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DE102023113526A1 - battery cell and battery arrangement - Google Patents

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DE102023113526A1
DE102023113526A1 DE102023113526.0A DE102023113526A DE102023113526A1 DE 102023113526 A1 DE102023113526 A1 DE 102023113526A1 DE 102023113526 A DE102023113526 A DE 102023113526A DE 102023113526 A1 DE102023113526 A1 DE 102023113526A1
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DE
Germany
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current
housing
battery cell
electrically connected
connection
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
DE102023113526.0A
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German (de)
Inventor
Urs Hanig
Gorazd Balejik
Markus Göhring
Benjamin Passenberg
Tim Schmidt
Mathias Zilly
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.)
Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
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 Dr Ing HCF Porsche AG filed Critical Dr Ing HCF Porsche AG
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batteriezelle (8), die ein Gehäuse (10) mit einer Elektrodenstapelanordnung (12) und mindestens zwei Anschlussorgane (2, 4) aufweist, wobei die Elektrodenstapelanordnung (12) erste Elektrodenanordnungen (18) und zweite Elektrodenanordnungen (20) aufweist, die jeweils Elektroden (22, 24) und sich hieran anschließende Streifenelemente (28, 30) aufweisen, wobei die Anschlussorgane (2, 4) jeweils elektrisch mit den ersten und zweiten Elektrodenanordnungen (18, 20) über eine Stromsammelanordnung (48, 50) verbunden sind, derart, dass eine elektrische Kontaktierung der ersten Elektrodenanordnungen (18) und der zweiten Elektrodenanordnungen (20) von der Außenseite des Gehäuses (10) ermöglicht ist, wobei mindestens ein Anschlussorgan (2, 4) als ein zur Außenseite des Gehäuses (10) geschlossener und zur Innenseite des Gehäuses (10) geöffneter, hohler Volumenkörper ausgebildet sind, wobei die jeweilige Stromsammelanordnung (48, 50) aus einem Stromsammelelement (44, 46) mit mindestens einer Anschlussorgan-Kontaktfläche (62, 64) und mit mindestens einer Stromfahnen-Kontaktfläche (36, 38) sowie mindestens einer damit elektrisch verbundenen Stromfahne (32, 34) aufgebaut ist, wobei die mindestens eine Stromfahne (32, 34) elektrisch mit den Streifenelementen (28, 30) der Elektroden (22, 24) verbunden ist, derart, dass die Stromsammelanordnung (48, 50) in das Anschlussorgan (2, 4) hineinreicht. Die Erfindung betrifft ebenfalle eine Batterieanordnung. The invention relates to a battery cell (8) which has a housing (10) with an electrode stack arrangement (12) and at least two connection elements (2, 4), wherein the electrode stack arrangement (12) has first electrode arrangements (18) and second electrode arrangements (20), each of which has electrodes (22, 24) and strip elements (28, 30) adjoining thereto, wherein the connection elements (2, 4) are each electrically connected to the first and second electrode arrangements (18, 20) via a current collection arrangement (48, 50) in such a way that electrical contacting of the first electrode arrangements (18) and the second electrode arrangements (20) is possible from the outside of the housing (10), wherein at least one connection element (2, 4) is designed as a hollow volume body which is closed to the outside of the housing (10) and open to the inside of the housing (10), wherein the respective current collection arrangement (48, 50) consists of a Current collecting element (44, 46) is constructed with at least one connection element contact surface (62, 64) and with at least one current lug contact surface (36, 38) and at least one current lug (32, 34) electrically connected thereto, wherein the at least one current lug (32, 34) is electrically connected to the strip elements (28, 30) of the electrodes (22, 24) such that the current collecting arrangement (48, 50) extends into the connection element (2, 4). The invention also relates to a battery arrangement.

Description

Die Erfindung betrifft eine Batteriezelle, die ein Gehäuse mit einer Elektrodenstapelanordnung und mindestens zwei Anschlussorgane aufweist, wobei die Elektrodenstapelanordnung erste Elektrodenanordnungen und zweite Elektrodenanordnungen aufweist, die jeweils Elektroden und sich hieran anschließende Streifenelemente aufweisen, wobei die Anschlussorgane jeweils elektrisch mit den ersten und zweiten Elektrodenanordnungen über eine Stromsammelanordnung verbunden sind, derart, dass eine elektrische Kontaktierung der ersten Elektrodenanordnungen und der zweiten Elektrodenanordnungen von der Außenseite des Gehäuses ermöglicht ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Batterieanordnung.The invention relates to a battery cell which has a housing with an electrode stack arrangement and at least two connecting elements, wherein the electrode stack arrangement has first electrode arrangements and second electrode arrangements, each of which has electrodes and strip elements adjoining thereto, wherein the connecting elements are each electrically connected to the first and second electrode arrangements via a current collecting arrangement in such a way that electrical contacting of the first electrode arrangements and the second electrode arrangements is possible from the outside of the housing. The invention further relates to a battery arrangement.

