CN102714282A - 电能存储单元及电池块、电能存储设备及具有其的车辆 - Google Patents

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金特·艾兴格
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Abstract

一种电能存储单元，配置有：活性部分，其被布置为并适于储存从外部导入的电能以及向外提供所储存的电能；至少两个电源引线，其与活性部分连接，并且被布置为并适于将电流从外部导至活性部分以及向外提供由活性部分释放出的电流；以及外壳，其界定了大致方形轮廓的棱柱形基本形状并以气密和不透液的方式包围活性部分。根据本发明，外壳具有两个平面的薄膜部分以及环形的、连接薄膜部分的边缘的接缝部分，其中接缝部分以框的方式包围活性部分且具有最大厚度的段，在所述段中该厚度均大于活性部分的厚度。由多个这样的电能存储单元构成电池块，其中单元在其厚度方向上堆叠，且与连接极一起形成电能存储设备，该电能存储设备有利地适用于车辆中。

Description

电能存储单元及电池块、电能存储设备及具有其的车辆
技术领域
本发明涉及电能存储单元、由多个相互连接的电能存储单元构成的电池块、具有电池块的电能存储设备、以及具有电能存储设备的车辆。
背景技术
已知由一个或者多个存储单元构成的用于储存电能的电池(一次储能器)和蓄电池(二次储能器)，在存储单元中，通过施加充电电流，在阳极与阴极之间或者在电解质中的电化学充电反应中，电能转化成化学能且因此而被储存，且在接通用电负载时，化学能在电化学放电反应中转化成电能。在此，一次储能器通常仅充电一次且在放电之后废弃，而二次储能器允许充电和放电的多次循环(从几百次至超过10000次)。在此注意，蓄电池有时也被称为电池，如车辆电池，公知其经受频繁的充电循环。
近些年，基于锂化合物的一次和二次储能器越来越被重视。其具有高的能量密度和热稳定性，在更小的自身放电的情况下提供恒定的电压，且不受所谓的记忆效应的影响。
已知，以更薄的板形式制造能量存储器且特别是锂电池和锂蓄电池。针对于Graz工业大学的无机化学技术的试验的K.-C.Moeller博士和M.Winter博士的2005年2月的讲义“一次和可再次充电的锂电池(
Figure BPA00001425777000011
  und wiederaufladebare Lithium-Batterien)”示出例如插卡或者甚至智能卡式的锂离子聚合物单元。该讲义示例性地示出锂离子单元的工作原理。对于这样的单元，阴极和阳极材料、电极和隔板以薄膜的形式通过合适的方式相互叠加(堆叠)，且被包装在由连接材料制成的包覆薄膜中，其中，与阴极或者阳极的电流聚集薄膜连接的电源引线在单元的边沿上侧向凸出。
可以根据需要通过改变阳极和阴极对的数量而调整这样的电源的容量，如通过EP1 475 852 A1所已知的。电流聚集薄膜的端部在包覆薄膜内聚合，且通过连接件、如垂直穿透包覆薄膜的铆钉与位于包覆薄膜上的杆状电源引线连接。位于外部的电源引线再次在平面单元的边沿处凸出。
在EP 1 562 242 A2中，提供有由电流聚集薄膜的端部分隔的、杆状的电源引线，该电源引线在包覆薄膜内已经与电流聚集薄膜的端部连接，且穿透包覆薄膜的焊接缝向外导出。在此，杆状电源引线选择性地在平面单元的一个边沿处或者相对的另一个边沿处凸出。
多个平面单元叠置成电池组，如汽车电池由于追求更高的电压和容量通常所要求的，因此通常在上侧上实现单个单元的连接，例如在WO 2008/128764 A1或者JP 07-282841 A中所述描述的。图14示出根据WO 2008/128764 A1的多个平坦的、方形、或者板形的单个单元102在单元堆叠101中的布置。从单元102的阳极A和阴极K在相面对的侧面处在单元的相同的、上部的边缘的相同平面侧(窄侧)向上分别凸出接触柄103.A、103.K。在此，每个单元102的阴极接触柄103.K是直的，每个单元102的阳极接触柄103.A是弯曲的，也就是弯曲大致(可能略大于)每个单元102的厚度。在单元堆叠101中排列着各单元102，单元中的阳极A布置在右边且阴极布置在左边。通过这种方式，在没有其他辅助措施的情况下，(弯曲的)阳极接触柄103.A与(直的)阴极接触柄103.K接触或者至少相距很近，使得它们可以相互连接。通过这种方式，实现了串联。单元102相互具有间距地布置，且力配合(kraftschlüssig)或者形配合(formschlüssig)地固定在底板105上。
