CN103545543A - 电化学存储器和用于制造电化学存储器的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电化学存储器(100)。电化学存储器(100)包括:叠层(102),该叠层具有阴极层、阳极层和布置在阴极层和阳极层之间的能传导离子的、用于引导至少一种电解质(131、132)的分离层(108);容纳室(302),其布置成在叠层(102)侧面邻接分离层(108);和分隔元件(300),其布置在分离层(108)和容纳室(302)之间,并设计用于,当叠层(102)中存在过压时将从叠层(102)溢出的流体引导到容纳室(302)中。
Description
技术领域
本发明涉及一种电化学存储器以及一种用于制造这种存储器的方法。
背景技术
例如设计成蓄电池的锂离子电池(LIB)目前作为蓄能器应用在多种产品中。因此,该蓄电池可以设计成用于例如来自太阳能电池或风力发电站的电流的蓄能器并应用在车辆和电子设备中。
发明内容
在这种背景下,利用本发明提出了一种根据独立权利要求所述的电化学存储器和用于制造电化学存储器的方法。在各个从属权利要求和随后的说明中给出了有利的设计方案。
电化学存储器可以设计成叠层状,例如像由软包电池已知的那样。这种电化学存储器有利地可以配备有容纳室,该容纳室例如可以容纳电化学存储器的电解质或者在电化学存储器内部形成的气体。
电化学存储器具有如下特征:
叠层,该叠层具有:阴极层、阳极层和布置在阴极层和阳极层之间的能传导离子的、用于引导至少一种电解质的分离层;
容纳室,其布置成沿所述分离层的主延伸轴线的延长部在所述叠层侧面邻接所述分离层;和
分隔元件,其布置在分离层和容纳室之间,并设计用于,当叠层中存在过压时将从叠层溢出的流体引导至容纳室。
例如,电化学存储器—也可以称为原电池(galvanische Zelle)—例如可以是锂离子电池(多个串联电池单体)、锂离子蓄电池或锂-硫-蓄电池或者锂-空气-蓄电池。电化学存储器例如可以用于驱动电动车辆或混合动力车辆。在蓄电池中包含卷绕或上下堆叠形式的电极且分别为每个正极和负极配备了触头。触头大多作为电极上的金属箔或金属条带。在此,电极大多形式为被活性材料涂层的金属箔。阴极、即正极在锂离子蓄电池中大多设计成被涂层的铝箔,负极、即阳极大多为被涂层的铜箔。例如电极可以被双侧涂层以及以双股形式卷绕或堆叠,从而始终是正极处于分离器上而在分离器的另一侧上为另一个电极的负极。根据电极的厚度,电极叠层的长度和叠层的宽度分别显著大于叠层的厚度,尤其当阴极和阳极上的电极厚度仅为小的10μm时。在具有形成电极的铜箔和铝箔以及分离器的情况下,形成了电池单体的单元的厚度例如仅为100μm至200μm。如果形成电池单体的多个单元在叠层中并联,则例如叠层的厚度约为1mm至10mm。则如此并联的叠层位于电化学存储器的形成电触头的主电流导体之间。因此,电化学存储器可以为具有两个彼此对置的大面积的主侧面和环绕的窄的边缘侧的平面电池单体。在此像上文所述,电化学存储器的电连接触头布置在电化学存储器的两个主侧面上和进而位于彼此对置的侧面上。
因此,阴极层、阳极层和分离层可以为相应矩形的层,所述层具有分别两个对置的大尺寸的主平面以及分别四个连接两个主侧面的小尺寸的侧面。侧面在几何上可以通过形成电池单体的并联的单元的四个层形成。阴极层、阳极层和分离层可以具有相同大小,且在叠层中如此上下叠置,即它们全等,且其主平面彼此朝向。阴极层可以由活性阴极材料层和布置在其上的电流导体层组成,其中可以形成活性阴极材料层,以便与电化学存储器的电解质接触而释放阴离子。因此,阴极层可以如此布置在叠层中,即活性阴极材料层朝向分离层且电流导体层形成了叠层的第一终端负载。阳极层也可以由活性阳极材料层和布置在其上的另一个电流导体层组成,其中可以形成活性阳极材料层,以便与电化学存储器的电解质接触而释放阳离子。活性阳极材料层例如可以是锂-石墨、锂金属或锂-硅-合金。阳极层可以如此布置叠层中,即活性阳极材料层朝向分离层且另一个电流导体层形成了第二终端负载。