[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

DE102019203907A1 - Batteriezelle mit Schutzhülle - Google Patents

Batteriezelle mit Schutzhülle Download PDF

Info

Publication number
DE102019203907A1
DE102019203907A1 DE102019203907.3A DE102019203907A DE102019203907A1 DE 102019203907 A1 DE102019203907 A1 DE 102019203907A1 DE 102019203907 A DE102019203907 A DE 102019203907A DE 102019203907 A1 DE102019203907 A1 DE 102019203907A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
battery cell
protective cover
cell
hole
battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102019203907.3A
Other languages
English (en)
Inventor
Christian Zielke
Thilo Koeder
Haris Alisic
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102019203907.3A priority Critical patent/DE102019203907A1/de
Publication of DE102019203907A1 publication Critical patent/DE102019203907A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/107Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/547Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/548Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on opposite sides of the cell
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/552Terminals characterised by their shape
    • H01M50/559Terminals adapted for cells having curved cross-section, e.g. round, elliptic or button cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/569Constructional details of current conducting connections for detecting conditions inside cells or batteries, e.g. details of voltage sensing terminals
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batteriezelle, umfassend eine Schutzhülle (2) zum elektrischen und/oder mechanischen Schutz der Batteriezelle (1), wobei die Schutzhülle (2) schlauchförmig mit einer Eingangsöffnung (25) und einer Ausgangsöffnung (26) ausgestaltet ist und einen Zellmantel (3) der Batteriezelle (1) zumindest teilweise umschließt, und wobei die Schutzhülle (2) zumindest ein Loch (4) aufweist, welches eine Wand der Schutzhülle (2) vollständig durchdringt.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batteriezelle mit einer Schutzhülle und ein Batteriesystem.
  • Bekannt sind Batteriezellen mit Schutzhüllen für einen elektrischen Berühr- und Transportschutz. Die Schutzhülle umgibt eine Oberfläche der Batteriezelle dabei meist vollständig, abgesehen von Stirnseiten der Batteriezellen an welchen Pluspol und Minuspol vorliegen. An Pluspol und Minuspol sind elektrische Kontaktierungen für eine Stromübertragung vorgesehen. Für einen Spannungsabgriff zur Überwachung der Batteriezelle sind meist zusätzliche Fügemethoden, wie Löten, Schweißen oder Crimpen an den elektrischen Kontaktierungen notwendig.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Batteriezelle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bietet demgegenüber den Vorteil einer optimierten Handhabung der Batteriezelle. Dabei ist eine verbesserte Zugänglichkeit eines Zellmantels der Batteriezelle, beispielsweise für eine elektrische Berührkontaktierung zur Überwachung der Batteriezelle möglich, wobei zugleich ein optimaler Schutz der Batteriezelle gewährleistet ist. Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch eine Batteriezelle, welche eine Schutzhülle für einen elektrischen und/oder mechanischen Schutz der Batteriezelle umfasst. Die Schutzhülle ist dabei schlauchförmig mit einer Eingangsöffnung und mit einer Ausgangsöffnung ausgestaltet und umschließt einen Zellmantel der Batteriezelle zumindest teilweise. Weiterhin weist die Schutzhülle zumindest ein Loch auf, welches eine Wand der Schutzhülle vollständig durchdringt. Als Zellmantel wird dabei ein im Wesentlichen becherförmiges Zellgehäuse der vorzugsweise zylindrischen Batteriezelle angesehen. Bevorzugt bildet der Zellmantel hierbei einen Minuspol der Batteriezelle. Weiterhin werden als die Eingangsöffnung und die Ausgangsöffnung der Schutzhülle die jeweils an axialen Enden der schlauchförmigen Schutzhülle vorhandenen Öffnungen angesehen, durch welche vorzugsweise Pluspol und Minuspol der Batteriezelle zugänglich sind.
  • In anderen Worten ist somit eine Batteriezelle mit einer Schutzhülle vorgesehen, wobei die Schutzhülle unmittelbar auf einem Außenumfang des Zellmantels der Batteriezelle angeordnet ist, und wobei das zusätzliche Loch in der Wand der Schutzhülle eine direkte Zugänglichkeit des Zellmantels von außen bietet. Dadurch ermöglicht das Loch eine Berührung des Zellmantels insbesondere für einen einfachen Spannungsabgriff an der Batteriezelle. Somit kann auf besonders einfache Art und Weise eine genaue Spannungsmessung an der Batteriezelle erfolgen, ohne dass beispielsweise zusätzliche Kontakte, welche an der Batteriezelle bzw. an elektrischen Kontakten zum Stromabgriff angelötet werden müssen, notwendig sind. Vorteilhafterweise kann dabei eine elektrische Berührkontaktierung an der Batteriezelle zum elektrischen Spannungsabgriff eingesetzt werden.
