DE102011110813A1

DE102011110813A1 - Energiespeichervorrichtung, Kontaktelement für eine solche Energiespeichervorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer solchen Energiespeichervorrichtung

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Publication number: DE102011110813A1
Application number: DE102011110813A
Authority: DE
Inventors: Dr. Reiche Harald; Danilo Zschech; Jens Meintschel; Dr. Hohenthanner Claus-Rupert; Alexander Hörnig
Original assignee: Li Tec Battery GmbH
Current assignee: Li Tec Battery GmbH
Priority date: 2011-08-17
Filing date: 2011-08-17
Publication date: 2013-02-21
Also published as: WO2013023768A1

Abstract

Die elektrochemische Energiespeichervorrichtung weist eine Energiespeicherzelle (10) mit einem Elektrodenstapel und einer Umhüllung; einen Stromableiter (12), welcher mit dem Elektrodenstapel der Energiespeicherzelle (10) elektrisch leitend verbunden ist und einen zumindest teilweise außerhalb der Umhüllung der Energiespeicherzelle (10) angeordneten Kontaktabschnitt (12a) aufweist; und ein Gehäuse (16, 18) zum Aufnehmen der Energiespeicherzelle (10) und des Stromableiters (12) auf. Weiter ist ein Kontaktelement (20) vorgesehen, welches einen ersten Kontaktabschnitt (20a), der innerhalb des Gehäuses (16, 18) angeordnet ist und mit dem Kontaktabschnitt (12a) des Stromableiters (12) elektrisch leitend verbunden, vorzugsweise mit Ultraschall flächig verschweißt ist, und einen zweiten Kontaktabschnitt (20c), der zumindest teilweise außerhalb des Gehäuses (16, 18) angeordnet ist, aufweist. Der erste Kontaktabschnitt (20a) dieses Kontaktelements (20) weist in seiner Verbindungsrichtung mit dem Kontaktabschnitt (12a) des Stromableiters (12) eine im Vergleich zum zweiten Kontaktabschnitt (20c) des Kontaktelements (20) geringe Materialstärke auf.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energiespeichervorrichtung, insbesondere eine elektrochemische Energiespeichervorrichtung, ein Kontaktelement für eine solche Energiespeichervorrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Energiespeichervorrichtung.
Elektrochemische Energiespeichervorrichtungen weisen üblicherweise wenigstens eine elektrochemische Energiespeicherzelle (häufig auch als elektrochemische oder galvanische Zelle bezeichnet), wenigstens einen Stromableiter, ein Gehäuse zum Aufnehmen der Energiespeicherzelle und des Stromableiters sowie wenigstens ein Kontaktelement auf. Herkömmlicherweise weist eine elektrochemische Energiespeicherzelle einen Elektrodenstapel mit einer Anordnung aus wenigstens zwei Elektroden und einem dazwischen angeordneten Elektrolyten auf, der von einer Umhüllung zumindest teilweise umschlossen ist. Die zwei Elektroden bzw. Elektrodengruppen des Elektrodenstapels sind jeweils elektrisch leitend mit einem Stromableiter verbunden, welcher zum Transport elektrischer Energie in die Energiespeicherzelle oder aus der Energiespeicherzelle heraus dient. Die Stromableiter sind wiederum jeweils mit einem elektrisch leitenden Kontaktelement verbunden, welches dem elektrischen Anschluss der Energiespeichervorrichtung zum Beispiel innerhalb einer Batterieanordnung mit mehreren Energiespeichervorrichtungen dient.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Energiespeichervorrichtung bereitzustellen, insbesondere eine verbesserte Energiespeichervorrichtung mit einer verbesserten Anbindung des Kontaktelements an den Stromableiter.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Energiespeichervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein elektrisch leitendes Kontaktelement mit den Merkmalen des Anspruchs 11, eine Batterieanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 12 und ein Verfahren zur Herstellung einer Energiespeichervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.
Die Energiespeichervorrichtung der Erfindung weist eine Energiespeicherzelle mit einem Elektrodenstapel und einer Umhüllung; einen Stromableiter, welcher mit dem Elektrodenstapel der Energiespeicherzelle elektrisch leitend verbunden ist und einen zumindest teilweise außerhalb der Umhüllung der Energiespeicherzelle angeordneten Kontaktabschnitt aufweist; ein Gehäuse zum Aufnehmen der Energiespeicherzelle und des Stromableiters; und ein Kontaktelement, welches einen ersten Kontaktabschnitt, der zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und mit dem Kontaktabschnitt des Stromableiters elektrisch leitend verbunden ist, und einen zweiten Kontaktabschnitt, der zumindest teilweise außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, aufweist, auf. Erfindungsgemäß ist die Energiespeichervorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kontaktabschnitt des Kontaktelements in seiner Verbindungsrichtung mit dem Kontaktabschnitt des Stromableiters eine im Vergleich zum zweiten Kontaktabschnitt des Kontaktelements geringe Materialstärke aufweist.
Bei der Energiespeichervorrichtung der Erfindung ist der erste Kontaktabschnitt des Kontaktelements, welcher mit dem Kontaktabschnitt des Stromableiters elektrisch leitend verbunden ist, in seiner Verbindungsrichtung mit dem Kontaktabschnitt des Stromableiters mit einer geringeren Materialstärke ausgebildet als der zweite Kontaktabschnitt des Kontaktelements. Durch diese Maßnahme ist es möglich, die Verbindung zwischen dem Stromableiter und dem Kontaktelement einfach und funktionssicher zu fertigen. Außerdem können hierdurch vorzugsweise auch das Leistungsvermögen (insbesondere beim Laden und Entladen) und die Lebensdauer der Energiespeichervorrichtung verbessert werden.
