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WO2013023774A1 - Elektrochemische energiespeicherzelle mit metallischem gehäuse, verfahren zur herstellung einer elektrochemischen energiespeicherzelle mit metallischem gehäuse - Google Patents

Elektrochemische energiespeicherzelle mit metallischem gehäuse, verfahren zur herstellung einer elektrochemischen energiespeicherzelle mit metallischem gehäuse Download PDF

Info

Publication number
WO2013023774A1
WO2013023774A1 PCT/EP2012/003435 EP2012003435W WO2013023774A1 WO 2013023774 A1 WO2013023774 A1 WO 2013023774A1 EP 2012003435 W EP2012003435 W EP 2012003435W WO 2013023774 A1 WO2013023774 A1 WO 2013023774A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
housing
molding
secondary cell
electrode assembly
electrode
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/003435
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Robert Matthes
Harald REICHE
Jens Meintschel
Claus-Rupert Hohenthanner
Original Assignee
Li-Tec Battery Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Li-Tec Battery Gmbh filed Critical Li-Tec Battery Gmbh
Publication of WO2013023774A1 publication Critical patent/WO2013023774A1/de

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/258—Modular batteries; Casings provided with means for assembling
    • H01M50/26—Assemblies sealed to each other in a non-detachable manner
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/564—Terminals characterised by their manufacturing process
    • H—ELECTRICITY
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    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
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    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553—Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • Electrochemical energy storage cell with metallic housing process for producing an electrochemical
  • the present invention relates to a rechargeable electrochemical energy storage cell, hereinafter referred to as a secondary cell, for a battery.
  • a secondary cell for a battery.
  • the invention will be described in the context of lithium-ion batteries for the supply of motor vehicle drives. It should be noted that the
  • Invention can also be used regardless of the chemistry of the secondary cell or regardless of the type of powered drive.
  • Batteries with a plurality of secondary cells for supplying electrical consumers, in particular motor vehicle drives, are known from the prior art.
  • the secondary cells each have a housing, a
  • Electrode assembly for providing electrical energy and usually two current conductors on.
  • the current conductors extend at least partially out of the housing into the environment of the secondary cell.
  • the electrode assembly and the current conductors are electrically conductive
  • Claim 13 describes a battery with at least two electrochemical energy storage devices according to the invention.
  • the object is also achieved by a manufacturing method according to claim 14 for an electrochemical energy storage device.
  • An inventive electrochemical energy storage device hereinafter referred to as a secondary cell, has an electrode assembly.
  • the electrode assembly has at least one separator and two electrodes of different polarity.
  • the separator is arranged between two electrodes.
  • the electrode assembly is provided to provide at least temporary electrical energy.
  • the secondary cell has one, two or more current conductors.
  • a current collector is provided, at least indirectly, to be electrically conductively connected to the electrode assembly, preferably to one of the electrodes, preferably by means of a material connection, particularly preferably by means of a welded connection.
  • the secondary cell has at least two, in particular, metallic housing moldings. The housing moldings are for limiting the electrode assembly from the environment of
  • the housing moldings are also provided with one another for the in particular positive and / or material-locking connection, wherein preferably the connected housing moldings form a housing around the electrode assembly. At least one, preferably two
  • At least one of the housing molded parts is provided to receive the electrode assembly in particular form-fitting and / or non-positively, and to clamp the electrode assembly preferably.
  • the inventive design of the secondary cell whose current conductor are held by a housing molding such that an undesirable
  • An electrode assembly in the sense of the invention means a device which is used in particular for providing electrical energy.
  • the electrode assembly has at least two electrodes
  • the electrode assembly is dischargeable and rechargeable, with ions of the electrolyte's conducting electrolyte migrating through the separator.
  • ions of the electrolyte's conducting electrolyte migrating through the separator.
  • the electrode assembly has at least one so-called lateral surface, wherein the lateral surface delimits the electrode assembly to the environment or to a housing molding.
  • An electrode has a particular metallic collector foil.
  • An active electrode mass is applied to the collector foil.
  • a portion of the collector foil remains free of the active electrode mass.
  • This Area also referred to below as the arrester lug, is used in particular for electrical connection to a current conductor.
  • the trap tab extends beyond an adjacent separator.
  • a collector foil has a substantially rectangular shape.
  • the secondary cell according to the invention preferably has lithium ions. This version offers the advantage of an increased energy density of
  • Secondary cell in particular an energy density of at least 40 Wh / kg.
  • Electrode assembly more preferably at least one cathode, a compound having the formula LiMP0 4 , wherein M at least one
  • Transition metal cation of the first row of the Periodic Table of the Elements is.
  • the transition metal cation is preferably selected from the group consisting of Mn, Fe, Ni and Ti or a combination of these elements.
  • Compound preferably has an olivine structure, preferably
  • Electrode of the electrode assembly more preferably at least one cathode, a lithium manganate, preferably LiMn 2 0 4 spinel type, a lithium cobaltate, preferably L1C0O2, or a lithium nickelate, preferably LiNi0 2 , or a mixture of two or three of these oxides, or
  • a separator is used in particular for the complaint of two adjacent electrodes of different polarity.
  • the separator blocks electrons, but is permeable to ions.
  • the electrolyte or the conductive salt are at least partially taken up by the separator.
  • the separator is as formed thin film, more preferably having a substantially rectangular shape.
  • a separator is used which is not or only poorly electron-conducting, and which at least partially
  • the support is preferably coated on at least one side with an inorganic material.
  • an organic material is preferably used, which is preferably designed as a non-woven fabric.
  • the organic material which preferably comprises a polymer and more preferably a polyethylene terephthalate (PET), is with a
  • the coated inorganic, preferably ion-conducting material which is more preferably ion conducting in a temperature range of - 40 ° C to 200 ° C.
  • the inorganic material preferably comprises at least one compound from the group of oxides, phosphates, sulfates, titanates, silicates, aluminosilicates with at least one of the elements Zr, Al, Li, particularly preferably zirconium oxide.
  • the inorganic, ion-conducting material preferably has particles with a largest diameter below 100 nm. Such a
  • a preferred embodiment of the electrode assembly comprises a plurality of positive electrodes and a plurality of negative electrodes, wherein adjacent electrodes of different polarity are separated by a respective separator.
  • the electrodes and the separators are substantially formed as rectangular sheets and corresponding to a stack of playing cards
  • Electrode stack stacked one above the other, this arrangement being called electrode stack below.
  • a separator sheet separates two each
  • Electrode sheets of different polarity Beyond the separator sheet, the collector tabs of the adjacent electrodes extend.
  • a further preferred embodiment of the electrode assembly comprises a positive electrode and a negative electrode, wherein adjacent electrodes of different polarity are separated by a respective separator.
  • the electrodes and the separator are essentially formed as rectangular strips and placed one above the other. This arrangement is wound up into a substantially cylindrical so-called electrode winding. Beyond the separator, the arrester lugs of the two electrodes extend.
  • Ableiterfahnen a polarity are electrically connected to one of the current collector, preferably welded.
  • the first is in
  • Electrode flat winding deformed into a so-called.
  • Electrode flat winding the electrode flat winding assumes a substantially cuboidal or prismatic shape.
  • This embodiment offers the advantage that a cuboid housing can be used for the electrode flat winding, the cuboid housing being particularly suitable for the adjacent housing
  • Electrode assembly and in particular for connection to a zu
  • the current conductor is formed metallic, particularly preferably with copper and / or aluminum.
  • Electrode assembly connected, preferably with an electrode of
  • the current conductor preferably has a supply contact region, which is essentially cylindrical and particularly preferably has an external thread. An eye or a hook at the end of a
  • Power cables can surround the lead contact area and be secured with a nut to be screwed on.
  • the lead contact area Preferably, the
  • Stromableiter a substantially plate-shaped electrode contact area, which in particular for contacting the electrode assembly or an electrode is used, preferably via the Ableiterfahnen.
  • the conductor tabs or the electrodes of one polarity are preferably bonded to the electrode contact area, particularly preferably welded.
  • the electrode contact region is arranged in the interior of the housing.
  • a substantially rectangular housing Preferably, a substantially rectangular housing.
  • Boundary surface of the electrode contact region substantially parallel to a wall of a housing molding, hereinafter called Formteilwandung arranged.
  • This embodiment has the advantage that a connection, in particular a welding of the collector lugs with this
  • this embodiment has a substantially plate-shaped electrode contact region with a substantially rectangular boundary surface within the housing.
  • Embodiment offers the advantage that the number of material transitions in the current path from the electrode to the load is reduced by the arrester lug is connected directly to the current collector.
  • Another advantage of this embodiment is the improved sealing of the housing by a possibly multi-part sealing device can be pushed over the bolt and secured. If the supply contact area is designed as a bolt with an external thread, referred to below as a threaded bolt, a deferred supply line can be secured with a nut.
  • This embodiment has the advantage that at the same time a sealing device or
  • Isolation device can be secured.
  • the term "force-fit reception of the electrode assembly” is understood to mean that the housing molding exerts a normal force on the electrode assembly, in particular on at least one lateral surface of the electrode assembly Formteilwandung follows a force, in particular a Frictional force in the plane of the lateral surface, which is counteracted in particular during operation of a relative movement between the electrode assembly and housing molding.
  • clamping of the electrode assembly in the sense of the invention is to be understood in particular as meaning that the housing molding exerts a normal force on the electrode assembly, in particular on at least one lateral surface of the electrode assembly On the one hand and the electrode assembly on the other hand, a force in the plane of the lateral surface, with a relative movement between the electrode assembly and the housing molding is met
  • Electrode assembly and current arrester counteracted. By clamping the electrode assembly and its disintegration or disassembly counteracts during operation counteracts.
  • a housing molding comprises at least one metal, more preferably a metal of the following group, which includes aluminum, copper, iron, steel.
  • a metal of the following group which includes aluminum, copper, iron, steel.
  • Housing molding provides a minimum protection of the electrode assembly from damaging mechanical influences, especially against the
  • Another advantage is that the housing molding the cohesion of
  • Electrode assembly supported by the housing molding exerts a normal force on the electrode assembly.
  • the housing molding is capable of heat removal from the electrode assembly, in particular due to its thermal conductivity of at least 40 W m "1 K " 1 .
  • a housing molding is essentially one
  • the housing molding by means of a forming process, a separation process and / or a
  • the housing molding by means of deep drawing, pressing, embossing, cold forming, cold extrusion, folding, hemming, flanging, stamping, fine blanking, welding,
  • Capacitor discharge welding Ultrasonic welding, brazing, brazing, soldering, gluing and / or combinations of these methods.
  • a housing molding is substantially prismatic, more preferably parallelepiped with a
  • Cavity hereinafter referred molding part interior, and formed at least one molding opening.
  • This housing molding is used in particular for receiving the electrode assembly.
  • the molded part opening serves, in particular, as access to the molded part interior, wherein the electrode assembly can be inserted into the molded part interior through this molded part opening.
  • Forming a housing molding offers the advantage that an electrode stack or an electrode flat winding can be accommodated in particular in a form-fitting manner.
  • the housing molding, in particular the molding wall is dimensioned so that opposite lateral surfaces of the electrode assembly in the molding interior each with a normal force
  • Housing molding is held.
  • a housing molding is formed substantially plate-shaped. In particular, this serves
  • Housing molding for: Closing a molding opening of another housing molding
  • this housing molding corresponds to a molded part opening of a first housing molding to be closed, preferably this housing molding has a collar for insertion into the housing
  • this collar is used for aligning or centering this housing molding with respect to
  • this housing molding has a metal as stated above.
  • the housing molding is formed substantially as a housing cover.
  • a current conductor is connected in a material-bonded manner to this housing molding, particularly preferably by means of a welded connection electrical contact between current conductor and housing molding is given.
  • a current conductor is positively connected to this housing molding.
  • a current conductor is positively connected to this housing molding.
