  • the compensation unit can be selected such that after 1000 charging cycles, a predetermined amount of electrolyte is released from the compensation unit into the battery unit. This released electrolyte can then prevent the formation of dry or electrolyte-free areas within the electrode separator unit, which would otherwise lead to a loss of cell capacity.
  • a storage space is arranged in the housing unit following the electrode separator unit and the compensation unit, which is at least partially filled with the electrolyte in order to reduce electrolyte loss over the operating period of the battery unit.
  • One advantage of this embodiment is that additional electrolyte can be provided in the battery unit via the storage space, so that the performance of the battery unit remains constant over its operating time.
  • a surface of the layer is at least partially wettable with the electrolyte for a predetermined period of time.
  • the manufacturing of the battery unit can be significantly simplified.
  • the electrolyte can spread within the plane of the compensation unit, thereby better wetting the electrode separator unit.
  • residual air in the electrode separator unit can be more effectively removed during the filling process, preventing air bubbles from becoming trapped in the electrolyte-wettable compensation unit and allowing them to be expelled.
  • Continuous porosity within the plane of the compensation unit is advantageous for this function.
  • the at least partially deformable material exhibits permanent wettability for the electrolyte, wherein the permanent wettability is designed to improve electrolyte uptake by the compensation unit.
  • the amount of electrolyte in the battery unit can be increased, since the permanent wettability of the at least partially deformable material increases the electrolyte absorption capacity of the compensation unit.
  • a further advantage of the permanent wettability of the compensation unit is that it prevents gas bubbles formed in the electrode separator unit during the aging process from becoming trapped in the compensation unit and forming a thermally insulating layer. Such a thermally insulating layer could impair heat transfer from the cell.
  • the permanent wettability is a property of the compensation unit or a fiber used in the compensation unit. Two types of fibers with permanent wettability are suitable. Firstly, fibers such as polyamide or polyester, which are wettable by the electrolyte, can be used. Secondly, polyamide fibers, for example, can swell over a longer period. This inherently undesirable property can be used here to generate an additional counterforce against the electrode separator unit.
  • post-treated fibers can be used. These are fibers that are not or only slightly wettable in their original state and which acquire wettability through further treatment.
  • polyolefins and polyphenylene sulfide can be suitable as the base material. Permanent wettability of polyolefins can be achieved, for example, by gas-phase fluorination, sulfonation, or chemical grafting with polar molecules such as acrylic acid or maleic anhydride. Plasma treatment of the surface is also conceivable.
  • Nonwovens can be produced in the form of wet-processed nonwovens, dry-processed nonwovens, spunbond nonwovens, and meltblown spunbond nonwovens. Fiber blends of different polymer classes are also conceivable.
  • binder-bonded nonwovens using battery-compatible binder types such as acrylates, PVDF, NBR, or PVDF are also conceivable.
  • the compensation unit extends around a multitude of sides of the electrode separator unit.
  • An advantage of this embodiment is that the compensation unit can be manufactured as a flat surface, like a covering layer or sheath, and then attached to the electrode separator unit or wrapped and/or folded around it. This allows the compensation unit to cover a multitude of sides of the electrode separator unit.
  • the compensation unit has at least a partially predetermined deformation path which describes a change in shape of the compensation unit depending on a pressure applied to the compensation unit in order to reduce the change in shape of the housing unit.
  • One advantage of this embodiment is that, using the predetermined deformation path, a predetermined amount of electrolyte leaving the compensation unit can be described for each pressure or for each application of the compensation unit.
  • the battery unit has a cooling element, wherein the cooling element is attached to an outside of the housing unit, such that the cooling element and the compensation unit are arranged opposite each other on the housing unit.
  • a further advantage of this embodiment is that a cooler attached to the cell surface from the outside – for example, an extruded aluminum profile through which a cooling medium flows – maintains a form-fit connection with the cell surface even when the cell is aged. With a bulging cell, the mechanical contact between the cooler and the cell surface would be largely lost, and the cooling capacity would decrease.
  • the battery unit has a substantially rectangular or square cross-section to form a prismatic cell and/or wherein the battery unit is configured to form a pouch cell, and/or wherein the battery unit has a substantially round cross-section to form a cylindrical cell.
  • One advantage of this embodiment is that, depending on the geometry of the battery unit, the respective compensation unit can be adapted, and deformation on the outer surface of the battery unit can be prevented regardless of the cross-section or appearance of the battery unit.
  • Another aspect of the invention relates to an energy storage module unit comprising a plurality of battery units, as described above and below, arranged in a predetermined pattern relative to each other, wherein the predetermined pattern is configured to arrange a first battery unit of the plurality of battery units relative to a second battery unit of the plurality of battery units at a predetermined distance, wherein the predetermined distance is less than 15 mm.
  • An advantage of this embodiment is that, due to the prevented expansion of the battery units by means of the compensation unit, the battery units can be arranged significantly closer together, in particular with a distance of less than 15 mm, within a predetermined installation space for the battery units or a predetermined installation space for the energy storage module unit.
  • predetermined distances of less than 10 mm, less than 5 mm, and less than 2 mm can also be used. Even more preferably, the distance can be reduced such that only an electrical and/or thermal insulating film or similar material, which has a particularly thin layer thickness, is arranged between the respective battery units.
  • a further aspect of the invention relates to a vehicle or a stationary storage device that has a battery unit as described above and below, and/or an energy storage module as described above and below.
  • unit in this context is to be understood broadly and encompasses both single-unit and multi-unit training of the respective units, whereby the respective sub-units do not necessarily have to be located at one position in the plant, but can also be distributed throughout the plant.
  • FIGS. 1-11 show a battery unit according to one embodiment
  • Fig. 12 is a diagram illustrating the operation of a battery unit according to one embodiment
  • Fig. 13 shows an energy storage module unit according to one embodiment
  • Fig. 14 shows a vehicle according to one embodiment
  • Fig. 15 shows a stationary storage device according to one embodiment
  • Fig. 16 is a diagram illustrating the operation of the battery unit according to one embodiment.
  • Fig. 1 shows a battery unit 10 according to one embodiment.
  • the battery unit 10 has the shape of a prismatic cell.
  • the battery unit 10 comprises an electrode separator unit 12, a compensation unit 14, and a housing unit 16, wherein the electrode separator unit 12 is configured to absorb, release, and/or store electrical energy, and wherein the compensation unit 14 is arranged between the electrode separator unit 12 and the housing unit 16, and wherein the compensation unit 14 is configured to prevent and/or reduce the transmission of any change in shape from the electrode separator unit 12 to the housing unit 16.
  • the compensation unit 14 has a large extension width, so that the electrode separator unit 12 is shown in a discharged or new state.
  • FIG. 2 shows a battery unit 10 according to one embodiment.
  • Figure 2 illustrates the battery unit 10 of Figure 1.
  • the electrode separator unit 12 is shown in a charged or aged state, so that the compensation unit 14 has a significantly smaller extension width than in Figure 1.
  • the electrode separator unit 12 expands, a homogeneous force is exerted on the housing unit 16, so that it does not bulge outwards by means of the compensation unit 14.
  • the stress on the housing unit 16 can be reduced, especially at the corners 15, since these areas cannot bulge outwards; this bulging is avoided by the compensation unit 14.
  • Fig. 3 shows a battery unit 10 according to one embodiment.
  • the battery unit 10 shows an electrode separator unit 12 in a housing unit 16, wherein the compensation unit 14 is arranged between the electrode separator unit 12 and the housing unit 16.
  • the compensation unit 14 has at least one layer 18 which at least partially comprises a deformable material configured to form a
  • the extension length 20 is adjusted to compensate for any expansion of the electrode separator unit 12.
  • the compensation unit 14 has a first extension width 22 extending between an inner surface 24 of the housing unit 16 and a side 26 of the electrode separator unit 12 opposite the inner surface 24. As illustrated in Figure 3, the electrode separator unit 12 is in an unexpanded state, so the compensation unit 14 has the first extension width 22.
  • the unexpanded state can be, in particular, a discharged state of the electrode separator unit 12 as well as a new state of the electrode separator unit 12.
  • the battery unit 10 has a storage chamber 32 adjacent to the electrode separator unit 12 and the compensation unit 14, which is preferably at least partially filled with an electrolyte in order to reduce electrolyte loss over the operating time of the battery unit 10.
