电能存储电池以及用于制造电能存储电池的方法技术

本发明专利技术涉及一种电能存储电池，该电能存储电池具有多个第一平面电极薄膜和多个第二平面电极薄膜，所述第一平面电极薄膜分别在一个长边上具有凹口，所述第二平面电极薄膜分别在一个长边上具有与所述凹口相符的接触凸起，其中第一平面电极薄膜和第二平面电极薄膜相互平面平行并交替地被堆叠为存储电池堆栈，使得接触凸起分别交替地与凹口相重叠。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电能存储电池以及用于制造电能存储电池的方法
本专利技术涉及一种电能存储电池和一种用于制造电能存储电池的方法。
技术介绍
通常从电能存储电池中获取直流电，或者将直流电馈送到所述电能存储电池中。因此，能量存储电池的目前已知的构造都是针对能量存储电池的特殊能量或功率密度和欧姆内阻进行优化设计。在电能存储电池的许多应用中，存储电池按照串联或并联布置而相互连接成电池组模块，以便调节所期望的输出参数，如总电压、电压范围、蓄能量或功率密度。文献DE102010035114A1例如公开了具有多个电池单元的电池组单元，所述电池单元分别具有通过总线汇流排电耦合的蓄电池电池。文献EP2413414A2公开了一种扁平电池（Akkuflachzelle），该扁平电池在薄膜壳体中具有依次敷设的阳极和阴极薄膜，所述阳极和阴极薄膜通过阴极和阳极引线与该扁平电池的极端子相连接。文献WO2011/116807A1公开了一种电池组电池，该电池组电池具有电化学活性的电极堆栈，该电极堆栈的电极薄膜分别利用接触凸起而连接到相位导体端子。文献WO2009/073492A2公开了具有电极薄膜的电池组电池，所述电极薄膜具有延长片段，所述延长片段可以连接到极端子。文献JP2008108477A公开了一种用于电能存储器的制造方法，该电能存储器具有圆柱形的电极薄膜堆栈，电接触凸起以螺旋楼梯形状从该电极薄膜堆栈中凸出来。如果从这样的能量存储电池中获取具有增加的交流分量的电流，那么能量存储电池的分布电感的影响就随频率而增大。能量存储电池的感性损耗由电极、极互连和电极在壳体中的布置的损耗量的各个分量组成。另外，在kHz范围内的运行频率下，由于集肤效应而在载流区域中可能出现损耗，以及在导电面中、例如在壳体中出现涡流。能量存储电池通常可以具有一个或多个电池卷芯，所述电池卷芯被集成在单独的或共同的壳体中。能量存储电池的通常形式在此是圆柱电池、泪囊电池或扁平电池。在此能量存储电池具有分布的电感，其取决于电池内部的互连、放电器几何形状以及极端子。如果能量存储电池例如应用在具有集成的变流器、所谓的BDI的电池组系统中，那么能量存储电池阻抗的所述感性分量在变流器的高的运行频率的情况下可以导致该变流器的功率电子开关装置中的相应高的损耗能量。因此这可以导致开关装置的增加的磨损、BDI的更低的效率、以及增加的制造技术上的花费以用于实施具有足够冷却功率的冷却系统。存在对能量存储电池的如下需求，即所述能量存储电池关于高频交流电的提取具有较小的损耗，并因此改进采用所述能量存储电池的系统的效率。另外，存在对这样的能量存储电池的如下需求，即所述能量存储电池能够以简单的方式并以低的欧姆和感性阻抗而被布线成能量存储模块。
技术实现思路
根据一个方面，本专利技术创造一种电能存储电池，其具有多个第一平面电极薄膜和多个第二平面电极薄膜，其中所述第一平面电极薄膜分别在一个长边上具有凹口，所述第二平面电极薄膜分别在一个长边上具有与所述凹口相符的接触凸起，其中第一平面电极薄膜与第二平面电极薄膜相互平面平行并交替地被堆叠为存储电池堆栈，使得接触凸起分别交替地与凹口重叠。根据另一方面，本专利技术创造一种用于制造电能存储电池的方法，该方法具有以下步骤：交替布置多个第一平面电极薄膜和多个第二平面电极薄膜，其中第一平面电极薄膜分别在一个长边上具有凹口，第二平面电极薄膜分别在一个长边上具有与所述凹口相符的接触凸起，其中第一平面电极薄膜与第二平面电极薄膜相互平面平行并交替地被堆叠为存储电池堆栈，使得接触凸起分别交替地与凹口重叠；将围绕凹口的接触区域与第一平面接触元件电接触，该第一平面接触元件被布置在垂直于第一平面电极薄膜的延伸平面的延伸平面中；将接触凸起与第二平面接触元件电接触，该第二平面接触元件被布置在垂直于第一平面电极薄膜的延伸平面的延伸平面中。本专利技术的优点本专利技术的构思是，由于在控制电能存储电池时在能量存储电池内部中和/或其壳体中所出现的涡流引起的损耗，借助能量存储电池的合适的内部构造以尽可能小的内部电池电感来降低。在此，薄膜几何形状被用于能量存储电池的堆叠的电极薄膜，其中通过电极薄膜与电池极端子的接触而得到最小的电池电感。这通过以下来实现，即电极薄膜在垂直于薄膜平面内具有相互偏移的接触凸起，所述接触凸起在依次敷设电极薄膜时在薄膜法线方向上交错啮合。一个显著的优点在于，尤其是在从能量存储电池中提取高频交流电时可以显著地降低损耗能量。