  • This embodiment has the advantage that the current conductor is held by the housing molding substantially immovable. Furthermore, this embodiment has the advantage that the current collector is insulated from the housing molding.
  • a housing molding more preferably a
  • the arrester housing housing molding at least one Ableiterausnaturalung.
  • the Ableiterausnaturalung serves to receive a
  • the current collector is guided through the housing molding.
  • the current conductor is held positively and / or non-positively in the Ableiterausappelung.
  • the current conductor is held with a sealing device or an insulating device positively and / or non-positively in the Ableiterausappelung.
  • the sealing device or the insulating device are formed with an electrically insulating material, particularly preferably made of a polymer or
  • the sealing device or the insulating device are multi-part and each formed with a recess for a substantially cylindrical and elongated region of a Stromableiters.
  • This embodiment has the advantage that an assembly of the sealing device or the insulating device is simplified.
  • the secondary cell according to the invention is designed to deliver, at least temporarily, a current of at least 50A, 100A, 200A, 500A or more.
  • a current of at least 50A, 100A, 200A, 500A or more is provided.
  • the secondary cell according to the invention has a
  • the secondary cell according to the invention has a nominal charging capacity of at least 20 Ah.
  • This embodiment offers the advantage that the secondary cell is suitable in particular in the combination of a battery for supplying an electric main drive motor of a motor vehicle over a distance of at least 50 km.
  • the secondary cell according to the invention for operation between -40 ° C and + 100 ° C is provided.
  • This embodiment has the advantage that the secondary cell is particularly suitable in the combination of a battery for supplying a consumer of a motor vehicle, for outdoor operation or a non-tempered room.
  • the secondary cell according to the invention is mounted in a motor vehicle and designed to provide electrical energy for a consumer of the motor vehicle, preferably for an electric motor of the
  • Motor vehicle particularly preferably for an electric motor which at least indirectly drives a wheel of the motor vehicle.
  • This design offers the advantage that the lifetime of the secondary cell violates and / or
  • Vibrations from the operation of the motor vehicle is increased.
  • Electrode assembly one or two current conductors, one receiving Housing molding and a drain housing housing molding on. At least one current collector has a threaded bolt
  • Electrode assembly contact area Two current conductors, in particular their electrode assembly contact regions, are electrically conductively connected to electrodes of different polarity of the electrode assembly, preferably connected in a materially bonded manner, particularly preferably welded by means of ultrasound.
  • the receiving housing molding is formed substantially as a cup, has a molding wall, possibly with a plurality of wall sections, a molding interior, as well as a molding opening, which provides access to the
  • the electrode assembly is received in the molding interior and is in particular of the molding wall
  • Housing molding has a Ableiterausnaturalung per current conductor.
  • the supply contact region of the current collector is guided through the Ableiterausappelung and held in particular by means of a sealing device in particular form-fitting and / or non-positively in the Ableiterausappelung.
  • a nut is for connecting current conductors,
  • the female housing mold part and the housing mold part holding the outlet are in particular materially connected to one another, preferably welded.
  • This embodiment has the advantage that mechanical loads on the electrically conductive connections of the electrode assembly and current conductors from relative movements in the
  • Electrode assembly one or two current conductors, one receiving
  • At least one current collector has a threaded bolt
  • Electrode assembly contact area and a substantially plate-shaped Electrode assembly contact area.
  • Two current conductors, in particular their electrode assembly contact areas, are electrically conductively connected to electrodes of different polarity of the electrode assembly, preferably connected in a materially bonded manner, particularly preferably welded by means of ultrasound.
  • the receiving housing molding is substantially formed as a cup, has a molding part wall around a molding interior, and a molding opening, which provides access to the molding interior.
  • the electrode assembly is accommodated in the molding interior and is held therein in particular by the molding wall in a form-fitting and / or non-positive manner. Also, the female housing molding per Stromableiter a Stromableitencies Principleung.
  • Stromableiters is guided through the Ableiterausappelung and held in particular by means of a sealing device in particular form-fitting and / or non-positively in the Ableiterausappelung.
  • a sealing device in particular form-fitting and / or non-positively in the Ableiterausappelung.
  • a nut is screwed onto the threaded bolt for connection of the current conductor, the housing-holding part and the sealing device.
  • Closing housing molding is formed substantially as a housing cover.
  • the receiving housing molding and the closing housing molding are connected to each other in particular cohesively, preferably welded. This embodiment offers the advantage that mechanical loads on the electrically conductive connections of
  • Electrode assembly and current arresters from relative movements is counteracted in operation, causing aging of the electrically conductive
  • Another advantage of this embodiment is that a mechanical load of the electrically conductive
  • the female housing moldings are cold-extruded.
  • the advantage is that the dimensional accuracy of the receiving
  • Electrode assembly one or two current conductors, one receiving
  • Housing molding a drain housing housing molding and a
  • At least one current collector has a feed contact area formed as a threaded bolt and a substantially plate-shaped electrode assembly contact area.
  • Two current conductors, in particular their electrode assembly contact regions, are electrically conductively connected to electrodes of different polarity of the electrode assembly, preferably connected in a materially bonded manner, particularly preferably welded by means of ultrasound.
  • the female housing part is in
  • Essentially tubular has a molding part wall around a molding interior, and two molding openings, which each have a
  • the molding wall surrounds the substantially cylindrical, prismatic or cuboidal
  • the electrode assembly is in
  • Molded part interior and is taken from the molding wall
  • arrester housing part has per each current conductor a
  • Stromableiters is guided through the Ableiterausappelung and held in particular by means of a sealing device in particular form-fitting and / or non-positively in the Ableiterausappelung.
  • a nut is screwed onto the threaded bolt for connection of the current conductor, the housing-holding part and the sealing device.
  • the Closing housing molding is formed substantially as a housing cover.
  • the receiving housing molding and the closing housing molding are connected to each other in particular cohesively, wherein a molding opening is closed.
  • the female housing mold part and the housing housing part holding the outlet are in particular one another
  • This embodiment has the advantage that mechanical loads on the electrically conductive connections of the electrode assembly and current conductors from relative movements during operation are counteracted, whereby an aging of the electrically conductive connections is encountered.
  • Another advantage of this embodiment is that the female housing molding is inexpensive to produce from a substantially plate-shaped starting material by means of cutting, bending, raising, roll forming, welding, soldering and / or gluing.
  • step S1 a first, in particular metallic housing molding, hereinafter referred to as step S1 wherein the housing molding has a molding part wall, a molded part interior and at least one molding opening. Subsequently, a first, in particular metallic housing molding, hereinafter referred to as step S1, wherein the housing molding has a molding part wall, a molded part interior and at least one molding opening. Subsequently, a first, in particular metallic housing molding, hereinafter referred to as step S1, wherein the housing molding has a molding part wall, a molded part interior and at least one molding opening. Subsequently, a first, in particular metallic housing molding, hereinafter referred to as step S1, wherein the housing molding has a molding part wall, a molded part interior and at least one molding opening.
  • Electrode assembly having at least two electrodes of different polarity and a separator inserted through the molding opening in the molding interior of the housing molding, hereinafter called step S2, whereupon
  • the electrode assembly is held by the molding wall form-fitting and / or non-positively.
  • the molding opening is closed with a second, in particular metallic housing molding, hereinafter referred to as step S3, preferably with joining the
  • a preferred development of the first preferred manufacturing method comprises step S4, after which a current collector is connected to the electrode assembly, preferably to an electrode of the electrode assembly. Preferably, an electrode assembly contact region of the current collector is connected to the electrode assembly. Preferably, step S4 takes place before step S3.
  • Manufacturing method includes step S5, after which a current collector is connected to a housing molding in particular positive and / or non-positive.
  • the current conductor is passed through a Ableiteraus originallyung of the housing molding and / or a sealing device, hereinafter called step S6.
  • step S5 or step S6 preferably take place before step S3.
  • Manufacturing method comprises step S5 ', after which a current collector is connected to a housing molding in particular cohesively, can be dispensed with a sealing device.
  • step S5 takes place before step S3.
  • Manufacturing method comprises step S7, according to which a particular
  • plate-shaped starting material is formed into a housing molding, particularly preferably by means of at least one method from the following group, which pressing, deep-drawing, embossing, cold forming, folding,
  • Hinges, roll forming, extrusion, cold extrusion, flanging and / or Combinations of these methods include.
  • This preferred development has the advantage that the housing molding can be produced inexpensively.
  • step S7 takes place before step S1 or step S3.
  • Manufacturing method includes step S8, according to which a particular
  • plate-shaped starting material is added to a housing molding, particularly preferably by means of at least one method from the following group, which welding, seam welding, resistance welding,
  • step S7 takes place before step S1 or step S3.
  • Manufacturing method includes step S9, according to which a particular
  • plate-shaped starting material is separated into a housing molding, more preferably by means of at least one method from the following group, which punching, fine blanking, sawing and / or combinations of these
  • Procedure includes.
  • at least one Ableiterauslangung is produced by means of a separation process, particularly preferably by means of punching.
  • This preferred development has the advantage that the housing molding can be produced inexpensively with high dimensional accuracy.
  • step S9 takes place before step S1 or step S3.
  • 1 shows schematically a secondary cell according to the invention
  • 2 shows schematically a preferred embodiment of a secondary cell according to the invention
  • Fig. 3 shows schematically a further preferred embodiment of a
  • FIG. 4 schematically shows a preferred embodiment of a housing molding of the secondary cell according to FIG. 3.
  • FIG. 1 shows a secondary cell 1 according to the invention, with a first
  • the first housing molding 4 is made of a metal sheet to a
  • the second housing molding 5 is thermoformed from a metal sheet to a cup.
  • the second housing molding 5 has a molding wall 7, a molded part interior 8 and a molding opening 9.
  • Formteilwandung 7 is coated electrically insulating towards the electrode assembly.
  • the electrode flat winding 2 is inserted through the molded part opening 9 in the molded part interior 8 and is frictionally held with a frictional force of the molding wall 7.
  • Housing cover 4 and cup 5 are designed to be connected by crimping.
  • the current conductors 3, 3 a have a feed contact area designed as a threaded bolt 11 and an electrode contact area 12. On the threaded bolt 1 1 a perforated metal ashes of a supply line can be pushed.
  • the Electrode contact areas 12 are used for electrical connection to the electrodes of the electrode flat winding 2, in particular to the discharge lugs of the electrodes.
  • the threaded bolts 1 1 of the current collector 3, 3 a are guided by the AbleiterausEnglish Prof 10, 10 a.
  • the threaded bolts 1 1 are sealed relative to the housing cover 4 by means not shown sealing devices and electrically insulated.
  • the electrode flat coil 2 has a separator of "separation.”
  • the electrode flat coil 2 also has a cathode with LiFePO 4 .
  • Fig.2 shows a preferred embodiment of an inventive
  • the first housing molding 4 is made as a cup of a metallic material by means of cold extrusion.
  • the first housing molding 4 has a molding wall 7, a molded part interior 8 and a molding opening 9.
  • the molding wall 7 is coated electrically insulating towards the electrode assembly.
  • the electrode flat winding 2 is inserted through the molded part opening 9 into the molded part inner space 8 and is held in a force-fitting manner by the molded part wall 7.
  • the first housing molding 4 has two
  • the second housing molding 5 is pressed as a housing cover of a metal sheet. Housing cover 4 and cup 5 are designed to be welded together. When welding the housing moldings 4, 5, the mold part opening 9 to be closed is directed downwards.
  • the current conductors 3, 3 a have a feed contact area designed as a threaded bolt 11 and an electrode contact area 12.
  • the electrode contact regions 12 are used for the electrical connection to the electrodes of the electrode flat winding 2, in particular to the discharge lugs of the electrodes.
  • the threaded bolts 1 1 of the current collector 3, 3 a are guided by the Ableiterausappel traditions 10, 10 a.