  • the presence of a defined gas volume in the storage chamber 32 allows the change in the extension width 22 caused by the swelling of the electrode separator unit 12 to be controlled.
  • Fig. 4 shows a battery unit according to one embodiment.
  • Figure 4 illustrates the battery unit 10 of Figure 3.
  • the compensation unit 14 has a second extension width 28, in particular between the inner side 24 and the side 26 of the electrode separator unit 12 opposite the inner side 24.
  • the second extension width 28 describes the electrode separator unit 12 in a swollen state.
  • the swollen state can be a charged state of the electrode separator unit 12 as well as an aged state of the electrode separator unit 12.
  • the compensation unit 14 more preferably has a third extension width 29, in particular between the inner side 24 and the side 26 of the electrode separator unit 12 opposite the inner side 24.
  • the third extension width 29 is more preferably present when the electrode separator unit 12 is in a partially swollen state; in particular, the third extension width 29 is preferably between 3 and 90% of the second extension width 28.
  • a further preferably difference 31 between the first extension width 22 and the second extension width 28 can be at least 0.05 mm, in particular 0.1 mm.
  • Fig. 5 shows a battery unit 10 according to one embodiment.
  • the battery unit 10 is designed as a pouch cell, as shown in Fig. 5.
  • Fig. 5 shows an enlarged section 410 of the battery unit 10, which illustrates the interaction between the electrode separator unit 12, the compensation unit 14, and the housing unit 16.
  • FIG 6 shows a battery unit 10 according to one embodiment.
  • the battery unit 10 is designed as a prismatic cell and preferably has a rectangular shape. Cross-section.
  • a further preferred magnification 420 is shown in Figure 6, which illustrates the layer structure between the electrode separator unit 12, the compensation unit 14 and the housing unit 16.
  • FIG 6a shows a battery unit 10 according to one embodiment.
  • the battery unit 10 is designed as a cylindrical cell.
  • Detail view 421 illustrates the structure of the battery unit 10.
  • the compensation unit 14 is located against the electrode separator unit 12.
  • the housing unit 16 forms the support point for the compensation unit 14.
  • FIG 6b shows a battery unit 10 according to one embodiment.
  • the battery unit 10 is in an assembled state.
  • the battery unit 10 can now be filled with the electrolyte 423.
  • Figure 6b illustrates the electrolyte flow 425.
  • the electrolyte 423 is filled into the battery unit 10 from one side, in particular through a closable opening in the housing unit 16.
  • the electrolyte flow 425 occurs directly into the electrode separator unit 12, in particular between the individual layers of the electrode separator unit 12. More preferably, the electrolyte flow 425 also occurs directly into the compensation unit 14, so that the electrolyte 423 can distribute itself in both the 12 and the electrode separator unit 14.
  • the compensation unit 14 can have a porosity and/or wettability so that the electrolyte flow 425 can also pass through this layer.
  • the electrode separator unit 12 can thereby also be wetted with the electrolyte 423 "from behind".
  • Fig. 7 shows a battery unit 10 according to one embodiment.
  • the battery unit 10 has a compensation unit 14, to which, in particular, a spacer element 422 can be attached.
  • the compensation unit 14 can be designed as a kind of envelope to encompass a plurality of sides of the electrode separator unit 12.
  • the compensation unit 14 can also be designed as a kind of envelope or similar.
  • the compensation unit 14 is shown in magnification 430.
  • magnification 430 a material that is at least partially deformable is shown, which in particular consists of a non-woven material, especially a nonwoven fabric. This non-woven material can in particular be arranged on the housing unit 16.
  • Fig. 8 shows a battery unit 10 according to one embodiment.
  • Figure 8 illustrates the different assembly steps of the battery unit 10 in a first stage 430, in a second stage 440, in a third stage 450, and in a fourth stage 460.
  • the electrode separator unit 12 can be positioned on the compensation unit 14.
  • the compensation unit 14 is designed such that it encloses a plurality of sides 34 of the electrode separator unit 12.
  • the compensation unit 14 rests against a plurality of sides of the electrode separator unit 12.
  • the compensation unit 14, together with the electrode separator unit 12 can be inserted into the housing unit 16, so that the compensation unit 14 is arranged between the electrode separator unit 12 and the housing unit 16.
  • the battery unit 10 is shown in an assembled state, so that the compensation unit 14 can compensate for a change in volume of the electrode separator unit 12, so that the deformation is not visible on the outside of the housing unit 16.
  • Fig. 9 shows a battery unit 10 according to one embodiment.
  • Figure 9 depicts a fifth stage 470, a sixth stage 480, a seventh stage 490, and an eighth stage 500.
  • the battery unit 10 can be arranged on a spacer element 472, which is attached to the compensation unit 14.
  • the compensation unit 14 can be at least partially arranged on the spacer element 472.
  • the compensation unit 14 can be folded around the electrode separator unit 12.
  • the electrode separator unit 12 and the compensation unit 14 can be inserted into the housing unit 16, particularly laterally, in a pre-assembled state.
  • the electrode separator unit 12 and the compensation unit 14 can preferably be fixed or arranged in the housing unit 16, so that the compensation unit 14 can compensate for a volume expansion of the electrode separator unit 12.
  • Fig. 10 shows a battery unit 10 according to one embodiment.
  • the battery unit 10 comprises an electrode separator unit 12 with a plurality of sides 34.
  • the compensation unit 14 is designed such that it can be enclosed or sheathed around the electrode separator unit 12.
  • Fig. 11 shows a battery unit 10 according to one embodiment.
  • the battery unit 10 is shown in Fig. 11 such that the electrode separator unit 12 with the compensation unit 14 can be inserted into the housing unit 16.
  • Fig. 12 shows a diagram 400 illustrating the operation of the battery unit 10 according to one embodiment.
  • the diagram 400 preferably has a first axis 402, which represents a load on the compensation unit 14.
  • the diagram 400 has a second axis 404, which represents the thickness of the compensation unit 14.
  • the change in shape of the compensation unit 14 can be determined by means of a predetermined deformation path 36.
  • the limits 406 of the deformation can also be shown, from which point a deformation of the battery unit 10 or the housing unit 16 could occur.
  • Fig. 13 shows an energy storage unit 100 according to one embodiment.
  • the energy storage unit 100 comprises a plurality 102 of battery units, as described above and below, which are arranged in a predetermined pattern relative to one another.
  • the predetermined pattern positions the first battery unit 104 relative to the second battery unit 106 of the plurality of battery units 102 at a predetermined distance 108 from each other.
  • the predetermined distance 108 can, in particular, be less than 15 mm.
  • Fig. 14 shows a vehicle 200 according to one embodiment.
  • the vehicle 200 preferably has a battery unit 10, as described above and below, and/or an energy storage module unit, as described above and below.
  • Fig. 15 shows a stationary storage device according to one embodiment.
  • the stationary storage device 300 preferably comprises a battery unit 10, as described above and below, and/or an energy storage module unit 100, as described above and below.
  • Fig. 16 shows a diagram 501 illustrating the operation of the compensation unit 14 or the battery unit 10.
  • the diagram 501 has a first axis 502, which represents the thickness of the electrode separator unit 12. More preferably, the diagram 501 has a second axis 504, which preferably represents the service life or the number of cycles of the battery unit 10. More preferably, the thickness of the electrode separator unit 12 can be represented in cycles 510, which include a discharged state 506 and a charged state 508.
  • This cyclic profile 516 is shown in the diagram 501. More preferably, the extent width of the compensation unit 14 can change in the opposite direction to the cyclic deformation, as indicated by the arrow 512. Furthermore, a continuous increase in thickness 518 occurs over the operating time of battery unit 10. This can reach a maximum value of 514 over the operating time of battery unit 10. The thickness 518 is preferred over the operating time of battery unit 10.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Akkueinheit (10) aufweisend: eine Elektrodenseparatoreinheit (12), eine Kompensationseinheit (14), eine Gehäuseeinheit (16), wobei die Elektrodenseparatoreinheit (12) dazu eingerichtet ist, elektrische Energie aufzunehmen, abzugeben und/oder zu speichern, wobei die Kompensationseinheit (14) zwischen der Elektrodenseparatoreinheit (12) und der Gehäuseeinheit (16) angeordnet ist, wobei die Kompensationseinheit (14) dazu eingerichtet ist, eine Übertragung einer Formveränderung der Elektrodenseparatoreinheit (12) auf die Gehäuseeinheit (16) zu verhindern und/oder zu reduzieren.

