帶有標(biāo)準(zhǔn)殼體的電池單池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有殼體的電池單池，在該殼體內(nèi)容納有電池芯(Batteriewickel)(袋式單池(Pouchzelle))并且所述電池單池通過(guò)連接終端可電接觸。
【背景技術(shù)】
[0002]在消費(fèi)者領(lǐng)域中，如此例如移動(dòng)電話的電池通常使用構(gòu)建為袋式單池的鋰離子電池單池。在此，活性電極材料處在薄膜殼體內(nèi)，所述薄膜殼體通過(guò)封閉部向外密封地封閉。導(dǎo)體(Ableiter)被引導(dǎo)通過(guò)此類封閉部。為了安全，通常在封閉部上的袋(Beutel)可以具有限定的預(yù)定斷裂點(diǎn)(SollbruchstelIe)，所述預(yù)定斷裂點(diǎn)在建立起一定的單元內(nèi)部壓力時(shí)打開(kāi)，以便以此方式避免電池單池的熱穿透。
[0003]就鋰-離子-電池單池而言，在一定情況下會(huì)在電池單池內(nèi)部出現(xiàn)氣體形成和過(guò)壓。如果電池單池內(nèi)壓升高超過(guò)限定的量，則設(shè)置在電池單池的電池單池蓋內(nèi)的薄膜破裂，從而可以有目的地將所產(chǎn)生的氣體引出。所出現(xiàn)的氣體由于其分解形成對(duì)于人員和環(huán)境的危害。所形成的氣體在電池包的電池模塊內(nèi)被氣體收集器收集，在所述氣體收集器的端部上有連接頭。軟管系統(tǒng)被連接到該連接頭上，通過(guò)所述軟管系統(tǒng)將所形成的氣體導(dǎo)向電池包的排氣口。DE 10 2011 104 958 Al涉及集成于電池單池的測(cè)量傳感器線路和補(bǔ)償電阻。用于電動(dòng)車(chē)的電池組的電池單池包括安裝在表面上的電線，以便于電池單池與控制器的連接。電阻性或非電阻性的布線被印制到電池單池的外表面上或以其它方式敷設(shè)到該外表面上，以消除對(duì)于獨(dú)立的、圍繞電池組或引導(dǎo)通過(guò)電池組的開(kāi)關(guān)連接線的需求。安裝在表面上的電線直接與電池單池的每個(gè)連接部連接，且每個(gè)電線在電池單池的外面都被引導(dǎo)到有效地用于連接單元監(jiān)測(cè)控制器的位置上。安裝在表面上的電線可以由任意的合適的電阻材料制成，從而每個(gè)電線的電阻都是已知的，并且電線可以被使用，以便在電池單池充電狀態(tài)補(bǔ)償期間引出導(dǎo)線?？梢栽诎惭b于表面上的電線上施加絕緣層，從而使得短路的風(fēng)險(xiǎn)可以最小化。
[0004]DE 10 2008 013 188 Al涉及電化學(xué)蓄電池和具有電化學(xué)蓄電池的車(chē)輛。電化學(xué)蓄電池包括多個(gè)原電池、蓋、采用蓋封閉的殼體、至少一個(gè)用于電接觸蓄電池的與原電池的組電連接的連接極、殼體內(nèi)的電解物、用于容納用來(lái)冷卻所述單元的冷卻空氣的冷卻空氣室、用于容納在故障情況下從所述單元中出現(xiàn)的氣體的排氣室。當(dāng)冷卻室和排氣室相互氣密性分離地構(gòu)造并且冷卻空氣室和排氣室相互獨(dú)立地從殼體中引出時(shí)，可以改進(jìn)效率和安全性。
[0005]DE 10 2009 046 385 Al涉及具有排氣系統(tǒng)的電池以及用于導(dǎo)出排出物的方法。由此能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的裝置以一種方式導(dǎo)出由于化學(xué)活動(dòng)而產(chǎn)生的氣體和電解物且因此保護(hù)電池的電池單池不受損壞。規(guī)定:具有排氣系統(tǒng)的電池具有基板和至少一個(gè)布置在基板上的單元模塊和至少一個(gè)電池單池。電池單池具有設(shè)置有單元終端的上側(cè)和設(shè)置有至少一個(gè)排氣口的下側(cè)?；逶谥辽僖粋€(gè)排氣口的位置上具有至少一個(gè)通向收集區(qū)的通道。下側(cè)與上側(cè)相對(duì)而置且下側(cè)沿重力方向布置在上側(cè)的下方。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明提出了一種在殼體內(nèi)的電池單池，在所述殼體內(nèi)容納了電池芯(袋式單池)，其中電池單池通過(guò)連接終端可電接觸。本發(fā)明的特征在于帶有接口的監(jiān)測(cè)電子器件被整合到殼體內(nèi)且殼體包括排氣裝置。