在阳极层和分离层之间,将可以引导离子的、不可燃的、多孔保护层***到叠层中。电流导体层和另一个并联的电流导体层可以由金属或碳或导电材料组成,并设计用于将利用电解质产生的电流从阴极层和阳极层的触头向外引导。布置在阴极层和阳极层之间的分离层可以由固体材料制成且用于在空间上分离阴极和阳极。分离层是能传导离子的,以便能够实现阳极和阴极之间的离子运动。分离层的材料可以是多孔的或不透的。电解质可以是化合物,该化合物能以固态或液态聚集状态存在。为了使离子从阴极层和阳极层脱离并进而实现离子流经分离层,可以使用一种或多种电解质。分离层可以设计成如此引导所述一种或多种电解质,即电解质接触阳极层和阴极层,或者一种电解质接触阴极层而另一种电解质接触阳极层。分离层也可以接纳或者包含以及部分包含电解质。
容纳室可以是封闭的腔室,所述腔室设计用于在激活分隔元件的情况下接纳来自叠层的电解质的整个体积或部分体积。相应地,容纳室可以具有与处于叠层中的电解质量的体积相应的尺寸。因此,容纳室可以是电解质容纳室。附加地或可选地,容纳室可以设计成,接纳在叠层内产生的气体。在此,容纳室的外壁可以与叠层固定连接,从而确保了,在过压的情况下流体仅可以在分隔元件处离开叠层。在此,外壁例如可以设计成稳定的金属面或者稳定的金属框架或者稳定的金属壳体。此外,容纳室可以具有吸收电解质的介质或者说器件(Mittel)。为了使得在干扰情况下流体从叠层溢出到容纳室中变得容易,容纳室可以紧邻布置电池单体之下。
分隔元件可以设计成,在电化学存储器(功能)正常时以相对于容纳室流体密封的方式封闭叠层以及当电池单体故障时例如通过压力或加热方式来激活,从而能够使流体从叠层流到容纳室中。激活尤其可以通过下述方式实现:由于电池单体中的故障产生的过压而使分隔元件打开。也可以将额定断裂装置、例如像壁厚较薄的元件或者密封的预先打孔的路段装入到分隔壁中。
阴极层、阳极层和分离层可以沿叠层的叠层轴线上下叠置地堆叠。分离层的主延伸轴线可以取向为横向于叠层轴线。因此,容纳室可以布置在叠层的基面之外。分隔元件可以布置在分离层的、与阴极层和阳极层邻接的区域和容纳室之间。分隔元件也可以在分离层的边缘区域中毗邻分离层的上侧。
例如形式为电池单体的电化学存储器和其中包含的电解质的实施方案的特征在于,可以由此确保电化学存储器的安全运行,即电解质和产生的气体可以朝着侧面通过分隔元件排出到一空间中或者作为容纳室的吸收件中。
因此,实现了在电化学存储器故障时电解质材料能极迅速地通过分离器中的通道排出到容纳室中。相应地可以如此增大电解质电阻,即大的电流不能再流过电池单体,因为电池单体随后变得干燥。此外还可以有利地避免电解质经历在阴极材料处的氧化转换。通过这种排空还可以阻止过度地压力形成并进而阻止电池单体的分层。
根据此处提出的方案可以实现特别牢固且安全地构造的电池单体,该电池单体也可以至少部分地包括固态的能传导离子的分离器或者固体电解质。
因此根据此处提出的构想制成的、在结构上可以与软包电池类似的原电池可以功能强大且稳定地构成,而且尽管如此在很大程度上具有带保险膜片的实心金属壳体电池单体的功能性和安全性。
根据一种实施方案,电化学存储器的分离层可以为固体电解质。额外地或附加地,分离层可以为用于接纳流体电解质的固体。因此,可以根据不同的实施方案使用不同的电解质。
为了引导电解质,分离层具有多个通道或者敞开的彼此连接的孔,所述通道或孔至少部分地朝着容纳室取向。通过通道可以将电解质从电池单体引导至腔室中或隔开的空间元件中。例如,通道可以均匀间隔地彼此平行地且朝着分离层的纵边棱延伸越过分离层的总长度。因此,可以简单地确保一种或多种电解质相对于阴极和阳极的与分离层邻接的主表面均匀地分布,并且相应地确保离子均匀地流经分离层。此外,这些通道同时允许了—例如液态的—电解质朝着侧面特别容易地进入以及排出至容纳室中。即使在利用电解质材料填充电池单体时,迅速的且挤压空气的进入也能以成本下降方式起作用。