Unter einer Energiespeichervorrichtung wird im Sinne der Erfindung eine Einrichtung verstanden, die in der Lage ist, insbesondere elektrische Energie aufzunehmen, zu speichern und wieder abzugeben, insbesondere unter Ausnutzung elektrochemischer Prozesse. Als eine Energiespeicherzelle wird im Sinne der Erfindung eine in sich abgeschlossene Funktionseinheit der Energiespeichervorrichtung verstanden, die für sich genommen ebenfalls in der Lage ist, elektrische Energie aufzunehmen, zu speichern und wieder abzugeben, insbesondere unter Ausnutzung elektrochemischer Prozesse. Eine Energiespeichervorrichtung im Sinne der Erfindung kann eine Energiespeicherzelle oder mehrere Energiespeicherzellen aufweisen.
Eine Energiespeicherzelle kann beispielsweise, aber nicht nur eine galvanische Primär- oder Sekundärzelle (im Rahmen dieser Anmeldung werden Primär- oder Sekundärzellen unterschiedslos als Batteriezellen und eine daraus aufgebaute Energiespeichervorrichtung als Batterie bzw. Batterieanordnung bezeichnet), eine Brennstoffzelle, ein Hochleistungskondensator oder eine Energiespeicherzelle anderer Art sein. Insbesondere soll in diesem Zusammenhang unter einer Energiespeicherzelle eine elektrochemische Energiespeicherzelle verstanden werden, die Energie in chemischer Form speichern, in elektrischer Form an einen Verbraucher abgeben und vorzugsweise auch in elektrischer Form aus einer Ladeeinrichtung aufnehmen kann. Wichtige Beispiele für solche elektrochemische Energiespeicher sind galvanische Zellen und Brennstoffzellen.
Eine elektrochemische Energiespeicherzelle weist vorzugsweise einen aktiven Bereich oder aktiven Teil, in welchem elektrochemische Umwandlungs- und Speicherungsprozesse stattfinden, und eine Umhüllung zur Kapselung des aktiven Teils von der Umgebung auf. Der aktive Teil weist vorzugsweise einen Elektrodenstapel auf, der aus einer Elektrodenanordnung aus Elektroden, aktiven Schichten, Separatorschichten und einem von den Separatorschichten aufgenommen Elektrolyten gebildet ist. Die Elektroden sind vorzugsweise plattenförmig oder folienartig ausgebildet und bevorzugt im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet (prismatische Energiespeicherzellen). Die Elektrodenanordnung kann auch gewickelt sein und eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt besitzen (zylindrische Energiespeicherzellen). Der Begriff Elektrodenstapel soll auch derartige Elektrodenwickel beinhalten. Die aktiven Schichten und Separatorschichten können wenigstens teilweise als eigenständige Folienzuschnitte oder als Beschichtungen der Elektroden vorgesehen sein. Der Elektrolyt der Energiespeicherzelle enthält vorzugsweise Lithium-Ionen. Die Umhüllung ist in diesem Zusammenhang eine Einrichtung, welche geeignet ist, den Austritt von Chemikalien aus dem Elektrodenstapel in die Umgebung zu verhindern und die Bestandteile des Elektrodenstapels vor schädigenden äußeren Einflüssen zu schützen. Die Umhüllung kann aus einem oder aus mehreren Formteilen und/oder folienartig ausgebildet sein. Weiter kann die Umhüllung einlagig oder mehrlagig ausgebildet sein. Die Umhüllung ist vorzugsweise aus einem gasdichten und elektrisch isolierenden Werkstoff oder Schichtverbund gebildet.
Eine elektrochemische Energiespeicherzelle ist vorzugsweise mit wenigstens zwei Stromableitern versehen oder verbunden, die als elektrische Pole der Energiespeicherzelle dienen. Diese Stromableiter sind jeweils mit Elektroden des Elektrodenstapels der Energiespeicherzelle elektrisch leitend verbunden oder durch diese selbst gebildet. Unter einem Stromableiter soll im Rahmen der Erfindung sowohl ein separates Bauteil, welches mit den Elektroden der Energiespeicherzelle, vorzugsweise mit aus der Umhüllung heraus ragenden Abschnitten der Elektroden elektrisch leitend verbunden ist, als auch ein durch die Elektroden selbst, vorzugsweise ein durch die aus der Umhüllung heraus ragenden Abschnitte der Elektroden selbst gebildeter Stromableiter verstanden werden. Der Stromableiter kann als Komponente der Energiespeicherzelle angesehen werden oder als eine von dieser verschiedene Komponente.
Die Stromableiter der Energiespeichervorrichtung weisen jeweils einen außerhalb der Umhüllung der Energiespeicherzelle angeordneten Kontaktabschnitt auf. Dieser Kontaktabschnitt ist vorzugsweise plattenförmig ausgebildet. Der plattenförmige Kontaktabschnitt hat vorzugsweise eine im Wesentlichen konstante Dicke bzw. Materialstärke. Der Kontaktabschnitt dient der elektrisch leitenden Verbindung mit dem Kontaktelement der Energiespeichervorrichtung. Der Kontaktabschnitt des Stromableiters weist dementsprechend vorzugsweise einen geeigneten Stromleitungsquerschnitt bzw. elektrisch leitfähige Eigenschaften auf. Zumindest der Kontaktabschnitt des Stromableiters ist wenigstens teilweise außerhalb der Umhüllung der Energiespeicherzelle angeordnet; vorzugsweise ist der gesamte Stromableiter außerhalb der Umhüllung der Energiespeicherzelle angeordnet.
Ein Gehäuse im Sinne der vorliegenden Erfindung ist jede konstruktive Vorrichtung, die geeignet ist, die Energiespeicherzelle und den/die Stromableiter darin aufzunehmen und diese mechanisch zu stabilisieren und/oder einen Stofftransport zwischen den Bestandteilen der elektrochemischen Energiespeicherzelle und ihrer Umwelt zu verhindern oder zu erschweren. Die Stabilisierung ist insbesondere, aber nicht ausschließlich während des Fertigungsprozesses einer Batterieanordnung mit mehreren Energiespeichervorrichtungen von Vorteil. Der Begriff Gehäuse soll sowohl Vorrichtungen, welche die Energiespeicherzelle und den Stromableiter im Wesentlichen vollumfänglich umschließen, als auch Vorrichtungen, welche diese Komponenten nur teilweise stützen (entsprechend einem Rahmen), beinhalten. Das Gehäuse kann bevorzugt einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Gehäuse auch dazu geeignet und bestimmt, einen unerwünschten Energieaustausch der Energiespeichervorrichtung mit ihrer Umwelt zu verhindern oder zu erschweren, insbesondere dann, wenn hierbei Energie, insbesondere auch in nicht elektrischer Form, in unerwünschter Weise ausgetauscht würde, beispielsweise Wärmeenergie oder mechanische Energie.
Als ein Kontaktelement wird in diesem Zusammenhang jede Vorrichtung verstanden, welche geeignet ist, eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Umgebung der Energiespeichervorrichtung und einem Stromableiter der Energiespeichervorrichtung im Inneren des Gehäuses herzustellen. Über diese elektrisch leitende Verbindung kann die Energiespeichervorrichtung elektrische Energie in ihre Energiespeicherzelle aufnehmen (Ladevorgang) und elektrische Energie aus ihrer Energiespeicherzelle an einen Verbraucher abgeben (Entladevorgang). Die Anzahl der Kontaktelemente der Energiespeichervorrichtung entspricht der Anzahl der Stromableiter der Energiespeichervorrichtung. Vorzugsweise weist die Energiespeichervorrichtung zwei Stromableiter mit jeweils einem damit verbundenen Kontaktelement auf.
Die Kontaktelemente der Energiespeichervorrichtung weisen jeweils einen zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses der Energiespeichervorrichtung angeordneten ersten Kontaktabschnitt auf. Dieser erste Kontaktabschnitt ist vorzugsweise plattenförmig ausgebildet. Der plattenförmige erste Kontaktabschnitt hat bevorzugt eine im Wesentlichen konstante Dicke bzw. Materialstärke. Der erste Kontaktabschnitt dient der elektrisch leitenden Verbindung mit dem Stromableiter der Energiespeichervorrichtung. Der erste Kontaktabschnitt des Kontaktelements weist dementsprechend vorzugsweise einen geeigneten Stromleitungsquerschnitt bzw. elektrisch leitfähige Eigenschaften auf. Form und Größe des ersten Kontaktabschnitts des Kontaktelements sind vorzugsweise an jene des Kontaktabschnitts des Stromableiters angepasst. Außerdem weisen die Kontaktelemente der Energiespeichervorrichtung jeweils einen zumindest teilweise außerhalb des Gehäuses angeordneten zweiten Kontaktabschnitt auf. Dieser zweite Kontaktabschnitt ist vorzugsweise im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Der zweite Kontaktabschnitt dient als Pol der Energiespeichervorrichtung zur elektrisch leitenden Verbindung mit der Umgebung der Energiespeichervorrichtung zum Beispiel innerhalb einer Batterieanordnung. Der zweite Kontaktabschnitt des Kontaktelements weist dementsprechend vorzugsweise einen geeigneten Stromleitungsquerschnitt bzw. elektrisch leitfähige Eigenschaften auf. Der erste Kontaktabschnitt und der zweite Kontaktabschnitt des Kontaktelements sind vorzugsweise integral bzw. einstückig miteinander ausgebildet. Alternativ können der erste und der zweite Kontaktabschnitt des Kontaktelements auch als separate Bauteile gefertigt und elektrisch leitend miteinander verbunden sein.
Die Materialstärke eines Bauteils bezeichnet in diesem Zusammenhang eine Abmessung des Bauteils in einer Richtung senkrecht zu seiner Hauptausdehnungsrichtung. Im Fall eines plattenförmigen Bauteils ist zum Beispiel die Plattendicke die Materialstärke des Bauteils, im Fall eines zylindrischen Bauteils ist zum Beispiel der Zylinderdurchmesser die Materialstärke des Bauteils.
Bei verschiedenen Verbindungstechniken wie zum Beispiel beim Ultraschall-Schweißen ist eine geringe Materialstärke des zu verbindenden Bauteils bzw. Bauteilabschnitts von Vorteil. Aus diesem Grund ist es bei der Energiespeichervorrichtung der Erfindung von Vorteil, den mit dem Kontaktabschnitt des Stromableiters zu verbindenden ersten Kontaktabschnitt des Kontaktelements in seiner Verbindungsrichtung mit dem Kontaktabschnitt des Stromableiters mit einer im Vergleich zu seinem zweiten Kontaktabschnitt geringen Materialstärke auszubilden.
Eine im Vergleich zu einem anderen Bauteil bzw. Bauteilabschnitt geringe Materialstärke soll in diesem Zusammenhang eine nennenswert geringere Materialstärke bedeuten. Vorzugsweise ist die im Vergleich zu einem anderen Bauteil bzw. Bauteilabschnitt geringe Materialstärke um wenigstens etwa 20%, bevorzugter um wenigstens etwa 35%, noch bevorzugter um wenigstens etwa 50% gegenüber der Materialstärke des anderen Bauteils bzw. Bauteilabschnitts reduziert.
Eine für die Verbindung mit dem Stromableiter vorteilhafte geringe Materialstärke des ersten Kontaktabschnitts des Kontaktabschnitts hat grundstätzlich einen kleineren Stromleitungsquerschnitt zur Folge. Um einen für das Laden und Entladen der Energiespeicherzelle der Energiespeichervorrichtung ausreichenden Stromfluss durch das Kontaktelement zu gewährleisten, wird die Ausgestaltung des ersten Kontaktabschnitts des Kontaktelements so angepasst, dass trotz der geringen Materialstärke des ersten Kontaktabschnitts ein ausreichender Stromleitungsquerschnitt zur Verfügung steht. Dies kann im Fall des ersten Kontaktabschnitts des Kontaktelements vorzugsweise durch eben im Wesentlichen plattenförmigen Kontaktabschnitt mit einer geringen Materialstärke und einer großen Plattenfläche erreicht werden, durch welchen der Strom zumindest hauptsächlich in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Dickenrichtung fließt.
Der Begriff Stromleitungsquerschnitt bezeichnet in diesem Zusammenhang eine Querschnittsfläche eines Bauteils senkrecht zur Hauptstromleitungsrichtung durch dieses Bauteil, welche eine Stromleitung durch das Bauteil erlaubt. Die für die Stromleitung wirksame Querschnittsfläche des jeweiligen Bauteils ist vorzugsweise im Wesentlichen aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet. Je größer die für die Stromleitung wirksame Querschnittsfläche des jeweiligen Bauteils ist, umso größer ist im Allgemeinen die maximal zulässige Stromstärke durch dieses Bauteil. Falls ein Bauteil vollständig aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist, so stimmt der Stromleitungsquerschnitt im Wesentlichen mit der Querschnittsfläche des Bauteils überein. Falls dagegen ein Bauteil sowohl elektrisch leitfähige Bestandteile als auch nicht elektrisch leitfähige Bestandteile (zum Beispiel Isolierungen) aufweist, so wird sein Stromleitungsquerschnitt im Wesentlichen durch die Querschnittsfläche(n) seiner elektrisch leitfähigen Bestandteile bestimmt. Der Stromleitungsquerschnitt eines Bauteils wird durch die Summe der Querschnittsflächen der einzelnen elektrisch leitfähigen Bestandteile des Bauteils innerhalb eines Querschnitts bestimmt. Ein Stromleitungsquerschnitt kann sowohl für ein gesamtes Bauteil als auch für einzelne Abschnitte (in diesem Zusammenhang insbesondere Kontaktabschnitte) eines Bauteils bestimmt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Kontaktabschnitt des Stromableiters mit dem ersten Kontaktabschnitt des Kontaktelements verschweißt, vorzugsweise mit Ultraschall verschweißt. Besonders bevorzugt ist der Kontaktabschnitt des Stromableiters dabei mit dem ersten Kontaktabschnitt des Kontaktelements im Wesentlichen flächig verschweißt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Kontaktabschnitt des Stromableiters zusammen mit einem Opferblech auf der dem ersten Kontaktabschnitt des Kontaktelements abgewandten Seite des Kontaktabschnitts des Stromableiters mit dem ersten Kontaktabschnitt des Kontaktelements verschweißt. Durch ein solches Opferblech kann der Stromableiter bzw. sein Kontaktabschnitt beim Verschweißen mit dem ersten Kontaktabschnitt des Kontaktelements vor einer Beschädigung, insbesondere einer mechanischen Beschädigungen geschützt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der erste Kontaktabschnitt des Kontaktelements in seiner Verbindungsrichtung mit dem Kontaktabschnitt des Stromableiters eine Materialstärke gleich oder größer als jene des Kontaktabschnitts des Stromableiters auf. Durch diese Maßnahme kann erreicht werden, dass der erste Kontaktabschnitt des Kontaktelements trotz seiner im Vergleich zum zweiten Kontaktabschnitt des Kontaktelements geringeren Materialstärke einen ausreichenden Stromleitungsquerschnitt, insbesondere einen mindestens so großen Stromleitungsquerschnitt wie der Stromableiter aufweist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der erste Kontaktabschnitt des Kontaktelements über einen Verbindungsabschnitt mit dem zweiten Kontaktabschnitt des Kontaktelements elektrisch leitend verbunden ist, wobei der Verbindungsabschnitt in der Verbindungsrichtung des ersten Kontaktabschnitts mit dem Kontaktabschnitt des Stromableiters eine größere Materialstärke als der erste Kontaktabschnitt des Kontaktelements aufweist. Durch den Verbindungsabschnitt können der erste und der zweite Kontaktabschnitt des Kontaktelements insbesondere auch im Fall unterschiedlich geformter Ausgestaltungen in einfacher Weise miteinander verbunden werden. Der Verbindungsabschnitt dient dem Übergang zwischen den beiden Kontaktabschnitten des Kontaktelements und gewährleistet gleichzeitig durch seine größere Materialstärke einen ausreichenden Stromleitungsquerschnitt für das Kontaktelement.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der zweite Kontaktabschnitt des Kontaktelements im Wesentlichen mittig zum ersten Kontaktabschnitt des Kontaktelements angeordnet. Die relativ zum ersten Kontaktabschnitt mittige Anordnung des zweiten Kontaktabschnitts des Kontaktelements ermöglicht eine einfache Ausgestaltung und Herstellung des Kontaktelements. Aufgrund der mittigen Anordnung des zweiten Kontaktabschnitts relativ zum ersten Kontaktabschnitt kann die Materialstärke des ggf. vorhandenen Verbindungsabschnitts des Kontaktelementes vorzugsweise relativ gering gewählt werden und dennoch einen ausreichenden Stromleitungsquerschnitt zur Verfügung stellen. Die mittige Anordnung bezieht sich vorzugsweise auf die Verbindungsrichtung zwischen dem ersten Kontaktabschnitt des Kontaktelements und dem Kontaktabschnitt des Stromableiters und/oder eine Richtung senkrecht zu dieser Verbindungsrichtung.
Vorzugsweise sind der erste Kontaktabschnitt des Kontaktelements und der Kontaktabschnitt des Stromableiters derart ausgebildet und angeordnet, dass ihre Stromleitungsrichtungen im Wesentlichen parallel zur Stromleitungsrichtung im zweiten Kontaktabschnitt des Kontaktelements sind.
Vorzugsweise sind der erste Kontaktabschnitt des Kontaktelements und der Kontaktabschnitt des Stromableiters derart ausgebildet und angeordnet, dass ihre Stromleitungsrichtungen im Wesentlichen parallel zur Stromleitungsrichtung im Elektrodenstapel der Energiespeicherzelle sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Kontaktabschnitt des Stromableiters im Wesentlichen mittig zur Energiespeicherzelle angeordnet. Die mittige Anordnung bezieht sich vorzugsweise auf die Verbindungsrichtung zwischen dem ersten Kontaktabschnitt des Kontaktelements und dem Kontaktabschnitt des Stromableiters. Im Fall einer Energiespeicherzelle mit flachem Elektrodenstapel bezieht sich die mittige Anordnung des Kontaktabschnitts des Stromableiters vorzugsweise auf die Dickenrichtung bzw. Stapelrichtung des Elektrodenstapels.
Gegenstand der Erfindung ist darüber hinaus auch ein elektrisch leitendes Kontaktelement, welches einen ersten Kontaktabschnitt zur elektrisch leitenden Verbindung mit einem Stromableiter einer Energiespeicherzelle und einem zweiten Kontaktabschnitt aufweist, wobei der erste Kontaktabschnitt in seiner Verbindungsrichtung mit dem Kontaktabschnitt des Stromableiters eine im Vergleich zum zweiten Kontaktabschnitt geringe Materialstärke aufweist. Dieses Kontaktelement der Erfindung ist insbesondere für die oben beschriebene Energiespeichervorrichtung der Erfindung verwendbar. Vorteile, Begriffsdefinitionen und bevorzugte Ausführungsformen zu diesem Kontaktelement entsprechen jenen in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Energiespeichervorrichtung.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Batterieanordnung mit mehreren erfindungsgemäßen Energiespeichervorrichtungen, deren Kontaktelemente elektrisch miteinander verbunden sind. Die Verbindung der Kontaktelemente der mehreren Energiespeichervorrichtungen erfolgt über die zweiten Kontaktabschnitte der Kontaktelemente. Die elektrische Verbindung der Kontaktelemente kann wahlweise in Form einer Parallelschaltung oder einer Reihenschaltung erfolgen.
Die erfindungsgemäße Energiespeichervorrichtung bzw. die Batterieanordnung mit mehreren solchen Energiespeichervorrichtungen wird vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug mit einem Elektroantrieb oder einem Hybridantrieb eingesetzt.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Energiespeichervorrichtung, bei welchem ein Kontaktabschnitt eines Stromableiters, welcher elektrisch leitend mit einem Elektrodenstapel einer Energiespeicherzelle verbunden ist, mit einem ersten Kontaktabschnitt eines Kontaktelements elektrisch leitend verbunden wird, wobei die Energiespeicherzelle und der Stromableiter innerhalb eines Gehäuses angeordnet sind und der erste Kontaktabschnitt des Kontaktelements in seiner Verbindungsrichtung mit dem Kontaktabschnitt des Stromableiters eine im Vergleich zu einem zumindest teilweise außerhalb des Gehäuses angeordneten zweiten Kontaktabschnitt des Kontaktelements geringe Materialstärke aufweist.
Dieses Verfahren ist insbesondere zur Herstellung der oben beschriebenen Energiespeichervorrichtung gemäß der Erfindung einsetzbar. Vorteile, Begriffsdefinitionen und bevorzugte Ausführungsformen zu diesem Herstellungsverfahren entsprechen jenen in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Energiespeichervorrichtung.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Kontaktabschnitt des Stromableiters mit dem ersten Kontaktabschnitt des Kontaktelements verschweißt, vorzugsweise mit Ultraschall verschweißt.
Vorzugsweise wird der Kontaktabschnitt des Stromableiters mit dem ersten Kontaktabschnitt des Kontaktelements im Wesentlichen flächig verschweißt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Kontaktabschnitt des Stromableiters zusammen mit einem Opferblech auf der dem ersten Kontaktabschnitt des Kontaktelements abgewandten Seite des Kontaktabschnitts des Stromableiters mit dem ersten Kontaktabschnitt des Kontaktelements verschweißt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Kontaktabschnitt des Stromableiters und der erste Kontaktabschnitt des Kontaktelements beim Verschweißen im Wesentlichen horizontal ausgerichtet.
Obige sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Zusammenhang mit den Figuren. Darin zeigen:
1 eine schematische Teilquerschnittsansicht einer Energiespeichervorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 eine schematische Perspektivansicht eines Kontaktelements der Energiespeichervorrichtung von 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 eine schematische Perspektivansicht zur Erläuterung eines Schweißvorganges im Herstellungsverfahren der Energiespeichervorrichtung von 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
4 eine schematische Teilquerschnittsansicht einer Energiespeichervorrichtung gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In 1 ist der obere Ausschnitt einer elektrochemischen Energiespeichervorrichtung im Querschnitt gezeigt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Lithium-Ionen-Batterie zur Versorgung und zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs.
Die Energiespeichervorrichtung weist eine elektrochemische Energiespeicherzelle 10 auf, die in an sich bekannter Weise einen flachen Elektrodenstapel mit einer Umhüllung enthält. Ein Abschnitt der Elektroden des Elektrodenstapels ist jeweils aus der Umhüllung der Energiespeicherzelle 10 nach oben herausgeführt. Die aus der Umhüllung herausgeführten Elektrodenabschnitte der anodischen Elektroden sind mit einem ersten Stromableiter 12 elektrisch leitend verbunden und die aus der Umhüllung herausgeführten Elektrodenabschnitte der kathodischen Elektroden des Elektrodenstapels sind mit einem zweiten Stromableiter 12 elektrisch leitend verbunden. Die beiden Stromableiter 12 und deren weitere Anbindungen sind im Wesentlichen identisch ausgeführt, so dass die erfindungsgemäße Konstruktion der Energiespeichervorrichtung nachfolgend nur am Beispiel eines Stromableiters 12 zum Beispiel für die kathodischen Elektroden des Elektrodenstapels erläutert wird.
Der Stromableiter 12 ist in der Stapelrichtung bzw. Dickenrichtung der Energiespeicherzelle 10 bzw. des Elektrodenstapels (Rechts/Links-Richtung in 1) im Wesentlichen mittig angeordnet und ausgebildet. Der Stromableiter 12 ist mit den Elektroden elektrisch leitend verbunden, zum Beispiel verlötet oder verschweißt oder alternativ einstückig mit diesen ausgebildet. Weiter weist der Stromableiter 12 einen im Wesentlichen plattenförmigen Kontaktabschnitt 12a auf, der in diesem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen parallel zu den Elektroden der Energiespeicherzelle 10 nach oben gerichtet ist. Der Kontaktabschnitt 12a des Stromableiters 12 kann auch als Ableiterfahne bezeichnet werden.
Diese Anordnung aus Energiespeicherzelle 10 und Stromableiter 12 ist von einer elektrisch isolierenden, ein- oder mehrteiligen Isolierfolie 14 zum Beispiel aus PET seitlich und bodenseitig (unten in 1) umschlossen. Die von dieser Isolierfolie 14 umgebene Konstruktionseinheit ist ferner in einem die Einheit stabilisierenden Gehäuse 16–18 aufgenommen. Dieses Gehäuse weist einen Zellbecher 16 auf, der zum Beispiel tiefgezogen oder kaltfließgepresst ist und zum Beispiel aus einem metallischen Material gebildet ist. An der oberen Seite des Zellbechers 16 ist dieser mit einem Zelldeckel 18 dicht verschlossen, wobei der Zelldeckel 18 mit dem Zellbecher 16 zum Beispiel verschweißt wird.
Durch eine Öffnung im Zelldeckel 18 ist ein Kontaktelement 20 aus der Energiespeichervorrichtung herausgeführt. Dieses Kontaktelement 20 ist aus einem elektrisch leitfähigen Material, zum Beispiel einem Metall gebildet. Zum Zwecke der elektrischen Isolierung und einer vorzugsweise gasdichten Abdichtung des Gehäuses 16–18 ist in der Durchführungsöffnung des Zelldeckels 18 zwischen dem Kontaktelement 20 und dem Zelldeckel 18 ein im Wesentlichen ringförmiges Dichtungselement 22 aus einem elektrisch isolierenden Material angeordnet. Wie in 1 zu erkennen, ist unterhalb des Zelldeckels 18 ein weiteres Isolationselement 24 aus einem elektrisch isolierenden Material vorgesehen.
Das Kontaktelement 20, welches in 2 in Perspektivansicht vergrößert dargestellt ist, weist einen ersten Kontaktabschnitt 20a, einen Verbindungsabschnitt 20b und einen zweiten Kontaktabschnitt 20c auf. Der erste Kontaktabschnitt 20a des Kontaktelements 20 ist im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet und dient der mechanischen und elektrisch leitenden Verbindung mit dem Kontaktabschnitt 12a des Stromableiters 12. Der zweite Kontaktabschnitt 20c des Kontaktelements 20 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und dient als Pol der Energiespeichervorrichtung zum Beispiel zur (seriellen oder parallelen) Verschaltung mit weiteren Energiespeichervorrichtungen einer Batterieanordnung. Der erste und der zweite Kontaktabschnitt 20a, 20c des Kontaktelements 20 sind über einen Verbindungsabschnitt 20b miteinander verbunden. Die beiden Kontaktabschnitte 20a, 20c und der Verbindungsabschnitt 20b sind integral bzw. einstückig miteinander ausgebildet.
Der erste Kontaktabschnitt 20a des Kontaktelements 20 wird mit dem Kontaktabschnitt 12a des Stromableiters 12 mit Ultraschall im Wesentlichen flächig verschweißt. Wie in 3 veranschaulicht, werden der Kontaktabschnitt 12a des Stromableiters 12 und der erste Kontaktabschnitt 20a des Kontaktelements 20 beim Verschweißen im Wesentlichen horizontal ausgerichtet. Dabei ist auch die flache Energiespeicherzelle 10 im Wesentlichen horizontal ausgerichtet.
Der Schweißvorgang wird beispielsweise mit einer Ultraschall-Schweißvorrichtung durchgeführt, wie sie dem Fachmann grundsätzlich bekannt ist. Eine solche Ultraschall-Schweißvorrichtung weist insbesondere einen Generator (nicht dargestellt), welcher die Netzspannung in Hochfrequenz umwandelt, einen Konverter (nicht dargestellt), welcher die Hochfrequenz-Leistung zum Beispiel mittels piezoelektrischem oder magnetostriktivem Effekt in Ultraschall umwandelt, ein Amplitudentransformationsstück 30, welches die mechanischen Schwingungen auf eine Sonotrode 32 überträgt, die Sonotrode 32 und einen Amboss 34, welcher die zu verschweißenden Werkstücke 12, 20 zwischen sich und der Sonotrode 32 vorzugsweise mit Druck aufnimmt, auf. Das Verschweißen der Werkstücke 12a, 20a erfolgt durch eine Reibung der Moleküle, verursacht durch die von der Sonotrode 32 auf die unter Druck stehenden Werkstücke 12a, 20a übertragenen mechanischen Schwingungen, welche Wärme erzeugt, die wiederum das Material der Werkstücke 12a, 20a erweicht bzw. aufschmilzt.
In 2 sind die Hauptstromleitungsrichtungen in den verschiedenen Abschnitten 20a, 20b, 20c des so aufgebauten Kontaktelements 20 durch entsprechende Pfeile für den Fall des Abgebens elektrischer Energie aus der Energiespeicherzelle 10 an einen Verbraucher dargestellt. Senkrecht zu diesen Hauptstromleitungsrichtungen sind jeweils die Stromleitungsquerschnitte der verschiedenen Kontaktelementabschnitte 20a–c definiert.
