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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energiespeichervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus dem Stand der Technik bekannte Energiespeichervorrichtungen weisen mindestens eine elektrochemische Energiespeicherzelle, die auch als elektrochemische Zelle oder galvanische Zelle bezeichnet wird, in Form eines Elektrodenstapels oder Elektrodenwickels auf, welcher von einem Gehäuse umgeben ist. Der Elektrodenstapel weist meist mehrere aus jeweils zwei Elektroden sowie eine dazwischenliegende Elektrolytschicht zusammengesetzte Elektrodengruppen auf, die nebeneinander bzw. übereinander angeordnet sind. Bei einem Elektrodenwickel wird mindestens eine Elektrodengruppe zu einem sog. Wickel aufgewickelt. Die Elektroden der Elektrodengruppen gleicher Polarität werden jeweils mit einem Stromableiter elektrisch verbunden, über welchen die in der Zelle erzeugte elektrische Spannung von außen abgegriffen werden kann.
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Während des Lade- und/oder Entladevorgangs der Energiespeicherzelle kann sich aufgrund der elektrochemischen Prozesse in der Zelle und der damit verbundenen Wärmeentwicklung die Temperatur in der Zelle erhöhen, wodurch die Funktion der Zelle auf Dauer beeinträchtigt werden kann.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Energiespeichervorrichtung anzugeben, bei welcher Beeinträchtigungen der Funktion der Zelle möglichst gering gehalten werden.
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Diese Aufgabe wird durch eine Energiespeichervorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist zwischen der Energiespeicherzelle, insbesondere dem Elektrodenstapel bzw. Elektrodenwickel, und mindestens einer Wand des Behälters eine thermisch leitfähige Schicht vorgesehen, durch welche Wärme von der Energiespeicherzelle, insbesondere in Richtung der Wand des Behälters, abgeleitet werden kann.
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Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, eine Ableitung der in der Energiespeicherzelle entstehenden Wärme durch eine separate und zwischen der Energiespeicherzelle und der Behälterwand angeordnete wärmeleitende Schicht zu ermöglichen bzw. zu fördern. Im Falle eines Behälters in Form eines flachen quaderförmigen Hohlkörpers ist die wärmeleitende Schicht insbesondere zwischen den seitlichen Wänden und der Zelle angeordnet, um eine besonders gute Wärmeableitung zu erreichen. Die Wärmeableitung kann alternativ oder zusätzlich aber auch dadurch unterstützt werden, dass die wärmeleitende Schicht zwischen der Stirnseite und/oder der Bodenseite der Zelle einerseits und der stirn- bzw. bodenseitigen Wand des Behälters andererseits angeordnet wird. Durch die zusätzliche wärmeleitende Schicht zwischen der Zelle und dem Behälter wird insgesamt ein besserer Wärmeübergang zwischen Zelle und Wand als ohne eine solche Schicht erreicht. Dadurch kann die beim Laden und/oder Entladen in der Zelle entstehende Wärme stets effizient nach außen abgeleitet werden und eine hohe Langzeitstabilität der Zelle gewährleistet werden.
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Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass die zusätzliche wärmeleitende Schicht zwischen Zelle und Behälter dazu beiträgt, die Funktionalität der Energiespeichervorrichtung auch dann aufrechtzuerhalten wenn diese von außen beschädigt wird oder Fremdkörper eindringen. Durch die zusätzliche wärmeleitende Schicht wird in vielen Fällen verhindert, dass ein Fremdkörper, beispielsweise ein Projektil, nach Durchdringen der Behälterwand noch weiter eindringen kann. Der Fremdkörper wird hierbei von der wärmeleitenden Schicht abgefangen, so dass eine Beschädigung der dahinterliegenden Elektrodengruppen, insbesondere ein Kurzschluss, verhindert oder zumindest auf eine Verformung beschränkt werden kann. Aber auch in vielen Fallen, in denen der eindringende Fremdkörper zusätzlich die thermisch leitfähige Schicht durchdringt, können Kurzschlüsse zwischen den einzelnen Elektroden verhindert werden, da dann die thermisch leitfähige Schicht, welche vorzugsweise elektrisch isolierend beschichtet ist, mit den ggf. beschädigten Elektroden zwar in Kontakt kommen kann, aufgrund der elektrisch isolierenden Eigenschaft der Schicht jedoch kein Kurzschluss auftritt.
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Insgesamt ist festzuhalten, dass bei der erfindungsgemäßen Energiespeichervorrichtung Beeinträchtigungen der Funktion der Zelle verringert werden.
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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.
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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 auch 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.
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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) oder die Form eines flachgedrückten Wickels aufweisen. 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.
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Vorzugsweise weist die thermisch leitfähige Schicht mindestens eine erste Teilschicht aus einem thermisch leitfähigen Material auf. Ein thermisch leitfähiges Material im Sinne der Erfindung ist hierbei ein Stoff, dessen Wärmeleitfähigkeit mindestens 1 W/(mK), insbesondere mindestens 20 W/(mK) beträgt. Hierdurch lässt sich die thermisch leitfähige Schicht auf einfache Weise realisieren.
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Es ist bevorzugt, dass die erste Teilschicht ein Metall, insbesondere Kupfer, aufweist oder aus Metall, insbesondere Kupfer, besteht. Durch die hohe Wärmeleitfähigkeit von Kupfer wird eine besonders gute Ableitung der in der Zelle entstehenden Wärme ermöglicht. Darüber hinaus eignet sich Kupfer aufgrund seiner günstigen Elastizitätseigenschaften besonders gut dazu, einen von außen in die Vorrichtung eindringenden Fremdkörper sicher abzuhalten.
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Alternativ oder zusätzlich weist die erste Teilschicht Kohlenstoff, insbesondere in Form von Kohlenstofffasern, auf. Auch in diesem Fall wird eine sehr gute Ableitung von Wärme aus der Zelle gewährleistet. Darüber hinaus sind Kohlenstofffasern, insbesondere anisotrope Kohlenstofffasern, aufgrund ihrer hohen Festigkeit und Steifigkeit bei gleichzeitig geringer Bruchdehnung besonders gut geeignet, um Fremdkörper an einem Eindringen in die Zelle zu hindern. Die gilt insbesondere dann, wenn die Kohlenstofffasern zu einem Vlies verarbeitet sind oder die Form eines Gewebes haben.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die erste Teilschicht ein leitfähiges Polymer mit guten Wärmeleitungseigenschaften aufweist. Durch die Verwendung eines solchen Polymers kann gegenüber beispielsweise metallischen Teilschichten Gewicht gespart werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die thermisch leitfähige Schicht mindestens eine zweite Teilschicht aus einem elektrisch isolierenden Material aufweist. Die zweite Teilschicht ist vorzugsweise mit der ersten Teilschicht durch Laminieren, insbesondere Heißlaminieren, verbunden. Durch die zweite Teilschicht wird einerseits gewährleistet, dass Wärme aus der Zelle gut abfließen kann, und anderseits verhindert, dass eine Außenseite der Zelle in elektrischen Kontakt mit dem Behälter kommt, was einen Kurzschluss zur Folge haben könnte. Darüber hinaus wird durch die mindestens eine elektrisch isolierende zweite Teilschicht in vielen Fällen gewährleistet, dass bei einem Eindringen eines Fremdkörpers, insbesondere eines Projektils, von außen Kurzschlüsse zwischen den einzelnen Elektroden des Elektrodenstapels vermieden oder zumindest erheblich reduziert werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn die elektrisch isolierende zweite Teilschicht der thermisch leitfähigen Schicht jeweils innen liegt, d. h. zwischen der ersten Teilschicht und dem Elektrodenstapel.