  • Bei der Batteriezelle kann es sich dabei jegliche Art von Batteriezellen handeln. Bevorzugt handelt es sich um eine Lithium-Ionen-Einzelzelle. Besonders bevorzugt weist die Batteriezelle die standardisierten Maße „18650“ (Durchmesser 18mm, Höhe 65mm) oder „21700“ (Durchmesser 21mm, Höhe 70mm) auf.
  • Außerdem kann das Loch verschiedenste geometrische Formen aufweisen. Beispielsweise kann das Loch einen kreisförmigen, quadratischen, rechteckigen, oder rautenförmigen Querschnitt aufweisen.
  • Bevorzugt ist eine Querschnittsfläche des Lochs sehr klein im Vergleich zu einer gesamten Oberfläche der Wand der Schutzhülle. Vorzugsweise beträgt die Querschnittsfläche des Lochs weniger als 1%, besonders bevorzugt weniger als 0,2%, der gesamten Oberfläche der Schutzhülle. Somit wird sichergestellt, dass weiterhin ein möglichst großer Anteil der Oberfläche des Zellmantels von der Schutzhülle überdeckt ist, um einen zuverlässigen Berührschutz, vor allem gegenüber elektrisch leitfähigen Fremdkörpern oder anderen Batteriezellen, beispielsweise bei einem Transport der Batteriezelle, zu gewährleisten.
  • Ein weiterer Vorteil ist, dass die Schutzhülle aufgrund des Lochs einfach von der Batteriezelle entfernbar ist. Sofern es erforderlich ist die Schutzhülle von der Batteriezelle zu entfernen, beispielsweise um eine Temperaturverteilung an der Batteriezelle zu optimieren, erleichtert das Loch ein Aufreißen/Zerreißen der Schutzhülle.
  • Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Bevorzugt ist die Schutzhülle aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet. Somit können elektrische Überschläge zu anderen metallischen Bauteilen und Kurzschlüsse der Batteriezelle vermieden werden. Besonders vorteilhaft ist eine Schutzhülle aus Kunststoff. Dadurch ist die Schutzhülle zudem besonders kostengünstig und flexibel herstellbar.
  • Besonders bevorzugt ist die Schutzhülle als Schrumpfschlauch ausgebildet. Das heißt, die Schutzhülle ist eingerichtet, unter einer Einbringung von Wärme eine Kontraktion einzugehen. Insbesondere ist die Schutzhülle hierfür aus einem thermoplastischen Material gebildet. Beispielsweise kann ein solcher Schrumpfschlauch als Endlosmaterial vorliegen, wodurch eine besonders kostengünstige Herstellung der Schutzhülle möglich ist. Vor einer Herstellung der Batteriezelle liegt der Schrumpfschlauch somit mit einem größeren Durchmesser im Vergleich zum Zellmantel der Batteriezelle vor, wodurch der Schrumpfschlauch einfach über den Zellmantel übergestülpt werden kann. Durch Erhitzen wird der zugeschnittene Schrumpfschlauch anschließend auf den Zellmantel aufgeschrumpft, sodass die Schutzhülle anschließend als Überzug unmittelbar auf dem Zellmantel aufliegend vorliegt. Vorzugsweise wird das Loch dabei vor dem Schrumpfen in den Schrumpfschlauch eingebracht. Besonders günstig ist es dabei, wenn das Loch hierfür in den Schrumpfschlauch in flachen Zustand mittels Stanzen eingebracht wird. Somit ist eine besonders einfache und günstige Herstellung der Batteriezelle mit der Schutzhülle möglich.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Loch einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Ein kreisrundes Loch ist besonders einfach herzustellen. Zudem bietet ein kreisförmiger Querschnitt des Lochs eine Sicherheit gegen ungewolltes Einreißen der Schutzhülle vom Loch ausgehend durch Spannungssingularitäten, welche in eckigen Löchern auftreten könnten.
  • Vorzugsweise weist das Loch einen Durchmesser von mindestens 1 mm bis maximal 5 mm auf. Bevorzugt liegt der Durchmesser des Lochs bei mindestens 1,5 mm bis maximal 3,5 mm, besonders bevorzugt bei 2,5 mm. Somit ist das Loch ausreichend groß, um eine gute Zugänglichkeit für eine elektrische Berührkontaktierung des Zellmantels zu bieten. Andererseits ist das Loch auch klein genug, um eine unbeabsichtigte Berührung des Zellmantels durch Fremdkörper oder andere Batteriezellen zu vermeiden.
  • Besonders günstig ist es, wenn mehrere Löcher entlang einer Umfangslinie der Batteriezelle verteilt angeordnet sind. Die Umfangslinie erstreckt sich dabei um einen Umfang der Batteriezelle. Hierbei kann sich die Umfangslinie nur teilweise oder vollständig um den gesamten Umfang der Batteriezelle. Besonders günstig ist es, wenn die Schutzhülle 20 bis 50 Löcher aufweist. Bevorzugt sind die Löcher außerdem gleichmäßig um den gesamten Umfang der Batteriezelle verteilt angeordnet. Die Löcher können dabei vergleichbar zu einer Perforation ausgebildet sein. Dadurch ist ein besonders einfaches Entfernen der Schutzhülle durch Auseinanderreißen entlang der Umfangslinie möglich. Dadurch wird auch ein teilweises Abreißen der Schutzhülle ermöglicht, wobei nur ein Teil der Schutzhülle bis zur Umfangslinie entfernt wird und der verbleibende Teil auf dem Zellmantel verbleibt. Zudem ist eine besonders gute Zugänglichkeit des Zellmantels zur Berührkontaktierung möglich. Wenn sich die Löcher um den kompletten Umfang der Batteriezelle erstrecken, ist eine Zugänglichkeit des Zellmantels unabhängig von einer Rotation der Batteriezelle um die Längsachse möglich. Das heißt, ein unbeabsichtigtes verdrehtes Einbauen der Batteriezelle so, dass das Loch unzugänglich ist, ist hierdurch vermieden. Alternativ kann sich die Umfangslinie nur um einen Teilumfang der Batteriezelle erstrecken, beispielsweise um einen Umfang eines Halbkreises oder Viertelkreises. Dadurch werden eine hohe Widerstandsfähigkeit der Schutzhülle gegen unbeabsichtigtes Aufreißen und ein besonders guter Schutz der Batteriezelle gewährleistet. Eine Anordnung der Umfangslinie kann dabei bezüglich einer Längsachse der Batteriezelle, also zwischen Stirnseiten der Batteriezelle, beliebig gewählt werden. Günstig ist es jedoch, wenn die Umfangslinie bezüglich der Längsachse in einem mittleren Drittel der Batteriezelle angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Umfangslinie genau zwischen den beiden Stirnseiten der Batteriezelle angeordnet ist. Alternativ ist es besonders vorteilhaft, wenn die Umfangslinie in einem Bereich nahe der Stirnseiten der Batteriezelle, also insbesondere in einem Bereich mit einer Länge von bis zu 10 % der gesamten Länge der Batteriezelle ausgehend von einer der Stirnseiten angeordnet ist. Dadurch kann eine besonders gute Zugänglichkeit des Lochs zur Berührkontaktierung des Zellmantels von einem der axialen Enden der Batteriezelle aus ermöglicht werden.
  • Bevorzugt sind mehrere Löcher entlang einer Längslinie angeordnet. Die Längslinie erstreckt sich dabei über einen Teilbereich einer gesamten Länge der Batteriezelle oder über die gesamte Länge der Batteriezelle. Das heißt, die Längslinie definiert eine Linie auf der Oberfläche des Zellmantels, welche sich im Wesentlichen von einer Stirnseite zur anderen Stirnseite der Batteriezelle hin erstreckt. Die Längslinie kann dabei vielfältige Formen und Orientierungen aufweisen. Beispielsweise kann sich die Längslinie sinuswellenförmig entlang einer Längserstreckung der Batteriezelle erstrecken. Alternativ kann sich die Längslinie spiralförmig von einer Stirnseite der Batteriezelle zur anderen über den Außenumfang der Schutzhülle winden. Besonders bevorzugt sind die Löcher dabei gleichmäßig entlang der Längslinie verteilt angeordnet. Beispielsweise ist es besonders günstig, wenn die Schutzhülle 20 bis 50 Löcher aufweist, welche gleichmäßig entlang der Längslinie verteilt angeordnet sind. Diese können dabei ebenfalls vergleichbar zu einer Perforation ausgebildet sein. Ein Anordnen der Löcher entlang der Längslinie ermöglicht ein besonders einfaches Entfernen der Schutzhülle durch Aufreißen der Schutzhülle entlang einer Längsrichtung. Zudem kann eine einfache Zugänglichkeit einer Berührkontaktierung mittels der Löcher unabhängig von einer axialen Einbaulage der Batteriezelle sichergestellt werden.
  • Besonders günstig ist es, wenn sich die Längslinie parallel zu einer Längsachse der Batteriezelle erstreckt. Somit ist vorteilhafterweise eine besonders einfache Ausgestaltung einer Perforation durch die mehreren Löcher in der Schutzhülle möglich. Zudem kann durch Vorsehen von Löchern ausschließlich entlang einer zur Längsachse parallelen Längslinie auch ein einfaches Abdecken der Löcher, beispielsweise hinter Abdeckungen oder benachbarten Batteriezelle, im eingebauten Zustand der Batteriezelle ermöglicht werden. Hierfür kann die Batteriezelle beispielsweise so um die Längsachse rotiert werden, dass die Löcher verdeckt sind und ein unbeabsichtigter Kontakt mit Fremdkörpern verhindert wird. Bei Bedarf einer Berührkontaktierung kann die Batteriezelle dann einfach so gedreht werden kann, dass die Löcher zugänglich sind.
  • Vorzugsweise sind jeweils zwei Löcher in einem minimalen Abstand zueinander angeordnet. Der Abstand zwischen zwei Löchern beträgt dabei mindestens 1mm, bevorzugt mindestens 3mm, und besonders bevorzugt mindestens 5mm. Der minimale Abstand wird dabei als minimaler Abstand zwischen jeweils einer äußeren Berandung der beiden Löcher angesehen. Durch Anordnen der Löcher in einem minimalen Abstand zueinander wird gewährleistet, dass die Schutzhülle eine ausreichende Widerstandsfähigkeit gegenüber unerwünschtem Reißen oder Verschieben bietet. So wird durch minimalen Abstände zwischen den Löchern sichergestellt, dass es auch bei starken Temperaturwechseln, beispielsweise mit Temperaturen im Bereich zwischen -20°C und +120°C, welche im Betrieb von Batteriezellen üblicherweise auftreten können, zu keiner Verschiebung und zu keinem ungewollten Reißen der Schutzhülle kommt.
  • Bevorzugt ist die Batteriezelle zylindrisch ausgebildet. Die Schutzhülle überdeckt dabei nicht nur eine Mantelfläche der zylindrischen Batteriezelle, sondern auch zumindest teilweise eine Stirnseite der Batteriezelle. Vorzugsweise überdeckt die Schutzhülle beide Stirnseiten der Batteriezelle zumindest teilweise. Besonders günstig ist es, wenn die Schutzhülle dabei eine radial äußere Kreisringfläche der Stirnseite der Batteriezelle überdeckt. Das heißt, die Schutzhülle erstreckt sich ausgehend von der Mantelfläche über eine Kante zwischen Mantelfläche und Stirnseite hinweg, überdeckt jedoch einen radial inneren Kreis der Stirnseite nicht. Innerhalb dieses inneren Kreises ist dabei vorzugsweise ein Pluspol oder ein Minuspol der Batteriezelle angeordnet. Somit ergibt sich ein besonders guter elektrischer und/oder mechanischer Schutz der Batteriezelle, wobei der Pluspol und/oder der Minuspol frei zugänglich ist, um einen Strom von der Batteriezelle übertragen zu können.
  • Weiter bevorzugt ist das Loch an einer Kante der Batteriezelle angeordnet. Die Kante ist dabei definiert durch einen Übergang der Mantelfläche der Batteriezelle zur Stirnseite. Besonders günstig ist es, wenn nur ein einziges Loch in der gesamten Wand der Schutzhülle vorgesehen ist. Hierdurch bietet sich eine besonders vorteilhafte Zugänglichkeit des Zellmantels zur elektrischen Berührkontaktierung für einen Spannungsabgriff, da ein solcher Spannungsabgriff im Wesentlichen in gleicher axialer Richtung zu einer elektrischen Kontaktierung des Pluspols und/oder des Minuspols erfolgen kann. Somit sind beispielsweise keine baulichen Änderungen an einer Einbausituation, beispielsweise einer Verschiebung von benachbarten Batteriezellen, oder einer Vergrößerung eines Gehäuses notwendig, um die elektrische Berührkontaktierung zum Spannungsabgriff zu ermöglichen. Dadurch ist eine besonders kostengünstige Bereitstellung eines Batteriesystems mit der Batteriezelle möglich.
