具有壳体中的形状锁合地固定的盖板的电池单元制造技术

电池单元（1），尤其锂离子电池单元，在壳体（11）中接收卷绕元件、两个集电器和电解质。棱柱形成形的壳体（11）具有向外敞开的容器（13）和带有盖板（23）的封闭容器的开口（14）的盖组件。盖板（23）和容器（13）的壁部构造在开口（14）的区域中，使得壁部通过形状锁合阻止盖板（23）从开口（14）中出来的运动。在壁部和盖板（23）的外边缘（27）的向该壁部去地指向的壁表面之间设置弹性能压缩的密封元件（31），以便密闭地相对于容器（13）密封盖板（23）。基于盖板（23）与容器（13）的边缘之间的形状锁合可以在壳体（11）中的内压增加的情况下同样增加密封作用。在所提出的电池单元（1）中可避免盖板（23）必须被焊接在容器（13）上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有壳体中的形状锁合地固定的盖板的电池单元
本专利技术涉及一种电池单元，尤其是锂离子电池单元。本专利技术还涉及一种具有这种电池单元的机动车。
技术介绍
电池单元，有时也叫做蓄电池单元，用于化学地存储可供使用的电能。如今已经使用电池单元用于大量移动设备的能量供给。电池单元未来应该主要用于陆上和水上的移动的电动运输工具或混合动力运输工具的能量供给，或用于固定地中间存储来自可选的能量源的电能。为此大多情况下将大量电池单元组合成多个电池组。为了在此情况下尽可能高效地利用可供使用的组容积，尤其针对这种目的使用具有棱柱形的、例如立方体形状的电池单元。由于其可能很高的能量密度、热稳定性以及缺少的记忆效应，对于要求严格的应用，例如用于机动车的存储器解决方案，大多采用一种锂离子蓄电池技术，其由于未来电动交通的高的经济意义目前正在紧锣密鼓地改进。已经存在很多不同类型的电池单元，尤其是锂离子电池单元，以及尤其是具有棱柱形形状的电池单元。但是，这些电池单元大多具有复杂的结构，其中，为了组装整个电池单元使用大量不同的单个件和加工材料的大量方法。尤其地在组装这些单个件时例如使用焊接方法，以便例如电池单元壳体的上方敞开的容器与封闭容器的盖组件的盖板材料锁合并由此密闭密封地连接。
技术实现思路
借助于本专利技术的实施方式尤其可以取消在组装电池单元时的例如焊接那样的确定的材料锁合连接方法或它们的使用至少避免了对于电池单元不利的位置。由这样的连接方法产生的缺点可以由此被阻止。提出一种电池单元、尤其锂离子电池单元，其至少具有一卷绕元件、一电解质、两个集电器和一棱柱形成形的壳体。卷绕元件具有一被卷绕的堆叠件，所述堆叠件包括一以阳极材料覆层的第一箔、一以阴极材料覆层的第二箔以及两个用作隔膜的塑料膜。集电器中的每个能导电地与第一箔或第二箔中的一个连接。该壳体包括一容器和一盖组件。在此情况下，所述容器具有一开口，通过该开口能够在制造所述电池单元期间将所述卷绕元件和所述两个集电器置入到壳体中。所述盖组件构造用于将容器的开口气密和压力密封地关闭并且具有布置在所述容器的开口中的盖板。所述电池单元的特征在于：盖板和容器的壁部在所述容器的开口区域中以如下方式构造，即，所述壁部通过形状锁合阻止所述盖板从所述开口中出来的运动。在盖板的朝所述容器的壁部指向的边缘表面与所述容器的壁部之间布置有一弹性能压缩的密封元件。根据本专利技术的电池单元的实施方式尤其基于下列构思和认识：在常规的电池单元中，盖板大多被引入到所述容器的待封闭的开口中并且然后在它的边缘上与所述容器的内表面焊接。为此例如可以使用激光焊接过程。在焊接时形成的材料锁合连接可以造成所述盖板相对于所述容器的密闭密封。