尤其是在具有集成的变流器、所谓的电池组直接变流器（“batterydirectinverter（电池组直接逆变器）,BDI”）的电池组系统中，损耗能量的所述降低是非常有利的，在所述电池组系统中为了电流电压的变化进行通过电池组模块的电流输送的快速改变。这很大程度上通过由于低欧姆的内部电极互连所致的电池电感的减小、以及尤其是在能量存储电池的极端子上的接触电阻的减小而可能。尤其有利的是各个电极薄膜和接触凸起与电池极端子的平面接触，这导致能量存储电池之内的最小化的欧姆电阻和最小化的被能量存储电池之内的电流所环绕的磁化力面。这可以降低涡流形成，并因此降低能量存储电池的交流运行中的能量损耗。另一优点在于，通过在负载变化之后最小化能量存储电池的能量或负载输出的延迟，而改进这样的能量存储电池的短时动态。由此可以有利地放弃否则可能存在的补偿器件，诸如缓冲电容器，这可以降低应用于能量存储电池的构件的建造空间需求以及制造成本。另外，通过能量存储电池的改进的动态而降低雪崩能量，其对于由具有这样的能量存储电池的能量存储模块给BDI供电来说，意味着在该BDI的开关装置中更小的交流损耗。此外，可以通过避免能量存储电池的感性损耗分量来改进电磁兼容性（EMV），因为能够减小所发射的电磁场并降低对相邻电子构件的干扰影响。另外，最大程度上降低例如由于集肤效应而导致的欧姆损耗，这有利地伴随着提高的效率以及更少的放热。按照根据本专利技术的能量存储电池的一个实施方式，第一和第二平面电极薄膜可以构成能量存储电池的阳极薄膜或阴极薄膜。按照根据本专利技术的能量存储电池的另一实施方式，凹口和接触凸起可以具有矩形轮廓。所述轮廓形状可以简单并且成本适宜地来制造。另外，矩形轮廓形状提供足够宽的长边的接触片段，平面接触元件可以安装在所述接触片段上。按照根据本专利技术的能量存储电池的另一实施方式，凹口和接触凸起可以分别被构造在第一或第二平面电极薄膜的长边的中间。按照根据本专利技术的能量存储电池的另一实施方式，能量存储电池另外可以具有：第一平面接触元件，该第一平面接触元件被布置在垂直于第一平面电极薄膜的延伸平面的延伸平面中，并且该第一平面接触元件与围绕凹口的接触区域电接触；第二平面接触元件，该第二平面接触元件被布置在垂直于第二平面电极薄膜的延伸平面的延伸平面中，并且该第二平面接触元件与接触凸起电接触；和绝缘层，该绝缘层被布置在第一平面接触元件与第二平面接触元件之间，并且该绝缘层将第一平面接触元件与第二平面接触元件电绝缘。通过这种接触方式可以实现存储电池堆栈与能量存储电池的电池极端子的低电阻和低电感的连接。按照根据本专利技术的方法的一个实施方式，该方法另外可以具有在第一平面接触元件与第二平面接触元件之间构造绝缘层的步骤，该绝缘层将第一平面接触元件与第二平面接触元件电绝缘。附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
电能存储电池（10），具有：多个第一平面电极薄膜（1），所述第一平面电极薄膜分别在一个长边上具有凹口（2e）；以及多个第二平面电极薄膜（3），所述第二平面电极薄膜分别在一个长边上具有与所述凹口（2e）相符的接触凸起（4c），其中所述第一平面电极薄膜（1）和所述第二平面电极薄膜（3）相互平面平行并交替地被堆叠为存储电池堆栈，使得所述接触凸起（4c）分别交替地与所述凹口（2e）相重叠。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.09.05 DE 102012215748.41.电能存储电池（10），具有：多个第一平面电极薄膜（1），所述第一平面电极薄膜分别在一个长边上具有凹口（2e）；以及多个第二平面电极薄膜（3），所述第二平面电极薄膜分别在一个长边上具有与所述凹口（2e）相符的接触凸起（4c），其中所述第一平面电极薄膜（1）和所述第二平面电极薄膜（3）相互平面平行并交替地被堆叠为存储电池堆栈，使得所述接触凸起（4c）分别交替地与所述凹口（2e）相重叠。2.根据权利要求1所述的电能存储电池（10），其中所述第一和第二平面电极薄膜（1；3）构成所述电能存储电池（10）的阳极薄膜或阴极薄膜。3.根据权利要求1和2之一所述的电能存储电池（10），其中所述凹口（2e）和所述接触凸起（4c）具有矩形的轮廓。4.根据权利要求1和2之一所述的电能存储电池（10），其中所述凹口（2e）和所述接触凸起（4c）分别被构造在所述第一或第二平面电极薄膜（1；3）的长边的中间。5.根据权利要求1和2之一所述的电能存储电池（10），另外具有：第一平面接触元件（5），所述第一平面接触元件被布置在垂直于所述第一平面电极薄膜（1）的延伸平面的延伸平面中，并且所述第一平面接触元件与围绕所述凹口（2e）的接触区域（2c,2d）电接触；第二平面接触元件（6），所述第二平面接触元件被布置在垂直于所述第二平...

【专利技术属性】
技术研发人员：M凯斯勒，V德格，A蒂芬巴赫，A施密特，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE