DE102021200181A1 - Battery cell and electrically powered motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Batteriezelle (8) mit einer Elektrodenanordnung (20), welche in einer Hülle (18) aufgenommen ist, wobei die Hülle (18) anhand von zwei Folien (22) und einem Wandelement (24) gebildet ist, und wobei das Wandelement (24) unter Bildung einer Seitenwand der Hülle (18) zwischen den Folien (22) angeordnet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug (2), dessen Traktionsbatterie (4) eine solche Batteriezelle (8) aufweist.The invention relates to a battery cell (8) with an electrode arrangement (20) which is accommodated in a cover (18), the cover (18) being formed using two foils (22) and a wall element (24), and the Wall element (24) is arranged to form a side wall of the envelope (18) between the films (22). The invention also relates to an electrically driven motor vehicle (2) whose traction battery (4) has such a battery cell (8).
Description
Die Erfindung betrifft eine insbesondere als Lithium-Ionen-Batteriezelle ausgebildete Batteriezelle, deren Hülle anhand von zwei Folien gebildet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, dessen Traktionsbatterie eine solche Batteriezelle aufweist.The invention relates to a battery cell designed in particular as a lithium-ion battery cell, the casing of which is formed using two foils. Furthermore, the invention relates to an electrically driven motor vehicle whose traction battery has such a battery cell.
Ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug weist typischerweise eine Traktionsbatterie (Hochvolt, HV-Batterie) auf, welche einen Elektromotor zum Antrieb des Kraftfahrzeugs mit Energie versorgt. Dabei ist unter einem elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug insbesondere ein Elektrofahrzeug, welches die zum Antrieb notwendige Energie lediglich in der Traktionsbatterie speichert (BEV, battery electric vehicle), ein Elektrofahrzeug mit einem Reichweitenverlängerer (REEV, range extended electric vehicle), ein Hybridfahrzeug (HEV, hybrid electric vehicle), ein Plug-In-Hybridfahrzeug (PHEV, plug-in hybrid electric vehicle) und/oder ein Brennstoffzellenfahrzeug (FCEV, fuel cell electric vehicle) zu verstehen, welches die mittels einer Brennstoffzelle erzeugte elektrische Energie in der Traktionsbatterie zwischenspeichert.An electrically driven motor vehicle typically has a traction battery (high-voltage, HV battery) which supplies an electric motor for driving the motor vehicle with energy. An electrically powered motor vehicle is, in particular, an electric vehicle that only stores the energy required for the drive in the traction battery (BEV, battery electric vehicle), an electric vehicle with a range extender (REEV, range extended electric vehicle), a hybrid vehicle (HEV, hybrid electric vehicle), a plug-in hybrid vehicle (PHEV, plug-in hybrid electric vehicle) and/or a fuel cell vehicle (FCEV, fuel cell electric vehicle), which temporarily stores the electrical energy generated by a fuel cell in the traction battery.
Eine solche Traktionsbatterie ist insbesondere als Lithium-Ionen-Batterie ausgebildet. Diese umfasst eine Anzahl an miteinander verschalteten Batteriemodulen, welche wiederum eine Anzahl an Lithium-Ionen-Batteriezellen (Li-Ionen-Batteriezellen) aufweisen. Dabei sind mehrere Varianten der Lithium-Ionen-Batteriezellen, nämlich zylindrische Zellen (Rundzellen), Pouchzellen und prismatische Zellen, bekannt.Such a traction battery is designed in particular as a lithium-ion battery. This includes a number of interconnected battery modules, which in turn have a number of lithium-ion battery cells (Li-ion battery cells). Several variants of lithium-ion battery cells are known, namely cylindrical cells (round cells), pouch cells and prismatic cells.
Bei einer herkömmlichen Pouchzelle ist eine als Elektrodenstapel oder als Flachwickel ausgebildete Elektrodenanordnung in einer Hülle aufgenommen, welche aus zwei miteinander gefügten, sogenannten Pouchfolien gebildet ist. Insbesondere werden hierbei als Pouchfolien Kunststoff-Aluminium-Verbundfolien verwendet. Eine dieser beiden Pouchfolien oder beide Pouchfolien werden im Zuge der Herstellung der Batteriezelle mittels einen Tiefziehprozesses wannenförmig (schalenförmig) umgeformt, so dass ein Aufnahmeraum für die Elektrodenanordnung gebildet ist.In a conventional pouch cell, an electrode arrangement embodied as an electrode stack or as a flat coil is accommodated in a sleeve, which is formed from two so-called pouch films that are joined together. In particular, plastic-aluminum composite films are used here as pouch films. One of these two pouch films or both pouch films are formed into a trough shape (shell shape) in the course of the production of the battery cell by means of a deep-drawing process, so that a receiving space for the electrode arrangement is formed.
Insbesondere sofern die Pouchfolie für eine vergleichsweise hohe Elektrodenanordnung entsprechend tief gezogen werden muss, besteht aufgrund des Tiefziehens die Gefahr, dass diese ausdünnt oder (im Betrieb der Batteriezelle) sogar reißt, also undicht wird. Weiterhin ist für das Versiegeln der Batteriezelle ein nach außen ragender Fügeabschnitt (Flanschabschnitt) notwendig, welcher nachteilig Bauraum einnimmt und welcher einen (thermischen) Kontakt mit einer Kühlvorrichtung erschwert.In particular, if the pouch film has to be correspondingly deep-drawn for a comparatively high electrode arrangement, there is a risk due to the deep-drawing that it will thin out or even tear (when the battery cell is in operation), ie become leaky. Furthermore, sealing the battery cell requires an outwardly protruding joint section (flange section), which disadvantageously takes up space and which makes (thermal) contact with a cooling device more difficult.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders geeignete Batteriezelle anzugeben, deren Hülle anhand einer Folie gebildet ist. Insbesondere soll dabei ein Tiefziehen der Folie zur Bildung der Hülle vermieden sein. Des Weiteren soll ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug angegeben werden, welches eine Traktionsbatterie mit einer solchen Batteriezellen aufweist.The invention is based on the object of specifying a particularly suitable battery cell whose casing is formed using a film. In particular, deep drawing of the film to form the shell should be avoided. Furthermore, an electrically driven motor vehicle is to be specified which has a traction battery with such battery cells.