  • the threaded bolts 1 1 are sealed relative to the cup 4 by means not shown sealing devices and electrically insulated. By means of the sealing means, which are each secured by a nut, also not shown on the threaded bolt, the threaded bolt is frictionally a Ableiteraus Principleung 10, 10 a held.
  • the electrode flat coil 2 has a separator of "separation.”
  • the electrode flat coil 2 also has a cathode with a mixture of lithium manganate, lithium cobaltate and lithium nickelate.
  • Fig. 3 shows schematically a further preferred embodiment of a secondary cell according to the invention, with three housing moldings 4, 5, 6, two Stromableitern 3, 3a and an electrode stack 2.
  • a housing molding 4 is pressed and punched to a housing cover of a metal sheet.
  • the first housing molding 4 has two
  • a third housing molding 6 is pressed to a bottom of a metal sheet.
  • a second housing molding 5 is formed as a tube with a substantially rectangular cross-section. For this purpose, a substantially rectangular sheet metal is bent several times, with two boundary edges come to lie parallel to each other. Subsequently, the boundary edges are brazed.
  • the second housing molding 5 has a molding wall 7, a molded part interior 8 and two molding openings 9, 9a.
  • Electrode flat winding 2 is through a molding opening 9, 9a in the
  • Form part interior 8 is inserted and is non-positively held by the Formteilwandung 7.
  • the housing cover 4 and the second housing molding 5 are designed to be soldered together, wherein a molding opening 9, 9a is closed.
  • Base 6 and second housing molding 5 are configured to be soldered together, with a molding opening 9, 9a being closed.
  • Shaped part opening 9, 9a directed downwards.
  • the secondary cell is turned after the first soldering operation, so that the to be closed during the next soldering molding opening is directed downwards.
  • the current conductor 3, 3a have a threaded bolt designed as
  • the electrode contact areas 12 are used for electrical connection with the
  • Electrodes of the electrode flat coil 2 in particular with the discharge lugs of the electrodes.
  • the threaded bolts of the current collector 3, 3a are guided by the Ableiterausappel traditions 10, 10a.
  • the threaded bolts 3, 3a are sealed relative to the cup 4 by means not shown sealing devices and electrically insulated.
  • the sealing means which are each secured by a nut, also not shown on the threaded bolt, the threaded bolt is frictionally a Ableiteraus fundamentalung 10, 10 a held.
  • the electrode flat coil 2 has a separator of "separation.”
  • the electrode flat coil 2 also has a cathode with a mixture
  • Lithium manganate, lithium cobaltate and lithium nickelate Lithium manganate, lithium cobaltate and lithium nickelate.
  • FIG. 4 shows schematically a preferred embodiment of a housing molding of the secondary cell according to FIG. 3.
  • the illustrated housing molding 4 is as a tube with substantially
  • the housing molding 4 is first folded from a metal sheet, wherein two wall portions of the molding wall 7 overlap each other in regions. In the area of the overlap, the wall sections are connected by means of seam welding. This design allows a cost-effective production of the housing molding 4.
  • Another housing molding 6 is made of a metal sheet to a
  • Housing cover deep drawn with a raised edge.
  • the raised edge serves to center the housing cover 6 in the molded part opening 9a.
  • the housing moldings 4, 6 takes place while the mold part opening 9a is directed downwards.

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Abstract

Eine erfindungsgemäße elektrochemische Energiespeichereinrichtung, nachfolgend Sekundärzelle genannt, weist eine Elektrodenbaugruppe auf. Die Elektrodenbaugruppe hat wenigstens einen Separator und zwei Elektroden unterschiedlicher Polarität. Der Separator ist zwischen zwei Elektroden angeordnet. Die Elektrodenbaugruppe ist vorgesehen, zumindest zeitweise elektrische Energie zur Verfügung zu stellen. Weiter weist die Sekundärzelle einen, zwei oder mehrere Stromableiter auf. Ein Stromableiter ist vorgesehen, mit der Elektrodenbaugruppe insbesondere elektrisch leitend verbunden zu sein, vorzugsweise mit einer der Elektroden, vorzugsweise mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, besonders bevorzugt mittels einer Schweißverbindung. Weiter weist die Sekundärzelle wenigstens zwei insbesondere metallische Gehäuseformteile auf. Die Gehäuseformteile sind zur Begrenzung der Elektrodenbaugruppe gegenüber der Umgebung der Sekundärzelle vorgesehen. Auch sind die Gehäuseformteile zur insbesondere formschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung miteinander vorgesehen, wobei vorzugsweise die verbundenen Gehäuseformteile ein Gehäuse um die Elektrodenbaugruppe ausbilden. Wenigstens ein, vorzugsweise zwei Stromableiter sind mit einem Gehäuseformteil insbesondere formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden, insbesondere mit demselben Gehäuseformteil. Wenigstens eines der Gehäuseformteile ist vorgesehen, die Elektrodenbaugruppe insbesondere formschlüssig und/oder kraftschlüssig aufzunehmen, und die Elektrodenbaugruppe vorzugsweise zu verspannen.

Description

Elektrochemische Energiespeicherzelle mit metallischem Gehäuse, Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen
Energiespeicherzelle mit metallischem Gehäuse
B e s c h r e i b u n g
Hiermit wird der gesamte Inhalt der Prioritätsanmeldung DE 10 201 1 1 10 815 durch Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Anmeldung.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine wiederaufladbare elektrochemische Energiespeicherzelle, nachfolgend Sekundärzelle genannt, für eine Batterie. Die Erfindung wird im Zusammenhang mit Lithium-Ionen-Batterien zur Versorgung von KFZ-Antrieben beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die
Erfindung auch unabhängig von der Chemie der Sekundärzelle oder unabhängig von der Art des versorgten Antriebs Verwendung finden kann.
Aus dem Stand der Technik sind Batterien mit mehreren Sekundärzellen zur Versorgung von elektrischen Verbrauchern, insbesondere von KFZ-Antrieben bekannt. Die Sekundärzellen weisen jeweils ein Gehäuse, eine
Elektrodenbaugruppe zum Bereitstellen elektrischer Energie und zumeist zwei Stromableiter auf. Die Stromableiter erstrecken sich zumindest teilweise aus dem Gehäuse in die Umgebung der Sekundärzelle. Innerhalb des Gehäuses sind die Elektrodenbaugruppe und die Stromableiter elektrisch leitend
miteinander verbunden. Die unzureichende Lebensdauer einiger Bauarten von Batterien bereitet mitunter Probleme. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, Batterien mit erhöhter Lebensdauer zur Verfügung zu stellen.
Die Aufgabe wird durch eine elektrochemische Energiespeichereinrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Anspruch 13 beschreibt eine Batterie mit zumindest zwei erfindungsgemäßen elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen. Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Herstellverfahren gemäß Anspruch 14 für eine elektrochemische Energiespeichereinrichtung. Zu bevorzugende
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine erfindungsgemäße elektrochemische Energiespeichereinrichtung, nachfolgend Sekundärzelle genannt, weist eine Elektrodenbaugruppe auf. Die Elektrodenbaugruppe hat wenigstens einen Separator und zwei Elektroden unterschiedlicher Polarität. Der Separator ist zwischen zwei Elektroden angeordnet. Die Elektrodenbaugruppe ist vorgesehen, zumindest zeitweise elektrische Energie zur Verfügung zu stellen. Weiter weist die Sekundärzelle einen, zwei oder mehrere Stromableiter auf. Ein Stromableiter ist vorgesehen, zumindest mittelbar mit der Elektrodenbaugruppe insbesondere elektrisch leitend verbunden zu sein, vorzugsweise mit einer der Elektroden, vorzugsweise mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, besonders bevorzugt mittels einer Schweißverbindung. Weiter weist die Sekundärzelle wenigstens zwei insbesondere metallische Gehäuseformteile auf. Die Gehäuseformteile sind zur Begrenzung der Elektrodenbaugruppe gegenüber der Umgebung der
Sekundärzelle vorgesehen. Auch sind die Gehäuseformteile zur insbesondere formschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung miteinander vorgesehen, wobei vorzugsweise die verbundenen Gehäuseformteile ein Gehäuse um die Elektrodenbaugruppe ausbilden. Wenigstens ein, vorzugsweise zwei
Stromableiter sind mit einem Gehäuseformteil insbesondere kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise mit demselben
Gehäuseformteil. Wenigstens eines der Gehäuseformteile ist vorgesehen, die Elektrodenbaugruppe insbesondere formschlüssig und/oder kraftschlüssig aufzunehmen, und die Elektrodenbaugruppe vorzugsweise zu verspannen. Bei erfindungsgemäßer Ausbildung der Sekundärzelle sind deren Stromableiter von einem Gehäuseformteil derart gehalten, dass einer unerwünschten
Relativbewegung zwischen Stromableiter und Gehäuseformteil entgegengewirkt ist. Weiter ist die Elektrodenbaugruppe von einem der Gehäuseformteile derart gehalten, dass einer unerwünschten Relativbewegung der Elektrodenbaugruppe bezüglich des Stromableiter bzw. des Gehäuses entgegengewirkt ist. Wenn eine erfindungsgemäße Sekundärzelle insbesondere im Betriebszustand Vibrationen und/oder Stößen ausgesetzt ist, dann wirkt die erfindungsgemäße Ausbildung der Sekundärzelle einer mechanischen Beanspruchung der elektrischen
Verbindungen von Elektrodenbaugruppe und Stromableitern entgegen. Diese Ausbildung bietet den Vorteil, dass einem Altern der elektrischen Verbindungen von Elektrodenbaugruppe und Stromableitern insbesondere infolge
mechanischer Beanspruchung bzw. Wechselbeanspruchung begegnet wird. So wird die Lebensdauer einer Sekundärzelle erhöht und die zugrunde liegende Aufgabe gelöst.
Unter einer Elektrodenbaugruppe im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere zum Bereitstellen elektrischer Energie dient. Dazu weist die Elektrodenbaugruppe wenigstens zwei Elektroden
unterschiedlicher Polarität auf, wobei die Elektroden von einem Separator beanstandet sind. Die Elektrodenbaugruppe ist entladbar und wiederaufladbar, wobei Ionen des Leitsalzes des Elektrolyts durch den Separator wandern. Beim Laden der Sekundärzelle erfolgt in der Elektrodenbaugruppe eine Wandlung zugeführter elektrische Energie in chemische Energie. Beim Entladen wird chemische Energie in der Elektrodenbaugruppe in elektrische Energie gewandelt. Die Elektrodenbaugruppe weist wenigstens eine sog. Mantelfläche auf, wobei die Mantelfläche die Elektrodenbaugruppe zur Umgebung bzw. zu einem Gehäuseformteil hin begrenzt.
Eine Elektrode weist eine insbesondere metallische Kollektorfolie auf. Eine aktive Elektrodenmasse ist auf die Kollektorfolie aufgetragen. Vorzugsweise bleibt ein Bereich der Kollektorfolie frei von der aktiven Elektrodenmasse. Dieser Bereich, nachfolgend auch Ableiterfahne genannt, dient insbesondere zur elektrischen Verbindung mit einem Stromableiter. Vorzugsweise erstreckt sich die Ableiterfahne über einen benachbarten Separator hinaus. Vorzugsweise weist eine Kollektorfolie eine im Wesentlichen rechteckige Gestalt auf. Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Sekundärzelle Lithium-Ionen auf. Diese Ausführung bietet den Vorteil einer erhöhten Energiedichte der
Sekundärzelle, insbesondere einer Energiedichte von wenigstens 40 Wh/kg.
In einer weiteren Ausführungsform weist wenigstens eine Elektrode der
Elektrodenbaugruppe, besonders bevorzugt wenigstens eine Kathode, eine Verbindung mit der Formel LiMP04 auf, wobei M wenigstens ein
Übergangsmetallkation der ersten Reihe des Periodensystems der Elemente ist. Das Übergangsmetallkation ist vorzugsweise aus der Gruppe bestehend aus Mn, Fe, Ni und Ti oder einer Kombination dieser Elemente gewählt. Die
Verbindung weist vorzugsweise eine Olivinstruktur auf, vorzugsweise
übergeordnetes Olivin, wobei Fe besonders bevorzugt ist. Dieser
Ausführungsform bietet den Vorteil einer erhöhten Zahl ertragbarer
Ladungswechsel der Elektrode.