  • Ferner betrifft die Erfindung ein Batteriesystem, welches zumindest eine erfindungsgemäße Batteriezelle umfasst. Ein solches Betriebssystem eignet sich beispielsweise als elektrischer Energiespeicher eines Fahrzeugs, beispielsweise eines mit Muskelkraft und/oder Motorkraft betreibt Fahrzeugs. Das Batteriesystem umfasst ferner jeweils zwei elektrische Kontaktierungen pro Batteriezelle. Mittels der zwei elektrischen Kontaktierungen kann jeweils ein Strom von der entsprechenden Batteriezelle abgegriffen werden. Somit ist bevorzugt jeweils ein Pluspol und ein Minuspol der Batteriezelle mit jeweils einer der beiden elektrischen Kontaktierung in Eingriff. Weiterhin umfasst das Batteriesystem jeweils eine elektrische Berührkontaktierung pro Batteriezelle. Die elektrische Berührkontaktierung durchgreift dabei das Loch der Schutzhülle und steht mit dem Zellmantel der Batteriezelle in Eingriff. Der Zellmantel ist vorzugsweise der Minuspol der Batteriezelle. Die Berührkontaktierung kann dabei beispielsweise ein metallisches Federplättchen sein, welches mittels einer Federkraft gegen den Zellmantel gedrückt wird. Dadurch kann eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung eines Batteriesystems mit mehreren Batteriezellen ermöglicht werden, wobei an jeder Batteriezelle eine elektrische Berührkontaktierung zum Überwachen sämtlicher Batteriezellen vorgesehen sein kann. Durch die gute Zugänglichkeit der Zellmäntel der Batteriezellen über das Loch an der Kante kann zudem eine besonders kompakte Anordnung des Batteriesystems erreicht werden.
  • Figurenliste
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren beschrieben. In den Figuren sind funktional gleiche Bauteile jeweils mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Dabei zeigt:
    • 1 eine perspektivische Ansicht einer Batteriezelle gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
    • 2 eine Schnittansicht der Batteriezelle der 1, und
    • 3 eine perspektivische Ansicht eines Batteriesystems mit mehreren Batteriezellen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Die 1 zeigt eine vereinfachte schematische perspektivische Ansicht einer Batteriezelle 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In der 2 ist außerdem eine Schnittansicht entlang einer Längsachse 9 der Batteriezelle 1 zur Verdeutlichung des Aufbaus der Batteriezelle 1 dargestellt. Die Batteriezelle 1 umfasst eine Schutzhülle 2, welche einen Zellmantel 3 der Batteriezelle 1 umschließt. Die Schutzhülle 2 ist hierfür als Schrumpfschlauch ausgebildet, welcher auf eine Außenseite des Zellmantels 2 aufgeschrumpft ist. Die Schutzhülle 2 ist aus Kunststoff ausgebildet. Dadurch bietet die Schutzhülle 2 einen Schutz der Batteriezelle 1 vor elektrischen Überschlägen oder Kurzschlüssen sowie vor mechanischen Beschädigungen durch Kontakt mit Fremdkörpern oder weiteren Batteriezellen.
  • Die Batteriezelle 1 ist zylindrisch ausgebildet und erstreckt sich entlang einer Längsachse 9. Ein becherartiges Zellgehäuse bildet den Zellmantel 3 (vgl. 2). Die Schutzhülle 2 umschließt dabei eine komplette Mantelfläche 13 des zylindrischen Zellmantels 3. Zudem erstreckt sich die Schutzhülle 2 jeweils über eine Kante 12 hinweg von der Mantelfläche 13 bis auf jeweils beide Stirnseiten 11 der Batteriezelle 1. Die Kante ist somit definiert ist als ein Übergang zwischen der Mantelfläche 13 und der Stirnseite 11. Die Schutzhülle 2 überdeckt somit jeweils auch einen radial äußeren Kreisring beider Stirnseiten 11. Ein kreisförmiger zentrischer Bereich der Stirnseiten 11 ist jeweils nicht durch die Schutzhülle 2 überdeckt, sondern ist jeweils durch eine Eingangsöffnung 25 bzw. eine Ausgangsöffnung 26 der schlauchförmigen Schutzhülle 2 frei zugänglich. Dieser freiliegende, kreisförmige Bereich der oberen Stirnseite 11 bildet dabei einen Pluspol 20. Der freiliegende, kreisförmige Bereich der unteren Stirnseite 11 bildet den Minuspol 21 der Batteriezelle 1.