Derartige Batteriezellen sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Hierbei ist eine Elektrostapelanordnung vorgesehen, die erste und zweite Elektrodenanordnungen aufweist, die jeweils elektrisch mit einem Anschlussorgan verbunden sind, um eine Kontaktierung von außen zu ermöglichen. Eine gattungsgemäße Batteriezelle ist beispielsweise aus der DE 10 2015 010 426 A1 bekannt, bei der das Anschlussorgan als Hohlkörper ausgebildet ist und über einen Stromsammler mit der jeweiligen Elektrodenanordnung elektrisch verbunden ist. Insbesondere eine einfache und sichere Herstellung und Montage bei optimaler Ausnutzung des Gehäuses hinsichtlich der Anordnung der Elektrostapelanordnung erweist sich bei dieser Ausführungsform jedoch als schwierig.Such battery cells are well known from the prior art. An electrical stack arrangement is provided which has first and second electrode arrangements, each of which is electrically connected to a connecting element in order to enable contact to be made from the outside. A battery cell of this type is known, for example, from DE 10 2015 010 426 A1 known, in which the connecting element is designed as a hollow body and is electrically connected to the respective electrode arrangement via a current collector. In particular, simple and safe manufacture and assembly with optimal use of the housing with regard to the arrangement of the electrical stack arrangement proves to be difficult with this embodiment.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine neue Batteriezelle und eine neue Batterieanordnung bereitzustellen, die den obengenannten Nachteil vermeidet.It is therefore an object of the invention to provide a new battery cell and a new battery arrangement which avoids the above-mentioned disadvantage.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein Anschlussorgan als ein zur Außenseite des Gehäuses geschlossener und zur Innenseite des Gehäuses geöffneter, hohler Volumenkörper ausgebildet ist, wobei die jeweilige Stromsammelanordnung aus einem Stromsammelelement mit mindestens einer Anschlussorgan-Kontaktfläche und mit mindestens einer Stromfahnen-Kontaktfläche sowie mindestens einer damit elektrisch verbundenen Stromfahne aufgebaut ist, wobei die mindestens eine Stromfahne elektrisch mit den Streifenelementen der Elektroden verbunden ist, derart dass die Stromsammelanordnung in das Anschlussorgan hineinreicht. Durch einen derartigen Aufbau ist eine einfache Montage bei einer optimalen Bauraumausnutzung gegeben. Zudem wird ein maximaler Anteil an Aktivmaterial in der Batteriezelle ermöglicht.This object is achieved according to the invention in that at least one connection element is designed as a hollow volume body that is closed to the outside of the housing and open to the inside of the housing, wherein the respective current collection arrangement is constructed from a current collection element with at least one connection element contact surface and with at least one current lug contact surface and at least one current lug electrically connected thereto, wherein the at least one current lug is electrically connected to the strip elements of the electrodes in such a way that the current collection arrangement extends into the connection element. Such a construction enables simple assembly with optimal use of installation space. In addition, a maximum proportion of active material in the battery cell is made possible.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Stromsammelelement mindestens einen sich in Längsrichtung des Gehäuses erstreckenden Längsschenkel auf, der zumindest zu 2/3 seiner Länge in das Anschlussorgan hineinreicht. Die Montage der Stromsammelanordnung im Anschlussorgan wird auf diese Weise besonders erleichtert.In an advantageous embodiment, the current collecting element has at least one longitudinal leg extending in the longitudinal direction of the housing, which extends into the connecting element for at least 2/3 of its length. The assembly of the current collecting arrangement in the connecting element is particularly facilitated in this way.