在底板105上的布置和固定要求谨慎定向和可靠的固定。单元的拆卸需要单个地拆除单个单元102。仅在下部区域中固定该单元，使得在加速或者振动的影响下，由于单元102的惯性和弹性而形成在上部区域中的接触柄之间的连接位置可能受制于机械负载，这仅当基板105上的固定轻微松动时加强。接触柄103.A、103.K的接触面相对较小。
通过未公开的研究已知，多个薄的、方形的原电池聚集成一个或者多个堆叠，使得其侧面互相面对地最大膨胀或者接触，且在保持装置中被灌注。这样的布置是不可拆卸的。
本发明人也已知未书面详细说明的布置，通过该布置多个平面单元被叠置在两个端板之间，其中堆叠通过在端板之间延伸的牵引杆(螺钉)被保持在一起。在此，在位于内部区域中的存储单元的活性部分上施加明显的压力。
发明内容
在此，本发明的目的在于：实现平坦的电能存储单元以及由多个这样的单元构成的电池块，提供对已知的结构形式的可替换形式，且特别地避免这样的结构形式的缺点。
特别地，本发明的目的在于：形成平坦的电能存储单元，使得所述单元的相互安全的位置固定通过形成组而成为可能。
本发明的另一目的在于：形成平坦的电能存储单元，使得由该单元构成的组尽可能的紧密，而不受制于压力载荷的有效区域。
该目的通过独立权利要求1和25的特征实现。本发明的改进方案形成从属权利要求的对象。
本发明的电能存储单元具有：活性部分，其被布置为并适于储存从外部导入的电能以及向外提供所储存的电能；至少两个电源引线，其与活性部分连接，并且被布置为和适于将电流从外部导至活性部分以及向外提供由所述活性部分释放出的电流；以及外壳，其具有大致方形轮廓的棱柱形基本形状，并以气密和不透液的方式包围活性部分。该外壳具有两个平坦的薄膜部分，以及环形的连接薄膜部分的边的接缝部分，其中接缝部分以框的方式包围活性部分且具有最大厚度的段，在所述段中即使在机械压力下其厚度也均大于活性部分的厚度。
这样的结构使得可以将电能存储单元(在下文中简称为“单元”)堆叠成使其在接缝部分的最大厚度段上相互邻近，而不在活性部分上施加机械影响。通过针对薄膜部分和接缝部分选取合适的材料，以及通过选择薄膜部分与接缝之间的连接方法，使得活性部分可以屏蔽电磁场的影响，以及实现对抗活性部分中现有的和/或产生的物质的外壳。
优选地，两个薄膜部分至少平面地位于接缝部分的相对平面侧上的最大厚度段中，且与其密封连接。通过这种方式确保了薄膜部分被夹紧在两个平行的面中，且由此形成棱柱形基本形状的平面侧。
对于由这样的单元构成的电池块，单元在其厚度方向上堆叠，且优选地，至少在对应于接缝部分的最大厚度的区域中相互堆叠。在此，单元在堆叠方向上优选通过压力相互夹紧。因此，可以实现单个单元的紧密且稳定的布置和组装，而不会在各单元的活性部分上施加压力。
优选地，接缝部分具有在厚度方向上在最大厚度的段中延伸的通孔，且薄膜部分具有与通孔对齐的孔。在由这样的单元构建的电池块中，通过牵引杆实现单元的夹紧，牵引杆延伸穿过所有单元的通孔。通过这种方式，可以实现电池块特别简单和紧密的结构，因为采用用于夹紧的单元容积。单元相互至少通过摩擦力而固定位置。在与通孔连接的过程中通过牵引杆可以在单元相互夹紧之前使单元垂直于堆叠方向。这简化了组装且防止在组装时的夹紧。
特别优选地提供套，所述套分别在通孔的长度的一部分上在其中延伸，且从接缝部分的一侧凸出，其中优选地，所述套的凸出量以及在所述通孔中释放的(freigelassene)长度大于薄膜的厚度总和，且小于薄膜的厚度加上接缝部分的最大厚度的一半。在将这样的单元组装成电池块时，套从单元处凸出的部分分别在邻近单元的接缝部分的通孔的释放部分中延伸。通过这种方式，在组装时，在牵引杆被引入且紧张之前，可使单元垂直于堆叠方向。在此，牵引杆延伸穿过所述套，且被可靠引导。