In einer weiteren Ausführungsform weist vorzugsweise wenigstens eine
Elektrode der Elektrodenbaugruppe, besonders bevorzugt wenigstens eine Kathode, ein Lithiummanganat, vorzugsweise LiMn204 vom Spinell-Typ, ein Lithiumkobaltat, vorzugsweise L1C0O2, oder ein Lithiumnickelat, vorzugsweise LiNi02, oder ein Gemisch aus zwei oder drei dieser Oxide, oder ein
Lithiummischoxid, welches Mangan, Kobalt und Nickel enthält, auf.
Ein Separator dient insbesondere zum Beanstanden zweier benachbarter Elektroden unterschiedlicher Polarität. Der Separator blockiert Elektronen, ist aber für Ionen durchlässig. Der Elektrolyt bzw. das Leitsalz sind zumindest teilweise von Separator aufgenommen. Vorzugsweise ist der Separator als dünne Folie ausgebildet, besonders bevorzugt mit im Wesentlichen rechteckiger Gestalt.
Vorzugsweise wird ein Separator verwendet, welcher nicht oder nur schlecht elektronenleitend ist, und welcher aus einem zumindest teilweise
stoffdurchlässigen Träger besteht. Der Träger ist vorzugsweise auf mindestens einer Seite mit einem anorganischen Material beschichtet. Als wenigstens teilweise stoffdurchlässiger Träger wird vorzugsweise ein organisches Material verwendet, welches vorzugsweise als nicht verwebtes Vlies ausgestaltet ist. Das organische Material, welches vorzugsweise ein Polymer und besonders bevorzugt ein Polyethylenterephthalat (PET) umfasst, ist mit einem
anorganischen, vorzugsweise ionenleitenden Material beschichtet, welches weiter vorzugsweise in einem Temperaturbereich von - 40° C bis 200° C ionenleitend ist. Das anorganische Material umfasst bevorzugt wenigstens eine Verbindung aus der Gruppe der Oxide, Phosphate, Sulfate, Titanate, Silikate, Aluminosilikate mit wenigstens einem der Elemente Zr, AI, Li, besonders bevorzugt Zirkonoxid. Bevorzugt weist das anorganische, ionenleitende Material Partikel mit einem größten Durchmesser unter 100 nm auf. Ein solcher
Separator wird beispielsweise unter dem Handelsnamen "Separion" von der Evonik AG in Deutschland vertrieben. Eine bevorzugte Ausführungsform der Elektrodenbaugruppe weist mehrere positive Elektroden und mehrere negative Elektroden auf, wobei benachbarte Elektroden unterschiedlicher Polarität durch je einen Separator getrennt sind. Die Elektroden und die Separatoren sind im Wesentlichen als rechteckige Blätter ausgebildet und entsprechend einem Stapel von Spielkarten
übereinander gestapelt, wobei diese Anordnung nachfolgend Elektrodenstapel genannt wird. Im Elektrodenstapel trennt ein Separatorblatt je zwei
Elektrodenblätter unterschiedlicher Polarität. Über das Separatorblatt hinaus erstrecken sich die Ableiterfahnen der benachbarten Elektroden. Die
Ableiterfahnen einer Polarität sind elektrisch leitend mit einem der Stromableiter verbunden, vorzugsweise verschweißt. Einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Elektrodenbaugruppe weist eine positive Elektrode und eine negative Elektrode auf, wobei benachbarte Elektroden unterschiedlicher Polarität durch je einen Separator getrennt sind. Die Elektroden und der Separator sind im Wesentlichen als rechteckige Streifen ausgebildet und übereinander gelegt. Diese Anordnung ist aufgewickelt zu einem im Wesentlichen zylindrischen sog. Elektrodenwickel. Über den Separator hinaus erstrecken sich die Ableiterfahnen der beiden Elektroden. Die
Ableiterfahnen einer Polarität sind mit einem der Stromableiter elektrisch leitend verbunden, vorzugsweise verschweißt. Vorzugsweise ist der zunächst im
Wesentlichen zylindrische Elektrodenwickel zu einem sog. Elektrodenflachwickel verformt, wobei der Elektrodenflachwickel eine im Wesentlichen quaderförmige bzw. prismatische Gestalt annimmt. Diese Ausführung bietet den Vorteil, dass für den Elektrodenflachwickel ein quaderförmiges Gehäuse verwendet werden kann, wobei das quaderförmige Gehäuse besonders zur benachbarten
Anordnung zweier Sekundärzellen in einer Batterie geeignet ist.
Unter einem Stromableiter im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere der elektrischen Kontaktierung der
Elektrodenbaugruppe und insbesondere zur Verbindung mit einem zu
versorgenden Verbraucher dient. Vorzugsweise ist der Stromableiter metallisch ausgebildet, besonders bevorzugt mit Kupfer und/oder Aluminium. Der
Stromableiter ist zumindest mittelbar elektrisch leitend mit der
Elektrodenbaugruppe verbunden, vorzugsweise mit einer Elektrode der
Elektrodenbaugruppe.
Vorzugsweise weist der Stromableiter einen Zuleitungskontaktbereich auf, welcher im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und besonders bevorzugt ein Außengewinde aufweist. Eine Öse bzw. ein Haken am Ende eines
Stromkabels können den Zuleitungskontaktbereich umgreifen und mit einer aufzuschraubenden Mutter gesichert werden. Vorzugsweise weist der
Stromableiter einen im Wesentlichen plattenförmigen Elektrodenkontaktbereich auf, welcher insbesondere zur Kontaktierung der Elektrodenbaugruppe bzw. einer Elektrode dient, vorzugsweise über die Ableiterfahnen. Die Ableiterfahnen bzw. die Elektroden einer Polarität sind mit dem Elektrodenkontaktbereich bevorzugt stoffschlüssig verbunden, besonders bevorzugt verschweißt.
Vorzugsweise ist der Elektrodenkontaktbereich im Inneren des Gehäuses angeordnet. Vorzugsweise ist eine im Wesentlichen rechteckige
Begrenzungsfläche des Elektrodenkontaktbereichs im Wesentlichen parallel zu einer Wandung eines Gehäuseformteils, nachfolgend Formteilwandung genannt, angeordnet. Diese Ausführung bietet den Vorteil, dass ein Verbinden, insbesondere ein Verschweißen der Ableiterfahnen mit dieser
Begrenzungsfläche erleichtert ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Stromableiters weist einen im
Wesentlichen als Bolzen insbesondere mit Außengewinde ausgebildeten
Zuleitungskontaktbereich auf. Weiter weist diese Ausführungsform einen im Wesentlichen plattenförmigen Elektrodenkontaktbereich mit im Wesentlichen rechteckiger Begrenzungsfläche innerhalb des Gehäuses auf. Diese
Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Anzahl der Materialübergänge im Strompfad von der Elektrode bis zum Verbraucher verringert ist, indem die Ableiterfahne unmittelbar mit dem Stromableiter verbunden ist. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform besteht in der verbesserten Abdichtung des Gehäuses, indem eine ggf. mehrteilige Dichteinrichtung über den Bolzen geschoben und gesichert werden kann. Sofern der Zuleitungskontaktbereich als Bolzen mit Außengewinde, nachfolgend Gewindebolzen genannt, ausgebildet ist, kann eine aufgeschobene Zuleitung mit einer Mutter gesichert werden. Diese Ausführung bietet den Vorteil, dass gleichzeitig eine Dichteinrichtung bzw.
Isoliereinrichtung gesichert werden können.
Unter einem Gehäuseformteil im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere dazu dient:
• die Elektrodenbaugruppe gegenüber der Umgebung der Sekundärzelle zu begrenzen, • die Elektrodenbaugruppe insbesondere formschlüssig und/oder kraftschlüssig aufzunehmen, vorzugsweise die Elektrodenbaugruppe zu verspannen,
• Wärmeenergie mit der Elektrodenbaugruppe auszutauschen,
vorzugsweise Wärmeenergie aus der Elektrodenbaugruppe abzuführen,
• mit wenigstens einem weiteren Gehäuseformteil insbesondere
formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden zu werden,
• ein weiteres Gehäuseformteil zu verschließen, insbesondere dessen Formteilöffnung bzw. Formteilinnenraum, · einen Stromableiter der Sekundärzelle gegenüber der
Elektrodenbaugruppe im Wesentlichen unverrückbar zu halten, insbesondere bei Stößen oder Vibrationen,
• den Austritt eines Bestandteils Elektrodenbaugruppe in die Umgebung der Sekundärzelle zu behindern, vorzugsweise zu unterbinden, und/oder · das Eindringen eines Stoffs aus der Umgebung der Sekundärzelle in die
Elektrodenbaugruppe zu behindern, vorzugsweise den Eintritt von Feuchtigkeit zu unterbinden.
Unter„formschlüssigem Aufnehmen der Elektrodenbaugruppe" im Sinne der Erfindung ist zu verstehen, dass das Gehäuseformteil insbesondere zeitgleich an mehreren Mantelflächen der Elektrodenbaugruppe anliegt.
Unter„kraftschlüssigem Aufnehmen der Elektrodenbaugruppe" im Sinne der Erfindung ist zu verstehen, dass das Gehäuseformteil insbesondere eine Normalkraft auf die Elektrodenbaugruppe ausübt, insbesondere auf wenigstens eine Mantelfläche der Elektrodenbaugruppe. Aus der Normalkraft auf die Mantelfläche und der Haftreibung zwischen der die Elektrodenbaugruppe berührende Wand bzw. Formteilwandung folgt eine Kraft, insbesondere eine Reibkraft in der Ebene der Mantelfläche, wodurch insbesondere im Betrieb einer Relativbewegung zwischen Elektrodenbaugruppe und Gehäuseformteil begegnet wird. So wird einer mechanischen Beanspruchung und somit einer Alterung der elektrischen Verbindung von Elektrodenbaugruppe und
Stromableiter entgegengewirkt.
Unter„Verspannen der Elektrodenbaugruppe" im Sinne der Erfindung ist insbesondere zu verstehen, dass das Gehäuseformteil eine Normalkraft auf die Elektrodenbaugruppe ausübt, insbesondere auf wenigstens eine Mantelfläche der Elektrodenbaugruppe. Aus Normalkraft auf die Mantelfläche und der Haftreibung zwischen der die Elektrodenbaugruppe berührenden Wand bzw. Formteilwandung einerseits und der Elektrodenbaugruppe andererseits folgt eine Kraft in der Ebene der Mantelfläche, mit einer Relativbewegung zwischen Elektrodenbaugruppe und Gehäuseformteil begegnet wird. So wird einer mechanischen Beanspruchung der elektrischen Verbindung von
Elektrodenbaugruppe und Stromableiter entgegengewirkt. Durch Verspannen der Elektrodenbaugruppe wirkt auch deren Desintegration bzw. Zerlegen im Betrieb entgegengewirkt.
Vorzugsweise weist ein Gehäuseformteil wenigstens ein Metall auf, besonders bevorzugt ein Metall der nachfolgenden Gruppe, welche Aluminium, Kupfer, Eisen, Stahl beinhaltet. Diese Ausführung bietet den Vorteil, dass das
Gehäuseformteil einen mindesten Schutz der Elektrodenbaugruppe vor schädigenden mechanischen Einflüssen bietet, insbesondere gegen das
Eindringen eines Fremdkörpers in die Elektrodenbaugruppe. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Gehäuseformteil den Zusammenhalt der
Elektrodenbaugruppe unterstützt, indem das Gehäuseformteil eine Normalkraft auf die Elektrodenbaugruppe ausübt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Gehäuseformteil insbesondere aufgrund seiner Wärmeleitfähigkeit von mindestens 40 W m"1 K"1 zur Wärmeabfuhr aus der Elektrodenbaugruppe befähigt ist. Vorzugsweise ist ein Gehäuseformteil aus einem im Wesentlichen
plattenförmigen Vormaterial hergestellt, besonders bevorzugt aus einem metallischen plattenförmigen Vormaterial. Vorzugsweise ist das Gehäuseformteil mittels eines Umformverfahrens, eines Trennverfahrens und/oder eines
Fügeverfahrens hergestellt. Besonders bevorzugt ist das Gehäuseformteil mittels Tiefziehen, Pressen, Prägen, Kaltumformen, Kaltfließpressen, Abkanten, Hochstellen, Bördeln, Stanzen, Feinschneiden, Schweißen,
Widerstandsschweißen, Rollnahtschweißen, Mittelfrequenzschweißen,
Kondensatorentladungsschweißen, Ultraschallschweißen, Löten, Hartlöten, Weichlöten, Kleben und/oder Kombinationen dieser Verfahren hergestellt.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist ein Gehäuseformteil im Wesentlichen prismatisch, besonders bevorzugt quaderförmig mit einem
Hohlraum, nachfolgend Formteilinnenraum genannt, und wenigstens einer Formteilöffnung ausgebildet. Dieses Gehäuseformteil dient insbesondere zur Aufnahme der Elektrodenbaugruppe. Die Formteilöffnung dient insbesondere als Zugang zum Formteilinnenraum, wobei die Elektrodenbaugruppe durch diese Formteilöffnung in den Formteilinnenraum einsetzbar ist. Eine derartige
Ausbildung eines Gehäuseformteil bietet den Vorteil, dass ein Elektrodenstapel oder ein Elektrodenflachwickel insbesondere formschlüssig aufgenommen werden können. Vorzugsweise ist das Gehäuseformteil, insbesondere die Formteilwandung so bemessen, dass gegenüberliegende Mantelflächen der Elektrodenbaugruppe im Formteilinnenraum je mit einer Normalkraft
beaufschlagt sind. Diese Ausbildung bietet den Vorteil, dass die
Elektrodenbaugruppe kraftschlüssig (s.o.) mit einer Reibkraft vom
Gehäuseformteil gehalten ist. Nachfolgend wird ein gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform ausgebildetes Gehäuseformteil„aufnehmendes
Gehäuseformteil" genannt.
Gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform ist ein Gehäuseformteil im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet. Insbesondere dient dieses
Gehäuseformteil zum: • Verschließen einer Formteilöffnung eines anderen Gehäuseformteils,
• Verbinden mit diesem anderen Gehäuseformteil,.
Nachfolgend wird ein gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform
ausgebildetes Gehäuseformteil„verschließendes Gehäuseformteil" genannt. Vorzugsweise entspricht die Gestalt dieses Gehäuseformteils einer zu verschließenden Formteilöffnung eines ersten Gehäuseformteils. Vorzugsweise weist dieses Gehäuseformteil einen Bund zum Einsetzen in die zu
verschließende Formteilöffnung auf. Insbesondere dient dieser Bund zum Ausrichten bzw. Zentrieren dieses Gehäuseformteil bezüglich der zu
verschließenden Formteilöffnung. Vorzugsweise weist dieses Gehäuseformteil ein Metall auf, wie zuvor dargelegt. Vorzugsweise ist das Gehäuseformteil im Wesentlichen als Gehäusedeckel ausgebildet.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform eines Gehäuseformteils weicht von der genannten dritten bevorzugten Ausführungsform insoweit ab, als dass dieses Gehäuseformteil zusätzlich
• zum Halten wenigstens eines Stromableiters, und/oder
• dazu dient, einen Stromableiter im Betrieb im Wesentlichen unverrückbar an seinem Ort bezüglich der Elektrodenbaugruppe zu halten.
Nachfolgend wird ein Gehäuseformteil gemäß dieser bevorzugten
Ausführungsform„ableiterhaltendes Gehäuseformteil" genannt. Vorzugsweise ist ein Stromableiter mit diesem Gehäuseformteil stoffschlüssig verbunden, besonders bevorzugt mittels einer Schweißverbindung. Diese Ausführung bietet den Vorteil, dass der Stromableiter von dem Gehäuseformteil im Wesentlichen unverrückbar gehalten ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass ein guter elektrischer Kontakt zwischen Stromableiter und Gehäuseformteil gegeben ist. Vorzugsweise ist ein Stromableiter mit diesem Gehäuseformteil formschlüssig verbunden. Dabei berühren sich zeitgleich mehrere Außenflächen des
Stromableiters und des ableiterhaltendes Gehäuseformteils. Diese Ausführung bietet den Vorteil, dass der Stromableiter von dem Gehäuseformteil im
Wesentlichen unverrückbar gehalten ist.
Vorzugsweise ist ein Stromableiter kraftschlüssig mit diesem Gehäuseformteil verbunden. Diese Ausführung bietet den Vorteil, dass der Stromableiter von dem Gehäuseformteil im Wesentlichen unverrückbar gehalten ist. Weiter bietet diese Ausführungsform den Vorteil, dass der Stromableiter gegenüber dem Gehäuseformteil isoliert ist.
Vorzugsweise weist ein Gehäuseformteil, besonders bevorzugt ein
ableiterhaltendes Gehäuseformteil, wenigstens eine Ableiterausnehmung auf. Insbesondere dient die Ableiterausnehmung der Aufnahme eines
Stromableiters, wobei der Stromableiter durch das Gehäuseformteil geführt ist. Vorzugsweise ist der Stromableiter formschlüssig und/oder kraftschlüssig in der Ableiterausnehmung gehalten. Besonders bevorzugt ist der Stromableiter mit einer Dichteinrichtung bzw. eine Isoliereinrichtung formschlüssig und/oder kraftschlüssig in der Ableiterausnehmung gehalten. Vorzugsweise sind die Dichteinrichtung bzw. die Isoliereinrichtung mit einem elektrisch isolierenden Werkstoff ausgebildet, besonders bevorzugt aus einem Polymer oder
Elastomer. Diese Ausführung bietet den Vorteil, dass der Stromableiter elektrisch isoliert und im Wesentlichen unverrückbar gegenüber dem
Gehäuseformteil gehalten ist. Vorzugsweise sind die Dichteinrichtung bzw. die Isoliereinrichtung mehrteilig und jeweils mit einer Ausnehmung für einen im Wesentlichen zylindrischen und langgestreckten Bereich eines Stromableiters ausgebildet. Diese Ausführung bietet den Vorteil, dass eine Montage der Dichteinrichtung bzw. der Isoliereinrichtung vereinfacht ist.
Nachfolgend werden zu bevorzugende Ausgestaltungen einer
erfindungsgemäßen Sekundärzelle beschrieben. Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Sekundärzelle ausgebildet, zumindest zeitweise einen Strom von wenigstens 50A, 100A, 200A, 500A oder mehr abzugeben. Diese Ausführung bietet den Vorteil, dass die Sekundärzelle zur Versorgung eines elektrischen Hauptantriebsmotors eines Kraftfahrzeugs insbesondere während einer Beschleunigungsfahrt oder einer Fahrt bergauf geeignet ist.
Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Sekundärzelle eine
Nennladekapazität von wenigstens, 5 Ah, 10 Ah, 20 Ah, 50 Ah, 100 Ah oder mehr auf. Besonders bevorzugt weist die erfindungsgemäße Sekundärzelle eine Nennladekapazität von wenigstens 20 Ah auf. Diese Ausführung bietet den Vorteil, dass die Sekundärzelle insbesondere im Verbund einer Batterie zur Versorgung eines elektrischen Hauptantriebsmotors eines Kraftfahrzeugs über eine Strecke von wenigstens 50 km geeignet ist.
1
Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Sekundärzelle zum Betrieb zwischen -40°C und +100°C vorgesehen. Diese Ausführung bietet den Vorteil, dass die Sekundärzelle insbesondere im Verbund einer Batterie zur Versorgung eines Verbrauchers eines Kraftfahrzeugs, zum Betrieb im Freien oder einem nicht temperieren Raum geeignet ist.
Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Sekundärzelle in einem Kraftfahrzeug montiert und zur Bereitstellung elektrischer Energie für einen Verbraucher des Kraftfahrzeugs ausgestaltet, vorzugsweise für einen Elektromotor des
Kraftfahrzeugs, besonders bevorzugt für einen Elektromotor, welcher zumindest mittelbar ein Rad des Kraftfahrzeugs antreibt. Diese Ausführung bietet den Vorteil, dass die Lebensdauer der Sekundärzelle Verstößen und/oder
Vibrationen aus dem Betrieb des Kraftfahrzeugs erhöht ist.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform der Sekundärzelle weist eine
Elektrodenbaugruppe, einen oder zwei Stromableiter, ein aufnehmendes Gehäuseformteil sowie ein ableiterhaltendes Gehäuseformteil auf. Wenigstens ein Stromableiter weist einen als Gewindebolzen ausgebildeten
Zuleitungskontaktbereich sowie einen im Wesentlichen plattenförmigen
Elektrodenbaugruppenkontaktbereich auf. Zwei Stromableiter, insbesondere deren Elektrodenbaugruppenkontaktbereiche, sind mit Elektroden verschiedener Polarität der Elektrodenbaugruppe elektrisch leitend verbunden, vorzugsweise stoffschlüssig verbunden, besonders bevorzugt mittels Ultraschall verschweißt. Das aufnehmende Gehäuseformteil ist im Wesentlichen als Becher ausgebildet, weist auf eine Formteilwandung, ggf. mit mehreren Wandabschnitten, um einen Formteilinnenraum, sowie eine Formteilöffnung, welche einen Zugang zum
Formteilinnenraum gewährt. Die Elektrodenbaugruppe ist im Formteilinnenraum aufgenommen und wird darin von der Formteilwandung insbesondere
formschlüssig und/oder kraftschlüssig gehalten. Das ableiterhaltende
Gehäuseformteil weist eine Ableiterausnehmung je Stromableiter auf. Der Zuleitungskontaktbereich des Stromableiters ist durch die Ableiterausnehmung geführt und insbesondere mittels einer Dichtungseinrichtung insbesondere formschlüssig und/oder kraftschlüssig in der Ableiterausnehmung gehalten. Vorzugsweise ist eine Mutter zur Verbindung von Stromableiter,
ableiterhaltendem Gehäuseformteil und Dichteinrichtung auf dem
Gewindebolzen aufgeschraubt. Das aufnehmende Gehäuseformteil und das ableiterhaltende Gehäuseformteil sind miteinander insbesondere stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise verschweißt. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass mechanischen Belastungen der elektrisch leitenden Verbindungen von Elektrodenbaugruppe und Stromableitern aus Relativbewegungen im
Betrieb entgegengewirkt ist, wodurch einer Alterung der elektrisch leitenden Verbindungen begegnet ist.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Sekundärzelle weist eine
Elektrodenbaugruppe, einen oder zwei Stromableiter, ein aufnehmendes
Gehäuseformteil sowie ein verschließendes Gehäuseformteil auf. Wenigstens ein Stromableiter weist einen als Gewindebolzen ausgebildeten
Zuleitungskontaktbereich sowie einen im Wesentlichen plattenförmigen Elektrodenbaugruppenkontaktbereich auf. Zwei Stromableiter, insbesondere deren Elektrodenbaugruppenkontaktbereiche, sind mit Elektroden verschiedener Polarität der Elektrodenbaugruppe elektrisch leitend verbunden, vorzugsweise stoffschlüssig verbünden, besonders bevorzugt mittels Ultraschall verschweißt. Das aufnehmende Gehäuseformteil ist im Wesentlichen als Becher ausgebildet, weist auf eine Formteilwandung um einen Formteilinnenraum, sowie eine Formteilöffnung, welche einen Zugang zum Formteilinnenraum gewährt. Die Elektrodenbaugruppe ist im Formteilinnenraum aufgenommen und wird darin von der Formteilwandung insbesondere formschlüssig und/oder kraftschlüssig gehalten. Auch weist das aufnehmende Gehäuseformteil je Stromableiter eine Stromableiterausnehmung auf. Der Zuleitungskontaktbereich eines
Stromableiters ist durch die Ableiterausnehmung geführt und insbesondere mittels einer Dichtungseinrichtung insbesondere formschlüssig und/oder kraftschlüssig in der Ableiterausnehmung gehalten. Vorzugsweise ist eine Mutter zur Verbindung von Stromableiter, ableiterhaltendem Gehäuseformteil und Dichteinrichtung auf dem Gewindebolzen aufgeschraubt. Das
verschließende Gehäuseformteil ist im Wesentlichen als Gehäusedeckel ausgebildet. Das aufnehmende Gehäuseformteil und das verschließende Gehäuseformteil sind miteinander insbesondere stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise verschweißt. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass mechanischen Belastungen der elektrisch leitenden Verbindungen von
Elektrodenbaugruppe und Stromableitern aus Relativbewegungen im Betrieb entgegengewirkt ist, wodurch einer Alterung der elektrisch leitenden
Verbindungen begegnet ist. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass einer mechanischen Belastung der elektrisch leitenden
Verbindungen von Elektrodenbaugruppe und Stromableitern aus nicht fluchtender Positionierung von Elektrodenbaugruppe und Stromableitern infolge von Ungenauigkeiten bei der Fertigung, insbesondere beim Verbinden von aufnehmendem Gehäuseformteil und verschließendem Gehäuseformteil, begegnet ist. Im bevorzugter Ausgestaltung der ersten und zweiten bevorzugten
Ausführungsform sind die aufnehmenden Gehäuseformteile kaltfließgepresst. Der Vorteil besteht darin, dass die Maßgenauigkeit der aufnehmenden
Gehäuseformteile für verbesserten Kraftschluss bzw. Formschluss zwischen Elektrodenbaugruppe und Formteilwandung des aufnehmenden
Gehäuseformteils erhöht ist.
Eine dritte bevorzugte Ausführungsform der Sekundärzelle weist eine
Elektrodenbaugruppe, einen oder zwei Stromableiter, ein aufnehmendes
Gehäuseformteil, ein ableiterhaltendes Gehäuseformteil sowie ein
verschließendes Gehäuseformteil auf. Wenigstens ein Stromableiter weist einen als Gewindebolzen ausgebildeten Zuleitungskontaktbereich sowie einen im Wesentlichen plattenförmigen Elektrodenbaugruppenkontaktbereich auf. Zwei Stromableiter, insbesondere deren Elektrodenbaugruppenkontaktbereiche sind mit Elektroden verschiedener Polarität der Elektrodenbaugruppe elektrisch leitend verbunden, vorzugsweise stoffschlüssig verbunden, besonders bevorzugt mittels Ultraschall verschweißt. Das aufnehmende Gehäuseformteil ist im
Wesentlichen rohrförmig ausgebildet und weist auf eine Formteilwandung um einen Formteilinnenraum, sowie zwei Formteilöffnungen, welche je einen
Zugang zum Formteilinnenraum gewähren. Die Formteilwandung umgibt den im Wesentlichen zylindrischen, prismatischen oder quaderförmigen
Formteilinnenraum derart, dass zwei gegenüberliegende Stirnflächen als
Formteilöffnungen ausgebildet sind. Die Elektrodenbaugruppe ist im
Formteilinnenraum aufgenommen und wird von der Formteilwandung
insbesondere formschlüssig und/oder kraftschlüssig gehalten. Das
ableiterhaltende Gehäuseformteil weist je Stromableiter eine
Stromableiterausnehmung auf. Der Zuleitungskontaktbereich eines
Stromableiters ist durch die Ableiterausnehmung geführt und insbesondere mittels einer Dichtungseinrichtung insbesondere formschlüssig und/oder kraftschlüssig in der Ableiterausnehmung gehalten. Vorzugsweise ist eine Mutter zur Verbindung von Stromableiter, ableiterhaltendem Gehäuseformteil und Dichteinrichtung auf dem Gewindebolzen aufgeschraubt. Das verschließende Gehäuseformteil ist im Wesentlichen als Gehäusedeckel ausgebildet. Das aufnehmende Gehäuseformteil und das verschließende Gehäuseformteil sind miteinander insbesondere stoffschlüssig verbunden, wobei eine Formteilöffnung geschlossen ist. Das aufnehmende Gehäuseformteil und das ableiterhaltende Gehäuseformteil sind miteinander insbesondere
stoffschlüssig verbunden, wobei eine Formteilöffnung verschlossen ist. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass mechanischen Belastungen der elektrisch leitenden Verbindungen von Elektrodenbaugruppe und Stromableitern aus Relativbewegungen im Betrieb entgegengewirkt ist, wodurch einer Alterung der elektrisch leitenden Verbindungen begegnet ist. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass das aufnehmende Gehäuseformteil kostengünstig aus einem im Wesentlichen plattenförmigen Vormaterial mittels Trennen, Abkanten, Hochstellen, Rollformen, Schweißen, Löten und/oder Kleben herstellbar ist. Ein erstes bevorzugtes Herstellverfahren für eine erfindungsgemäße
Sekundärzelle ist gekennzeichnet durch das Bereitstellen eines ersten, insbesondere metallischen Gehäuseformteils, nachfolgend Schritt S1 genannt, wobei das Gehäuseformteil eine Formteilwandung, einen Formteilinnenraum und zumindest eine Formteilöffnung aufweist. Anschließend wird eine
Elektrodenbaugruppe mit zumindest zwei Elektroden unterschiedlicher Polarität und einem Separator durch die Formteilöffnung in den Formteilinnenraum des Gehäuseformteils eingesetzt, nachfolgend Schritt S2 genannt, worauf
vorzugsweise die Elektrodenbaugruppe von der Formteilwandung formschlüssig und/oder kraftschlüssig gehalten ist. Anschließend wird die Formteilöffnung mit einem zweiten, insbesondere metallischen Gehäuseformteil verschlossen, nachfolgend Schritt S3 genannt, vorzugsweise unter Verbinden der
Gehäuseformteile, besonders bevorzugt mittels eines Umformverfahrens und/oder eines Fügeverfahrens. Die Formteilöffnung ist beim Verschließen mit dem zweiten Gehäuseformteil nach unten gerichtet. Diese Ausführung des Herstellverfahren bietet den Vorteil, dass verflüssigtes Metall bzw. Späne nicht unkontrolliert auf die Elektrodenbaugruppe fallen können. Eine bevorzugte Weiterbildung des ersten bevorzugten Herstellverfahrens weist Schritt S4 auf, wonach ein Stromableiter mit der Elektrodenbaugruppe verbunden wird, vorzugsweise mit einer Elektrode der Elektrodenbaugruppe. Vorzugsweise wird ein Elektrodenbaugruppenkontaktbereich des Stromableiters mit der Elektrodenbaugruppe verbunden. Vorzugsweise erfolgt Schritt S4 zeitlich vor Schritt S3.
Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des ersten bevorzugten
Herstellverfahrens weist Schritt S5 auf, wonach ein Stromableiter mit einem Gehäuseformteil insbesondere formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden wird. Vorzugsweise wird der Stromableiter durch eine Ableiterausnehmung des Gehäuseformteils und/oder eine Dichteinrichtung geführt, nachfolgend Schritt S6 genannt. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass der
Stromableiter gegenüber dem Gehäuseformteil elektrisch isoliert ist und das Gehäuseformteil zeitgleich zwei Stromableiter unterschiedlicher Polarität halten kann. Vorzugsweise erfolgen die Schritte S5 bzw. Schritt S6 zeitlich vor Schritt S3.
Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des ersten bevorzugten
Herstellverfahrens weist Schritt S5' auf, wonach ein Stromableiter mit einem Gehäuseformteil insbesondere stoffschlüssig verbunden wird, wobei auf eine Dichteinrichtung verzichtet werden kann. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil einer verkürzten Stückliste. Ein weiterer Vorteil besteht im
verringerten Aufwand zur Abdichtung des Gehäuses. Vorzugsweise erfolgt Schritt S5' zeitlich vor Schritt S3.
Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des ersten bevorzugten
Herstellverfahrens weist Schritt S7 auf, wonach ein insbesondere
plattenförmiges Vormaterial zu einem Gehäuseformteil umgeformt wird, besonders bevorzugt mittels wenigstens eines Verfahrens aus der folgenden Gruppe, welche Pressen, Tiefziehen, Prägen, Kaltumformen, Abkanten,
Hochstellen, Rollumformen, Fließpressen, Kaltfließpressen, Bördeln und/oder Kombinationen dieser Verfahren beinhaltet. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass das Gehäuseformteil kostengünstig hergestellt werden kann. Vorzugsweise erfolgt Schritt S7 zeitlich vor Schritt S1 oder Schritt S3.
Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des ersten bevorzugten
Herstellverfahrens weist Schritt S8 auf, wonach ein insbesondere
plattenförmiges Vormaterial zu einem Gehäuseformteil gefügt wird, besonders bevorzugt mittels wenigstens eines Verfahrens aus der folgenden Gruppe, welche Schweißen, Rollnahtschweißen, Widerstandsschweißen,
Mittelfrequenzschweißen, Kondensatorentladungsschweißen,
Ultraschallschweißen, Löten, Hartlöten, Weichlöten, Kleben und/oder
Kombinationen dieser Verfahren beinhaltet. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass das Gehäuseformteil kostengünstig hergestellt werden kann. Vorzugsweise erfolgt Schritt S7 zeitlich vor Schritt S1 oder Schritt S3.
Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des ersten bevorzugten
Herstellverfahrens weist Schritt S9 auf, wonach ein insbesondere
plattenförmiges Vormaterial zu einem Gehäuseformteil getrennt wird, besonders bevorzugt mittels wenigstens eines Verfahrens aus der folgenden Gruppe, welche Stanzen, Feinschneiden, Sägen und/oder Kombinationen dieser
Verfahren beinhaltet. Vorzugsweise wird zumindest eine Ableiterausnehmung mittels eines Trennverfahrens erzeugt, besonders bevorzugt mittels Stanzen. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass das Gehäuseformteil kostengünstig mit hoher Maßgenauigkeit hergestellt werden kann. Vorzugsweise erfolgt Schritt S9 zeitlich vor Schritt S1 oder Schritt S3.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigt:
Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Sekundärzelle, Fig. 2 schematisch eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sekundärzelle,
Fig. 3 schematisch eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Sekundärzelle, Fig. 4 schematisch eine bevorzugte Ausgestaltung eines Gehäuseformteils der Sekundärzelle gemäß Figur 3.
Fig.1 zeigt eine erfindungsgemäße Sekundärzelle 1 , mit einem ersten
Gehäuseformteil 4, einem zweiten Gehäuseformteil 5, zwei Stromableitern 3, 3a sowie einem Elektrodenflachwickel 2. Das erste Gehäuseformteil 4 ist aus einem Metallblech zu einem
Gehäusedeckel gepresst. In das erste Gehäuseformteil 4 sind
Ableiterausnehmungen 10, 10a gestanzt.
Das zweite Gehäuseformteil 5 ist aus einem Metallblech zu einem Becher tiefgezogen. Das zweite Gehäuseformteil 5 weist eine Formteilwandung 7, einen Formteilinnenraum 8 und eine Formteilöffnung 9 auf. Die
Formteilwandung 7 ist zur Elektrodenbaugruppe hin elektrisch isolierend beschichtet. Der Elektrodenflachwickel 2 ist durch die Formteilöffnung 9 in den Formteilinnenraum 8 eingesetzt und ist kraftschlüssig mit einer Reibkraft von der Formteilwandung 7 gehalten. Gehäusedeckel 4 und Becher 5 sind ausgestaltet, um mittels Bördeln verbunden zu werden.
Die Stromableiter 3, 3a weisen einen als Gewindebolzen 1 1 ausgebildeten Zuleitungskontaktbereich sowie einen Elektrodenkontaktbereich 12 auf. Auf den Gewindebolzen 1 1 ist ein gelochte Metallasche einer Zuleitung aufschiebbar. Die Elektrodenkontaktbereiche 12 dienen der elektrischen Verbindung mit den Elektroden des Elektrodenflachwickels 2, insbesondere mit den Ableiterfahnen der Elektroden. Die Gewindebolzen 1 1 der Stromableiter 3, 3a sind durch die Ableiterausnehmungen 10, 10a geführt. Die Gewindebolzen 1 1 sind gegenüber dem Gehäusedeckel 4 mittels nicht dargestellter Dichteinrichtungen abgedichtet sowie elektrisch isoliert. Mittels der Dichteinrichtungen, welche je durch eine ebenfalls nicht dargestellten Mutter auf dem Gewindebolzen 1 1 befestigt sind, ist der Gewindebolzen 1 1 kraftschlüssig in einer Ableiterausnehmung 10, 10a gehalten. Der Elektrodenflachwickel 2 weist einen Separator aus„Separion" auf. Auch weist der Elektrodenflachwickel 2 eine Kathode mit LiFeP04 auf.
Fig.2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Sekundärzelle 1 , mit einem ersten Gehäuseformteil 4, einem zweiten
Gehäuseformteil 5, zwei Stromableitern 3, 3a sowie einem Elektrodenflachwickel 2.
Das erste Gehäuseformteil 4 ist als Becher aus einem metallischen Vormaterial mittels Kaltfließpressen hergestellt. Das erste Gehäuseformteil 4 weist eine Formteilwandung 7, einen Formteilinnenraum 8 und eine Formteilöffnung 9 auf. Die Formteilwandung 7 ist zur Elektrodenbaugruppe hin elektrisch isolierend beschichtet. Der Elektrodenflachwickel 2 ist durch die Formteilöffnung 9 in den Formteilinnenraum 8 eingesetzt und ist kraftschlüssig von der Formteilwandung 7 gehalten. Weiter weist das erste Gehäuseformteil 4 zwei
Ableiterausnehmungen 10, 10a auf, welche gestanzt sind.
Das zweite Gehäuseformteil 5 ist als Gehäusedeckel aus einem Metallblech gepresst. Gehäusedeckel 4 und Becher 5 sind ausgestaltet, um miteinander verschweißt zu werden. Beim Verschweißen der Gehäuseformteile 4, 5 ist die zu verschließende Formteilöffnung 9 nach unten gerichtet.
Die Stromableiter 3, 3a weisen einen als Gewindebolzen 1 1 ausgebildeten Zuleitungskontaktbereich sowie einen Elektrodenkontaktbereich 12 auf. Die Elektrodenkontaktbereiche 12 dienen der elektrischen Verbindung mit den Elektroden des Elektrodenflachwickels 2, insbesondere mit den Ableiterfahnen der Elektroden. Die Gewindebolzen 1 1 der Stromableiter 3, 3a sind durch die Ableiterausnehmungen 10, 10a geführt. Die Gewindebolzen 1 1 sind gegenüber dem Becher 4 mittels nicht dargestellter Dichteinrichtungen abgedichtet sowie elektrisch isoliert. Mittels der Dichteinrichtungen, welche je durch eine ebenfalls nicht dargestellten Mutter auf dem Gewindebolzen befestigt sind, ist der Gewindebolzen kraftschlüssig ein einer Ableiterausnehmung 10, 10a gehalten.
Der Elektrodenflachwickel 2 weist einen Separator aus„Separion" auf. Auch weist der Elektrodenflachwickel 2 eine Kathode mit einem Gemisch aus Lithiummanganat, Lithiumkobaltat und Lithiumnickelat auf.
Fig. 3 zeigt schematisch eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sekundärzelle, mit drei Gehäuseformteilen 4, 5, 6, zwei Stromableitern 3, 3a sowie einem Elektrodenstapel 2. Ein Gehäuseformteil 4 ist zu einem Gehäusedeckel aus einem Metallblech gepresst und gestanzt. Das erste Gehäuseformteil 4 weist zwei
Ableiterausnehmungen 10, 10a auf, welche mittels Stanzen erzeugt sind.
Ein drittes Gehäuseformteil 6 ist zu einem Boden aus einem Metallblech gepresst. Ein zweites Gehäuseformteil 5 ist als Rohr mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt ausgebildet. Dazu ist ein im wesentlichen rechteckiges Metallblech mehrfach abgekantet, wobei zwei Begrenzungskanten zueinander parallel zu liegen kommen. Anschließend werden die Begrenzungskanten hartgelötet. Das zweite Gehäuseformteil 5 weist eine Formteilwandung 7, einen Formteilinnenraum 8 und zwei Formteilöffnungen 9, 9a auf. Der
Elektrodenflachwickel 2 ist durch ein Formteilöffnung 9, 9a in den
Formteilinnenraum 8 eingesetzt und ist kraftschlüssig von der Formteilwandung 7 gehalten. Gehäusedeckel 4 und zweites Gehäuseformteil 5 sind ausgestaltet, um miteinander verlötet zu werden, wobei eine Formteilöffnung 9, 9a geschlossen wird. Boden 6 und zweites Gehäuseformteil 5 sind ausgestaltet, um miteinander verlötet zu werden, wobei eine Formteilöffnung 9, 9a geschlossen wird. Beim Verbinden der Gehäuseformteile 4, 5, 6 ist die zu verschließende
Formteilöffnung 9, 9a nach unten gerichtet. So wird die Sekundärzelle nach dem ersten Lötvorgang gewendet, so dass die während des nächsten Lötvorgangs zu verschließende Formteilöffnung nach unten gerichtet ist.
Die Stromableiter 3, 3a weisen einen als Gewindebolzen ausgebildeten
Zuleitungskontaktbereich 1 1 sowie einen Elektrodenkontaktbereich 12 auf. Die Elektrodenkontaktbereiche 12 dienen der elektrischen Verbindung mit den
Elektroden des Elektrodenflachwickels 2, insbesondere mit den Ableiterfahnen der Elektroden. Die Gewindebolzen der Stromableiter 3, 3a sind durch die Ableiterausnehmungen 10, 10a geführt. Die Gewindebolzen 3, 3a sind gegenüber dem Becher 4 mittels nicht dargestellter Dichteinrichtungen abgedichtet sowie elektrisch isoliert. Mittels der Dichteinrichtungen, welche je durch eine ebenfalls nicht dargestellten Mutter auf dem Gewindebolzen befestigt sind, ist der Gewindebolzen kraftschlüssig ein einer Ableiterausnehmung 10, 10a gehalten. Der Elektrodenflachwickel 2 weist einen Separator aus„Separion" auf. Auch weist der Elektrodenflachwickel 2 eine Kathode mit einem Gemisch aus
Lithiummanganat, Lithiumkobaltat und Lithiumnickelat auf.
Fig. 4 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausgestaltung eines Gehäuseformteils der Sekundärzelle gemäß Figur 3.
Das dargestellte Gehäuseformteil 4 ist als Rohr mit im Wesentlichen
rechteckiger Querschnittsfläche und Formteilöffnungen 9, 9a ausgebildet. Das Gehäuseformteil 4 ist aus einem Metallblech zunächst abgekantet, wobei zwei Wandabschnitte der Formteilwandung 7 einander bereichsweise überlappen. Im Bereich der Überlappung sind die Wandabschnitte mittels Rollnahtschweißen verbunden. Diese Ausführung gestattet eine kostengünstige Fertigung des Gehäuseformteils 4.
Ein weiteres Gehäuseformteil 6 ist aus einem Metallblech zu einem
Gehäusedeckel mit einem hochgestellten Rand tiefgezogen. Der hochgestellte Rand dient zum Zentrieren des Gehäusedeckels 6 in der Formteilöffnung 9a.
Der Gehäuseformteile 4, 6 erfolgt, während die Formteilöffnung 9a nach unten gerichtet ist.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Elektrochemische Energiespeichereinrichtung (1 ), nachfolgend
Sekundärzelle genannt, wenigstens aufweisend:
• eine Elektrodenbaugruppe (2), mit wenigstens zwei Elektroden unterschiedlicher Polarität und einem Separator, wobei der Separator zwischen zwei Elektroden angeordnet ist, wobei die Elektrodenbaugruppe (2) vorgesehen ist, zumindest zeitweise elektrische Energie zur Verfügung zu stellen,
• einen Stromableiter (3, 3a), welcher vorgesehen ist, mit der
Elektrodenbaugruppe (2), vorzugsweise mit einer der Elektroden elektrisch verbunden zu sein, vorzugsweise mittels einer stoffschlüssigen Verbindung,
• ein erstes, insbesondere metallisches Gehäuseformteil (4, 5, 6), welches zur Begrenzung der Elektrodenbaugruppe (2) gegenüber der Umgebung der Sekundärzelle (1) vorgesehen ist,
• ein zweites, insbesondere metallisches Gehäuseformteil (4, 5, 6), welches zur insbesondere formschlüssigen und/oder
stoffschlüssigen Verbindung mit dem ersten Gehäuseformteil (4, 5, 6) vorgesehen ist, und zur Begrenzung der
Elektrodenbaugruppe (2) gegenüber der Umgebung der
Sekundärzelle (1) vorgesehen ist, wobei der Stromableiter (3, 3a) mit einem der Gehäuseformteile (4, 5, 6) insbesondere formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden ist, wobei wenigstens eines der Gehäuseformteile (4, 5, 6) vorgesehen ist, die Elektrodenbaugruppe (2) insbesondere formschlüssig und/oder kraftschlüssig aufzunehmen, und vorzugsweise die Elektrodenbaugruppe (2) zu verspannen. Sekundärzelle (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Gehäuseformteile (4, 5, 6)
• eine Formteilwandung (7) aufweist, wobei die Formteilwandung (7) einen Formteilinnenraum (8) umgibt, wobei der Formteilinnenraum (8) vorgesehen ist, die Elektrodenbaugruppe (2) insbesondere
formschlüssig und/oder kraftschlüssig aufzunehmen, und
vorzugsweise die Elektrodenbaugruppe (2) zu verspannen, wobei vorzugsweise der Formteilinnenraum (8) eine im Wesentlichen prismatische Gestalt aufweist, und/oder
• wenigstens eine Formteilöffnung (9, 9a) aufweist, wobei die
Formteilöffnung (9, 9a) als Zugang zum Formteilinnenraum (8) dient.
Sekundärzelle (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der Gehäuseformteile (4, 5, 6) nach ihrem Verbinden ein Gehäuse um die Elektrodenbaugruppe (2) ausbilden, wobei eine Formteilöffnung (9, 9a) eines der Gehäuseformteile (4, 5, 6) während des Betriebs der Sekundärzelle (1) und/oder während des Verbindens im unteren Bereich der Sekundärzelle (1 ) angeordnet ist.
Sekundärzelle (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Gehäuseformteile (4, 5, 6) vorgesehen ist, eine Formteilöffnung (9, 9a) eines anderen
Gehäuseformteils (4, 5, 6) zu verschließen, insbesondere wenn die Elektrodenbaugruppe (2) in den Formteilinnenraum (8) eingesetzt ist.
Sekundärzelle (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens eines der Gehäuseformteile (4, 5, 6) wenigstens eine Ableiterausnehmung (10, 10a) aufweist, dass der Stromableiter (3, 3a) sich durch die Ableiterausnehmung (10, 10a) erstreckt, wobei vorzugsweise der Stromableiter (3, 3a) gegenüber dem Gehäuseformteil (4, 5, 6) elektrisch isoliert ist.
