电池单池制造技术

本发明专利技术涉及一种电池单池（2），该电池单池包括一薄膜状地构造的外罩（4）和至少一个布置在所述外罩（4）内部的电极单元（10），所述电极单元具有两个电极、也就是一个负极和一个正极。在所述外罩（4）的内部布置了框架件（30），该框架件至少部分地包围所述电极单元（10）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电池单池，该电池单池包括一薄膜状地构造的外罩和至少一个布置在所述外罩内部的电极单元，所述电极单元具有两个电极、也就是一个负极和一个正极。
技术介绍
日益明显的是，在将来不仅在静止的应用情况像风力发电设备中、在作为混合动力车或者电动机动车来设计的机动车中、而且在电子设备像笔记本电脑或者移动电话中使用新颖的电池系统，在可靠性、安全性、有效功率和使用寿命方面向所述新颖的电池系统提出很高的要求。在此，尤其使用所谓的锂离子电池单池。这些锂离子电池单池的突出之处尤其在于较高的能量密度、热稳定性和极小的自动放电。锂离子电池单池具有正电极和负电极，在充电过程中以及在放电过程中锂离子会可逆地在所述正电极和负电极处存入并且又取出。这样的过程也被称为嵌入或者脱嵌。锂离子电池单池的一种改进方案是具有后锂离子技术、例如锂-硫或者锂-空气的电池单池。电池单池一般来说包括一个或者多个电极单元。一个电极单元具有两个薄膜状地构造的电极，也就是一个正极和一个负极。所述电极例如在中间放置隔板的情况下被卷绕为电极绕组，所述电极绕组也被称为卷芯（Jelly-Roll）。所述电极也可以在中间放置隔板的情况下以电极堆的形式上下堆叠。所述电极绕组的以及电极堆的两个电极借助于两个集电器（Kollektor）与电池单池的两个也被称为电端子的极进行电连接。已知用于电池单池的不同的结构形式。例如电池单池具有棱柱形地、尤其长方体形地构成的单池壳体，所述单池壳体例如由铝制成并且密闭地（druckfest）构造。电极单元布置在所述单池壳体的内部。也已知具有圆柱状地构成的单池壳体的电池单池。此外，已知具有薄膜状地构造的外罩的电池单池。在所述外罩的内部布置了具有两个电极的电极单元。所述薄膜状的外罩例如是铝制复合薄膜并且具有100微米到150微米的厚度。在将所述电极单元插入到所述外罩中之后，借助于负压来吸出在其中存在的空气并且对所述外罩进行焊接。所述类型的电池单池例如在DE10225041A1中得到了公开。所述电池单池包括电极单元，该电极单元被薄膜所包围。在此所述电极单元的集电器借助于额外的塑料膜来遮盖。从US2009/0286150A1得知一种比较扁平地构成的电池单池，该电池单池具有支撑架。所述支撑架在此两件式地构造并且尤其提高了所述电池单池的机械稳定性。WO95/29513A1公开了一种用于电池单池的电极单元的框架结构。设置了单个的刚性的壁，所述壁围绕着所述电极单元来布置并且例如借助于胶粘带来连接。
技术实现思路
提出了一种电池单池，该电池单池包括一薄膜状地构造的外罩以及至少一个布置在所述外罩的内部的电极单元，所述电极单元具有两个电极、也就是一个负极和一个正极。按照本专利技术，在所述外罩的内部布置了框架件，该框架件至少部分地包围所述电极单元。所述电极单元例如构造为电极堆并且大致棱柱形地、尤其是大致长方体形地构成。所述框架件有利地防止所述电极单元的边缘与所述外罩相接触。优选地，所述框架件具有四个侧壁，所述四个侧壁包围着所述电极单元。按照本专利技术的一种有利的设计方案，所述框架件的至少一个侧壁具有用于穿引所述电极单元的集电器的空隙。所述框架件一体地构造。特别优选地，所述框架件构造为盆状。按照本专利技术的一种有利的改进方案，所述框架件的指向外面的边缘被倒圆或者倒棱。按照本专利技术的另一种有利的设计方案，所述框架件包括一弹性元件，该弹性元件布置在所述电极单元的表面与所述外罩之间。按照本专利技术的电池单池有利地用在电动车（EV）、混合动力车（HEV）或者插电式混合动力车（PHEV）中。对于按照本专利技术来构成的电池单池来说，所述框架件可靠地防止了所述电极单元的损坏。所述电极以及隔板——该隔板在具有后锂离子技术的电池单池中优选构造为陶瓷的——比较硬而脆并且由此容易因压力而受损。尤其对于按照本专利技术来构成的电池单池来说，保护了所述电极单元的边缘以防止机械的损坏。短路以及其他可能由这样的损坏而产生的故障由此得到避免。所述框架件也在体积变化时保护所述电极单元。具有后锂离子技术的电池单池中的电极单元在完全充电的状态与放电的状态之间经历这样的体积变化。在充电过程中所述电极单元发生膨胀。所述框架件也防止由于所述电极单元的边缘来损坏所述外罩的情况。