Description

Akkueinheit
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Akkueinheit, eine Energiespeichermoduleinheit sowie ein Fahrzeug oder einen stationären Speicher.
Derzeit besteht eine Vielzahl an unterschiedlichen Lösungen zur Ausgestaltung von Gehäusen von Akkueinheiten. Durch die zunehmende Anzahl von Akkueinheiten und die erhöhten Qualitäts- und Leistungsanforderungen steigt kontinuierlich der Bedarf an innovativen und robusten Akkueinheiten.
Die stetige Effizienzsteigerung in der Fahrzeugtechnik sowie der zunehmende Wettbewerb sorgt für Kostendruck, sodass günstige und effizientere Komponenten für Fahrzeuge stärker nachgefragt werden.
Offenbarung der Erfindung
Mit Ausführungsformen der Erfindung kann vorteilhafterweise eine verbesserte Akkueinheit bereitgestellt werden. Die Erfindung ist in unabhängigen Ansprüchen definiert. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Ein Vorteil der Akkueinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ist, dass durch Inkaufnahme einer Veränderung, insbesondere eine Verringerung, der volumetrischen Energie einer Zelle, die volumetrische Energie eines Gesamtsystems verbessert werden kann. Weiter bevorzugt entstehen hierdurch weitere Vorteile, indem die Akkueinheit aufgrund der geringeren Außenauslenkung des Gehäuseelements weniger stark altert. Weiter bevorzugt können die Isolationen bzw. Abstände zwischen zwei benachbarten Akkueinheiten deutlich reduziert werden, da die Außenfläche der Akkueinheit sich aufgrund der Kompensationseinheit nicht stark wölbt. Weiter bevorzugt kann eine Vielzahl von zusätzlichen Funktionen aufgrund der Kompensationseinheit in die Akkueinheit integriert werden, wie beispielsweise ein zusätzlicher Speicher an Elektrolyt.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Akkueinheit eine Elektrodenseparatoreinheit, eine Kompensationseinheit und eine Gehäuseeinheit aufweist, wobei die Elektrodenseparatoreinheit dazu eingerichtet ist, elektrische Energie aufzunehmen, abzugeben und/oder zu speichern, wobei die Kompensationseinheit zwischen der Elektrodenseparatoreinheit und der Gehäuseeinheit angeordnet ist, wobei die Kompensationseinheit dazu eingerichtet ist, eine Übertragung einer Formveränderung der Elektrodenseparatoreinheit auf die Gehäuseeinheit zu verhindern und/oder zu reduzieren.
In anderen Worten kann die Kompensationseinheit eine Ausdehnung der Elektrodenseparatoreinheit kompensieren, sodass die Gehäuseeinheit sich nicht aufwölbt, wenn die Elektrodenseparatoreinheit an Volumen gewinnt. Ein Volumen der Elektrodenseparatoreinheit kann sich über die Betriebsdauer der Akkueinheit erhöhen, sodass die Kompensationseinheit über einen geeigneten Mechanismus verfügt, die stetige Volumenzunahme über die Betriebsdauer der Elektrodenseparatoreinheit zu kompensieren. Weiter bevorzugt erhöht sich das Volumen der Elektrodenseparatoreinheit zumindest teilweise bei jedem Lade- bzw. reduziert sich bei jedem Entladevorgang. Auch bei jedem Lade- bzw. Entladezyklus kann die Kompensationseinheit die Volumenänderung derart aufnehmen, dass die Gehäuseeinheit im Wesentlichen eine konstante Außenfläche bzw. Außenvolumen aufweist. Bevorzugt kann durch die Erhöhung einer Dicke der Kompensationseinheit zwar die Energiedichte in einer Akkueinheit zumindest teilweise reduziert werden, jedoch kann die Performance der Akkueinheit insbesondere über deren Lifecycle deutlich verbessert werden. Weiter bevorzugt kann durch die Kompensationseinheit die Kompression von zwei Akkueinheiten aufeinander aufgrund deren jeweiligen Ausdehnung deutlich reduziert werden, sodass die Energiedichte eines übergeordneten Systems erhöht werden kann. Somit kann insbesondere die Möglichkeit geschaffen werden, die Energiedichte auf einem Systemlevel, insbesondere einer Energiespeichermoduleinheit und/oder die Akkueinheit bzw. der Energiespeichereinheit, verbessert werden.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugt Weiterbildungen der Erfindung.
Bevorzugt weist die Kompensationseinheit zumindest eine Schicht aus einem zumindest teilweise verformbaren Material auf, welches dazu eingerichtet ist, eine Erstreckungslänge der Schicht in Abhängigkeit der Formveränderung anzupassen.
Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass durch die Anpassung der Materialeigenschaften, die Verformung der Kompensationseinheit bereitgestellt werden kann und diese insbesondere in Abhängigkeit einer zu erwartenden Auslenkung angepasst werden kann.
Vorzugsweise weist das teilweise verformbare Material zumindest teilweise eine Porosität auf, insbesondere eine durchgängige Porosität in eine Vielzahl von Richtungen, bevorzugt in alle drei Raumrichtungen. Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass durch die Porosität des Materials dieses mit Elektrolyt befüllt werden kann, welcher einen eventuellen Elektrolytverlust kompensieren kann.
Weiter bevorzugt weist das zumindest teilweise verformbare Material zumindest eine Komponente auf, ausgewählt aus der Gruppe umfassend: faserbasiertes Material, ein Material enthaltend Faserfibrillen (sogenannte Pulps), nichtgewebtes Material (Vliesstoff), faserbasiertes Material mit einer Quelleigenschaft, oder eine auf eine Oberfläche aufgebrachte Beflockung mit Fasern oder Faserrfibrillen (Fibriden). Weiterhin sind offenporige Schäume denkbar.
Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass in Abhängigkeit des jeweiligen Einsatzszenarios der Akkueinheit das Material entsprechend angepasst werden kann.
Weiter bevorzugt weist die Kompensationseinheit eine erste Erstreckungsbreite auf, welche zwischen einer Innenseite der Gehäuseeinheit und einer der Innenseite gegenüberliegenden Seite der Elektrodenseparatoreinheit erstreckt, wobei die erste Erstreckungsbreite vorliegt, wenn die Elektrodenseparatoreinheit in einem ungeschwollenen Zustand ist. Die erste Erstreckungsbreite liegt bevorzugt nach einer ersten Schwellung der Elektrodenseparatoreinheit bei deren Befüllung und Formierung vor. Durch eine quellfähige Ausführung der Kompensationseinheit kann sich hier zusätzlich ein Gegendruck auf die Elektrodenseparatoreinheit ausbilden.
Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die erste Breite einer maximalen Auslenkung der Kompensationseinheit im montierten Zustand entspricht, sodass basierend darauf, ein Druck auf die Elektrodenseparatoreinheit durch die Kompensationseinheit eingestellt werden kann. Weiter bevorzugt kann anhand der ersten Breite ein Volumen ermittelt werden, welches die Menge an Elektrolyten, dass die Kompensationseinheit speichern kann, beschreiben kann.
Weiter bevorzugt kann der aufgezeigte Aufbau mit der Kompensationseinheit auch Ausführungen von Zellen verwendet werden, welche nur teilweise einen Elektrolyten aufweist, bzw. frei von flüssigem Elektrolyten sind, wie bspw. Feststoff-Zellen (Solid-State-Zellen).
Weiter bevorzugt weist die Kompensationseinheit eine zweite Erstreckungsbreite auf, welche sich zwischen der Innenseite und der Innenseite gegenüberliegenden Seite der Elektrodenseparatoreinheit erstreckt, wobei die zweite Erstreckungsbreite vorliegt, wenn die Elektrodenseparatoreinheit in einem geschwollenen Zustand ist.
Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die zweite Breite derart gewählt werden kann, dass verhindert wird, dass die Außenseite der Gehäuseeinheit eine Wölbung oder ähnliches aufweist. Für den Fall, dass die Übertragung der Formveränderung der Elektrodenseparatoreinheit auf die Gehäuseeinheit nur reduziert wird, bspw. bei einer reduzierten Erstreckungsbreite der Kompensationseinheit kann lediglich die Auswölbung der Gehäuseeinheit reduziert werden, nicht jedoch vollständig unterbunden werden. Bevorzugt beschreibt der geschwollene Zustand insbesondere eine Elektrodenseparatoreinheit, welche geladen ist und eine hohe Betriebsdauer aufweist. Die Betriebsdauer kann dabei durch die kalendarische Betriebsdauer als auch die Anzahl der Lade-/Entladezyklen („cycle life“) beschrieben werden.