可替换地，接缝部分可具有在厚度方向凸出的凸起，其中在凸起的各相对侧上提供对应凸起的形状和大小、且与所述凸起在厚度方向上对齐的凹陷，且薄膜部分具有与凸起或者凹陷对齐的孔对应的形状和尺寸，其中优选地，凸起的高度和凹陷的深度大于薄膜的厚度总和，且小于接缝部分的最大厚度加上薄膜的厚度的一半。在将这样的单元组装成电池块时，单元的接缝部分的凸起分别在邻近单元的接缝部分的凹陷中延伸。通过这种方式在组装单元时可使单元垂直于堆叠方向。
除了凸起和凹陷，接缝部分可以具有在最大厚度的段中在厚度方向上延伸的通孔，且薄膜部分可以具有与通孔对齐的孔，其中通孔优选在中间与凸起或者凹陷对齐。以这种方式，通过牵引杆延伸穿过通孔，可以可靠、节省空间且简单地以上文中描述的方式将多个单元夹紧成电池块。
单元的电源引线优选具有平坦的轮廓且从外壳处凸出。通过轮廓平坦的、凸出的电源引线，在电池块内的单元的通孔连接可以以下述方式容易地实现：单元的电源引线分别与邻近单元的电源引线连接，且若单元不是电池块的第一或者最后的单元，则该单元的另一电源引线与另一邻近的单元的电源引线连接。
在此，若不同极性的电源引线始终相互连接，则可以以特别简单的方式实现在电池块中单元的串联。
优选地，电源引线平行于由外壳限定的棱柱形基本形状的平面侧凸出，且特别优选地在由外壳限定的棱柱形基本形状相对的平面侧上受限地延伸。若这样的单元在电池块中聚集或者叠置，则单元优选布置成，在平面侧上的、且限制在其上的电源引线总是在电池块的堆叠方向上相对。由此，邻近的单元的待连接的电源引线总是相互以最小的轴向间距相对，且可以通过简单的方式通过夹子或者其他合适的方式相互接触。
在此，电源引线从由外壳限定的棱柱形基本形状的相对的窄面、或者可替换地从同一窄面凸出。此外，棱柱形的形成物可以具有四个相同长度的窄面，也就是在横向于堆叠方向或者角方向的截面中被构建成正方形，或者具有两个相对的不同长度的窄面的对，其中电源引线从窄面的较长对或者从较短对处凸出。最终的选择取决于安装条件；当前优选地，电源引线从由外壳限定的棱柱形的基本形状的相对的窄面或者从窄面的较长对处凸出。
优选地，第一和第二电源引线沿着窄面的尺寸大于该窄面的长度的一半，第一和第二电源引线从该窄面处凸出。通过这种方式，电源引线之间的接触特别大，且由此接触电阻有利地是小的。
特别优选地，电源引线分别在接缝部分与薄膜之间延伸而出，且与其密封连接。因此布置在单元的活性部分内的电极可以在外壳内与电源引线连接，且因此避免了与通孔接触的、外置的电源引线的密封问题。
特别优选地，电源引线具有L形轮廓，其一侧边位于活性部分的窄面上，另一侧边在接缝部分与薄膜中的一个之间延伸而出。通过L-轮廓限制和稳定活性部分的窄面，且该窄面可以在不影响活性部分的情况下位于接缝部分的框形的内侧上。
若接缝部分在形状和大小方面额外具有适合电源引线的凹口，则可以保证平面侧的平坦的外部轮廓。
本发明特别优选、但不局限于应用于原电池，特别是平面类型的二次化学电池，其中活性部分由两种类型的化学有效材料的叠层状薄膜包封、可能以电解质材料浸渍的导电材料和分隔层构成。至少一种化学有效材料优选具有锂化合物，且另一种化学有效材料优选具有石墨。特别优选地，活性部分被抽成真空，以避免不期望的反应。
若电池块中的第一单元的自由电源引线与一连接极连接，且电池块中的最后的单元的自由电源引线与另一连接极连接，则电池块有利地用作电能存储设备。
特别有利地，这样的电能存储设备用在车辆中。
附图说明
本发明的上述和另外的特征、目的和优点通过下文中的结合附图的描述将更加清楚。
附图中：
图1为根据本发明的一实施方式的原电池的单个部分或者组件的分解透视图；
图2A示出沿图1所示的面II的框部分的截面；
图2B示出沿图1所示的面II的活性部分的截面；
图3示出沿图1所示的面III的框部分的截面；