In vorteilhafter Weise ist das Stromsammelelement H-förmig, A-förmig oder U-förmig ausgebildet, wobei mindestens zwei Stromfahnen vorgesehen sind, die in Längsrichtung des Gehäuses mit einem ersten und zweiten H-, A- oder U-Längsschenkel des Stromsammelelementes elektrisch verbunden sind. Hierbei können in vorteilhafter Weise die Längsschenkel des Stromsammelelementes mit ihren jeweiligen Stirnflächen die Anschluss-Kontaktfläche und mit ihren Seitenflächen die Stromfahnen-Kontaktflächen ausbilden. Alternativ kann das Stromsammelelement T-förmig oder U-förmig ausgebildet sein, wobei mindestens eine Stromfahne vorgesehen ist, die in Querrichtung des Gehäuses mit einem T- oder U-Basisschenkel des Stromsammelelementes elektrisch verbunden ist. Hierbei kann in vorteilhafter Weise der jeweilige Basisschenkel die Stromfahnen-Kontaktfläche ausbilden. Auch kann das Stromsammelelement Y-förmig ausgebildet sein, wobei mindestens zwei Stromfahnen vorgesehen sind, die in angewinkelter Richtung zum Gehäuse mit einem ersten und zweiten Y-Seitenschenkel des Stromsammelelementes elektrisch verbunden sind, wobei die Stirnfläche des Längsschenkels die Anschluss-Kontaktfläche und die Seitenflächen der angewinkelten Seitenschenkel die Stromfahnen-Kontaktfläche ausbilden. Sämtliche Ausführungsformen ermöglichen eine einfache Integration der Stromsammelanordnung im Anschlussorgan.The current collecting element is advantageously H-shaped, A-shaped or U-shaped, with at least two current lugs being provided which are electrically connected in the longitudinal direction of the housing to a first and second H-, A- or U-shaped longitudinal leg of the current collecting element. In this case, the longitudinal legs of the current collecting element can advantageously form the connection contact surface with their respective end faces and the current lug contact surfaces with their side faces. Alternatively, the current collecting element can be T-shaped or U-shaped, with at least one current lug being provided which is electrically connected in the transverse direction of the housing to a T- or U-shaped base leg of the current collecting element. In this case, the respective base leg can advantageously form the current lug contact surface. The current collecting element can also be Y-shaped, with at least two current lugs being provided which are electrically connected to a first and second Y-side leg of the current collecting element at an angle to the housing, with the front surface of the longitudinal leg forming the connection contact surface and the side surfaces of the angled side legs forming the current lug contact surface. All embodiments enable simple integration of the current collecting arrangement in the connection element.

In vorteilhafter Weise ist die mindestens eine Stromfahne über eine Schweiß-, Löt- oder Klebeverbindung mit dem Stromsammelelement elektrisch verbunden.Advantageously, the at least one current lug is electrically connected to the current collecting element via a welded, soldered or adhesive connection.

Auf vorteilhafte Weise sind ein erstes Anschlussorgan und ein zweites Anschlussorgan vorgesehen, wobei das erste Anschlussorgan elektrisch mit den ersten Elektrodenanordnungen verbunden ist und das zweite Anschlussorgan (4) elektrisch mit den zweiten Elektrodenanordnungen verbunden ist. Das Vorsehen dieser Anschlussorgane für beide Elektrodenanordnungen erleichtert die Montage.Advantageously, a first connecting element and a second connecting element are provided, wherein the first connecting element is electrically connected to the first electrode arrangements and the second connecting element (4) is electrically connected to the second electrode arrangements. The provision of these connecting elements for both electrode arrangements facilitates assembly.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind das erste Anschlussorgan und das zweite Anschlussorgan auf entgegengesetzt voneinander vorgesehenen Gehäuseseiten des Gehäuses angeordnet. Die Streifenelemente können bei dieser Ausführungsform in entgegengesetzte Richtungen orientiert werden und direkt mit den Anschlussorganen verbunden werden.According to a preferred embodiment, the first connection element and the second connection element are arranged on opposite sides of the housing. In this embodiment, the strip elements can be oriented in opposite directions. and connected directly to the connecting organs.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist das Anschlussorgan mindestens einen Verbindungsabschnitt auf, wobei der Verbindungsabschnitt elektrisch leitend ist und federnd dazu ausgebildet ist, bei einer Kraftbeaufschlagung (F) des Verbindungsabschnitts eine elastische Verformung in Richtung zur Elektrodenstapelanordnung zu ermöglichen, und wobei der Verbindungsabschnitt eine Kontaktfläche aufweist, wobei die Kontaktfläche von der Elektrodenstapelanordnung weg zeigt und zur leitenden Verbindung durch eine Lötverbindung oder Schweißverbindung vorgesehen ist. Hierdurch kann auf besonders einfache Art und Weise eine serielle Kontaktierung mehrerer Batteriezellen hergestellt werden.According to a particularly advantageous embodiment, the connecting element has at least one connecting section, wherein the connecting section is electrically conductive and is designed to be resilient in order to enable elastic deformation in the direction of the electrode stack arrangement when a force (F) is applied to the connecting section, and wherein the connecting section has a contact surface, wherein the contact surface faces away from the electrode stack arrangement and is provided for conductive connection by means of a soldered connection or welded connection. This makes it possible to establish serial contact between several battery cells in a particularly simple manner.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Anschlussorgan mindestens zwei Verbindungsabschnitte auf. Dies ermöglicht eine sichere Verbindung.According to a preferred embodiment, the connecting element has at least two connecting sections. This enables a secure connection.