Weiter bevorzugt weist die Kompensationseinheit eine dritte Erstreckungsbreite auf, welche sich zwischen der Innenseite und der Innenseite gegenüberliegenden Seite der Elektrodenseparatoreinheit erstreckt, wobei die dritte Erstreckungsbreite vorliegt, wenn die Elektrodenseparatoreinheit in einem teilweise geschwollenen Zustand ist, wobei die dritte Erstreckungsbreite zwischen 3 und 90% der zweiten Erstreckungsbreite beträgt.
Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die dritte Erstreckungsbreite die Volumenzunahme der Elektrodenseparatoreinheit in einem geladenen Zustand kompensieren kann bzw. die Kompensationseinheit sich auslenkt, wenn die Akkueinheit in einem jeweiligen ungeladenen Zustand ist.
Weiter bevorzugt ist die dritte Erstreckungsbreite dazu eingerichtet, eine zyklische Verformung der Elektrodenseparatoreinheit zu kompensieren, wobei die zweite Erstreckungsbreite dazu eingerichtet ist, eine maximale Verformung der Kompensationseinheit bereitzustellen. Zyklische Verformungen treten insbesondere beim Laden und Entladen der Elektrodenseparatoreinheit auf.
Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die jeweiligen Grenzen der Auslenkung der Elektrodenseparatoreinheit bzw. die jeweiligen Erstreckungsbreiten der Kompensationseinheiten, individuell auf die jeweilige Elektrodenseparatoreinheit angepasst werden kann. Bevorzugt kann dabei insbesondere die Kompensationseinheit zwei Effekte kompensieren, zum einen eine zyklische Verformung, welche insbesondere das Laden und Entladen der Elektrodenseparatoreinheit bzw. Akkueinheit ist als auch der zweite Effekt, welcher eine kontinuierliche Zunahme des Volumens der Elektrodenseparatoreinheit über die Betriebsdauer der Akkueinheit ist. Die Amplitude der zyklischen Verformung ist dabei bestimmt vor allem durch die Zellchemie und den inneren Aufbau der Elektrodenseparatoreinheit. Die kontinuierliche Zunahme des Volumens der Elektrodenseparatoreinheit wird hauptsächlich bestimmt durch Alterungsprozesse. Die wiederum abhängig sind von u.a. der Zellchemie und der „Betreibsweise“ der Zelle. So können z.B. insbesondere erhöhte Zelltemperaturen und schnelle Lade- / Entladevorgänge zu einer erhöhten kontinuierlichen Zunahme des Volumens der Elektrodenseparatoreinheit führen. Weiter bevorzugt beträgt ein Unterschied zwischen der ersten Erstreckungsbreite und der zweiten Erstreckungsbreite zumindest 0,05 mm, insbesondere 0,1 mm.
Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass der Unterschied bzw. das Delta zwischen der ersten Erstreckungsbreite und der zweiten Erstreckungsbreite gezielt eingestellt werden kann, um somit auf eine Volumenzunahme der Elektrodenseparatoreinheit über die Betriebsdauer der Akkueinheit gezielt reagieren zu können. Weiter bevorzugt kann insbesondere die Kompensationseinheit eine Kraft ausbilden, welche beispielsweise zwischen 50 kPa und 500 kPa auf die Elektrodenseparatoreinheit beträgt. Für Feststoff-Zellen können auch höhere Druckniveaus - z.B. zwischen 300 und 3000 kPa vorliegen.
Weiter bevorzugt beträgt der Unterschied zwischen der ersten Erstreckungsbreite und der zweiten Erstreckungsbreite bis zu 10% einer Breite der Elektrodenseparatoreinheit. Für eine beispielhafte Dicke der Elektrodenseparatoreinheit von 25 mm könnte hier eine Differenz zwischen der ersten Erstreckungsbreite und der zweiten Erstreckungsbreite von bis zu 2,5 mm angenommen werden.
Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass durch das große Volumen der Kompensationseinheit eine relativ große Menge an Elektrolyt in den Porenstrukturen der Kompensationseinheit gespeichert werden kann. Weiter bevorzugt sind die Elektrodenseparatoreinheit und die Kompensationseinheit einteilig oder mehrteilig ausgebildet und/oder wobei die Kompensationseinheit und die Gehäuseeinheit einteilig oder mehrteilig ausgebildet sind.
Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die Kompensationseinheit einteilig mit der Elektrodenseparatoreinheit oder mehrteilig mit der Elektrodenseparatoreinheit ausgebildet werden kann als auch die Kompensationseinheit mit der Gehäuseeinheit einteilig oder mehrteilig ausgeführt werden kann, um auf entsprechende Herstellungsverfahren der jeweiligen Einheiten entsprechend Rücksicht nehmen zu können. Beispielsweise kann die Innenseite der Gehäuseeinheit befleckt oder beschichtet werden, um somit eine Kompensationseinheit ausbilden zu können. Vorzugsweise ist die Gehäuseeinheit und/oder die Elektrodenseparatoreinheit zumindest teilweise mit einem Elektrolyten gefüllt, wobei die Kompensationseinheit dazu eingerichtet ist, den Elektrolyten zumindest teilweise aufzunehmen. Bevorzugt wird die Akkueinheit mit der Kompensationseinheit vollständig montiert und erst in einem nachfolgenden Schritt mit dem Elektrolyten befüllt, sodass die Kompensationseinheit den Elektrolyten aufnehmen kann.
Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die Kompensationseinheit als zusätzlicher Elektrolytspeicher innerhalb der Akkueinheit dienen kann. Vorzugsweise ist die Kompensationseinheit dazu eingerichtet, bei einer Vergrößerung der Form der Elektrodenseparatoreinheit, den Elektrolyten zumindest teilweise abzugeben.
Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die Kompensationseinheit den Elektrolyten erst freigibt, wenn die Elektrodenseparatoreinheit kontinuierlich über die Betriebsdauer der Akkueinheit an Volumen gewinnt.
Vorzugsweise ist die Vergrößerung der Form der Elektrodenseparatoreinheit zumindest teilweise dauerhaft, wobei die Kompensationseinheit dazu eingerichtet ist, zumindest teilweise dauerhaft, den Elektrolyten abzugeben.
Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass eine Breite der Kompensationseinheit und eine Verformung der Kompensationseinheit derart gezielt eingestellt werden kann, dass eine gezielte dauerhafte Elektrolytenabgabe über den typischen Betrieb der Akkueinheit eingestellt werden kann. Beispielsweise kann die Kompensationseinheit derart ausgewählt werden, dass nach 1000 Ladezyklen der Akkueinheit, eine vorbestimmte Menge an Elektrolyt in die Akkueinheit aus der Kompensationseinheit abgegeben wird. Dieser freigegebene Elektrolyt kann dann verhindern, dass innerhalb der Elektrodenseparatoreinheit trockene bzw. elektrolytfreie Areale entstehen, die zu einem Kapazitätsverlust der Zelle führen würden.
Vorzugsweise ist im Anschluss zur Elektrodenseparatoreinheit und der Kompensationseinheit ein Speicherraum in der Gehäuseeinheit angeordnet ist, welcher zumindest teilweise mit dem Elektrolyten gefüllt ist, um einen Elektrolytenverlust über eine Betriebsdauer der Akkueinheit zu reduzieren.
Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass mittels des Speicherraums zusätzlicher Elektrolyt in der Akkueinheit vorgesehen werden kann, sodass die Performance der Akkueinheit über ihre Betriebsdauer konstant bleibt.
Weiter bevorzugt ist eine Oberfläche der Schicht zumindest teilweise für einen vorbestimmten Zeitraum mit dem Elektrolyten benetzbar.
Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die Herstellung der Akkueinheit deutlich vereinfacht werden kann. Insbesondere kann hier beim Befüllungsprozess der Zelle mit Elektrolyt sich dieser innerhalb der Ebene der Kompensationseinheit ausbreiten und dadurch die Elektrodenseparatoreinheit besser benetzen. Gleichzeitig kann bei dem Befüllprozess die Restluft in der Elektrodenseparatoreinheit besser entfernt werden, sodass Luftblasen sich hierbei in der Elektrolyt-benetzbaren Kompensationseinheit nicht verfangen können und ausgetrieben werden können. Für diese Funktion ist eine durchgängige Porosität in der Ebene der Kompensationseinheit vorteilhaft. Weiter bevorzugt weist das zumindest teilweise verformbare Material eine dauerhafte Benetzbarkeit für den Elektrolyten auf, wobei die dauerhafte Benetzbarkeit dazu eingerichtet ist, eine Aufnahme an Elektrolyten durch die Kompensationseinheit zu verbessern.
Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass Menge an Elektrolyten in der Akkueinheit erhöht werden kann, da durch die dauerhafte Benetzbarkeit des zumindest teilweise verformbaren Materials die Aufnahmefähigkeit der Kompensationseinheit an Elektrolyt zunimmt. Ein weiterer Vorteil der dauerhaften Benetzbarkeit der Kompensationseinheit ist, , dass diese verhindert, dass sich während des Alterungsprozesses in der Elektrodenseparatoreinheit gebildete Gasblasen in der Kompensationseinheit fangen können und eine thermisch isolierende Schicht ausbilden. Eine solche thermisch isolierende Schicht könnte den Wärmeübergang aus der Zelle heraus verschlechtern. Bevorzugt handelt es sich bei der dauerhaften Benetzbarkeit um eine Eigenschaft der Kompensationseinheit bzw. eine Faser, welche in der Kompensationseinheit verwendet wird. Hierbei können zwei Arten von Fasern mit der dauerhaften Benetzbarkeit in Frage kommen. Zum einen können Fasern, wie bspw. Polyamid oder Polyester, verwendet werden, die benetzbar für den Elektrolyten sind. Darüber hinaus können z.B. Polyamidfasern über einen längeren Zeitraum hinweg quellen. Diese an sich nicht erwünschte Eigenschaft kann hier genutzt werden, um eine zusätzliche Gegenkraft gegenüber dem Elektrodenseparatoreinheit zu erzielen.
Zum anderen können nachbehandelte Fasern zum Einsatz kommen. Hierbei handelt es sich um Fasern, welche in ihrer ursprünglichen Beschaffenheit nicht oder kaum benetzbar sind und welche durch eine weitere Behandlung eine Benetzbarkeit verliehen bekommen. Bspw. können Polyolefine und Polyphenylidensulfid als Ursprungsmaterial in Frage kommen. Eine dauerhafte Benetzbarkeit von Polyolefinen kann z.B. durch Gasphasen-Fluorierung, Sulfonierung oder chemischer Pfropfung von polaren Molekülen wie Acrylsäure oder Maleinsäureanhydrid erzielt werden. Denkbar ist auch eine Plasmabehandlung der Oberfläche.
Die Vliesstoffe können in Form von Nassvliesstoffe, Trockenvliesstoffe, Spinnvliesstoffen und Meltblown-Spinvliesstroffen hergestellt werden. Denkbar sind auch Fasermischungen aus verschiedenen Polymerklassen.
Zur Faserbindung sind insbesondere Thermobindung sowie mechanische Bindungsverfahren (Vernadelung; Wasserstrahl-Verfestigung) denkbar, die keine zusätzlichen chemischen Binder in das System eintragen. Denkbar sind aber auch bindergebundene Vliesstoffe mit Batteriegeeigneten Bindertypen wie Acrylate, PVDF, NBR oder PVDF.
Zur Erzielung einer Benetzbarkeit und einer zusätzlichen Flammbeständigkeit ist es denkbar, die Vliesstoffe mit keramischen Partikeln zu beschichten oder zu imprägnieren. Weiter bevorzugt erstreckt sich die Kompensationseinheit um eine Vielzahl von Seiten der Elektrodenseparatoreinheit.
Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die Kompensationseinheit flächig als eine Art Deckschicht oder Ummantelung hergestellt werden kann und anschließend an die Elektrodenseparatoreinheit angebracht werden oder um die Elektrodenseparatoreinheit gewickelt und/oder gefaltet werden kann. Somit kann insbesondere die Kompensationseinheit eine Vielzahl von Seiten der Elektrodenseparatoreinheit abdecken.
Weiter bevorzugt weist die Kompensationseinheit zumindest teilweise einen vorbestimmten Verformungspfad auf, welcher eine Formveränderung der Kompensationseinheit in Abhängigkeit eines an der Kompensationseinheit anliegenden Drucks beschreibt, um die Formveränderung der Gehäuseeinheit zu reduzieren.
Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass mithilfe des vorbestimmten Verformungspfades für jeden Druck bzw. für jede Beaufschlagung der Kompensationseinheit eine vorbestimmte Menge an Elektrolyt, welche die Kompensationseinheit verlässt, beschrieben werden kann.
Vorzugsweise wobei die Akkueinheit ein Kühlelement aufweist, wobei das Kühlelement an einer Außenseite der Gehäuseeinheit angebracht ist, sodass das Kühlelement und die Kompensationeinheit sich gegenüberliegend an der Gehäuseeinheit angeordnet sind.
Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform kann darin bestehen, dass ein an der Zelloberfläche von außen angebrachter Kühler - beispielsweise ein von einem Kühlmedium durchströmtes Aluminium-Stranguss-Profil - auch im gealterten Zustand der Zelle einen flächigen Formschluss mit der Zelloberfläche bildet. Bei einer sich ausbauchenden Zelle würde der mechanische Kontakt zwischen Kühler und Zelloberfläche größten Teils verloren gehen und die Kühlleistung abfallen.
Vorzugsweise weist die Akkueinheit einen im Wesentlichen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt auf, um eine prismatische Zelle auszubilden und/oder wobei die Akkueinheit dazu eingerichtet ist, eine Pouchzelle auszubilden, und/oder wobei die Akkueinheit einen im Wesentlichen runden Querschnitt aufweist, um eine Rundzelle auszubilden.
Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass in Abhängigkeit der Geometrie der Akkueinheit, die jeweilige Kompensationseinheit angepasst werden kann und dabei unabhängig vom Querschnitt oder Erscheinungsbild der Akkueinheit eine Verformung an der Außenfläche der Akkueinheit verhindert werden kann. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Energiespeichermoduleinheit, welche eine Vielzahl von Akkueinheiten, wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, aufweist, welche in einem vorbestimmten Muster zueinander angeordnet sind, wobei das vorbestimmte Muster dazu eingerichtet ist, eine erste Akkueinheit der Vielzahl von Akkueinheiten zu einer zweiten Akkueinheit der Vielzahl von Akkueinheiten in einem vorbestimmten Abstand anzuordnen, wobei der vorbestimmte Abstand kleiner 15 mm ist.
Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass ein vorgegebener Bauraum für Akkueinheiten bzw. ein vorgegebener Bauraum für die Energiespeichermoduleinheit aufgrund der verhinderten Ausdehnung der Akkueinheit mittels der Kompensationseinheit, die Akkueinheiten deutlich näher aneinander angeordnet werden, insbesondere mit einem Abstand von kleiner als 15 mm. Weiter bevorzugt können auch vorbestimme Abstände kleiner als 10, kleiner als 5 und kleiner als 2 mm sein. Weiter bevorzugt kann der Abstand auch derart reduziert werden, dass nur eine elektrische und/oder thermische Isolationsfolie oder ähnliches, welche eine besonders geringe Schichtdicke oder ähnliches aufweist, zwischen den jeweiligen Akkueinheiten angeordnet ist.Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug oder einen stationären Speicher, welcher eine Akkueinheit, wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, aufweist und/oder ein Energiespeichermodul, wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, aufweist.
Ferner ist darauf hinzuweisen, dass der Begriff der Einheit vorliegend als breit zu verstehen ist und sowohl eine einteilige Ausbildung als auch eine mehrteilige Ausbildung der jeweiligen Einheiten umfasst, wobei die jeweiligen Teileinheiten nicht auf einer Position in der Anlage vorgesehen sein müssen, sondern auch verteilt an der Anlage vorgesehen sein können.
Sämtliche Offenbarungen, welche voranstehen und nachfolgen in Bezug auf einen Aspekt der Erfindung beschrieben sind, gelten gleichermaßen für alle weiteren Aspekte der Erfindung.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
Figuren 1-11 eine Akkueinheit gemäß einer Ausführungsform,
Fig. 12 ein Diagramm zur Illustration der Funktionsweise einer Akkueinheit gemäß einer Ausführungsform,
Fig. 13 eine Energiespeichermoduleinheit gemäß einer Ausführungsform,
Fig. 14 ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform,
Fig. 15 ein stationärer Speicher gemäß einer Ausführungsform und Fig. 16 ein Diagramm zur Illustration der Funktionsweise der Akkueinheit gemäß einer Ausführungsform.
Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. In den Figuren können gleiche, gleichwirkende oder ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen verwendet werden.
Fig. 1 zeigt eine Akkueinheit 10 gemäß einer Ausführungsform. Wie in der Figur 1 dargestellt, weist die Akkueinheit 10 weist eine Form einer Prismatischen Zelle auf. Die Akkueinheit 10 weist eine Elektrodenseparatoreinheit 12, eine Kompensationseinheit 14 und eine Gehäuseeinheit 16 auf, wobei die Elektrodenseparatoreinheit 12 dazu eingerichtet ist, elektrische Energie aufzunehmen, abzugeben und/oder zu speichern, wobei die Kompensationseinheit 14 zwischen der Elektrodenseparatoreinheit 12 und der Gehäuseeinheit 16 angeordnet ist, wobei die Kompensationseinheit 14 dazu eingerichtet ist, eine Übertragung einer Formveränderung der Elektrodenseparatoreinheit 12 auf die Gehäuseeinheit 16 zu verhindern und/oder zu reduzieren. Wie in der Figur 1 ersichtlich ist, weist die Kompensationseinheit 14 eine hohe Erstreckungsbreite auf, sodass die Elektrodenseparatoreinheit 12 in einem entladenden bzw. neuen Zustand gezeigt ist.
Fig. 2 zeigt eine Akkueinheit 10 gemäß einer Ausführungsform. Die Figur 2 verdeutlicht die Akkueinheit 10 der Figur 1. Weiter bevorzugt ist die Elektrodenseparatoreinheit 12 in einem geladenen bzw. gealterten Zustand gezeigt, sodass die Kompensationseinheit 14 eine deutlich geringere Erstreckungsbreite aufweist, als in der Figur 1. Zudem liegt bei der Ausdehnung der Elektrodenseparatoreinheit 12 eine homogene Kraft auf die Gehäuseeinheit 16 auf, so dass diese sich mittels der Kompensationseinheit 14 nicht konvex nach außen wölbt. Somit kann insbesondere an den Ecken 15 die Belastung der Gehäuseeinheit 16 reduziert werden, da diese Bereiche sich nicht nach außen wölben können, diese Wölbung mit der Kompensationseinheit 14 vermieden werden. Somit entstehen auch in den Eckbereichen 15 keine erhöhte Verpressung auf die Elektrodenseparatoreinheit 12, welche zu einer unerwünschten Abscheidung von Lithium in Form von Li-Filmbildung (sog. Li-Plating) bzw. Lithium-Dendriten-Bildung führen können. Zudem kann durch eine geringere mechnaische Beanspruchung der Gehäuseeinheit 16 dieses dünner oder aus einem anderen Material - z.B. aus Kunststoff - dargestellt werden.
Fig. 3 zeigt eine Akkueinheit 10 gemäß einer Ausführungsform. Die Akkueinheit 10 zeigt eine Elektrodenseparatoreinheit 12 in einer Gehäuseeinheit 16, wobei zwischen der Elektrodenseparatoreinheit 12 und der Gehäuseeinheit 16 die Kompensationseinheit 14 angeordnet ist. Bevorzugt weist die Kompensationseinheit 14 zumindest eine Schicht 18 auf, welche zumindest teilweise ein verformbares Material aufweist, dass dazu eingerichtet ist, eine Erstreckungslänge 20 anzupassen, um eine Ausdehnung der Elektrodenseparatoreinheit 12 kompensieren zu können. Weiter bevorzugt weist die Kompensationseinheit 14 eine erste Erstreckungsbreite 22 auf zwischen einer Innenseite 24 der Gehäuseeinheit 16 und einer der Innenseite 24 gegenüberliegenden Seite 26 der Elektrodenseparatoreinheit 12 erstreckt. Wie in der Figur 3 verdeutlicht ist, befindet sich die Elektrodenseparatoreinheit 12 in einem ungeschwollenen Zustand, sodass die Kompensationseinheit 14 die erste Erstreckungsbreite 22 aufweist. Der ungeschwollene Zustand kann dabei insbesondere ein entladender Zustand der Elektrodenseparatoreinheit 12 als auch ein neuer Zustand der Elektrodenseparatoreinheit 12 sein. Weiter bevorzugt weist die Akkueinheit 10 im Anschluss zur Elektrodenseparatoreinheit 12 und der Kompensationseinheit 14 einen Speicherraum 32 auf, welcher bevorzugt zumindest teilweise mit einem Elektrolyten befüllt ist, um somit einen Elektrolytenverlust über eine Betriebsdauer der Akkueinheit 10 zu reduzieren. Durch Vorliegen eines definierten Gasvolumens im Speicherraum 32 kann die Änderung der Erstreckungsbreite 22 durch anschwellende Elektrodenseparatoreinheit 12 eingestellt werden.
Fig. 4 zeigt eine Akkueinheit gemäß einer Ausführungsform. Die Figur 4 verdeutlicht die Akkueinheit 10 der Figur 3. Bevorzugt weist die Kompensationseinheit 14 eine zweite Erstreckungsbreite 28 auf, insbesondere zwischen der Innenseite 24 und der Innenseite 24 gegenüberliegenden Seite 26 der Elektrodenseparatoreinheit 12. Weiter bevorzugt beschreibt die zweite Erstreckungsbreite 28 die Elektrodenseparatoreinheit 12 in einem geschwollenen Zustand. Bevorzugt kann es sich bei dem geschwollenen Zustand um einen geladenen Zustand der Elektrodenseparatoreinheit 12 als auch einen gealterten Zustand der Elektrodenseparatoreinheit 12 handeln. Weiter bevorzugt kann die Kompensationseinheit 14 eine dritte Erstreckungsbreite 29 aufweisen, insbesondere zwischen der Innenseite 24 und der Innenseite 24 gegenüberliegenden Seite 26 der Elektrodenseparatoreinheit 12. Bevorzugt kann die dritte Erstreckungsbreite 29 vorliegen, wenn die Elektrodenseparatoreinheit 12 in einem teilweise geschwollenen Zustand ist, insbesondere beträgt dabei bevorzugt die dritte Erstreckungsbreite 29 zwischen 3 und 90% der zweiten Erstreckungsbreite 28. Weiter bevorzugt kann ein Unterschied 31 zwischen der ersten Erstreckungsbreite 22 und der zweiten Erstreckungsbreite 28 zumindest 0,05 mm, insbesondere 0,1 mm betragen.
Fig. 5 zeigt eine Akkueinheit 10 gemäß einer Ausführungsform. Die Akkueinheit 10 ist wie in Figur 5 dargestellt als Pouchzelle ausgestaltet. Weiter bevorzugt wird in der Figur 5 ein Ausschnitt 410 der Akkueinheit 10 vergrößert dargestellt, welcher das Zusammenspiel zwischen der Elektrodenseparatoreinheit 12, der Kompensationseinheit 14 und der Gehäuseeinheit 16 darstellt.
Figur 6 zeigt eine Akkueinheit 10 gemäß einer Ausführungsform. Hierbei ist die Akkueinheit 10 als eine prismatische Zelle ausgestaltet und weist dabei bevorzugt einen rechteckigen Querschnitt auf. Weiter bevorzugt ist eine Vergrößerung 420 in der Figur 6 dargestellt, welche den Schichtaufbau zwischen der Elektrodenseparatoreinheit 12, der Kompensationseinheit 14 und der Gehäuseeinheit 16 verdeutlicht.
Figur 6a zeigt eine Akkueinheit 10 gemäß einer Ausführungsform. Wie in der Figur 6a zu erkennen ist, ist die Akkueinheit 10 als Rundzelle ausgeführt. In der Detailansicht 421 wird der Aufbau der Akkueinheit 10 verdeutlicht. Wie zu erkennen in der Figur 6b zu erkennen ist, liegt an der Elektrodenseparatoreinheit 12 die Kompensationseinheit 14 an. Die Gehäuseeinheit 16 bildet den Abstützpunkt der Kompensationseinheit 14.
