DE102012200617A1 - Housing device for at least one electrical energy storage cell, energy storage cell assembly and method for producing a housing device for at least one electrical energy storage cell - Google Patents

Housing device for at least one electrical energy storage cell, energy storage cell assembly and method for producing a housing device for at least one electrical energy storage cell Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gehäusevorrichtung für mindestens eine elektrische Energiespeicherzelle mit: einem Aufnahmebereich, welcher eine Gehäusehöhe aufweist und zur Aufnahme der mindestens einen elektrischen Energiespeicherzelle ausgebildet ist, und mindestens einem an dem Aufnahmebereich angeordneten Abstandshalterelement, welches dazu ausgelegt ist, eine auf die Gehäuseeinrichtung wirkende Zug- und/oder Druckspannung bei einer Verpressung der Gehäusevorrichtung aufzunehmen.The invention relates to a housing device for at least one electrical energy storage cell, comprising: a receiving region, which has a housing height and is designed to receive the at least one electrical energy storage cell, and at least one spacer element arranged on the receiving region, which is designed to have a train acting on the housing device - And / or compressive stress at a compression of the housing device to record.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gehäusevorrichtung für mindestens eine elektrische Energiespeicherzelle, eine Energiespeicherzellenanordnung und ein Verfahren zur Herstellung einer Gehäusevorrichtung für mindestens eine elektrische Energiespeicherzelle.The invention relates to a housing device for at least one electrical energy storage cell, an energy storage cell arrangement and a method for producing a housing device for at least one electrical energy storage cell.

Stand der TechnikState of the art

Die DE 195 38 003 A1 beschreibt eine Batterie mit Zellen, die jeweils ein Gehäuse aufweisen, die Anoden- bzw. Kathodenabteile zur Aufnahme von Anodenalkalimetall und flüssigem Elektrolyt umgrenzen, wobei jede Zelle eine Betriebstemperatur hat, bei welcher die Anode und der flüssige Elektrolyt geschmolzen sind. Die Abteile sind durch eine Festelektrolytseparatorscheibe getrennt, die ein Leiter von Anodenalkalimetallionen ist. Das Gehäuse umfasst Kathoden- und Anodenabdeckungen, welche entgegengesetzte Seiten des Separators umschließen, wobei die Abdeckungen elektronisch leitfähig, jedoch voneinander isoliert sind und Zellanschlüsse bilden. Der Separator hat eine gekrümmte, konkave anodenseitige Oberfläche. Die Kathodenabdeckung ist wenig biegsam und von der kathodenseitigen Oberfläche des Separators beabstandet und die Anodenabdeckung ist biegsam. Die Zelle hat einen voll entladenen/überentladenen Zustand, in dem das Anodenabteil leer von Alkalimetall ist und in dem die Anodenabdeckung eine konvexe Oberfläche hat, welche an die konkave Oberfläche des Separators anliegt.The DE 195 38 003 A1 describes a battery with cells, each having a housing, the anode and cathode compartments for receiving anode alkali metal and liquid electrolyte, wherein each cell has an operating temperature at which the anode and the liquid electrolyte are melted. The compartments are separated by a solid electrolyte separator disk, which is a conductor of anode alkali metal ions. The housing includes cathode and anode covers which enclose opposite sides of the separator, the covers being electronically conductive but isolated from each other and forming cell terminals. The separator has a curved, concave anode-side surface. The cathode cover is less pliable and spaced from the cathode-side surface of the separator and the anode cover is flexible. The cell has a fully discharged / overdischarged condition in which the anode compartment is devoid of alkali metal and in which the anode cover has a convex surface which abuts the concave surface of the separator.

Die DE 10 2007 004 567 A1 beschreibt eine Vorrichtung mit wenigstens einer elektrochemischen Zelle, welche im Wesentlichen flach ausgebildet ist und seitlich abstehende Anschlussfahnen zur elektrischen Kontaktierung aufweist, wobei jede Zelle zwischen zwei Gehäuseteilen eingeschlossen ist, welche die Zelle wenigstens bereichsweise mit Presskraft zwischen sich einklemmen.The DE 10 2007 004 567 A1 describes a device having at least one electrochemical cell, which is formed substantially flat and laterally projecting terminal lugs for electrical contacting, each cell is enclosed between two housing parts, which clamp the cell at least partially with pressing force between them.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung schafft eine Gehäusevorrichtung für mindestens eine elektrische Energiespeicherzelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, eine Energiespeicherzellenanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 und ein Verfahren zur Herstellung einer Gehäusevorrichtung für mindestens eine elektrische Energiespeicherzelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12. The invention provides a housing device for at least one electrical energy storage cell having the features of patent claim 1, an energy storage cell arrangement having the features of patent claim 11 and a method for producing a housing device for at least one electrical energy storage cell having the features of patent claim 12.