In vorteilhafter Weise sind die mindestens zwei Verbindungsabschnitte voneinander beabstandet ausgebildet. Hierdurch können die Kräfte an beabstandeten Stellen aufgenommen werden. Zudem ermöglicht die erhöhte Oberfläche des Anschlussorgans eine gute Kühlung und Wärmeabfuhr. Das Gehäuse und die sich im Gehäuse befindende Elektrodenstapelanordnung werden bei einer Einwirkung von Lasten auf das Anschlussorgan weitgehend lastfrei gehalten, oder die Lasten werden zumindest reduziert.The at least two connecting sections are advantageously designed to be spaced apart from one another. This allows the forces to be absorbed at spaced-apart locations. In addition, the raised surface of the connecting element enables good cooling and heat dissipation. The housing and the electrode stack arrangement located in the housing are kept largely load-free when loads act on the connecting element, or the loads are at least reduced.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Verbindungsabschnitte aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet. Dieses Material hat sich gut für die Kombination aus Leitfähigkeit und Elastizität erwiesen.According to a preferred embodiment, the connecting sections are made of aluminum or an aluminum alloy. This material has proven to be good for the combination of conductivity and elasticity.

Die Aufgabe wird ebenfalls durch eine erfindungsgemäße Batterieanordnung gelöst, wobei die Batteriezellen über die Verbindungsabschnitte elektrisch miteinander verbunden sind. Eine solche Batterieanordnung ermöglicht eine Ableitung von Kräften durch Verformung der Verbindungsabschnitte.The object is also achieved by a battery arrangement according to the invention, wherein the battery cells are electrically connected to one another via the connecting sections. Such a battery arrangement enables forces to be dissipated by deformation of the connecting sections.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert, hierbei zeigt:

  • 1 eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines ersten und zweiten Anschlussorgans mit einer integrierten Stromsammelanordnung einer Batteriezelle,
  • 2 eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines ersten Anschlussorgans mit einer integrierten Stromsammelanordnung einer Batteriezelle, und
  • 3 eine geschnittene perspektivische Darstellung der Batteriezelle aus 2,
  • 4 eine schematische Schnittansicht einer dritten Ausführungsform eines ersten Anschlussorgans mit einer integrierten Stromsammelanordnung einer Batteriezelle.
The invention is explained in more detail below with reference to a drawing, in which:
  • 1 a schematic sectional view of a first embodiment of a first and second connection element with an integrated current collection arrangement of a battery cell,
  • 2 a schematic sectional view of a second embodiment of a first connection element with an integrated current collection arrangement of a battery cell, and
  • 3 a cutaway perspective view of the battery cell from 2 ,
  • 4 a schematic sectional view of a third embodiment of a first connection element with an integrated current collection arrangement of a battery cell.

1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines ersten und zweiten Anschlussorgans 2, 4 mit einer integrierten Stromsammelanordnung 6 einer Batteriezelle 8. Die Batteriezelle 8 weist ein Gehäuse 10 auf, in dem eine Elektrodenstapelanordnung 12 sowie an entgegengesetzt voneinander vorgesehenen Gehäuseseiten 14, 16 des Gehäuses 10 Anschlussorgan 2, 4 angeordnet sind. 1 shows a schematic sectional view of a first embodiment of a first and second connection element 2, 4 with an integrated current collection arrangement 6 of a battery cell 8. The battery cell 8 has a housing 10 in which an electrode stack arrangement 12 and connection elements 2, 4 are arranged on opposite sides 14, 16 of the housing 10.