根据分离层的不同的实施方案,通道位于内部地布置在分离层中和/或分离层的表面上。通道可以位于内部地形成管道或层***。当布置在表面上时,通道可以布置在分离层的一个或两个主平面上。当使用两种电解质时,可以在一个主平面上引导一种电解质,而在分离层的对置的主平面上引导另一种电解质。在表面上通道可以设计成凹部,该凹部可以具有凹槽或缝隙形状。形式为小沟的表现形式也是可行的。
可选地,分离层也可以仅具有唯一一个通道用于引导电解质。
根据一种实施方案,分隔元件可以具有在分离层的突出部和容纳室的外壁之间的至少一个附着连接部。该至少一个附着连接部可以设计用于承受小于过压的压力。例如,分离层的突出部可以为渐缩的,以便减弱流体朝向容纳室流动。例如,附着连接部可以通过容纳室的外壁与分离层的突出部粘合或焊接形成。因此,可以在使用本来就存在的电化学存储器元件且省略额外的部件的情况下简单地且价廉地提供分隔元件。
根据另一种实施方案,电化学存储器可以具有卸压元件,该卸压元件与容纳室的外壁的、具有额定断裂点的区域耦联。该卸压元件可以设计用于接纳经由额定断裂点从容纳室溢出的流体。卸压元件的形式可以设计成保险罩或膨胀的盘片。这种实施方案的优点在于,可以额外地卸载电化学存储器的形成压力的成分,并且在危险情况下形成压力的成分、即例如电解质可以受控地向外排出。
电化学存储器还可以具有向外覆盖阴极层的阴极的壳体层以及向外覆盖阳极层的阳极的壳体层。因此,通常承载电流的触头的引线可以朝着侧面或者直接通过侧表面构成。在此,阴极的壳体层可以与阴极层材料配合地连接且电连接并形成电化学存储器的第一电触头。阳极壳体层可以与阳极层材料配合地连接且电连接并形成电化学存储器的第二电触头。壳体层可以刚性地或者柔性地构成。通过壳体层可以如此以本发明的这种特殊形式电接触该电化学存储器。
阴极的壳体层的材料配合连接和电连接可以借助于阴极层的电流导体层形成,并且阳极的壳体层的材料配合连接和电连接可以借助于阳极层的另一个电流导体层的电流导体层形成。阴极壳体层和阳极壳体层可以由金属制成且例如设计成U形金属板件。阴极壳体层和阳极壳体层可以如此设计,即它们完全跨接了阴极层或阳极层。阴极壳体层和阴极层之间以及阳极壳体层和阳极层之间的材料配合连接和电连接、即导电连接例如可以通过压紧、粘合或焊接形成。这种实施方案的优点在于,阴极壳体层和阳极壳体层形成蓄电池单体的似乎气密的壳体板,从而可以降低成本地节省了单个的另一个单独的壳体。同样可以降低成本地省去引线,因为阴极壳体层和阳极壳体层已经形成了电触头。
此外,电化学存储器可以具有连接装置,该连接装置具有第一连接元件和第二连接元件。在此第一连接元件可以形成用于侧向包围叠层,从而使阴极层、阳极层和分离层的边缘区域彼此连接。在此,第二连接元件可以形成用于如此包围阴极壳体层和阳极壳体层,使得固定了阴极壳体层和阳极壳体层之间的空间距离。相应地,第一连接元件可以环绕地、例如环形地形成,并具有叠层的高度。利用第一连接元件可以实现,叠层的各个元件不相对彼此移动且实现了叠层的良好的边棱密封以及叠层内部的附着。相应地第一连接元件也可以称为密封体。例如,阴极壳体层和阳极壳体层可以除了阴极层和阳极层之外还如此跨接第一连接元件的部分区域,即它们不彼此接触。通过这种方式还可以尽可能地改善叠层的气密密封。第二连接元件也可以环绕地形成,例如形成了环形件。通过第二连接元件可以使得在任何情况下都保持遵守阴极壳体层和阳极壳体层之间的安全尺寸。这种安全尺寸可以约为1至10mm。第一连接元件和第二连接元件可以由非导电材料制成并且以粘合和吸收力的方式连接在叠层或者说壳体层上。因此,第二连接元件尤其具有额外的优点,即将阴极壳体层和阳极壳体层的接触面限制为预定的尺寸。
用于制造电化学存储器的方法具有如下步骤:
如此上下堆叠阴极层、阳极层和能传导离子的、用于引导至少一种电解质的分离层,使得分离层布置在阴极层和阳极层之间,以便形成叠层;和
在阴极层上安装能导电的阴极壳体层,以便向外覆盖阴极层并从外部能电接触该阴极层;以及在阳极层上安装能导电的阳极壳体层,以便向外覆盖阳极层并从外部能电接触该阳极层。