图4示出根据本发明的第二实施方式的原电池在组装状态下的透视图；
图5为根据本发明的第三实施方式的电池块的单个部分或者组件的分解透视图；
图6为另一视角的图5所示的电池块的一些组件的放大视图；
图7为图5所示的电池块在组装状态下的透视图；
图8为图7中的细节VIII的放大视图；
图9以透视图的方式示出根据本发明的第四实施方式的原电池的上部窄侧；
图10以透视图的方式示出根据本发明的第五实施方式的原电池的上部窄侧；
图11为根据第六实施方式的原电池的电组件的透视图；
图12以透视图的方式示出根据本发明的第七实施方式的原电池的上部窄侧；
图13示出本发明的第八实施方式中的框部分的截面，其中该视图对应于图3中的视图的上部部分；以及
图14示出根据现有技术的电池块。
注意，附图是示意性的，且仅示出了用于理解本发明的特征。还应注意，在附图中给出的尺寸和大小比例仅为了清楚，而不应被理解为是受限制的或者必须的。
具体实施方式
在下文中根据图1至图3描述的原电池作为本发明的一实施方式。在此，图1为原电池1的单个部分或者组件的分解透视图，且图2a示出沿着图1所示的面II的框部分的截面，图2b示出沿着图2所示的面II的活性部分的截面，图3示出沿着图1所示的面III的框部分的截面。在本发明的意义中，原电池1为电能存储单元。
根据图1所示的视图，原电池1由电组件2、框部分4和两个盖薄膜6组合在一起而制成，其中，电组件具有薄膜包封8、阳极引线10和阴极引线12。为了定向而在附图中绘出坐标系，坐标系原点任意地限定在前盖薄膜6的中心。单元1的侧方向通过横向上的中间轴线A限定，单元1的竖直轴线通过高方向上的中间轴线B而限定，且单元的轴向方向，其同时也是单元的厚度方向，是通过纵向上的中间轴线C限定的。所有轴线由细点划线绘制。正向方向分别通过箭头示出。
如图所示的，薄膜包封8具有大致板形的轮廓，且在侧方向(A)上的延伸大于竖直方向(B)上的延伸。阳极电源引线10由好的导电材料制成，且具有L形的横截面。阳极电源引线10的L形轮廓的短边被置于薄膜包封8的上部窄面上。同样地，阴极电源引线12由好的导电材料制成，且具有L形的横截面，阴极电源引线的L形轮廓的短边被置于薄膜包封8的下部窄面上。因此，阳极电源引线10的长边与薄膜包封8的前平面对齐地向上(正方向B)延伸，且阴极电源引线12的长边与薄膜包封8的后平面对齐地向下(负方向B)延伸。在厚度方向相对的侧、在薄膜包封上，阳极电源引线和阴极电源引线的L轮廓的长边分别支承用于与前或者后盖薄膜6连接的封印薄膜14的带。注意，在本发明的意义中，薄膜包封8构成单元的活性部分。电源引线10、12由已知材料，如铜、铝或者其他金属或者其合金制成。为了改进接触(降低接触电阻)和/或为了防止腐蚀，电源引线10、12可以镀银或者镀金。
框部分4具有两个竖直杆16和两个水平杆18，它们形成一体的框。所述框的内轮廓适合于薄膜包封8的外轮廓。上部水平杆18具有在截面中为L形的凹口20，该凹口降低在内侧上和在朝向前盖薄膜6的侧上(正方向C)的厚度。下部水平杆18具有在截面中为L形的凹口20，该凹口降低在内侧上和在面对后盖薄膜的侧上(负方向C)的厚度。凹口20的形状使得其容纳阳极电源引线10和阴极电源引线12的L-轮廓。
注意，在本发明的意义中，框部分4为接缝部分，且在本发明的意义中，框部分4的竖直杆16和水平杆18的不承载凹口20的端具有最大厚度。框部分4的材料不导电，且具有足够的压力刚性，使得在轴向压力下(在轴线方向C上)，所述段的厚度一直大于电组件2的厚度，且框4保持其形状稳定。提供不同的塑料、陶瓷和技术玻璃作为材料。
在前平面侧上(正方向C)，框部分4在最大厚度的段中承载定心接头(Zentriernippel)20，定心接头与定心孔
Figure BPA00001425777000091
24在该薄膜6中对齐。为了清楚，在图中在单元1的左侧上(负方向A)示出定心接头22和定心孔24的轴线F、F’。在图2A和图2B中示出框部分4以及电组件2的沿着面II的截面，其由轴线B和C延展出(在轴向方向上的竖直中间面)。如图所示的，框4在其最大厚度的段中具有厚度T，该厚度T大于电组件2的厚度t，特别是大于薄膜包封8的厚度。在图2B中，在薄膜包封8的区域中，结构以示意方式示出，阳极侧(阳极导电薄膜)26的电流聚集薄膜与阳极电源引线10连接，且与阴极侧(阴极导电薄膜)28的电流聚集薄膜交替地布置，其顺次地与阴极电源引线12连接。在附图中为了清楚而略去在薄膜堆叠8内的阳极和阴极侧的化学有效材料的置于其间的薄膜以及隔板薄膜。
图3示出沿着图1所示的面III的框部分4的截面，该面III平行于面II，且延伸通过两个左定心孔24和定心接头22(参看图1所示的轴线F、F’、E)。所述截面限制为延伸通过框部分4的左竖直杆16，其中，上部和下部区域可以任意地各配备有水平杆18。如明显所示的，通孔30延伸与定心接头22对齐，且在框部分4的与定心接头22相对的平面侧上提供凹陷32，该凹陷的尺寸为其可以接收定心接头22。
为了组装单元1(参看图1)，电组件2以下述方式置于框部分4中：阳极电源引线10和阴极电源引线12的L-轮廓置于框部分4的凹口20中。明显地，为了该目的，电组件2和框部分4首先必需彼此相对倾斜，以使得阴极电源引线12穿过框部分4的开口。一旦电组件2被置于框部分14中，前盖薄膜6通过定心孔24在框部分4的定心接头22处被定向，且通过合适的黏接、熔接或者其他附接方法而密闭连接。在此，在阳极电源引线10上的封印薄膜14的带用于阳极电源引线10与盖薄膜6之间的连接。最后，后盖薄膜6放置在框部分4的后平面侧上，其中定心孔24与凹陷32对齐且以与前盖薄膜6相同的方式与框部分4和阴极电源引线12连接。
图4示出在组装状态下的根据本发明的第二实施方式的原电池1’的透视图。第二实施方式的原电池1’在结构方面与第一实施方式的上述单元1相同，不同之处在于：电源引线10、12从单元1’的较短的窄面而不是从较长的窄面处延伸。
在下文中根据图5至图8解释作为本发明的第三实施方式的电池块32。在此，图5为电池块34的单个部分或者组件的分解透视图，图6为从另一视角观察的电池块34的一些组件的放大视图，图7为在组装状态下的电池块34的透视图，以及图8为图7中的细节VIII的放大视图。
如图5所示，电池块34由十个第一实施方式的原电池1i至1x、四个螺钉36、八个垫片38以及四个螺母40组装而成。在此，每个偶数单元1ii、1x被布置成对应于图1的图示。也就是说，对于偶数单元1ii至1x，阳极电源引线10位于视图中的上部且在面对观察者的一侧上，同时在电池块中的阴极电源引线12位于下部且在背对观察者的一侧上(在图中，位于偶数单元1ii...1x的下部的阴极电源引线12被位于前面的单元所覆盖)。相反地，奇数单元1i...1ix被布置为相对于图1中的图示围绕轴线C旋转180度。也就是说，对于奇数单元，电池组中的阴极电源引线12位于上部且在单元的背对观察者的一侧上，同时在电池块中的阳极电源引线10位于下部且在单元的面对观察者的一侧上。通过这种方式，奇数单元、例如单元1i的阴极电源引线12与下一偶数单元、例如单元1ii的阳极电源引线10在堆叠方向上直接邻近相对。在偶数单元1ii的阴极电源引线10与下一奇数单元、也就是单元1iii的阴极电源引线12之间形成大致两个框部分4的厚度的间距。偶数单元1ii的阴极电源引线12在电池块的下侧在堆叠方向上直接面对下一奇数单元、也就是单元1iii的阳极电源引线。再次地，在奇数单元1iii的该阳极电源引线10与下一偶数单元1iV的阴极电源引线10之间形成大致两个框部分4的厚度的间距。这种方式一直延续到最后的单元1ix、1x。换句话说，在单元1i...1x的级数升高的方向上，阴极电源引线12与阳极电源引线10在堆叠方向上直接面对，同时在阳极电源引线10与下一阴极电源引线12之间形成明显的间距。还应注意，对于第一单元1i，在堆叠34的前正面上阳极电源引线10是可接近的，同时对于最后的单元1x，在堆叠34的后正面上阴极电源引线12是可接近的。
