DE102014013403A1

DE102014013403A1 - Elektrochemische Energiespeicherzelle mit Rahmeneinrichtung

Info

Publication number: DE102014013403A1
Application number: DE102014013403.2A
Authority: DE
Inventors: Matthias Grütze; Christian Zahn
Original assignee: Li Tec Battery GmbH
Current assignee: Li Tec Battery GmbH
Priority date: 2014-09-10
Filing date: 2014-09-10
Publication date: 2016-03-24

Abstract

Elektrochemische Energiespeichereinrichtung mit einer Grund-Rahmeneinrichtung einer gegenüber dieser bewegbaren Ausgleichs-Rahmeneinrichtung, und einer Abdeckeinrichtung. Die Ausgleichs-Rahmeneinrichtung ist so angeordnet, dass diese in Richtung der Hocherstreckung der elektrochemischen Energiespeichereinrichtung gegenüber der Grund-Rahmeneinrichtung bewegbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine galvanische Zelle für eine Batterie, insbesondere einen Akkumulator. Die Erfindung wird im Zusammenhang mit Lithium-Ionen-Batterien zur Versorgung von KFZ-Antrieben beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch unabhängig von der Bauart der Batterie oder unabhängig von der Art des versorgten Antriebs Verwendung finden kann.
Aus dem Stand der Technik sind Akkumulatoren mit mehreren elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen zur Versorgung von KFZ-Antrieben bekannt. Einigen Bauarten ist gemein, dass sich diese, insbesondere in einer Richtung, aufgrund von Erwärmung während des Betriebs beziehungsweise aufgrund von Alterungsprozessen, mehr oder weniger unkontrolliert ausdehnen.
Dieses Problem tritt verstärkt bei sogenannten Coffeebag- oder Pouchzellen auf, da diese eine flache Grundform mit jeweils einer großen Erstreckung in eine Längs- und eine Breitenrichtung aufweisen und eine gegenüber diesen beiden Richtungen kleine Erstreckung in eine, zu der Längs- und Breitenerstreckung senkrechte, Hocherstreckung. Die alterungs- oder temperaturbedingte Ausdehnung wirkt sich überwiegend in dieser Hocherstreckung aus. Die einzelnen Zellen können im gealterten oder erwärmten Zustand eine undefinierte Form aufweisen, da die Dickenänderungen nicht über die gesamte Länge/Breite der Zelle gleichmäßig verlaufen. Dieses Problem kann sich verstärken, wenn mehrere Zellen zu einer Akkumulatorvorrichtung zusammengefasst sind, so wie das zum Antrieb von Kraftfahrzeugen oder generell bei größeren Energiebedarfen der Fall ist. Durch die undefinierte Form der einzelnen Energiespeichereinrichtungen ergeben sich Nachteile beim Betrieb, beispielsweise bei der Kühlung, wenn eine vollflächige Anlage der Zellen/Zellenoberfläche an einem Kühlkörper vorteilhaft ist.
Aus dem Stand der Technik sind elektrochemische Energiespeichereinrichtungen bekannt, welche Einrichtungen zur Beeinflussung der Volumenveränderung dieser aufweisen. Die DE 2009 035 499 A1 weist zu diesem Zweck ein Kompensationselement auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betriebssicherheit einer elektrochemischen Energiespeichereinrichtung zu verbessern, insbesondere deren Volumenveränderung zu beeinflussen.
Das wird erfindungsgemäß durch die Lehre der unabhängigen Ansprüche erreicht. Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine elektrochemische Energiespeichereinrichtung im Sinn der Erfindung weist einen, wenigstens im Wesentlichen, flachen Grundkörper auf. Dieser Grundkörper weist eine Längs- eine Breiten- und eine Hocherstreckung auf dabei sind sowohl die Längs- und die Breitenerstreckung wenigsten doppelt so groß wie oder sehr viel größer als diese Hocherstreckung.
Die erfindungsgemäße elektrochemische Energiespeichereinrichtung weist eine Grund-Rahmeneinrichtung, eine Ausgleichs-Rahmeneinrichtung, eine Abdeckeinrichtung und eine Einrichtung zum Speichern von Energie, insbesondere einen Zellstapel, auf. Dabei weist die Einrichtung zum Speichern von Energie wenigstens eine Anode und eine Kathode auf, vorzugsweise eine Vielzahl von Anoden und Kathoden. Weiter vorzugsweise sind diese Anoden und Kathoden zum einem, wenigstens im Wesentlichen, quaderförmigen Grundkörper gestapelt, wobei die Anoden und Kathoden jeweils durch Trennschichten voneinander getrennt sein können.
Die Ausgleichs-Rahmeneinrichtung ist entlang einer Bewegungsrichtung gegenüber dieser Grund-Rahmeneinrichtung bewegbar. Dabei ist diese Bewegungsrichtung so ausgerichtet, dass diese wenigstens eine Komponente in Richtung der Hocherstreckung der Energiespeichereinrichtung aufweist. Vorzugsweise ist diese Bewegungsrichtung hauptsächlich in der Richtung der Hocherstreckung ausgerichtete oder bevorzugt vollständig, so dass die Ausgleichs-Rahmeneinrichtung für diesen Fall im Wesentlichen in Richtung der Hocherstreckung bewegbar ist.
Im Sinne der Erfindung ist unter „hauptsächlich in einer Richtung” in der Art zu verstehen, dass die Komponente der Bewegung eines dreidimensionalen Bewegungsvektors in diese Richtung jeweils größer ist, als die übrigen, insbesondere die beiden anderen Komponenten des Bewegungsvektors.
Im Sinne der Erfindung ist unter einer im Wesentlichen flachen elektrochemischen Energiespeichereinrichtung eine Einrichtung zu verstehen, welche wenigstens eine Längs- eine Breiten- und eine Hocherstreckung aufweist. Vorzugsweise sind diese Längs- und diese Breitenerstreckung jeweils wenigstens zweimal so groß wie diese Hocherstreckung, bevorzugt mehr als zweimal so groß wie diese Hocherstreckung. Weiter vorzugsweise sind diese Längs- und diese Breitenerstreckung aus einem Bereich von einzelnen Zentimetern, insbesondere von einem 1 cm bis hin zu 50 cm, bevorzugt aus einem Bereich zwischen 5 cm bis 25 cm gewählt. Weiter vorzugsweise ist diese Hocherstreckung aus einem Bereich zwischen wenigen Millimetern und wenigen Zentimetern gewählt, insbesondere aus einem Bereich zwischen 5 mm und 3 cm, bevorzugt zwischen 7 mm und 2 cm. Weiter vorzugsweise weist dieser flache Grundkörper in der Ebene der Längs- und Breitenerstreckung die Form eines Polygons, bevorzugt eines Vierecks auf, weiter vorzugsweise kann dieser flache Grundkörper in dieser Ebene auch eine wenigstens abschnittsweise gekrümmte oder gebogene Form aufweisen, vorzugsweise eine ovale oder bevorzugt eine Kreisrunde Form.