Die Elektrodenstapelanordnung 12 weist Elektrodenanordnungen 18 und die Elektrodenanordnungen 20 mit Elektroden 22, 24 auf. Zwischen den Elektroden 22 der Elektrodenanordnungen 18 und den Elektroden 24 der Elektrodenanordnungen 20 sind auf bekannte Weise nicht weiter dargestellte Separatoren vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel sind immer abwechselnd Elektroden 22 und Elektroden 24 vorgesehen. Es ist auch möglich, zumindest teilweise - bspw. in der Mitte - zwei gleiche Elektroden 22 oder zwei gleiche Elektroden 24 benachbart zueinander vorzusehen. Im Gehäuse 10 ist zudem ein nicht weiter dargestellter Elektrolyt vorgesehen, um einen Ionenfluss zu ermöglichen.The electrode stack arrangement 12 has electrode arrangements 18 and the electrode arrangements 20 with electrodes 22, 24. Separators (not shown) are provided in a known manner between the electrodes 22 of the electrode arrangements 18 and the electrodes 24 of the electrode arrangements 20. In the exemplary embodiment, electrodes 22 and electrodes 24 are always provided alternately. It is also possible to provide at least partially - for example in the middle - two identical electrodes 22 or two identical electrodes 24 adjacent to one another. An electrolyte (not shown) is also provided in the housing 10 to enable an ion flow.

Die Elektroden 22 und 24 erstrecken sich in ihrer Längsrichtung 26 des Gehäuses 10 zwischen der Gehäuseseite 14 und der Gehäuseseite 16. Bevorzugt erstrecken sich alle Elektroden 22, 24 in die gleiche Längsrichtung 26. Die Längsrichtung 26 kann aber auch zumindest teilweise etwas unterschiedlich sein. An den zu den Gehäuseseiten 14, 16 gerichteten Enden der Elektroden 22, 24 weisen diese Streifenelemente 28, 30 auf. Diese Streifenelemente 28, 30 der Elektroden 22, 24 sind dann wieder mit sogenannten Stromfahnen 32, 34 elektrisch verbunden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Stromfahnen 32, 34 über eine Schweissverbindung mit als Stromfahnen-Kontaktflächen 36, 38 von Längsschenkeln 40, 42 eines H-förmigen Stromsammelelementes 44, 46 elektrisch verbunden. Die einem Anschlussorgan 2, 4 zugeordneten Stromsammelelemente 44, 46 mit den jeweiligen Stromfahnen 32, 34 formen dann jeweilige Stromsammelanordnungen 48, 50.The electrodes 22 and 24 extend in their longitudinal direction 26 of the housing 10 between the housing side 14 and the housing side 16. Preferably, all electrodes 22, 24 extend in the same longitudinal direction 26. However, the longitudinal direction 26 can also be slightly different, at least in part. At the ends of the electrodes 22, 24 directed towards the housing sides 14, 16, these have strip elements 28, 30. These strip elements 28, 30 of the electrodes 22, 24 are then electrically connected to so-called current lugs 32, 34. In the present exemplary embodiment, the current lugs 32, 34 are electrically connected via a welded connection to current lug contact surfaces 36, 38 of longitudinal legs 40, 42 of an H-shaped current collecting element 44, 46. The current collecting elements 44, 46 assigned to a connecting element 2, 4 with the respective current lugs 32, 34 then form respective current collecting arrangements 48, 50.

Die jeweiligen Anschlussorgane sind zur Innenseite 52 des Gehäuses 10 als geöffneter hohler Volumenkörper ausgebildet, so dass das jeweilige Stromsammelelement 44, 46 zu 75% einer Länge Ls, die sich in Längsrichtung 26 des Gehäuses 10 erstreckt, seines Längsschenkels 40, 42 in das Anschlussorgan 2, 4 hineinreicht. Das Anschlussorgan 2, 4 ist dabei über ein Isolierorgan 54, 56 und einen Gehäusedeckel 58, 60 im Gehäuse 10 befestigt. Die elektrische Kontaktierung der Stromsammelanordnung 48, 50 und hierbei insbesondere des Stromsammelelementes 44, 46 mit dem Anschlussorgan 2, 4 findet hierbei durch Anschlussorgan-Kontaktflächen 62, 64 statt. Diese werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel zum Anschlussorgan 2, 4 gerichtete Stirnflächen 62, 64 der Längsschenkel 40, 42 des jeweiligen H-förmigen Stromsammelelementes 44, 46 ausgebildet. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der jeweiligen Stromsammelanordnung 48, 50 wird eine besonders kompakte und einfach herzustellende Batteriezelle 8 gewährleistet.The respective connection elements are designed as an open hollow volume body towards the inner side 52 of the housing 10, so that the respective current collecting element 44, 46 extends into the connection element 2, 4 by 75% of a length Ls, which extends in the longitudinal direction 26 of the housing 10, of its longitudinal leg 40, 42. The connection element gan 2, 4 is attached to the housing 10 via an insulating member 54, 56 and a housing cover 58, 60. The electrical contacting of the current collection arrangement 48, 50 and in particular the current collection element 44, 46 with the connecting member 2, 4 takes place via connecting member contact surfaces 62, 64. In the present embodiment, these are formed as end faces 62, 64 of the longitudinal legs 40, 42 of the respective H-shaped current collection element 44, 46 directed towards the connecting member 2, 4. The inventive design of the respective current collection arrangement 48, 50 ensures a particularly compact and easy-to-manufacture battery cell 8.