Demgemäß ist eine Gehäusevorrichtung für mindestens eine elektrische Energiespeicherzelle vorgesehen, wobei die Gehäusevorrichtung einen Aufnahmebereich, welcher eine Gehäusehöhe aufweist und zur Aufnahme der mindestens einen elektrischen Energiespeicherzelle ausgebildet ist, und mindestens ein an dem Aufnahmebereich angeordnetes Abstandshalterelement aufweist, welches dazu ausgelegt ist, eine auf die Gehäuseeinrichtung wirkende Zug- und/oder Druckspannung bei einer Verpressung der Gehäusevorrichtung aufzunehmen.Accordingly, a housing device for at least one electrical energy storage cell is provided, wherein the housing device has a receiving area, which has a housing height and is designed to receive the at least one electrical energy storage cell, and at least one arranged on the receiving area spacer element which is adapted to one on the Housing device acting tensile and / or compressive stress at a compression of the housing device to record.

Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Gehäusevorrichtung für mindestens eine elektrische Energiespeicherzelle mit den Schritten: Bilden eines Aufnahmebereichs, welcher eine Gehäusehöhe aufweist und zur Aufnahme der elektrischen Energiespeicherzelle ausgebildet wird, und Bilden mindestens eines an dem Aufnahmebereich angeordneten Abstandshalterelements, welches dazu ausgelegt ist, eine auf die Gehäuseeinrichtung wirkende Zug- und/oder Druckspannung bei einer Verpressung der Gehäusevorrichtung aufzunehmen.The invention further provides a method for producing a housing device for at least one electrical energy storage cell, comprising the steps of: forming a receiving area, which has a housing height and is designed to receive the electrical energy storage cell, and forming at least one spacer element arranged on the receiving area, which is designed for this purpose to receive a tensile and / or compressive stress acting on the housing device during a compression of the housing device.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Gehäusevorrichtung ermöglicht es, ein Abstandshalterelement bereitzustellen, welches die wesentliche Last bei einer kraft- oder weggesteuerten Verpressung der Gehäusevorrichtung trägt. Die erfindungsgemäße Gehäusevorrichtung verfügt über definierte Druckpunkte und ermöglicht ein Verspannen einer elektrischen bzw. einer elektrochemischen Energiespeicherzelle, wobei auf die Gehäuseeinrichtung wirkende Zug- und/oder Druckspannung und die dadurch bedingten Verformungen von dem die elektrische Energiespeicherzelle aufnehmenden Aufnahmebereich abgehalten werden.The housing device according to the invention makes it possible to provide a spacer element which carries the essential load during a force-controlled or path-controlled pressing of the housing device. The housing device according to the invention has defined pressure points and makes it possible to clamp an electrical or an electrochemical energy storage cell, wherein tensile and / or compressive stress acting on the housing device and the resulting deformations are prevented from the receiving area receiving the electrical energy storage cell.

Die erfindungsgemäße Gehäusevorrichtung ermöglicht es, das Zellgehäuse der elektrischen Energiespeicherzelle dünnwandig auszugestalten, wodurch sich insgesamt eine Gewichtseinsparung realisieren lässt.The housing device according to the invention makes it possible to configure the cell housing of the electrical energy storage cell thin-walled, whereby a total of weight savings can be realized.

Der auf den Zellwickel der elektrischen Energiespeicherzelle wirkende Druck ist nahezu unabhängig von dem Druck im Modul bzw. in der Gehäusevorrichtung, wodurch sich die Modul- bzw. Gehäusevorrichtungsmontage deutlich vereinfacht.The pressure acting on the cell coil of the electrical energy storage cell pressure is almost independent of the pressure in the module or in the housing device, whereby the module or Gehäusevorrichtungsmontage significantly simplified.

Durch die Vorgabe des Einspannweges auf Einzelzellebene sind die Einzelabstände der Gehäusevorrichtung in einer Stapelanordnung sehr klar definiert und werden sich über die Lebensdauer nicht ändern.By specifying the Einspannweges on a single cell level, the individual distances of the housing device in a stacked arrangement are very clearly defined and will not change over the life.