此外如明显示出的，螺钉36延伸通过单个单元1的框部分4的通孔30和盖薄膜6的通孔24(例如参看图5中的轴线F、F’)且在垫片38之上通过螺母40固定。
即使在上文中参考具体实施方式在基本特征方面描述了本发明，应理解本发明不限制于这些实施方式，而是可以在通过权利要求所保护的范围中改变。
因此，在第三实施方式的电池块34中的单元例如借助于螺钉、垫片和螺母夹紧。应理解，该固定方式仅是示例性的，且通过合适的压板的铆接也是可能的。在希望简单拆卸单元堆叠34时，螺纹固定是有利的，同时在实际使用中，若在任何情况下都可以不需要解除连接或者夹紧，则不可解除的连接例如上述的铆接是优选的。
通过夹紧元件夹紧单元堆叠同样应被理解为仅是示例性的，所述夹紧元件延伸通过单元1的框形封印缝
Figure BPA00001425777000121
中的通孔。也可以通过置于外部的夹子或者套环实现夹紧。
在图1中示出的框4的形式也仅是示例。对于本发明的操作模式重要的是：袋单元(Porch-Zelle)的封印缝以框的形式被形成为包围单元的活性部分，且至少在期望轴向压力从外部作用在单元上的位置上厚于活性部分自身的厚度。
在图1和图2B中的电组件8、以及电极外壳8和电源引线10、12的结构和形式仅是示例性的，且可以满足必要条件。电源引线10、12也可以具有不规则的轮廓，且可以完全任意设置电极26、28的数量。例如在图9至图12中示出针对电源引线10、12的改变。
电源引线10、12的位置可以根据要求而改变。可设想将两个电源引线10、12放置在单元的窄侧的一个上，如在图9和图10中示出的。这具有的优点为：单元可以通过下侧而竖立，而不会损坏电源引线。对于第四实施方式的单元，根据图9中的视图，阳极电源引线10和阴极电源引线12被布置在单元的相对的平面侧处；同时对于第五实施方式的单元，根据图10中的视图，阳极电源引线和阴极电源引线在上部窄面的中间相互对齐。可以通过合适构建的接触夹而实现连接。
在图11中示出第六实施方式。两个电导体10、12通过其自由端部沿着电组件2的窄面分别在整个宽度上且与相对的平面侧对齐地延伸。在此，电源引线的一个(这里为阳极电源引线10)包围整个薄膜堆叠8。根据该实施方式的布置具有的优点为：通过在堆叠中交替地布置单元可以实现与直接相互毗邻的电源引线的串联。
对于根据图12的视图的第七实施方式，如前述实施方式的连接也是可能的，当然避免了通过电源引线10、12中的一个包围薄膜堆叠8。对于该实施方式，具有L形截面的两个电源引线10、12布置在薄膜堆叠8的同一窄侧上，其中面对薄膜堆叠8的电源引线10、12的L-轮廓的边的各部分以相互啮合的方式形成凹槽(ausgeklinkt)。注意，仅为了使得横截面清楚，在图中的阳极电源引线10断开了。实际上，阳极电源引线10为不中断的型材块。
图13中示出第八实施方式。该视图对应于图3中的视图，但仅示出了框部分4的上半部。在该实施方式中，代替定心接头22而提供定心套42，该定心套被置于孔44中。定心套42在此接替了第一实施方式(参看图3)的定心接头22和通孔30的功能，且孔44除了用于接收定心套42，接替了第一实施方式的凹陷32的功能。在通过分离的通孔或者甚至通过外部的元件实现了单元1的夹紧时，也可以使用定心销(Zentrierstifte)代替定心套(未详细示出)。
第四至第八实施方式形成了第一或者第二实施方式的变形。对于第一或者第二实施方式的解释说明未因为实施方式的变形而被排除在外，而是无一例外地可用于第四至第八实施方式。
本发明适用于所有类型的用于储存和提供电能的存储单元，特别适用于任意类型的电化学一次单元和二次单元。特别优选地，本发明可用于平面结构的锂离子单元以及由其组装的电池块。
根据上文中的描述的电池块，同与第一及最后的单元1i、1x的自由电源引线10、12连接的连接极、以及可选的壳体一起形成电池或者蓄电池，其在车辆或者其他技术应用中可用于提供车载电源或者用于电驱动装置。这样的电池或者蓄电池为本发明意义中的电能存储设备。
附图标记列表：
1、1’ 原电池
2 电组件
4 框部分(缝部分)
6 盖薄膜(薄膜部分)
8 薄膜包封(活性部分)
10 阳极电源引线
12 阴极电源引线
14 封印薄膜
16 竖直杆
18 水平杆
20 凹口
22 定心接头
24 定心孔
26 阳极导电薄膜
28 阴极导电薄膜
30 通孔
32 凹陷
34 电池块
36 圆柱形螺钉
38 垫片
40 螺母
42 定心套
44 孔
101 (现有技术：单元堆叠)
102 (现有技术：单元)
103 (现有技术：接触柄)
105 (现有技术：底板)
A 横向中间轴线(现有技术：阳极)
B 高方向中间轴线
C 纵向水平中间轴线
D、D’ 通过24的侧方向水平轴线
E 通过24的竖直轴线
F、F’ 通过22、24的纵向水平轴线
i，...，x 1的下标
II 平面B-C
III 平面E-F/F’
K (现有技术：阴极)
T 2的所有部分上的厚度
T 4的所有部分上的厚度
要明确指出的是，上述附图标记表是本说明书的整体组成部分。

Claims (35)

1.一种电能存储单元，具有：
活性部分，其被布置为并适于储存从外部导入的电能以及向外提供所储存的电能；
至少两个电源引线，其与活性部分连接，并且被布置为并适于将电流从外部导至所述活性部分，以及用于向外提供由所述活性部分释放出的电流；以及
外壳，其界定了大致方形轮廓的棱柱形基本形状并以气密和不透液的方式包围所述活性部分，其中所述单元的棱柱形基本形状在厚度方向上的尺寸明显小于在另外两个空间方向上的尺寸，且其中优选地，在所述另外两个空间方向的一个上的尺寸大于所述另外两个空间方向的另一个上的尺寸，
其特征在于，所述外壳具有两个平坦的薄膜部分以及环形的、连接所述薄膜部分的边缘的接缝部分，
其中所述接缝部分以框的方式包围所述活性部分，且具有最大厚度的段，在所述段中即使在机械压力下其厚度也均大于所述活性部分的厚度。
2.根据权利要求1所述的电能存储单元，其特征在于，所述至少两个薄膜部分至少在所述最大厚度的段中平面地放置在所述接缝部分的相对的平面侧上且与其密封连接。
3.根据权利要求2所述的电能存储单元，其特征在于，所述接缝部分具有在最大厚度的段中的在厚度方向上延伸的通孔，且所述薄膜部分具有与所述通孔对齐的孔。
4.根据权利要求3所述的电能存储单元，其特征还在于，在所述通孔的长度的一部分上在其中延伸的且从所述接缝的一侧凸出的套，其中优选地，所述套的凸出量以及在所述通孔中释放的长度大于薄膜的两倍厚度，且小于所述接缝部分的最大厚度与所述薄膜的厚度相加的一半。
5.根据权利要求2所述的电能存储单元，其特征在于，所述接缝部分具有在厚度方向上伸出的凸起，其中在凸起的各相对侧上设置对应所述凸起的形状和大小且在厚度方向上与所述凸起对齐的凹陷，且所述薄膜部分具有与凸起或者凹陷对齐的、具有相应形状和尺寸的孔，其中优选地，所述凸起的高度和所述凹陷的深度大于薄膜的两倍厚度，且小于所述接缝部分的最大厚度与所述薄膜的厚度相加的一半。
6.根据权利要求5所述的电能存储单元，其特征在于，所述接缝部分具有在最大厚度的段中的在厚度方向上延伸的通孔，且所述薄膜部分具有与所述通孔对齐的孔。
7.根据权利要求6所述的电能存储单元，其特征在于，所述通孔设置为与所述凸起居中对齐。
8.根据前述权利要求中任一项所述的电能存储单元，其特征在于，所述电源引线分别具有平坦的轮廓，且从所述外壳突出。
9.根据权利要求8所述的电能存储单元，其特征在于，所述电源引线平行于由所述外壳限定的棱柱形基本形状的平面侧突出。
10.根据权利要求9所述的电能存储单元，其特征在于，所述电源引线在由所述外壳限定的棱柱形基本形状的相对的平面侧上相邻地延伸。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的电能存储单元，其特征在于，所述电源引线从由所述外壳限定的棱柱形基本形状的相对的窄侧突出。
12.根据权利要求11所述的电能存储单元，其特征在于，棱柱形结构具有不同长度的窄侧的两个相对的对，且所述电源引线从窄侧的较长对突出。