Im Sinne dieser Erfindung sind diese Längs-, diese Breiten- und diese Hocherstreckung als die Ausdehnung entlang der Koordinatenachsen in einem dreidimensionalen kartesischen Koordinatensystems zu verstehen.
Im Sinne der Erfindung ist unter einer Grund-Rahmeneinrichtung eine Einrichtung zu verstehen, welche an der elektrochemischen Energiespeichereinrichtung angeordnet ist und insbesondere einer Speichereinrichtung, insbesondere dem Elektrodenstapel, zusätzliche mechanische Stabilität verleiht. Vorzugsweise umgibt diese Grund-Rahmeneinrichtung diese Speichereinrichtung wenigstens teilweise oder vorzugsweise vollständig.
Dabei ist unter dem „vollständigen umgeben” im Sinne dieser Erfindung zu verstehen, dass diese Grund-Rahmeneinrichtung vorzugsweise in einer Ebene um diese Speichereinrichtung, insbesondere diesen Zellstapel, umläuft. Vorzugsweise weist diese Grund-Rahmeneinrichtung eine ähnliche geometrische Grundform wie ein Fensterrahmen auf, welcher um eine Fensterscheibe umläuft beziehungsweise um diese umgibt.
Im Sinne der Erfindung ist unter einer Ausgleichs-Rahmeneinrichtung eine weitere Einrichtung zu verstehen, welche um diese Speichereinrichtung, wenigstens teilweise oder vorzugsweise vollständig, geschlossen umläuft, bevorzugt verläuft die Ausgleichs-Rahmeneinrichtung wenigstens abschnittsweise oder bevorzugt vollständig parallel zu dieser Grund-Rahmeneinrichtung. Vorzugsweise läuft die Ausgleichs-Rahmeneinrichtung in der gleichen Ebene wie die Grund-Rahmenebene um diese Speichereinrichtung um. Weiter vorzugsweise ist diese Ausgleichs-Rahmeneinrichtung gegenüber dieser Grund-Rahmeneinrichtung bewegbar, vorzugsweise in Richtung der Hocherstreckung.
Im Sinne der Erfindung ist unter einer Abdeckeinrichtung oder einer Umhüllung eine Einrichtung zu verstehen, welche diese Speichereinrichtung vorzugsweise wenigstens teilweise, bevorzugt aber vollständig, gegenüber der die Speichereinrichtung umgebenden Umwelt abschirmt beziehungsweise umhüllt. Vorzugsweise ist diese Abdeckeinrichtung dazu eingerichtet einen unkontrollierten Zutritt von Verunreinigungen aus der Umgebung in die Speichereinrichtung zu verhindern, weiter vorzugsweise ist diese Abdeckeinrichtung dazu eingerichtet einen unkontrollierten Austritt von Inhaltsstoffen dieser Speichereinrichtung in die Umgebung zu verhindern. Weiter vorzugsweise ist unter einer Abdeckeinrichtung eine Folien-Einrichtung zu verstehen, vorzugsweise eine Kunststoff-Folieneinrichtung, wobei auf dieser Kunststoff-Folieneinrichtung, vorzugsweise wenigstens abschnittsweise oder bevorzugt vollständig, eine Barrierenschicht, vorzugsweise ein Metallfilm, aufgebracht ist. Weiter vorzugsweise ist diese Abdeckeinrichtung, insbesondere wegen ihrer dünnen, folienartigen Ausgestaltung, besonders biegsam beziehungsweise leicht verformbar. Weiter vorzugsweise ist diese Abdeckeinrichtung wenigstens abschnittsweise, wenigstens im Wesentlichen, nicht oder bevorzugt nur wenig dehnbar. Ein derartiges Verhalten ist insbesondere von Metallfolien beziehungsweise Aluminiumfolien bekannt, diese sind insbesondere mit geringem Kraftaufwand biegbar/verformbar aber selbst bei größerem Kraftaufwand nur wenig dehnbar.
Im Sinne der Erfindung ist unter einer Speichereinrichtung eine Einrichtung zu verstehen, in welcher elektrisch zugeführte Energie in chemischgebundener Form speicherbar ist, beziehungsweise aus welcher elektrische Energie abführbar ist. Vorzugsweise ist unter einer Speichereinrichtung eine Zellstapel-Einrichtung zu verstehen. Weiter vorzugsweise weist eine derartige Speichereinrichtung wenigstens eine Anode und wenigstens eine Kathode, vorzugsweise eine Vielzahl von Anoden und Kathoden auf. Weiter vorzugsweise sind diese Anoden und diese Kathoden mittels einer Membranschicht voneinander getrennt. Weiter vorzugsweise sind diese Anoden und diese Kathoden derart aufeinander gestapelt, dass sich ein Stapel dieser als quaderförmiger Grundkörper ergibt. Weiter vorzugsweise ist eine Speichereinrichtung im Sinne dieser Erfindung als ein Stapel von Lithiumionenanoden und -kathoden zu verstehen. Weiter vorzugsweise ist diese Speichereinrichtung als ein Zellenstapel einer Coffeebag- beziehungsweise Pouchzelle, vorzugsweise in Lithiumionenbauweise, ausgestaltet.
Insbesondere bei einer Dickenänderung des Zellstapels, also insbesondere bei einer Änderung der Ausdehnung der Energiespeichereinrichtung in Richtung der Hocherstreckung, übt die Speichereinrichtung auf die Abdeckeinrichtung eine – betrachtet ausgehend von der Speichereinrichtung – von innen nach außen gerichtete, erste Kraftwirkung aus. Die Energiespeichereinrichtung ist, insbesondere im Bereich innerhalb der Abdeckeinrichtung, evakuiert beziehungsweise der Luftdruck ist in diesem Bereich gegenüber dem Umgebungsluftdruck verringert. Hierdurch übt der Umgebungsluftdruck auf den Inhalt der Energiespeichereinrichtung, also insbesondere auf die Einrichtung zum Speichern von Energie beziehungsweise den Zellstapel, eine zweite Kraftwirkung von außen nach innen aus. Dabei ist diese zweite Kraftwirkung der ersten Kraftwirkung entgegengerichtet.
Insbesondere mittels der Ausgleichs-Rahmeneinrichtung, welche die Abdeckeinrichtung kontaktiert, ist erreichbar, dass die erste Kraftwirkung zu keiner wesentlich Deformation oder anders ausgedrückt zu keiner Unebenheit der Umhüllung im Bereich innerhalb der Ausgleichs-Rahmeneinrichtung (bezogen auf die Längs- und Breitenerstreckung) führt.
Unter einer „nicht wesentlichen Deformation” ist im Sinne der Erfindung eine Verformung der Abdeckeinrichtung, innerhalb des genannten Bereichs, in Richtung der ersten Kraftwirkung von weniger als 1 mm, bevorzugt weniger als 0,5 mm und besonders bevorzugt weniger als 0,1 mm zu verstehen. Weiter ist anzumerken, dass die erfindungsgemäße Gestaltung insbesondere dazu führt, dass sich die Abdeckeinrichtung im Bereich der Speichereinrichtung im Wesentlichen als ebene Fläche verformt, dass also nicht jede lokal begrenzte Änderung der Hocherstreckung der Speichereinrichtung zu eine ebenso lokal begrenzten Deformation der Abdeckeinrichtung in diesem Bereich führt.
Insbesondere durch diese Art der Verformung der elektrochemischen Energiespeichereinrichtung ist diese besser handhabbar und damit wird die Betriebssicherheit einer derartigen Einrichtung erhöht.
Es ist dadurch ermöglicht, dass eine erfindungsgemäße Energiespeichereinrichtung einen möglicherweise zur Kühlung dieser angebrachten Kühlkörper, sowohl im gealterten, wie auch im nicht gealterten Zustand flächig kontaktiert, so dass die Kühlwirkung und die Betriebssicherheit mittels einer erfindungsgemäßen Energiespeichereinrichtung erhöhbar sind.
Nachfolgend werden zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung beschrieben.
Vorteilhaft sind die Ausgleichs-Rahmeneinrichtung und die Abdeckeinrichtung in einem Abdeck-Ausgleichs-Verbindungsbereich miteinander verbunden. Vorzugsweise sind diese Ausgleichs-Rahmeneinrichtung und diese Abdeckeinrichtung in einem Abdeck-Ausgleichs-Verbindungsbereich kraftschlüssig, bevorzugt formschlüssig und besonders bevorzugt stoffschlüssig miteinander verbunden. Weiter vorzugsweise sind diese Ausgleichs-Rahmeneinrichtung und diese Abdeckeinrichtung mittels einer Kombination aus wenigstens zwei der zuvor genannten Verbindungsarten miteinander verbunden. Weiter vorzugsweise ist unter dem kraftschlüssigen Verbinden zu verstehen, dass diese Abdeckeinrichtung an dieser Ausgleichs-Rahmeneinrichtung mittels einer Klemmkrafteinrichtung bzw. einer Klemmkraft gehalten wird. Weiter vorzugsweise ist unter dem formschlüssigen Halten dieser Abdeckeinrichtung an der Ausgleichs-Rahmeneinrichtung zu verstehen, dass diese mittels wenigstens eines Verbindungselements befestigt ist, vorzugsweise mittels wenigstens einer Schraube, bevorzugt wenigstens eines Niets oder besonders bevorzugt mittels wenigstens eines Stiftes. Weiter vorzugsweise ist unter dem stoffschlüssigen Verbinden dieser Ausgleichs-Rahmeneinrichtung mit dieser Abdeckeinrichtung zu verstehen, dass diese vorzugsweise mittels eines Klebemediums miteinander verbunden sind, bevorzugt miteinander verschweißt sind oder besonders bevorzugt einstückig miteinander ausgebildet sind. Dabei ist unter dem Schweißen vorzugsweise zu verstehen, dass entweder diese Ausgleichs-Rahmeneinrichtung oder diese Abdeckeinrichtung oder beide Einrichtungen wenigstens in Ihrem Berührbereich erwärmt werden und vorzugsweise mittels zusätzlich aufgebrachten Kraftwirkung zusammengefügt werden.
Insbesondere durch eine sichere Verbindung dieser Ausgleichs-Rahmeneinrichtung mit dieser Abdeckeinrichtung in diesem Abdeck-Ausgleichs-Verbindungsbereich ist erreichbar, dass die Abdeckeinrichtung gegenüber der Ausgleichs-Rahmeneinrichtung im Wesentlichen unbeweglich aufgenommen ist, und somit ist eine besonders geringe Deformation der Abdeckeinrichtung aufgrund von Alterungsvorgängen in dieser Speichereinrichtung erreichbar.
Vorzugsweise sind diese Grund-Rahmeneinrichtung und diese Abdeckeinrichtung in einem Abdeck-Grund-Verbindungsbereich kraftschlüssig, bevorzugt formschlüssig und besonders bevorzugt stoffschlüssig miteinander verbunden. Weiter vorzugsweise sind diese Grund-Rahmeneinrichtung und diese Abdeckeinrichtung mittels einer Kombination aus wenigstens zwei der zuvor genannten Verbindungsarten miteinander verbunden. Weiter vorzugsweise umfasst das kraftschlüssig Verbunden sein, dass diese Abdeckeinrichtung an dieser Grund-Rahmeneinrichtung mittels einer Klemmkrafteinrichtung bzw. einer Klemmkraft gehalten wird. Weiter vorzugsweise umfasst das formschlüssig Verbunden sein der Abdeckeinrichtung mit der Grund-Rahmeneinrichtung, dass diese mittels eines Verbindungselements verbunden sind, vorzugsweise mittels wenigstens einer Schraube, bevorzugt mittels wenigstens eines Niets oder besonders bevorzugt mittels wenigstens eines Stiftes. Weiter vorzugsweise umfasst das stoffschlüssige Verbinden dieser Grund-Rahmeneinrichtung mit dieser Abdeckeinrichtung, dass diese vorzugsweise mittels eines Klebemediums miteinander verbunden sind, bevorzugt miteinander verschweißt sind oder besonders bevorzugt einstückig miteinander ausgebildet sind. Dabei umfasst das Schweißen, dass entweder diese Grund-Rahmeneinrichtung oder diese Abdeckeinrichtung oder beide Einrichtungen wenigstens in einem Berührbereich, vorzugsweise im Abdeck-Grund-Verbindungsbereich erwärmt werden und vorzugsweise mittels einer Kraftwirkung zusammengefügt werden.
Insbesondere durch eine sichere Verbindung dieser Grund-Rahmeneinrichtung mit dieser Abdeckeinrichtung in diesem Abdeck-Grund-Verbindungsbereich ist erreichbar, dass die Abdeckeinrichtung die Speicherreinrichtung besonders sicher gegenüber der Umwelt abschirmt und somit die Alterungseffekte verringert werden und geringer Deformation der Abdeckeinrichtung aufgrund von Alterungsvorgängen in dieser Speichereinrichtung auftreten.
Vorteilhaft ist die Ausgleichs-Rahmeneinrichtung wenigstens teilweise, bezogen auf die Längen- und die Breitenerstreckung, innerhalb der Grund-Rahmeneinrichtung angeordnet. Vorzugsweise ist die Ausgleichs-Rahmeneinrichtung vollständig, bezogen auf die Längen- und die Breitenerstreckung, innerhalb der Grund-Rahmeneinrichtung angeordnet. Weiter vorzugsweise ist der Abdeck-Ausgleichs-Verbindungsbereich, bezogen auf diese Längen- und diese Breitenerstreckung, wenigstens teilweise, bevorzugt vollständig, innerhalb dieser Grund-Rahmeneinrichtung angeordnet.
Insbesondere durch diese Art der Anordnung ist eine besonders platzsparende und damit betriebssichere elektrochemische Energiespeichereinrichtung darstellbar.
Vorteilhaft weist die Abdeckeinrichtung im Bereich zwischen diesem Abdeck-Grund-Verbindungsbereich und diesem Abdeck-Ausgleichs-Verbindungsbereich, vorzugsweise bezogen auf diese Längen- und diese Breitenerstreckung, einen von einer Verbindungsgeraden beziehungsweise Verbindungsebene abweichenden Verlauf auf. Vorzugsweise weist die Abdeckeinrichtung in diesen Bereich einen gezackten Verlauf, vorzugsweise mit einer, bevorzugt mit einer Vielzahl von Unstetigkeiten (Zacken) auf. Weiter vorzugsweise weist die Abdeckeinrichtung in diesen Bereich einen gebogenen bzw. gekrümmten Verlauf, vorzugsweise mit einer, bevorzugt mit einer Vielzahl von Krümmungen, auf. Vorzugsweise weist die Abdeckeinrichtung beziehungsweise Umhüllung in diesem Bereich eine oder bevorzugt mehrere Falten auf.
Insbesondere durch eine derartige Gestaltung der Abdeckeinrichtung in diesem Bereich, weist die Abdeckeinrichtung dort eine faltenbalg- oder ziehharmonikamäßige Gestalt auf, insbesondere hierdurch ist eine einfache Bewegbarkeit der Ausgleichs-Rahmeneinrichtung gegenüber der Grund-Rahmeneinrichtung, insbesondere in Richtung der Hocherstreckung, gewährleistet und damit ist eine elektrochemische Energiespeichereinrichtung mit verbesserter Betriebssicherheit darstellbar.
Weiter vorteilhaft erstreckt sich dieser abweichende Verlauf der Abdeckeinrichtung in Richtung der Hocherstreckung der elektrochemischen Energiespeichereinrichtung, vorzugsweise wenigstens abschnittsweise, zwischen dieser Grund-Rahmeneinrichtung und dieser Ausgleichs-Rahmeneinrichtung. Insbesondere durch eine derartige Erstreckung ist dieser mechanisch empfindliche Bereich der Abdeckeinrichtung durch die beiden Rahmeneinrichtungen vor schädlichen Einflüssen geschützt und damit ist eine verbesserte elektrochemische Energiespeichereinrichtung darstellbar. Ich 33
Vorteilhaft weist diese Grund-Rahmeneinrichtung einen elektrisch nichtleitenden Werkstoff auf. Vorzugsweise weist diese Grund-Rahmeneinrichtung wenigstens abschnittsweise, wenigstens im Wesentlichen, einen solchen elektrisch nicht leitenden Werkstoff auf. Weiter vorzugsweise besteht die Grund-Rahmeneinrichtung wenigstens abschnittsweise aus einem solchen elektrisch nicht leitenden Werkstoff oder besteht wenigstens im Wesentlichen aus einem solchen Werkstoff. Insbesondere durch die Wahl eines derartigen Werkstoffes kann die stromführende Speichereinrichtung besonders sicher von der die elektrochemische Energiespeichereinrichtung umgebenden Umwelt abgeschirmt werden, damit ist eine betriebssichere elektrochemische Energiespeichereinrichtung darstellbar.
Vorteilhaft weist diese Ausgleichs-Rahmeneinrichtung einen elektrisch nichtleitenden Werkstoff auf. Vorzugsweise weist diese Ausgleichs-Rahmeneinrichtung wenigstens abschnittsweise, wenigstens im Wesentlichen, einen solchen elektrisch nichtleitenden Werkstoff auf. Weiter vorzugsweise besteht die Ausgleichs-Rahmeneinrichtung wenigstens abschnittsweise aus einem solchen elektrisch nichtleitenden Werkstoff oder besteht vorzugsweise, wenigstens im Wesentlichen, aus einem solchen Werkstoff. Insbesondere durch die Wahl eines derartigen Werkstoffes kann die elektrisch aktive Speichereinrichtung besonders sicher von der die elektrochemische Energiespeichereinrichtung umgebenden Umwelt abgeschirmt werden, damit ist eine betriebssichere elektrochemische Energiespeichereinrichtung darstellbar.
Vorteilhaft ist dieser elektrisch nichtleitende Werkstoff aus einer bestimmten Gruppe von Werkstoffen ausgewählt. Vorzugsweise weist diese Gruppe wenigstens folgende Werkstoffe/Werkstoffarten auf:

– Faserverbundwerkstoffe,
– Kunststoffe,
– Metallwerkstoffe, vorzugsweise elektrisch isolierend beschichtete Metallwerkstoffe.

Vorzugsweise sind unter Faserverbundwerkstoffen im obengenannten Sinn Werkstoffe zu verstehen, welche einen Matrixwerkstoff und vorzugsweise in diesem Matrixwerkstoff eingebettete Verstärkungsfasern aufweisen. Weiter vorzugsweise ist dieser Matrixwerkstoff ein elektrisch isolierender Werkstoff, wie vorzugsweise Kunststoff oder bevorzugt Epoxidharz. Vorzugsweise weisen diese Verstärkungsfasern ebenfalls einen elektrisch isolierenden Werkstoff als einen Bestandteil auf oder bestehen aus einem solchen. Weiter vorzugsweise weisen die Verstärkungsfasern als einen Bestandteil, Aramid, bevorzugt Glas oder besonders bevorzugt Kunststoffe auf, bzw. bestehen aus diesem.
Vorzugsweise sind unter Kunststoffen im oben genannten Sinn thermoplastische Kunststoffe zu verstehen, weiter vorzugsweise auch andere Arten von Grundstoffen wie ABS-Kunststoffe oder PP-, PE-Kunststoffe.
Vorzugsweise sind unter Metallwerkstoffen im oben genannten Sinn, insbesondere elektrisch isolierend beschichteten Metallwerkstoffe, vorzugsweise Gusswerkstoffe, bevorzugt Stahlwerkstoffe und besonders bevorzugt Aluminiumwerkstoffe zu verstehen. Weiter vorzugsweise weisen derartige Werkstoffe, wenigstens bereichsweise, einen elektrisch isolierenden Überzug, insbesondere einen Kunststoffüberzug, vorzugsweise eine Lackierung oder bevorzugt eine Kunststoffbeschichtung auf.
Vorteilhaft weist die Grund-Rahmeneinrichtung wenigstens einen Rahmenschenkel auf. Weiter vorzugsweise weist dieser Rahmenschenkel eine, wenigstens abschnittsweise, senkrecht zu der Längs- oder der Breitenerstreckung ausgerichtete Querschnittsfläche auf. Weiter vorzugsweise weist die Grund-Rahmeneinrichtung einen, wenigstens abschnittsweise oder vorzugsweise vollständig, gekrümmten, vorzugsweise oval oder bevorzugt kreisrund gekrümmten Verlauf auf. Vorzugsweise weist diese Querschnittsfläche ein Polygon, vorzugsweise mit gerundeten, bevorzugt mit scharfkantigen Übergängen, als Außenkontur auf. Vorzugsweise weist diese Querschnittsfläche ein Rechteck oder Quadrat als Außenkontur auf. Weiter vorzugsweise weist diese Querschnittsfläche, wenigstens im Wesentlichen, eine T-förmige Außenkontur, bevorzugt eine L-förmige Außenkontur auf. Weiter vorzugsweise weist diese Querschnittsfläche innerhalb dieser Außenkontur eine Ausnehmung auf, so dass diese Rahmeneinrichtung, wenigstens abschnittsweise, eine röhrenartige Gestalt beziehungsweise die Gestalt eines Hohlkörpers, aufweist.
Weiter vorzugsweise sind Abmessungen bei einem T-förmigen beziehungsweise L-förmigen Querschnitt wenigstens abschnittsweise an eine Außenkontur einer Querschnittsfläche eines Rahmenschenkels der Ausgleichsrahmeneinrichtung angepasst. Vorzugsweise sind die Querschnitte der Art aneinander angepasst, dass sich ein L-förmiger oder T-förmiger Querschnitt der Grund- oder der Ausgleichsrahmeneinrichtung mit dem oder den Querschnitten der anderen Rahmeneinrichtungen zu einem Quadrat- oder einem Rechteck ergänzt, wobei dieses Quadrat oder Rechteck vorzugsweise eine randoffene Ausnehmung aufweist.
Vorteilhaft weist die Grund-Rahmeneinrichtung wenigstens zwei parallel zueinander ausgerichtete Rahmenschenkel auf. Weiter vorzugsweise weist die Grund-Rahmeneinrichtung einen, wenigstens abschnittsweise oder vorzugsweise vollständig, gekrümmten, vorzugsweise oval oder bevorzugt kreisrund gekrümmten Rahmenschenkel auf. Weiter vorzugsweise weist die Grund-Rahmeneinrichtung vier, vorzugsweise jeweils paarweise parallel zueinander ausgerichtete, Rahmenschenkel auf.
Vorteilhaft läuft die Grund-Rahmeneinrichtung geschlossen um die Speichereinrichtung um. Vorzugsweise weist die Grund-Rahmeneinrichtung eine oder mehrere Ausnehmungen auf. Derartige Ausnehmungen sind insbesondere so ausgestaltet, dass beispielsweise Stromableiter durch die Grund-Rahmeneinrichtung hindurch oder an dieser vorbeiführbar sind. Insbesondere durch eine in der beschriebenen Art gestaltete Grund-Rahmeneinrichtung ist eine besonders stabile Grund-Rahmeneinrichtung darstellbar und so ist eine besonders betriebssichere elektrochemische Energiespeichereinrichtung erreichbar.
Vorteilhaft weist die Ausgleichs-Rahmeneinrichtung wenigstens abschnittsweise eine senkrecht zur Längs- oder Breitenerstreckung ausgerichtete Querschnittsfläche auf. Weiter vorzugsweise weist die Ausgleichs-Rahmeneinrichtung einen, wenigstens abschnittsweise oder vorzugsweise vollständig, gekrümmten, vorzugsweise oval oder bevorzugt kreisrund gekrümmten Verlauf auf.
Vorzugsweise weist diese Querschnittsfläche ein Polygon, vorzugsweise mit gerundeten, bevorzugt mit scharfkantigen Übergängen, als Außenkontur auf.
Vorzugsweise weist diese Querschnittsfläche ein Rechteck oder Quadrat vorzugsweise einen Kreis oder bevorzugt ein Oval als Außenkontur auf. Weiter vorzugsweise weist diese Querschnittsfläche innerhalb dieser Außenkontur eine Ausnehmung auf, so dass diese Rahmeneinrichtung, wenigstens abschnittsweise, eine röhrenartige Gestalt aufweist.
Vorteilhaft weist die Ausgleichs-Rahmeneinrichtung wenigstens zwei parallel zueinander ausgerichtete Rahmenschenkel auf. Weiter vorzugsweise weist die Ausgleichs-Rahmeneinrichtung einen, wenigstens abschnittsweise oder vorzugsweise vollständig, gekrümmten, vorzugsweise oval oder bevorzugt kreisrund gekrümmten Rahmenschenkel auf. Weiter vorzugsweise weist die Ausgleichs-Rahmeneinrichtung vier, vorzugsweise jeweils paarweise parallel zueinander ausgerichtete, Rahmenschenkel auf.
Insbesondere durch die beschriebene Art der Ausgestaltung dieser Rahmeneinrichtung sind besonders stabile und insbesondere auch leichte Rahmeneinrichtungen darstellbar. Somit ist eine besonders betriebssichere elektrochemische Energiespeichereinrichtung darstellbar.
Vorteilhaft läuft die Ausgleichs-Rahmeneinrichtung geschlossen um die Speichereinrichtung um. Vorzugsweise weist die Ausgleichs-Rahmeneinrichtung eine oder mehrere Ausnehmungen auf. Diese Ausnehmungen sind vorzugsweise so gestaltet, dass durch diese Stromableiter durch oder an der Ausgleichs-Rahmeneinrichtung vorbeiführbar sind. Dabei orientiert sich die Form dieser Ausnehmungen vorzugsweise an einem Querschnitt der Stromableiter.
Insbesondere durch eine in der beschriebenen Art gestaltete Ausgleichs-Rahmeneinrichtung ist eine besonders stabile Ausgleichs-Rahmeneinrichtung darstellbar und so ist eine besonders betriebssichere elektrochemische Energiespeichereinrichtung erreichbar.
Ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen elektrochemischen Energiespeichereinrichtung weist wenigstens die Schritte auf:

– Einsetzen der Ausgleichs-Rahmeneinrichtung in die Grund-Rahmeneinrichtung und
– Verbinden der Abdeckeinrichtung beziehungsweise der Umhüllung mit wenigstens der Grund-Rahmeneinrichtung oder der Abdeck-Rahmeneinrichtung oder mit beiden.

Vorzugsweise können diese Verfahrensschritte in beliebiger Reihenfolge und bevorzugt gleichzeitig durchgeführt werden.
Vorzugsweise geschieht das Verbinden der Abdeckeinrichtung mit wenigstens dieser Grund-Rahmeneinrichtung oder wenigstens dieser Abdeck-Rahmeneinrichtung mittels eines Klebe- und oder eines Schweißverfahrens. Vorzugsweise wird bei diesen Verfahren ein Zusatzwerkstoff zugeführt, bevorzugt wird kein Zusatzwerkstoff zugeführt. Weiter vorzugsweise geschieht das Verbinden der Abdeckeinrichtung mit der Grund- und der Ausgleichs-Rahmeneinrichtung in einem gemeinsamen Verfahrensschritt.
Eine Akkumulatorvorrichtung weist wenigstens eine erste und eine weitere erfindungsgemäße Energiespeichereinrichtung auf. Des Weiteren weist eine Akkumulatorvorrichtung eine Gehäuseeinrichtung auf.
Im Sinne der Erfindung ist unter einer Gehäuseeinrichtung eine Einrichtung zu verstehen, welche wenigstens diese erste Energiespeichereinrichtung und diese zweite Energiespeichereinrichtung in mechanischem Sinn zusammenfasst, beziehungsweise äußere mechanische Einflüsse von diesen abhält beziehungsweise abmindert.
Weiter vorzugsweise weist die Akkumulatorvorrichtung eine elektrische Schaltung zum elektrischen Zusammenfassen wenigstens einer ersten Energiespeichereinrichtungen mit wenigstens einer weiteren Energiespeichereinrichtung auf. Weiter vorzugsweise weist die Akkumulatorvorrichtung eine elektrische Schaltungseinrichtung auf, vorzugsweise zum Steuern eines Lade- beziehungsweise Entladevorgangs.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren.
Es zeigt:
1: drei unterschiedliche Ansichten einer elektrochemischen Energiespeichereinrichtung,
2: sechs Varianten einer Ausgleichs-/Grund-Rahmeneinrichtung jeweils in der gleichen Schnittdarstellung,
3: zwei Ansichten einer weiteren Grundform der Energiespeichereinrichtung.
1 zeigt eine elektrochemische Energiespeichereinrichtung – Pouchzelle – in drei unterschiedlichen Ansichten. 1 zeigt eine Draufsicht der erfindungsgemäßen elektrochemischen Energiespeichereinrichtung 1. Dabei ist der elektrochemische aktive Teil 3, also der Lithium Ionen Zellstapel, vollständig von einer folienartigen Umhüllung 2, welche auch als Abdeckeinrichtung bezeichnet werden kann, gegenüber der den Zellstapel umgebenden Umwelt abgedeckt. Der Zellstapel 3 ist umlaufende vollständig von einer Grund-Rahmeneinrichtung 4a umgeben. Weiter weist die elektrochemische Energiespeichereinrichtung 1 zwei Ausgleichs-Rahmeneinrichtungen 4b auf. Die Querschnitte der Grund-Rahmeneinrichtung 4a und der Ausgleich-Rahmeneinrichtungen 4b ergänzen sich dabei so, dass sich ein rechteckiger Querschnitt mit einer Ausnehmung – zur Aufnahme einer Folienfalte – ergibt. Diese Ausgleichs-Rahmeneinrichtungen 4b sind entlang der Bewegungsrichtungen 8 in Richtung der Hocherstreckung 7 beweglich gegenüber der Grund-Rahmeneinrichtung 4a.
Die elektrochemische Energiespeichereinrichtung 1 weist einen im Wesentlichen quaderförmigen flachen Grundkörper auf, welcher in einer Ebene eine Breitenerstreckung 6, eine Längserstreckung 5 sowie senkrecht zu diesen beiden Erstreckungen, eine Hocherstreckung 7 aufweist.
Die Querschnittsfläche 4a1 der Grund-Rahmeneinrichtung 4a weist eine T-förmig Gestalt auf. Dabei orientiert sich die T-Form an der Ausgleichs-Rahmeneinrichtung 4b beziehungsweise an deren Querschnittsflächen 4b1. Die zusammengesetzten Rahmeneinrichtungen, vorliegend also Grund- und zweimal Ausgleichs-Rahmeneinrichtung ergeben, wie zuvor beschrieben, in der Schnittdarstellung A-A der 1c einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt.
2 zeigt unterschiedliche Ausgestaltungen der Rahmeneinrichtung in einer Ansicht, wie diese der Schnittdarstellung A-A der 1c entspricht. Dabei zeigen 2a) eine T-förmige Grund-Rahmeneinrichtung 4a mit zwei rechteckigförmige Ausgleichs-Rahmeneinrichtungen 4b. Die Umhüllung 2 wölbt sich in eine Ausnehmung 9, welche sich zwischen der Ausgleichs-Rahmeneinrichtung 4b und der Grund-Rahmeneinrichtung 4a ergibt und bildet dabei eine Folienfalte 2A aus.
Diese Falte der Umhüllung 10 ermöglicht letztlich die Beweglichkeit der Ausgleichs-Rahmeneinrichtung 4b gegenüber der Grund-Rahmeneinrichtung 4a. Ändert sich die Dicke der Speichereinrichtung 3 aufgrund von Alterungsprozessen oder aufgrund einer Erwärmung während des Betriebs, so bewegt sich eine oder beide Ausgleichs-Rahmeneinrichtungen 4b in Bewegungsrichtung 8. Dadurch dass die Umhüllung 2 praktisch keine Längsdehnung zulässt, bleibt die Oberfläche der Energiespeichereinrichtung, im Bereich innerhalb (bezogen auf die Längs- und Breitenerstreckung) der Ausgleichs-Rahmeneinrichtung, eben und es kommt zu keiner nennenswerten Verwölbung/Unebenheit dieses Flächenabschnitts. In der Variante (2a) der Rahmeneinrichtungen liegen die Ausgleichs-Rahmeneinrichtungen 4b auf der Grund-Rahmeneinrichtung 4a auf. Dabei liegen diese derart auf, dass sich diese in Richtung der Hocherstreckung kontaktieren.
Die Umhüllung 2 ist jeweils mit der Grund- 4a und der Ausgleichs-Rahmeneinrichtung 4b in dem jeweiligen Verbindungsbereich 11/12 verschweißt. Durch diese Verbindung kann die Umhüllung gegenüber den Rahmeneinrichtungen jeweils nicht verrutschen. Der Zellenstapel 3 ist, insbesondere um Zutritt/Austritt von/zu der Energiespeichereinrichtung zu verhindern, von den Rahmeneinrichtungen 4a/4b sowie von der Umhüllung 2 umgeben.
Die nachfolgenden Figuren b) bis f) sind weitgehend ähnlich zu der in Figur a) dargestellten Variante, so dass nachfolgend weitestgehend auf Unterschiedlichkeiten zwischen den Varianten eingegangen wird. Es wird darauf hingewiesen, dass auch eine Kombination von Merkmalen aus einzelnen Figuren möglich ist, selbst wenn diese hier nicht dargestellt sind.