Der auf den Zellwickel der elektrischen Energiespeicherzelle wirkende Druck kann sehr gleichmäßig eingestellt werden, da die Zellgehäusesteifigkeit der Gehäusevorrichtung klar definiert ist.The pressure acting on the cell coil of the electrical energy storage cell pressure can be adjusted very evenly, since the cell case stiffness of the housing device is clearly defined.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen. Advantageous embodiments and further developments will become apparent from the dependent claims and from the description with reference to the figures of the drawings.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Gehäusevorrichtung überragt das Abstandshalterelement die Gehäusehöhe ein- oder beidseitig um eine erste Höhendifferenz, welche größer ist als eine zweite Höhendifferenz des Ausnahmebereichs, welche durch ein Laden oder ein Entladen der mindestens einen elektrischen Energiespeicherzelle verursachbar ist.According to an advantageous development of the housing device, the spacer element projects beyond the housing height on one or both sides by a first height difference, which is greater than a second height difference of the exception area, which is caused by charging or discharging the at least one electrical energy storage cell.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Gehäusevorrichtung schließt das Abstandshalterelement bündig mit der Gehäusehöhe ab oder unterschreitet die Gehäusehöhe einoder beidseitig um eine bestimmte Höhendifferenz.According to an advantageous development of the housing device, the spacer element terminates flush with the housing height or falls below the housing height on one or both sides by a certain height difference.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Gehäusevorrichtung sind das Abstandshalterelement und der Aufnahmebereich aus einem Material ausgebildet. Dabei ist das Abstandshalterelement als eine Materialverdickung ausgebildet.According to an advantageous development of the housing device, the spacer element and the receiving area are formed from a material. In this case, the spacer element is formed as a material thickening.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Gehäusevorrichtung sind das Abstandshalterelement und der Aufnahmebereich aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet.According to an advantageous development of the housing device, the spacer element and the receiving area are made of different materials.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Gehäusevorrichtung ist das Abstandshalterelement im Inneren des Aufnahmebereichs angeordnet.According to an advantageous development of the housing device, the spacer element is arranged in the interior of the receiving area.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Gehäusevorrichtung ist das Abstandshalterelement außen an dem Aufnahmebereich angeordnet.According to an advantageous development of the housing device, the spacer element is arranged outside on the receiving area.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Gehäusevorrichtung weist das Abstandshalterelement einen runden Querschnitt auf.According to an advantageous development of the housing device, the spacer element has a round cross section.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Gehäusevorrichtung weist das Abstandshalterelement einen rechteckig oder oval oder dreieckig geformten Querschnitt auf.According to an advantageous development of the housing device, the spacer element has a rectangular or oval or triangular shaped cross section.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Gehäusevorrichtung ragt das Abstandshalterelement bezüglich einer Symmetrieebene der Gehäusevorrichtung um einen Betrag auf einer Seite der Symmetrieebene heraus und um den gleichen Betrag auf der anderen Seite der Symmetrieebene hinein.According to an advantageous development of the housing device, the spacer element protrudes with respect to a plane of symmetry of the housing device by an amount on one side of the plane of symmetry and by the same amount on the other side of the plane of symmetry.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Gehäusevorrichtung ist das Abstandshalterelement zum Zusammenstecken zweier Gehäusevorrichtungen und/oder zum elektrischen Verbinden zweier Gehäusevorrichtungen ausgebildet.According to an advantageous development of the housing device, the spacer element is designed for mating two housing devices and / or for electrically connecting two housing devices.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert.Further features and advantages of the present invention will be explained below with reference to the figures.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Gehäusevorrichtung für mindestens eine elektrische Energiespeicherzelle gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung; 1 a schematic representation of a housing device for at least one electrical energy storage cell according to a possible embodiment of the invention;

2 eine schematische Darstellung einer Energiespeicherzellenanordnung mit einer Mehrzahl von Gehäusevorrichtungen gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung; 2 a schematic representation of an energy storage cell assembly having a plurality of housing devices according to a possible embodiment of the invention;

3 eine schematische Darstellung einer Energiespeicherzellenanordnung mit einer Mehrzahl von Gehäusevorrichtungen und einer Kühlvorrichtung gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung; und 3 a schematic representation of an energy storage cell assembly having a plurality of housing devices and a cooling device according to a possible embodiment of the invention; and

4 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung einer Gehäusevorrichtung für mindestens eine elektrische Energiespeicherzelle gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung. 4 a flow diagram of a method for producing a housing device for at least one electrical energy storage cell according to a possible embodiment of the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In den Figuren der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten oder Elemente, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.In the figures of the drawing, like reference characters designate like or functionally identical components or elements, unless otherwise specified.

