WO2019145186A1 - Batterie und verfahren zum herstellen einer batterie - Google Patents

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WO2019145186A1
WO2019145186A1 PCT/EP2019/050857 EP2019050857W WO2019145186A1 WO 2019145186 A1 WO2019145186 A1 WO 2019145186A1 EP 2019050857 W EP2019050857 W EP 2019050857W WO 2019145186 A1 WO2019145186 A1 WO 2019145186A1
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battery
connection terminal
laminate material
baterie
bateriegehäusedeckel
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PCT/EP2019/050857
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Anton Ringel
Andreas RINGK
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Lithium Energy and Power GmbH & Co. KG
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Definitions

  • the invention relates to a battery, in particular lithium-ion battery, and a method for producing a battery, in particular a lithium-ion battery.
  • Electrochemical layers e.g., in the form of a stack
  • the rail is connected via a rivet to a connection terminal (i.e., a pole) of the battery.
  • the rivet fixes a seal which seals the interior of the battery from the environment, and establishes an electrical connection between the rail and the connection terminal.
  • Embodiments of the present invention may advantageously enable to demonstrate a battery that is technically simple and that has low electrical resistance between the electrochemical layers and the connector terminal.
  • a battery in particular a lithium-ion battery, comprising two connection terminals, which form a positive pole and a negative pole of the battery, is proposed, wherein the connection terminals are electrically isolated from a battery housing cover of the battery, wherein between a first Connection terminal of the connection terminals and the
  • Battery housing cover of the battery is an electrically insulating laminate material, in particular an electrically insulating laminate film, arranged for electrically insulating the first connection terminal of the battery housing cover.
  • the battery is usually constructed in a technically simple manner.
  • the battery housing or the battery housing cover is generally electrically neutral, so that there is a so-called “neutral cell”.
  • the battery in a nail penetration test, which is required for batteries in the automotive sector, this is usually advantageous.
  • the battery usually has a low resistance between the electrochemical layers and the connection terminal.
  • Laminate material the interior of the battery or the battery case (also called cell case) of the battery sealed from the environment technically simple. As a result, usually leakage of electrolyte is prevented.
  • the laminate material can usually be compressed with the battery case lid and the connection terminal, so that no air pockets are present, which could adversely affect the battery. Also, the battery points in
  • connection terminal is usually technically easily fixed or attached to the battery housing cover.
  • a method for manufacturing a battery in particular a lithium-ion battery, preferably a battery as described above, with two connection terminals, is proposed, wherein the connection terminals are electrically isolated from a battery case cover of the battery, the method following steps include: - Arranging a
  • Laminate material in particular a laminate film, on a wing of at least one first connection terminal of the connection terminals; - Arrange the Bateriegephaseusedeckels on the laminate material of the first connection terminal such that between the Bateriegephaseusedeckel and the first connection terminal a predetermined distance is present; - pressing the Bateriegepatusedeckels, the first connection terminal and the laminate material; - filling the gap between the first connection terminal and the Bateriegephaseusedeckel with a liquid plastic; and simultaneously curing the laminate material and the liquid plastic.
  • Connection terminal generally technically easily fixed to the Bateriegepusedeckel or fixed.
  • the compression of the laminate material, the Bateriegepusedeckels and the connection terminal air inclusions, which could adversely affect the Baterie, between these elements are usually substantially excluded.
  • the battery comprises a gasket for sealing a region between the battery housing cover and a wing of the battery
  • the Bateriegepusedeckel on a recess for receiving at least a portion of the laminate material As a result, the volume efficiency of the battery can generally be further increased. This is in particular given by the fact that the laminate material is a non- energy storage medium of the battery is and the laminate material thereby claimed less space or space within the Bateriegeophuses. This means that, in general, with the same external dimensions of the battery case, there will be more volume within the battery case for elements that increase the capacity of the battery.
  • a predetermined distance is provided between the first connection terminal and the battery housing cover such that a first surface of the laminate material is only partially covered by the battery housing cover.
  • a hydrophobic layer in particular a hydrophobic monolayer, is arranged on a region of the first surface of the laminate material that is not covered by the battery housing cover. Due to the exposed area of the first surface of the laminate material, under unfavorable conditions, moisture may diffuse into the battery or the battery case. A larger area of the first surface, which is not covered by the Bateriegeophuse usually increases the reliability of the electrical insulation between the connection terminal and Bateriegeophusedeckel and allows larger
  • the joining tolerances may e.g. caused by geometry, material and / or lamination process variations.
  • the joining tolerances may e.g. caused by geometry, material and / or lamination process variations.
  • a larger portion of the first surface, which is not covered by the Bateriegeophuse increases under unfavorable circumstances, the moisture diffusion from the environment in the Baterie or in the Bateriegephaseuse.
  • the hydrophobic layer on the area of the first surface of the laminate material that is not covered by the battery housing cover the diffusion of moisture into the battery or into the battery housing is usually greatly reduced. This usually extends the life of the battery.
  • the laminate material may have hydroxy groups and / or amine groups on the portion of the first surface of the laminate material not covered by the battery housing cover.
  • the hydrophobic layer can be a fabric with a reactive group or groups which react with the hydroxy groups and / or amine groups, and a hydrophobic or superhydrophobic radical (eg, alkyl groups, perfluorinated groups) which produces a compound having the first surface.
  • the substance may, for example, include a substance with CAS (Chemical Abstracts Service) Registry Numbers 999-97-3, 18162-84-0, 93804-29-6 and / or 102488-49-3.
  • reactive groups may be generated on the region of the first surface not covered by the battery housing cover (in particular, if there are no or only few hydroxy groups and / or amine groups in the region of the first surface not covered by the battery housing cover) the laminate material) to facilitate bonding of the laminate material to the hydrophobic layer.
  • a hardened liquid plastic is arranged between the first connection terminal and the battery housing cover. This is usually advantageous that technically simple, the position of the connection terminal and thus the distance of the connection terminal of the battery case or
  • connection between connection terminal and battery housing even more reliably prevented. Also, the interior of the battery is usually very safe from the environment sealed.
  • the battery housing cover is chamfered on at least one side facing the first connection terminal. This can be a
  • Liquid plastic which is liquid before hardening and solid after curing, usually technically particularly easy in the area or distance between the battery housing cover and terminal terminal, in which the laminate material is not covered by the battery housing cover, are introduced. In addition, as a rule, this increases the insulation distance between the battery case lid and
  • the battery housing cover in at least one region facing the first connection terminal, has a recess on an outer side for receiving a liquid plastic for enlarging one
  • Creepage distance between the connection terminal and the battery case cover on the outside of the battery case cover is usually even easier in the art Area or distance between battery case lid and terminal terminal, in which the laminate material is not covered by the battery case cover, can be introduced.
  • a creepage distance on the outside of the battery case or cover is increased in general, which must pass a current from the connection terminal to the battery case, since a part of the
  • Outer surface of the battery case, namely the recess is filled with the liquid liquid before curing.
  • the laminate material in particular the laminate film
  • the first connection terminal which is filled with a hardened liquid plastic.
  • Battery housing cover and the connection terminal are tolerable or can exist.
  • the joining tolerances may e.g. caused by geometry, material and / or lamination process variations.
  • Merging the liquid liquid that is liquid before hardening can be introduced into the first area between the laminate material and the connection terminal and into the second area between the battery housing cover and the connection terminal (and
  • the second region being located further outward from the interior or interior of the battery housing.
  • the laminate material in particular the laminate film, may comprise or be material based on epoxy (without inorganic fillers or with inorganic fillers), for example an epoxy resin, in particular an epoxy resin or SiO 2 or Al 2 O 3 epoxy resin.
  • the laminate material may in particular be a solid.
  • the laminate material can only be cured after being pressed together with the battery housing cover and the connection terminal.
  • the laminate material may include the battery case lid and the wing of the
  • the liquid plastic may comprise a liquid liquid plastic prior to curing, e.g. a liquid polymer, in particular an epoxy resin, include or be such.
  • the liquid plastic may e.g. be introduced by means of a dispensing process in the area between the battery case lid and connection terminal.
  • Liquid plastic is electrically non-conductive.
  • the laminate material and the liquid plastic may be of the same class of material, thereby forming a robust bond between the two elements, since cohesive bonding between the two elements is achieved by the same crosslinking mechanism.
  • Hardening can be performed at temperatures up to 180 ° C.
  • Fig. 1 shows a cross-sectional view of a first embodiment of the
  • FIG. 2 is a plan view of the battery of FIG. 1; FIG.
  • Fig. 3 shows a cross-sectional view of a part of a second embodiment of the battery according to the invention
  • Fig. 4 shows a cross-sectional view of a part of a third embodiment of the battery according to the invention.
  • Fig. 5 shows a cross-sectional view of a part of a fourth embodiment of the battery according to the invention.
  • Fig. 6 shows a cross-sectional view of a part of a fifth embodiment of the battery according to the invention
  • Fig. 7 shows a cross-sectional view of a part of a sixth embodiment of the battery according to the invention.
  • Fig. 1 shows a cross-sectional view of a first embodiment of the
  • FIG. 1 shows the upper part of the battery 10.
  • FIG. 2 shows a plan view of the battery 10 from FIG. 1.
  • the battery 10 includes a battery case 15 disposed on an upper side of the battery
  • Battery housing 15, a battery case cover 16 has.
  • the battery 10 also includes a stack 40 in which electrochemical layers are arranged, which generate the voltage of the battery 10.
  • the stack 40 is connected to two tabs 50, 55.
  • One tab 50, 55 is connected to the negative layers and the other tab 50, 55 is connected to the positive layers of the electrochemical layers.
  • the battery 10 has two connection terminals 30, 35 which are each electrically connected to one of the tabs 50, 55.
  • a connection terminal 30, 35 forms the positive pole of the battery 10 and the other connection terminal 30, 35 forms the negative pole of the battery 10.
  • the connection terminals 30, 35 protrude through a (usually
  • connection terminals 30, 35 are thus accessible from the outside.
  • the battery case 15 is electrically neutral. This means that the battery housing 15 is electrically connected to neither of the two connection terminals 30, 35. There is thus a so-called "neutral cell”.
  • a predetermined distance 80, 85 is present between the battery housing cover 16 and the connection terminal 30, 35 (this distance runs in FIG. 1 in the horizontal direction or parallel to the upper surface of the battery housing cover
  • connection terminal 30, 35 thus does not touch the battery housing cover 16.
  • the respective connection terminal 30, 35 has a lower region or section, from whose surface or peripheral surface a wing 31, 36 protrudes like a collar, wherein the wing 31, 36 extends substantially parallel to the upper surface of the battery case 15. Through this wing 31,
  • connection terminal 30, 35 has a substantially larger diameter in the horizontal direction (parallel to the upper surface of the
  • a laminate material 60, 65 is formed between the wings 31, 36 of the respective connection terminal 30, 35 and an inside or the interior 12 facing side of the battery case cover 16 arranged.
  • the laminate material 60, 65 is formed thin (e.g., about 100 pm).
  • the laminate material 60, 65 is substantially parallel to the respective wings 31, 36 of the
  • Connection terminals 30, 35 (and thus parallel to an outer surface of the battery case cover 16) and prevents electrical connection between the connection terminal 30, 35 and the battery case 15th
  • the laminate material 60, 65 is arranged between the wings 31, 36 of the connection terminal 30, 35 and the battery case 15.
  • the laminate material 60, 65 is flat against the connection terminal 30, 35.
  • the laminate material 60, 65 projects laterally slightly beyond the wings 31, 36 of the connection terminal 30, 35. This means that the laminate material 60, 65 has a larger diameter in the horizontal direction than the wing 31, 36 of the connection terminal 30, 35.
  • Laminate material 60, 65 are constructed substantially the same. However, it is possible that only one connection terminal 30, 35 is in contact with a corresponding laminate material 60, 65.
  • the connection terminals 30, 35 may each consist of aluminum or an aluminum alloy or copper or a copper alloy.
  • the laminate material 60, 65 consists of an electrically insulating material or a plurality of electrically insulating materials.
  • the laminate material 60, 65 may, for example, comprise or consist of an epoxy-based material, eg an epoxy resin.
  • the laminate material also serves to seal an interior of the battery from the environment In Fig. 1, a sealing ring as a seal 70, 75 is shown, which is arranged between the wings 31, 36 of the connection terminal 30, 35 and the battery case cover 16.
  • the sealing ring is optional. It is possible that the sealing ring or the
  • Seal 70, 75 is formed integrally with the laminate material 60, 65.
  • the sealing ring seals the area between the laminate material 60, 65 and the battery case lid 16 so that no liquid (e.g., a liquid electrolyte in the interior space 12 of the battery 10 or the battery case 15) is discharged from the
  • Battery housing 15 exits into the environment. In addition, an intrusion of
  • the laminate materials 60, 65 in the plan view of FIG. 2 each have a rectangular shape with rounded corners (in the middle of the
  • Laminate material 60, 65 has a recess).
  • the seals 70, 75 and sealing rings each have a shape in plan view, which follows the shape of an outer periphery of a rectangle with rounded corners.
  • the connection terminals 30, 35 each also have a rectangular shape with rounded corners in the plan view of FIG. 2.
  • Fig. 3 shows a cross-sectional view of a part of a second embodiment of the battery 10 according to the invention. Fig. 3 shows only a portion of a
  • connection terminals 30, 35 of the battery 10 the two connection terminals 30, 35 has.
  • the second embodiment shown in Fig. 3 differs from the embodiment shown in Fig. 1 in that the battery case cover 16 has a recess 20 in which a part of the laminate material 60, 65 (and the optional seal 70, 75) is arranged.
  • the recess 20 is so wide that the laminate material 60, 65 can be received substantially completely in the width in the recess 20 or recess.
  • the recess 20 may be so deep (the depth is from top to bottom in FIG. 3) that the entire height of the laminate material 60, 65 is received in the recess 20.
  • Fig. 4 shows a cross-sectional view of a part of a third embodiment of the battery 10 according to the invention. Fig. 4 shows only a portion of a
  • Embodiment differs from the embodiment shown in Fig. 1 in that a part of the battery case cover 16, which faces the connection terminal 30, 35, is chamfered. This means that the battery case lid 16 in this area from the outside inwards or from top to bottom in FIG. 4 approaches the connection terminal 30, 35, ie the distance 80, 85 between
  • Battery housing cover 16 and connection terminal 30, 35 drops when moving in Fig. 4 from top to bottom and thus the laminate material 60, 65 approaches.
  • the liquid plastic 90, 95 can be introduced particularly easily into the region between the connection terminal 30, 35 and the battery housing cover 16.
  • Fig. 5 shows a cross-sectional view of a part of a fourth embodiment of the battery 10 according to the invention.
  • the fourth embodiment shown in Fig. 5 differs from the embodiment shown in Fig. 1 in that the battery case cover 16 in an area on its outside, the area the connection terminal 30, 35 facing, a depression or embossing or
  • the recess extends to the area where the battery case lid 16 does not cover the laminate material 60, 65. in the
  • the battery housing cover 16 In the region of the depression, the battery housing cover 16 has a smaller thickness (which runs from top to bottom in FIG. 5) than at the other points or regions.
  • plastic 90, 95 in the area between the battery case cover 16 and connection terminal 30, 35 and the recess or recess with plastic 90, 95 is filled.
  • Fig. 6 shows a cross-sectional view of a part of a fifth embodiment of the battery 10 according to the invention.
  • the fifth embodiment shown in Fig. 6 differs from the embodiment shown in Fig. 1 in that between the laminate material 60, 65 and the connection terminal 30, 35 in a direction parallel to an outer surface of the battery case cover 16 and the laminate material 60, 65, a gap or a distance is present.
  • the distance between the laminate material 60, 65 and the connection terminal 30, 35 may be smaller (in the horizontal direction in FIG. 6) than the distance of the battery case cover 16 from the connection terminal 30, 35.
  • liquid plastic 90, 95 is introduced into the area between connection terminal 30, 35 and battery housing cover 16
  • liquid plastic 90, 95 is simultaneously introduced into the area between laminate material 60, 65 and connection terminal 30, 35. Due to the predetermined distance between laminate material 60, 65 and connection terminal 30, 35, by Liquid plastic 90, 95 is filled, the emergence of an unplanned gap between laminate material 60, 65 and connection terminal 30, 35 by
  • Fig. 7 shows a cross-sectional view of a part of a sixth embodiment of the battery 10 according to the invention.
  • the sixth embodiment shown in Fig. 7 differs from the embodiment shown in Fig. 1 in that exposed on a before the introduction of plastic 90, 95 portion of
  • the laminate material 60, 65 may first, in particular hydroxy and / or
  • hydrophobic layer 67 On this uncovered area is a hydrophobic layer 67, in particular a monolayer or
  • Monolayer also called monolayer layer
  • a reactive group eg chlorosilanes, silazanes, phosphonic acids, carboxylates, methoxysilane
  • hydrophobic or superhydrophobic Have residual eg, alkyl groups, perfluorinated groups.
  • the hydrophobic layer 67 may include, for example, CAS (Chemical Abstracts Service) Registry Number 999-97-3, 18162-84-0, 93804-29-6, and / or 102488-49-3.
  • the hydrophobic layer 67 can therefore in particular be CF 3 (CF 2 ) 9 CH 2 CH 2 SiCl 3 (where S1CI 3 is the reactive group) and / or CH 3 (CH 2 ) 6 CH 2 Si (CH 3 ) 2 CH 3 (wherein Si (CH 3 ) 2 0CH 3 represents the reactive group), CH 3 (CH 2 ) 6 CH 2 Si (CH 3 ) 2 Cl (wherein Si (CH 3 ) 2 Cl represents the reactive group) and / or (CH 3) 3 SiNHSi (CH 3) 3 (wherein SiNHSi the reactive group).
  • the hydrophobic or superhydrophobic layer 67 may be applied to the laminate prior to curing of the laminate material 60, 65 (eg, by spraying or the like)
  • Laminate material 60, 65 or not covered by the battery case cover 16 portion of the laminate material 60, 65 are applied.
  • the laminate material 60, 65 initially has few or no hydroxyl and / or amine groups, corresponding reactive groups can be produced on the (exposed to the application of the plastic 90, 95) area of the laminate material 60, 65 by flaming or generating a plasma ,
  • the space or exposed area of the laminate material 60, 65 is filled with liquid plastic 90, 95 and the liquid plastic 90, 95 hardened.
  • the wings 31, 36 of the connection terminal 30, 35, the laminate material 60, 65 and the battery case cover 16 can be pressed.
  • the laminate material 60, 65 may have a thickness of about 100 pm.
  • Laminate material 60, 65 may be highly filled with inorganic fillers (eg, Si0 2 ), whereby the laminate material 60, 65 has high mechanical strength and media resistance.
  • the coefficient of thermal expansion of the laminate material 60, 65 can be adapted to the coefficient of thermal expansion of the battery housing cover 16 or of the connection terminal 30, 35.
  • wing 31, 36 of the respective connection terminal 30, 35 is arranged on an outer surface of the battery housing cover 16.
  • the wing 31, 36 of the connection terminal 30, 35 may have a groove for receiving a part of the seal 70, 75 and for aligning the seal 70, 75.
  • Hardening can be performed at temperatures up to 180 ° C.
  • the battery 10 can be manufactured as follows. First, a laminate material 60, 65, in particular a laminate film, on a wing 31, 36 of the respective
  • Connection terminals 30, 35 arranged.
  • a battery case cover 16 is arranged on the laminate material 60, 65 of the respective connection element such that in each case between the battery case cover 16 and the respective
  • connection terminal 30, 35 a predetermined distance is present.
  • the battery housing cover 16 only partially covers the laminate material 60, 65 or an upper side of the laminate material 60, 65 of the connection terminal.
  • the battery case cover 16, the connection terminals 30, 35 and the respective laminate material 60, 65 are pressed together.
  • the distance between the respective connection terminal 30, 35 and the battery case cover 16 is filled with a liquid plastic 90, 95.
  • Liquid plastic 90, 95 cured at the same time This can be done, for example, by heating in a heat oven.
  • the second to sixth embodiments may be combined with each other, and the respective changes and modifications may be applied in common to the first embodiment.

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Abstract

Es wird Batterie (10), insbesondere Lithium-Ionen-Batterie, umfassend zwei Anschlussterminals (30, 35), die einen Pluspol und einen Minuspol der Batterie (10) bilden, vorgeschlagen, wobei die Anschlussterminals (30, 35) elektrisch von einem Batteriegehäusedeckel (16) der Batterie (10) isoliert sind, wobei zwischen einem ersten Anschlussterminal (30, 35) der Anschlussterminals (30, 35) und dem Batteriegehäusedeckel (16) der Batterie (10) ein elektrisch isolierendes Laminatmaterial (60, 65), insbesondere eine elektrisch isolierende Laminatfolie, zum elektrischen Isolieren des ersten Anschlussterminals (30, 35) von dem Batteriegehäusedeckel (16) angeordnet ist.

Description

Beschreibung
Titel
BATTERIE UND VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINER BATTERIE
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Batterie, insbesondere Lithium-Ionen-Batterie, und ein Verfahren zum Herstellen einer Batterie, insbesondere einer Lithium-Ionen-Batterie.
Stand der Technik
Elektrochemische Lagen (z.B. in Form eines Stacks) einer Batterie sind üblicherweise über sogenannte Tabs mit einer Schiene verschweißt. Die Schiene ist über einen Niet mit einem Anschlussterminal (d.h. einem Pol) der Batterie verbunden. Der Niet fixiert eine Dichtung, die den Innenraum der Batterie gegenüber der Umgebung abdichtet, und stellt eine elektrische Verbindung zwischen Schiene und Anschlussterminal her.
Nachteilig hieran sind die vergleichsweise geringere Volumeneffizienz in der Zelle und der in der Regel große elektrische Widerstand zwischen den elektrochemischen Lagen und dem Anschlussterminal.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise ermöglichen, eine Batterie aufzuzeigen bzw. herzustellen, die technisch einfach ist und bei der ein geringer elektrischer Widerstand zwischen den elektrochemischen Lagen und dem Anschlussterminal vorhanden ist.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Batterie, insbesondere eine Lithium- Ionen- Batterie, umfassend zwei Anschlussterminals, die einen Pluspol und einen Minuspol der Batterie bilden, vorgeschlagen, wobei die Anschlussterminals elektrisch von einem Batteriegehäusedeckel der Batterie isoliert sind, wobei zwischen einem ersten Anschlussterminal der Anschlussterminals und dem
Batteriegehäusedeckel der Batterie ein elektrisch isolierendes Laminatmaterial, insbesondere eine elektrisch isolierende Laminatfolie, zum elektrischen Isolieren des ersten Anschlussterminals von dem Batteriegehäusedeckel angeordnet ist.
Ein Vorteil hiervon ist, dass die Batterie üblicherweise technisch einfach aufgebaut ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Batteriegehäuse bzw. der Batteriegehäusedeckel im Allgemeinen elektrisch neutral ist, so dass eine sogenannte„Neutrale Zelle“ vorliegt. Insbesondere bei einem Nagel penetrationstest, der für Batterien im Automotive- Bereich erforderlich ist, ist dies in der Regel vorteilhaft. Zudem weist die Batterie üblicherweise einen niedrigen Widerstand zwischen den elektrochemischen Lagen und dem Anschlussterminal auf. Darüber hinaus ist im Allgemeinen durch das
Laminatmaterial den Innenraum der Batterie bzw. des Batteriegehäuses (auch Zellgehäuse genannt) der Batterie technisch einfach gegenüber der Umgebung abgedichtet. Hierdurch wird üblicherweise ein Austreten von Elektrolyt verhindert. Zudem kann das Laminatmaterial in der Regel mit dem Batteriegehäusedeckel und dem Anschlussterminal verpresst sein, so dass keine Lufteinschlüsse vorhanden sind, die die Batterie negativ beeinträchtigen könnten. Auch weist die Batterie im
Allgemeinen eine hohe Volumeneffizienz, d.h. eine hohe Kapazität bei geringem Volumen, auf. Mittels des Laminatmaterials ist das Anschlussterminal üblicherweise technisch einfach an dem Batteriegehäusedeckel fixiert bzw. befestigt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Batterie, insbesondere einer Lithium-Ionen-Batterie, vorzugsweise einer Batterie wie vorstehend beschrieben, mit zwei Anschlussterminals, vorgeschlagen, wobei die Anschlussterminals elektrisch von einem Batteriegehäusedeckel der Batterie isoliert sind, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: - Anordnen eines
Laminatmaterials, insbesondere einer Laminatfolie, auf einem Flügel zumindest eines ersten Anschlussterminals der Anschlussterminals; - Anordnen des Bateriegehäusedeckels auf dem Laminatmaterial des ersten Anschlussterminals derart, dass zwischen dem Bateriegehäusedeckel und dem ersten Anschlussterminal ein vorgegebener Abstand vorhanden ist; - Verpressen des Bateriegehäusedeckels, des ersten Anschlussterminals und des Laminatmaterials; - Auffüllen des Abstands zwischen dem ersten Anschlussterminal und dem Bateriegehäusedeckel mit einem Flüssigkunststoff; und - Gleichzeitiges Aushärten des Laminatmaterials und des Flüssigkunststoffs.
Vorteilhaft hieran ist, dass das Verfahren in der Regel technisch einfach durchführbar ist. Da nur ein Aushärtungsschrit, während dem sowohl das Laminatmaterial als auch der Flüssigkunststoff ausgehärtet wird, vorhanden ist, kann das Verfahren
üblicherweise in sehr kurzer Zeit durchgeführt werden. Dies senkt die in der Regel Herstellungskosten. Ein weiterer Vorteil ist, dass im Allgemeinen eine Baterie mit einem elektrisch neutralen Bateriegehäuse/Zellgehäuse bzw. Bateriegehäusedeckel herstellbar ist, so dass eine sogenannte„Neutrale Zelle“ vorliegt. Insbesondere bei einem Nagelpenetrationstest, der für Baterien im Automotive- Bereich erforderlich ist, ist dies üblicherweise vorteilhaft. Mitels des Laminatmaterials kann das
Anschlussterminal im Allgemeinen technisch einfach an dem Bateriegehäusedeckel fixiert bzw. befestigt werden. Zudem sind durch das Verpressen des Laminatmaterials, des Bateriegehäusedeckels und des Anschlussterminals Lufteinschlüsse, die die Baterie negativ beeinträchtigen könnten, zwischen diesen Elementen üblicherweise im Wesentlichen ausgeschlossen.
Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Baterie eine Dichtung zum Abdichten eines Bereichs zwischen dem Bateriegehäusedeckel und einem Flügel des
Anschlussterminals auf. Vorteilhaft hieran ist üblicherweise, dass der Innenraum des Bateriegehäuses bzw. des Bateriegehäusedeckels noch sicherer gegenüber der Umgebung abgedichtet ist. Ein Austreten und/oder Verdunsten von Elektrolyt wird auf diese Weise in der Regel besonders sicher verhindert.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Bateriegehäusedeckel eine Aussparung zum Aufnehmen zumindest eines Teils des Laminatmaterials auf. Hierdurch kann die Volumeneffizienz der Baterie im Allgemeinen noch weiter erhöht werden. Dies ist insbesondere dadurch gegeben, dass das Laminatmaterial ein nicht- energiespeicherndes Medium der Baterie ist und das Laminatmaterial hierdurch weniger Raum bzw. Platz innerhalb des Bateriegehäuses beansprucht. Dies bedeutet, dass im Allgemeinen bei gleichen Außenmaßen des Bateriegehäuses mehr Raum bzw. Volumen innerhalb des Bateriegehäuses für Elemente vorhanden ist, die die Kapazität der Baterie erhöhen.
Gemäß einer Ausführungsform ist zwischen dem ersten Anschlussterminal und dem Bateriegehäusedeckel ein vorgegebener Abstand derart vorhanden, dass eine erste Oberfläche des Laminatmaterials von dem Bateriegehäusedeckel nur teilweise bedeckt ist. Hierdurch wird üblicherweise sichergestellt, dass kein elektrischer Kontakt zwischen dem jeweiligen Anschlussterminal und dem Bateriegehäuse bzw. dem Bateriegehäusedeckel vorhanden ist. Hierdurch wird in der Regel eine elektrische Verbindung zwischen dem jeweiligen Anschlussterminal und dem Bateriegehäuse bzw. dem Bateriegehäusedeckel verhindert, so dass sichergestellt ist, dass das Bateriegehäuse elektrisch neutral bleibt.
Gemäß einer Ausführungsform ist auf einem Bereich der ersten Oberfläche des Laminatmaterials, der von dem Bateriegehäusedeckel nicht bedeckt ist, eine hydrophobe Schicht, insbesondere eine hydrophobe Monoschicht, angeordnet. Durch den freiliegenden Bereich der ersten Oberfläche des Laminatmaterials kann unter ungünstigen Umständen Feuchtigkeit in die Baterie bzw. das Bateriegehäuse diffundieren. Ein größerer Bereich der ersten Oberfläche, der von dem Bateriegehäuse nicht bedeckt wird, erhöht üblicherweise die Zuverlässigkeit der elektrischen Isolierung zwischen Anschlussterminal und Bateriegehäusedeckel und erlaubt größere
Fügetoleranzen beim Zusammensetzen des Laminatmaterials, des Anschlussterminals und des Bateriegehäusedeckels. Die Fügetoleranzen können z.B. durch Geometrie-, Material- und/oder Laminierprozessschwankungen verursacht werden. Ein größerer Bereich der ersten Oberfläche, der von dem Bateriegehäuse nicht bedeckt wird, erhöht jedoch unter ungünstigen Umständen die Feuchtediffusion aus der Umgebung in die Baterie bzw. in das Bateriegehäuse. Durch die hydrophobe Schicht auf dem von dem Bateriegehäusedeckel unbedeckten Bereich der ersten Oberfläche des Laminatmaterials, wird üblicherweise die Diffusion von Feuchtigkeit in die Baterie bzw. in das Bateriegehäuse stark vermindert. Dies verlängert in der Regel die Lebensdauer der Baterie.
Beispielsweise kann das Laminatmaterial Hydroxygruppen und/oder Amingruppen auf dem nicht von dem Bateriegehäusedeckel bedeckten Bereich der ersten Oberfläche des Laminatmaterials aufweisen. Die hydrophobe Schicht kann einen Stoff mit einer reaktiven Gruppe bzw. Gruppen, die mit den Hydroxygruppen und/oder Amingruppen reagieren, und einem hydrophoben oder superhydrophoben Rest (z.B. Alkylgruppen, perfluorierte Gruppen), der eine Verbindung mit der ersten Oberfläche herstellt, umfassen. Der Stoff kann z.B. einen Stoff mit der CAS (Chemical Abstracts Service) Registry Number 999-97-3, 18162-84-0, 93804-29-6 und/oder 102488-49-3 umfassen.
Bei dem Laminatmaterial kann durch Beflammen und/oder Erzeugen eines Plasmas reaktive Gruppen auf dem von dem Batteriegehäusedeckel nicht bedeckten Bereich der ersten Oberfläche erzeugt werden (insbesondere sofern keine oder nur wenige Hydroxygruppen und/oder Amingruppen in dem nicht von dem Batteriegehäusedeckel bedeckten Bereich der ersten Oberfläche des Laminatmaterials vorhanden sind), um ein Verbinden des Laminatmaterials mit der hydrophoben Schicht zu ermöglichen bzw. zu verbessern.
Gemäß einer Ausführungsform ist zwischen dem ersten Anschlussterminal und dem Batteriegehäusedeckel ein gehärteter Flüssigkunststoff angeordnet. Vorteilhaft hieran ist üblicherweise, dass technisch einfach die Position des Anschlussterminals und somit auch der Abstand des Anschlussterminals von dem Batteriegehäuse bzw.
Batteriegehäusedeckel fixiert ist. Zudem wird im Allgemeinen eine elektrische
Verbindung zwischen Anschlussterminal und Batteriegehäuse noch sicherer verhindert. Auch ist der Innenraum der Batterie in der Regel besonders sicher gegenüber der Umgebung abgedichtet.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Batteriegehäusedeckel auf zumindest einer dem ersten Anschlussterminal zugewandten Seite angefast. Hierdurch kann ein
Flüssigkunststoff, der vor einem Härten flüssig und nach dem Härten fest ist, üblicherweise technisch besonders einfach in den Bereich bzw. Abstand zwischen Batteriegehäusedeckel und Anschlussterminal, in dem das Laminatmaterial nicht von dem Batteriegehäusedeckel bedeckt wird, eingebracht werden. Zudem steigt in der Regel hierdurch die Isolationsstrecke zwischen Batteriegehäusedeckel und
Anschlussterminal.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Batteriegehäusedeckel in zumindest einem dem ersten Anschlussterminal zugewandten Bereich eine Aussparung auf einer Außenseite zum Aufnehmen eines Flüssigkunststoffs zum Vergrößern einer
Kriechstrecke zwischen dem Anschlussterminal und dem Batteriegehäusedeckel auf der Außenseite des Batteriegehäusedeckels auf. Vorteilhaft hieran ist, dass der vor dem Härten flüssige Flüssigkunststoff üblicherweise technisch noch einfacher in den Bereich bzw. Abstand zwischen Batteriegehäusedeckel und Anschlussterminal, in dem das Laminatmaterial nicht von dem Batteriegehäusedeckel bedeckt wird, eingebracht werden kann. Zudem wird im Allgemeinen eine Kriechstrecke auf der Außenseite des Batteriegehäuses bzw. Batteriegehäusedeckels vergrößert, die ein Strom von dem Anschlussterminal zu dem Batteriegehäuse zurücklegen muss, da ein Teil der
Außenoberfläche des Batteriegehäuses, nämlich die Aussparung, mit dem vor dem Härten flüssigen Flüssigkunststoff gefüllt ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist zwischen dem Laminatmaterial, insbesondere der Laminatfolie, und dem ersten Anschlussterminal ein vorgegebener Abstand vorhanden, der mit einem gehärteten Flüssigkunststoff gefüllt ist. Ein Vorteil hiervon ist
üblicherweise, dass große Fügetoleranzen beim Laminieren des Laminatmaterials bzw. der Laminatfolie und beim Zusammensetzen des Laminatmaterials, des
Batteriegehäusedeckels und des Anschlussterminals tolerierbar sind bzw. bestehen können. Die Fügetoleranzen können z.B. durch Geometrie-, Material- und/oder Laminierprozessschwankungen verursacht werden. Nach dem Fügen bzw.
Zusammenfügen kann der vor dem Härten flüssige Flüssigkunststoff in den ersten Bereich zwischen Laminatmaterial und Anschlussterminal und in den zweiten Bereich zwischen Batteriegehäusedeckel und Anschlussterminal eingebracht (und
anschließend gehärtet) werden, wobei der zweite Bereich sich von dem Innern bzw. Innenraum des Batteriegehäuses aus gesehen weiter außen befindet.
Das Laminatmaterial, insbesondere die Laminatfolie, kann Material, das auf Epoxid (ohne anorganische Füllstoffe oder mit anorganischen Füllstoffen) basiert, z.B. ein Epoxykunststoff bzw. Epoxidharz, insbesondere ein Epoxykunststoff bzw. Epoxidharz mit S1O2 oder AI2O3, umfassen oder sein. Das Laminatmaterial kann insbesondere ein Feststoff sein. Das Laminatmaterial kann insbesondere erst nach einem Verpressen mit dem Batteriegehäusedeckel und dem Anschlussterminal ausgehärtet werden. Das Laminatmaterial kann den Batteriegehäusedeckel und den Flügel des
Anschlussterminals direkt bzw. unmittelbar berühren bzw. kontaktieren.
Der Flüssigkunststoff kann einen vor einem Härten flüssiger Flüssigkunststoff, z.B. ein Flüssigpolymer, insbesondere ein Epoxidharz, umfassen oder ein solches sein. Der Flüssigkunststoff kann z.B. mittels eines Dispensprozesses in den Bereich zwischen Batteriegehäusedeckel und Anschlussterminal eingebracht werden. Der
Flüssigkunststoff ist elektrisch nicht-leitend. Das Laminatmaterial und der Flüssigkunststoff können aus der gleichen Materialklasse sein, wodurch eine robuste Verbindung zwischen den beiden Elementen gebildet wird, da durch den gleichen Vernetzungsmechanismus eine kohäsive Bindung zwischen den beiden Elementen erreicht wird.
Das Härten kann bei Temperaturen von bis zu 180 °C durchgeführt werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen der Batterie 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 die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.
Fig. 1 zeigt eine Querschnittansicht einer ersten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Batterie;
Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf die Batterie aus Fig. 1;
Fig. 3 zeigt eine Querschnittansicht eines Teils einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batterie;
Fig. 4 zeigt eine Querschnittansicht eines Teils einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batterie;
Fig. 5 zeigt eine Querschnittansicht eines Teils einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batterie;
Fig. 6 zeigt eine Querschnittansicht eines Teils einer fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batterie; und Fig. 7 zeigt eine Querschnittansicht eines Teils einer sechsten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batterie.
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 Querschnittansicht einer ersten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Batterie 10. Die Batterie 10 kann z.B. eine Lithium-Ionen-Batterie sein. Fig. 1 zeigt den oberen Teil der Batterie 10. Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf die Batterie 10 aus Fig. 1.
Die Batterie 10 umfasst ein Batteriegehäuse 15, das auf einer Oberseite des
Batteriegehäuses 15, einen Batteriegehäusedeckel 16 aufweist. Das Batteriegehäuse
15 (auch Zellgehäuse) umschließt einen Innenraum 12 der Batterie 10. Die Batterie 10 umfasst zudem einen Stack 40, in dem elektrochemische Lagen angeordnet sind, die die Spannung der Batterie 10 erzeugen. Der Stack 40 ist mit zwei Tabs 50, 55 verbunden. Ein Tab 50, 55 ist mit den negativen Lagen verbunden und der andere Tab 50, 55 ist mit den positiven Lagen der elektrochemischen Lagen verbunden.
Die Batterie 10 weist zwei Anschlussterminals 30, 35 auf, die jeweils mit einem der Tabs 50, 55 elektrisch verbunden sind. Ein Anschlussterminal 30, 35 bildet den Pluspol der Batterie 10 und das andere Anschlussterminal 30, 35 bildet den Minuspol der Batterie 10. Die Anschlussterminals 30, 35 ragen durch eine (üblicherweise
rechteckige) Öffnung in dem Batteriegehäusedeckel 16 teilweise aus dem
Batteriegehäuse 15 heraus. Die Anschlussterminals 30, 35 sind somit von außen zugänglich. Das Batteriegehäuse 15 ist elektrisch neutral. Dies bedeutet, dass das Batteriegehäuse 15 mit keinem der beiden Anschlussterminals 30, 35 elektrisch verbunden ist. Es liegt somit eine sogenannte„Neutrale Zelle“ vor.
Zwischen dem Batteriegehäusedeckel 16 und dem Anschlussterminal 30, 35 ist ein vorgegebener Abstand 80, 85 vorhanden (dieser Abstand verläuft in Fig. 1 in horizontaler Richtung bzw. parallel zur oberen Oberfläche des Batteriegehäusedeckels
16 bzw. des Anschlussterminals 30, 35). Das Anschlussterminal 30, 35 berührt somit nicht den Batteriegehäusedeckel 16. Das jeweilige Anschlussterminal 30, 35 weist einen unteren Bereich bzw. Abschnitt auf, von dessen Oberfläche bzw. Umfangsfläche ein Flügel 31, 36 kragenartig absteht, wobei der Flügel 31, 36 im Wesentlichen parallel zu der oberen Oberfläche des Batteriegehäuses 15 verläuft. Durch diesen Flügel 31,
36 des jeweiligen Anschlussterminals 30, 35 wird ein (vollständiges) Herausdrücken des Anschlussterminals 30, 35 aus dem Batteriegehäuse 15 bzw. dem Innenraum 12 des Anschlussterminals 30, 35 verhindert. Auf der Höhe des Flügels 31, 36 weist das jeweilige Anschlussterminal 30, 35 einen wesentlich größeren Durchmesser in horizontaler Richtung (die parallel zu der oberen Oberfläche des
Batteriegehäusedeckels 16 bzw. des Anschlussterminals 30, 35 verläuft) auf als im restlichen Bereich des jeweiligen Anschlussterminals 30, 35.
Zwischen dem Flügel 31, 36 des jeweiligen Anschlussterminals 30, 35 und einer Innenseite bzw. dem Innenraum 12 zugewandten Seite des Batteriegehäusedeckels 16 ist ein Laminatmaterial 60, 65, insbesondere eine Laminatfolie, angeordnet. Das Laminatmaterial 60, 65 ist dünn (z.B. ca. 100 pm) ausgebildet. Das Laminatmaterial 60, 65 verläuft im Wesentlichen parallel zu dem jeweiligen Flügel 31, 36 des
Anschlussterminals 30, 35 (und somit parallel zu einer äußeren Oberfläche des Batteriegehäusedeckels 16) und verhindert eine elektrische Verbindung zwischen dem Anschlussterminal 30, 35 und dem Batteriegehäuse 15.
Zwischen dem Flügel 31, 36 des Anschlussterminals 30, 35 und dem Batteriegehäuse 15 ist das Laminatmaterial 60, 65 angeordnet. Das Laminatmaterial 60, 65 liegt an dem Anschlussterminal 30, 35 plan an. Das Laminatmaterial 60, 65 steht seitlich etwas über den Flügel 31, 36 des Anschlussterminals 30, 35 hinaus. Dies bedeutet, dass das Laminatmaterial 60, 65 einen größeren Durchmesser in horizontaler Richtung als der Flügel 31, 36 des Anschlussterminals 30, 35 aufweist.
Die beiden Anschlussterminals 30, 35 sowie das jeweilige dazugehörige
Laminatmaterial 60, 65 sind im Wesentlichen gleich aufgebaut. Es ist jedoch möglich, dass nur ein Anschlussterminal 30, 35 mit einem entsprechenden Laminatmaterial 60, 65 in Kontakt steht. Die Anschlussterminals 30, 35 können jeweils aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung oder Kupfer bzw. einer Kupferlegierung bestehen.
Das Laminatmaterial 60, 65 besteht aus einem elektrisch isolierenden Material bzw. mehreren elektrisch isolierenden Materialien. Das Laminatmaterial 60, 65 kann beispielsweise ein Material auf Epoxidbasis, z.B. ein Epoxidharz, umfassen oder aus diesem bestehen. Das Laminatmaterial dient auch zum Abdichten eines Innenraums der Batterie gegenüber der Umgebung In Fig. 1 ist ein Dichtungsring als Dichtung 70, 75 gezeigt, der zwischen dem Flügel 31, 36 des Anschlussterminals 30, 35 und dem Batteriegehäusedeckel 16 angeordnet ist. Der Dichtungsring ist optional. Es ist möglich, dass der Dichtungsring bzw. die
Dichtung 70, 75 integral mit dem Laminatmaterial 60, 65 ausgebildet ist.
Der Dichtungsring dichtet den Bereich zwischen dem Laminatmaterial 60, 65 und dem Batteriegehäusedeckel 16 ab, damit keine Flüssigkeit (z.B. ein flüssiger Elektrolyt im Innenraum 12 der Batterie 10 bzw. des Batteriegehäuses 15) aus dem
Batteriegehäuse 15 in die Umgebung austritt. Zudem wird ein Eindringen von
Feuchtigkeit aus der Umgebung in das Batteriegehäuse 15 verhindert.
Die Laminatmaterialien 60, 65 weisen in der Draufsicht der Fig. 2 jeweils eine rechteckige Form mit abgerundeten Ecken auf (wobei in der Mitte des
Laminatmaterials 60, 65 eine Aussparung vorhanden ist). Die Dichtungen 70, 75 bzw. Dichtungsringe weisen in der Draufsicht jeweils eine Form auf, die der Form eines Außenumfangs eines Rechtecks mit abgerundeten Ecken folgt. Die Anschlussterminals 30, 35 weisen in der Draufsicht der Fig. 2 jeweils ebenfalls eine rechteckige Form mit abgerundeten Ecken auf.
Fig. 3 zeigt eine Querschnittansicht eines Teils einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batterie 10. Fig. 3 zeigt nur einen Teilbereich eines
Anschlussterminals 30, 35 der Batterie 10, die zwei Anschlussterminals 30, 35 aufweist. Die in Fig. 3 gezeigte zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform dadurch, dass der Batteriegehäusedeckel 16 eine Vertiefung bzw. Aussparung 20 aufweist, in der ein Teil des Laminatmaterials 60, 65 (und der optionalen Dichtung 70, 75) angeordnet ist. Insbesondere ist die Aussparung 20 derart breit, dass das Laminatmaterial 60, 65 in der Breite im Wesentlichen vollständig in der Aussparung 20 bzw. Vertiefung aufgenommen werden kann. Die Aussparung 20 kann derart tief (wobei die Tiefe von oben nach unten in Fig. 3 verläuft) sein, dass die gesamte Höhe des Laminatmaterials 60, 65 in der Aussparung 20 aufgenommen ist.
Fig. 4 zeigt eine Querschnittansicht eines Teils einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batterie 10. Fig. 4 zeigt nur einen Teilbereich eines
Anschlussterminals 30, 35 der Batterie 10. Die in Fig. 4 gezeigte dritte
Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform dadurch, dass ein Teil des Batteriegehäusedeckels 16, der dem Anschlussterminal 30, 35 zugewandt ist, angefast ist. Dies bedeutet, dass der Batteriegehäusedeckel 16 in diesem Bereich von außen nach innen bzw. von oben nach unten in Fig. 4 sich dem Anschlussterminal 30, 35 annähert, d.h. der Abstand 80, 85 zwischen
Batteriegehäusedeckel 16 und Anschlussterminal 30, 35 sinkt, wenn man sich in Fig. 4 von oben nach unten bewegt und sich somit dem Laminatmaterial 60, 65 nähert.
Hierdurch kann der Flüssigkunststoff 90, 95 besonders einfach in den Bereich zwischen Anschlussterminal 30, 35 und Batteriegehäusedeckel 16 eingebracht werden.
Fig. 5 zeigt eine Querschnittansicht eines Teils einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batterie 10. Die in Fig. 5 gezeigte vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform dadurch, dass der Batteriegehäusedeckel 16 in einem Bereich auf seiner Außenseite, wobei der Bereich dem Anschlussterminal 30, 35 zugewandt ist, eine Vertiefung bzw. Prägung bzw.
Aussparung aufweist. Die Vertiefung erstreckt sich bis zu dem Bereich bzw. Abstand, wo der Batteriegehäusedeckel 16 das Laminatmaterial 60, 65 nicht bedeckt. Im
Bereich der Vertiefung weist der Batteriegehäusedeckel 16 eine geringere Dicke (die in Fig. 5 von oben nach unten verläuft) auf als an den anderen Stellen bzw. Bereichen. Beim Einbringen von Kunststoff 90, 95 in den Bereich zwischen Batteriegehäusedeckel 16 und Anschlussterminal 30, 35 wird auch die Vertiefung bzw. Aussparung mit Kunststoff 90, 95 gefüllt. Somit existiert eine größere Kriechstrecke, die der Strom zwischen Anschlussterminal 30, 35 und Batteriegehäusedeckel 16 überwinden muss, auf der Außenseite des Batteriegehäuses 15 bzw. Batteriegehäusedeckels 16, als wenn keine solche Vertiefung bzw. Aussparung in dem Batteriegehäusedeckel 16 vorhanden wäre.
Fig. 6 zeigt eine Querschnittansicht eines Teils einer fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batterie 10. Die in Fig. 6 gezeigte fünfte Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform dadurch, dass zwischen dem Laminatmaterial 60, 65 und dem Anschlussterminal 30, 35 in einer Richtung parallel zu einer Außenoberfläche des Batteriegehäusedeckels 16 bzw. des Laminatmaterials 60, 65 eine Lücke bzw. ein Abstand vorhanden ist. Der Abstand zwischen dem Laminatmaterial 60, 65 und dem Anschlussterminal 30, 35 kann (in horizontaler Richtung in Fig. 6) geringer als der Abstand des Batteriegehäusedeckels 16 von dem Anschlussterminal 30, 35 sein. Beim Einbringen von Flüssigkunststoff 90, 95 in den Bereich zwischen Anschlussterminal 30, 35 und Batteriegehäusedeckel 16 wird gleichzeitig Flüssigkunststoff 90, 95 in den Bereich zwischen Laminatmaterial 60, 65 und Anschlussterminal 30, 35 eingebracht. Durch den vorgegebenen Abstand zwischen Laminatmaterial 60, 65 und Anschlussterminal 30, 35, der durch Flüssigkunststoff 90, 95 gefüllt wird, wird das Entstehen einer ungeplanten Lücke zwischen Laminatmaterial 60, 65 und Anschlussterminal 30, 35 durch
Fertigungstoleranzen verhindert.
Fig. 7 zeigt eine Querschnittansicht eines Teils einer sechsten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batterie 10. Die in Fig. 7 gezeigte sechste Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform dadurch, dass auf einem vor dem Einbringen von Kunststoff 90, 95 freiliegenden Bereich des
Laminatmaterials 60, 65 eine hydrophobe Schicht 67 angeordnet ist.
Das Laminatmaterial 60, 65 kann zunächst insbesondere Hydroxy- und/oder
Amingruppen auf dem nicht bedeckten Bereich aufweisen. Auf diesen nicht bedeckten Bereich wird eine hydrophobe Schicht 67, insbesondere eine Monoschicht bzw.
Monolage (auch Monolayerschicht genannt), aufgebracht, die eine reaktive Gruppe (z.B. Chlorsilane, Silazane, Phosphonsäuren, Carboxylate, Methoxysilan), die mit den Hydroxy- und/oder Amingruppen des Laminats eine Verbindung bzw. Bindung eingehen, und einen hydrophoben bzw. superhydrophoben Rest (z.B. Alkylgruppen, perfluorierte Gruppen) aufweisen. Die hydrophobe Schicht 67 kann z.B. Material mit der CAS (Chemical Abstracts Service) Registry Number 999-97-3, 18162-84-0, 93804- 29-6 und/oder 102488-49-3 umfassen. Die hydrophobe Schicht 67 kann somit insbesondere CF3(CF2)9CH2CH2SiCl3 (wobei S1CI3 die reaktive Gruppe darstellt) und/oder CH3(CH2)6CH2Si(CH3)20CH3 (wobei Si(CH3)20CH3 die reaktive Gruppe darstellt), CH3(CH2)6CH2Si(CH3)2CI (wobei Si(CH3)2CI die reaktive Gruppe darstellt) und/oder (CH3)3SiNHSi(CH3)3 (wobei SiNHSi die reaktive Gruppe darstellt) umfassen. Die hydrophobe bzw. superhydrophobe Schicht 67 kann vor dem Aushärten des Laminatmaterials 60, 65 (z.B. durch Sprühtechnik oder ähnlichem) auf das
Laminatmaterial 60, 65 bzw. den nicht von dem Batteriegehäusedeckel 16 bedeckten Bereich des Laminatmaterials 60, 65 aufgebracht werden.
Sofern das Laminatmaterial 60, 65 zunächst wenige oder keine Hydroxy- und/oder Amingruppen aufweist, können durch Beflammen bzw. Erzeugen eines Plasmas entsprechende reaktive Gruppen auf dem (vor dem Aufbringen des Kunststoffs 90, 95) freiliegenden Bereich des Laminatmaterials 60, 65 erzeugt werden.
Nach dem Aufbringen der hydrophoben oder superhydrophoben Schicht 67 wird der Abstand bzw. freiliegende Bereich des Laminatmaterials 60, 65 mit Flüssigkunststoff 90, 95 gefüllt und der Flüssigkunststoff 90, 95 gehärtet. Die Flügel 31, 36 des Anschlussterminals 30, 35, das Laminatmaterial 60, 65 und der Batteriegehäusedeckel 16 können verpresst werden.
Das Laminatmaterial 60, 65 kann eine Dicke von ca. 100 pm aufweisen. Das
Laminatmaterial 60, 65 kann mit anorganischen Füllstoffen (z.B. Si02) hochgefüllt sein, wodurch das Laminatmaterial 60, 65 eine hohe mechanische Belastbarkeit und Medienresistenz aufweist. Zudem kann der thermische Ausdehnungskoeffizient des Laminatmaterials 60, 65 auf den bzw. die thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Batteriegehäusedeckels 16 bzw. des Anschlussterminals 30, 35 angepasst sein.
Vorstellbar bei allen Ausführungsformen ist auch, dass der Flügel 31, 36 des jeweiligen Anschlussterminals 30, 35 auf einer Außenoberfläche des Batteriegehäusedeckels 16 angeordnet ist.
Der Flügel 31, 36 des Anschlussterminals 30, 35 kann eine Nut zum Aufnehmen eines Teils der Dichtung 70, 75 und zum Ausrichten der Dichtung 70, 75 aufweisen.
Das Härten kann bei Temperaturen von bis zu 180 °C durchgeführt werden.
Die Batterie 10 kann wie folgt hergestellt werden. Zunächst wird ein Laminatmaterial 60, 65, insbesondere eine Laminatfolie, auf einem Flügel 31, 36 des jeweiligen
Anschlussterminals 30, 35 angeordnet. Insbesondere somit auf den Flügeln 31, 36 beider Anschlussterminals. Anschließend wird ein Batteriegehäusedeckel 16 auf dem Laminatmaterial 60, 65 des jeweiligen Anschlusselements derart angeordnet, dass jeweils zwischen dem Batteriegehäusedeckel 16 und dem jeweiligen
Anschlussterminal 30, 35 ein vorgegebener Abstand vorhanden ist. Somit bedeckt der Batteriegehäusedeckel 16 das Laminatmaterial 60, 65 bzw. eine Oberseite des Laminatmaterials 60, 65 beider Anschlussterminals nur teilweise. Nachfolgend werden der Batteriegehäusedeckel 16, die Anschlussterminals 30, 35 und das jeweilige Laminatmaterial 60, 65 miteinander verpresst. Nun wird der Abstand zwischen dem jeweiligen Anschlussterminal 30, 35 und dem Batteriegehäusedeckel 16 mit einem Flüssigkunststoff 90, 95 aufgefüllt. Schließlich werden das Laminatmaterial 60, 65 bzw. die Laminatmaterialien 60, 65 beider Anschlussterminals 30, 35 und der
Flüssigkunststoff 90, 95 gleichzeitig ausgehärtet. Dies kann z.B. durch Erwärmung in einem Hitzeofen durchgeführt werden. Die zweiten bis sechsten Ausführungsform können miteinander kombiniert werden und die entsprechenden Änderungen bzw. Modifikationen können gemeinsam auf die erste Ausführungsform angewandt werden. 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. Baterie (10), insbesondere Lithium-Ionen-Baterie, umfassend
zwei Anschlussterminals (30, 35), die einen Pluspol und einen Minuspol der Baterie (10) bilden, wobei die Anschlussterminals (30, 35) elektrisch von einem Bateriegehäusedeckel (16) der Baterie (10) isoliert sind,
wobei zwischen einem ersten Anschlussterminal (30, 35) der Anschlussterminals (30, 35) und dem Bateriegehäusedeckel (16) der Baterie (10) ein elektrisch isolierendes Laminatmaterial (60, 65), insbesondere eine elektrisch isolierende Laminatfolie, zum elektrischen Isolieren des ersten Anschlussterminals (30, 35) von dem Bateriegehäusedeckel (16) angeordnet ist.
2. Baterie (10) nach Anspruch 1, wobei
die Baterie (10) eine Dichtung (70, 75) zum Abdichten eines Bereichs zwischen dem Bateriegehäusedeckel (16) und einem Flügel (31, 36) des
Anschlussterminals (30, 35) aufweist.
3. Baterie (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
der Bateriegehäusedeckel (16) eine Aussparung (20) zum Aufnehmen zumindest eines Teils des Laminatmaterials (60, 65) aufweist.
4. Baterie (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
zwischen dem ersten Anschlussterminal (30, 35) und dem
Bateriegehäusedeckel (16) ein vorgegebener Abstand (80, 85) derart vorhanden ist, dass eine erste Oberfläche des Laminatmaterials (60, 65) von dem
Bateriegehäusedeckel (16) nur teilweise bedeckt ist.
5. Baterie (10) nach Anspruch 4, wobei
auf einem Bereich der ersten Oberfläche des Laminatmaterials (60, 65), der von dem Bateriegehäusedeckel (16) nicht bedeckt ist, eine hydrophobe Schicht (67), insbesondere eine hydrophobe Monoschicht, angeordnet ist.
6. Baterie (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
zwischen dem ersten Anschlussterminal (30, 35) und dem
Bateriegehäusedeckel (16) ein gehärteter Flüssigkunststoff (90, 95) angeordnet ist.
7. Baterie (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Bateriegehäusedeckel (16) auf zumindest einer dem ersten
Anschlussterminal (30, 35) zugewandten Seite angefast ist.
8. Baterie (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
der Bateriegehäusedeckel (16) in zumindest einem dem ersten
Anschlussterminal (30, 35) zugewandten Bereich eine Aussparung auf einer Außenseite zum Aufnehmen eines Flüssigkunststoffs (90, 95) zum Vergrößern einer Kriechstrecke zwischen dem Anschlussterminal (30, 35) und dem
Bateriegehäusedeckel (16) auf der Außenseite des Bateriegehäusedeckels (16) aufweist.
9. Baterie (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
zwischen dem Laminatmaterial (60, 65), insbesondere der Laminatfolie, und dem ersten Anschlussterminal (30, 35) ein vorgegebener Abstand vorhanden ist, der mit einem gehärteten Flüssigkunststoff (90, 95) gefüllt ist.
10. Verfahren zum Herstellen einer Baterie (10), insbesondere einer Lithium-Ionen- Baterie, vorzugsweise einer Baterie (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zwei Anschlussterminals (30, 35), wobei die Anschlussterminals (30, 35) elektrisch von einem Bateriegehäusedeckel (16) der Baterie (10) isoliert sind, wobei das Verfahren folgende Schrite umfasst:
- Anordnen eines Laminatmaterials (60, 65), insbesondere einer Laminatfolie, auf einem Flügel (31, 36) zumindest eines ersten Anschlussterminals (30, 35) der Anschlussterminals (30, 35);
- Anordnen des Bateriegehäusedeckels (16) auf dem Laminatmaterial (60, 65) des ersten Anschlussterminals (30, 35) derart, dass zwischen dem
Bateriegehäusedeckel (16) und dem ersten Anschlussterminal (30, 35) ein vorgegebener Abstand (80, 85) vorhanden ist;
- Verpressen des Bateriegehäusedeckels (16), des ersten Anschlussterminals (30, 35) und des Laminatmaterials (60, 65);
- Auffüllen des Abstands (80, 85) zwischen dem ersten Anschlussterminal (30,
35) und dem Bateriegehäusedeckel (16) mit einem Flüssigkunststoff (90, 95); und
- Gleichzeitiges Aushärten des Laminatmaterials (60, 65) und des
Flüssigkunststoffs (90, 95).
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