Es ist erkennbar, dass die Stromleitungsrichtungen in dem ersten Kontaktabschnitt 20a des Kontaktelements 20 und in dem zweiten Kontaktabschnitt 20c des Kontaktelements 20 im Wesentlichen parallel zueinander sind. Außerdem sind die Stromleitungsrichtungen in dem ersten Kontaktabschnitt 20a des Kontaktelements 20 und in dem zweiten Kontaktabschnitt 20c des Kontaktelements 20 im Wesentlichen parallel zu der Stromleitungsrichtung im Elektrodenstapel der Energiespeicherzelle 10 (in der Oben/Unten-Richtung in 1).
Wie in den 1 und 2 dargestellt, hat der erste Kontaktabschnitt 20a des Kontaktelements 20 im Vergleich zum zweiten Kontaktabschnitt 20c des Kontaktelements 20 eine deutlich geringere Materialstärke. Mit anderen Worten ist die Dicke des plattenförmigen ersten Kontaktabschnitts 20a (in der Rechts/Links-Richtung in 1) deutlich kleiner als der Durchmesser des zylindrischen zweiten Kontaktabschnitts 20c (in der Rechts/Links-Richtung in 1). In dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 beträgt die Dicke des plattenförmigen ersten Kontaktabschnitts 20a nur etwa 1/10 des Durchmessers des zylindrischen zweiten Kontaktabschnitts 20c des Kontaktelements 20.
Der notwendige Stromleitungsquerschnitt wird im ersten Kontaktabschnitt 20a des Kontaktelements 20 trotz seiner geringen Materialstärke durch die relativ große Fläche des plattenförmigen Kontaktabschnitts 20a gewährleistet, welche etwa der Fläche des plattenförmigen Kontaktabschnitts 12a des Stromableiters 12 entspricht. Die Fläche des Kontaktabschnitts 12a bzw. des ersten Kontaktabschnitts 20 liegt zum Beispiel in einem Bereich von etwa 20 mm² bis etwa 50 mm², bevorzugt von etwa 25 mm² bis etwa 40 mm².
Der Verbindungsabschnitt 20b des Kontaktelements 20 hat eine deutlich größere Materialstärke, d. h. Dicke in der Rechts/Links-Richtung in 1, als der erste Kontaktabschnitt 20a des Kontaktelements 20, da in diesem der Strom in Richtung zum zylindrischen zweiten Kontaktabschnitt 20c zusammengeführt wird.
Der im Vergleich zum zylindrischen zweiten Kontaktabschnitt 20c breitere Verbindungsabschnitt 20b des Kontaktelements 20 dient gleichzeitig einer Verpressung der Dichtelemente 22 in der Durchführungsöffnung des Zelldeckels 18, wie in 1 dargestellt.
Der zweite Kontaktabschnitt 20c des Kontaktelements 20 ist im Wesentlichen mittig zum ersten Kontaktabschnitt 20a angeordnet. Auf diese Weise kann der Verbindungsabschnitt 20b des Kontaktelements 20 zum Beispiel dünner ausgestaltet werden als wenn der zweite Kontaktabschnitt 20c an einem Ende des ersten Kontaktabschnitts 20a des Kontaktelements 20 vorgesehen wäre.
Insgesamt ist das Kontaktelement 20 in der Dickenrichtung seines ersten Kontaktabschnitts 20a bzw. in der Verbindungsrichtung seines ersten Kontaktabschnitts 20a mit dem Kontaktabschnitt 12a des Stromableiters 12 im Wesentlichen symmetrisch ausgebildet.
Obwohl in 1 nicht dargestellt, kann für das Verschweißen des Kontaktabschnitts 12a des Stromableiters 12 mit dem ersten Kontaktabschnitt 20a des Kontaktelements 20 zusätzlich ein so genanntes Opferblech vorgesehen sein. Dieses Opferblech ist auf der dem ersten Kontaktabschnitt 20a des Kontaktelements 20 abgewandten Seite des Kontaktabschnitts 12a des Stromableiters 12 angeordnet, um den dünnen Kontaktabschnitt 12a des Stromableiters 12 beim Schweißvorgang vor Beschädigungen (zum Beispiel Einreißen) durch die anliegende Sonotrode 32 der Ultraschall-Schweißvorrichtung zu schützen.
4 veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Energiespeichervorrichtung am Beispiel einer Lithium-Ionen-Batterie.
Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel durch die unsymmetrische Anordnung bzw. Ausbildung des Stromableiters 12 und des Kontaktelements 20 in der Dickenrichtung bzw. der Verbindungsrichtung der miteinander verbundenen Kontaktabschnitte 12a, 20a dieser beiden Komponenten. Außerdem ist der zylindrische zweite Kontaktabschnitt 20c des Kontaktelements 20 in diesem Ausführungsbeispiel kürzer ausgebildet als in den 1 bis 3.
Des Weiteren ist in 4 das oben erwähnte Opferblech 21 für das Verschweißen der beiden Kontaktabschnitte 12a, 20a des Stromableiters 12 und des Kontaktelements 20 dargestellt.
Die weiteren Merkmale dieser Energiespeichervorrichtung von 4 entsprechen jenen des oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels.

Claims

Energiespeichervorrichtung, mit einer Energiespeicherzelle (10) mit einem Elektrodenstapel und einer Umhüllung; einem Stromableiter (12), welcher mit dem Elektrodenstapel der Energiespeicherzelle (10) elektrisch leitend verbunden ist und einen zumindest teilweise außerhalb der Umhüllung der Energiespeicherzelle (10) angeordneten Kontaktabschnitt (12a) aufweist; einem Gehäuse (16, 18) zum Aufnehmen der Energiespeicherzelle (10) und des Stromableiters (12); und einem Kontaktelement (20), welches einen ersten Kontaktabschnitt (20a), der zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses (16, 18) angeordnet ist und mit dem Kontaktabschnitt (12a) des Stromableiters (12) elektrisch leitend verbunden ist, und einen zweiten Kontaktabschnitt (20c), der zumindest teilweise außerhalb des Gehäuses (16, 18) angeordnet ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kontaktabschnitt (20a) des Kontaktelements (20) in seiner Verbindungsrichtung mit dem Kontaktabschnitt (12a) des Stromableiters (12) eine im Vergleich zum zweiten Kontaktabschnitt (20c) des Kontaktelements (20) geringe Materialstärke aufweist.
Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktabschnitt (12a) des Stromableiters (12) mit dem ersten Kontaktabschnitt (20a) des Kontaktelements (20) verschweißt, vorzugsweise mit Ultraschall verschweißt ist.
Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktabschnitt (12a) des Stromableiters (12) mit dem ersten Kontaktabschnitt (20a) des Kontaktelements (20) im Wesentlichen flächig verschweißt ist.
Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktabschnitt (12a) des Stromableiters (12) zusammen mit einem Opferblech (21) auf der dem ersten Kontaktabschnitt (20a) des Kontaktelements (20) abgewandten Seite des Kontaktabschnitts (12a) des Stromableiters (12) mit dem ersten Kontaktabschnitt (20a) des Kontaktelements (20) verschweißt ist.
Energiespeichervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kontaktabschnitt (20a) des Kontaktelements (20) in seiner Verbindungsrichtung mit dem Kontaktabschnitt (12a) des Stromableiters (12) eine Materialstärke gleich oder größer als jene des Kontaktabschnitts (12a) des Stromableiters (12) aufweist.
Energiespeichervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kontaktabschnitt (20a) des Kontaktelements (20) über einen Verbindungsabschnitt (20b) mit dem zweiten Kontaktabschnitt (20c) des Kontaktelements (20) elektrisch leitend verbunden ist, wobei der Verbindungsabschnitt (20b) in seiner Verbindungsrichtung mit dem Kontaktabschnitt (12a) des Stromableiters (12) eine größere Materialstärke als der erste Kontaktabschnitt (20a) des Kontaktelements (20) aufweist.
Energiespeichervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kontaktabschnitt (20c) des Kontaktelements (20) im Wesentlichen mittig zum ersten Kontaktabschnitt (20a) des Kontaktelements (20) angeordnet ist.
Energiespeichervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kontaktabschnitt (20a) des Kontaktelements (20) und der Kontaktabschnitt (12a) des Stromableiters (12) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass ihre Stromleitungsrichtungen im Wesentlichen parallel zur Stromleitungsrichtung im zweiten Kontaktabschnitt (20c) des Kontaktelements (20) sind.
Energiespeichervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kontaktabschnitt (20a) des Kontaktelements (20) und der Kontaktabschnitt (12a) des Stromableiters (12) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass ihre Stromleitungsrichtungen im Wesentlichen parallel zur Stromleitungsrichtung im Elektrodenstapel der Energiespeicherzelle (10) sind.
Energiespeichervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktabschnitt (12a) des Stromableiters (12) im Wesentlichen mittig zur Energiespeicherzelle (10) angeordnet und ausgebildet ist.
Elektrisch leitendes Kontaktelement, insbesondere für eine Energiespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einem ersten Kontaktabschnitt (20a) zur elektrisch leitenden Verbindung mit einem Stromableiter (12) einer Energiespeicherzelle (10) und einem zweiten Kontaktabschnitt (20c), wobei der erste Kontaktabschnitt (20a) in seiner Verbindungsrichtung mit dem Kontaktabschnitt (12a) des Stromableiters (12) eine im Vergleich zum zweiten Kontaktabschnitt (20c) geringe Materialstärke aufweist.
Batterieanordnung mit mehreren Energiespeichervorrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, deren Kontaktelemente (20) elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
Verwendung einer Energiespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder einer Batterieanordnung nach Anspruch 12 für ein Kraftfahrzeug mit einem Elektroantrieb oder einem Hybridantrieb.
Verfahren zur Herstellung einer Energiespeichervorrichtung, insbesondere einer Energiespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welchem ein Kontaktabschnitt (12a) eines Stromableiters (12), welcher elektrisch leitend mit einem Elektrodenstapel einer Energiespeicherzelle (10) verbunden ist, mit einem ersten Kontaktabschnitt (20a) eines Kontaktelements (20) elektrisch leitend verbunden wird, wobei die Energiespeicherzelle (10) und der Stromableiter (12) innerhalb eines Gehäuses (16, 18) angeordnet sind und der erste Kontaktabschnitt (20a) des Kontaktelements (20) in seiner Verbindungsrichtung mit dem Kontaktabschnitt (12a) des Stromableiters (12) eine im Vergleich zu einem zumindest teilweise außerhalb des Gehäuses (16, 18) angeordneten zweiten Kontaktabschnitt (20c) des Kontaktelements (20) geringe Materialstärke aufweist.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktabschnitt (12a) des Stromableiters (12) mit dem ersten Kontaktabschnitt (20a) des Kontaktelements (20) verschweißt, vorzugsweise mit Ultraschall verschweißt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktabschnitt (12a) des Stromableiters (12) mit dem ersten Kontaktabschnitt (20a) des Kontaktelements (20) im Wesentlichen flächig verschweißt wird.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktabschnitt (12a) des Stromableiters (12) zusammen mit einem Opferblech (21) auf der dem ersten Kontaktabschnitt (20a) des Kontaktelements (20) abgewandten Seite des Kontaktabschnitts (12a) des Stromableiters (12) mit dem ersten Kontaktabschnitt (20a) des Kontaktelements (20) verschweißt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktabschnitt (12a) des Stromableiters (12) und der erste Kontaktabschnitt (20a) des Kontaktelements (20) beim Verschweißen im Wesentlichen horizontal ausgerichtet sind.