DE102019216829A1 - Battery cell, process for their production and use of such - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Batteriezelle, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung. Dabei umfasst die Batteriezelle (10) ein Batteriezellengehäuse (102), und einen an dem Batteriezellengehäuse (102) angebrachten ersten Batteriezellenpol (104). Auf dem ersten Batteriezellenpol (104) ist ein erstes Verbindungselement (106) zur elektrischen Verbindung der Batteriezelle (10) mit zumindest einer elektrischen Leitung (118, 120) angeordnet. Weiter umfasst die Batteriezelle (10) eine erste elektrische Leitung (118). Ein erster Teil (110) des ersten Verbindungselements (106) ist derart umgebogen, dass die erste elektrische Leitung (118) mit dem ersten Verbindungselement (106) kraftschlüssig verbunden ist.The invention relates to a battery cell, a method for its production and its use. The battery cell (10) comprises a battery cell housing (102) and a first battery cell pole (104) attached to the battery cell housing (102). A first connecting element (106) for electrically connecting the battery cell (10) to at least one electrical line (118, 120) is arranged on the first battery cell pole (104). The battery cell (10) further comprises a first electrical line (118). A first part (110) of the first connecting element (106) is bent over in such a way that the first electrical line (118) is non-positively connected to the first connecting element (106).
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Batteriezelle und ein Verfahren zu deren Herstellung gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche. Weiterhin betrifft die Erfindung auch deren Verwendung.The present invention relates to a battery cell and a method for its production according to the preamble of the independent claims. The invention also relates to their use.
Stand der TechnikState of the art
Eine Batterie ist ein elektrochemischer Wandler, der bei seiner Entladung gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie umwandelt. Die elektrische Energie kann beispielsweise zum Fahrzeugantrieb in Elektrofahrzeugen verwendet werden. Dafür sind insbesondere lithiumhaltige Batterien aufgrund ihrer vergleichsweise hohen Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit geeignet.A battery is an electrochemical converter that, when discharged, converts stored chemical energy into electrical energy. The electrical energy can be used, for example, to drive vehicles in electric vehicles. Batteries containing lithium are particularly suitable for this because of their comparatively high reliability and performance.
Solche Batterien setzen sich in der Regel aus mehreren Batteriemodulen zusammen, welche wiederum eine Vielzahl an Batteriezellen enthalten. Mittels Zellverbinder werden je zwei Batteriezellen eines Batteriemoduls miteinander mechanisch und elektrisch verbunden. Dabei können die Batteriezellen seriell oder parallel miteinander elektrisch verschaltet werden. Wird eine derartige Batteriezelle aufgeladen, steigt in der Regel die Temperatur der Batteriezelle an. Im Fall einer Überhitzung kann die Leistungsfähigkeit und die Lebensdauer der Batteriezelle beeinträchtigt werden.Such batteries are usually composed of several battery modules, which in turn contain a large number of battery cells. Cell connectors are used to mechanically and electrically connect two battery cells in a battery module. The battery cells can be electrically connected to one another in series or in parallel. If such a battery cell is charged, the temperature of the battery cell usually rises. In the event of overheating, the performance and service life of the battery cell can be impaired.
Aus dem Dokument
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden eine Batteriezelle und ein Verfahren zu deren Herstellung mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche bereitgestellt. Weiterhin ist auch die Verwendung einer solchen Batteriezelle Gegenstand der vorliegenden Erfindung.According to the present invention, a battery cell and a method for the production thereof are provided with the characterizing features of the independent claims. The present invention also relates to the use of such a battery cell.