Bezüglich der Batteriezelle wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Hinsichtlich des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 10 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei gelten die Ausführungen im Zusammenhang mit der Batteriezelle auch für das elektrisch angetriebene Kraftfahrzeug und umgekehrt.With regard to the battery cell, the object is achieved according to the invention by the features of claim 1. With regard to the electrically driven motor vehicle, the object is achieved by the features of
Die Batteriezelle ist besonders bevorzugt als eine Lithium-Ionen-Batteriezelle ausgebildet. Sie umfasst eine Elektrodenanordnung, welche wiederum mindestens eine Anode und mindestens eine Kathode aufweist. Die Elektrodenanordnung ist beispielsweise als ein Flachwickel ausgebildet, bei dem die Anode und die Kathode sowie ein zwischen der Anode und der Kathode angeordneter Separator um einen flachen Wickeldorn gewickelt sind. Alternativ hierzu ist die Elektrodenanordnung als ein Elektrodenstapel ausgebildet, der mehrere Anoden und mehrere Kathoden aufweist. Dabei sind die Anoden und die Kathoden in einer Stapelrichtung alternierend übereinandergestapelt, wobei zwischen den Anoden und den Kathoden jeweils ein Separator angeordnet ist.The battery cell is particularly preferably designed as a lithium-ion battery cell. It comprises an electrode arrangement, which in turn has at least one anode and at least one cathode. The electrode arrangement is designed, for example, as a flat coil, in which the anode and the cathode and a separator arranged between the anode and the cathode are wound around a flat winding mandrel. As an alternative to this, the electrode arrangement is designed as an electrode stack which has a number of anodes and a number of cathodes. In this case, the anodes and the cathodes are stacked alternately on top of one another in a stacking direction, with a separator being arranged in each case between the anodes and the cathodes.
Die Batteriezelle ist vorzugsweise für eine Traktionsbatterie eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs vorgesehen und eingerichtet. Vorzugsweise ist die Batteriezelle weiterhin für ein Batteriemodul einer Traktionsbatterie vorgesehen und eingerichtet. Grundsätzlich ist es möglich, dass die Batteriezelle eine Primär-Batteriezelle (Primärzelle) ist, jedoch ist die Batteriezelle zweckmäßigerweise eine Sekundärbatteriezelle (Sekundärzelle).The battery cell is preferably provided and set up for a traction battery of an electrically driven motor vehicle. The battery cell is preferably also provided and set up for a battery module of a traction battery. In principle, it is possible for the battery cell to be a primary battery cell (primary cell), but the battery cell is expediently a secondary battery cell (secondary cell).
Die Batteriezelle weist des Weiteren eine Hülle auf, in welcher die Elektrodenanordnung aufgenommen ist. Mit anderen Worten ist die Elektrodenanordnung von der Hülle, zweckmäßigerweise fluiddicht, umschlossen. Die Hülle ist anhand von zwei Folien und einem Wandelement gebildet. Das Wandelement ist zwischen den beiden Folien angeordnet, wobei das Wandelement eine Seitenwand der Hülle bildet. Die beiden Folien sowie das Wandelement bilden also jeweils eine Außenwand der Batteriezelle. Das Wandelement ist insbesondere endseitig, also an einem Umfang der jeweiligen Folie angeordnet.The battery cell also has a shell in which the electrode arrangement is accommodated. In other words, the electrode arrangement is enclosed by the sleeve, expediently in a fluid-tight manner. The shell is made of two foils and a wall element. The wall element is arranged between the two films, with the wall element forming a side wall of the envelope. The two films and the wall element thus each form an outer wall of the battery cell. The wall element is in particular arranged at the end, that is to say on a circumference of the respective film.
Somit sind die beiden Folien anhand des Wandelements, insbesondere an einer deren Kanten, beabstandet zueinander.The two films are thus spaced apart from one another by means of the wall element, in particular at one of its edges.
Die beiden Folien sind mit dem Wandelement, zweckmäßigerweise fluiddicht, gefügt. Insbesondere sind die Folien an zwei zueinander parallel orientierten und dem jeweiligen Folienelement zugewandten Seiten mit dem Wandelement gefügt.The two foils are joined to the wall element, expediently in a fluid-tight manner. In particular, the foils are joined to the wall element on two sides which are oriented parallel to one another and face the respective foil element.
Besonders bevorzugt ist mittels der beiden Folien ein Boden und der hierzu parallel orientierte Deckel der Hülle der Batteriezelle gebildet. Der Boden und der Deckel bilden hierbei insbesondere eine im Vergleich zu einer Stirnseite (Schmalseite) der Hülle der Batteriezelle große Außenfläche. Die mittels des Wandelements gebildete Seitenwand ist also bevorzugt eine Stirnseite (Schmalseite) der Hülle der Batteriezelle.A base and the cover of the casing of the battery cell, which is oriented parallel thereto, are particularly preferably formed by means of the two foils. In this case, the base and the cover form, in particular, a large outer surface compared to a front side (narrow side) of the casing of the battery cell. The side wall formed by means of the wall element is therefore preferably an end face (narrow side) of the casing of the battery cell.
Die beiden Folien sind geeigneter Weise umfangsseitig miteinander gefügt, mit Ausnahme desjenigen Bereichs, in welchem die Folien mit dem Wandelement gefügt sind. Insbesondere sind die beiden Folien dort miteinander verschweißt und die Batteriezelle somit versiegelt.The two foils are suitably joined together on the circumference, with the exception of that area in which the foils are joined to the wall element. In particular, the two foils are welded together there and the battery cell is thus sealed.
Die beiden Folien sind besonders bevorzugt als Pouchfolien, insbesondere jeweils als eine Kunststoff-Aluminium-Verbundfolie, ausgebildet. Diese weisen an der der Elektrodenanordnung zugewandten Seite eine elektrisch isolierende Kunststoffschicht auf, so dass ein Kurzschluss der Anode(n) und der Kathode(n) anhand des Aluminiumbestandteils der Folie vermieden ist.The two foils are particularly preferably designed as pouch foils, in particular each as a plastic-aluminum composite foil. On the side facing the electrode arrangement, these have an electrically insulating plastic layer, so that a short circuit of the anode(s) and the cathode(s) is avoided due to the aluminum component of the foil.
Das Wandelement weist beispielsweise eine Dicke, mit anderen Worten eine Wandstärke, zwischen 0,1 mm bis 3 mm auf. Das Wandelement ist also entsprechend der gewählten Dicke folienartig und somit flexibel oder vergleichsweise biegesteif. Vorzugsweise beträgt die Dicke des Wandelements zwischen 1 mm und 2 mm. Auf diese Weise ist ein Fügeprozess des Wandelements mit den Folien vergleichsweise einfach und die Fügung vergleichsweise zuverlässig.The wall element has, for example, a thickness, in other words a wall thickness, of between 0.1 mm and 3 mm. The wall element is therefore foil-like according to the selected thickness and is therefore flexible or comparatively rigid. The thickness of the wall element is preferably between 1 mm and 2 mm. In this way, a joining process of the wall element with the foils is comparatively simple and the joining is comparatively reliable.
Im Zuge der Herstellung der Batteriezelle kann die Elektrodenanordnung zunächst direkt an das Wandelement angelegt werden, so dass die Elektrodenanordnung zwischen den beiden Folien angeordnet und insbesondere fixiert ist. Das Wandelement dient dabei also in vorteilhafter Weise für die Anordnung der Elektrodenanordnung in einer definierten Position bezüglich der Hülle. Anschließend werden die beiden die Elektrodenanordnung abdeckenden Folien umfangsseitig miteinander gefügt. Weiter vorteilhaft ist zumindest für die anhand des Wandelements gebildete Seitenwand der Hülle ein Tiefziehen der Folien vermieden und somit die Gefahr eines Aufreißens der Folie reduziert.In the course of the production of the battery cell, the electrode arrangement can first be applied directly to the wall element, so that the electrode arrangement is arranged between the two foils and, in particular, is fixed. The wall element is thus used in an advantageous manner for arranging the electrode arrangement in a defined position with respect to the envelope. The two foils covering the electrode arrangement are then joined to one another on the peripheral side. Further advantageously, at least for the side wall of the casing formed by means of the wall element, deep-drawing of the films is avoided and the risk of the film tearing open is thus reduced.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist in einer ersten Variante der Batteriezelle ein zweites Wandelement zwischen den Folien angeordnet und zweckmäßigerweise mit diesen gefügt. Dabei verläuft das zweite Wandelement parallel zum (ersten) Wandelement. Das zweite Wandelement bildet in analoger Weise zum ersten Wandelement eine zweite Seitenwand der Hülle.According to an advantageous development, in a first variant of the battery cell, a second wall element is arranged between the foils and expediently joined to them. The second wall element runs parallel to the (first) wall element. The second wall element forms a second side wall of the shell in a manner analogous to the first wall element.
Gemäß einer zweiten Variante der Batteriezelle weist das Wandelement eine U-Form mit zwei Seitenschenkeln, welche parallel zueinander verlaufen, und einem die beiden Seitenschenkel freiendseitig verbindenden Verbindungsschenkel auf. Die beiden Seitenschenkel und der Verbindungsschenkel bilden dabei jeweils eine Seitenwand der Hülle.According to a second variant of the battery cell, the wall element has a U-shape with two side limbs, which run parallel to one another, and a connecting limb connecting the two side limbs at the free end. The two side legs and the connecting leg each form a side wall of the casing.
Vorteilhafterweise ist es bei diesen beiden Varianten ermöglicht, die beiden Folien ohne Tiefziehen durch Biegen im Bereich deren Umfang, welcher nicht mit dem oder mit den Wandelementen gefügt ist, aneinander zu führen und miteinander zu fügen.Advantageously, with these two variants, it is possible to bring the two foils together and to join them together without deep-drawing by bending in the area of their circumference, which is not joined to the wall element or elements.
Alternativ hierzu ist das Wandelement als Rahmen ausgebildet, welcher sich entlang des gesamten Umfangs der Batteriezelle erstreckt. Somit sind alle senkrecht zum Boden und zum Deckel, welche anhand der Folien gebildet sind, orientierten Seitenwände der Hülle anhand des Wandelements gebildet. Die beiden Folien werden dabei mit dem als Rahmen ausgebildeten Wandelement an der Rahmenoberseite bzw. an der Rahmenunterseite gefügt, so dass die beiden Folien jeweils eben sind. Ein Tiefziehen der Folien ist somit nicht weiter notwendig.As an alternative to this, the wall element is designed as a frame which extends along the entire circumference of the battery cell. Thus, all side walls of the casing oriented perpendicularly to the base and to the lid, which are formed using the foils, are formed using the wall element. The two films are joined to the wall element designed as a frame on the upper side of the frame or on the underside of the frame, so that the two films are each flat. Deep drawing of the foils is therefore no longer necessary.