13.根据权利要求11或者12所述的电能存储单元，其特征在于，沿着所述窄侧从其突出的第一和第二电源引线的尺寸大于所述窄侧的长度的一半。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的电能存储单元，其特征在于，所述电源引线分别在所述接缝部分与所述薄膜的一个之间延伸穿过，且与其密封连接。
15.根据权利要求14所述的电能存储单元，其特征在于，所述电源引线具有L形轮廓，其一个侧边位于所述活性部分的窄侧上，且其另一个侧边在所述接缝部分与所述薄膜的一个之间延伸穿过。
16.根据权利要求14或者15所述的电能存储单元，其特征在于，所述接缝部分具有适合所述电源引线的形状和大小的凹口。
17.根据前述权利要求中任一项所述的电能存储单元，其特征在于，通过各自的电化学反应实现电能的储存和提供。
18.根据权利要求17所述的电能存储单元，其特征在于，所述单元为原电池，特别是二次化学电池。
19.根据权利要求17或者18所述的电能存储单元，其特征在于，所述活性部分具有多个两种类型的电极，其中第一类型的电极分别通过分隔层与第二类型的电极分隔，其中所述第一类型的电极与所述第二类型的电极分别相互连接，且与所述电源引线连接。
20.根据权利要求19所述的电能存储单元，其特征在于，每个电极为叠层，具有至少两个化学活性材料层以及至少一个导电材料层，且以电解质材料浸渍，其中所述至少一个导电材料层的长度大于各化学活性材料层的长度，且在所述叠层的一侧上突出，其中所述电极的叠层与位于其间的各分隔层被布置且优选层叠成：一种类型电极的导电材料层在一侧上突出，且在此相互连接，另一种类型电极的导电材料层在纵向上相对地在一侧上突出，且相互连接。
21.根据权利要求20所述的电能存储单元，其特征在于，所述电极的至少一个的化学活性材料包括锂化合物。
22.根据权利要求20或者21所述的电能存储单元，其特征在于，所述电极的至少一个的化学活性材料包括石墨。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的电能存储单元，其特征在于，所述分隔层包括电解质材料。
24.根据前述权利要求中任一项所述的电能存储单元，其特征在于，所述活性部分被抽成真空。
25.一种电池块，由多个根据前述权利要求中任一项所述的电能存储单元构成，其中所述单元在其厚度方向上叠置，且优选地，至少在对应于所述接缝部分的最大厚度的段的区域中相互叠放。
26.根据权利要求25所述的电池块，其特征在于，所述单元在堆叠方向上通过压力相互夹紧。
27.根据权利要求26所述的电池块，还回引权利要求3、6或者7，其特征在于，通过牵引杆实现所述单元的夹紧，所述牵引杆延伸穿过所有单元的通孔。
28.根据权利要求27所述的电池块，还回引权利要求4，其特征在于，所述牵引杆延伸穿过所述套。
29.根据权利要求25至28中任一项所述的电池块，还回引权利要求4，其特征在于，所述套的从单元凸出部分分别在相邻单元的接缝部分的通孔的释放部分中延伸。
30.根据权利要求25至28中任一项所述的电池块，还回引权利要求5或者7，其特征在于，单元的接缝部分的凸起分别延伸进入相邻单元的接缝部分的凹陷。
31.根据权利要求25至30中任一项所述的电池块，其特征在于，单元的电源引线分别与相邻单元的电源引线连接，且若所述单元不是所述电池块的第一或者最后的单元，则所述单元的另一电源引线与另一相邻单元的电源引线连接。
32.根据权利要求31所述的电池块，其特征在于，不同极性的电源引线总是相互连接。
33.根据权利要求31或者32所述电池块，还回引权利要求10，其特征在于，在平面侧上、且限制在其上的电源引线总是在所述电池块的堆叠方向上相对。
34.一种电能存储设备，包括：根据权利要求25至33中任一项所述的电池块，与第一电能存储单元的自由电源引线连接的第一极，以及与最后的电能存储单元的自由电源引线连接的第二极。
35.一种具有根据权利要求34所述的电能存储设备的车辆。
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