[0007]在根據(jù)本發(fā)明所提出的解決方案的有利的改型中，監(jiān)測(cè)電子器件被整合到根據(jù)本發(fā)明所提出的電池單池的殼體內(nèi)。由于存在電池芯(袋式單池)不完全填滿由殼體形成的中空室的情況，監(jiān)測(cè)電子器件可以安置在殼體內(nèi)部中。接口以有利的方式布置在殼體的邊界壁內(nèi)的監(jiān)測(cè)電子器件附近。特別地，接口是插接件(Steckerverbindung)。此外，電池單池要么在陽(yáng)極側(cè)要么在陰極側(cè)包括傳感器，所述傳感器特別地可以是溫度傳感器，采用所述傳感器可以檢測(cè)殼體內(nèi)部中的溫度。此外，第一集電器從陽(yáng)極延伸而第二集電器從陰極延伸。這兩個(gè)與陽(yáng)極和陰極分別相關(guān)聯(lián)的集電器在第一連接終端和第二連接終端中終止。在電池芯(袋式單池)已安裝在根據(jù)本發(fā)明所提出的電池單池的殼體的內(nèi)部中的狀態(tài)下，連接終端處在殼體的外側(cè)上，特別地處在殼體的上側(cè)上，且可以在那里被電接觸。
[0008]在另一有利的設(shè)計(jì)變型中，袋式單池在電池單池的殼體內(nèi)部中幾乎完全被鋁箔包圍。通過(guò)纏繞鋁箔可以實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的且均勻的導(dǎo)熱。此外，纏繞鋁箔也用作在其他情況下對(duì)于機(jī)械損壞十分敏感的袋式單池的機(jī)械保護(hù)。
[0009]在根據(jù)本發(fā)明所提出的電池單池的有利的設(shè)計(jì)變型中，連接終端分別設(shè)置有連接終端-分離部。這意味著，在連接終端的該設(shè)計(jì)變型中，根據(jù)接觸可以獲取更大或更小的電池功率，這取決于被連接終端-分離部中斷的連接終端如何被電接觸。無(wú)論是以并聯(lián)連接的方式還是以串聯(lián)連接的方式接觸，根據(jù)本發(fā)明所提出的電池單池都有不同的輸出功率可供使用。由電池單池提供的輸出功率又取決于使用領(lǐng)域，例如為筆記本電腦或移動(dòng)電話供電，或者作為混合動(dòng)力車(chē)輛(HEV)、插電式混合動(dòng)力車(chē)輛(PHEV)或電動(dòng)車(chē)輛(EV)的電傳動(dòng)系內(nèi)的高壓牽引電池。
[0010]在根據(jù)本發(fā)明所提出的電池單池的有利的改進(jìn)方案中，陽(yáng)極由疊置的接觸連接件構(gòu)成。在陽(yáng)極側(cè)上的疊置的接觸連接件可以包括彎曲的第一鋁板和彎曲的第二鋁板。也可考慮鋁合金或鋁鎳組合來(lái)替代鋁。在陰極側(cè)上也設(shè)置了包括第一銅板以及第二銅板的疊置的接觸連接件。由陽(yáng)極或從該陽(yáng)極開(kāi)始的第一集電極形成電池單池的后面的負(fù)極，而由陰極或從該陰極開(kāi)始的第二集電器形成電池單池的后面的正極。
[0011]此外，根據(jù)本發(fā)明所提出的電池單池還包括具有排氣口形構(gòu)造的排氣裝置，所述排氣裝置例如可以設(shè)置在殼體的上側(cè)上。作為排氣口的替代，電池單池的殼體也可以包括排氣套管，其中電池芯(袋式單池)容納在電池單池的殼體內(nèi)，從而可以相對(duì)簡(jiǎn)單地連接到車(chē)輛的排氣系統(tǒng)上。
[0012]根據(jù)本發(fā)明所提出的解決方案可以以有利的方式將用于收集電池的運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測(cè)電子器件整合到電池的殼體內(nèi)，例如以陽(yáng)極和陰極上的電壓分接頭的形式。此夕卜，通過(guò)根據(jù)本發(fā)明所提出的解決方案存在以下可能性:將被保護(hù)地容納在殼體內(nèi)部中的監(jiān)測(cè)電子器件從外側(cè)通過(guò)限定的接口例如通過(guò)插頭、插座等形式與有序的監(jiān)測(cè)設(shè)施(Oberwachungsinstanz)連接、例如與模塊控制器或電池管理系統(tǒng)連接。此外，在根據(jù)本發(fā)明所提出的電池單池的殼體內(nèi)部中具有至少一個(gè)傳感器，特別是至少一個(gè)溫度傳感器，通過(guò)所述傳感器可以檢測(cè)在電池單池運(yùn)行中產(chǎn)生的存在于電池單池的殼體內(nèi)部中的溫度，通過(guò)監(jiān)測(cè)電子器件可以評(píng)估所述溫度，并且可以將所述溫度傳輸給模塊控制器并且通過(guò)限定的接口例如傳輸給模塊控制器或傳輸給電池管理系統(tǒng)。
[0013]通過(guò)根據(jù)本發(fā)明所提出的解決方案以有利的方式避免了附件和因此所涉及的電連接，監(jiān)測(cè)電子器件在電池單池的殼體內(nèi)部中被最大程度地機(jī)械保護(hù)以防止外部的影響，可以省去在電池單池的殼體上的-除具有插座形構(gòu)造的限定的接口外-在外側(cè)上的電連接?？傊?，電池單池的操作得到了改進(jìn)，特別地在其他情況下對(duì)于機(jī)械損壞十分敏感的袋式單池的操作得到了改進(jìn)，以及冷卻能力得到了改進(jìn)。
[0014]此外，存在以下可能性:殼體配備有連到排氣系統(tǒng)上的排氣口或連接套管。在電池單池的正常運(yùn)行的狀態(tài)下，優(yōu)選地處在殼體的上側(cè)上的排氣口通過(guò)具有爆破氣門(mén)形構(gòu)造的薄膜封閉。爆破氣門(mén)僅在電池單池單獨(dú)運(yùn)行的狀態(tài)下殼體內(nèi)的內(nèi)部壓力升高超過(guò)不允許的數(shù)值且發(fā)生排氣時(shí)才打開(kāi)。作為排氣口的替代，在電池單池的殼體的上側(cè)上在該殼體上也可以設(shè)置用于排氣系統(tǒng)的連接套管，所述連接套管在突出部中突出于殼體蓋之上。
【附圖說(shuō)明】
[0015]在下文中根據(jù)附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。在附圖中:
圖1示出了帶有陽(yáng)極和陰極以及兩個(gè)連接終端的電池芯或袋式單池的側(cè)視圖，
圖2示出了根據(jù)圖1中的圖示的電池芯或袋式單池的俯視圖，
圖3示出了帶有位于外部的第一連接終端和第二連接終端的電池單池的殼體的外部視圖，
圖4示出了根據(jù)圖3中的圖示的殼體的側(cè)視圖，
圖5示出了電池芯或袋式單池的設(shè)置有連接終端-分離部的終端的圖示，
圖6示出了根據(jù)圖5的被鋁箔陽(yáng)極和陰極包圍的電池芯或袋式單池的俯視圖，
圖7示出了帶有連接終端和排氣口的殼體的俯視圖，所述連接終端設(shè)置有連接終端-分離部，
圖8示出了根據(jù)圖7的電池單池的殼體的俯視圖，
圖9示出了分別由疊置的Al-Cu接觸面形成的陰極和陽(yáng)極的圖示，
圖10示出了根據(jù)圖9中的圖示的電池單池的俯視圖，
圖11示出了帶有兩個(gè)連接終端和處于電池單池的殼體的上側(cè)上的連接插頭(Anschlusszapfen)的電池殼體的俯視圖，和
圖12示出了帶有連接終端和在從殼體開(kāi)始的突出部?jī)?nèi)延伸的、用于排氣系統(tǒng)的連接插頭的殼體的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]圖1示出了電池單池10的側(cè)視圖，所述電池單池包括電池芯或袋式單池26。陽(yáng)極12過(guò)渡到第一連接終端14 (Al)內(nèi)，而在電池芯或袋式單池26的對(duì)置的側(cè)上的陰極16過(guò)渡到第二連接終端18 (Cu)內(nèi)。在陽(yáng)極12上具有第一電壓分接頭(Spannungsabgriff)20，而陰極16具有第二電壓分接頭22。在電池芯或袋式單池26的下側(cè)上可看到監(jiān)測(cè)電子器件32。向陽(yáng)極12和向陰極16延伸的兩個(gè)電壓分接頭20或22與監(jiān)測(cè)電子器件32連接。
[0017]圖2示出了在圖1中圖示的電池芯(袋式單池)的俯視圖。
[0018]陽(yáng)極12在圖2示出的實(shí)施例中由鋁或鋁合金構(gòu)成，而陰極16由銅或銅合金制成。過(guò)渡到第一連接終端14內(nèi)的第一集電器28在陽(yáng)極上延伸。過(guò)渡到第二連接終端18的第二集電器30從陰極16開(kāi)始延伸。在陰極側(cè)在電池芯或袋式單池26上具有傳感器24。傳感器24優(yōu)選地是溫度傳感器，以測(cè)量在電池單池的運(yùn)行中出現(xiàn)的運(yùn)行溫度。傳感器24也與監(jiān)測(cè)電子器件32連接，所述監(jiān)測(cè)電子器件具有插座形構(gòu)造的限定的接口 34。
[0019]圖2示出了監(jiān)測(cè)電子器件32具有半導(dǎo)體元件，所述半導(dǎo)體元件被容納在印刷電路板上。插座形構(gòu)造的所述限定的接口 3