Gemäß einer geeigneten Ausgestaltung ist die Höhe des Wandelements gleich der Höhe der Elektrodenanaordnung. Mit anderen Worten ist die Ausdehnung des Wandelements in Hochrichtung der Batteriezelle gleich der Ausdehnung der Elektrodenanordnung in dieser Richtung. Sofern die Elektrodenanordnung als Elektrodenstapel ausgebildet ist, ist die Hochrichtung der Elektrodenanordnung insbesondere gleich einer Stapelrichtung, in welcher die Anoden und die Kathoden übereinandergestapelt sind. Sofern die Elektrodenanordnung als Flachwickel ausgebildet ist, ist die Hochrichtung der Elektrodenanordnung insbesondere gleich einer Richtung senkrecht zu einer anhand des Wickeldorns aufgespannten Ebene, also insbesondere gleich derjenigen Haupterstreckungsrichtung, in welcher der Elektrodenwickel die geringste Ausdehnung aufweist.According to a suitable embodiment, the height of the wall element is equal to the height of the electrode arrangement. In other words, the extent of the wall element in the vertical direction of the battery cell is equal to the extent of the electrode arrangement in this direction. If the electrode arrangement is designed as an electrode stack, the vertical direction of the electrode arrangement is in particular the same as a stacking direction in which the anodes and the cathodes are stacked one on top of the other. If the electrode arrangement is designed as a flat coil, the vertical direction of the electrode arrangement is in particular the same as a direction perpendicular to a plane spanned by the winding mandrel, ie in particular the main direction of extension in which the electrode coil has the smallest extent.
Vorteilhaft ist es auf diese Weise ermöglicht, dass sich die Folien jeweils eben vom Wandelement ausgehend über bzw. unter der Elektrodenanordnung erstrecken.It is advantageously made possible in this way that the films are each flat from the wall element extending from above or below the electrode arrangement.
Zweckmäßigerweise weist das Wandelement zudem eine Ausdehnung in dessen Längsrichtung, also senkrecht zur Hochrichtung und senkrecht zu dessen Dickenrichtung auf, welche mindestens gleich der Ausdehnung der Elektrodenanordnung in dieser Richtung ist. Mit anderen Worten überdeckt das Wandelement die Elektrodenanordnung hinsichtlich einer Normalen des Wandelements.Expediently, the wall element also has an extent in its longitudinal direction, ie perpendicular to the vertical direction and perpendicular to its thickness direction, which is at least equal to the extent of the electrode arrangement in this direction. In other words, the wall element covers the electrode arrangement with respect to a normal of the wall element.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung, insbesondere der ersten und der zweiten Variante, verjüngt sich das oder jedes Wandelement endseitig stetig. Mit anderen Worten nimmt freiendseitig die Höhe des jeweiligen Wandelements stetig, also nicht sprunghaft ab. Beispielsweise läuft das oder jedes Wandelement freiendseitig konisch, dreieckförmig, S-förmig, wellenförmig, parabelförmig, hyperbelförmig, oder tanh-förmig (Tangens hyperbolicus-förmig) aus.According to an advantageous embodiment, in particular the first and the second variant, the or each wall element tapers continuously at the end. In other words, the height of the respective wall element decreases steadily, ie not abruptly, at the free end. For example, the or each wall element runs conically, triangularly, S-shaped, wavy, parabolic, hyperbolically, or tanh-shaped (hyperbolic tangent-shaped) at the free end.
Auf diese Weise müssen die Folien zum Aneinanderführen und miteinander Fügen an diesem Freiende bzw. an diesen Freienden des Wandelements weniger stark geknickt oder gebogen werden.In this way, the foils have to be kinked or bent to a lesser extent at this free end or at these free ends of the wall element in order to bring them together and join them together.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Wandelement eine Durchführöffnung für eine Messeinrichtung, insbesondere für einen Sensor auf. Somit kann eine Messeinrichtung von Batteriezellenaußen in den von der Hülle umfassten Zellinnenraum eingebracht werden. Zweckmäßigerweise ist diese fluiddicht verschließbar, auch sofern die Messeinrichtung die Durchführöffnung durchragt.According to an advantageous embodiment, the wall element has a feed-through opening for a measuring device, in particular for a sensor. A measuring device can thus be introduced from the outside of the battery cell into the cell interior enclosed by the casing. This can expediently be closed in a fluid-tight manner, even if the measuring device protrudes through the through-opening.
Die Durchführöffnung kann weiterhin vorteilhaft im Zuge der Herstellung auch als Einfüllöffnung für einen Elektrolyten genutzt werden.The feed-through opening can also advantageously be used as a filling opening for an electrolyte in the course of production.
Bildet sich innerhalb der Batteriezelle, beispielsweise bei einer Fehlfunktion wie einem sogenannten thermal runaway, ein vergleichsweise hoher Druck, besteht die Gefahr, dass die Batteriezelle aufplatzt oder sogar explodiert. Die Bestandteile der Batteriezelle, beispielsweise der Elektrolyt wird also in undefinierter Weise in einen die Batteriezelle aufnehmenden Raum abgegeben. Um dies zu vermeiden, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung in das Wandelement ein Sicherheitsventil (Überdruckventil, Gasdruckventil) eingebracht. Das Sicherheitsventil ist insbesondere derart eingerichtet, dass es bei Überschreiten eines vorgegebenen Druckschwellenwerts öffnet (auslöst). Folglich kann ein in der Batteriezelle gebildetes Gas entweichen, so dass die Gefahr einer Explosion verringert ist.If a comparatively high pressure builds up inside the battery cell, for example in the event of a malfunction such as a so-called thermal runaway, there is a risk that the battery cell will burst open or even explode. The components of the battery cell, for example the electrolyte, are thus released in an undefined manner into a space accommodating the battery cell. In order to avoid this, according to an advantageous development, a safety valve (pressure relief valve, gas pressure valve) is incorporated into the wall element. The safety valve is set up in particular in such a way that it opens (triggers) when a predetermined pressure threshold value is exceeded. As a result, a gas formed in the battery cell can escape, so that the risk of explosion is reduced.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist das Wandelement aus einem Kunststoff gebildet. Auf diese Weise ist ein Kurzschluss der Anode(n) und der Kathode(n) mittels des Wandelements vermieden.According to an expedient embodiment, the wall element is made of a plastic. In this way, a short circuit of the anode(s) and the cathode(s) is avoided by means of the wall element.
Vorzugsweise ist das Wandelement zusätzlich mit einer Beschichtung aus Metall, insbesondere aus Chrom oder einer Chromverbindung oder vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumverbindung, versehen, welche als eine Dampfbarriere wirkt. Mit anderen Worten ist anhand der Beschichtung aus Metall ein Entweichen eines Fluides aus der Batteriezelle oder ein Eintreten eines Fluides in die Batteriezelle vermieden. Beispielsweise ist dabei die Beschichtung aus Metall an der der Elektrodenanordnung abgewandten Seite des Wandelements, also an dessen Außenseite aufgebracht. Alternativ oder zusätzlich ist diese auf der der Elektrodenanordnung zugewandten Seite des Wandelements, also an dessen Innenseite aufgebracht. In diesem Fall ist zweckmäßigerweise ein Separator zwischen der Elektrodenanordnung und dem Wandelement angeordnet, um einen Kurzschluss innerhalb der Elektrodenanordnung anhand der Metallschicht des Wandelements zu verhindern.Preferably, the wall element is additionally provided with a coating of metal, in particular chromium or a chromium compound, or preferably aluminum or an aluminum compound, which acts as a vapor barrier. In other words, the metal coating prevents a fluid from escaping from the battery cell or a fluid from entering the battery cell. For example, the metal coating is applied to the side of the wall element facing away from the electrode arrangement, ie to the outside thereof. Alternatively or additionally, this is applied to the side of the wall element facing the electrode arrangement, ie to the inside thereof. In this case, a separator is expediently arranged between the electrode arrangement and the wall element in order to prevent a short circuit within the electrode arrangement using the metal layer of the wall element.
Alternativ hierzu ist das Wandelement aus einem Metall, insbesondere aus Aluminium oder aus Edelstahl, gebildet. Das Wandelement weist aufgrund dessen eine vergleichsweise hohe Wärmeleitfähigkeit auf. Somit kann die Batteriezelle mittels des Wandelements besonders gut gekühlt werden. Hierzu sind beispielsweise Kühlelemente vorgesehen, welche außen am Wandelement anliegen. Zudem ist ein aus einem Metall gebildetes Wandelement vorteilhaft besonders fluiddicht, es findet also keine Diffusion oder dergleichen vom Zellinneren nach Zellaußen statt. Geeigneter Weise ist dieses Wandelement aus Metall mit einer Kunststoffschicht versehen. Hierzu ist das Wandelement beispielsweise lackiert. Auf diese Weise ist ein Kurzschluss innerhalb der Elektrodenanordnung anhand des Wandelements aus Metall verhindert. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist das Wandelement an dessen der jeweiligen Folie zugewandten Seite mit einer Beschichtung versehen, die einen Fügeprozess mit den Folien erleichtert und/oder die eine vergleichsweise zuverlässige Fügung an Fügestellen zwischen der jeweiligen Folie und dem Wandelement ermöglicht. Beispielsweise weist diese Beschichtung einen Kunststoff auf, welcher im Zuge des Fügens mit der jeweiligen Folie schmilzt und mit der Folie, insbesondere mit der Kunststoffschicht der Pouchfolie, eine stoffschlüssige Verbindung bildet.As an alternative to this, the wall element is made of a metal, in particular aluminum or stainless steel. Because of this, the wall element has a comparatively high thermal conductivity. The battery cell can thus be cooled particularly well by means of the wall element. For this purpose, for example, cooling elements are provided which rest on the outside of the wall element. In addition, a wall element formed from a metal is advantageously particularly fluid-tight, so there is no diffusion or the like from the inside of the cell to the outside of the cell. This metal wall element is suitably provided with a plastic layer. For this purpose, the wall element is painted, for example. In this way, a short circuit within the electrode arrangement is prevented by the metal wall element. In addition or as an alternative to this, the wall element is provided with a coating on its side facing the respective film, which facilitates a joining process with the films and/or which enables a comparatively reliable joint at joints between the respective film and the wall element. For example, this coating has a plastic that melts in the course of joining with the respective film and forms a material connection with the film, in particular with the plastic layer of the pouch film.
Beispielsweise ist dabei ein Separator zwischen der Elektrodenanordnung und dem Wandelement angeordnet, so dass ein Kurzschluss verhindert ist. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist an die der Elektrodenanordnung zugewandten Innenseite des Wandelements an mit einer Isolationsschicht versehen. Vorzugsweise ist die Isolationsschicht dabei porös. Auf diese Weise kann der Elektrolyt in die Poren der Isolationsschicht eintreten. In Folge dessen ist eine Wärmeabgabe vom Elektrolyten an das Wandelement vorteilhaft erhöht.For example, a separator is arranged between the electrode arrangement and the wall element, so that a short circuit is prevented. Additionally or alternatively, to the the inside of the wall element facing the electrode arrangement is provided with an insulating layer. The insulation layer is preferably porous. In this way, the electrolyte can enter the pores of the insulating layer. As a result, heat dissipation from the electrolyte to the wall element is advantageously increased.
In zweckmäßiger Ausgestaltung weist das Wandelement eine Aussparung oder eine Durchführung für ein Terminal auf, das mit der Anode bzw. mit den Anoden oder mit der Kathode bzw. mit den Kathoden der Elektrodenanordnung elektrisch kontaktiert ist. Dabei ist die Durchführöffnung oder die Aussparung, durch welche das Terminal ragt fluiddicht verschließbar. Hierzu ist das Terminal beispielsweise umfangsseitig von einer, vorzugsweise elektrisch isolierenden, Fügehilfe umfasst, welche wiederum mit dem Wandelement gefügt, beispielsweise geklebt, geklemmt oder angeschweißt, wird.In an expedient embodiment, the wall element has a recess or a passage for a terminal which is electrically contacted with the anode or with the anodes or with the cathode or with the cathodes of the electrode arrangement. The feed-through opening or the recess through which the terminal protrudes can be closed in a fluid-tight manner. For this purpose, the terminal is, for example, surrounded on the circumference by a preferably electrically insulating joining aid, which in turn is joined to the wall element, for example glued, clamped or welded on.
Beispielsweise ist das Wandelement alternativ oder zusätzlich hierzu im Bereich des Terminals elektrisch isolierend, so dass ein Kurzschluss mit einem weiteren Terminal vermieden ist.For example, as an alternative or in addition to this, the wall element is electrically insulating in the area of the terminal, so that a short circuit with another terminal is avoided.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug mit einer Traktionsbatterie. Diese weist mindestens eine Batteriezelle in einer der oben dargestellten Varianten oder Ausführungen auf. Insbesondere ist deren Hülle jeweils anhand von zwei Folien gebildet, zwischen denen mindestens ein Wandelement angeordnet ist, wobei das jeweilige Wandelement eine Seitenwand der Hülle bildet.A further aspect of the invention relates to an electrically driven motor vehicle with a traction battery. This has at least one battery cell in one of the variants or designs presented above. In particular, its shell is formed using two foils, between which at least one wall element is arranged, with the respective wall element forming a side wall of the shell.
Zusammenfassend ist es anhand der Erfindung vorteilhaft ermöglicht, eine Batteriezelle herzustellen, bei welcher ein Tiefziehen der Folien deren Hülle nicht notwendig ist oder bei welcher ein Tiefziehen zumindest reduziert werden kann. Weiter vorteilhaft ist somit eine Höhe der in der Batteriezelle aufgenommenen Elektrodenanordnung flexibler wählbar.In summary, the invention advantageously makes it possible to produce a battery cell in which it is not necessary to deep-draw the foils of its casing or in which deep-drawing can at least be reduced. A further advantage is that the height of the electrode arrangement accommodated in the battery cell can be selected more flexibly.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
-
1 schematisch ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, dessen Traktionsbatterie eine Anzahl an Batteriemodulen aufweist, wobei die Batteriemodule wiederum eine Anzahl an als Pouchzellen ausgebildeten Lithium-Ionen-Batteriezellen umfassen, -
2 schematisch in perspektivischer Ansicht eine der Batteriezelle gemäß einer ersten Ausführungsform, wobei deren Hülle aus zwei Folien gebildet ist, zwischen denen ein Wandelement als Seitenwand der Batteriezelle angeordnet ist, -
3a schematisch in perspektivischer Ansicht eine der Batteriezelle gemäß einer zweiten Ausführungsform, wobei deren Hülle aus zwei Folien gebildet ist, zwischen denen ein erstes Wandelement als erste Seitenwand und ein parallel hierzu orientiertes zweites Wandelement als zweite Seitenwand der Batteriezelle angeordnet ist, -
3b schematisch in perspektivischer Explosionsdarstellung die Batteriezelle gemäß der3a , -
4 schematisch in perspektivischer Explosionsdarstellung eine der Batteriezelle gemäß einer dritten Ausführungsform, wobei deren Hülle aus zwei Folien gebildet ist, zwischen denen ein U-förmiges Wandelement angeordnet ist, -
5 schematisch in perspektivischer Explosionsdarstellung eine der Batteriezelle gemäß einer vierten Ausführungsform, wobei deren Hülle aus zwei Folien gebildet ist, zwischen denen ein einen Rahmen bildendes Wandelement angeordnet ist, und -
6a bis6d in Draufsicht auf das Wandelement, wobei das Terminal zwischen dem Wandelement und einer der Folien aus der Batteriezelle herausgeführt ist, wobei die das Wandelement eine Aussparung auf weist, in der das Terminal eingebracht ist, oder wobei das Wandelement eine Durchführung für das Wandelement aufweist.
-
1 schematically an electrically driven motor vehicle, the traction battery of which has a number of battery modules, the battery modules in turn comprising a number of lithium-ion battery cells designed as pouch cells, -
2 a schematic perspective view of one of the battery cells according to a first embodiment, the casing of which is formed from two foils between which a wall element is arranged as the side wall of the battery cell, -
3a a schematic perspective view of one of the battery cells according to a second embodiment, the shell of which is formed from two films, between which a first wall element is arranged as the first side wall and a second wall element oriented parallel thereto as the second side wall of the battery cell, -
3b schematically in a perspective exploded view the battery cell according to3a , -
4 schematically in a perspective exploded view one of the battery cell according to a third embodiment, wherein its shell is formed from two foils between which a U-shaped wall element is arranged, -
5 schematically in a perspective exploded view one of the battery cell according to a fourth embodiment, wherein its shell is formed from two foils, between which a frame-forming wall element is arranged, and -
6a until6d in plan view of the wall element, wherein the terminal is led out between the wall element and one of the foils of the battery cell, wherein the wall element has a recess in which the terminal is introduced, or wherein the wall element has a passage for the wall element.
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts and sizes are always provided with the same reference symbols in all figures.
In
Jedes der Batteriemodule 6 weist wiederum eine Anzahl als Lithium-Ionen-Batteriezellen ausgebildete Batteriezellen 8 auf, von denen je Batteriemodul 6 jeweils fünf dargestellt sind. Die Batteriezellen 8, stellen an deren (Zell-)Terminals 10 jeweils eine Spannung bereit. Die Batteriezellen 8 jedes Batteriemoduls 6 sind in nicht näher dargestellter Weise in Serie und/oder parallel zueinander verschaltet. Zudem sind die Batteriemodule 6 in nicht näher dargestellter Weise in Serie und/oder parallel zueinander verschaltet sowie mit Batterieanschlüssen 12 für einen Verbraucher elektrisch verbunden.Each of the
An den Batterieanschlüssen 12 der Traktionsbatterie 4 ist ein Verbraucher angeschlossen, welcher hier als ein Wechselrichter 14 eines Antriebstrangs des Kraftfahrzeugs 2 und ein an diesen angeschlossener Elektromotor 16 ausgebildet ist. Der Wechselrichter 14 wandelt den von der Traktionsbatterie 4 bereitgestellten Gleichstrom bzw. die von dieser bereitgestellte Gleichspannung in einen zum Betrieb des Elektromotors 16 geeigneten Wechselstrom bzw. in eine Wechselspannung. Alternativ ist der Elektromotor 16 als, insbesondere permanenterregter, Gleichstrommotor ausgebildet und direkt oder gegebenenfalls über einen DC/DC-Wandler an die Batterieanschlüsse angeschlossen. Zusammenfassend stellt die Traktionsbatterie elektrische Energie für einen Antrieb des Kraftfahrzeugs 2 bereit.A consumer is connected to the
In den
Weiterhin umfasst die Batteriezelle 8 (in allen Varianten) ein Wandelement 24, das in Hochrichtung H zwischen den beiden Folien 22 angeordnet ist. Das Wandelement 24 ist dabei an einem Umfang der Folien 22 angeordnet und mit diesen gefügt. Somit sind die Folien 22 anhand des Wandelements 24 in Hochrichtung H beabstandet zueinander. Also steht das Wandelement 24 am Umfang der Folien 22 senkrecht zu diesen empor. Das Wandelement 24 spannt dabei eine Ebene auf, welche zur Hochrichtung H parallel verläuft. Das Wandelement 24 verläuft im Wesentlichen senkrecht zu den beiden Folien 22.Furthermore, the battery cell 8 (in all variants) includes a
Zusammenfassend ist die Batteriezelle 8 als eine Pouchzelle ausgebildet, wobei zwischen deren Pouchfolien 22 ein Wandelement 24 angeordnet ist.In summary, the
Weiterhin ist allen Varianten der Batteriezelle 8 gemeinsam, dass die Höhe hw des Wandelements 24 gleich der Höhe hE der Elektrodenanordnung 20 ist. Mit anderen Worten entspricht die Ausdehnung des Wandelements 24 in Hochrichtung H der Ausdehnung der Elektrodenanordnung 20 in Hochrichtung H. Dies ist beispielhaft in der
Gemäß nicht weiter dargestellten Ausgestaltungen ist die Höhe hw des Wandelements 24 größer oder kleiner als die Höhe der Elektrodenanordnung 20. Auf diese Weise kann beispielsweise die Dicke eines in Hochrichtung H zwischen den Folien 22 und der Elektrodenanordnung 20 angeordneten Separators oder dergleichen berücksichtigt bzw. die Elektroden der Elektrodenanordnung 20 gegeneinander verspannt werden.According to embodiments not shown in detail, the height hw of the
Das Wandelement 24 ist aus einem Kunststoff gebildet, sodass ein Kurzschluss der Anode(n) und der Kathode(n) der Elektrodenanordnung 20 durch des Wandelement 24 vermieden ist. In nicht weiter dargestellter Weise ist das Wandelement 24 dabei außenseitig, also auf der der Elektrodenanordnung 20 abgewandten Seite, mit einer Beschichtung aus Metall, insbesondere aus Chrom oder vorzugsweise aus Aluminium, versehen, welche eine Wasser- oder eine Dampfbarriere bildet. Somit ist das Wandelement 24 besonders fluiddicht. Gemäß nicht weiter dargestellten Ausgestaltungen aller Varianten der Batteriezelle 8 ist das Wandelement 24 zusätzlich oder alternativ auf der der Elektrodenanordnung 20 zugewandten Innenseite mit einer Metallschicht versehen, wobei zwischen dem Wandelement 24 und der Elektrodenanordnung 20 ein Separator eingebracht ist.The
Gemäß nicht weiter dargestellten Alternativen aller Varianten der Batteriezelle 8 ist das Wandelement 24 aus einem Metall, insbesondere aus Aluminium oder aus Edelstahl, gebildet. Ein solches Wandelements 24 weist eine vergleichsweise gute Wärmeleitung auf. In nicht dargestellter Weise liegt das Wandelement 24 im Montagezustand in der Traktionsbatterie 4 an einer Kühlvorrichtung, beispielsweise einer Kühlplatte an.According to alternatives of all variants of the
Das Wandelement 24 ist an dessen der Elektrodenanordnung 20 zugewandten Innenseite mit einer (elektrischen) Isolationsschicht beschichtet, die porös ist. Aufgrund der Poren kann ein Elektrolyt weiterhin effektiv Wärme an das Wandelement 24 abgeben. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist zwischen dem Wandelement 24 und der Elektrodenanordnung 20 ein Separator angeordnet.The
Das Wandelement 24 weist eine Durchführöffnung 26 für eine (nicht weiter dargestellte) Messeinrichtung aufweist. Die Durchführöffnung 26 ist hierbei fluiddicht verschlossen. Sofern die Messeinrichtung durch die Durchführöffnung ragt, ist ein Spalt zwischen der Messeinrichtung und der die Durchführöffnung 26 begrenzenden Wandung des Wandelements 24 fluiddicht, beispielsweise anhand eines Klebers, fluiddicht verschlossen.The
Weiterhin weist die Batteriezelle 8 ein (Überdruckventil) Sicherheitsventil 28 auf, welches in das Wandelement 24 eingebracht ist.Furthermore, the
Das Einbringen der Durchführöffnung 26 und/oder des Sicherheitsventils 28 in das Wandelement 24 ist dabei im Vergleich zu deren Einbringen zwischen die beiden Folien einfacher und sicherer gegen eine Leckage.The introduction of the through-
In der
Das Wandelement 24 spannt eine Ebene auf, welche parallel zur Hochrichtung H und zu einer als Längsrichtung X bezeichneten Richtung ist, wobei die Hochrichtung H und die Längsrichtung X die Haupterstreckungsrichtungen des Wandelements 24 sind.The