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Vorzugsweise weist die zweite Teilschicht einen elektrisch isolierenden Kunststoff, beispielsweise PE, PP, PET oder PVC, auf. Hierdurch lässt sich eine elektrisch isolierende Wirkung auf einfache und kostengünstige Weise realisieren.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die erste thermisch leitende Teilschicht zwischen zwei zweiten elektrisch isolierenden Teilschichten angeordnet, insbesondere einlaminiert, ist. Hierbei ist die Dicke der beiden zweiten Teilschichten vorzugsweise wesentlich kleiner als die Dicke der ersten Teilschicht. Hierdurch wird eine effiziente Wärmeleitung bei gleichzeitiger elektrischer Isolation zwischen Elektrodenstapel und Behälter auf einfache Weise gewährleistet, was insbesondere auch im Hinblick auf mögliche Beschädigungen der Vorrichtung durch äußere Fremdkörpereinwirkung von Vorteil ist, da im Falle einer Verformung oder teilweisen Durchdringung der beidseitig elektrisch isolierten, thermisch leitfähigen Schicht ein Kurzschluss der dahinter liegenden Elektroden paare weniger wahrscheinlich ist.
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Es ist außerdem bevorzugt, dass der Behälter einen einseitig offenen, insbesondere quaderförmigen, Hohlkörper aufweist, der nach dem Einbringen des Elektrodenstapels bzw. -wickels durch einen Deckel verschlossen werden kann. Vorzugsweise wird der Hohlkörper durch Fließpressen, insbesondere durch Kaltfließpressen, oder Tiefziehen eines metallischen Blechzuschnitts erhalten. Auf diese Weise lässt sich eine mechanisch und chemisch stabile Umhüllung der Zelle einfach und kostengünstig realisieren, über welche mittels der thermisch leitfähigen Schicht die in der Zelle entstehende Wärme effizient abgeführt werden kann.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführung weist der Elektrodenstapel mehrere Stapelschichten auf, welche jeweils eine Anodenschicht, eine Kathodenschicht sowie eine zwischen der Anodenschicht und der Kathodenschicht befindliche Separatorschicht aufweisen, wobei die einzelnen Stapelschichten zumindest teilweise durch Lamination miteinander verbunden sind. Hierbei werden die einzelnen Stapelschichten zumindest in Teilbereichen mittels eines Klebers aneinander geklebt. Vorzugsweise ist der Kleber ein sog. Heißkleber, welcher bei Zimmertemperatur im Wesentlichen fest ist und erst bei Erwärmung flüssig wird und seine Klebewirkung entfaltet. Entsprechend werden die Stapelschichten vorzugsweise durch Verpressen und/oder Walzen unter Wärmeeinwirkung miteinander verklebt. Durch eine oder mehrere dieser Maßnahmen wird eine hohe mechanische Stabilität des Elektrodenstapels erreicht, wobei gleichzeitig durch die zumindest teilweise Verklebung der Stapelschichten diese gut miteinander thermisch gekoppelt sind, so dass eine Ableitung von in der Zelle entstehender Wärme in Richtung der thermisch leitfähigen Schicht bzw. der metallischen Behälterwand begünstigt wird.
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Eine Batterieanordnung weist mehrere erfindungsgemäße Energiespeichervorrichtungen auf, an welchen Kontaktelemente vorgesehen sind, die miteinander elektrisch verbunden, insbesondere in Reihe und/oder parallel geschaltet, sind. Auf diese Weise werden die bei der jeweiligen Anwendung erforderlichen Spannungen bzw. Leistungen der Batterieanordnung realisiert.
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Die erfindungsgemäße Energiespeichervorrichtung oder die Batterieanordnung wird vorteilhafterweise zur Versorgung eines Elektroantriebs oder Hybridantriebs eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie verwendet.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigen:
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1 ein Beispiel für den Aufbau einer Energiespeichervorrichtung;
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2 ein erstes Beispiel eines Querschnitts durch eine Energiespeichervorrichtung;
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3 ein zweites Beispiel eines Querschnitts durch eine Energiespeichervorrichtung;
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4 ein erstes Beispiel eines Querschnitts durch eine thermisch leitfähige Schicht;
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5 ein zweites Beispiel eines Querschnitt durch eine thermisch leitfähige Schicht;
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6 einen Ausschnitt aus dem in 2 dargestellten Beispiel für den Fall, dass ein Gegenstand in den Behälter der Energiespeicherzelle eingedrungen ist; und
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7 ein Beispiel für den Aufbau eines Elektrodenstapels.
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1 zeigt ein Beispiel für den Aufbau einer Energiespeichervorrichtung mit einem im Wesentlichen quaderförmigen Behälter 1, welcher vorzugsweise aus Metall geformt ist und zu einer Seite hin offen ist. Der Behälter 1 kann beispielsweise mittels Fließpressen, insbesondere Kaltfließpressen, oder Tiefziehen eines entsprechenden Ausgangswerkstücks, insbesondere eines Blechs, hergestellt werden.
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Durch die offene Seite des Behälters 1 wird ein Elektrodenstapel 2 oder ein Elektrodenwickel (nicht dargestellt) in den Behälter 1 eingeführt. Der Elektrodenstapel 2 weist eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Stapelschichten auf, welche jeweils eine Anodenschicht, eine Kathodenschicht sowie eine dazwischen angeordnete Separatorschicht mit Elektrolyt umfasst. Die jeweiligen Anodenschichten bzw. Kathodenschichten werden mit Kontaktfahnen 3 bzw. 5 elektrisch kontaktiert. Die Kontaktfahnen 3 und 5 werden mit Hilfe weiterer Kontaktelemente 4 bzw. 6 durch ein Isolationselement 7 hindurch mit dem Deckel 8 der Energiespeichervorrichtung kontaktiert bzw. mittels weiterer, nicht dargestellter Kontaktelemente durch eine Öffnung 9 im Deckel 8 hindurch aus der Energiespeichervorrichtung herausgeführt.
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Bei dem in 2 gezeigten ersten Beispiel eines Querschnitts durch eine Energiespeichervorrichtung sind die beiden Seitenwände sowie die Bodenwand des Behälters 1 sowie der Elektrodenstapel 2 zu erkennen. Zwischen dem Elektrodenstapel 2 und den beiden Seitenwänden des Behälters 1 ist jeweils eine thermisch leitfähige Schicht 10 vorgesehen, welche in der Weise ausgestaltet ist, dass diese Wärme aus dem Elektrodenstapel 2 in Richtung der beiden Seitenwände des Behälters 1 ableiten bzw. weiterleiten kann. Während des Auf- oder Entladens der Energiespeichervorrichtung entstehende Wärme kann dadurch effizient an die Seitenwände des Behälters 1 weitergegeben werden, so dass das Auftreten eines Wärmestaus in der Energiespeicherzelle effizient unterbunden oder zumindest stark reduziert werden kann.
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Die thermisch leitfähigen Schichten 10 liegen vorzugsweise an den Seitenwänden des Behälters 1 sowie am Elektrodenstapel 2 an, ohne jedoch mit diesen bzw. diesem stoffschlüssig, beispielsweise durch Kleben oder Laminieren, verbunden zu sein. Die thermisch leitfähigen Schichten 10 stellen in diesem Fall separate Schichten zwischen der Behälterwand und dem Elektrodenstapel 2 dar, die bei der Montage der Energiespeichervorrichtung beispielweise auf den Elektrodenstapel aufgelegt und zusammen mit diesem in den Behälter 1 eingeschoben werden. Durch eine gewisse Elastizität des Elektrodenstapels 2 dehnt sicht dieser innerhalb des Behälters etwas aus, so dass die zwischen dem Elektrodenstapel 2 und der Behälterwand befindlichen thermisch leitfähigen Schichten 10 an die Behälterwand gedrückt werden. Zur Erhöhung der Elastizität und Erzeugung definierter Anpresskräfte kann es vorteilhaft sein, am oder im Elektrodenstapel 2, beispielsweise zwischen zwei Stapelschichten, einen elastischen Einleger vorzusehen.
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Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die thermisch leitfähigen Schichten 10 mit den jeweiligen Außenflächen des Elektrodenstapels 2 und/oder den jeweiligen Innenflächen der Seitenwände des Behälters 1 zu verbinden, beispielsweise durch Kleben und/oder Laminieren.
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Bei dem in 3 gezeigten zweiten Beispiel eines Querschnitts durch eine Energiespeichervorrichtung sind thermisch leitfähige Schichten 10 nicht nur im Bereich der beiden Seitenwände des Behälters 1 vorgesehen, sondern auch im Bereich des Bodens. Vorzugsweise wird hierbei der Elektrodenstapel 2 von einer aus einem Stück gebildete thermisch leitfähige Schicht 10 umschlossen bzw. umgeben. Auf diese Weise kann die im Elektrodenstapel 2 entstehende Wärme besonders effizient in Richtung der Außenseite des Behälters 1 der Energiespeichervorrichtung geleitet werden.
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Hierbei ist es hinsichtlich der Wärmeableitung von zusätzlichem Vorteil, wenn zwischen dem Elektrodenstapel 2 und den beiden in der Figurenebene verlaufenden Stirnseiten des Behälters 1 ebenfalls eine entsprechende thermisch leitfähige Schicht 10 eingebracht ist. Im Übrigen gelten die Ausführungen im Zusammenhang mit dem in 2 gezeigten Beispiel entsprechend.
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4 zeigt ein erstes Beispiel eines Aufbaus der thermisch leitfähigen Schicht 10 mit einer ersten Teilschicht 11 aus einem thermisch leitfähigen Material. Als thermisch leitfähiges Material im Sinne der Erfindung sind Stoffe zu verstehen, deren Wärmeleitfähigkeit größer als etwa 1 W/(mK) ist. Um eine besonders gute Ableitung der Wärme aus dem Elektrodenstapel 2 zu gewährleisten, werden insbesondere Stoffe bevorzugt, deren Wärmeleitfähigkeiten mindestens 20 W/(mK), insbesondere mindestens 100 W/(mK) beträgt.
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Vorzugsweise handelt es sich bei der ersten Teilschicht 11 um eine Schicht aus Metall, insbesondere aus Kupfer. Alternativ oder zusätzlich ist es aber auch möglich, dass die erste Teilschicht 11 Kohlenstofffasern, auch Carbonfasern genannt, aufweist.
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Die erste Teilschicht 11 wird in dem in 4 gezeigten Beispiel von zwei zweiten Teilschichten 12, 13 eingeschlossen, welche jeweils aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen, beispielsweise aus Kunststoff. Um die Wärmeleitungseigenschaften der thermisch leitenden Schicht 10 möglichst groß zu halten, werden die zweiten Teilschichten 12, 13 möglichst dünn ausgebildet. Vorzugsweise beträgt deren Schichtdicke höchstens 30% der Schichtdicke der ersten Teilschicht 11. Es ist besonders bevorzugt, dass die Dicke der zweiten Teilschichten 12, 13 kleiner als 1/10 der Dicke der ersten Teilschicht 10 ist.
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Bei dem in 5 gezeigten zweiten Beispiel eines Querschnitts durch eine thermisch leitfähige Schicht 10 umfasst diese neben der ersten Teilschicht 11 aus thermisch leitfähigem Material lediglich eine zweite Teilschicht 12 aus einem elektrisch isolierenden Material. Bei dieser Ausführung wird eine besonders gute Ableitung von im Elektrodenstapel entstehender Wärme gewährleistet, was insbesondere bei Speicherzellentypen, bei welchen eine beidseitige elektrische Isolierung der ersten Teilschicht 11 nicht erforderlich ist, zu besonderen Vorteilen führt. Hinsichtlich der jeweiligen Dicken der ersten und zweiten Teilschicht 11 bzw. 12 sowie der vorzugsweise zu verwendenden Materialen gelten die Ausführungen im Zusammenhang mit 4 entsprechend.