根据一种实施方案,所述方法还可以包括下述步骤:将电解质注入到叠层中;将容纳室布置在叠层侧面且邻接分离层;以及使分离层的边缘区域与容纳室的壁附着地连接。通过步骤-附着地连接可以在分离层和容纳室之间形成分隔元件,该分隔元件设计用于当叠层中存在过压时将从叠层溢出的流体引导到容纳室中。
附图说明
下面根据附图示例性详细描述本发明。附图示出:
图1示出了根据本发明的实施例的电化学存储器的横截面;
图2A示出了根据本发明的一个实施例的电化学存储器的分离层的一部分;
图2B示出了根据本发明的另一个实施例的电化学存储器的分离层的一部分;
图2C示出了根据本发明的另一个实施例的电化学存储器的分离层的一部分;
图3以俯视图示出了图1中根据本发明的实施例的电化学存储器的纵剖面;
图4示出了图1中根据本发明的一个实施例的电化学存储器的另一个纵剖面的一部分;以及
图5示出了用于制造根据本发明的实施例的电化学存储器的方法的流程图。
具体实施方式
在下文对本发明的优选实施例的描述中,对不同附图中示出的起类似作用的元件使用了相同或类似的附图标记,其中省去了对这些元件的重复描述。
下面图1至4直观地描述了具有储备腔和内置电极的平面电池单体的可靠的结构,其具有壳体功能。
图1示出了电化学存储器或电池单体100的实施例的横截面。电化学存储器100在此是平面锂离子蓄电池单体。可选地,其也可以是锂蓄电池单体或其它电化学***的电池单体。由图示可以看出,电化学存储器100具有带倒圆的边棱的矩形横截面,因此从外观上看与软包电池(Pouch-Zelle)类似。然而电化学存储器100的外壳是固定的。
图1中示出了叠层102,其由阴极层104、阳极层106和分离层108组成。阴极层104由与分离层108相邻的活性阴极材料层110和在一端部封闭叠层102的电流导体层112组成。阳极层106由活性阳极材料层114和在对置端部封闭叠层102的另一个电流导体层116组成。在活性阳极材料层114和分离层108之间***传导离子的保护层118。活性阳极材料层114和保护层118的边缘区域由阳极密封层120包围。叠层102完全被连接装置124的第一连接元件122包围。此外,电化学存储器100包括阴极的、例如根据本发明能导电的壳体层126和阳极的、例如根据本发明能导电的壳体层128。由图1的图示可明确看出,阴极的壳体层126延伸通过叠层102的上侧并且此外延伸直至通过第一连接元件122的上半部。阳极的壳体层128延伸通过叠层102的下侧并通过第一连接元件122的下半部的部分区域。从而确保了,一方面气密地封闭阴极层104和阳极层106,另一方面阴极层和阳极层可以通过层128和126最佳地进行电接触。电绝缘连接装置124的第二电绝缘连接元件130最终包围阴极的壳体层126和阳极的壳体层128,从而可靠地封固了所有位于电化学存储器100的环状第二连接元件130内部的元件,并且此外确保了,阴极的壳体层126和阳极的壳体层128彼此不接触。
图1的图示表明,阴极的壳体层126安置在厚度小于阴极的壳体层126的电流导体层112上。电流导体层112直接与活性阴极材料110连接。阴极的壳体层126由金属制成且通过压紧、粘合或焊接的方式导电地安置在电流导体层112上,该电流导体层也可以由金属制成,或者由碳或导电材料制成。因此,阴极的壳体层可以称为阴极外部电流导体126,而电流导体层可以称为阴极内部电流导体112。
阳极的壳体层128安置在厚度小于阳极的壳体层128的另一个电流导体层116上。另一个电流导体层116直接与活性阳极材料114连接。阳极的壳体层128通过压紧、粘合或焊接的方式导电地安置在另一个电流导体层116上,该另一个电流导体层同样可以由金属制成,或者由碳或导电材料制成。因此,阳极的壳体层可以称为阳极外部电流导体128,而另一个电流导体层可以称为阳极内部电流导体116。因此,电池单体100的组件形成了一由下述元件组成的复合结构:阴极104,其由电流导体112和活性材料110组成;阳极106,其由内部电流导体116和活性阳极材料114组成;活性阳极材料114上的传导离子的保护层118;分离层或者简写为分离器108,其由传导离子的多孔的或密封的传导离子的材料或者由固态的离子导体和粘合剂形成的混合材料组成;以及阳极密封层120,其侧向地密封了阳极106和保护层118的边棱。