Die in 2b) dargestellte Variante einer elektrochemischen Energiespeichereinrichtung zeigt eine Schnittdarstellung der Rahmeneinrichtungen 4a/4b, in welcher die Ausgleichs-Rahmeneinrichtungen 4b nicht auf der Grund-Rahmeneinrichtung 4a aufliegen, sondern gegenseitig aufeinander aufliegen. Die Ausgleichs-Rahmeneinrichtungen 4b und die Grund-Rahmeneinrichtung 4a bilden eine Ausnehmung 9 in welche sich die Umhüllung 2 mit einer Falte 10 wölbt. Mittels dieser Umhüllungsfalte 10 ist eine Beweglichkeit der Ausgleichs-Rahmeneinrichtungen 4b gegenüber der Grund-Rahmeneinrichtungen 4a ermöglicht.
Die in 2c) dargestellte Variante einer elektrochemischen Energiespeichereinrichtung zeigt eine Schnittdarstellung der Rahmeneinrichtungen 4a/4b, dabei weisen die Rahmeneinrichtungen 4b jeweils eine L-förmige Gestalt des Querschnitts auf. Die Grund-Rahmeneinrichtung 4a weist eine im Wesentlichen rechteck- beziehungsweise trapezförmige Gestalt auf. Die Ausgleichs-Rahmeneinrichtungen 4b liegen aufeinander auf und bilden gemeinsam mit der Grund-Rahmeneinrichtung 4a eine Ausnehmung 9 aus, in diese Ausnehmung 9 wölbt sich die Umhüllung 2 mit einer Falte 10. Die Umhüllung 2 ist in den Verbindungsbereichen 11/12 mit der jeweiligen Rahmeneinrichtung stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt. Dadurch kann die Umhüllung 2 weder in Richtung der Längs- noch der Breitenerstreckung gegenüber der jeweiligen Rahmeneinrichtung verrutschen.
Die in 2d) dargestellte Variante einer elektrochemischen Energiespeichereinrichtung zeigt eine Variante mit nur einseitig angeordneter Ausgleichs-Rahmeneinrichtung 4b und einer Grund-Rahmeneinrichtung 4a. Die Umhüllung 2 ist in den Verbindungsbereichen 11/12 mit den jeweiligen Rahmeneinrichtungen verschweißt. Die Ausgleichs-Rahmeneinrichtung 4b und die Grund-Rahmeneinrichtung 4a bilden eine Ausnehmung 9 aus, in diese Ausnehmung 9 wölbt sich die Umhüllung 2 mit einer Falte 10. Die Ausgleichs-Rahmeneinrichtung mit der Umhüllung 2 kann Änderungen der Speichereinrichtung 3 in Höhenrichtung ausgleichen.
Die in 2e) dargestellte Variante einer elektrochemischen Energiespeichereinrichtung zeigt eine Variante mit zwei Ausgleichs-Rahmeneinrichtung 4b und einer Grund-Rahmeneinrichtung 4a. Dabei weist die Umhüllung im Bereich 14, diese entspricht dem Bereich der Falte 10 in den 2a) bis 2d) keine Falte auf, sondern verläuft vielmehr geradlinig. Im Bereich 14 ist eine Dehnbarkeit der Umhüllung 2 vorgesehen. Eine derartige Dehnbarkeit ist vorzugsweise dadurch erreichbar, dass die Umhüllung 2 in diesem Bereich 14 insbesondere keine metallische Siegelschicht aufweist oder bevorzugt eine geringere Dicke aufweist oder besonders bevorzugt als einen Bestandteil einen elastischen Werkstoff oder aus diesem besteht.
Die in 2f) dargestellte Variante weist einerseits eine Klemmeinrichtung 13 zum Befestigen der Umhüllung 2 auf der Grund-Rahmeneinrichtung 4a auf. Dabei bildet die Umhüllung 2 mit der Grund-Rahmeneinrichtung 4a einen Verbindungsbereich 11 aus. Die Klemmeinrichtung kann so ausgestaltet sein, dass ein Nachrutschen der Umhüllung 2 ermöglicht ist, d. h. kommt es zu einer Bewegung der Ausgleichs-Rahmeneinrichtungen 4b gegenüber der Grund-Rahmeneinrichtung 4a, gleitet die Umhüllung 2 unter der Klemmeinrichtung 13 ein Stück nach. Andererseits ist der Querschnitt der Ausgleichs-Rahmeneinrichtung 4b kreisrund gestaltet. Die Umhüllung 2 ist im Verbindungsbereich 12 mit der Ausgleichs-Rahmeneinrichtung verschweißt.
3 zeigt, abweichend von 1, eine kreisrunde elektrochemische Energiespeichereinrichtung mit einer Längs- 5 und einer Breitenerstreckung 6 und einer Hocherstreckung 7, wobei sich eine Dickenänderung – insbesondere aufgrund von Alterungserscheinungen und aufgrund von Wärmedehnung – im Wesentlichen in einer Zunahme dieser Hochstreckung 7 auswirkt. Es hat sich gezeigt, dass im Wesentlichen sämtliche Merkmale, insbesondere die Querschnittsgestaltung und weitere in 2a) bis 2f) dargestellte Merkmale, unabhängig von er Grundform (1 und 3) anwendbar sind.
4 verdeutlicht den Verfahrensablauf bei der Herstellung einer derartigen elektrochemischen Energiespeichereinrichtung.
4a) zeigt eine Speichereinrichtung 3, welche von der Grund-Rahmeneinrichtung 4a, in Bezug auf seine Längs- 5 und seine Breitenerstreckung 6 umgeben ist. Durch Ausnehmungen in der Grund-Rahmeneinrichtung 4a sind wenigstens zwei Stromableiter 15 geführt, diese sind dazu eingerichtet, dass die Speichereinrichtung 3 von außen elektrisch kontaktierbar ist.
In einem Verfahrensschritt – dargestellt in 4b) – werden in die Grund-Rahmeneinrichtung 4a zwei Ausgleichs-Rahmeneinrichtungen 4b eingebracht.
Diese sind gegenüber der Grund-Rahmeneinrichtung 4b in der Bewegungsrichtung 8 bewegbar.
In einem weiteren Verfahrensschritt – dargestellt in 4c) – wird die Umhüllung/Abdeckeinrichtung 2 an die Speichereinrichtung 3 sowie an die Grund- 4a und Ausgleichs-Rahmeneinrichtung 4b angebracht, so dass die Umhüllung 2 diese umschließt, wobei die Stromableiter 15 weiter aus der Umhüllung ragen. Wenn die Umhüllung 2 an den Rahmeneinrichtungen 4a/4b angebracht wird, wird diese mit dieser, wenigstens abschnittsweise, stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt.
4d) zeigt eine versiegelte Pouchzelle 1, bei welcher die Stromableiter 15 aus der Umhüllung 2 herausragen, wobei die Umhüllung 2 mit den Grund- und Ausgleichs-Rahmeneinrichtungen verschweißt ist und die Ausgleichs-Rahmeneinrichtung gegenüber der Grund-Rahmeneinrichtung beweglich ist.