  • Die Schutzhülle 2 weist mehrere Löcher 4 auf, welche jeweils eine Wand der Schutzhülle 2 vollständig durchdringen. Durch jedes der Löcher 4 ist somit der Zellmantel 3 von außen frei zugänglich.
  • Manche der Löcher 4 sind entlang einer Umfangslinie 6 gleichmäßig über einen gesamten Umfang der Batteriezelle 1 verteilt angeordnet. Die Umfangslinie 6 ist dabei in einem Abstand 18 von der oberen Stirnseite 11 der Batteriezelle 1 angeordnet. Der Abstand 18 entspricht dabei 30 % einer gesamten Länge 8 der Batteriezelle 1.
  • Außerdem sind weitere Löcher 4 entlang einer Längslinie 7 über die gesamte Länge 8 der Batteriezelle 1 hinweg gleichmäßig verteilt angeordnet. Die Längslinie 7 ist dabei parallel zur Längsachse 9. Ein einziges Loch 4 der entlang der Längslinie 7 angeordneten Löcher 4 ist an der Kante 12 angeordnet und ist somit jeweils zur Hälfte an der Mantelfläche 13 des Zellmantels 3 und an der Stirnseite 11 angeordnet.
  • Die Löcher 4 können somit als Perforation der Schutzhülle 2 angesehen werden. Dadurch bietet sich zum einen der Vorteil, dass die Schutzhülle 2 durch Aufreißen entlang dieser Perforation, also entweder entlang der Umfangslinie 6 oder entlang der Längslinie 7, einfach entfernbar ist, um den Zellmantel 3 der Batteriezelle 1 freizulegen. Weiterhin bieten die Löcher 4 eine Vielzahl an Punkten, an welchen eine direkte Zugänglichkeit des Zellmantels 3 von außen ermöglicht ist. Dadurch, dass sich die Löcher um den kompletten Umfang, sowie auch über die gesamte Länge 8 der Batteriezelle 1 erstrecken, ist eine besonders günstige Zugänglichkeit des Zellmantels 3 möglich.
  • Weiterhin sind alle Löcher 4 in ihrer Form identisch ausgebildet und weisen einen kreisrunden Querschnitt auf. Ein Durchmesser 5 der Löcher 4 beträgt dabei 2,5mm. Außerdem sind alle Löcher 4 in einem minimalen Abstand 10 von 3mm zueinander angeordnet. Der minimale Abstand 10 wird dabei jeweils als minimaler Abstand zwischen Außenumfängen der Löcher 4 gemessen. Durch den ausreichend großen Abstand 10 zwischen den Löchern 4, wird eine ausreichende Festigkeit der Schutzhülle 2 gegenüber einem unbeabsichtigten Reißen der Schutzhülle 2, beispielsweise aufgrund temperaturbedingter Spannungen, gewährleistet.
  • Durch diese Zugänglichkeit des Zellmantels 3 von außen, kann beispielsweise eine elektrische Berührkontaktierung an der Batteriezelle 1 eingesetzt werden, um eine Spannung der Batteriezelle 1 zu erfassen, wie nachfolgend anhand der 3 erläutert.
  • Die 3 zeigt ein Batteriesystem 100 mit mehreren Batteriezellen 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Batteriezellen 1 des zweiten Ausführungsbeispiels entsprechen dabei im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel der 1 und 2, wobei die Schutzhülle 2 jeder Batteriezelle 1 lediglich ein einziges Loch 4 aufweist. Das einzige Loch 4 der Batteriezelle 1 des zweiten Ausführungsbeispiels ist dabei jeweils an der Kante 12 zwischen Mantelfläche 13 und Stirnseite 11 mit dem Pluspol 20 angeordnet.
  • Das Batteriesystem 100 umfasst ferner jeweils zwei elektrische Kontaktierungen 15, 16 pro Batteriezelle. Eine erste elektrische Kontaktierung 15 ist dabei mit dem Pluspol 20 der Batteriezelle 1 und eine zweite elektrische Kontaktierung 16 mit dem Minuspol 21 der Batteriezelle 1 verbunden. Mittels der elektrischen Kontaktierungen 15, 16 kann jeweils ein Strom von den Batteriezellen 1 abgegriffen werden. Die elektrischen Kontaktierungen 15, 16 sind dabei als einfache Metallplatten ausgeführt, welche jeweils mit dem entsprechenden Pol 20, 21 der Batteriezelle 1 in Anlage gebracht sind.
  • Weiterhin umfasst das Batteriesystem 100 jeweils eine elektrische Berührkontaktierung 17 pro Batteriezelle 1. Die Berührkontaktierungen 17 sind ebenfalls als einfache Metallplatten ausgeführt, welche jeweils das Loch 4 der Schutzhülle 2 durchgreifen und mit dem darunterliegenden Zellmantel 3 der entsprechenden Batteriezelle 1 in Eingriff stehen. Die Berührkontaktierungen 17 liegt also jeweils gegen den Zellmantel 3 der Batteriezellen 1 an. Mittels der Berührkontaktierungen 17 erfolgt dabei jeweils eine Spannungsmessung an jeder der Batteriezellen 1. Das Batteriesystem 100 verfügt somit über eine Einzelzell-Spannungsüberwachung. Da die Löcher 4 jeweils an der Kante 12 der Batteriezelle 1 angeordnet sind, können die elektrischen Kontaktierungen 15 der Pluspole 20 und die Berührkontaktierungen 17 alle in derselben Ebene liegen, wodurch eine besonders kompakte Anordnung des Batteriesystems 100 ermöglicht wird. Zudem können die Berührkontaktierungen 17 unabhängig von den elektrischen Kontaktierungen 15, 16 bereitgestellt und angepasst werden.

Claims (12)

  1. Batteriezelle, umfassend eine Schutzhülle (2) zum elektrischen und/oder mechanischen Schutz der Batteriezelle (1), - wobei die Schutzhülle (2) schlauchförmig mit einer Eingangsöffnung (25) und einer Ausgangsöffnung (26) ausgestaltet ist und einen Zellmantel (3) der Batteriezelle (1) zumindest teilweise umschließt, und - wobei die Schutzhülle (2) zumindest ein Loch (4) aufweist, welches eine Wand der Schutzhülle (2) vollständig durchdringt.
  2. Batteriezelle nach Anspruch 1, wobei die Schutzhülle (2) aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet ist.
  3. Batteriezelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schutzhülle (2) als Schrumpfschlauch ausgebildet ist.
  4. Batteriezelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Loch (4) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
  5. Batteriezelle nach Anspruch 4, wobei das Loch einen Durchmesser (5) von mindestens 1mm bis maximal 5mm, insbesondere von mindestens 1,5mm bis maximal 3,5mm, besonders bevorzugt von 2,5mm aufweist.
  6. Batteriezelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere Löcher (4) entlang einer Umfangslinie (6) der Batteriezelle (1), insbesondere gleichmäßig, verteilt angeordnet sind, und wobei sich die Umfangslinie (6) um einen Teilumfang oder um einen gesamten Umfang der Batteriezelle (1) erstreckt.
  7. Batteriezelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere Löcher (4) entlang einer Längslinie (7), insbesondere gleichmäßig, verteilt angeordnet sind, und wobei sich die Längslinie (7) über einen Teilbereich einer gesamten Länge (8) oder über die gesamte Länge (8) der Batteriezelle (1) erstreckt.
  8. Batteriezelle nach Anspruch 7, wobei die Längslinie (7) parallel zu einer Längsachse (9) der Batteriezelle (1) ist.
  9. Batteriezelle nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei ein minimaler Abstand (10) jeweils zwischen zwei benachbarten Löchern (4) mindestens 1mm, insbesondere mindestens 3mm, besonders bevorzugt mindestens 5mm beträgt.
  10. Batteriezelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Batteriezelle (1) zylindrisch ausgebildet ist, und wobei die Schutzhülle (2) eine Stirnseite (11) der Batteriezelle (1) zumindest teilweise überdeckt.
  11. Batteriezelle nach Anspruch 10, wobei das Loch (4) an einer Kante (4) der Batteriezelle (1), welche durch einen Übergang einer Mantelfläche (13) der Batteriezelle (1) zur Stirnseite (11) definiert ist, angeordnet ist.
  12. Batteriesystem, umfassend: - zumindest eine Batteriezelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, -jeweils zwei elektrische Kontaktierungen (15, 16) pro Batteriezelle (1), zum Abgreifen eines Stromes von der jeweiligen Batteriezelle (1), und - jeweils eine elektrische Berührkontaktierung (17) pro Batteriezelle (1), wobei die elektrische Berührkontaktierung (17) das Loch (4) der Schutzhülle (2) durchgreift und mit dem Zellmantel (3) der Batteriezelle (1) in Eingriff steht.
DE102019203907.3A 2019-03-21 2019-03-21 Batteriezelle mit Schutzhülle Pending DE102019203907A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019203907.3A DE102019203907A1 (de) 2019-03-21 2019-03-21 Batteriezelle mit Schutzhülle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019203907.3A DE102019203907A1 (de) 2019-03-21 2019-03-21 Batteriezelle mit Schutzhülle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019203907A1 true DE102019203907A1 (de) 2020-09-24

Family

ID=72334342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019203907.3A Pending DE102019203907A1 (de) 2019-03-21 2019-03-21 Batteriezelle mit Schutzhülle

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102019203907A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0896793A (ja) * 1994-09-21 1996-04-12 Sanyo Electric Co Ltd 二次電池とこの二次電池が装着される電気機器
US20120021275A1 (en) * 2010-07-21 2012-01-26 Yongsam Kim Prismatic type secondary battery including insulation tube
US20120189901A1 (en) * 2011-01-21 2012-07-26 Chia-Ming Chuang Battery cell, battery module incorporated with same and method for producing the battery module
WO2013165597A1 (en) * 2012-05-04 2013-11-07 Tricopan Llc System and method for identifying batteries
US20180138476A1 (en) * 2016-11-15 2018-05-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery module

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0896793A (ja) * 1994-09-21 1996-04-12 Sanyo Electric Co Ltd 二次電池とこの二次電池が装着される電気機器
US20120021275A1 (en) * 2010-07-21 2012-01-26 Yongsam Kim Prismatic type secondary battery including insulation tube
US20120189901A1 (en) * 2011-01-21 2012-07-26 Chia-Ming Chuang Battery cell, battery module incorporated with same and method for producing the battery module
WO2013165597A1 (en) * 2012-05-04 2013-11-07 Tricopan Llc System and method for identifying batteries
US20180138476A1 (en) * 2016-11-15 2018-05-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery module

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008031090A1 (de) Erdungsstecker für ein Abschirmkabel
EP3161907B1 (de) Kabelanschlussbauteil
EP3667761B1 (de) Zylindrische zelle mit kontaktfahnen
DE102014220112A1 (de) Elektrischer Verbinder
DE102019205050A1 (de) Buchsenvorrichtung zum berührsicheren elektrischen Kontaktieren einer korrespondierenden Steckervorrichtung, Steckervorrichtung und Batteriemodul für eine Hochvoltbatterie
CH665306A5 (de) Strombegrenzende sicherung.
DE102018131965A1 (de) Stator, Anschlusskomponente und elektrische Maschine
DE102009032103A1 (de) Leistungsteil für einen Motor eines Flurförderzeugs
EP3864262A1 (de) Vorrichtung zur abgasbehandlung
EP1075053B1 (de) Koaxialer Überspannungsableiter
DE2800161C2 (de) Kontaktelement für den Anschluß eines isolierten Leiters
DE102019203907A1 (de) Batteriezelle mit Schutzhülle
EP2658040B1 (de) Stecker
DE10254849B3 (de) Anschlußleitung für einen Meßfühler
EP2467904B1 (de) Kontaktelement
DE102020208836A1 (de) Batterieanordnung
EP0774816A2 (de) Gasisolierte Leitung
DE102008054585A1 (de) Winkelsteckverbindung für geschirmte Kabel
DE102021113876A1 (de) Batteriezelle
DE102017218825B4 (de) Verfahren zur elektrischen Kontaktierung einer elektrischen Maschine sowie elektrische Maschine mit dieser Kontaktierung
EP1750300A2 (de) Elektrisches Bauteil
DE102023200210A1 (de) Batterieanordnung
EP2978084B1 (de) Baugruppe mit einem Kontaktelement
DE202023107478U1 (de) Elektrische Verbindung, Verbindungsteil einer elektrischen Verbindung sowie Kombination aus einem Verbindungsteil und einem Verbindungsmittel
EP4451475A1 (de) Elektrische verbindung, verbindungsteil einer elektrischen verbindung sowie kombination aus einem verbindungsteil und einem verbindungsmittel

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01M0002020000

Ipc: H01M0050100000

R016 Response to examination communication