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Gehäusevorrichtung für mindestens eine elektrische Energiespeicherzelle gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung.The 1 shows a schematic representation of a housing device for at least one electrical energy storage cell according to a possible embodiment of the invention.

Eine Gehäusevorrichtung 1 umfasst einen Aufnahmebereich 5 und mindestens ein an dem Aufnahmebereich 5 angeordnetes Abstandshalterelement 10.A housing device 1 includes a receiving area 5 and at least one at the receiving area 5 arranged spacer element 10 ,

Beispielsweise weist die Gehäusevorrichtung 1 vier an den Ecken der Gehäusevorrichtung 1 angeordnete Abstandshalterelemente 10 bei einer rechteckigen Grundform der Gehäusevorrichtung 1 auf.For example, the housing device 1 four at the corners of the housing device 1 arranged spacer elements 10 in a rectangular basic shape of the housing device 1 on.

Der Aufnahmebereich 5 ist beispielsweise als ein quaderförmiges Zellengehäuse ausgeführt und wird zur Aufnahme einer oder mehrerer elektrischer Energiespeicherzellen ausgebildet. Der Aufnahmebereich 5 weist eine Gehäusehöhe h auf. Beispielsweise ist der Aufnahmebereich 5 aus Stahl oder aus einer Stahllegierung oder aus Aluminium oder aus Kupfer oder aus einer Kupfer-Aluminium-Legierung oder aus einem Kunststoff gefertigt.The recording area 5 For example, it is designed as a cuboid cell housing and is designed to receive one or more electrical energy storage cells. The recording area 5 has a housing height h. For example, the recording area 5 made of steel or of a steel alloy or of aluminum or of Copper or made of a copper-aluminum alloy or of a plastic.

Dabei kann bei einem Laden oder bei einem Entladen der mindestens einen elektrischen Energiespeicherzelle eine Gehäusehöhe h um eine zweite Höhendifferenz Δ2 schwanken. Die zweite Höhendifferenz Δ2 ist durch Parameter und Eigenschaften der elektrischen Energiespeicherzelle und dem verwendeten Ladezyklus gegeben. Ferner kann durch irreversible chemische Reaktionen ein Dehnen oder ein Schrumpfen der elektrischen Energiespeicherzelle über die Lebensdauer hinweg erfolgen.In this case, when charging or discharging the at least one electrical energy storage cell, a housing height h can fluctuate by a second height difference Δ2. The second height difference Δ2 is given by parameters and properties of the electrical energy storage cell and the charge cycle used. Furthermore, irreversible chemical reactions can cause stretching or shrinkage of the electrical energy storage cell over its lifetime.

Das Abstandshalterelement 10 kann bündig mit der Gehäusehöhe h ausgeführt sein oder unterschreitet beispielsweise die Gehäusehöhe h oder überragt beispielsweise die Gehäusehöhe h ein- oder beidseitig um eine erste Höhendifferenz Δ1. The spacer element 10 may be performed flush with the housing height h or falls below, for example, the housing height h or for example, the housing height h extends beyond one or both sides by a first height difference .DELTA.1.

In der 1 ist der Fall für ein beidseitiges Überragen der Gehäusehöhe h dargestellt. Dadurch ergibt sich als Höhe der Gehäusevorrichtung 1 eine Summe aus der zweifachen ersten Höhendifferenz Δ1 und der Gehäusehöhe h. Beispielsweise ist das Abstandshalterelement 10 aus Stahl oder aus einer Stahllegierung oder aus Aluminium oder aus Kupfer oder aus einer Kupfer-Aluminium-Legierung oder aus einem Kunststoff gefertigt.In the 1 the case for a two-sided projection of the housing height h is shown. This results in the height of the housing device 1 a sum of twice the first height difference Δ1 and the housing height h. For example, the spacer element 10 made of steel or of a steel alloy or of aluminum or of copper or of a copper-aluminum alloy or of a plastic.

Die Abstandshalterelemente 10 sind beispielsweise als zylindrische Materialverdickungen ausgebildet, wodurch eine im Vergleich zu weiteren Komponenten der Gehäuseeinrichtung 1 erhöhte Steifigkeit erreicht wird. Ferner schließen die Abstandshalterelemente 10 beispielsweise mit einer Solldicke der Gehäusevorrichtung 1 eben ab.The spacer elements 10 For example, are formed as cylindrical material thickening, whereby a comparison with other components of the housing device 1 increased rigidity is achieved. Furthermore, the spacer elements close 10 for example, with a desired thickness of the housing device 1 just off.

Die Gehäusevorrichtung 1 wird beispielsweise zwischen steifen, planen Elementen verspannt. Sollte es beim Laden oder Entladen oder bei einem Altern der elektrischer Energiespeicherzellen über die Zeit zu einer Änderung der Aufnahmebereichshöhe h im Bereich der zweiten Höhendifferenz Δ2 kommen, so ist die Gesamthöhe der Zelle die Abstandselemente 10 vorgegeben. Hierdurch ist die elektrische Energiespeicherzelle in günstiger Weise gehindert, sich um die zweiten Höhendifferenz Δ2 zu dehnen. Die Dehnung wird durch das Abstandshalterelement 10 aufgenommen.The housing device 1 For example, it is clamped between stiff, flat elements. Should there be a change in the receiving height h in the range of the second height difference Δ2 during charging or discharging or when the electrical energy storage cells age over time, then the total height of the cell is the spacing elements 10 specified. As a result, the electric energy storage cell is favorably prevented from stretching by the second height difference Δ2. The strain is caused by the spacer element 10 added.

Das Abstandshalterelement 10 kann durch ihre im Vergleich zu den restlichen Komponenten der Gehäuseeinrichtung 1 erhöhte Steifigkeit auf die Gehäuseeinrichtung 1 wirkende Zug- und/oder Druckspannungen bei einer Verpressung der Gehäusevorrichtung aufnehmen.The spacer element 10 can by its compared to the remaining components of the housing device 1 increased rigidity on the housing device 1 record effective tensile and / or compressive stresses during compression of the housing device.

Beispielsweise ist die erste Höhendifferenz Δ1 so gewählt, dass die Summe aus der zweifachen ersten Höhendifferenz Δ1 und der Gehäusehöhe h größer ist als die Summe aus der zweifachen zweiten Höhendifferenz Δ2 und der Gehäusehöhe h, somit ist die Höhe über alles der Gehäusevorrichtung 1, d.h. die Höhe vom untersten bis zum höchsten Punkt der Gehäusevorrichtung 1, unabhängig vom Ladezustand der elektrischen Energiespeicherzelle gegeben.For example, the first height difference Δ1 is selected such that the sum of twice the first height difference Δ1 and the housing height h is greater than the sum of twice the second height difference Δ2 and the housing height h, thus the height is greater than that of the housing device 1 , ie the height from the lowest to the highest point of the housing device 1 , regardless of the state of charge of the electrical energy storage cell given.

Im Fall eines bündigen Abschließens des Abstandshalterelements 10 mit der Gehäusehöhe h wird die Aufnahme der auf die Gehäuseeinrichtung 1 wirkenden Zug- und/oder Druckspannungen durch die mechanische Steifigkeit des Abstandshalterelements 10 erreicht.In the case of a flush closing of the spacer element 10 with the housing height h is the recording of the housing device 1 acting tensile and / or compressive stresses due to the mechanical rigidity of the spacer element 10 reached.

Ebenso werden, falls das Abstandshalterelement 10 die Gehäusehöhe h ein- oder beidseitig um eine bestimmte Höhendifferenz unterscheitet, die maximalen wirkenden Zugund/oder Druckspannungen durch die erhöhte mechanische Steifigkeit des Abstandshalterelements 10 begrenzt. Beispielsweise kann bei einem Verpressen der Gehäuseeinrichtung 1 eine Volumenänderung der Gehäuseeinrichtung 1 auftreten.Likewise, if the spacer element 10 the housing height h on one or both sides undercut by a certain height difference, the maximum tensile and / or compressive stresses due to the increased mechanical rigidity of the spacer element 10 limited. For example, in a compression of the housing device 1 a volume change of the housing device 1 occur.

Die Gehäusevorrichtung 1 weist ferner einen ersten Polanschluss 15A und einen zweiten Polanschluss 15B zum elektrischen Kontaktieren der elektrischen Energiespeicherzelle auf.The housing device 1 also has a first pole connection 15A and a second pole terminal 15B for electrically contacting the electrical energy storage cell.