Sekundärzelle (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromableiter (3, 3a)
• einen im Wesentlichen langgestreckten Zuleitungskontaktbereich (11 ) aufweist, wobei der Zuleitungskontaktbereich (11) zur elektrischen Verbindung mit einem zu versorgenden Verbraucher vorgesehen ist und sich vorzugsweise in die Umgebung der Sekundärzelle (1) erstreckt, und/oder
• einen im Wesentlichen plattenförmigen Elektrodenkontaktbereich (12) aufweist, wobei der Elektrodenkontaktbereich (12) zur elektrischen Verbindung mit der Elektrodenbaugruppe (2), insbesondere mit einer der Elektroden vorgesehen ist.
Sekundärzelle (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Gehäuseformteile (4, 5, 6) mittels eines Umformverfahrens, eines Fügeverfahrens und/oder mittels eines Trennverfahrens aus einem im Wesentlichen
plattenförmigen Vormaterial hergestellt ist.
Sekundärzelle (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
eines der Gehäuseformteile (4, 5, 6) eine Formteilwandung (7), eine erste Formteilöffnung (9) und eine zweite Formteilöffnung (9a) aufweist, wobei insbesondere die Öffnungsflächen der Formteilöffnungen (9, 9a) zueinander parallel angeordnet sind,
die Sekundärzelle (1 ) ein drittes Gehäuseformteil (6) aufweist, welches vorgesehen ist, die zweite Formteilöffnung (9a) zu verschließen, insbesondere wenn die Elektrodenbaugruppe (2) in den
Formteilinnenraum (8) eingesetzt ist.
Sekundärzelle (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenbaugruppe (2)
als Elektrodenstapel mit wenigstens zwei Elektrodenblättern und einem Separatorblatt ausgebildet ist, oder
als im Wesentlichen zylindrischer Elektrodenwickel ausgebildet ist, insbesondere als Elektrodenflachwickel.
Sekundärzelle (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
• eine Elektrodenbaugruppe (2) mit Lithium-Ionen,
• eine Elektrodenbaugruppe (2) mit wenigstens einer Elektrode,
vorzugsweise wenigstens einer Kathode, welche eine Verbindung mit der Formel LiMP04 aufweist, wobei M wenigstens ein
Übergangsmetallkation der ersten Reihe des Periodensystems der Elemente ist, wobei dieses Übergangsmetallkation vorzugsweise aus der Gruppe bestehend aus Mn, Fe, Ni und Ti oder einer Kombination dieser Elemente gewählt ist, und wobei die Verbindung vorzugsweise eine Olivinstruktur aufweist, vorzugsweise übergeordnetes Olivin, und/oder
• wenigstens eine Elektrode, vorzugsweise wenigstens eine Kathode, welche ein Lithiummanganat, vorzugsweise LiMn204 vom Spinell-Typ, ein Lithiumkobaltat, vorzugsweise LiCo02, oder ein Lithiumnickelat, vorzugsweise LiNi02, oder ein Gemisch aus zwei oder drei dieser Oxide, oder ein Lithiummischoxid, welches Mangan, Kobalt und Nickel enthält. Sekundärzelle (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens einem Separator, welcher nicht oder nur schlecht elektronenleitend ist, und welcher aus einem zumindest teilweise stoffdurchlässigen Träger besteht, wobei der Träger
vorzugsweise auf mindestens einer Seite mit einem anorganischen Material beschichtet ist, wobei als wenigstens teilweise stoffdurchlässiger Träger vorzugsweise ein organisches Material verwendet wird, welches vorzugsweise als nicht verwebtes Vlies ausgestaltet ist, wobei das organische Material vorzugsweise ein Polymer und besonders bevorzugt ein Polyethylenterephthalat (PET) umfasst, wobei das organische
Material mit einem anorganischen, vorzugsweise ionenleitenden Material beschichtet ist, welches weiter vorzugsweise in einem Temperaturbereich von - 40° C bis 200° C ionenleitend ist, wobei das anorganische Material bevorzugt wenigstens eine Verbindung aus der Gruppe der Oxide, Phosphate, Sulfate, Titanate, Silikate, Aluminosilikate wenigstens eines der Elemente Zr, AI, Li umfasst, besonders bevorzugt Zirkonoxid, und wobei das anorganische, ionenleitende Material bevorzugt Partikel mit einem größten Durchmesser unter 100 nm aufweist.
Sekundärzelle (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
• die Sekundärzelle (1) vorgesehen ist, zumindest zeitweise einen Strom von wenigstens 50A abzugeben,
• die Sekundärzelle (1 ) eine Nennladekapazität von wenigstens 5Ah aufweist,
• die Sekundärzelle (1 ) zum Betrieb zwischen -40°C und +100X vorgesehen ist, und/oder
• die Sekundärzelle (1) zumindest zeitweise in einem Kraftfahrzeug montiert ist und zur Bereitstellung elektrischer Energie für einen Verbraucher des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, vorzugsweise für einen Elektromotor des Kraftfahrzeugs.
Batterie (20) mit zumindest zwei Sekundärzellen (1 , 1a) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere zur Bereitstellung elektrischer Energie für einen Verbraucher eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, insbesondere zum Einbau in ein Kraftfahrzeug vorgesehen.
Verfahren zum Herstellen einer Sekundärzelle (1 ), insbesondere gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Schritte:
(51 ) Bereitstellen eines ersten, insbesondere metallischen
Gehäuseformteiles (4, 5, 6), wobei das Gehäuseformteil (4, 5, 6) eine Formteilwandung (7), einen Formteilinnenraum (8) und zumindest eine Formteilöffnung (9, 9a) aufweist,
(52) Einsetzen einer Elektrodenbaugruppe (2), aufweisend zumindest zwei Elektroden unterschiedlicher Polarität und einen Separator, in das Gehäuseformteil (4, 5, 6) durch die Formteilöffnung (9, 9a) in den Formteilinnenraum (8), worauf vorzugsweise die
Elektrodenbaugruppe (2) von der Formteilwandung (7)
formschlüssig und/oder kraftschlüssig umgeben ist,
(53) Verschließen der Formteilöffnung (9, 9a) mit einem zweiten,
insbesondere metallischen Gehäuseformteil (4, 5, 6) vorzugsweise unter Verbinden der Gehäuseformteile (4, 5, 6), besonders bevorzugt mittels eines Umformverfahrens und/oder eines
Fügeverfahrens, wobei insbesondere die Formteilöffnung (9, 9a) nach unten gerichtet ist,.
Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, gekennzeichnet durch zumindest einen der folgenden Schritte: (54) Verbinden zumindest eines Stromableiters (3, 3a) mit der
Elektrodenbaugruppe (2), wobei der Stromableiter (3, 3a) einen Zuleitungskontaktbereich (11) und einen Elektrodenkontaktbereich (12) aufweist, vorzugsweise Verbinden des
Elektrodenkontaktbereichs (12) mit einer Elektrode der
Elektrodenbaugruppe (2),
(55) Verbinden zumindest eines Stromableiters (3, 3a) mit einem
Gehäuseformteil (4, 5, 6),
(56) Durchführen zumindest eines Stromableiters (3, 3a) durch eine Ableiterausnehmung (10, 10a) eines der Gehäuseformteile (4, 5, 6), vorzugsweise Durchführen des Zuleitungskontaktbereich (11) durch die Ableiterausnehmung (10, 10a) eines der
Gehäuseformteile (4, 5, 6),
(57) Umformen eines insbesondere plattenförmigen Vormaterials zu einem Gehäuseformteil (4, 5, 6), vorzugsweise mittels Pressen, Tiefziehen, Kaltumformen, Abkanten oder Kaltfließpressen,
(58) Fügen eines insbesondere plattenförmigen Vormaterials zu einem Gehäuseformteil (4, 5, 6) vorzugsweise mittels, vorzugsweise nach Umformen des insbesondere plattenförmigen Vormaterials gemäß Schritt S7,
(59) Trennen, vorzugsweise Stanzen, eines insbesondere
plattenförmigen Vormaterials zu einem Gehäuseformteil (4, 5, 6), vorzugsweise mittels Stanzen, Feinschneiden, Sägen, besonders bevorzugt Erzeugen von zumindest einer Ableiterausnehmung (10, 10a) in dem insbesondere plattenförmigen Vormaterial,
(S10) Verbinden zumindest zweier Gehäuseformteile (4, 5, 6)
insbesondere zu einem Gehäuse (14), vorzugsweise mittels eines Fügeverfahrens und/oder eines Umformverfahrens, besonders bevorzugt mittels Rollnahtschweißen, Widerstandsschweißen, Laserschweißen, Ultraschallschweißen und/oder Bördeln.
PCT/EP2012/003435 2011-08-17 2012-08-10 Elektrochemische energiespeicherzelle mit metallischem gehäuse, verfahren zur herstellung einer elektrochemischen energiespeicherzelle mit metallischem gehäuse WO2013023774A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014216435A1 (de) * 2014-08-19 2016-02-25 Volkswagen Varta Microbattery Forschungsgesellschaft Mbh & Co. Kg Batterie mit prismatischem Gehäuse und Herstellungsverfahren

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3098874A1 (de) 2015-05-29 2016-11-30 Lithium Energy and Power GmbH & Co. KG Zellengehäuse für eine batteriezelle, batteriezelle und verfahren zur herstellung eines zellengehäuses für eine batteriezelle
JP6536885B2 (ja) * 2015-06-15 2019-07-03 トヨタ自動車株式会社 電池容器の製造方法および電池容器
DE102017206989A1 (de) * 2017-04-26 2018-10-31 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines Zellgehäuses einer elektrochemischen Batteriezelle und elektrochemische Batteriezelle sowie Batteriemodul
CN113049854B (zh) * 2021-03-04 2024-07-02 内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司 一种多用高压试验线夹连接件

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3081367A (en) * 1961-05-10 1963-03-12 Sonotone Corp Electrode assembly for sealed rechargeable alkaline battery cells
US5618318A (en) * 1994-09-13 1997-04-08 Power Conversion, Inc. Method for forming a folded electrode configuration for galvanic cells
US20050014036A1 (en) * 2003-06-24 2005-01-20 Samsung Sdi Co., Ltd. Pouched lithium secondary battery
US20080206649A1 (en) * 2006-06-16 2008-08-28 Sony Corporation Nonaqueous electrolyte composition and nonaqueous electrolyte secondary battery
US20090029249A1 (en) * 2007-07-12 2009-01-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonaqueous electrolyte battery and battery pack
DE102008059950A1 (de) * 2008-12-02 2010-06-10 Daimler Ag Einzelzelle für eine Batterie mit schalenförmigem Gehäuseteil

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3081367A (en) * 1961-05-10 1963-03-12 Sonotone Corp Electrode assembly for sealed rechargeable alkaline battery cells
US5618318A (en) * 1994-09-13 1997-04-08 Power Conversion, Inc. Method for forming a folded electrode configuration for galvanic cells
US20050014036A1 (en) * 2003-06-24 2005-01-20 Samsung Sdi Co., Ltd. Pouched lithium secondary battery
US20080206649A1 (en) * 2006-06-16 2008-08-28 Sony Corporation Nonaqueous electrolyte composition and nonaqueous electrolyte secondary battery
US20090029249A1 (en) * 2007-07-12 2009-01-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonaqueous electrolyte battery and battery pack
DE102008059950A1 (de) * 2008-12-02 2010-06-10 Daimler Ag Einzelzelle für eine Batterie mit schalenförmigem Gehäuseteil

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014216435A1 (de) * 2014-08-19 2016-02-25 Volkswagen Varta Microbattery Forschungsgesellschaft Mbh & Co. Kg Batterie mit prismatischem Gehäuse und Herstellungsverfahren
US11664554B2 (en) 2014-08-19 2023-05-30 Varta Microbattery Gmbh Battery having a prismatic housing and production method thereof

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Publication number Publication date
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