这些元件通过也可以称为密封体的第一连接元件122以粘合方式和吸收力的方式彼此连接,从而电池单体组件108、110、112、114、116、118、120的复合结构形成了具有良好的边棱密封和附着的层压单元。该层122被外部电流导体126和128覆盖,从而这些层不彼此接触且与所述层或者说第一连接元件122形成了气密的和吸收力的粘合连接。此外,为了使两个外部电流导体126和128几何分离而设置了外部粘合环或者说第二连接元件130,从而外部电流导体126和128的距离达到了在实践中已证明为安全的约1至10mm的距离尺寸。
像在图1中示出的那样,该复合结构100被一种—在此为液态的—电解质131、132填充。可选地,电池单体100也可以由两种液态的电解质131、132—用于阳极106的电解质132和用于阴极104的电解质131—填充。分离层108的任务是如此引导电解质131、132,使得迅速且均匀地分配电解质。在下面的附图中仍将更详细地探讨这一点。
图2A以透视图示出了图1中根据本发明的实施例的电化学存储器100的分离层108的一部分。由该图示可明确看出,布置在阴极和阳极之间的分离层108在其上侧和下侧上具有通道200,在该实施例中该通道设计成凹槽形式的凹部。图2A的图示示出了,凹槽200延伸至分离层108的外边棱202。
图2B中示出了用于布置在分离层108的上侧中的通道200的另一种实施例。又以透视图示出了分离器108的一部分。在此,在上侧中的凹部200设计成缝隙。然而在附图中未示出的形式为小沟(Noppengraben)的实施方按也是可行的。
图2C以另一个透视图示出了图1中电化学存储器100的分离层108的另一个实施例的一部分。在此,通道200通过位于分离器108内部的侧向地通到外部的管***或层***形成,为了清晰起见其中仅一个通道具有附图标记。
通道200的总体积可以为分离层108的厚度的1/100直至1/10或者直至1/5。
图3示出了根据本发明的实施例的图1中电化学存储器100的沿图1中线A-A的纵剖面。电化学存储器100设计成电池单体。在电化学存储器100的这个视图中可清楚地看到,连接单元124的第一连接元件122如何包围叠层102,以及连接单元124的第二连接元件130如何封闭地包围阴极的壳体层126和阳极的壳体层128。还可以特别清楚地看出,分离层108的通道200平行地且沿电池单体100的纵向方向延伸至分离层108的外边棱202,由此当在叠层102的两个对置的短边之一上注入电解质之后,可以实现电解质的特别迅速且均匀的分布。电化学存储器100具有一连接在图3的图示中分离层108的下边棱202上的分隔元件300,该分隔元件也可以称为分隔壁或保险壁(Berstwand)。分隔元件300使分离层108与容纳室302连接,根据该实施例,所述容纳室具有卸压元件304。在下面的图4中仍将更详细地讨论电化学存储器100的最后提到的元件。
图4以沿图3中线B-B的纵剖视图示出了图3中电化学存储器100的一部分。在此在叠层102的右侧示出在图3的图示中在下部示出的容纳室302。
在图4中示出的实施例中,位于分离层108的外边棱202上的分隔元件300或者说分隔或保险壁300设计成双层膜,其具有吸收力的连接部。双层膜在此通过容纳室302的外壁400提供,外壁的一个区域逐点地与分离层108的突出部402重叠。例如设计有凹槽的分离器108在突出部402上不具有凹槽,且此处在其层厚度方面较薄。重叠区域在此形成了分隔元件300。只要电池单体100中不存在过压,则两个附着连接部404以上侧和下侧流体密封的方式使突出部402与容纳室302的外壁400的对置区域相连接。也就是说在电化学存储器100功能良好时没有电解质从叠层102泄漏到容纳室302中。容纳室302的外壁400的渐缩的端部区域或唇口406通过粘合连接部408与阳极内部电流导体116和阴极内部电流导体112连接。这种粘合连接部408是非常牢固的。