如果在将所述电极单元插入到所述外罩中之后借助于负压来吸出在其中存在的空气，那就防止所述电极单元的部分锐利的边缘与所述外罩相接触。所述框架件能够成本低廉地制造。所述电极单元在所述框架件中的装配以及所述框架件在所述外罩中的装配也比较简单并且不昂贵。由此仅仅微不足道地提高了所述电池单池的材料成本以及装配成本。所述框架件也仅仅具有较小的空间位置需求。所述电池单池的体积由此通过所述框架件仅仅微不足道地得到扩大。附图说明借助于附图和以下说明来对本专利技术的实施方式进行详细解释。其中示出：图1是电池单池的透视图；图2是用于电池单池的框架件的透视图；图3是用于按照一种变型方案的电池单池的框架件的剖面；图4是电池单池的电极单元；并且图5是电池单池的剖面。具体实施方式在图1中透视性地示出了一种电池单池。所述电池单池2包括薄膜状地构造的外罩4，在该外罩的内部布置了电极单元10，该电极单元在该图示中不可见。所述电极单元10包括负极和正极以及第一集电器24和第二集电器26。所述正极在此与所述第一集电器24电连接，并且所述负极与所述第二集电器26电连接。所述集电器24、26通过所述外罩4中的为此而设置的开口从所述外罩4中伸出来并且可以从外面来接近并且能够电接触。所述外罩4是铝制复合薄膜。所述外罩4当前具有在100μm至150μm之间的厚度。当然，所述外罩4也可以由其他材料制成并且具有不同的厚度。所述电极单元10包括多个单元单池（Einheitszellen），其中每个单元单池都包括一个板状地构造的负极和一个板状地构造的正极。在板状地构造的负极与板状地构造的正极之间设置了板状地构造的隔板。这样的单元单池中的多个单元单池以上下重叠地堆叠成电极堆的方式来布置并且形成所述电极单元10。从每个板状地构造的负极分别伸出去一个负极接触耳片。同样，从每个板状地构造的正极伸出去一个正极接触耳片。每个单元单池的负极接触耳片彼此地以及与所述第一集电器24材料锁合地连接、尤其是焊接。同样所有单元单池的所有正极接触耳片彼此地以及与所述第二集电器26材料锁合地连接、尤其是焊接。所述电极单元10被在该图示中同样不可见的框架件30所包围。所述框架件30和所述电极单元10由此处于所述外罩4的内部中。在制造所述电池单池2时，将所述框架件30与所述电极单元10一起插入到所述外罩4中。随后将在所述外罩4中存在的空气吸出并且而后对所述外罩4进行焊接并且将其气密地封闭。所述框架件30尤其防止所述电极单元10的边缘与所述外罩4相接触。在图2中透视性地示出了用于电池单池2的框架件30。所述框架件30包括第一侧壁31、第二侧壁32、第三侧壁33和第四侧壁34。所述框架件30例如由聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺或者聚苯硫醚来制成。也可以考虑由所提到的材料构成的组合或者混合物。所述框架件30的四个侧壁31、32、33、34如此布置，使得所述框架件30大致构造为长方体形。在此，所述第一侧壁31与所述第三侧壁33对本文档来自技高网...

【技术保护点】
电池单池（2），该电池单池包括一薄膜状地构造的外罩（4）和至少一个布置在所述外罩（4）内部的电极单元（10），所述电极单元具有两个电极、也就是一个负极和一个正极，其特征在于，在所述外罩（4）的内部布置了框架件（30），该框架件至少部分地包围所述电极单元（10）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.18 DE 102015202894.11.电池单池（2），该电池单池包括一薄膜状地构造的外罩（4）和至少一个布置在所述外罩（4）内部的电极单元（10），所述电极单元具有两个电极、也就是一个负极和一个正极，其特征在于，在所述外罩（4）的内部布置了框架件（30），该框架件至少部分地包围所述电极单元（10）。2.按照权利要求1所述的电池单池（2），其特征在于，所述电极单元（10）构造为电极堆并且大致构造为棱柱形、尤其是大致构造为长方体形。3.按照前述权利要求中任一项所述的电池单池（2），其特征在于，所述框架件（30）防止所述电极单元（10）的边缘与所述外罩（4）相接触。4.按照前述权利要求中任一项所述的电池单池（2），其特征在于，所述框架件（30）具有四个侧壁（31、32、33、34），所述四个侧壁包围着所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：M科尔贝格尔，
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