Die Abstandshalterelemente 10 sind beispielsweise als zusätzliche Bauteile im Inneren der Gehäusevorrichtung 1 oder außen an der der Gehäusevorrichtung 1 angeordnet.The spacer elements 10 are for example as additional components in the interior of the housing device 1 or on the outside of the housing device 1 arranged.

Die Abstandshalterelemente 10 haben beispielsweise eine runde, eine rechteckige, eine ovale oder eine dreieckige Form.The spacer elements 10 have, for example, a round, a rectangular, an oval or a triangular shape.

Die elektrische Energiespeicherzelle ist beispielsweise als ein Lithium-Ionen-Akkumulator bzw. eine Li-Ionen-Sekundärbatterie oder als ein sonstiger Akkumulator auf der Basis von Lithium ausgeführt. Ferner kann die elektrische Energiespeicherzelle als ein Lithium-Polymer-Akku, als ein Lithium-Titanat-Akku, als ein Lithium-Luft-Akkumulator, als ein Lithium-Mangan-Akkumulator, als ein Lithium-Schwefel-Akkumulator, als ein Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulator, als ein Lithium-Eisen-Mangan-Phosphat-Akkumulator, oder als ein Lithium-Eisen-Yttrium-Phosphat-Akkumulator ausgeführt sein.The electrical energy storage cell is embodied, for example, as a lithium-ion secondary battery or a Li-ion secondary battery or as another secondary battery based on lithium. Further, the electric energy storage cell as a lithium-polymer battery, as a lithium titanate battery, as a lithium-air battery, as a lithium-manganese accumulator, as a lithium-sulfur accumulator, as a lithium-iron Phosphate rechargeable battery, as a lithium iron manganese phosphate rechargeable battery, or as a lithium iron yttrium phosphate rechargeable battery.

Die 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Energiespeicherzellenanordnung mit einer Mehrzahl von Gehäusevorrichtungen gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung.The 2 shows a schematic representation of an energy storage cell arrangement with a plurality of housing devices according to a possible embodiment of the invention.

Eine Energiespeicherzellenanordnung 20 umfasst vier übereinander gestapelte Gehäusevorrichtungen 1. Beispielsweise ist dabei eine Stapelrichtung der gestapelten Gehäusevorrichtungen 1 durch eine Richtung bezüglich der Höhe der Abstandshalteelemente 10 definiert.An energy storage cell arrangement 20 includes four stacked ones housing devices 1 , For example, a stacking direction of the stacked housing devices 1 by a direction with respect to the height of the spacer elements 10 Are defined.

Die weiteren in der 2 verwendeten Bezugszeichen sind bereits in der Figurenbeschreibung der 1 beschrieben.The others in the 2 Reference numerals used are already in the figure description of 1 described.

Die 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Energiespeicherzellenanordnung mit einer Mehrzahl von Gehäusevorrichtungen und einer Kühlvorrichtung gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung.The 3 shows a schematic representation of an energy storage cell arrangement with a plurality of housing devices and a cooling device according to a possible embodiment of the invention.

Die in der 3 dargestellten vier gestapelten Gehäusevorrichtungen 1 weisen ferner jeweils eine erste Ausnehmung 31 und eine zweite Ausnehmung 32 auf. Die beiden Ausnehmung 31, 32 sind beispielsweise zur Aufnahme zweier Bänder ausgebildet, wobei die Bänder die elektrischen Energiespeicherzellen bzw. die Gehäusevorrichtungen 1 miteinander verspannen, wobei beispielsweise in einer nicht gezeigten Ausführungsform die zwei Bänder auch um eine obere Endplatte 35 und eine untere Endplatte 36 umspannen.The in the 3 illustrated four stacked housing devices 1 furthermore each have a first recess 31 and a second recess 32 on. The two recess 31 . 32 are for example formed to receive two bands, wherein the bands are the electrical energy storage cells or the housing devices 1 clamp together, for example, in an embodiment not shown, the two bands also around an upper end plate 35 and a lower end plate 36 span.

Die Abstandshalterelemente 10 können bezüglich einer Symmetrieebene der elektrischen Energiespeicherzellen verschoben sein, so dass sie jeweils um den Betrag aus der einen Ebene herausragen, wie sie auf der anderen Ebene zurückgesetzt sind, wodurch eine bestimmte Orientierung der Gehäusevorrichtungen 1 beim Stapeln gewährleistet wird.The spacer elements 10 may be shifted with respect to a plane of symmetry of the electric energy storage cells so that they each protrude out of the one level by the amount as they are reset on the other plane, whereby a certain orientation of the housing devices 1 is ensured when stacking.

