DE102022106690A1 - Batterie und Batteriestack mit Potentialausgleich zur Umhüllung - Google Patents

Batterie und Batteriestack mit Potentialausgleich zur Umhüllung Download PDF

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Abstract

Eine Batterie 1 umfasst eine Umhüllung 2, mindestens eine innerhalb der Umhüllung 2 angeordneten Batteriezelle, einen ersten Batteriepol 8a und einen zweiten Batteriepol 8b, wobei die Batteriepole 8a, 8b zur elektrischen Anbindung der Batterie 1 an einen externen Stromkreis vorgesehen sind. Die Batteriezelle weist zumindest eine erste Elektrode, die mit dem ersten Batteriepol 8a elektrisch verbunden ist, eine zweite Elektrode, die mit dem zweiten Batteriepol 8b elektrisch verbunden ist, und einen zwischen den Elektroden angeordneten Separator auf. Die Umhüllung 2 umfasst zumindest eine erste Schicht und eine zweite Schicht, die aus Metall ausgebildet ist, die bezüglich der ersten Schicht außen liegt und die mit der zweiten Elektrode elektrisch verbunden ist. Gekennzeichnet ist eine solche Batterie 1 dadurch, dass der zweite Batteriepol 8b mit der zweiten Schicht der Umhüllung 2 direkt kontaktierend oder über ein Verbindungselement 13 elektrisch verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Batterie mit einer Umhüllung, mindestens einer innerhalb der Umhüllung angeordneten Batteriezelle, einem ersten Batteriepol und einem zweiten Batteriepol, wobei die Batteriezelle eine erste Elektrode, die mit dem ersten Batteriepol elektrisch verbunden ist, eine zweite Elektrode, die mit dem zweiten Batteriepol elektrisch verbunden ist, und einen zwischen den Elektroden angeordneten Separator aufweist, und wobei die Umhüllung eine erste Schicht und eine bezüglich der ersten Schicht außen liegenden zweite Schicht aus Metall umfasst, wobei die zweite Schicht der Umhüllung mit der zweiten Elektrode elektrisch verbunden ist.
  • Eine solche Batterie ist aus der US 8,034,481 B2 bekannt. Die folienartige Umhüllung dieser als sogenannte Pouch-Batterie ausgebildeten Batterie umfasst ein Unterteil und ein Oberteil, die randseitig miteinander verschweißt sind, wobei das Verschweißen auf einer stoffschlüssigen Verbindung des Materials der ersten Schicht der beiden Umhüllungsteile beruht. Die elektrische Verbindung zwischen der zweiten Schicht der Umhüllung und der zweiten Elektrode ist dadurch realisiert, dass eine Hülse des Batteriepols, die in dem Randbereich der Umhüllung gelegen ist und die eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Batteriepol und der Umhüllung sicher verhindern soll, kürzer als der Randbereich der Umhüllung ist. Diese leitende Verbindung beruht demnach auf einer nur geringen elektrischen Isolationsfähigkeit der ersten Schicht der Umhüllung, wobei dieser Isolationsfähigkeit durch das Verschweißen noch lokal reduziert werden kann.
  • Die elektrische Verbindung zwischen der zweiten Elektrode, die die Kathode der sich entladenden Batterie ist, und der zweiten Schicht der Umhüllung dient dazu, die elektrischen Potentiale dieser beiden Komponenten anzugleichen. Dadurch soll u.a. eine Korrosion der metallischen zweiten Schicht der Umhüllung für den Fall einer Beschädigung der ersten Schicht, durch die die zweite Schicht mit einem Elektrolyten der Batteriezelle in Kontakt kommen kann, verhindert werden.
  • Eine entsprechende elektrische Verbindung ist auch bei der in der KR 100 516 774 B1 beschriebenen Batterie realisiert, wobei ein Dorn, der über eine als Schutzschalter dienende Leiterplatte mit dem zweiten Batteriepol elektrisch verbunden ist, im Rahmen der Herstellung der Batterie die Umhüllung der Batterie durchstößt und dadurch mit einer metallischen zweiten Schicht der Umhüllung elektrisch leitend kontaktiert.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Batterie gemäß der US 8,034,481 B2 zu verbessern.
  • Diese Aufgabe ist bei einer Batterie gemäß dem Patentanspruch 1 und bei einem Batteriestack gemäß dem Patentanspruch 5 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungsformen einer solchen Batterie oder eines solchen Batteriestacks sind Gegenstände der weiteren Patentansprüche und/oder ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.
  • Eine erfindungsgemäße Batterie umfasst zumindest eine Umhüllung, mindestens eine innerhalb der Umhüllung angeordneten Batteriezelle, einen ersten Batteriepol und einen zweiten Batteriepol, wobei die Batteriepole zur elektrischen Anbindung der Batterie an einen externen Stromkreis vorgesehen sind. Die Batteriezelle weist zumindest eine erste Elektrode, die mit dem ersten Batteriepol elektrisch verbunden ist, eine zweite Elektrode, die mit dem zweiten Batteriepol elektrisch verbunden ist, und einen zwischen den Elektroden angeordneten Separator auf. Weiterhin kann innerhalb der Umhüllung ein Elektrolyt, insbesondere ein flüssiger Elektrolyt, angeordnet sein. Bei einer Ausgestaltung mit einem Festelektrolyten kann dieser auch den Separator darstellen. Die Umhüllung umfasst zumindest eine erste Schicht und eine zweite Schicht, die zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig aus Metall (umfasst reine Metalle und Metalllegierungen) ausgebildet ist und die bezüglich der ersten Schicht außen, d.h. auf der von der mindestens einen Batteriezelle abgewandten Seite, liegt und die mit der zweiten Elektrode elektrisch verbunden ist. Erfindungsgemäß gekennzeichnet ist eine solche Batterie dadurch, dass der zweite Batteriepol mit der zweiten Schicht der Umhüllung direkt beziehungsweise unmittelbar kontaktierend elektrisch verbunden ist. Hierzu kann die Umhüllung in einem Kontaktbereich frei von der ersten Schicht ausgestaltet sein. Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen sein, dass der zweite Batteriepol mit der zweiten Schicht der Umhüllung über ein (elektrisch leitendes) Verbindungselement, das vorzugsweise ebenfalls zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig aus Metall ausgestaltet ist, elektrisch verbunden ist. Als „Verbindungselement“ wird dabei ein primär oder, vorzugsweise, ausschließlich für den Zweck der elektrischen Verbindung der zweiten Schicht der Umhüllung und des zweiten Batteriepols vorgesehenes Element verstanden.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Batterie wird eine besonders gut elektrisch leitende Verbindung zwischen der zweiten Schicht der Umhüllung und dem zweiten Batteriepol realisiert, was sich vorteilhaft auf den angestrebten Potenzialausgleich zwischen diesen Komponenten auswirkt. Zudem kann eine solche Batterie relativ einfach und kostengünstig herstellbar sein.
  • Ein auf dem gleichen Prinzip beruhender, erfindungsgemäßer Batteriestack umfasst mindestens zwei Batterien, einen ersten Batteriestackpol und einen zweiten Batteriestackpol, wobei die Batteriestackpole zur elektrischen Anbindung des Batteriestacks an einen externen Stromkreis vorgesehen sind. Die Batterien umfassen jeweils eine Umhüllung, mindestens eine innerhalb der Umhüllung angeordnete Batteriezelle, einen ersten Batteriepol und einen zweiten Batteriepol, wobei die ersten Batteriepole der Batterien mit dem ersten Batteriestackpol und die zweiten Batteriepole der Batterien mit dem zweiten Batteriestackpol elektrisch verbunden sind. Die Batteriezellen der Batterien weisen jeweils eine erste Elektrode, die mit dem zugehörigen ersten Batteriepol (der jeweiligen Batterie) elektrisch verbunden ist, eine zweite Elektrode, die mit dem zugehörigen zweiten Batteriepol (der jeweiligen Batterie) elektrisch verbunden ist, und einen zwischen den Elektroden angeordneten Separator auf. Weiterhin kann innerhalb der Umhüllung jeder Batterie ein Elektrolyt, insbesondere ein flüssiger Elektrolyt, angeordnet sein. Bei einer Ausgestaltung mit einem Festelektrolyten kann dieser auch den Separator darstellen. Die Umhüllung jeder Batterie umfasst eine erste Schicht und eine zweite Schicht, die zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig aus Metall (umfasst reine Metalle und Metalllegierungen) ausgebildet ist und die bezüglich der ersten Schicht außen, d.h. auf der von der mindestens einen Batteriezelle der entsprechenden Batterie abgewandten Seite, liegt. Erfindungsgemäß gekennzeichnet ist ein solcher Batteriestack dadurch, dass die zweite Schicht der Umhüllung mindestens einer, vorzugsweise sämtlicher der Batterien direkt oder indirekt (d.h. über ein anderes elektrisch leitfähiges Element, z.B. ein Gehäuse des Batteriestacks) mit der zweiten Elektrode einer/der anderen Batterie und/oder dem zweiten Batteriestackpol elektrisch leitend verbunden ist. Eine solche elektrisch leitende Verbindung kann insbesondere direkt kontaktierend und/oder direkt über ein (elektrisch leitendes) Verbindungselement realisiert sein. Als „Verbindungselement“ wird dabei wiederum ein primär oder, vorzugsweise, ausschließlich für den Zweck der elektrischen Verbindung vorgesehenes Element verstanden.
  • Die erste Elektrode einer erfindungsgemäßen Batterie oder einer Batterie eines erfindungsgemäßen Batteriestacks kann vorzugsweise bei einem Entladen dieser Batterie als Anode fungieren und dementsprechend ein anodisch wirksames Aktivmaterial umfassen. Die zweite Elektrode einer erfindungsgemäßen Batterie oder einer Batterie eines erfindungsgemäßen Batteriestacks kann dagegen bei einem Entladen der Batterie als Kathode fungieren und dementsprechend ein kathodisch wirksames Aktivmaterial aufweisen.
  • Auch bei einem erfindungsgemäßen Batteriestack wird eine besonders gut elektrisch leitende Verbindung zwischen der zweiten Schicht der Umhüllung einer/der Batterie(n) des Batteriestacks mit einem zweiten Batteriepol beziehungsweise zweiten Batteriestackpol mit den sich daraus ergebenden Vorteilen hinsichtlich eines angestrebten Potentialausgleichs realisiert.
  • Die erste Schicht der Umhüllung einer erfindungsgemäßen Batterie oder einer Batterie eines erfindungsgemäßen Batteriestacks kann insbesondere dafür vorgesehen sein, ein Verschweißen von mehreren und insbesondere zwei Umhüllungsteilen zur Ausbildung der Umhüllung zu ermöglichen, wobei das Material (z.B. PP (Polypropylen)) dieser ersten Schicht der Umhüllungsteile beim Verschweißen durch ein Verschmelzen eine stoffschlüssige Verbindung ausbildet. Gegebenenfalls kann die erste Schicht der Umhüllung auch eine elektrische Isolation bewirken. Die zweite Schicht der Umhüllung, die zumindest teilweise aus Metall ausgestaltet ist, kann dagegen insbesondere dafür vorgesehen sein, eine ausreichend (Gas-)Dichtheit und strukturelle Festigkeit der Umhüllung zu realisieren.
  • Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Umhüllung einer erfindungsgemäßen Batterie oder einer Batterie eines erfindungsgemäßen Batteriestacks zumindest noch eine dritte Schicht umfasst, die bezüglich der zweiten Schicht außen liegt. Diese dritte Schicht, die beispielsweise aus PET (Polyethylenterephthalat) ausgebildet sein kann, kann insbesondere als Schutzschicht dienen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Batterie oder eines erfindungsgemäßes Batteriestacks kann vorgesehen sein, dass der zweite Batteriepol der Batterie oder zumindest einer Batterie des Batteriestacks und/oder der zweite Batteriestackpol und/oder die zweite Schicht der Umhüllung und/oder das Verbindungselement aus Aluminium (umfasst reines Aluminium und Aluminiumlegierungen) ausgestaltet ist/sind. Aluminium ist ein sehr guter elektrischer Leiter und ermöglicht zudem eine kostengünstige Herstellung dieser Komponente(n). Zudem können Komponenten aus Aluminium vorteilhaft direkt stoffschlüssig, insbesondere durch Verschweißen, miteinander verbunden werden. Dementsprechend kann vorzugsweise vorgesehen sein kann, dass zumindest zwei der Komponenten: zweiter Batteriepol, zweite Schicht der Umhüllung und Verbindungselement stoffschlüssig, insbesondere durch Verschweißen, miteinander verbunden sind.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausgestaltungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt, teilweise in vereinfachter Darstellung:
    • 1: eine erfindungsgemäße Batterie gemäß einer ersten Ausgestaltungsform;
    • 2: einen Stapel mit Batteriezellen der Batterie gemäß der 1;
    • 3: den Schichtaufbau einer Umhüllung der Batterie gemäß der 1;
    • 4: den Ausschnitt IV in der 1 in vergrößerter Darstellung;
    • 5: einen Abschnitt einer erfindungsgemäßen Batterie gemäß einer zweiten Ausgestaltungsform;
    • 6: einen Abschnitt einer erfindungsgemäßen Batterie gemäß einer dritten Ausgestaltungsform; und
    • 7: einen Abschnitt einer Batterie, die Teil eines erfindungsgemäßen Batteriestacks ist.
  • Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Batterie 1 gemäß einer ersten Ausgestaltungsform.
  • Die Batterie 1 umfasst eine Umhüllung 2 sowie eine Mehrzahl von innerhalb der Umhüllung angeordneten Batteriezellen. Die Batteriezellen beziehungsweise die diese ausbildenden Komponenten liegen dabei in Form eines Stapels vor (vgl. 2). Der Stapel umfasst in abwechselnder Reihenfolge plattenförmige Elektroden 3 und elektrisch isolierende, plattenförmige Separatoren 4. Die Elektroden 3 liegen dabei in dem Stapel wiederum abwechselnd als erste Elektroden 3a, die bei einem Entladen der Batterie 1 als Anoden vorgesehen sind, und als zweite Elektroden 3b, die einem Entladen der Batterie 1 als Kathoden vorgesehen sind, vor. Die Separatoren 4 können auch ein Festelektrolyt der Batteriezellen sein oder einen Elektrolyten umfassen, beispielsweise indem diese mit einem flüssigen Elektrolyten getränkt sind. Die plattenförmigen Elektroden 3 und Separatoren 4 weisen rechteckige Großflächen auf, wodurch sich in Verbindung mit der Stapelung eine Quaderform des Stapels ergibt..
  • Die Batteriezellen umfassen weiterhin Stromableiter 5, die jeweils elektrisch leitend mit einer der Elektroden 3 verbunden sind. Die Stromableiter 5 sind dabei mit den Elektroden 3 integral ausgestaltet, indem jeweils ein flächiges Substrat 6 aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise einer Metallfolie, in einem Abschnitt, der Teil der Elektrode 3 ist, beidseitig mit einem anodisch oder kathodisch wirksamen Aktivmaterial 7 beschichtet ist, während ein unbeschichteter Abschnitt des Substrats 6 den zu der jeweiligen Elektrode 3 gehörenden Stromableiter 5 darstellt. Dabei kann das Substrat 6 der bei einem Entladen der Batterie 1 als Anoden 3a fungierenden ersten Elektroden 3a vorzugsweise aus Kupfer und/oder Nickel und/oder Aluminium bestehen, während das Substrat 6 der als Kathoden 3b fungierenden zweiten Elektroden 3b vorzugsweise aus Aluminium ausgebildet sein kann.
  • Die Stromableiter 5 sämtlicher der ersten Elektroden 3, die als Anoden 3a der Batterie 1 vorgesehen sind, sind an einer Seite des Stapels angeordnet. Diese Stromableiter 5 sind mit einem an diese Seite des Stapels angrenzenden und in die Umhüllung 2 der Batterie 2 integrierten ersten Batteriepol 8a, der beispielsweise ebenfalls aus Kupfer und/oder Nickel und/oder Aluminium bestehen kann, mechanisch und elektrisch verbunden. Die Stromableiter 5, die zu den als Kathoden 3b vorgesehenen zweiten Elektroden 3b gehören und die an der gegenüberliegenden Seite des Stapels angeordnet sind, sind mit einem zweiten Batteriepol 8b der Batterie 1, der vorzugsweise ebenfalls aus Aluminium bestehen kann, mechanisch und elektrisch verbunden.
  • Die Umhüllung 2 besteht aus einem folienartigen Material, wobei zur Ausbildung der Umhüllung ein flaches Unterteil 2a sowie ein Oberteil 2b, das eine in Form und Größe an den Stapel angepasste Vertiefung ausbildet, die beispielsweise durch Tiefziehen ausgebildet worden sein kann, in einem Randbereich miteinander verschweißt werden. Das Unterteil 2a und das Oberteil 2b bilden dadurch einen Hohlraum aus, innerhalb dessen der Stapel mit den Batteriezellen einschließlich der Stromableiter 5 angeordnet ist.
  • Das Material der Umhüllung 2 weist einen mehrschichtigen Aufbau auf (vgl. 3). Eine erste, innen liegende, d.h. an den Stapel der Batteriezellen angrenzende Schicht 9 besteht aus PP. Diese erste Schicht 9 dient einerseits dem Verschweißen des Unterteils 2a und des Oberteils 2b der Umhüllung 2, indem das PP dieser beiden Umhüllungsteile 2a, 2b während des Verschweißens verschmilzt und dadurch eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Umhüllungsteilen 2a, 2b ausbildet. Eine weitere Funktion der ersten Schicht 9 ist ein Schutz einer zweiten, mittleren Schicht 10 des Materials, die zumindest aus Aluminium und/oder Nickel und/oder Kupfer bestehen, kann Diese zweite Schicht 10 aus Aluminium ist relevant für eine ausreichende strukturelle Festigkeit und zudem für eine ausreichende Gasdichtigkeit der Umhüllung 2. Die dritte, außen liegende Schicht 11 des Materials der Umhüllung 2 besteht aus PET und schützt die darunterliegenden Schichten 9, 10 vor äußeren Einflüssen. Die drei Schichten können stoffschlüssig, beispielsweise mittels dazwischen liegenden Verbindungsschichten, miteinander verbunden sein.
  • Die Batteriepole 8 sind jeweils in dem Randbereich der Umhüllung 2, in dem das Unterteil 2a und das Oberteil 2b miteinander verschweißt sind, von einem sogenannten Siegelband 12 aus einem elektrisch nicht leitendem Werkstoff umgeben, durch das eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den Batteriepolen 8 und der zweiten Schicht 10 der Umhüllung 2 vermieden wird, die auf eine unzureichende elektrische Isolationsfähigkeit der ersten Schicht 9 zurückgehen würde und die zu einem Kurzschluss der Batterie 1 führen würde.
  • Würde das Aluminium der zweiten Schicht 10 der Umhüllung 2 in einem direkten Kontakt mit dem Elektrolyten der Batteriezellen stehen, würde dieses korodieren, sofern eine Differenz der elektrischen Potenziale des Aluminiums der Umhüllung 2 und der als Kathoden 3b dienenden Elektroden 3 vorliegt. Eine solche Korrosion des Aluminiums der zweiten Schicht 10 könnte dabei eine sichere Nutzung der Batterie 1 negativ beeinflussen, weil dann eine ausreichende Gasdichtigkeit nicht mehr gegeben ist. Die erste Schicht 9 des Materials der Umhüllung 2 verhindert einen solchen direkten Kontakt der zweiten Schicht 10 mit dem Elektrolyten der Batteriezellen solange und soweit die erste Schicht 9 vollständig intakt ist. Kommt es jedoch zu einer Beschädigung der ersten Schicht 9, beispielsweise im Rahmen einer Herstellung der Batterie 1, kann eine Korrosion des Aluminiums der zweiten Schicht 10 der Umhüllung 2 auftreten, die mittel- bis langfristig die Sicherheit bei der Nutzung der Batterie 1 negativ beeinflussen kann. Um dies zu vermeiden ist erfindungsgemäß eine elektrische Verbindung der zweiten Schicht 10 der Umhüllung 2 mit dem zweiten Batteriepol 8b der Batterie 1 vorgesehen, an den über die entsprechenden Stromableiter 5 die bei der Entladung der Batterie 1 als Kathoden 3a dienenden zweiten Elektroden 3b angeschlossen sind. Dadurch erfolgt ein Potenzialausgleich zwischen dem zweiten Batteriepol 8b und damit den Kathoden 3b einerseits und der zweiten Schicht 10 der Umhüllung 2 andererseits. Durch diesen Potenzialausgleich wird eine Korrosion des Aluminiums der zweiten Schicht 10 der Umhüllung 2 auch dann weitestgehend verhindert, wenn die erste Schicht 9 der Umhüllung 2 eine Beschädigung aufweist und an dieser Stelle lokal ein direkter Kontakt des Aluminiums der zweiten Schicht 10 mit dem Elektrolyten der Batteriezellen vorliegt.
  • Die elektrische Verbindung der zweiten Schicht 10 der Umhüllung 2 mit dem zweiten Batteriepol 8b ist bei der Batterie 1 gemäß der 1 mittels eines außerhalb des Stapels verlaufenden Verbindungselements 13, das vorzugsweise ebenfalls aus Aluminium bestehen kann, realisiert. Die Verbindung dieses Verbindungselements 13, das ein Draht sein kann, kann beispielsweise durch Verschweißen mit sowohl der zweiten Schicht 10 der Umhüllung 2 als auch dem zweiten Batteriepol 8b realisiert sein. Das Verbindungselement 13 kann grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein, beispielsweise mit einem runden oder eckigen Querschnitt. Anstelle des dargestellten abgewinkelten Verlaufs kann auch ein gebogener Verlauf vorgesehen sein.
  • Bei den Ausgestaltungsformen erfindungsgemäßer Batterien 1 gemäß den 5 und 6 ist vorgesehen, dass die elektrische Verbindung der zweiten Schicht 10 der Umhüllung 2 mit dem zweiten Batteriepol 8b durch einen direkten Kontakt zwischen diesen Komponenten realisiert ist. Hierzu ist das dem zweiten Batteriepol 8b zugeordnete Siegelband 12 entweder weggelassen oder verkleinert ausgeführt. Zudem weist die Umhüllung in einem Abschnitt 14, in dem diese den zweiten Batteriepol 8b ohne dazwischen liegendes Siegelband 12 überdeckt, keine erste Schicht 9 auf. Dieser Abschnitt 14 der Umhüllung 2 ist in den 5 und 6 durch eine Kreuzschraffur hervorgehoben dargestellt.
  • Bei der Batterie 1 gemäß der 5 fehlt die erste Schicht 9 dabei lediglich in einem Abschnitt 14 des Randbereichs, in dem das Siegelband 12 verkürzt ausgebildet ist, so dass ein direkter Kontakt zwischen der zweiten Schicht 10 und dem zweiten Batteriepol 8b in diesem Abschnitt 14 vorliegt. Bei der Batterie 1 gemäß der 6 fehlt die erste Schicht in einem Großteil der Umhüllung 2. Dabei kann vorgesehen sein, dass die erste Schicht 9 nur in den Randbereichen des Oberteils 2b und des Unterteils 2a vorgesehen ist, um deren Verschweißen zu ermöglichen. Auf die Schutzfunktion der ersten Schicht 9 zur Vermeidung einer Korrosion des Aluminiums der zweiten Schicht 10 kann aufgrund des realisierten Potenzialausgleichs verzichtet werden.
  • Die 7 zeigt einen Abschnitt einer Batterie 1, die Teil eines erfindungsgemäßen Batteriestacks ist, der im Übrigen nicht dargestellt ist. Dieser Batteriestack umfasst mehrere gleiche Batterien 1, die innerhalb einer Umhüllung, insbesondere eines festen Gehäuses, des Batteriestacks angeordnet und dabei insbesondere gestapelt sind, wobei die ersten Batteriepole 8a sämtlicher der Batterien 1 mit einem ersten Batteriestackpol verbunden sind und die zweiten Batteriepole 8b sämtlicher der Batterien 1 mit einem zweiten Batteriestackpol verbunden sind. Zur Realisierung eines Potenzialausgleichs zwischen einer zweiten Schicht 10 einer Umhüllung 2 einer der Batterien 1 mit den Kathoden 3b des Batteriestacks ist vorgesehen, dass ein Verbindungselement 13, das mit der zweiten Schicht 10 verbunden ist, nicht mit dem zweiten Batteriepol 8b dieser Batterie, sondern mit einem zweiten Batteriepol 8b einer weiteren Batterie 1 des Batteriestacks oder mit dem zweiten Batteriestackpol direkt oder indirekt elektrisch verbunden ist.
  • Der grundsätzliche Aufbau der in den 5 bis 7 dargestellten Batterien 1 entspricht demjenigen der Batterie 1 gemäß den 1 bis 4.
  • BEZUGSZEICHENLISTE
  • 1
    Batterie
    2
    Umhüllung
    2a
    Unterteil der Umhüllung
    2b
    Oberteil der Umhüllung
    3
    Elektrode
    3a
    erste Elektrode / Anode
    3b
    zweite Elektrode / Kathode
    4
    Separator
    5
    Stromableiter
    6
    Substrat
    7
    Aktivmaterial
    8
    Batteriepol
    8a
    erster Batteriepol
    8b
    zweiter Batteriepol
    9
    erste Schicht des Materials der Umhüllung
    10
    zweite Schicht des Materials der Umhüllung
    11
    dritte Schicht des Materials der Umhüllung
    12
    Siegelband
    13
    Verbindungselement
    14
    Abschnitt der Umhüllung ohne erste Schicht
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 8034481 B2 [0002, 0005]
    • KR 100516774 B1 [0004]

Claims (8)

  1. Batterie (1) mit - einer Umhüllung (2), - mindestens einer innerhalb der Umhüllung (2) angeordneten Batteriezelle, - einem ersten Batteriepol (8a) und - einem zweiten Batteriepol (8b), wobei die Batteriezelle - eine erste Elektrode (3a), die mit dem ersten Batteriepol (8a) elektrisch verbunden ist, - eine zweite Elektrode (3b), die mit dem zweiten Batteriepol (8b) elektrisch verbunden ist, und - einen zwischen den Elektroden (3a, 3b) angeordneten Separator (4) aufweist, und wobei die Umhüllung (2) - eine erste Schicht (9) und - eine zweite Schicht (10) aus Metall umfasst, die bezüglich der ersten Schicht (9) außen liegt und die mit der zweiten Elektrode (3b) elektrisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (10) der Umhüllung (2) direkt kontaktierend und/oder über ein Verbindungselement (13) mit dem zweiten Batteriepol (8b) elektrisch verbunden ist.
  2. Batterie (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (2) eine dritte Schicht (11) umfasst, die bezüglich der zweiten Schicht (10) außen liegt.
  3. Batterie (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Batteriepol (8b) und/oder die zweite Schicht (10) der Umhüllung (2) und/oder das Verbindungselement (13) aus Aluminium ausgestaltet ist/sind.
  4. Batterie (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der Komponenten: zweiter Batteriepol (8b), zweite Schicht (10) der Umhüllung (2) und Verbindungselement (13) stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
  5. Batteriestack mit - mindestens zwei Batterien (1), - einem ersten Batteriestackpol und - einem zweiten Batteriestackpol, wobei die Batterien (1) jeweils - eine Umhüllung (2), - mindestens eine innerhalb der Umhüllung (2) angeordnete Batteriezelle, - einen ersten Batteriepol (8a) und - einen zweiten Batteriepol (8b) umfassen, wobei die ersten Batteriepole (8a) der Batterien (1) mit dem ersten Batteriestackpol und die zweiten Batteriepole (8b) der Batterien (1) mit dem zweiten Batteriestackpol elektrisch verbunden sind, wobei die Batteriezellen der Batterien (1) jeweils - eine erste Elektrode (3a), die mit dem zugehörigen ersten Batteriepol (8a) elektrisch verbunden ist, - eine zweite Elektrode (3b), die mit dem zugehörigen zweiten Batteriepol (8b) elektrisch verbunden ist, und - einen zwischen den Elektroden (3a, 3b) angeordneten Separator (4) aufweisen, und wobei die Umhüllung (2) jeweils - eine erste Schicht (9) und - eine zweite Schicht (10) aus Metall umfasst, die bezüglich der ersten Schicht (9) außen liegt, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (10) der Umhüllung (2) mindestens einer der Batterien (1) mit dem zweiten Batteriepol (8b) einer/der anderen Batterie (1) und/oder dem zweiten Batteriestackpol elektrisch verbunden ist.
  6. Batteriestack gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung der zweiten Schicht (10) der Umhüllung (2) der mindestens einen Batterie (1) über ein Verbindungselement (13) realisiert ist.
  7. Batteriestack gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (2) jeweils eine dritte Schicht (11) umfasst, die bezüglich der zweiten Schicht (10) außen liegt.
  8. Batteriestack gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Batteriepol (8b) der anderen Batterie (1) und/oder der zweite Batteriestackpol und/oder die zweite Schicht (10) der Umhüllung (2) und/oder das Verbindungselement (13) aus Aluminium ausgestaltet ist.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100516774B1 (ko) 2003-10-16 2005-09-22 삼성에스디아이 주식회사 파우치형 리튬 이차 전지
US8034481B2 (en) 2007-05-21 2011-10-11 Samsung Sdi Co., Ltd. Pouch-type secondary battery

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