在容纳室302的外壁400和分离层108的突出部402之间的附着连接部404如此形成,使得该附着连接部能通过电池单体100中的过压和进入到室302中相应的压力而略微打开。电池单体100中的过压例如可能是由于故障引起的电池单体100过热的后果。如果附着连接部404由于因为电池单体100中的过压而作用于分隔元件300的压力打开,则出现了一种电解质131、132或多种电解质131、132从叠层102快速溢出到容纳室302中。在图4中示出的实施例中,为了优化该过程利用吸收电解质131、132的介质410填充容纳室302。如果液体、即电解质131、132被发送到容纳室302中,则位于容纳室302中的剩余气体进入到电池单体体部或叠层102中取代电解质131、132,像从图3的图示中清楚看出的那样,该容纳室适合地处于电池单体100之下。因此,通过这种交换使得该电池单体100在故障时立即变为高阻的,且同样使电解质131、132在阴极材料110上不经历氧化转换。
在图4中示出的实施例中,容纳室302的尺寸至少和位于电池单体100中的电解质量相当。当分离器108根据一种实施例由固体电解质组成或由具有固体电解质的混合***组成时,则为了更好地与电极材料110、114、118接触而添加的一种电解质131、132或者添加的两种电解质131、132随后可以非常迅速地排出到室302中并因此增大了电解质电阻,如此使得不再有大的电流能流经电池单体100,因为该电池单体变得干燥。根据本发明,这种排空还具有下述功能:即这种排空阻止了压力形成并进而阻止了电池单体100分层,因为通过粘合在侧面上利用连接元件和密封件实现的复合结构按照功能仅承受比实心的、厚壁的空壳体更小的压力。
根据该实施例,图4中示出的容纳室302还具有卸压元件304。该卸压元件304在此设计成泄压的保险罩(Berstkappe),然而也可以设计成盘片或膨胀的(aufblasend)盘片。卸压元件304与容纳室302的外壁400的额定断裂点410耦联,提供了额外的泄压并且再次附加地保护了电池单体复合结构100避免受到形成压力的成分的损害。在危险情况下卸压元件304可以向外释放形成压力的成分。
根据前面描述的附图使本领域技术人员得知,在结构上与软包电池类似的电池单体100可以设计成特别高效稳定且在很大程度上可以具有实心金属壳体电池单体的功能性和安全性,该金属壳体电池单体具有保险膜片。要指出的是,外部电流导体126、128借助于粘合连接部和边棱连接部404、408精确地包围容纳室302且接纳电池单体厚度的约20%至30%的小的膨胀。
图5示出了用于制造电化学存储器的方法500的实施例的流程图。在步骤502中阴极层、阳极层和传导离子的分离层如此重叠地布置,使得它们形成了尽可能叠合的或者说全等的(deckungsgleich)元件的叠层。分离层在此布置在阴极层和阳极层之间且设计用于引导电解质。在随后的步骤504中,将能导电的阴极的壳体层安置到阴极层上,而将能导电的阳极的壳体层安置到阳极层上。因此,各个位于之下的电极层一方面像通过壳体一样被覆盖和保护,且另一方面可电接触。在安置了连接装置以用于使得叠层流体密封以及使叠层的各个元件彼此连接之后,在步骤506中通过在叠层中仍存在的贯通开口将电解质注入到分离层和电极之间的区域中。在步骤508中容纳室被布置在叠层的侧面且邻接分离层、例如邻接贯通开口。步骤510包括:使分离层的边缘区域与容纳室的壁附着地连接。利用该步骤例如可以封闭贯通开口,并形成分隔元件,该分隔元件设计用于,在叠层中存在过压时将从叠层溢出的电解质引导到容纳室中。
所述的和附图中示出的实施例仅是示意性被选出的。不同的实施例可以完全或者基于各个特征彼此组合。一个实施例也可以通过另一个实施例的特征来补充。此外,根据本发明的方法步骤可以重复并且以与所述顺序不同的顺序执行。
Claims (10)
1. 电化学存储器(100),包括如下特征:
叠层(102),所述叠层具有:阴极层(104)、阳极层(106)和布置在所述阴极层和所述阳极层之间的能传导离子的、用于引导至少一种电解质(131、132)的分离层(108);
容纳室(302),其布置成沿所述分离层的主延伸轴线的延长部在所述叠层侧面邻接所述分离层;和
分隔元件(300),其布置在所述叠层和所述容纳室之间,并设计用于,当所述叠层中存在过压时将从所述叠层溢出的流体引导到所述容纳室中。
2. 根据权利要求1所述的电化学存储器(100),其中所述分离层(108)设计成固体电解质或者用于吸收液态电解质(131、132)的固体。
3. 根据前述权利要求中任一项所述的电化学存储器(100),其中为了引导所述电解质(131、132),所述分离层(108)具有多个通道或者敞开的彼此连接的孔(200),所述通道或者孔至少部分地朝向所述容纳室(302)取向。
4. 根据权利要求3所述的电化学存储器(100),其中所述通道(200)位于内部地布置在所述分离层(108)中和/或所述分离层的表面上。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的电化学存储器(100),其中所述分隔元件(300)具有在所述分离层(108)的突出部(402)和所述容纳室(302)的外壁(400)之间的至少一个附着连接部(404),其中所述至少一个附着连接部设计用于承受小于过压的压力。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的电化学存储器(100),所述电化学存储器具有卸压元件(304),所述卸压元件与所述容纳室(302)的所述外壁(400)的、具有额定断裂点(412)的区域耦联,并且设计用于接纳经由所述额定断裂点从所述容纳室溢出的流体。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的电化学存储器(100),所述电化学存储器还具有向外覆盖所述阴极层(104)的阴极的壳体层(126)以及向外覆盖所述阳极层(106)的阳极的壳体层(128),其中所述阴极的壳体层与所述阴极层材料配合地连接且电连接并且形成了所述电化学存储器的第一电触头,以及所述阳极的壳体层与所述阳极层材料配合地连接且电连接并且形成了所述电化学存储器的第二电触头。
8. 根据权利要求7所述的电化学存储器(100),所述电化学存储器还具有连接装置(124),所述连接装置具有第一连接元件(122)和第二连接元件(130),其中所述第一连接元件形成用于侧向地包围所述叠层(102),以便使所述阴极层(104)、所述阳极层(106)和所述分离层(108)的边缘区域彼此连接,以及所述第二连接元件形成用于如此包围所述阴极的壳体层和所述阳极的壳体层,使得固定了在所述阴极的壳体层和所述阳极的壳体层之间的空间距离。
9. 用于制造电化学存储器(100)的方法(500),具有如下步骤:
如此上下堆叠(502)阴极层(104)、阳极层(106)和能传导离子的用于引导至少一种电解质(131、132)的分离层(108),使得所述分离层布置在所述阴极层和所述阳极层之间,以便形成叠层(102);和
在所述阴极层上安装(504)能导电的阴极的壳体层,以便向外覆盖所述阴极层并且能与其电接触;以及在所述阳极层上安装能导电的阳极的壳体层,以便向外覆盖所述阳极层并且能与其电接触。
10. 根据权利要求9所述的方法(500),所述方法还包括下述步骤:将所述电解质(131、132)注入(506)到所述叠层(102)中;将容纳室(302)布置(508)在所述叠层侧面且邻接所述分离层(108);使所述分离层的边缘区域与所述容纳室的壁附着地连接(510),以便在所述分离层和所述容纳室之间形成分隔元件(300),所述分隔元件设计用于当所述叠层中存在过压时将从所述叠层溢出的流体引导到所述容纳室中。
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