需要这样的密闭密封来阻止接收在所述容器中的电解质可以从所述电池单元中出来或有害的湿气可以从外部进入所述电池单元的壳体内部中。但是被观察到的是在焊接过程中一般可以产生所谓的也被称作焊料堆的焊珠。这些焊珠可以区域地伸出所述电池单元的壳体。当多个电池单元应布置在一个组或一个模块中时，这样的焊珠可以阻止相邻的电池单元以它们的壳体平滑地彼此贴靠。如果相邻的电池单元的所述壳体的外表面不能全表面地彼此贴靠，那么将这些电池单元正确装配成一个组或一个单元模块变得困难。此外被观察到的是：一电池单元的壳体可以由于在焊接过程中释放的热作用变形。这类的变形又可以导致电池单元装配成一个单元模块时的问题。因此提出具有改变的壳体的电池单元，其中，盖板不与所述容器材料锁合地连接。替代这样的材料锁合连接提出：所述盖板和/或所述容器的壁部与常规电池单元中不同地以如下方式成形，即，出现这两个部件之间的形状锁合，该形状锁合阻止盖板可以从所述容器的开口运动出来。基于该形状锁合，所述盖板即使在容器内部中建立的内压提高时也足够地保持在所述容器上，从而使得内压不会导致盖板被挤压出所述容器。在所述盖板与所述壁部之间的形状锁合可以引起足够的机械保持期间，附加地在所述容器的壁部和所述盖板的朝所述壁部指向的边缘表面之间设置一密封元件，该密封元件引起这两个部件之间的所需的密闭密封。该密封元件可以将所述盖板在它的边缘上环形围住，从而使得可以沿着所述盖板与容器壁部之间的整个边界面保证密闭密封。所述密封元件可以由相对于所述电解质耐化学腐蚀的材料制成。例如为此可以使用杜邦公司销售的氟橡胶Viton®。优选地，所述盖板和所述容器的所述壁部在所述开口的区域中以如下方式构造，即，由于所述壳体中的内压增加而施加一升高的压力到所述能压缩的密封元件上。这例如可以通过如下方式来实现，即，作用在所述壳体中的内压也作用到所述盖板上并且将该盖板相对所述容器壁部的形状锁合贴靠式的区域挤压，其中，施加到布置在所述两个部件之间的密封元件上的压力随着内压增加同样增加。由此可以实现：密封元件的密封作用随着壳体中的内压的增加进一步增加，从而使得即使在内压高的情况下也可以可靠避免气体或液体在所述容器壁部和盖板之间贯通流动并由此可以溢出所述壳体。为了实现预期的形状锁合，所述容器的壁部可以在所述开口的区域中以如下方式构造，即，所述开口向外去地在横截面中变细。为此例如可以将所述容器的围住所述开口的侧壁在所述开口的区域中向内弯曲。所述电池单元的容器具有棱柱形状，从而使得容器的侧壁中的各两个彼此平行取向并且优选垂直于容器底取向。在向上敞开的容器中可以在容器的侧壁之间置入所述盖板。在此，所述盖板具有这样的外周边，该外周边例如相应于所述容器的开口的内周边，从而使得盖板容易力锁合地保持在所述开口中。接下来，侧壁可以在它们的上区域中，也就是在之前布置的盖板之外的区域中向内弯曲，从而使得所述容器的开口在该区域中然后变细。通过在此情况下相应的形状锁合可以阻止盖板又会运动出所述开口。在一设计方案中，所述盖板的外边缘向内，也就是以多于90°，优选多于130°弯曲并且在所述弯曲的外边缘的朝所述容器壁部指向的边缘表面与所述壁部之间布置一浇注的密封膜作为密封元件。所述密封膜例如可以在所述电池单元组装之前已经施加到适当预成形的盖板上。在一替换的设计方案中，盖板是平面的并且在所述盖板的外边缘上铸造一密封唇。替换地可以在所述平面的盖板的外边缘上装配一密封环。在此，所述密封唇可以在组装所述电池单元之前就已经被施加到预制作的盖板上，其中，例如可以使用注塑方法。替换地可以制造独立的密封环并且在组装电池单元之前安置在所述盖板上。所述密封唇或密封环可以用作使所述盖板相对于所述容器壁部密封的弹性能压缩的密封元件。在此，它们尤其可以以如下方式构造并布置，即，由盖板施加到所述密封唇或密封环上的压力随着壳体中的内压增加而提高并且由此加强了密封作用。要指出的是，根据本专利技术的电池单元的可能的特征和优点在此参照不同的实施方式进行描述。本领域技术人员可以理解，单个的特征可以以适当的方式相互组合或替换，以便以这种方式实现其它的实施方式和可能的协同效应。附图说明下面参照附图描述本专利技术的实施方式，其中，说明书和附图不视为限制本专利技术。图1示出了一锂离子电池单元的分解示图；图2示出了包括多个并排布置的电池单元的组；图3示出了根据本专利技术的一种实施方式穿过电池单元壳体的横截面；图4示出了根据本专利技术的一种替换实施方式穿过电池单元壳体的横截面；图5示出了根据本专利技术的一种实施方式的具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
电池单元（1），尤其锂离子电池单元，具有：一卷绕元件（3），所述卷绕元件包括一卷绕的堆叠件（5），所述堆叠件由一以阳极材料覆层的第一箔、一以阴极材料覆层的第二箔以及两个用作隔膜的塑料膜形成，一电解质，两个集电器（7、9），在这两个集电器中，一个集电器与所述第一箔能导电地连接，另一个集电器与所述第二箔能导电地连接，一具有一容器（13）和一盖组件（23）的棱柱形成形的壳体（11）；其中，所述容器（13）具有一开口（14），通过所述开口能够在制造所述电池单元（1）期间将所述卷绕元件（3）和所述两个集电器（7、9）置入到所述壳体（11）中，其中，所述盖组件（15）具有一布置在所述容器（13）的开口（14）中的盖板（23）并且将所述容器（13）的开口（14）气密地并且压力密封地关闭，其特征在于，所述盖板（23）和所述容器（13）的壁部在所述开口（14）的区域中以如下方式构造，即，所述壁部通过形状锁合阻止所述盖板（23）从所述开口（14）中出去的运动，并且在所述盖板（23）的朝所述容器（13）的壁部指向的边缘表面和所述壁部之间布置一弹性能压缩的密封元件（31）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.09.26 DE 102012217406.01.电池单元（1），具有：一卷绕元件（3），所述卷绕元件包括一卷绕的堆叠件（5），所述堆叠件由一以阳极材料覆层的第一箔、一以阴极材料覆层的第二箔以及两个用作隔膜的塑料膜形成，一电解质，两个集电器（7、9），在这两个集电器中，一个集电器与所述第一箔能导电地连接，另一个集电器与所述第二箔能导电地连接，一具有一容器（13）和一盖组件（15）的棱柱形成形的壳体（11）；其中，所述容器（13）具有一开口（14），通过所述开口能够在制造所述电池单元（1）期间将所述卷绕元件（3）和所述两个集电器（7、9）置入到所述壳体（11）中，其中，所述盖组件（15）具有一布置在所述容器（13）的开口（14）中的盖板（23）并且将所述容器（13）的开口（14）气密地并且压力密封地关闭，其特征在于，所述盖板（23）和所述容器（13）的壁部在所述开口（14）的区域中以如下方式构造，即，所述壁部通过形状锁合阻止所述盖板（23）从所述开口（14）中出去的运动，并且在所述盖板（23）的朝所述容器（13）的壁部指向的边缘表面和所述壁部之间布置一弹性能压缩的密封元件（31），其中，所述盖板（23）的外边缘（27）向内弯曲并且在弯曲的所述外边缘（27）的朝所...

【专利技术属性】
技术研发人员：O格伦特，M法伊格尔，
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