WO2018095734A1 - Batteriezelle umfassend mindestens eine galvanische zelle, batterie und verfahren zum herstellen einer batteriezelle - Google Patents

Batteriezelle umfassend mindestens eine galvanische zelle, batterie und verfahren zum herstellen einer batteriezelle Download PDF

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cell
cell housing
housing element
battery
elements
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PCT/EP2017/078612
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Robert Hafenbrak
Leonhard Ferdinand Schulz
Martin Stoev
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Robert Bosch Gmbh
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • Battery cell comprising at least one galvanic cell, battery and method for producing a battery cell
  • the invention relates to a battery cell comprising at least one galvanic cell, a battery and a method for producing a battery cell.
  • a plurality of battery cells comprising one or more galvanic cells is known.
  • the battery cells typically each comprise a cell housing which encloses the galvanic cells.
  • the cell housing of the battery cells often have projections and / or depressions, so that the cell housing or the galvanic cells in the cell housings can be electrically connected to other battery cells.
  • the projections and / or depressions can be formed for example by deep drawing.
  • Outer surface of the cell housing is.
  • the cell housing must be made more stable in order to withstand pressure peaks, whereby the cell housing typically has a higher weight.
  • Embodiments of the present invention may advantageously make it possible to show a battery cell, in particular a lithium ion battery cell or a battery, in particular a lithium ion battery or a method for producing a battery cell, in which a homogeneous distribution of the battery Pressure of the cell housing on the galvanic cell occurs.
  • a battery cell comprising at least one galvanic cell, and a first cell housing element and a second cell housing element, wherein the two cell housing elements substantially completely enclose the galvanic cell together, wherein the first cell housing element has internal depressions on its inner surface on one of the inner surface immediately opposite the outer surface of the first cell housing element outer projections for electrically contacting a first further battery cell are, and / or the second cell housing element on its inner surface inner projections having on one of
  • Compensation elements are formed so complementary to the inner recesses and arranged in the inner recesses, that the first Compensating elements together with the inner recesses form a substantially flat inner surface of the first cell housing element,
  • Inner projections are formed and arranged such that the second compensation elements together with the inner projections form a substantially flat inner surface of the second cell housing element.
  • An advantage of this is that usually act on the galvanic cell low forces or the forces are distributed homogeneously between the galvanic cell and cell housing.
  • the galvanic cell contacts the inner surface of the cell housing or the cell housing element or the inner surfaces of the cell housing element over a large area.
  • no or only slight pressure peaks occur in the battery cell or in the galvanic cell and the pressure occurring, in particular the weight pressure, is distributed substantially homogeneously over the galvanic cell.
  • the cell housing as well as the outer shell of the galvanic cell can be formed thin-walled and thus has a low weight.
  • the battery cell usually has a long service life.
  • a battery comprising at least two battery cells according to the invention, wherein the outer projections of a first of the battery cells at least partially in
  • Outside recesses of a second of the battery cells are arranged, wherein the battery cells via the outer projections and outer recesses are electrically connected to each other.
  • the battery is usually designed dimensionally stable.
  • a method for producing a battery cell comprising at least one galvanic cell and a cell housing, wherein the cell housing has at least one first cell housing element and at least one second cell housing element, wherein the two cell housing elements together in the galvanic cell
  • first cell housing element has an inner surface with inner recesses, on one of the inner surface immediately opposite outer surface of the first cell housing element outer projections for electrically contacting a first further battery cell, and / or the second cell housing element has an inner surface with inner projections on a the inner surface immediately
  • Battery cell are, has,
  • the method comprising the steps of: providing the first one
  • a cell case member for forming a flat surface of the inner surface of the first cell case member; and substantially completely enclosing the galvanic cell with the two cell housing elements such that the galvanic cell is located between the inner surfaces of the two cell housing elements in a cavity formed by the two cell housing elements
  • the galvanic cell contacts the inner surface of the cell housing element or the inner surfaces of the cell housing element over a large area.
  • no or only slight pressure peaks occur in the battery cell and the pressure occurring, in particular the weight pressure, is distributed substantially homogeneously over the galvanic cell.
  • the cell housing as well as the outer shell of the galvanic cell can be formed thin-walled and thus has a low weight.
  • the battery cell produced by the method usually has a long service life.
  • the method is usually technically easy to carry out.
  • the inner surface of the cell housing element is particularly flat.
  • Cell housing member each having a substantially flat swelling region, wherein the inner recesses of the first cell housing element enclose the swelling region of the first cell housing element and the inner protrusions of the second cell housing element surround the swelling region of the second cell housing element.
  • the first compensating elements are connected to one another and / or the second compensating elements are connected to one another.
  • the compensation elements can usually be technically easily arranged and aligned. This typically reduces the time to make the battery cell.
  • the first compensating elements and / or the second compensating elements comprise a plastic material, in particular the first compensating elements and / or the second compensating elements are made of a plastic material.
  • the first compensation elements and / or the second compensation elements are only partially between the inner surface of the first cell housing element and the galvanic cell and / or between the inner surface of the second cell housing element and the galvanic cell arranged.
  • Inner surface of the cell housing element is thereby usually avoided.
  • the compensation material is only partially applied to the inner surface of the first cell housing element and / or second
  • Compensation elements is needed because only as much material is used for the compensation elements or is applied, as necessary for the production of a flat inner surface necessarily. Covering already flat areas of the surface of the cell housing element is thereby usually avoided. This usually increases the space or space for the galvanic cell (s) and consequently the storage capacity of the battery cell. In addition, this usually reduces costs.
  • the compensation material is a
  • the galvanic cell can expand in the threshold range without forces being transmitted to battery cells adjacent to the battery cell.
  • the compensation material is used up in such a way that the compensation material forms a coherent surface.
  • the leveling material can usually be applied quickly. This usually reduces the production time.
  • Battery cell and the method for producing the battery cell are described. A person skilled in the art will recognize that the features can be suitably combined, adapted or replaced in order to arrive at further embodiments of the invention.
  • Fig. 1 shows a perspective view of a mat with first
  • Fig. 2 shows a perspective view on the top of a
  • Fig. 3 shows a perspective view of the underside of
  • Fig. 4 shows a plurality of individual first compensating elements
  • Fig. 5 shows a mat with second compensating elements
  • Fig. 6 shows a cross-sectional view of a battery cell with arranged
  • Fig. 7 shows a cross-sectional view of a battery cell arranged with
  • FIG. 8 shows a pseudo-explosion illustration of a battery cell with first and second compensating elements without a galvanic cell.
  • the figures are only schematic and not to scale. Same
  • FIG. 1 shows a perspective view of a mat 60 with a first one
  • Compensating elements 50, 65-69 a battery cell 20 according to a
  • FIG. 2 shows a perspective view of the upper side of a first cell housing element 12 of a battery cell 20 according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 3 shows a perspective view of the underside of the first cell housing element 12 from FIG. 2, wherein the
  • Mat 60 of FIG. 1 in the first cell housing element 12 is arranged.
  • the battery cell 20 has one or more galvanic cells, a first cell housing element 12 and a second cell housing element 16.
  • the two cell housing elements 12, 16 surround or enclose together the galvanic cell or galvanic cells.
  • the two cell housing elements 12, 16 together form a substantially cuboidal interior or
  • the galvanic cell is, e.g. on a side surface of the cavity, connected to the first cell case member 12 and the second cell case member 16, which are electrically insulated from each other, so that the first cell case member 12 and the second one
  • the first cell housing element 12 has on its outer surface 14
  • inner recesses 30 represent or are.
  • the inner surface 17 of the second cell housing element 16 has on its outer surface 18 outer recesses 40, which on its
  • Inner surface 17, which is directly opposite the outer surface 18, Inner projections 40 represent or are.
  • the outer projections 30 on the outer surface 14 (in Fig. 2 above) of the first cell housing element 12 can be seen.
  • the outer projections 30 encircle a rectangular flat swelling region 25 of the first cell housing element 12.
  • FIG. 3 shows a perspective view of the underside of the cell housing element 12 from FIG. 2, wherein the mat 60 of FIG. 1 is arranged in the first cell housing element 12, shows the inner surface 13 of the first cell housing element 12, wherein the first cell housing element 12 in FIG. 3 1 was rotated about a horizontal axis by 180 °.
  • the outer projections 30 and / or outer recesses 40 are formed for physically contacting the immediately adjacent battery cell 20.
  • the outer projections 30 and / or outer recesses 40 are also designed to electrically connect the battery cell 20 to an immediately adjacent battery cell 20.
  • Positions of the battery cells 20 are moved purely translationally in a direction parallel to gravity, have the immediately adjacent to each other
  • first compensation elements 50, 65-69 are arranged in the inner recesses 30 of the first cell housing element 12.
  • the first compensating elements 50, 65-69 are arranged in the inner recesses 30 or recesses or outer projections 30 of the first cell housing element 12.
  • the mat 60 shown in FIG. 1 can be used with compensation elements 50, 65-69.
  • the mat 60 has a plurality of first compensating elements 50, 65-69 in the form of projections which are complementary to the inner recesses 30 on the Inner surface 13 of the first cell housing element 12 are formed.
  • the projections of the mat 60 are in Fig. 3 in the inner recesses 30 of
  • Inner surface 13 of the first cell housing element 12 is arranged.
  • the mat 60 is substantially rectangular.
  • the mat 60 runs around a free area (where there is no material of the mat 60). This free area serves to provide volume for swelling the galvanic cell.
  • the inner surface 13 of the first cell housing element 12 is already flat or planar.
  • Inner recesses 30 of the first cell housing element 12 a flat or inner surface 13 of the first cell housing element 12 is formed. This inner surface 13 of the first cell housing element 12 contacts the galvanic cell over a large area after introduction of the galvanic cell into the cell housing.
  • the galvanic cell also has a flat or planar or even surface on its outer surface.
  • the cell case member 12, 16 may be one half of the cell case.
  • the first cell housing element 12 may be constructed identical to the second cell housing element 16.
  • Compensating elements 50, 65-69 may be individual compensating elements 50, 65-69, as shown in FIG.
  • the individual compensation elements 50, 65-69 are introduced into the inner recesses 30 of the galvanic cell.
  • Fig. 5 shows a mat 61 with second balancing members 62, 63.
  • the second balancing members 62, 63 are flat members forming a passage Have each hole in their middle. The hole serves to receive an inner projection of the inner surface 17 of the second cell case member 16.
  • Cell case members 16 are inserted into the recesses of the mat 61. In this way, a plane or flat or even
  • the recesses pass through the entire height of the mat 61. This means that the recesses or holes are holes in the mat 61.
  • the compensating elements 50, 65-69 or the flat surface of the galvanic cell can also be formed by applying a compensating material to a first inner surface 13 of the first cell housing element 12 and / or of the second cell housing element 16.
  • the surface of the applied material is smoothed flat during manufacture or after.
  • the balance material After application of the balance material in liquid or viscous form (e.g., by dispensing), the balance material surrounds the inner projections 40 of the inner surface 17 of the second cell housing member 16 and / or enters the inner recesses 30 of the first cell housing member 12. In this way, the compensation elements 50, 65-69 are formed. This can also uneven or irregular inner projections 40 and / or
  • Inner recesses 30 are compensated by means of the compensation material.
  • Inner surface 17 of the second cell housing element 16 are applied.
  • FIG. 6 shows a cross-sectional view of a battery cell 20 having arranged individual first compensation elements 50.
  • first compensation elements 50 brought in.
  • a plane or planar surface is formed for contacting a (flat or flat) inner surface of the cell housing 10.
  • inner projections 40 are formed on its inner surface, which are surrounded by second compensating elements 62, 63.
  • Fig. 7 shows a cross-sectional view of a battery cell 20 with arranged balancing elements 50, 65-69, 62, 63.
  • balancing elements 50, 65-69, 62, 63 Here are individual first
  • the mat 61 surrounds the inner projections 40 of the galvanic cell.
  • Recesses of the mat 61 are formed complementary to the inner projections 40 of the inner surface 17 of the second cell housing element 16.
  • the individual first compensation elements 50, 65-69 are formed complementary to the inner recesses 30 of the inner surface 13 of the first cell housing element 12.
  • the filling of the clearances between the inner protrusions 40 and the filling of the inner recesses 30 increases the material elasticity constant of the inner protrusions 40 and the inner recesses 30 in a direction parallel to the surface from which the inner protrusions 40 and outer protrusions 30, respectively
  • the balancing members 50, 65-69, 62, 63 may thus constitute either a positive or a negative, each complementary to the inner projections
  • the battery cells 20 can by means of the outer projections 30 and
  • External recesses 40 are technically easily connected to each other electrically.
  • the material of the compensating elements 50, 65-69, 62, 63 may be plastic or natural materials such as e.g. Rubber or the like.
  • Compensating elements 50, 65-69, 62, 63 may consist of or comprise a foam. It is also conceivable that the compensation elements 50, 65-69, 62, 63 comprise a hard surface or consist of a hard material. As a result, occurring forces can be transmitted particularly well.
  • the cell housing may include metal and / or a metal alloy. It is also conceivable that the cell housing consists of metal and / or a metal alloy. It is also conceivable that the cell housing consists of a plastic or comprises a plastic.
  • the cell housing is essentially cuboid. Other forms are conceivable.
  • FIG. 8 shows a pseudo-explosion diagram of a battery cell 20 with first 50, 65-69 and second 62, 63 compensation elements without a galvanic cell.
  • the galvanic cell is between the inner surfaces 13, 17 of the two
  • Compensation elements 50, 65-69 which are respectively arranged in the inner recesses 30 of the first cell housing element 12, a flat inner surface 13 on.
  • Inner surface 17 of the second cell housing element 16 points through the mat 61 with second compensation elements 62, 63, which are the
  • Inner projections 40 of the inner surface 17 surrounded, also a flat inner surface 17.
  • the galvanic element contacts two plane or flat inner surfaces 13, 17 of the two cell housing elements 12, 16, the together form the cell housing.
  • the cell housing on its outer surface outer projections 30 (not visible in Fig. 8) and

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Abstract

Es wird eine Batteriezelle (20) vorgeschlagen, umfassend mindestens eine galvanische Zelle, und ein erstes Zellgehäuseelement (12) und ein zweites Zellgehäuseelement (16), wobei die zwei Zellgehäuseelemente (12, 16) die galvanischen Zelle gemeinsam im Wesentlichen vollständig umschließen, wobei das erste Zellgehäuseelement (12) auf seiner Innenoberfläche (13) Innenvertiefungen (30) aufweist, die auf einer der Innenoberfläche (13) unmittelbar gegenüberliegenden Außenoberfläche (14) des ersten Zellgehäuseelements (12) Außenvorsprünge (30) zum elektrischen Kontaktieren einer ersten weiteren Batteriezelle (20) sind, und/oder das zweite Zellgehäuseelement (16) auf seiner Innenoberfläche (17) Innenvorsprünge (40) aufweist, die auf einer der Innenoberfläche (17) unmittelbar gegenüberliegenden Außenoberfläche (18) des zweiten Zellgehäuseelements (16) Außenvertiefungen (40) zum elektrischen Kontaktieren einer zweiten weiteren Batteriezelle (20) sind, gekennzeichnet durch erste Ausgleichselemente (50, 65-69) und/oder zweite Ausgleichselemente (62, 63), wobei die ersten Ausgleichselemente (50, 65-69) derart komplementär zu den Innenvertiefungen (30) ausgebildet und derart in den Innenvertiefungen (30) angeordnet sind, dass die ersten Ausgleichselemente (50, 65-69) zusammen mit den Innenvertiefungen (30) eine im Wesentlichen flache Innenoberfläche (13) des ersten Zellgehäuseelements (12) bilden, und/oder die zweiten Ausgleichselemente (62, 63) derart komplementär zu den Innenvorsprüngen (40) ausgebildet und derart angeordnet sind, dass die zweiten Ausgleichselemente (62, 63) zusammen mit den Innenvorsprüngen (40) eine im Wesentlichen flache Innenoberfläche (17) des zweiten Zellgehäuseelements (16) bilden.

Description

Beschreibung Titel
Batteriezelle umfassend mindestens eine galvanische Zelle, Batterie und Verfahren zum Herstellen einer Batteriezelle
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Batteriezelle umfassend mindestens eine galvanische Zelle, eine Batterie und ein Verfahren zum Herstellen einer Batteriezelle.
Stand der Technik
Eine Vielzahl von Batteriezellen, die eine oder mehrere galvanische Zellen umfassen ist bekannt. Die Batteriezellen umfassen typischerweise jeweils ein Zellgehäuse, das die galvanischen Zellen umschließt bzw. umgibt.
Die Zellgehäuse der Batteriezellen weisen oft Vorsprünge und/oder Vertiefungen auf, damit die Zellgehäuse bzw. die galvanischen Zellen in den Zellgehäusen elektrisch mit weiteren Batteriezellen verbunden werden können. Die Vorsprünge und/oder Vertiefungen können beispielsweise durch Tiefziehen gebildet werden. Dadurch stellt jeder Vorsprung auf der Außenoberfläche des Zellgehäuses eine Vertiefung auf der Innenoberfläche des Zellgehäuses dar und jede Vertiefung auf der Außenoberfläche des Zellgehäuses stellt einen Vorsprung auf der
Außenoberfläche des Zellgehäuses dar.
Nachteilig hieran ist, dass im Allgemeinen Druckspitzen an der galvanischen Zelle in dem Zellgehäuse auftreten können, da die galvanische Zelle die Innenoberfläche des Zellgehäuses nur punktuell bzw. nicht großflächig berührt. Dies trifft
insbesondere für Batteriezellen zu, die eine Vielzahl von galvanischen Zellen, z.B. drei oder mehr, aufweisen, die übereinander angeordnet sind. Hierbei kann durch die Gewichtskraft und/oder Verpresskraft typischerweise eine inhomogene
Druckverteilung in der (untersten) galvanischen Zelle auftreten. Zudem können sich die galvanischen Zellen in der Regel während des Ladens/Entladens ausdehnen, wodurch diese gegen die unebene Innenoberfläche des Zellgehäuses gedrückt werden, wodurch üblicherweise ebenfalls eine inhomogene Druckverteilung entsteht. Dies kann unter ungünstigen Umständen zu Beschädigungen der galvanischen
Zelle führen. Auch kann dies unter ungünstigen Umständen die Lebensdauer der Batteriezelle verkürzen. Darüber hinaus muss in der Regel das Zellgehäuse stabiler ausgelegt werden, um Druckspitzen auszuhalten, wodurch das Zellgehäuse typischerweise ein höheres Gewicht aufweist.
Offenbarung der Erfindung Vorteile der Erfindung Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise ermöglichen, eine Batteriezelle, insbesondere eine Lithiumionen-Batteriezelle bzw. eine Batterie, insbesondere eine Lithiumionen- Batterie bzw. ein Verfahren zum Herstellen einer Batteriezelle aufzuzeigen, bei der eine homogene Verteilung des Drucks des Zellgehäuses auf die galvanische Zelle auftritt.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Batteriezelle vorgeschlagen, umfassend mindestens eine galvanische Zelle, und ein erstes Zellgehäuseelement und ein zweites Zellgehäuseelement, wobei die zwei Zellgehäuseelemente die galvanischen Zelle gemeinsam im Wesentlichen vollständig umschließen, wobei das erste Zellgehäuseelement auf seiner Innenoberfläche Innenvertiefungen aufweist, die auf einer der Innenoberfläche unmittelbar gegenüberliegenden Außenoberfläche des ersten Zellgehäuseelements Außenvorsprünge zum elektrischen Kontaktieren einer ersten weiteren Batteriezelle sind, und/oder das zweite Zellgehäuseelement auf seiner Innenoberfläche Innenvorsprünge aufweist, die auf einer der
Innenoberfläche unmittelbar gegenüberliegenden Außenoberfläche des zweiten
Zellgehäuseelements Außen Vertiefungen zum elektrischen Kontaktieren einer zweiten weiteren Batteriezelle sind, gekennzeichnet durch erste
Ausgleichselemente und/oder zweite Ausgleichselemente, wobei die ersten
Ausgleichselemente derart komplementär zu den Innenvertiefungen ausgebildet und derart in den Innenvertiefungen angeordnet sind, dass die ersten Ausgleichselemente zusammen mit den Innenvertiefungen eine im Wesentlichen flache Innenoberfläche des ersten Zellgehäuseelements bilden,
und/oder die zweiten Ausgleichselemente derart komplementär zu den
Innenvorsprüngen ausgebildet und derart angeordnet sind, dass die zweiten Ausgleichselemente zusammen mit den Innenvorsprüngen eine im Wesentlichen flache Innenoberfläche des zweiten Zellgehäuseelements bilden.
Ein Vorteil hiervon ist, dass auf die galvanische Zelle üblicherweise geringe Kräfte wirken bzw. die auftretenden Kräfte zwischen galvanischer Zelle und Zellgehäuse homogen verteilt sind. Die galvanische Zelle kontaktiert die Innenoberfläche des Zellgehäuses bzw. des Zellgehäuseelements bzw. die Innenoberflächen des Zellgehäuseelements großflächig. In der Regel treten in der Batteriezelle bzw. in der galvanischen Zelle keine oder nur geringe Druckspitzen auf und der auftretende Druck, insbesondere Gewichtsdruck, wird im Wesentlichen homogen über die galvanische Zelle verteilt. Dies führt typischerweise dazu, dass das Zellgehäuse als auch die Außenhülle der galvanischen Zelle dünnwandig ausgebildet sein kann und folglich ein geringes Gewicht aufweist. Zudem weist die Batteriezelle in der Regel eine hohe Lebensdauer auf. Darüber hinaus wirken üblicherweise geringe Kräfte auf die galvanische Zelle.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Batterie umfassend mindestens zwei erfindungsgemäße Batteriezellen vorgeschlagen, wobei die Außenvorsprünge einer ersten der Batteriezellen zumindest teilweise in
Außenvertiefungen einer zweiten der Batteriezellen angeordnet sind, wobei die Batteriezellen über die Außenvorsprünge und Außen Vertiefungen miteinander elektrisch verbunden sind.
Hierdurch wird in der Regel eine technisch einfach elektrische Verbindung zwischen den Batteriezellen erreicht. Darüber hinaus ist die Batterie in der Regel besonders formstabil ausgebildet.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Batteriezelle vorgeschlagen, wobei die Batteriezelle mindestens eine galvanische Zelle und ein Zellgehäuse umfasst, wobei das Zellgehäuse mindestens ein erstes Zellgehäuseelement und mindestens ein zweites Zellgehäuseelement aufweist, wobei die zwei Zellgehäuseelemente die galvanischen Zelle gemeinsam im
Wesentlichen vollständig umschließen, wobei das erste Zellgehäuseelement eine Innenoberfläche mit Innenvertiefungen, die auf einer der Innenoberfläche unmittelbar gegenüberliegenden Außenoberfläche des ersten Zellgehäuseelements Außenvorsprünge zum elektrischen Kontaktieren einer ersten weiteren Batteriezelle sind, aufweist, und/oder das zweite Zellgehäuseelement eine Innenoberfläche mit Innenvorsprüngen, die auf einer der Innenoberfläche unmittelbar
gegenüberliegenden Außenoberfläche des zweiten Zellgehäuseelements
Außenvertiefungen zum elektrischen Kontaktieren einer zweiten weiteren
Batteriezelle sind, aufweist,
wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bereitstellen des ersten
Zellgehäuseelements und des zweiten Zellgehäuseelements;
Bereitstellen der galvanischen Zelle; Aufbringen eines Ausgleichsmaterials auf die Innenoberfläche des zweiten Zellgehäuseelements um die Innenvorsprünge herum zum Bilden einer flachen Oberfläche der Innenoberfläche des zweiten Zellgehäuseelements und/oder in die Innenvertiefungen des ersten
Zellgehäuseelements zum Bilden einer flachen Oberfläche der Innenoberfläche des ersten Zellgehäuseelements; und im Wesentlichen vollständiges Umschließen der galvanischen Zelle mit den beiden Zellgehäuseelementen derart, dass die galvanische Zelle zwischen den Innenoberflächen der beiden Zellgehäuseelemente in einem von den beiden Zellgehäuseelementen gebildeten Hohlraum
eingeschlossen ist.
Ein Vorteil hiervon ist, dass bei der hierdurch hergestellten Batteriezelle auf die galvanische Zelle üblicherweise geringe bzw. gleichmäßig verteilte Kräfte wirken. Die galvanische Zelle kontaktiert die Innenoberfläche des Zellgehäuseelements bzw. die Innenoberflächen des Zellgehäuseelements großflächig. In der Regel treten in der Batteriezelle keine oder nur geringe Druckspitzen auf und der auftretende Druck, insbesondere Gewichtsdruck, wird im Wesentlichen homogen über die galvanische Zelle verteilt. Dies führt typischerweise dazu, dass das Zellgehäuse als auch die Außenhülle der galvanischen Zelle dünnwandig ausgebildet sein kann und folglich ein geringes Gewicht aufweist. Zudem weist die durch das Verfahren hergestellte Batteriezelle in der Regel eine hohe Lebensdauer auf. Darüber hinaus wirken üblicherweise geringe Kräfte auf die galvanische Zelle. Auch ist das Verfahren in der Regel technisch einfach durchführbar. Zudem ist die Innenoberfläche des Zellgehäuseelements besonders plan ausgebildet.
Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Innenoberfläche des ersten
Zellgehäuseelements und/oder die Innenoberfläche des zweiten
Zellgehäuseelements jeweils einen im Wesentlichen flachen Schwellbereich, wobei die Innenvertiefungen des ersten Zellgehäuseelements den Schwellbereich des ersten Zellgehäuseelements umschließen und die Innenvorsprünge des zweiten Zellgehäuseelements den Schwellbereich des zweiten Zellgehäuseelements umschließen. Ein Vorteil hiervon ist, dass in der Regel sich die galvanische Zelle im Schwellbereich ausdehnen kann, ohne dass Kräfte auf zu der Batteriezelle benachbarte Batteriezellen übertragen werden. Beim Anschwellen der galvanischen Zellen wird somit in der Regel der mechanische und/oder elektrische Kontakt zwischen der Batteriezellen und einer weiteren Batteriezelle nicht beeinträchtigt.
Gemäß einer Ausführungsform sind die ersten Ausgleichselemente miteinander verbunden und/oder die zweiten Ausgleichselemente miteinander verbunden.
Hierdurch können die Ausgleichselemente in der Regel technisch einfach angeordnet und ausgerichtet werden. Dies senkt typischerweise die Zeit zur Herstellung der Batteriezelle.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die ersten Ausgleichselemente und/oder die zweiten Ausgleichselemente ein Kunststoffmaterial, insbesondere bestehen die ersten Ausgleichselemente und/oder die zweiten Ausgleichselemente aus einem Kunststoffmaterial. Ein Vorteil hiervon ist, dass üblicherweise die Herstellungskosten der Batteriezelle gering sind.
Gemäß einer Ausführungsform sind die ersten Ausgleichselemente und/oder die zweiten Ausgleichselemente nur bereichsweise zwischen der Innenoberfläche des ersten Zellgehäuseelements und der galvanischen Zelle und/oder zwischen der Innenoberfläche des zweiten Zellgehäuseelements und der galvanischen Zelle angeordnet. Ein Vorteil hiervon ist, dass im Allgemeinen möglichst wenig Material bzw. Raum für die Ausgleichselemente benötigt wird, da nur soviel Material für die Ausgleichselemente verwendet wird, wie unbedingt zum Herstellen einer flachen Innenoberfläche notwendig. Ein Überdecken bereits flacher Bereiche der
Innenoberfläche des Zellgehäuseelements wird hierdurch üblicherweise vermieden.
Dies erhöht üblicherweise den Raum bzw. Platz für die galvanische Zelle bzw. die galvanischen Zellen und folglich die Speicherkapazität der Batteriezelle. Darüber hinaus werden hierdurch in der Regel die Kosten gesenkt.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Ausgleichsmaterial nur bereichsweise auf die Innenoberfläche des ersten Zellgehäuseelements und/oder zweiten
Zellgehäuseelements aufgebracht. Ein Vorteil hiervon ist, dass bei diesem
Verfahren im Allgemeinen möglichst wenig Material bzw. Raum für die
Ausgleichselemente benötigt wird, da nur soviel Material für die Ausgleichselemente verwendet wird bzw. aufgebracht wird, wie unbedingt zum Herstellen einer flachen Innenoberfläche notwendig. Ein Überdecken bereits flacher Bereiche der Oberfläche des Zellgehäuseelements wird hierdurch üblicherweise vermieden. Dies erhöht üblicherweise den Raum bzw. Platz für die galvanische Zelle bzw. die galvanischen Zellen und folglich die Speicherkapazität der Batteriezelle. Darüber hinaus werden hierdurch in der Regel die Kosten gesenkt.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Ausgleichsmaterial um einen
Schwellbereich des ersten Zellgehäuseelements und/oder zweiten
Zellgehäuseelements herum aufgebracht. Ein Vorteil hiervon ist, dass in der Regel sich die galvanische Zelle im Schwellbereich ausdehnen kann, ohne dass Kräfte auf zu der Batteriezelle benachbarte Batteriezellen übertragen werden. Beim
Anschwellen der galvanischen Zellen wird somit in der Regel der mechanische und/oder elektrische Kontakt zwischen der Batteriezellen und einer weiteren Batteriezelle nicht beeinträchtigt.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Ausgleichsmaterial derart aufgebraucht, dass das Ausgleichsmaterial eine zusammenhängende Fläche bildet. Ein Vorteil hiervon ist, dass das Ausgleichsmaterial in der Regel schnell aufgebracht werden kann. Dies senkt üblicherweise die Herstellungszeit. Es wird darauf hingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen der
Batteriezelle bzw. des Verfahrens zur Herstellung der Batteriezelle beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale in geeigneter Weise kombiniert, angepasst oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf d beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Matte mit ersten
Ausgleichselementen von einer Batteriezelle gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht auf die Oberseite eines
Zellgehäuseelements einer Batteriezelle gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht auf die Unterseite des
Zellgehäuseelements aus Fig. 2, wobei die Matte aus Fig. 1 in dem Zellgehäuseelement angeordnet ist;
Fig. 4 zeigt mehrere einzelne erste Ausgleichselemente; Fig. 5 zeigt eine Matte mit zweiten Ausgleichselementen;
Fig. 6 zeigt eine Querschnittsansicht einer Batteriezelle mit angeordneten
Ausgleichselementen;
Fig. 7 zeigt eine Querschnittsansicht eine Batteriezelle mit angeordneten
Ausgleichselementen; und Fig. 8 zeigt eine Pseudoexplosionsdarstellung einer Batteriezelle mit ersten und zweiten Ausgleichselementen ohne galvanische Zelle. Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche
Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Merkmale.
Ausführungsformen der Erfindung Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Matte 60 mit ersten
Ausgleichselementen 50, 65-69 einer Batteriezelle 20 gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform. Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht auf die Oberseite eines ersten Zellgehäuseelements 12 einer Batteriezelle 20 gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht auf die Unterseite des ersten Zellgehäuseelements 12 aus Fig. 2, wobei die
Matte 60 aus Fig. 1 in dem ersten Zellgehäuseelement 12 angeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Batteriezelle 20 weist eine oder mehrere galvanische Zellen, ein erstes Zellgehäuseelement 12 und ein zweites Zellgehäuseelement 16 auf. Die beiden Zellgehäuseelemente 12, 16 umgeben bzw. umschließen gemeinsam die galvanische Zelle oder galvanische Zellen. Die beiden Zellgehäuseelemente 12, 16 bilden zusammen einen im Wesentlichen quaderförmigen Innenraum bzw.
Hohlraum, in dem die galvanische Zelle angeordnet ist. Die galvanische Zelle ist, z.B. an einer Seitenfläche des Hohlraums, mit dem ersten Zellgehäuseelement 12 und dem zweiten Zellgehäuseelement 16, die elektrisch gegeneinander isoliert sind, verbunden, so dass das erste Zellgehäuseelement 12 und das zweite
Zellgehäuseelement 16 sich auf unterschiedlichen elektrischen Potentialen befinden. Das erste Zellgehäuseelement 12 weist auf seiner Außenoberfläche 14
Außenvorsprünge 30 auf, die auf seiner Innenoberfläche 13, die der
Außenoberfläche 14 unmittelbar gegenüberliegt, Innenvertiefungen 30 darstellen bzw. sind. Die Innenoberfläche 17 des zweiten Zellgehäuseelements 16 weist auf seiner Außenoberfläche 18 Außenvertiefungen 40 auf, die auf seiner
Innenoberfläche 17, die der Außenoberfläche 18 unmittelbar gegenüberliegt, Innenvorsprünge 40 darstellen bzw. sind.
In Fig. 2 sind die Außenvorsprünge 30 auf der Außenoberfläche 14 (in Fig. 2 oben) des ersten Zellgehäuseelements 12 zu sehen. Die Außenvorsprünge 30 umlaufen einen rechteckigen flachen Schwellbereich 25 des ersten Zellgehäuseelements 12.
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht auf die Unterseite des Zellgehäuseelements 12 aus Fig. 2, wobei die Matte 60 aus Fig. 1 in dem ersten Zellgehäuseelement 12 angeordnet ist zeigt die Innenoberfläche 13 des ersten Zellgehäuseelements 12, wobei das erste Zellgehäuseelements 12 in Fig. 3 gegenüber Fig. 1 um eine horizontal verlaufende Achse um 180° gedreht wurde.
Die Außenvorsprünge 30 und/oder Außenvertiefungen 40 sind zum physischen Kontaktieren der unmittelbar benachbarten Batteriezelle 20 ausgebildet. Die Außenvorsprünge 30 und/oder Außenvertiefungen 40 sind auch zum elektrischen Verbinden der Batteriezelle 20 mit einer unmittelbar benachbarten Batteriezelle 20 ausgebildet.
Beim Übereinanderstapeln bzw. -anordnen der Batteriezellen 20, wobei die
Positionen der Batteriezellen 20 rein translatorisch in einer Richtung parallel zur Gravitation verschoben sind, weisen die unmittelbar zueinander benachbarten
Batteriezellen 20 einen Abstand zueinander in den Schwellbereichen 25 der Zellgehäuseelemente 12, 16 auf. Hier kann sich die galvanische Zelle bzw. das Zellgehäuseelement 12, 16 in diesem Bereich ausdehnen, ohne dass Spannungen entstehen und ohne dass die Kontaktierung zwischen den unmittelbar zueinander benachbarten Batteriezellen 20 sich verändert.
Um eine flache bzw. plane bzw. ebene Innenoberfläche 13 zum Kontaktieren einer galvanischen Zelle zu erreichen, sind erste Ausgleichselemente 50, 65-69 in den Innenvertiefungen 30 des ersten Zellgehäuseelements 12 angeordnet. Die ersten Ausgleichselemente 50, 65-69 sind in den Innenvertiefungen 30 bzw. Aussparungen bzw. Außenvorsprüngen 30 des ersten Zellgehäuseelements 12 angeordnet. Hierfür kann bei dem in den Fig. 2 und Fig. 3 gezeigten Zellgehäuseelement 12 die in Fig. 1 gezeigte Matte 60 mit Ausgleichselementen 50, 65-69 verwendet werden. Die Matte 60 weist eine Vielzahl von ersten Ausgleichselementen 50, 65-69 in Form von Vorsprüngen auf, die komplementär zu den Innenvertiefungen 30 auf der Innenoberfläche 13 des ersten Zellgehäuseelements 12 ausgebildet sind. Die Vorsprünge der Matte 60 sind in Fig. 3 in den Innenvertiefungen 30 der
Innenoberfläche 13 des ersten Zellgehäuseelements 12 angeordnet.
Die Matte 60 ist im Wesentlichen rechteckig ausgebildet. Die Matte 60 umläuft einen freien Bereich (in dem kein Material der Matte 60 ist). Dieser freie Bereich dient dazu, Volumen zum Anschwellen der galvanischen Zelle zur Verfügung zu stellen. Zudem ist in diesem freien Bereich der Matte 60 die Innenoberfläche 13 des ersten Zellgehäuseelements 12 bereits flach bzw. plan ausgebildet.
Durch Anordnen der Matte 60 mit ersten Ausgleichselementen 50, 65-69 auf der Innenoberfläche 13 des ersten Zellgehäuseelements 12 und Einführen der
Vorsprünge bzw. ersten Ausgleichselemente 50, 65-69 der Matte 60 in die
Innenvertiefungen 30 des ersten Zellgehäuseelements 12 wird eine flache bzw. ebene Innenoberfläche 13 des ersten Zellgehäuseelements 12 gebildet. Diese Innenoberfläche 13 des ersten Zellgehäuseelements 12 kontaktiert nach Einbringen der galvanischen Zelle in das Zellgehäuse die galvanische Zelle großflächig.
Die galvanische Zelle weist auf seiner Außenoberfläche ebenfalls eine flache bzw. plane bzw. ebene Oberfläche auf. Hierdurch können Kräfte, insbesondere
Gewichtskräfte, großflächig von der galvanischen Zelle auf das Zellgehäuse bzw. das Zellgehäuseelement 12 und umgekehrt übertragen werden. Eine gleichmäßige Kräfteverteilung ohne Druckspitzen wird hierdurch erreicht.
Das Zellgehäuseelement 12, 16 kann eine Hälfte des Zellgehäuses sein. Das erste Zellgehäuseelement 12 kann baugleich zu dem zweiten Zellgehäuseelement 16 ausgebildet sein.
Fig. 4 zeigt mehrere einzelne erste Ausgleichselemente 50, 65-69. Die
Ausgleichselemente 50, 65-69 können einzelne Ausgleichselemente 50, 65-69 sein, wie in Fig. 4 gezeigt. Die einzelnen Ausgleichselemente 50, 65-69 werden in die Innenvertiefungen 30 der galvanischen Zelle eingebracht.
Fig. 5 zeigt eine Matte 61 mit zweiten Ausgleichselementen 62, 63. In Fig. 5 sind die zweiten Ausgleichselemente 62, 63 flache Elemente, die einen Durchgang bzw. ein Loch jeweils in ihrer Mitte aufweisen. Das Loch dient zum Aufnehmen eines Innenvorsprungs der Innenoberfläche 17 des zweiten Zellgehäuseelements 16.
Zum Ausgleich von Innenvorsprüngen 40 der Innenoberfläche 17 des zweiten Zellgehäuseelements 16 wird eine Matte 61 mit Aussparungen bzw. Vertiefungen verwendet. Die Innenvorsprünge 40 der Innenoberfläche 17 des zweiten
Zellgehäuseelements 16 werden in die Aussparungen bzw. Vertiefungen der Matte 61 eingeführt. Auf diese Weise wird eine plane bzw. flache bzw. ebene
Innenoberfläche 17 des zweiten Zellgehäuseelements 16 zum Kontaktieren der flachen bzw. ebenen bzw. planen Oberfläche der galvanischen Zelle gebildet. Die Aussparungen bzw. Vertiefungen durchlaufen die gesamte Höhe der Matte 61. Dies bedeutet, dass die Aussparungen bzw. Vertiefungen Löcher in der Matte 61 sind.
Die Ausgleichselemente 50, 65-69 bzw. die flache Oberfläche der galvanischen Zelle können/kann auch gebildet werden, indem ein Ausgleichsmaterial auf eine erste Innenoberfläche 13 des ersten Zellgehäuseelement 12 und/oder des zweiten Zellgehäuseelements 16 aufgebracht wird. Die Oberfläche des aufgebrachten Materials wird glatt gestrichen bzw. flach gehalten während der Herstellung oder danach.
Nach dem Aufbringen des Ausgleichsmaterials in flüssiger oder zähflüssiger Form (z.B. durch Dispensen), umgibt das Ausgleichsmaterial die Innenvorsprünge 40 der Innenoberfläche 17 des zweiten Zellgehäuseelements 16 und/oder dringt in die Innenvertiefungen 30 des ersten Zellgehäuseelements 12 ein. Auf diese Weise werden die Ausgleichselemente 50, 65-69 gebildet. Hierdurch können auch ungleichmäßige bzw. unregelmäßige Innenvorsprünge 40 und/oder
Innenvertiefungen 30 mittels des Ausgleichsmaterials ausgeglichen werden.
Vorstellbar ist auch, dass die Ausgleichselemente 50, 65-69 in fester Form auf Innenoberfläche 13 des ersten Zellgehäuseelements 12 und/oder die
Innenoberfläche 17 des zweiten Zellgehäuseelements 16 aufgebracht werden.
Fig. 6 zeigt eine Querschnittsansicht einer Batteriezelle 20 mit angeordneten einzelnen ersten Ausgleichselementen 50. In die Außenvorsprünge 30 der (in Fig. 6 unteren Seite der) Batteriezelle 20 sind einzelne erste Ausgleichselemente 50 eingebracht. Hierdurch wird auf der in Fig. 6 unteren Seite eine plane bzw. ebene Oberfläche zum Kontaktieren einer (planen bzw. flachen) Innenoberfläche des Zellgehäuses 10 gebildet. Bei dem in Fig. 7 oberen zweiten Zellgehäuseelements 16 sind auf seiner Innenoberfläche Innenvorsprünge 40 ausgebildet, die von zweiten Ausgleichselementen 62, 63 umgeben sind.
Fig. 7 zeigt eine Querschnittsansicht eine Batteriezelle 20 mit angeordneten Ausgleichselementen 50, 65-69, 62, 63. Hier sind einzelne erste
Ausgleichselemente 50, 65-69 in den Innenvertiefungen 30 des ersten
Zellgehäuseelements 12 (in Fig. 7 oben) angeordnet. Die Innenvorsprünge 40 des zweiten Zellgehäuseelements 16 (in Fig. 7 unten) sind von einer Matte 61 mit zweiten Ausgleichselementen 62, 63 umrahmt, die die Innenvorsprünge 40 des zweiten Zellgehäuseelements 16 umgeben. Somit sind durch die ersten 50, 65-69 und zweiten 62, 63 Ausgleichselemente eine flache Innenoberfläche 13 des ersten Zellgehäuseelements 12 (in Fig. 7 oben) und eine flache Innenoberfläche 17 des zweiten Zellgehäuseelements 16 (in Fig. 7 unten) gebildet.
Die Matte 61 umgibt die Innenvorsprünge 40 der galvanischen Zelle. Die
Aussparungen der Matte 61 sind komplementär zu den Innenvorsprüngen 40 der Innenoberfläche 17 des zweiten Zellgehäuseelements 16 ausgebildet. Die einzelnen ersten Ausgleichselemente 50, 65-69 sind komplementär zu den Innenvertiefungen 30 der Innenoberfläche 13 des ersten Zellgehäuseelements 12 ausgebildet.
Das Füllen der Freiräume zwischen den Innenvorsprüngen 40 und das Füllen der Innenvertiefungen 30 erhöht bzw. verbessert die Materialelastizitätskonstante der Innenvorsprünge 40 und der Innenvertiefungen 30 in eine Richtung parallel zu der Oberfläche, aus der die Innenvorsprünge 40 bzw. Außenvorsprünge 30
hervorstehen. Dies erhöht somit die Stabilität bzw. Elastizität der Batteriezelle 20.
Die Ausgleichselemente 50, 65-69, 62, 63 können somit entweder ein Positiv oder ein Negativ darstellen, das jeweils komplementär zu den Innenvorsprüngen
40/Außenvertiefungen 40 und/oder Innenvertiefungen 30/Außenvorsprüngen 30 ausgebildet ist. Die Anzahl der Batteriezellen 20, die übereinander angeordnet sind bzw.
übereinander gestapelt sind kann zwei, drei, vier, fünf oder mehr als fünf betragen. Die Batteriezellen 20 können mittels der Außenvorsprünge 30 und
Außenvertiefungen 40 technisch einfach elektrisch miteinander verbunden werden.
Es ist ebenfalls vorstellbar, dass kein Schwellbereich bei den Zellgehäuseelementen 12, 16 vorhanden ist.
Das Material der Ausgleichselemente 50, 65-69, 62, 63 kann Kunststoff oder natürliche Materialien, wie z.B. Gummi oder ähnliches umfassen. Die
Ausgleichselemente 50, 65-69, 62, 63 können aus einem Schaumstoff bestehen oder diesen umfassen. Auch vorstellbar ist, dass die Ausgleichselemente 50, 65-69, 62, 63 eine harte Oberfläche umfassen oder aus einem harten Material bestehen. Hierdurch können auftretende Kräfte besonders gut übertragen werden.
Das Zellgehäuse kann Metall und/oder eine Metalllegierung umfassen. Auch vorstellbar ist, dass das Zellgehäuse aus Metall und/oder einer Metalllegierung besteht. Vorstellbar ist auch, dass das Zellgehäuse aus einem Kunststoff besteht oder einen Kunststoff umfasst.
Das Zellgehäuse ist im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet. Andere Formen sind vorstellbar.
Fig. 8 zeigt eine Pseudoexplosionsdarstellung einer Batteriezelle 20 mit ersten 50, 65-69 und zweiten 62, 63 Ausgleichselementen ohne galvanische Zelle. Die galvanische Zelle wird zwischen den Innenoberflächen 13, 17 der beiden
Zellgehäuseelemente 12, 16 angeordnet. Die Innenoberfläche 13 des ersten Zellgehäuseelements 12 (in Fig. 8 unten) weist durch die einzelnen ersten
Ausgleichselemente 50, 65-69, die jeweils in den Innenvertiefungen 30 des ersten Zellgehäuseelements 12 angeordnet sind, eine flache Innenoberfläche 13 auf. Die
Innenoberfläche 17 des zweiten Zellgehäuseelements 16 (in Fig. 8 oben) weist durch die Matte 61 mit zweiten Ausgleichselementen 62, 63, die die
Innenvorsprünge 40 der Innenoberfläche 17 umgeben, ebenfalls eine flache Innenoberfläche 17 auf. Somit kontaktiert das galvanische Element zwei plane bzw. flache Innenoberflächen 13, 17 der beiden Zellgehäuseelemente 12, 16, die zusammen das Zellgehäuse bilden. Gleichzeitig weist das Zellgehäuse auf seiner Außenoberfläche Außenvorsprünge 30 (in Fig. 8 nicht zu sehen) und
Außenvertiefungen 40 (in Fig. 8 oben) auf. Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass Begriffe wie„aufweisend",„umfassend", etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie„eine" oder„ein" keine Vielzahl ausschließen. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims

Ansprüche
1. Batteriezelle (20) umfassend
mindestens eine galvanische Zelle, und
ein erstes Zellgehäuseelement (12) und ein zweites Zellgehäuseelement (16), wobei die zwei Zellgehäuseelemente (12, 16) die galvanischen Zelle
gemeinsam im Wesentlichen vollständig umschließen,
wobei das erste Zellgehäuseelement (12) auf seiner Innenoberfläche (13) Innenvertiefungen (30) aufweist, die auf einer der Innenoberfläche (13) unmittelbar gegenüberliegenden Außenoberfläche (14) des ersten
Zellgehäuseelements (12) Außenvorsprünge (30) zum elektrischen
Kontaktieren einer ersten weiteren Batteriezelle (20) sind,
und/oder das zweite Zellgehäuseelement (16) auf seiner Innenoberfläche (17) Innenvorsprünge (40) aufweist, die auf einer der Innenoberfläche (17) unmittelbar gegenüberliegenden Außenoberfläche (18) des zweiten
Zellgehäuseelements (16) Außenvertiefungen (40) zum elektrischen
Kontaktieren einer zweiten weiteren Batteriezelle (20) sind,
gekennzeichnet durch
erste Ausgleichselemente (50, 65-69) und/oder zweite Ausgleichselemente (62, 63),
wobei die ersten Ausgleichselemente (50, 65-69) derart komplementär zu den Innenvertiefungen (30) ausgebildet und derart in den Innenvertiefungen (30) angeordnet sind, dass die ersten Ausgleichselemente (50, 65-69) zusammen mit den Innenvertiefungen (30) eine im Wesentlichen flache Innenoberfläche (13) des ersten Zellgehäuseelements (12) bilden,
und/oder die zweiten Ausgleichselemente (62, 63) derart komplementär zu den Innenvorsprüngen (40) ausgebildet und derart angeordnet sind, dass die zweiten Ausgleichselemente (62, 63) zusammen mit den Innenvorsprüngen (40) eine im Wesentlichen flache Innenoberfläche (17) des zweiten
Zellgehäuseelements (16) bilden.
2. Batteriezelle (20) nach Anspruch 1, wobei
die Innenoberfläche (13) des ersten Zellgehäuseelements (12) und/oder die Innenoberfläche (17) des zweiten Zellgehäuseelements (16) jeweils einen im Wesentlichen flachen Schwellbereich (25) umfassen, wobei die Innenvertiefungen (30) des ersten Zellgehäuseelements (12) den Schwellbereich (25) des ersten Zellgehäuseelements (12) umschließen und die Innenvorsprünge (40) des zweiten Zellgehäuseelements (16) den
Schwellbereich des zweiten Zellgehäuseelements (16) umschließen.
Batteriezelle (20) nach Anspruch 1 oder 2, wobei
die ersten Ausgleichselemente (50, 65-69) miteinander verbunden sind und/oder die zweiten Ausgleichselemente (62, 63) miteinander verbunden sind.
Batteriezelle (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ersten Ausgleichselemente (50, 65-69) und/oder die zweiten
Ausgleichselemente (62, 63) ein Kunststoff material umfassen, insbesondere aus einem Kunststoffmaterial bestehen.
Batteriezelle (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ersten Ausgleichselemente (50, 65-69) und/oder die zweiten
Ausgleichselemente (62, 63) nur bereichsweise zwischen der Innenoberfläche (13) des ersten Zellgehäuseelements (12) und der galvanischen Zelle und/oder zwischen der Innenoberfläche (17) des zweiten Zellgehäuseelements (16) und der galvanischen Zelle angeordnet sind.
Batterie umfassend mindestens zwei Batteriezellen (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
die Außenvorsprünge (30) einer ersten der Batteriezellen (20) zumindest teilweise in Außenvertiefungen (40) einer zweiten der Batteriezellen (20) angeordnet sind,
wobei die Batteriezellen (20) über die Außenvorsprünge (30) und
Außenvertiefungen (40) miteinander elektrisch verbunden sind.
Verfahren zum Herstellen einer Batteriezelle (20),
wobei die Batteriezelle (20) mindestens eine galvanische Zelle und ein
Zellgehäuse umfasst, wobei das Zellgehäuse mindestens ein erstes
Zellgehäuseelement (12) und mindestens ein zweites Zellgehäuseelement (16) aufweist, wobei die zwei Zellgehäuseelemente (12, 16) die galvanischen Zelle gemeinsam im Wesentlichen vollständig umschließen, wobei
das erste Zellgehäuseelement (12) eine Innenoberfläche (13) mit
Innenvertiefungen (30), die auf einer der Innenoberfläche (13) unmittelbar gegenüberliegenden Außenoberfläche (14) des ersten Zellgehäuseelements (12) Außenvorsprünge (30) zum elektrischen Kontaktieren einer ersten weiteren Batteriezelle (20) sind, aufweist,
und/oder
das zweite Zellgehäuseelement (16) eine Innenoberfläche (17) mit
Innenvorsprüngen (40), die auf einer der Innenoberfläche (17) unmittelbar gegenüberliegenden Außenoberfläche (18) des zweiten Zellgehäuseelements
(16) Außenvertiefungen (40) zum elektrischen Kontaktieren einer zweiten weiteren Batteriezelle (20) sind, aufweist,
wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Bereitstellen des ersten Zellgehäuseelements (12) und des zweiten
Zellgehäuseelements (16);
Bereitstellen der galvanischen Zelle;
Aufbringen eines Ausgleichsmaterials
auf die Innenoberfläche (17) des zweiten Zellgehäuseelements (16) um die Innenvorsprünge (40) herum zum Bilden einer flachen Oberfläche der
Innenoberfläche (17) des zweiten Zellgehäuseelements (16)
und/oder
in die Innenvertiefungen (30) des ersten Zellgehäuseelements (12) zum Bilden einer flachen Oberfläche der Innenoberfläche (13) des ersten
Zellgehäuseelements (12); und
im Wesentlichen vollständiges Umschließen der galvanischen Zelle mit den beiden Zellgehäuseelementen (12, 16) derart, dass die galvanische Zelle zwischen den Innenoberflächen (13, 17) der beiden Zellgehäuseelemente (12, 16) in einem von den beiden Zellgehäuseelementen (12, 16) gebildeten Hohlraum eingeschlossen ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei
das Ausgleichsmaterial nur bereichsweise auf die Innenoberfläche (13, 17) des ersten Zellgehäuseelements (12) und/oder zweiten Zellgehäuseelements (16) aufgebracht wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei
das Ausgleichsmaterial um einen Schwellbereich (25) des ersten
Zellgehäuseelements (12) und/oder zweiten Zellgehäuseelements (16) herum aufgebracht wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7-9, wobei
das Ausgleichsmaterial derart aufgebraucht wird, dass das Ausgleichsmaterial eine zusammenhängende Fläche bildet.
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JP2019547767A JP2020513673A (ja) 2016-11-23 2017-11-08 少なくとも１つのガルバニセルを含む電池セル、電池、及び、電池セルを製造する方法
US16/463,131 US11699826B2 (en) 2016-11-23 2017-11-08 Battery cell comprising at least one galvanic cell, battery, and method for producing a battery cell
KR1020197017270A KR20190077569A (ko) 2016-11-23 2017-11-08 하나 이상의 갈바니 전지를 포함한 배터리 셀, 배터리, 그리고 배터리 셀 제조 방법
CN201780072204.8A CN109964337B (zh) 2016-11-23 2017-11-08 包括至少一个原电池的电池组电池、电池组和用于制造电池组电池的方法

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DE102016223194.4A DE102016223194B4 (de) 2016-11-23 2016-11-23 Batteriezelle umfassend mindestens eine galvanische Zelle, Batterie und Verfahren zum Herstellen einer Batteriezelle

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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022123533A1 (de) 2022-09-14 2024-03-14 Elringklinger Ag Batteriemodulträger und Batteriespeichervorrichtung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040258985A1 (en) * 2003-06-20 2004-12-23 Kun-June Tsai Battery having electrical connection stabilizing means and battery assembly using same
WO2011069651A1 (de) * 2009-12-08 2011-06-16 Li-Tec Battery Gmbh Elektrochemischer energiespeicher und anordnung einer mehrzahl solcher elektrochemischen energiespeicher
WO2012150047A1 (de) * 2011-05-02 2012-11-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Batteriegehäuse
US20150037617A1 (en) * 2013-08-05 2015-02-05 Ozca Engineering Solutions Ltd. Selectively conducting battery casing

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3333606B2 (ja) * 1993-11-15 2002-10-15 本田技研工業株式会社 バッテリ
JP3312853B2 (ja) * 1996-09-26 2002-08-12 松下電器産業株式会社 電池間接続構造
JP3759872B2 (ja) * 2000-05-12 2006-03-29 本田技研工業株式会社 セルモジュール
JP2005259379A (ja) * 2004-03-09 2005-09-22 Nissan Motor Co Ltd バイポーラ電池
JP2005285455A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Sanyo Electric Co Ltd 電源装置
CN101273494B (zh) * 2006-10-27 2012-02-22 株式会社旭电化研究所 电连接构造
DE102007004567A1 (de) * 2007-01-30 2008-07-31 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung mit wenigstens einer elektrochemischen Zelle
JP2008243760A (ja) * 2007-03-29 2008-10-09 Misuzu Kogyo:Kk シート状部材の積層接合体
JP5268393B2 (ja) * 2008-03-07 2013-08-21 三洋電機株式会社 バッテリパック
JP2009224227A (ja) * 2008-03-17 2009-10-01 Toshiba Corp 電池モジュールおよびこれを備えたバッテリパック
AT508742B1 (de) * 2009-09-10 2011-07-15 Norman Neuhold Einsatz für ein akkumulatorteil
CN202226134U (zh) * 2011-07-29 2012-05-23 珈伟太阳能(武汉)有限公司 太阳能电池串周转托盘
JP2013143331A (ja) 2012-01-12 2013-07-22 Fdk Twicell Co Ltd アルカリ二次電池の製造方法及びこの製造方法により製造したアルカリ二次電池
CN104769746B (zh) * 2012-11-09 2017-10-03 日产自动车株式会社 电池组和电池组的制造方法
EP3041082B1 (de) * 2013-08-26 2018-02-21 Nissan Motor Co., Ltd Luftbatterie und batteriepack
KR101747397B1 (ko) * 2013-09-25 2017-06-14 주식회사 엘지화학 댐핑 구조가 형성되어 있는 전극리드를 포함하는 전지모듈
CN203644902U (zh) * 2013-10-30 2014-06-11 刘立健 电池组装置
CN203923400U (zh) * 2014-05-14 2014-11-05 湖南创元铝业有限公司 降低铝液水平电流的铝电解阴极结构
WO2016152565A1 (ja) * 2015-03-25 2016-09-29 日本碍子株式会社 全固体リチウム電池
US10128475B2 (en) * 2015-08-20 2018-11-13 Savior Products, Inc. Integrated battery and vibration and/or shock isolation assembly
US10062882B2 (en) * 2015-10-16 2018-08-28 Bosch Battery Systems Llc Force generating assembly for a battery pack
WO2019217783A1 (en) * 2018-05-11 2019-11-14 Savior Products, Inc. Battery with integrated shock and vibration protection features

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040258985A1 (en) * 2003-06-20 2004-12-23 Kun-June Tsai Battery having electrical connection stabilizing means and battery assembly using same
WO2011069651A1 (de) * 2009-12-08 2011-06-16 Li-Tec Battery Gmbh Elektrochemischer energiespeicher und anordnung einer mehrzahl solcher elektrochemischen energiespeicher
WO2012150047A1 (de) * 2011-05-02 2012-11-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Batteriegehäuse
US20150037617A1 (en) * 2013-08-05 2015-02-05 Ozca Engineering Solutions Ltd. Selectively conducting battery casing

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