Figur 6b zeigt eine Akkueinheit 10 gemäß einer Ausführungsform. Wie in der Figur 6b zu erkennen ist, befindet sich die Akkueinheit 10 in einem montierten Zustand. Die Akkueinheit 10 kann nun mit dem Elektrolyten 423 befüllt werden. In der Figur 6b wird der Elektrolytenfluss 425 verdeutlicht. Bevorzugt wird der Elektrolyt 423 von einer Seite in die Akkueinheit 10 eingefüllt, insbesondere durch eine verschließbare Öffnung in der Gehäuseeinheit 16. Wie in der Figur 6b zuerkennen ist, erfolgt der Elektrolytenfluss 425 direkt in die Elektrodenseparatoreinheit 12, insbesondere zwischen die einzelnen Schichten der Elektrodenseparatoreinheit 12. Weiter bevorzugt erfolgt der Elektrolytenfluss 425 auch direkt in die Kompensationseinheit 14, sodass der Elektrolyt 423 sich in der 12 als auch in der Elektrodenseparatoreinheit Kompensationseinheit 14 verteilen kann. Weiter bevorzugt kann die Kompensationseinheit 14 eine Porosität und/oder eine Benetzbarkeit aufweisen, sodass der Elektrolytenfluss 425 auch durch diese Schicht erfolgen kann. Die Elektrodenseparatoreinheit 12 kann dadurch auch „von hinten“ mit dem Elektrolyt 423 benetzt werden.
Fig. 7 zeigt eine Akkueinheit 10 gemäß einer Ausführungsform. Die Akkueinheit 10 weist dabei eine Kompensationseinheit 14 auf, an welcher insbesondere ein Abstandselement 422 befestigt sein kann. Bevorzugt kann die Kompensationseinheit 14 als eine Art Umschlag ausgebildet werden, um somit eine Vielzahl von Seiten der Elektrodenseparatoreinheit 12 zu umfassen. Bevorzugt kann die Kompensationseinheit 14 auch als eine Art Enveloppe oder ähnliches ausgebildet sein. Wie in der Figur 7 dargestellt ist, wird die Kompensationseinheit 14 in einer Vergrößerung 430 dargestellt. In der Vergrößerung 430 besonders bevorzugt ein zumindest teilweise verformbares Material gezeigt, welches insbesondere aus einem nichtgewebten Material, insbesondere einem Vliesstoff, besteht. Dieses nichtgewebte Material kann insbesondere an der Gehäuseeinheit 16 angeordnet werden.
Fig. 8 zeigt eine Akkueinheit 10 gemäß einer Ausführungsform. Die Figur 8 stellt die unterschiedlichen Montageschritte der Akkueinheit 10 in einer ersten Stufe 430, in einer zweiten Stufe 440, in einer dritten Stufe 450 und einer vierten Stufe 460 dar. In der ersten Stufe 430 kann die Elektrodenseparatoreinheit 12 auf die Kompensationseinheit 14 positioniert werden. Bevorzugt ist die Kompensationseinheit 14 derart ausgebildet, dass diese eine Vielzahl von Seiten 34 der Elektrodenseparatoreinheit 12 umschließt. In der zweiten Stufe liegt die Kompensationseinheit 14 an einer Vielzahl von Seiten der Elektrodenseparatoreinheit 12 an. In der dritten Stufe 450 kann die Kompensationseinheit 14 mit der Elektrodenseparatoreinheit 12 in die Gehäuseeinheit 16 eingeschoben werden, sodass die Kompensationseinheit 14 zwischen der Elektrodenseparatoreinheit 12 und der Gehäuseeinheit 16 angeordnet ist. In der vierten Stufe 460 wird die Akkueinheit 10 in einem montierten Zustand gezeigt, sodass die Kompensationseinheit 14 eine Volumenänderung der Elektrodenseparatoreinheit 12 kompensieren kann, sodass die Verformung an der Außenseite der Gehäuseeinheit 16 nicht sichtbar wird.
Fig. 9 zeigt eine Akkueinheit 10 gemäß einer Ausführungsform. In der Figur 9 wird eine fünfte Stufe 470, eine sechste Stufe 480, ein siebte Stufe 490 sowie eine achte Stufe 500 dargestellt. In der fünften Stufe 470 kann die Akkueinheit 10 auf einem Abstandshalterelement 472 angeordnet werden, welches an der Kompensationseinheit 14 befestigt ist. Weiter bevorzugt kann die Kompensationseinheit 14 zumindest teilweise am Abstandshalterelement 472 angeordnet. In der fünften Stufe 480 kann die Kompensationseinheit 14 um die Elektrodenseparatoreinheit 12 umschlagen werden. In der sechsten Stufe kann die Elektrodenseparatoreinheit 12 und die Kompensationseinheit 14 im vormontierten Zustand in die Gehäuseeinheit 16, insbesondere seitlich eingeschoben werden. In der achten Stufe 500 kann bevorzugt die Elektrodenseparatoreinheit 12 und die Kompensationseinheit 14 in der Gehäuseeinheit 16 fixiert bzw. angeordnet sein, sodass die Kompensationseinheit 14 eine Volumenausdehnung der Elektrodenseparatoreinheit 12 kompensieren kann.
Fig. 10 zeigt eine Akkueinheit 10 gemäß einer Ausführungsform. Die Akkueinheit 10 umfasst eine Elektrodenseparatoreinheit 12 mit einer Vielzahl von Seiten 34. Bevorzugt ist die Kompensationseinheit 14 derart ausgestaltet, dass diese um die Elektrodenseparatoreinheit 12 umschlossen bzw. ummantelt werden kann.
Fig. 11 zeigt eine Akkueinheit 10 gemäß einer Ausführungsform. Die Akkueinheit 10 wird in der Figur 11 derart dargestellt, dass die Elektrodenseparatoreinheit 12 mit der Kompensationseinheit 14 in die Gehäuseeinheit 16 eingeführt werden kann.
Fig. 12 zeigt ein Diagramm 400 zur Illustration der Funktionsweise der Akkueinheit 10 gemäß einer Ausführungsform. Das Diagramm 400 weist bevorzugt eine erste Achse 402 auf, welche eine Belastung der Kompensationseinheit 14 darstellt. Bevorzugt weist das Diagramm 400 eine zweite Achse 404 auf, welche die Dicke der Kompensationseinheit 14 darstellt. Wie in der Figur 12 dargestellt ist, kann die Formveränderung der Kompensationseinheit 14 anhand eines vorbestimmten Verformungspfad 36 erfolgen. Bevorzugt können auch die Grenzen 406 der Verformung dargestellt werden, ab welchem Punkt eine Verformung der Akkueinheit 10 bzw. der Gehäuseeinheit 16 erfolgen könnte.
Fig. 13 zeigt eine Energiespeichereinheit 100 gemäß einer Ausführungsform. Die Energiespeichereinheit 100 weist eine Vielzahl 102 von Akkueinheiten, wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, auf, welche in einem vorbestimmten Muster zueinander angeordnet sind. Das vorbestimmte Muster positioniert die erste Akkueinheit 104 zur zweiten Akkueinheit 106 der Vielzahl von Akkueinheiten 102 in einem vorbestimmten Abstand 108 zueinander. Der vorbestimmte Abstand 108 kann insbesondere kleiner als 15 mm sein.
Fig. 14 zeigt ein Fahrzeug 200 gemäß einer Ausführungsform. Das Fahrzeug 200 weist bevorzugt eine Akkueinheit 10, wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, auf und/oder eine Energiespeichermoduleinheit, wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, auf.
Fig. 15 zeigt einen stationären Speicher gemäß einer Ausführungsform. Der stationäre Speicher 300 weist bevorzugt eine Akkueinheit 10, wie voranstehend und nachfolgend beschrieben auf, und/oder eine Energiespeichermoduleinheit 100, wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, auf.
Fig. 16 zeigt ein Diagramm 501 zur Illustration der Funktionsweise der Kompensationseinheit 14 bzw. der Akkueinheit 10. Das Diagramm 501 weist eine erste Achse 502 auf, welche eine Dicke der Elektrodenseparatoreinheit 12 darstellt. Weiter bevorzugt weist das Diagramm 501 eine zweite Achse 504 auf, welche bevorzugt die Lebensdauer bzw. die Zyklenzahl der Akkueinheit 10 darstellt. Weiter bevorzugt kann die Dicke der Elektrodenseparatoreinheit 12 in Zyklen 510 dargestellt werden, welche einen entladenden Zustand 506 und einen geladenen Zustand 508 umfassen. Dieser zyklische Verlauf 516 ist in dem Diagramm 501 dargestellt. Weiter bevorzugt kann gegenläufig zu der zyklischen Verformung sich die Erstreckungsbreite der Kompensationseinheit 14 gegenläufig ändern, wie mit dem Pfeil 512 dargestellt ist. Weiter bevorzugt gibt es einen kontinuierlichen Zuwachs der Dicke 518 über die Betriebsdauer der Akkueinheit 10. Dieser kann einen Maximalwert 514 über die Dauer des Betriebs der Akkueinheit 10 erreichen.

Claims

Ansprüche
1 . Akkueinheit (10) aufweisend: eine Elektrodenseparatoreinheit (12), eine Kompensationseinheit (14), eine Gehäuseeinheit (16), wobei die Elektrodenseparatoreinheit (12) dazu eingerichtet ist, elektrische Energie aufzunehmen, abzugeben und/oder zu speichern, wobei die Kompensationseinheit (14) zwischen der Elektrodenseparatoreinheit (12) und der Gehäuseeinheit (16) angeordnet ist, wobei die Kompensationseinheit (14) dazu eingerichtet ist, eine Übertragung einer Formveränderung der Elektrodenseparatoreinheit (12) auf die Gehäuseeinheit (16) zu verhindern und/oder zu reduzieren.
2. Akkueinheit (10) nach Anspruch 1 , wobei die Kompensationseinheit (14) zumindest eine Schicht (18) aus zumindest einem teilweise verformbaren Material aufweist, welches dazu eingerichtet ist, eine Erstreckungslänge (20) der Schicht (18) in Abhängigkeit der Formveränderung anzupassen.
3. Akkueinheit (10) nach einem der Ansprüche 2, wobei das teilweise verformbare Material zumindest teilweise eine Porosität, insbesondere eine durchgängige Porosität in eine Vielzahl von Richtungen, aufweist.
4. Akkueinheit (10) nach Anspruch 2, wobei das zumindest teilweise verformbare Material zumindest eine Komponente aufweist, ausgewählt aus der Gruppe umfassend: faserbasiertes Material, ein Material enthaltend Faserfibrillen, nichtgewebtes Material, faserbasiertes Material mit einer Quelleigenschaft, oder eine auf eine Oberfläche aufgebrachte Beflockung und/oder offenporige Schäume.
5. Akkueinheit (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kompensationseinheit (14) eine erste Erstreckungsbreite (22) aufweist, welche zwischen einer Innenseite (24) der Gehäuseeinheit (16) und einer der Innenseite (24) gegenüberliegenden Seite (26) der Elektrodenseparatoreinheit (12) erstreckt, wobei die erste Erstreckungsbreite (22) vorliegt, wenn die Elektrodenseparatoreinheit (12) in einem ungeschwollenen Zustand ist.
6. Akkueinheit (10) nach Anspruch 5, wobei die Kompensationseinheit (14) eine zweite Erstreckungsbreite (28) aufweist, welche sich zwischen der Innenseite (24) und der Innenseite (24) gegenüberliegenden Seite (26) der Elektrodenseparatoreinheit (12) erstreckt, wobei die zweite Erstreckungsbreite (28) vorliegt, wenn die Elektrodenseparatoreinheit (12) in einem geschwollenen Zustand ist.
7. Akkueinheit (10) nach Anspruch 6, wobei die Kompensationseinheit (14) eine dritte Erstreckungsbreite (29) aufweist, welche sich zwischen der Innenseite (24) und der Innenseite (24) gegenüberliegenden Seite (26) der Elektrodenseparatoreinheit (12) erstreckt, wobei die dritte Erstreckungsbreite (29) vorliegt, wenn die Elektrodenseparatoreinheit (12) in einem teilweise geschwollenen Zustand ist, wobei die dritte Erstreckungsbreite (29) zwischen 3% und 90% der zweiten Erstreckungsbreite (28) beträgt.
8. Akkueinheit (10) nach Anspruch 7, wobei die dritte Erstreckungsbreite (29) dazu eingerichtet ist, eine zyklische Verformung der Elektrodenseparatoreinheit (12) zu kompensieren, wobei die zweite Erstreckungsbreite (28) dazu eingerichtet ist, eine maximale Verformung der Kompensationseinheit (14) bereitzustellen.
9. Akkueinheit (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Elektrodenseparatoreinheit (12) und die Kompensationseinheit (10) einteilig oder mehrteilig ausgebildet sind, und/oder wobei die Kompensationseinheit (14) und die Gehäuseeinheit (16) einteilig oder mehrteilig ausgebildet sind.
10. Akkueinheit (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Gehäuseeinheit (16) und/oder die Elektrodenseparatoreinheit (12) zumindest teilweise mit einem Elektrolyten gefüllt ist, wobei die Kompensationseinheit (14) dazu eingerichtet ist, den Elektrolyten zumindest teilweise aufzunehmen.
11. Akkueinheit (10) nach Anspruch 4 und 10, wobei das zumindest teilweise verformbare Material eine dauerhafte Benetzbarkeit für den Elektrolyten aufweist, wobei die dauerhafte Benetzbarkeit dazu eingerichtet ist, eine Aufnahme an Elektrolyten durch die Kompensationseinheit (14) zu verbessern.
12. Akkueinheit (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 11 , wobei die Kompensationseinheit (14) dazu eingerichtet ist, bei einer Vergrößerung der Form der Elektrodenseparatoreinheit (12) den Elektrolyten zumindest teilweise abzugeben.
13. Akkueinheit (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Vergrößerung der Form der Elektrodenseparatoreinheit (12) zumindest teilweise dauerhaft ist, wobei die Kompensationseinheit (14) dazu eingerichtet ist, zumindest teilweise dauerhaft den Elektrolyten abzugeben.
14. Akkueinheit (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 13, wobei im Anschluss zur Elektrodenseparatoreinheit (12) und der Kompensationseinheit (14) ein Speicherraum (32) in der Gehäuseeinheit (16) angeordnet ist, welcher zumindest teilweise mit dem Elektrolyten gefüllt ist, um einen Elektrolytenverlust über eine Betriebsdauer der Akkueinheit (10) zu reduzieren.
15. Akkueinheit (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 15 und Anspruch 2, wobei eine Oberfläche der Schicht (18) zumindest teilweise für einen vorbestimmten Zeitraum mit dem Elektrolyten benetzbar ist.
16. Akkueinheit (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kompensationseinheit (14) sich um eine Vielzahl von Seiten (34) der Elektrodenseparatoreinheit (12) erstreckt.
17. Akkueinheit (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kompensationseinheit (14) zumindest teilweise einen vorbestimmten Verformungspfad (36) aufweist, welcher eine Formveränderung der Kompensationseinheit (14) in Abhängigkeit eines an der Kompensationseinheit (14) anliegenden Druckes beschreibt, um die Formveränderung der Gehäuseeinheit (16), insbesondere eine Auswölbung, zu reduzieren.
18. Akkueinheit (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Akkueinheit (10) einen im Wesentlichen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt aufweist, um eine prismatische Zelle auszubilden, und/oder wobei die Akkueinheit (10) dazu eingerichtet ist, eine Pouchzelle auszubilden, und/oder wobei die Akkueinheit (10) einen im Wesentlichen runden Querschnitt aufweist, um eine Rundzelle auszubilden.
19. Akkueinheit (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Akkueinheit ein Kühlelement aufweist, wobei das Kühlelement an einer Außenseite der Gehäuseeinheit (16) angebracht ist, sodass das Kühlelement und die Kompensationeinheit (14) sich gegenüberliegend an der Gehäuseeinheit (16) angeordnet sind.
20. Energiespeichermoduleinheit (100), aufweisend eine Vielzahl (102) von Akkueinheiten (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, welche in einem vorbestimmten Muster zueinander angeordnet sind, wobei das vorbestimmte Muster dazu eingerichtet ist, eine erste Akkueinheit (104) der Vielzahl (102) von Akkueinheiten (10) zu einer zweiten Akkueinheit (106) der Vielzahl (102) von Akkueinheiten (10) in einem vorbestimmten Abstand (108) anzuordnen, wobei der vorbestimmte Abstand (108) kleiner als 15 mm ist.
21. Fahrzeug (200) oder stationärer Speicher (300) aufweisend eine Akkueinheit (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 18 und/oder eine Energiespeichermoduleinheit (100) nach Anspruch 19.
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