Über Verbindungsabschnitte 66, 68 ist eine Batteriezelle auf einfache Weise seriell mit einer weiteren Batteriezelle zu verbinden, um eine nicht weiter dargestellte Batterieanordnung zu bilden. Die Verbindungsabschnitte 66, 68 weisen jeweils eine Kontaktfläche 70 bzw. 72 auf, die von der Elektrodenstapelanordnung 12 weg zeigt und zur leitenden Verbindung durch eine Lötverbindung oder Schweißverbindung vorgesehen ist. Hierbei können die Kontaktflächen 70, 72 gerade oder schräg von der Elektrodenstapelanordnung 12 wegzeigen. Die Verbindungsabschnitte 66, 68 sind beabstandet voneinander ausgebildet, und hierdurch sind sie besser von der Seite aus zugänglich.A battery cell can be easily connected in series with another battery cell via connecting sections 66, 68 in order to form a battery arrangement (not shown in more detail). The connecting sections 66, 68 each have a contact surface 70 or 72, which faces away from the electrode stack arrangement 12 and is intended for conductive connection by means of a soldered connection or welded connection. The contact surfaces 70, 72 can face straight or diagonally away from the electrode stack arrangement 12. The connecting sections 66, 68 are designed to be spaced apart from one another, and are therefore easier to access from the side.

Die Verbindungsabschnitte 66, 68 sind bevorzugt aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet. Diese Werkstoffe haben sich als vorteilhaft für die Ausbildung einer Schweißverbindung gezeigt. Andere Werkstoffe wie Kupfer oder eine Kupferlegierung sind ebenfalls möglich.The connecting sections 66, 68 are preferably made of aluminum or an aluminum alloy. These materials have proven to be advantageous for the formation of a welded connection. Other materials such as copper or a copper alloy are also possible.

Die weiteren, in den 2 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand des Anschlussorgans 2 beschrieben. So zeigen die 2 und 3 eine zweite Ausführungsform eines ersten Anschlussorgans 2 mit einer integrierten Stromsammelanordnung 48 einer Batteriezelle 8, bei der das Stromsammelelement 44 T-förmig ausgebildet ist und die Stromfahnen 32 über Stromfahnen-Kontaktflächen 36, in Querrichtung verlaufend mit einem T-Basisschenkel 74 elektrisch verbunden sind. Das Anschlussorgan 2 ist wiederum über eine Anschlussorgan-Kontaktfläche 62 eines T-Längsschenkels 76 elektrisch mit dem Stromsammelelement 44 verbunden.The others, in the 2 to 4 The embodiments of the invention shown are described below using the connection element 2. Thus, the 2 and 3 a second embodiment of a first connection element 2 with an integrated current collection arrangement 48 of a battery cell 8, in which the current collection element 44 is T-shaped and the current lugs 32 are electrically connected to a T-base leg 74 via current lug contact surfaces 36 running in the transverse direction. The connection element 2 is in turn electrically connected to the current collection element 44 via a connection element contact surface 62 of a T-longitudinal leg 76.

4 zeigt nun eine dritte Ausführungsform eines ersten Anschlussorgans 2 mit einer integrierten Stromsammelanordnung 48 einer Batteriezelle 8. In diesem Fall ist das Stromsammelelement 44 Y-förmig ausgebildet, wobei die Stromfahnen 32 in angewinkelter Richtung zum Gehäuse mit einem ersten und zweiten Y-Seitenschenkel 78 des Stromsammelelementes 44 elektrisch verbunden sind, wobei die Stirnfläche eines Längsschenkels 80 wiederum die Anschluss-Kontaktfläche 62 und die Seitenflächen der angewinkelten Seitenschenkel 78 die Stromfahnen-Kontaktfläche 36 ausbilden. 4 now shows a third embodiment of a first connection element 2 with an integrated current collection arrangement 48 of a battery cell 8. In this case, the current collection element 44 is Y-shaped, wherein the current lugs 32 are electrically connected in an angled direction to the housing with a first and second Y-side leg 78 of the current collection element 44, wherein the end face of a longitudinal leg 80 in turn forms the connection contact surface 62 and the side surfaces of the angled side legs 78 form the current lug contact surface 36.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10 2015 010 426 A1 [0002]DE 10 2015 010 426 A1 [0002]

Claims (13)

Batteriezelle (8), die ein Gehäuse (10) mit einer Elektrodenstapelanordnung (12) und mindestens zwei Anschlussorgane (2, 4) aufweist, wobei die Elektrodenstapelanordnung (12) erste Elektrodenanordnungen (18) und zweite Elektrodenanordnungen (20) aufweist, die jeweils Elektroden (22, 24) und sich hieran anschließende Streifenelemente (28, 30) aufweisen, wobei die Anschlussorgane (2, 4) jeweils elektrisch mit den ersten und zweiten Elektrodenanordnungen (18, 20) über eine Stromsammelanordnung (48, 50) verbunden sind, derart, dass eine elektrische Kontaktierung der ersten Elektrodenanordnungen (18) und der zweiten Elektrodenanordnungen (20) von der Außenseite des Gehäuses (10) ermöglicht ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Anschlussorgan (2, 4) als ein zur Außenseite des Gehäuses (10) geschlossener und zur Innenseite des Gehäuses (10) geöffneter, hohler Volumenkörper ausgebildet sind, wobei die jeweilige Stromsammelanordnung (48, 50) aus einem Stromsammelelement (44, 46) mit mindestens einer Anschlussorgan-Kontaktfläche (62, 64) und mit mindestens einer Stromfahnen-Kontaktfläche (36, 38) sowie mindestens einer damit elektrisch verbundenen Stromfahne (32, 34) aufgebaut ist, wobei die mindestens eine Stromfahne (32, 34) elektrisch mit den Streifenelementen (28, 30) der Elektroden (22, 24) verbunden ist, derart, dass die Stromsammelanordnung (48, 50) in das Anschlussorgan (2, 4) hineinreicht.Battery cell (8) which has a housing (10) with an electrode stack arrangement (12) and at least two connection elements (2, 4), wherein the electrode stack arrangement (12) has first electrode arrangements (18) and second electrode arrangements (20), each of which has electrodes (22, 24) and strip elements (28, 30) adjoining thereto, wherein the connection elements (2, 4) are each electrically connected to the first and second electrode arrangements (18, 20) via a current collection arrangement (48, 50) in such a way that electrical contacting of the first electrode arrangements (18) and the second electrode arrangements (20) is possible from the outside of the housing (10), characterized in that at least one connection element (2, 4) is designed as a hollow volume body which is closed to the outside of the housing (10) and open to the inside of the housing (10), wherein the respective current collection arrangement (48, 50) consists of a Current collecting element (44, 46) is constructed with at least one connection element contact surface (62, 64) and with at least one current lug contact surface (36, 38) and at least one current lug (32, 34) electrically connected thereto, wherein the at least one current lug (32, 34) is electrically connected to the strip elements (28, 30) of the electrodes (22, 24) such that the current collecting arrangement (48, 50) extends into the connection element (2, 4). Batteriezelle (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromsammelelement mindestens einen sich in Längsrichtung des Gehäuses (10) erstreckenden Längsschenkel (40, 42) aufweist, der zumindest zu 2/3 seiner Länge in das Anschlussorgan (2, 4) hineinreicht.Battery cell (8) after claim 1 , characterized in that the current collecting element has at least one longitudinal leg (40, 42) extending in the longitudinal direction of the housing (10) and extending at least 2/3 of its length into the connecting element (2, 4). Batteriezelle (8) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromsammelelement (44, 46) H-förmig, A-förmig oder U-förmig ausgebildet ist, wobei mindestens zwei Stromfahnen (32, 34) vorgesehen sind, die in Längsrichtung des Gehäuses (10) mit einem ersten und zweiten H-, A- oder U-Längsschenkel (40, 42) des Stromsammelelementes (44, 46) elektrisch verbunden sind.Battery cell (8) after claim 1 or 2 , characterized in that the current collecting element (44, 46) is H-shaped, A-shaped or U-shaped, wherein at least two current lugs (32, 34) are provided which are electrically connected in the longitudinal direction of the housing (10) to a first and second H-, A- or U-shaped longitudinal leg (40, 42) of the current collecting element (44, 46). Batteriezelle (8) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromsammelelement (44, 46) T-förmig, A-förmig, oder U-förmig ausgebildet ist, wobei mindestens eine Stromfahne (32, 34) vorgesehen ist, die in Querrichtung des Gehäuses (10) mit einem T- oder U-Basisschenkel (74) des Stromsammelelementes (44, 46) elektrisch verbunden ist.Battery cell (8) after claim 1 or 2 , characterized in that the current collecting element (44, 46) is T-shaped, A-shaped, or U-shaped, wherein at least one current lug (32, 34) is provided which is electrically connected in the transverse direction of the housing (10) to a T- or U-base leg (74) of the current collecting element (44, 46). Batteriezelle (8) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromsammelelement (44, 46) Y-förmig ausgebildet ist, wobei mindestens zwei Stromfahnen (32, 34) vorgesehen sind, die in angewinkelter Richtung zum Gehäuse (10) mit einem ersten und zweiten Y-Seitenschenkel (78) des Stromsammelelementes (44, 46) elektrisch verbunden sind.Battery cell (8) after claim 1 or 2 , characterized in that the current collecting element (44, 46) is Y-shaped, wherein at least two current lugs (32, 34) are provided which are electrically connected in an angled direction to the housing (10) to a first and second Y-side leg (78) of the current collecting element (44, 46). Batteriezelle (8) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Stromfahne (32, 34) über eine Schweiß-, Löt- oder Klebeverbindung mit dem Stromsammelelement (44, 46) elektrisch verbunden ist.Battery cell (8) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one current lug (32, 34) is electrically connected to the current collecting element (44, 46) via a welded, soldered or adhesive connection. Batteriezelle (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Anschlussorgan (2, 4) und ein zweites Anschlussorgan (2, 4) vorgesehen sind, wobei das erste Anschlussorgan (2) elektrisch mit den ersten Elektrodenanordnungen (18) verbunden ist und das zweite Anschlussorgan (4) elektrisch mit den zweiten Elektrodenanordnungen (20) verbunden ist.Battery cell (8) according to one of the preceding claims, characterized in that a first connection element (2, 4) and a second connection element (2, 4) are provided, wherein the first connection element (2) is electrically connected to the first electrode arrangements (18) and the second connection element (4) is electrically connected to the second electrode arrangements (20). Batteriezelle (8) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Anschlussorgan (2) und das zweite Anschlussorgan (4) auf entgegengesetzt voneinander vorgesehenen Gehäuseseiten (14, 16) des Gehäuses (10) angeordnet sind.Battery cell (8) after claim 7 , characterized in that the first connecting element (2) and the second connecting element (4) are arranged on opposite sides (14, 16) of the housing (10). Batteriezelle (8) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussorgan (2, 4) mindestens einen Verbindungsabschnitt (66, 68) aufweist, wobei der Verbindungsabschnitt (66, 68) elektrisch leitend ist und federnd dazu ausgebildet ist, bei einer Kraftbeaufschlagung (F) des Verbindungsabschnitts (66, 68) eine elastische Verformung in Richtung zur Elektrodenstapelanordnung (12) zu ermöglichen, und wobei der Verbindungsabschnitt (66, 68) eine Kontaktfläche (70, 72) aufweist, wobei die Kontaktfläche (70,72) von der Elektrodenstapelanordnung (12) weg zeigt und zur leitenden Verbindung durch eine Lötverbindung oder Schweißverbindung vorgesehen ist.Battery cell (8) according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting element (2, 4) has at least one connecting section (66, 68), wherein the connecting section (66, 68) is electrically conductive and is resiliently designed to enable an elastic deformation in the direction of the electrode stack arrangement (12) when a force (F) is applied to the connecting section (66, 68), and wherein the connecting section (66, 68) has a contact surface (70, 72), wherein the contact surface (70, 72) points away from the electrode stack arrangement (12) and is provided for the conductive connection by means of a soldered connection or welded connection. Batteriezelle (8) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussorgan (2, 4) mindestens zwei Verbindungsabschnitte (66, 68) aufweist.Battery cell (8) after claim 9 , characterized in that the connecting member (2, 4) has at least two connecting sections (66, 68). Batteriezelle (8) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Verbindungsabschnitte (66, 68) voneinander beabstandet ausgebildet sind.Battery cell (8) after claim 10 , characterized in that the at least two connecting sections (66, 68) are spaced apart from one another. Batteriezelle (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsabschnitte (66, 68) aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet sind.Battery cell (8) according to one of the preceding Claims 9 until 11 , characterized in that the connecting sections (66, 68) are made of aluminum or an aluminum alloy. Batterieanordnung (10) mit mindestens zwei Batteriezellen (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen (8) über die Verbindungsabschnitte (66, 68) elektrisch miteinander verbunden sind.Battery arrangement (10) with at least two battery cells (8) according to one of the preceding claims, characterized in that the battery cells (8) are electrically connected to one another via the connecting sections (66, 68).
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