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Ein besonderer Vorteil der Verwendung der oben beschriebenen thermisch leitfähigen Schichten 10 in Energiespeichervorrichtungen liegt auch darin, dass der Elektrodenstapel 2 im Falle einer mechanischen Beschädigung des Behälters 1 von außen erheblich besser vor Kurzschlüssen geschützt wird, als dies bei aus dem Stand der Technik bekannten Energiespeicherzellen der Fall ist. Dies wird anhand von 6, die einen Ausschnitt A aus dem in 2 gezeigten Querschnitt durch eine Energiespeichervorrichtung darstellt, näher erläutert.
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In dem in 6 dargestellten Fall durchdringt ein Gegenstand, beispielsweise ein Projektil 19, die Seitenwand des Behälters 1 und verformt sowohl die unmittelbar hinter der Seitenwand des Behälters 1 liegende thermisch leitfähige Schicht 10 als auch die dahinter liegenden Stapelschichten des Elektrodenstapels 2. Im dargestellten Fall wird das Projektil 19 durch die thermisch leitfähige Schicht 10 davon abgehalten, weiter in die Energiespeichervorrichtung einzudringen, d. h. das Projektil 19 durchstößt die thermisch leitfähige Schicht 10 nicht. In diesem Fall kann die Verformung der Stapelschichten des Elektrodenstapels 2 so gering gehalten werden, dass die einzelnen Stapelschichten im Wesentlichen nicht durchtrennt werden. Auf diese Weise wird das Auftreten von Kurzschlüssen in den einzelnen Stapelschichten verhindert und die Funktionsweise der Zelle aufrechterhalten.
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Durch die in den 4 und 5 gezeigte Ausführung der thermisch leitfähigen Schicht mit einer bzw. zwei elektrisch isolierenden Teilschichten 12, 13 wird aber auch selbst für den Fall, dass das Projektil 19 auch die thermisch leitfähige Schicht 10 durchschlägt, der Vorteil erzielt, dass im Falle einer Durchbrechung der ersten Stapelschichten des Elektrodenstapels 2 diese lediglich mit der elektrisch isolierenden zweiten Teilschicht 12 bzw. 13 der Schicht 10 in Kontakt gekommen und auf diese Weise nicht kurzgeschlossen werden können. Die Funktionsweise der Energiespeicherzelle kann daher selbst für diesen Fall noch aufrecht erhalten werden.
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7 zeigt einen Ausschnitt aus einem beispielhaften Aufbau eines des Elektrodenstapels 2, welcher aus einer Vielzahl von Stapelschichten 20 zusammengesetzt ist. Die Stapelschichten 20 setzen sich ihrerseits jeweils aus einer Anodenschicht 21, einer Kathodenschicht 22 sowie einer zwischen diesen befindlichen Separatorschicht 23 zusammen. In der Separatorschicht 23 ist ein Elektrolyt enthalten. Zwischen den einzelnen Stapelschichten 20 ist jeweils eine isolierende Schicht 24 vorgesehen. Die einzelnen Stapelschichten 20 einschließlich der isolierenden Schicht 24 sind zumindest im Bereich eines Teils ihrer Berührungsfläche miteinander verbunden, vorzugsweise mittels eines Klebers. Hierbei ist es besonders bevorzugt, einen Klebstoff zu wählen, welcher bei Zimmertemperatur fest ist und erst durch Erwärmung schmilzt und seine Klebewirkung entfaltet. In diesem Fall werden die mit einem entsprechenden Klebstoff versehenen Stapelschichten 20 durch eine sogenannte Heißlamination miteinander verbunden, indem diese beispielsweise unter Wärmeeinwirkung verpresst und/oder gewalzt werden. Durch die beschriebene, zumindest teilweise, Verbindung der einzelnen Stapelschichten 20 des Elektrodenstapels 2 wird eine besonders hohe mechanische Stabilität des Stapels, auch und gerade im Fall einer Beschädigung des Behälters 1 von außen, wie in 6 näher erläutert, erreicht.