Bezugszeichenliste

1: Elektrochemische Energiespeichereinrichtung
2: Umhüllung
3: Einrichtung zum Speichern von Energie/Zellenstapel
4a: Grund-Rahmeneinrichtung
4a1: Querschnittsfläche der Grund-Rahmeneinrichtung
4b: Ausgleiches-Rahmeneinrichtung
4b1: Querschnittsfläche der Ausgleichs-Rahmeneinrichtung
5: Längserstreckung
6: Breitenerstreckung
7: Höhenerstreckung
8: Bewegungsrichtung der Ausgleichs-Rahmeneinrichtung
9: Ausnehmung zur Aufnahme einer o. mehrere Falten der Umhüllung
10: Falte der Umhüllung
11: Verbindungsbereich Umhüllung Grund-Rahmeneinrichtung
12: Verbindungsbereich Umhüllung Ausgleichs-Rahmeneinrichtung
13: Umhüllungsklemmeinrichtung
14: Bereich ohne Ausnehmung 9
15: Stromableiter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2009035499 A1 [0004]

Claims

Elektrochemische Energiespeichereinrichtung mit einem, wenigstens im Wesentlichen, flachen Grundkörper, wobei der Grundkörper eine Längs- eine Breiten- und eine Hocherstreckung aufweist, wobei sowohl die Längs- und die Breitenerstreckung wenigsten doppelte so groß sind wie die Hocherstreckung, wobei die elektrochemische Energiespeichereinrichtung eine Grund-Rahmeneinrichtung, eine Abdeckeinrichtung, insbesondere eine Umhüllung, und eine Einrichtung zum Speichern der Energie, insbesondere einen Zellstapel, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochemische Energiespeichereinrichtung des Weiteren eine Ausgleichs-Rahmeneinrichtung aufweist; dass diese Ausgleichs-Rahmeneinrichtung entlang einer Bewegungsrichtung gegenüber dieser Grund-Rahmeneinrichtung bewegbar ist; dass diese Bewegungsrichtung wenigstens eine Komponente in Richtung dieser Hocherstreckung aufweist, vorzugsweise hauptsächlich in diese Richtung ausgerichtet ist; und dass diese Ausgleichs-Rahmeneinrichtung die Abdeckeinrichtung kontaktiert.
Elektrochemische Energiespeichereinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichs-Rahmeneinrichtung und die Abdeckeinrichtung in einem Abdeck-Ausgleichs-Verbindungsbereich miteinander verbunden sind, vorzugsweise kraftschlüssig, bevorzugt formschlüssig und besonders bevorzugt stoffschlüssig oder mittels einer Kombination aus wenigstens zwei der genannten Verbindungsarten miteinander verbunden sind.
Elektrochemische Energiespeichereinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundrahmen-Einrichtung und die Abdeckeinrichtung in einem Abdeck-Grund-Verbindungsbereich miteinander verbunden sind, vorzugsweise kraftschlüssig, bevorzugt formschlüssig und besonders bevorzugt stoffschlüssig oder mittels einer Kombination aus wenigstens zwei der genannten Verbindungsarten miteinander verbunden sind.
Elektrochemische Energiespeichereinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichs-Rahmeneinrichtung bezogen auf die Längen- und die Breitenerstreckung wenigstens teilweise innerhalb der Grund-Rahmeneinrichtung angeordnet ist.
Elektrochemische Energiespeichereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckeinrichtung im Bereich zwischen diesem Abdeck-Grund-Verbindungsbereich und diesem Abdeck-Ausgleichs-Verbindungsbereich einen vorzugsweise gezackten oder bevorzugt gekrümmten Verlauf aufweist.
Elektrochemische Energiespeichereinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese Grund-Rahmeneinrichtung einen elektrisch nichtleitenden Werkstoff aufweist oder, vorzugsweise wenigstens abschnittsweise, wenigstens im Wesentlichen, aus diesem besteht.
Elektrochemische Energiespeichereinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese Ausgleichs-Rahmeneinrichtung einen elektrisch nichtleitenden Werkstoff aufweist oder, vorzugsweise wenigstens abschnittsweise, wenigstens im Wesentlichen, aus diesem besteht.
Elektrochemische Energiespeichereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieser elektrisch nichtleitende Werkstoff aus einer Gruppe von Werkstoffen ausgewählt ist, welche wenigstens folgende Werkstoffe aufweist: – Faserverbundwerkstoffe, insbesondere mit elektrisch nichtleitenden Verstärkungsfasern wie vorzugsweise Aramid, bevorzugt Glasfaser oder besonders bevorzugt Kunststofffasern, – Kunststoffe, – elektrisch isolierend beschichtete Metallwerkstoffe.
Elektrochemische Energiespeichereinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grund-Rahmeneinrichtung wenigstens einen Rahmenschenkel aufweist, dass dieser Rahmenschenkel, wenigstens abschnittsweise, eine senkrecht zu dieser Längs- oder Breitenerstreckung ausgerichtete Querschnittsfläche aufweist und dass diese Querschnittsfläche eine vorzugsweise polygone, bevorzugt rechteckige oder besonders bevorzugt wenigstens im Wesentlichen T-förmige Außenkontur aufweist.
Elektrochemische Energiespeichereinrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Grund-Rahmeneinrichtung vorzugsweise wenigstens zwei parallel zueinander ausgerichtete Rahmenschenkel aufweist, bevorzugt vier jeweils paarweise parallel zueinander ausgerichtete Rahmenschenkel aufweist.
Elektrochemische Energiespeichereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Grund-Rahmeneinrichtung geschlossen um die Einrichtung zum Speichern von Energie umläuft.
Elektrochemische Energiespeichereinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichs-Rahmeneinrichtung, wenigste abschnittsweise, eine senkrecht zur Längs- oder Breitenerstreckung ausgerichtete Querschnittsfläche aufweist und, dass diese Querschnittsfläche eine vorzugsweise polygone, bevorzugt rechteckige oder besonders bevorzugt kreisförmige oder ovale Außenkontur aufweist.
Elektrochemische Energiespeichereinrichtung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichs-Rahmeneinrichtung vorzugsweise wenigstens zwei parallel zueinander ausgerichtete Rahmenschenkel aufweist, bevorzugt vier jeweils paarweise parallel zueinander ausgerichtete Rahmenschenkel aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Energiespeichereinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dieses Verfahren wenigstens die Schritte aufweist: – Einsetzen der Ausgleichs-Rahmeneinrichtung in die Grund-Rahmeneinrichtung, – Verbinden der Abdeckeinrichtung mit wenigstens der Grund-Rahmeneinrichtung oder der Abdeck-Rahmeneinrichtung oder mit beiden.
Akkumulatorvorrichtung, welche wenigstens eine erste und eine zweite elektrochemische Energiespeichereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 aufweist und eine Gehäuseeinrichtung zur Aufnahme dieser elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen.