DE102012219006A1

DE102012219006A1 - Integrierte Zellenspannungs-Erfassungsleitungsabsicherung

Info

Publication number: DE102012219006A1
Application number: DE102012219006A
Authority: DE
Inventors: Chris R. Farmer
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-10-21
Filing date: 2012-10-18
Publication date: 2013-04-25
Also published as: US20130101869A1; CN103066339B; US9005786B2; CN103066339A

Abstract

Lithiumionen-Batterien können im Gegensatz zu anderen Chemien erfordern, dass die Spannung jeder Zelle überwacht wird. Dies kann einen Kabelstrang oder eine Verbindungsplatine, die die Zuleitungen jeder Zelle mit einer Batterieüberwachungselektronik verbindet, verwenden. Diese Zuleitungen können durch ein oder mehrere Verfahren voreinander geschützt werden, einschließlich physikalischer Trennung, Isolation und Absicherung. Wenn eine Sicherung verwendet wird, kann sie so nahe wie möglich am Anschluss der Zelle angeordnet werden. Die Sicherung kann innerhalb des abgedichteten Abteils der Zelle selbst angeordnet werden. Die Zuleitungen würden an einem zweiten Ort aus der Zelle heraus geführt werden, was die Verwendung von alternativen Erfassungszuleitungskabelsträngen oder Verbindungsplatinenkonstruktionen ermöglicht, die Verpackungskosten und -volumen sparen. Durch Anordnen der Sicherung innerhalb der Zelle werden Konstruktions- und Überprüfungsanstrengungen, die in die Anordnung einer Sicherung in einer Linie mit dem Kabelstrang einbezogen sind, beseitigt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Technologie bezieht sich auf Lithiumionen-Batterien, einschließlich einer Absicherung, um die Auswirkungen eines Kurzschlusses zu mildern.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Dieser Abschnitt stellt Hintergrundinformationen in Bezug auf die vorliegende Offenbarung bereit, die nicht notwendigerweise Stand der Technik sind.
Eine Lithiumionen-Batterie umfasst eine negative Elektrode, eine positive Elektrode und dazwischen einen Separator. Wenn sich die Batterie auflädt, bewegen sich positiv geladene Lithiumionen durch einen Elektrolyten von der positiven Elektrode (Kathode) zu der negativen Elektrode (Anode) und in der entgegengesetzten Richtung, wenn sich die Batterie entlädt. Der Elektrolyt kann ein Lithiumsalz wie z. B. LiPF₆, das in einem organischen Lösungsmittel wie z. B. einem Gemisch von linearen und zyklischen Carbonatlösungsmitteln gelöst ist, umfassen.
Die Lithiumionen-Batterietechnologie wird in vielen elektrischen Vorrichtungen, einschließlich Hybrid- und Elektrofahrzeugen, verwendet. Batterieen auf der Basis einer Lithiumionen-Chemie können leichter sein als Batterien auf der Basis von Nickelmetallhydrid und Bleisäure. Da eine Energiedichte einer Lithiumionen-Batterie höher sein kann als bei anderen Batterietypen, können Lithiumionen-Batterien sowohl die Reichweite als auch die Leistung von Hybrid- und Elektrofahrzeugen verstärken.
Elektrische, thermische oder mechanische Missbrauchsbedingungen können jedoch verursachen, dass eine Lithiumionen-Batterie eine Selbsterhitzung erleidet, und/oder Risse in der Verpackung bilden, die zu Ereignissen von unerwünschter Leistungsfähigkeit führen können. Elektrische Missbrauchsbedingungen umfassen beispielsweise das Überladen der Batterie. Lithiumionen-Batterien können folglich aufhören zu funktionieren, wenn sie hohen Temperaturen ausgesetzt werden, die sich aus den elektrischen Missbrauchsbedingungen ergeben können. Diese Bedingungen können sich zu benachbarten Zellen ausbreiten.
Folglich kann die Ladung einer Lithiumionen-Batterie zu irgendeinem gegebenen Zeitpunkt überwacht werden, um einen korrekten Betrieb und eine korrekte Verwendung der Batterie sicherzustellen, beispielsweise wenn die Batterie verschiedene Aufladungs- und Entladungszyklen durchläuft. In dieser Weise können eine Überladung der Batterie und damit verbundene hohe Temperaturen gemildert werden. Die Überwachung kann auch helfen, die Nutzlebensdauer der Batterie zu managen und zu optimieren, und kann als Indikator für einen rechtzeitigen Austausch einer Batterie dienen, die sich dem Ende ihrer Betriebslebensdauer nähern kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Technologie umfasst Systeme, Prozesse, Fertigungsgegenstände und Zusammensetzungen, die sich auf eine Batterie mit einer internen Überstromschutzvorrichtung innerhalb der abgedichteten Batteriezelle beziehen, wobei die Vorrichtung eine Erfassungszuleitung schützt, die zu einem Batterieüberwachungssystem verläuft.
In einigen Ausführungsformen umfasst eine Batterie einen Behälter, eine Elektrodenanordnung, eine erste Lasche, eine erste Überstromschutzvorrichtung und eine erste Zuleitung. Die Elektrodenanordnung ist innerhalb des Behälters angeordnet und umfasst eine erste Elektrode. Die erste Lasche ist mit der ersten Elektrode elektrisch gekoppelt und die erste Lasche durchquert den Behälter. Die erste Überstromschutzvorrichtung ist innerhalb des Behälters angeordnet und ist mit der ersten Elektrode elektrisch gekoppelt. Die erste Zuleitung ist mit der ersten Überstromschutzvorrichtung elektrisch gekoppelt und durchquert den Behälter.
In einigen Ausführungsformen wird eine Lithiumionen-Batterie geschaffen. Die Lithiumionen-Batterie umfasst einen Behälter mit einem flexiblen, hermetisch abgedichteten Beutel. Ein Elektrolyt ist innerhalb des Behälters angeordnet, wobei der Elektrolyt ein Lithiumsalz und ein organisches Lösungsmittel umfasst. Eine Elektrodenanordnung ist innerhalb des Behälters angeordnet, die Elektrodenanordnung weist eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und einen Separator, der zwischen der ersten und der zweiten Elektrode angeordnet ist, auf. Eine erste Lasche ist mit der ersten Elektrode elektrisch gekoppelt und durchquert den Behälter. Eine zweite Lasche ist mit der zweiten Elektrode elektrisch gekoppelt und durchquert den Behälter. Eine erste Überstromschutzvorrichtung ist innerhalb des Behälters angeordnet und ist mit der ersten Elektrode elektrisch gekoppelt. Eine zweite Überstromschutzvorrichtung ist auch innerhalb des Behälters angeordnet und ist mit der zweiten Elektrode elektrisch gekoppelt. Eine erste Zuleitung ist mit der ersten Überstromschutzvorrichtung elektrisch gekoppelt und durchquert den Behälter. Und eine zweite Zuleitung ist mit der zweiten Überstromschutzvorrichtung elektrisch gekoppelt und durchquert auch den Behälter.
In einigen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Schützen eines Batterieüberwachungssystems geschaffen. Das Verfahren umfasst das Unterbrechen eines elektrischen Stroms zwischen einer Batterie und dem Batterieüberwachungssystem unter Verwendung einer ersten Überstromschutzvorrichtung, die innerhalb der Batterie angeordnet ist. Die in dem Verfahren verwendete Batterie kann hier beschriebene Ausführungsformen der Batterien umfassen.
Weitere Anwendungsgebiete werden aus der hier vorgesehenen Beschreibung ersichtlich. Die Beschreibung und die spezifischen Beispiele in dieser Zusammenfassung sind nur für Erläuterungszwecke vorgesehen und sollen den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung nicht begrenzen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die hier beschriebene Zeichnung dient nur für Erläuterungszwecke von ausgewählten Ausführungsformen und nicht allen möglichen Implementierungen und soll den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung nicht begrenzen.
Die Zeichnung stellt eine fragmentarische Draufsicht einer Batterie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie dar.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die folgende Beschreibung der Technologie ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft für den Gegenstand, die Herstellung und Verwendung von einer oder mehreren Erfindungen und soll den Schutzbereich, die Anwendung oder Verwendungen von irgendeiner spezifischen Erfindung, die in dieser Anmeldung oder in solchen anderen Anmeldungen beansprucht ist, wie sie eingereicht sein können, die die Priorität zu dieser Anmeldung beanspruchen, oder von daraus hervorgehenden Patenten nicht begrenzen. Hinsichtlich der offenbarten Verfahren ist die dargestellte Reihenfolge der Schritte dem Wesen nach beispielhaft und folglich kann die Reihenfolge der Schritte in verschiedenen Ausführungsformen unterschiedlich sein.
Die Spannung jeder Zelle in einer Lithiumionen-Batterie kann unter Verwendung von Zuleitungen, eines Kabelstrangs und/oder einer Verbindungsplatine, die Elektrodenplatten oder -anschlüsse oder -laschen von jeder Zelle mit einer Batterieüberwachungselektronik verbindet, überwacht werden. Zuleitungen können in einer oder mehreren Weisen voreinander geschützt werden, einschließlich physikalischer Trennung, Isolation und/oder Ausstattung der Zuleitungen mit einer Sicherung. In einigen Fällen kann, wenn die Sicherung verwendet wird, sie so nahe wie möglich an den Elektrodenplatten der Zelle angeordnet werden.
Die vorliegende Technologie umfasst das Anordnen einer Sicherung für eine Erfassungszuleitung innerhalb eines abgedichteten Abteils einer Batterie. Die Erfassungszuleitungen können an verschiedenen Stellen aus der Batterie herausgeführt werden, um eine Kopplung mit verschiedenen Erfassungszuleitungskabelsträngen oder Verbindungsplatinenkonstruktionen zu ermöglichen. In dieser Weise erfordern die Erfassungszuleitungen, Kabelstränge oder Verbindungsplatinen keine Sicherung, was Verpackungskosten und -volumen einsparen kann. Durch Anordnen der Sicherung innerhalb der Zelle werden Konstruktions- und Überprüfungsanstrengungen, die in die Anordnung einer Sicherung in einer Linie mit der Erfassungszuleitung, dem Kabelstrang oder der Verbindungsplatine einbezogen sind, beseitigt. Batterien, die in irgendeiner Konfiguration hergestellt sind, können von dieser Konstruktion profitieren.
Die Zeichnung stellt eine Lithiumionen-Batterie 100 dar, die in Fahrzeuganwendungen verwendet werden kann. Die Batterie 100 umfasst eine Elektrodenanordnung 105 und einen Behälter 110, der mit einem inneren Bereich 115 zum Aufnehmen der Elektrodenanordnung 105 ausgebildet sein kann. Komponenten der Elektrodenanordnung 105 und des Behälters 110 stellen die Basiskomponenten der Batterie 100 dar, die verschiedene Größen, Gestalten und Formen annehmen können, und sollen nicht auf irgendeine spezielle Orientierung oder irgendeinen speziellen Maßstab, wie in der Zeichnung gezeigt, eingeschränkt sein.
Wie gezeigt, umfasst die Elektrodenanordnung 105 eine erste Elektrode 120, eine zweite Elektrode 125 und einen Separator 130, der zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 120, 125 angeordnet ist. Der Separator 130 verhindert einen Kurzschluss zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 120, 125 und ermöglicht, dass Lithiumionen durch diesen hindurchtreten. Die Elektrodenanordnung 105 kann durch Wickeln der ersten Elektrode 120, des Separators 130 und der zweiten Elektrode 125 in eine Struktur vom Spiral- oder Biskuitrollentyp ausgebildet werden. Wie in der Zeichnung gezeigt, können die erste Elektrode 120, der Separator 130 und die zweite Elektrode 125 alternativ nacheinander zu einer gestapelten Struktur laminiert werden. Die erste Elektrode 120 kann eine negative Elektrode sein, während die zweite Elektrode 125 eine positive Elektrode sein kann, obwohl die umgekehrte Anordnung in Erwägung gezogen wird. Ein Elektrolyt 135 kann in den inneren Bereich 115 des Behälters 110 eingeführt werden und der Behälter 110 kann abgedichtet werden.
Eine erste Lasche 140 und eine zweite Lasche 145 sind mit der jeweiligen ersten und zweiten Elektrode 120, 125 der Elektrodenanordnung 105 elektrisch verbunden. Die erste und die zweite Lasche 140, 145 können so konfiguriert sein, dass Abschnitte außerhalb des Behälters 110 freiliegen. Die Laschen 140, 145 können beispielsweise den Behälter 110 durchqueren, wobei die Laschen 140, 145 durch eine Grenze verlaufen, die durch den Behälter 110 definiert ist, wie z. B. eine Seite des Behälters 110. Die außerhalb des Behälters freiliegenden Abschnitte können als Anschlüsse für die Batterie 100 wirken. Abschnitte der ersten und der zweiten Elektrodenlasche 140, 145, die mit dem Behälter 110 in Kontakt kommen, können beispielsweise durch eine Wicklung eines Isolationsbandes (nicht dargestellt) isoliert sein. Die in der Zeichnung gezeigte Ausführungsform des Behälters 110 umfasst vier Seiten, wobei die erste und die zweite Lasche 140, 145 dieselbe Seite des Behälters 110 verlassen. Es wird jedoch in Betracht gezogen, dass die Laschen 140, 145 verschiedene Orientierungen aufweisen können und den Behälter 110 auf verschiedenen Seiten und in verschiedenen Richtungen, einschließlich entgegengesetzter Richtungen, verlassen können und dass der Behälter 110 verschiedene Gestalten annehmen kann, einschließlich Gestalten mit kreisförmigen oder verschiedenen polygonalen Querschnitten.
In einigen Ausführungsformen bilden die erste Elektrode 120, die zweite Elektrode 125 und der Separator 130 eine einzige Zelle in der Elektrodenanordnung 105 der Batterie 100, wie in der Zeichnung gezeigt. Die Elektrodenanordnung 105 kann jedoch mehrere solche Zellen umfassen, wobei die jeweiligen negativen Elektroden elektrisch gekoppelt sind und die jeweiligen positiven Elektroden elektrisch gekoppelt sind (nicht gezeigt). Mehrere Elektroden von mehreren Zellen können beispielsweise unter Verwendung eines Verbindungselements oder einer internen Schweißplatte (nicht dargestellt) verbunden sein. Das Verbindungselement oder die interne Schweißplatte kann einen Abschnitt der jeweiligen Laschen 140, 145 bilden oder kann mit den Laschen 140, 145 elektrisch verbunden sein. In dieser Weise kann die Elektrodenanordnung 105 der Batterie 100 mehrere parallel geschaltete Zellen umfassen.
Die Überwachung der Elektrodenanordnung 105 innerhalb des Behälters 110 der Batterie 100 kann unter Verwendung einer ersten Zuleitung 150 und einer zweiten Zuleitung 155 durchgeführt werden, die mit der ersten und der zweiten Elektrode 120, 125 verbunden sind. Wie in der Zeichnung gezeigt, erstrecken sich die erste und die zweite Zuleitung 150, 155 zwischen dem Äußeren und dem Inneren des Behälters 110 und umfassen eine erste Überstromschutzvorrichtung 160 und eine zweite Überstromschutzvorrichtung 165 wie z. B. darin angeordnete Sicherungen. Die Zuleitungen 150, 155 können den Behälter 110 über einen oder mehrere Durchgänge durchqueren, die am Behälter 110 angeordnet sind, wenn dies erwünscht ist. Die erste und die zweite Überstromschutzvorrichtung 160, 165 sind mit der ersten und der zweiten Lasche 140, 145 gekoppelt gezeigt, aber die Überstromschutzvorrichtungen 160, 165 können direkt mit der ersten und der zweiten Elektrode 120, 125 gekoppelt sein. Die erste und die zweite Zuleitung 150, 155 können verwendet werden, um einen Ladungszustand der Batterie 100 zu erfassen und zu überwachen, und können mit einem Batterieüberwachungssystem (nicht dargestellt), das eine Aufladung/Entladung der Batterie regelt, durch die Laschen 140, 145 gekoppelt sein.
Wie gezeigt, befinden sich die Zuleitungen 150, 155 auf derselben Seite des Behälters 110 und sind zu den Laschen 140, 145 benachbart. Es wird jedoch in Erwägung gezogen, dass die Zuleitungen 150, 155 verschiedene Orientierungen aufweisen können und verschiedene Seiten des Behälters 110, einschließlich entgegengesetzter Seiten, verlassen können. Die Zuleitungen 150, 155 können den Behälter 110 auch von einer anderen Seite oder Richtung als die Laschen 140, 145 verlassen. Die erste und die zweite Lasche 140, 145 können beispielsweise den Beutel in voneinander verschiedenen Richtungen (z. B. entgegengesetzte Enden) verlassen, während die erste und die zweite Zuleitung 150, 155 den Beutel senkrecht zu den Laschen 140, 145 verlassen können.
Die erste Elektrode 120 kann durch Beschichten einer geformten Metallplatte wie z. B. eines negativen Kollektors mit einem negativen aktiven Material ausgebildet werden. Die Metallplatte kann einen Kupferfilm oder eine Kupferfolie umfassen, während das negative aktive Material aus einem Kohlenstoffmaterial als Hauptkomponente zusammen mit einem Bindemittel und einem leitfähigen Material ausgebildet werden kann. Die erste Elektrode 120 wird mit der ersten Lasche 140 elektrisch verbunden.
Die zweite Elektrode 125 kann durch Beschichten einer geformten Metallplatte wie z. B. eines positiven Kollektors mit einem positiven aktiven Material ausgebildet werden. Die Metallplatte kann einen Aluminiumfilm oder eine Aluminiumfolie umfassen, während das positive aktive Material aus einem Oxid auf Lithiumbasis als Hauptkomponente zusammen mit einem Bindemittel und einem leitfähigen Material ausgebildet werden kann. Die zweite Elektrode 125 wird mit der zweiten Lasche 145 elektrisch verbunden.
Der Separator 130 kann einen Polyethylenfilm, einen Polypropylenfilm oder eine Kombination davon umfassen. Der Separator 130 kann so ausgebildet sein, dass er breiter ist als die erste und die zweite Elektrode 120, 125, wie in der Zeichnung gezeigt, um einen Kurzschluss zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 120, 125 zu verhindern, obwohl andere Konfigurationen verwendet werden können.
Der Elektrolyt 135 kann eine Flüssigkeit mit einem oder mehreren Lithiumsalzen wie z. B. LiPF₆, LiBF₄ und LiClO₄ und einem organischen Lösungsmittel wie z. B. einem Carbonat, einschließlich Gemischen von linearen und/oder zyklischen Carbonaten, umfassen. Der Elektrolyt 135 leitet Lithiumionen, die als Träger wirken, zwischen der ersten Elektrode 120 und der zweiten Elektrode 125, wenn die Lithiumionen-Batterie 100 einen elektrischen Strom durch eine externe Schaltung leitet.
Der Behälter 110 ist aus einer breiten Vielfalt von Materialien ausgebildet, einschließlich Materialien, die sowohl flexibel als auch heißsiegelbar sein können, wobei kein Gas oder keine Flüssigkeit die Batterie 100 verlassen oder in diese eintreten kann. Der Behälter 110 kann beispielsweise einen Beutel mit einem Laminatmaterial aus Aluminium und Kunststoff umfassen, das heißsiegelbar ist. Der Behälter 110 kann hermetisch abgedichtet werden und die Durchgangsstellen von irgendwelchen Komponenten der Batterie 100, die den Behälter 110 durchqueren, wie z. B. die Laschen 140, 145 und Zuleitungen 150, 155, können die hermetische Abdichtung des Behälters 110 aufrechterhalten.
Sowohl die erste Elektrode 120 als auch die zweite Elektrode 125 sind Materialien, in die und aus denen Lithium wandern kann. Wenn eine Zelle sich entlädt, wird Lithium der negativen Elektrode (z. B. der ersten Elektrodenplatte 120) entzogen und in die positive Elektrode (z. B. die zweite Elektrodenplatte 125) eingeführt. Wenn sich die Zelle auflädt, findet der umgekehrte Prozess statt, wobei Lithium der positiven Elektrode (z. B. der zweiten Elektrodenplatte 125) entzogen wird und in die negative Elektrode (z. B. die erste Elektrodenplatte 120) eingeführt wird.
Die erste und die zweite Zuleitung 150, 155 können ein elektrisch leitfähiges Material umfassen, das isoliert sein kann, insbesondere dort, wo die Zuleitungen 150, 155 den Behälter 110 durchqueren. Die Zuleitungen 150, 155 können etwa 0,2 mm Nickelfolie oder einen ähnlichen Draht umfassen. Die Zuleitungen 150, 155 können mit einem Batterieüberwachungssystem (nicht dargestellt) zum Messen der Spannung der Lithiumionen-Batterie 100 gekoppelt sein. In dieser Weise kann das Batterieüberwachungssystem verwendet werden, um die Aufladung und/oder Entladung der Batterie 100 zu regeln, und kann eine Überladung und andere nachteilige elektrische Bedingungen, die sich auf die Batterie 100 auswirken können, mildern.
Die erste Überstromschutzvorrichtung 160 und die zweite Überstromschutzvorrichtung 165 sind dazu konfiguriert, den elektrischen Strom durch die jeweiligen Zuleitungen 150, 155 zu unterbrechen, und können eine Opfervorrichtung wie z. B. eine Sicherung oder eine schaltbare Vorrichtung wie z. B. einen Stromkreisunterbrecher umfassen. In dieser Weise können die Überstromschutzvorrichtungen 160, 165 das Batterieüberwachungssystem vor einem übermäßigen Strom schützen, der durch elektrische, thermische oder mechanische Missbrauchsbedingungen, die von der Batterie erfahren werden, verursacht werden kann. Das Batterieüberwachungssystem kann auch dazu konfiguriert sein zu erfassen, wenn eine oder beide Überstromschutzvorrichtungen 160, 165 den elektrischen Strom durch die Zuleitungen 150, 155 unterbrochen haben. In einigen Ausführungsformen können die Überstromschutzvorrichtungen 160, 165 ein Element, das aus Kupfer, Silber, Aluminium, Zink oder Legierungen davon besteht und das stabile und vorhersagbare Eigenschaften schafft, umfassen. Die Überstromschutzvorrichtungen 160, 165 können dazu konfiguriert sein, einen speziellen Strom zu führen und den Strom beim Erfahren eines Stromüberschusses schnell zu unterbrechen. Die Überstromschutzvorrichtungen 160, 165 können jedoch so ausgelegt sein, dass der Strom nicht unterbrochen wird, wenn nur unbedeutende Stromspitzen erfahren werden.
In einigen Ausführungsformen umfassen die Überstromschutzvorrichtungen 160, 165 jeweils eine Sicherung, die ein an der Oberfläche montierbares Teil oder eine schmelzbare Leiterbahn auf einer flexiblen gedruckten Leiterplatte (FPCB) sein kann. Die FPCB kann innerhalb des Inneren 115 der Batterie 100 angeordnet werden und ein Abschnitt der FPCB kann an einer Kante befestigt werden, wenn der Behälter 110 der Batterie 100 beispielsweise während der Herstellung abgedichtet wird. Die FPCB kann mit dem Äußeren der Batterie 100 beispielsweise unter Verwendung der Zuleitungen 150, 155 in elektrischer Kommunikation stehen, wie gezeigt. Das Anordnen der Überstromschutzvorrichtungen 160, 165 an einer Kante des Behälters 110 verhindert eine Störung der Elektroden 120, 125 und des Separators 130 der Elektrodenanordnung 105. Die FPCB kann eine leitfähige Verbindung mit einer der Elektroden 120, 125, einer der Laschen 140, 145 oder einem Verbindungselement oder einer internen Zellenschweißstelle, wenn mehrere Elektroden in einer Mehrzellenbatterie verbunden sind (nicht dargestellt), aufweisen. Eine weitere leitfähige Verbindung kann von den FPCBs mit den Zuleitungen 150, 155 hergestellt werden.
Die vorliegende Technologie schafft mehrere Vorteile, um die Haltbarkeit, Qualität und Funktion über verschiedene Batteriesysteme zu steigern. Die Vorteile umfassen das Minimieren der Kosten der Überprüfung für Batterie- und Überwachungssystemkonstruktionen, das Minimieren eines Volumens und einer Konfiguration des Systems und das Optimieren der Batterieüberwachung. Batterie- und Überwachungssystemanordnungen können sich beispielsweise für ein gegebenes System und/oder eine gegebene Fahrzeugkonstruktion häufig ändern, aber die grundlegende Batteriezellenkonstruktion ändert sich nicht so häufig. Durch Integrieren einer Überstromschutzvorrichtung in die Batterie beseitigt es folglich einen Teil der Konstruktionsarbeit beim Verbinden eines Überwachungssystems mit jedem neuen Batteriekonzept, während eine bestätigte und haltbare Erfassungsleitungs-Überwachungsverbindung beibehalten wird.
Beispielausführungsformen sind vorgesehen, so dass diese Offenbarung gründlich ist und den Schutzbereich dem Fachmann auf dem Gebiet vollständig vermittelt. Zahlreiche spezifische Details sind dargelegt, wie z. B. Beispiele von spezifischen Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren, um für ein gründliches Verständnis von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu sorgen. Für den Fachmann auf dem Gebiet ist ersichtlich, dass spezifische Details nicht verwendet werden müssen, dass Beispielausführungsformen in vielen verschiedenen Formen verkörpert sein können und dass sie auch nicht als Begrenzung des Schutzbereichs der Offenbarung aufgefasst werden sollten. In einigen Beispielausführungsformen sind gut bekannte Prozesse, gut bekannte Vorrichtungsstrukturen und gut bekannte Technologien nicht im Einzelnen beschrieben. Äquivalente Änderungen, Modifikationen und Variationen von einigen Ausführungsformen, Materialien, Zusammensetzungen und Verfahren können innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Technologie mit im Wesentlichen ähnlichen Ergebnissen durchgeführt werden.

Claims

Batterie, die umfasst: einen Behälter; eine Elektrodenanordnung, die innerhalb des Behälters angeordnet ist, wobei die Elektrodenanordnung eine erste Elektrode umfasst, eine erste Lasche, die mit der ersten Elektrode elektrisch gekoppelt ist, wobei die erste Lasche den Behälter verlässt; eine erste Überstromschutzvorrichtung, die innerhalb des Behälters angeordnet ist und mit der ersten Elektrode elektrisch gekoppelt ist; und eine erste Zuleitung, die mit der ersten Überstromschutzvorrichtung elektrisch gekoppelt ist, wobei die erste Zuleitung den Behälter verlässt.
Batterie nach Anspruch 1, wobei die erste Überstromschutzvorrichtung mit der ersten Elektrode über die erste Lasche elektrisch gekoppelt ist.
Batterie nach Anspruch 1, wobei: die Elektrodenanordnung ferner eine zweite Elektrode und einen Separator umfasst, der zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet ist; und die Batterie ferner umfasst: eine zweite Lasche, die mit der zweiten Elektrode elektrisch gekoppelt ist, wobei die zweite Lasche den Behälter verlässt; eine zweite Überstromschutzvorrichtung, die innerhalb des Behälters angeordnet ist und mit der zweiten Elektrode elektrisch gekoppelt ist; und eine zweite Zuleitung, die mit der zweiten Überstromschutzvorrichtung elektrisch gekoppelt ist, wobei die zweite Zuleitung den Behälter verlässt.
Batterie nach Anspruch 3, wobei die zweite Überstromschutzvorrichtung mit der zweiten Elektrode über die zweite Lasche elektrisch gekoppelt ist.
Batterie nach Anspruch 3, wobei die erste Elektrode einen negativen Kollektor mit einem negativen aktiven Material umfasst und die zweite Elektrode einen positiven Kollektor mit einem positiven aktiven Material umfasst.
Batterie nach Anspruch 3, wobei der Separator entweder einen Polyethylenfilm, einen Polypropylenfilm oder Kombinationen davon umfasst.
Batterie nach Anspruch 1, die ferner einen Elektrolyten umfasst, der innerhalb des Behälters angeordnet ist, wobei der Elektrolyt ein Lithiumsalz und ein organisches Lösungsmittel umfasst.
Batterie nach Anspruch 7, wobei das Lithiumsalz entweder LiPF₆, LiBF₄ oder LiClO₄ umfasst und das organische Lösungsmittel entweder lineares Carbonat, zyklisches Carbonat oder Kombinationen davon umfasst.
Batterie nach Anspruch 1, wobei die erste Überstromschutzvorrichtung eine Opfervorrichtung umfasst.
Batterie nach Anspruch 1, wobei die erste Überstromschutzvorrichtung eine schaltbare Vorrichtung umfasst.