Eine Kühlvorrichtung umfasst eine obere Endplatte 35 und eine untere Endplatte 36. Die obere Endplatte 35 und die untere Endplatte 36 werden dabei gegen die Energiespeicherzellenanordnung 20 gepresst und sind zum Kühlen und/oder Klimatisieren der Energiespeicherzellenanordnung 20 ausgebildet. Die obere Endplatte 35 und die untere Endplatte 36 verspannen beispielsweise die als Stapel ausgebildete Energiespeicherzellenanordnung 20 mittels in den Ausnehmung 31, 32 angeordneten Bändern. Dabei können beispielsweise auch abweichend von der in der 3 gezeigten Darstellung die obere Endplatte 35 und die untere Endplatte 36 mit den Bändern gegen den Stapel verpresst werden. Beispielsweise sind die obere Endplatte 35 und die untere Endplatte 36 als Kühlplatten ausgeführt.A cooling device comprises an upper end plate 35 and a lower end plate 36 , The upper end plate 35 and the lower end plate 36 are doing against the energy storage cell arrangement 20 pressed and are for cooling and / or air conditioning of the energy storage cell assembly 20 educated. The upper end plate 35 and the lower end plate 36 For example, the energy storage cell arrangement designed as a stack will be tense 20 by means of the recess 31 . 32 arranged bands. In this case, for example, also deviating from the in the 3 shown representation of the upper end plate 35 and the lower end plate 36 be pressed with the tapes against the pile. For example, the upper end plate 35 and the lower end plate 36 designed as cooling plates.

Die weiteren in der 3 verwendeten Bezugszeichen sind bereits in der Figurenbeschreibung der 1 beschrieben.The others in the 3 Reference numerals used are already in the figure description of 1 described.

Die 4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung einer Gehäusevorrichtung für mindestens eine elektrische Energiespeicherzelle gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung.The 4 shows a flowchart of a method for producing a housing device for at least one electrical energy storage cell according to a possible embodiment of the invention.

Das Verfahren zur Herstellung einer Gehäusevorrichtung für mindestens eine elektrische Energiespeicherzelle umfasst die folgenden Schritte:The method for producing a housing device for at least one electrical energy storage cell comprises the following steps:

Als erster Verfahrensschritt erfolgt ein Bilden S1 eines Aufnahmebereichs 5, welcher eine Gehäusehöhe h aufweist und zur Aufnahme der elektrischen Energiespeicherzelle ausgebildet wird.As a first method step, forming S1 of a receiving area 5 , which has a housing height h and is designed to receive the electrical energy storage cell.

Als zweiter Verfahrensschritt erfolgt ein Bilden S2 von mindestens einem an dem Aufnahmebereich 5 angeordneten Abstandshalterelement 10, welches dazu ausgelegt ist, eine auf die Gehäuseeinrichtung wirkende Zug- und/oder Druckspannung bei einer Verpressung der Gehäusevorrichtung aufzunehmen.As a second method step, forming S2 of at least one takes place at the receiving area 5 arranged spacer element 10 , which is designed to receive a force acting on the housing device tensile and / or compressive stress in a compression of the housing device.

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  • DE 19538003 A1 [0002] DE 19538003 A1 [0002]
  • DE 102007004567 A1 [0003] DE 102007004567 A1 [0003]

Claims (12)

Gehäusevorrichtung für mindestens eine elektrische Energiespeicherzelle mit: – einem Aufnahmebereich (5), welcher eine Gehäusehöhe (h) aufweist und zur Aufnahme der mindestens einen elektrischen Energiespeicherzelle ausgebildet ist; und – mindestens einem an dem Aufnahmebereich (5) angeordneten Abstandshalterelement (10), welches dazu ausgelegt ist, eine auf die Gehäuseeinrichtung wirkende Zug- und/oder Druckspannung bei einer Verpressung der Gehäusevorrichtung aufzunehmen. Housing device for at least one electrical energy storage cell, comprising: - a receiving area ( 5 ), which has a housing height (h) and is designed to receive the at least one electrical energy storage cell; and - at least one at the receiving area ( 5 ) arranged spacer element ( 10 ) which is designed to receive a tensile and / or compressive stress acting on the housing device during a compression of the housing device. Gehäusevorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Abstandshalterelement (10) die Gehäusehöhe (h) ein- oder beidseitig um eine erste Höhendifferenz (Δ1) überragt, welche größer ist als eine zweite Höhendifferenz (Δ2) des Ausnahmebereichs (5), welche durch ein Laden oder ein Entladen der mindestens einen elektrischen Energiespeicherzelle verursachbar ist.Housing device according to claim 1, wherein the spacer element ( 10 ) the housing height (h) on one or both sides surmounted by a first height difference (Δ1), which is greater than a second height difference (Δ2) of the exception region ( 5 ), which is caused by charging or discharging the at least one electrical energy storage cell. Gehäusevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei das Abstandshalterelement (10) bündig mit der Gehäusehöhe (h) abschließt oder die Gehäusehöhe (h) ein- oder beidseitig um eine erste Höhendifferenz (Δ1) unterschreitet.Housing device according to one of claims 1 and 2, wherein the spacer element ( 10 ) flush with the housing height (h) or the housing height (h) on one or both sides by a first height difference (Δ1) falls below. Gehäusevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Abstandshalterelement (10) und der Aufnahmebereich (5) aus einem Material ausgebildet sind und das Abstandshalterelement (10) als eine Materialverdickung ausgebildet ist. Housing device according to one of claims 1 to 3, wherein the spacer element ( 10 ) and the recording area ( 5 ) are formed of a material and the spacer element ( 10 ) is formed as a material thickening. Gehäusevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Abstandshalterelement (10) und der Aufnahmebereich (5) aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet sind. Housing device according to one of claims 1 to 4, wherein the spacer element ( 10 ) and the recording area ( 5 ) are formed of different materials. Gehäusevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Abstandshalterelement (10) im Inneren des Aufnahmebereichs (5) angeordnet ist. Housing device according to one of claims 1 to 5, wherein the spacer element ( 10 ) inside the receiving area ( 5 ) is arranged. Gehäusevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Abstandshalterelement (10) außen an dem Aufnahmebereich (5) angeordnet ist.Housing device according to one of claims 1 to 5, wherein the spacer element ( 10 ) on the outside of the receiving area ( 5 ) is arranged. Gehäusevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Abstandshalterelement (10) einen rund oder rechteckig oder oval oder dreieckig geformten Querschnitt aufweist.Housing device according to one of claims 1 to 7, wherein the spacer element ( 10 ) has a round or rectangular or oval or triangular shaped cross-section. Gehäusevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Abstandshalterelement (10) bezüglich einer Symmetrieebene der Gehäusevorrichtung (1) um einen Betrag auf einer Seite der Symmetrieebene herausragt und um den gleichen Betrag auf der anderen Seite der Symmetrieebene hineinragt.Housing device according to one of claims 1 to 8, wherein the spacer element ( 10 ) with respect to a plane of symmetry of the housing device ( 1 ) protrudes by an amount on one side of the plane of symmetry and protrudes by the same amount on the other side of the plane of symmetry. Gehäusevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Abstandshalterelement (10) zum Zusammenstecken zweier Gehäusevorrichtungen (1) und/oder zum elektrischen Verbinden zweier Gehäusevorrichtungen (1) ausgebildet ist.Housing device according to one of claims 1 to 9, wherein the spacer element ( 10 ) for mating two housing devices ( 1 ) and / or for electrically connecting two housing devices ( 1 ) is trained. Energiespeicherzellenanordnung mit einer Mehrzahl von Gehäusevorrichtungen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.Energy storage cell arrangement with a plurality of housing devices ( 1 ) according to one of claims 1 to 10. Verfahren zur Herstellung einer Gehäusevorrichtung für mindestens eine elektrische Energiespeicherzelle mit den Schritten: – Bilden (S1) eines Aufnahmebereichs (5), welcher eine Gehäusehöhe (h) aufweist und zur Aufnahme der elektrischen Energiespeicherzelle ausgebildet wird; und – Bilden (S2) mindestens eines an dem Aufnahmebereich (5) angeordneten Abstandshalterelements (10), welches dazu ausgelegt ist, eine auf die Gehäuseeinrichtung wirkende Zug- und/oder Druckspannung bei einer Verpressung der Gehäusevorrichtung aufzunehmen.Method for producing a housing device for at least one electrical energy storage cell, comprising the steps of: - forming (S1) a receiving area ( 5 ), which has a housing height (h) and is designed to receive the electrical energy storage cell; and - forming (S2) at least one at the receiving area ( 5 ) arranged spacer element ( 10 ) which is designed to receive a tensile and / or compressive stress acting on the housing device during a compression of the housing device.
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