Das Wandelement 24 verjüngt sich freiendseitig, also endseitig hinsichtlich der Längsrichtung. Jede der sich verjüngenden Freienden ist dabei mit dem Bezugszeichen 32 versehen. Die Verjüngung ist dabei stetig, mit anderen Worten nimmt die Höhe hW der Wandelements 24 freiendseitig kontinuierlich ab. Mit noch anderen Worten läuft das Wandelement 24 freiendseitig aus. The
Zum miteinander Fügen der beiden Folien 22 an den an das Wandelement 24 angrenzenden Stirnseiten sind die Folien 22 um eine Senkrecht zum Wandelement 24 verlaufende Achse gebogen oder gekickt. Die Biege- oder Knickkante 34 erstreckt sich gemäß der Ausführung der
In den
Gemäß dieser Variante der Batteriezelle werden die beiden Folien 22 lediglich an den Biege- oder Knickkante 34 gebogen oder geknickt, um diese aneinander zu führen und unter Bildung des jeweiligen Flanschbereichs 30 miteinander zu fügen. Es ist also kein Tiefziehen der Folien 22 notwendig.According to this variant of the battery cell, the two foils 22 are merely bent or kinked at the bending or buckling
Die beiden Terminals 10 der Batteriezelle ragen gemäß der Variante der
Die dritte Variante der Batteriezelle 8 gemäß der
Die vierte Variante der Batteriezelle 8 gemäß der
Zusammenfassend ist also bei den Varianten der Batteriezellen gemäß den
In den
Bei der Ausgestaltung gemäß der
Gemäß der Ausgestaltung der
Alternativ hierzu weist das Wandelement 24 gemäß der Ausgestaltung der
Gemäß der Ausgestaltung der
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.The invention is not limited to the embodiment described above. On the contrary, other variants of the invention can also be derived from this by a person skilled in the art without departing from the subject matter of the invention. In particular, all of the individual features described in connection with the exemplary embodiment can also be combined with one another in other ways without departing from the subject matter of the invention.
BezugszeichenlisteReference List
- 22
- elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeugelectrically powered motor vehicle
- 44
- Traktionsbatterietraction battery
- 66
- Batteriemodulbattery module
- 88th
- Batteriezellebattery cell
- 1010
- Terminalterminal
- 1212
- Batterieanschlussbattery connection
- 1414
- Wechselrichterinverter
- 1616
- Elektromotorelectric motor
- 1818
- HülleCovering
- 2020
- Elektrodenanordnungelectrode arrangement
- 2222
- Folie/Pouchfoliefoil/pouch foil
- 2424
- Wandelementwall element
- 2626
- Durchführöffnungthrough hole
- 2828
- Sicherheitsventilsafety valve
- 3030
- Flanschabschnittflange section
- 3232
- Freiendseite des WandelementsFree-end side of the wall element
- 3434
- Biege- oder Knickkantebend or crease edge
- 3636
- Eckbereichcorner area
- 3838
- zweites Wandelementsecond wall element
- 4040
- Seitenschenkelside leg
- 4242
- Verbindungsschenkelconnecting leg
- 4444
- Aussparungrecess
- 4646
- Durchführungexecution
- hWhW
- Höhe des Wandelementsheight of the wall element
- hEhE
- Höhe der ElektrodenanordnungHeight of the electrode array
- HH
- Hochrichtungvertical direction
- XX
- Längsrichtunglongitudinal direction
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021200181.5A DE102021200181A1 (en) | 2021-01-11 | 2021-01-11 | Battery cell and electrically powered motor vehicle |
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---|---|---|---|
DE102021200181.5A DE102021200181A1 (en) | 2021-01-11 | 2021-01-11 | Battery cell and electrically powered motor vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=82116617
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---|---|---|---|
DE102021200181.5A Pending DE102021200181A1 (en) | 2021-01-11 | 2021-01-11 | Battery cell and electrically powered motor vehicle |
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---|---|
DE (1) | DE102021200181A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102023112624A1 (en) | 2022-05-13 | 2023-11-16 | Avl List Gmbh | Pouch cell and battery pack |
DE102023121279A1 (en) | 2023-01-26 | 2024-08-01 | GM Global Technology Operations LLC | Battery assemblies, vehicles and methods using bag-type battery cells with terminal end caps |
DE102023202483A1 (en) | 2023-03-21 | 2024-09-26 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Pouch battery cell with a rigid terminal element and method for producing such a pouch battery cell |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6515449B1 (en) | 2001-11-21 | 2003-02-04 | Ngk Spark Plug Co., Ltd | Battery with lead/nugget protection insert |
US20190379032A1 (en) | 2017-08-29 | 2019-12-12 | Lg Chem, Ltd. | Pouch type secondary battery |
US20200403194A1 (en) | 2018-02-07 | 2020-12-24 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Battery packaging material, method for manufacturing the same, and battery |
-
2021
- 2021-01-11 DE DE102021200181.5A patent/DE102021200181A1/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6515449B1 (en) | 2001-11-21 | 2003-02-04 | Ngk Spark Plug Co., Ltd | Battery with lead/nugget protection insert |
US20190379032A1 (en) | 2017-08-29 | 2019-12-12 | Lg Chem, Ltd. | Pouch type secondary battery |
US20200403194A1 (en) | 2018-02-07 | 2020-12-24 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Battery packaging material, method for manufacturing the same, and battery |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102023112624A1 (en) | 2022-05-13 | 2023-11-16 | Avl List Gmbh | Pouch cell and battery pack |
DE102023121279A1 (en) | 2023-01-26 | 2024-08-01 | GM Global Technology Operations LLC | Battery assemblies, vehicles and methods using bag-type battery cells with terminal end caps |
DE102023202483A1 (en) | 2023-03-21 | 2024-09-26 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Pouch battery cell with a rigid terminal element and method for producing such a pouch battery cell |
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