Eine erfindungsgemäße Batteriezelle umfasst dabei ein Batteriezellengehäuse und einen an dem Batteriezellengehäuse angebrachten ersten Batteriezellenpol. Weiter umfasst die erfindungsgemäße Batteriezelle ein auf dem ersten Batteriezellenpol angeordnetes erstes Verbindungselement, das zur elektrischen Verbindung der erfindungsgemäßen Batteriezelle mit zumindest einer elektrischen Leitung ausgebildet ist. Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Batteriezelle eine erste elektrische Leitung. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein erster Teil des ersten Verbindungselements derart umgebogen ist, dass die erste elektrische Leitung mit dem ersten Verbindungselement kraftschlüssig verbunden ist.A battery cell according to the invention comprises a battery cell housing and a first battery cell pole attached to the battery cell housing. The battery cell according to the invention further comprises a first connection element which is arranged on the first battery cell pole and is designed for the electrical connection of the battery cell according to the invention to at least one electrical line. Furthermore, the battery cell according to the invention comprises a first electrical line. According to the invention, it is provided that a first part of the first connecting element is bent over in such a way that the first electrical line is connected to the first connecting element in a force-locking manner.
Der besondere Vorteil dabei besteht darin, dass eine stabile Verbindung zwischen der ersten elektrischen Leitung und dem ersten Verbindungselement auf einfache Weise hergestellt wird.The particular advantage here is that a stable connection between the first electrical line and the first connecting element is established in a simple manner.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further advantageous embodiments of the present invention are the subject of the subclaims.
So ist es von Vorteil, wenn die erste elektrische Leitung weiterhin mittels Laserschweißen mit dem ersten Teil des ersten Verbindungselements stoffschlüssig verbunden ist. Diese Maßnahme ermöglicht eine stoffschlüssige Verbindung ohne Einsatz zusätzlicher Werkstoffe. Daneben kann auf diese Weise eine vergleichbar gute elektrische Leitung zwischen dem ersten Teil des ersten Verbindungselements und der ersten elektrischen Leitung erreicht werden.It is therefore advantageous if the first electrical line is furthermore materially connected to the first part of the first connecting element by means of laser welding. This measure enables a material connection without the use of additional materials. In addition, comparably good electrical conduction between the first part of the first connecting element and the first electrical line can be achieved in this way.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn ein zweiter Teil des ersten Verbindungselements derart umgebogen ist, dass eine zweite elektrische Leitung mit dem ersten Verbindungselement kraftschlüssig verbunden ist. Diese Maßnahme ermöglicht eine stabile Verbindung auf einfache Weise zwischen der zweiten elektrischen Leitung und dem ersten Verbindungselement.It is also advantageous if a second part of the first connection element is bent over in such a way that a second electrical line is connected to the first connection element in a force-locking manner. This measure enables a stable connection in a simple manner between the second electrical line and the first connecting element.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn ein zweites Verbindungselement zur elektrischen Verbindung der Batteriezelle mit zumindest einer elektrischen Leitung auf einem zweiten Batteriezellenpol angeordnet ist, welcher auf dem Batteriezellengehäuse angeordnet ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn ein erster Teil des zweiten Verbindungselements derart umgebogen ist, dass eine dritte elektrische Leitung mit dem zweiten Verbindungselement kraftschlüssig verbunden ist. Dies ermöglicht eine flexible Gestaltung der elektrischen Verbindung der erfindungsgemäßen Batteriezelle mit weiteren Batteriezellen oder Messgeräten.Furthermore, it is advantageous if a second connecting element for electrically connecting the battery cell to at least one electrical line is arranged on a second battery cell pole, which is arranged on the battery cell housing. It is advantageous if a first part of the second connecting element is bent over in such a way that a third electrical line is connected to the second connecting element in a force-locking manner. This enables a flexible design of the electrical connection of the battery cell according to the invention with further battery cells or measuring devices.
Es ist von besonderem Vorteil, wenn ein Messgerät zur Messung einer Spannung oder eines Stroms der Batteriezelle an einer der elektrischen Leitungen, die mit dem ersten Verbindungselement kraftschlüssig verbunden sind, und an einer der elektrischen Leitungen, die mit dem zweiten Verbindungselement kraftschlüssig verbunden sind, angeschlossen ist. Diese Maßnahme ermöglicht es, dass elektrische Parameter einzelner Batteriezellen wie eine Spannung oder ein Strom bestimmt werden können. Damit kann eine frühzeitige Erkennung beispielsweise einer Überhitzung der einzelnen Batteriezellen realisiert werden.It is particularly advantageous if a measuring device for measuring a voltage or a current of the battery cell is connected to one of the electrical lines that are non-positively connected to the first connecting element and to one of the electrical lines that are non-positively connected to the second connecting element is. This measure enables electrical parameters of individual battery cells such as a voltage or a current to be determined. This enables early detection of overheating of the individual battery cells, for example.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Batteriezelle bereitgestellt.According to a further aspect of the present invention, a method for producing a battery cell is provided.
Dabei wird ein erster Teil eines ersten Verbindungselements derart umgebogen, dass eine erste elektrische Leitung mit dem ersten Verbindungselement kraftschlüssig verbunden wird. Anschließend wird das erste Verbindungselement auf einem ersten Batteriezellenpol angeordnet, welcher auf einem Batteriezellengehäuse vorgesehen ist.In this case, a first part of a first connection element is bent over in such a way that a first electrical line is connected to the first connection element with a force fit. The first connecting element is then arranged on a first battery cell pole which is provided on a battery cell housing.
Es ist vorteilhaft, wenn die erste elektrische Leitung weiterhin mittels Laserschweißen mit dem ersten Teil des ersten Verbindungselements stoffschlüssig verbunden wird.It is advantageous if the first electrical line is furthermore materially connected to the first part of the first connecting element by means of laser welding.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn ein zweiter Teil des ersten Verbindungselements derart umgebogen wird, dass eine zweite elektrische Leitung mit dem ersten Verbindungselement kraftschlüssig verbunden und weiterhin mittels Laserschweißen mit dem zweiten Teil des ersten Verbindungselements stoffschlüssig verbunden wird.It is also advantageous if a second part of the first connection element is bent over in such a way that a second electrical line is connected to the first connection element in a force-locking manner and is furthermore materially connected to the second part of the first connection element by means of laser welding.
Die Batteriezelle gemäß der vorliegenden Erfindung lässt sich vorteilhaft in lithiumhaltigen Batteriesystemen wie Lithium-Ionen-Batterien, lithiumhaltigen Solid-State-Batterien, Lithium-Schwefel- oder Lithium-Luft-Batterien einsetzen. Diese können wiederum Anwendung in elektrischen Fahrzeugen, in Hybridfahrzeugen oder in stationären Anwendungen wie beispielsweise zur Speicherung regenerativ gewonnener elektrischer Energie finden.The battery cell according to the present invention can advantageously be used in lithium-containing battery systems such as lithium-ion batteries, lithium-containing solid-state batteries, lithium-sulfur or lithium-air batteries. These, in turn, can be used in electric vehicles, in hybrid vehicles or in stationary applications such as storing electricity generated from renewable sources.
FigurenlisteFigure list
In der Zeichnung sind vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung näher erläutert. Es zeigt:
-
1a eine Draufsicht einer Batteriezelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, -
1b eine Seitenansicht der Batteriezelle gemäß1a und -
2 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Batteriezelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
1a a top view of a battery cell according to an embodiment of the present invention, -
1b a side view of the battery cell according to1a and -
2 an exemplary flow chart of a method according to the invention for producing a battery cell according to an embodiment of the present invention.
In
Die Batteriezelle
Gemäß
In
Zunächst wird in einem ersten Verfahrensschritt
Dabei ist vorteilhaft, wenn in dem ersten Verfahrensschritt
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn in dem ersten Verfahrensschritt
Daraufhin wird in einem sechsten Verfahrensschritt
Die erfindungsgemäße Batteriezelle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- US 2010/0124693 A1 [0004]US 2010/0124693 A1 [0004]
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DE102019216829.9A DE102019216829A1 (en) | 2019-10-31 | 2019-10-31 | Battery cell, process for their production and use of such |
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Citations (2)
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---|---|---|---|---|
JP2002313313A (en) * | 2001-04-12 | 2002-10-25 | Someya Densen Kk | Electric wire connecting terminal |
DE112013006215T5 (en) * | 2012-12-25 | 2015-10-08 | Autonetworks Technologies, Ltd. | wiring module |
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2019
- 2019-10-31 DE DE102019216829.9A patent/DE102019216829A1/en active Pending
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