带有金属壳体的电池单体及其制造方法以及电池技术

本发明专利技术涉及一种电池单体特别是锂离子电池单体，带有金属的壳体（2），其中，在该金属的壳体（2）中容纳着电极复合物（3），该金属的壳体（2）具有第一壳体部件（4）以及第二壳体部件（5），该第一壳体部件与所述电极复合物（3）的正极（8）电连接，该第二壳体部件与所述电极复合物（3）的负极（9）电连接，其中，所述电池单体（3）还具有至少一个绝缘部件（10），所述绝缘部件被构造用于使得两个壳体部件（4、5）彼此电绝缘，且设置在两个壳体部件（4、5）之间，其特征在于，所述至少一个绝缘部件（10）具有至少一个阻隔层（6）。

【技术实现步骤摘要】
带有金属壳体的电池单体及其制造方法以及电池
本专利技术基于一种根据独立权利要求所述类型的带有金属壳体的电池单体。本专利技术的主题还有用于制造这种电池单体的方法。本专利技术还涉及带有这种电池单体的电池。
技术介绍
由现有技术已知，电池如特别是锂离子电池至少由一个电池模块构成，或者也有利地由多个电池模块构成。此外，电池模块还优选具有多个单独的电池单体，这些电池单体相互连接成所述电池模块。为此，各个电池单体分别具有正的以及负的电压接头，且通过单体连接器串联地或并联地相互连接。在各个电池单体相互并联连接时，电池模块的容量或电流强度提高，而在各个电池单体相互串联连接时，电池模块的电压提高。在此，一个单一电池单体的正的或负的电压接头设置在电池单体壳体的与外围相邻的外侧面上，而且与容纳在电池单体内部的电极复合物的正极或负极电连接。因此，由于这些电压接头以及它们通过单体连接器进行的连接需要安装空间，致使电池模块的可实现的能量密度减小了。由现有技术例如由DE102011076919A1已知一种具有壳体的电池单体，该壳体带有至少一个设置在壳体中的电极复合物。在此，壳体具有两个壳体部件，这些壳体部件把电极复合物与外围基本上分开。第一壳体部件与电极复合物的正极电连接，第二壳体部件与电极复合物的负极电连接。此外，在第一壳体部件与第二壳体部件之间设置有绝缘部件。这样就可在第一壳体部件上和在第二壳体部件上电接触该电池单体，由此可以通过放弃单独地设置在壳体的与外围相邻的外侧面上的电压接头来提高可实现的能量密度。
技术实现思路
具有独立权利要求的特征的带有金属的壳体的电池单体及其制造方法具有如下优点：为了电绝缘而设置在金属的壳体的第一壳体部件和第二壳体部件之间的至少一个绝缘部件具有至少一个阻隔层，所述至少一个阻隔层特别是减小了电解质溶剂和液体扩散透过绝缘部件。这样一来，相比于由现有技术已知的电池单体，可以特别改善地保护容纳在金属的壳体内部的电极复合物免受来自电池单体外围的影响。根据本专利技术，提出一种带有金属的壳体的电池单体特别是锂离子电池单体。在此，在该金属的壳体中容纳着电极复合物。此外，该金属的壳体具有第一壳体部件和第二壳体部件，第一壳体部件与电极复合物的正极电连接，第二壳体部件与电极复合物的负极电连接。另外，电池单体具有至少一个绝缘部件，所述绝缘部件被构造用于使得两个壳体部件彼此电绝缘，且设置在两个壳体部件之间。在此，至少一个绝缘部件具有至少一个阻隔层。采用在从属权利要求中介绍的措施可以实现对在独立权利要求中给出的装置或在独立权利要求中给出的方法的有利的改进和改善。第一壳体部件、第二壳体部件和绝缘部件优选形成一个容纳电极复合物的内腔，该绝缘部件设置在第一壳体部件和第二壳体部件之间，用于使得这些壳体部件彼此电绝缘，该内腔特别是相对于电池单体的外围封闭，由此使得容纳在内腔中的电极复合物与外围隔开。这样就能使得电极复合物特别是按下述方式与电池单体的外围隔开：只能通过第一壳体部件截取电极复合物的正极的电压，只能通过第二壳体部件截取电极复合物的负极的电压。另外，设置至少一个阻隔层减小了并非所愿的透过绝缘部件的扩散。由于特别是第一壳体部件与电极复合物的正极电连接，且第二壳体部件与电极复合物的负极电连接，所以可以在第一壳体部件上截取电极复合物的正电压，且可以在第二壳体部件上截取负电压。但由此就需要通过设置绝缘部件来使得第一壳体部件和第二壳体部件彼此电绝缘。此外，绝缘部件也可以被构造用于使得金属的壳体相对于外围、特别是相对于冷却板电绝缘。第一壳体部件和第二壳体部件在此由导电的材料构成。第一壳体部件和第二壳体部件特别是可以由金属的材料比如铝或钢-镍-混合物构成。第一壳体部件和第二壳体部件还可以由镀镍的钢和/或镀镍的铝构成。特别地，绝缘部件可以使得第一壳体部件和第二壳体部件相互机械地连接，尤其是使得第一壳体部件和第二壳体部件形状配合地连接。此外，绝缘部件可以特别是通过选择具有合适的弹性模量的材料来适当地构造，从而可以消除作用到这些壳体部件上的负荷，而不会在绝缘部件中产生裂纹或者伤及电池单体。有益的是，在金属的壳体的外面上设置至少一个阻隔层。金属的壳体的外面在此尤其系指金属的壳体的与电池单体外围相邻地布置的表面。在此，至少一个阻隔层特别是适当地设置在金属的壳体的外面上，从而能减小在金属的壳体与绝缘部件之间的连接部位发生扩散。对此尤其也可行的是，至少一个阻隔层连贯地设置在绝缘部件的外面和金属的壳体的外面上，以便保护连接部位。由此可以实现进一步减小溶剂或液体扩散透过至少一个绝缘部件。有利的是，至少一个阻隔层由塑料-铝-复合物构成。至少一个阻隔层优选由聚乙烯-铝-复合物构成。阻隔层在此特别是被构造成三层复合物，其包括承载层、阻隔物和热封层，其中，阻隔物设置在承载层和热封层之间。承载层特别是可以由聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚苯酰胺、聚醚砜、聚乙烯亚胺、聚邻苯二甲酸酯（Polyphtalat）或聚对苯二甲酸乙二醇酯构成，且直接设置在至少一个绝缘部件上。阻隔物尤其可以由铝膜构成。此外，阻隔物可以被构造成蒸镀到承载层上的铝层或陶瓷层。阻隔物用于防止或者减少扩散透过阻隔层。热封层特别是由聚乙烯构成，且用于通过热封在阻隔层与绝缘部件之间产生连接。承载层特别是由聚乙烯构成，阻隔物由铝构成，热封层由聚乙烯构成，从而形成称为PE-AL-PE-阻隔层的三层复合物。此外，阻隔层或阻隔物可以构造成氧化硅层。所述三层复合物优选包括特别是用于提高机械稳固性的其它层，其中，三层复合物特别是可以包括两个其它的层，因而是一种五层复合物。这里需要说明，也可以通过粘接或粘接带进行连接，如此后所述。根据本专利技术的一个方面，至少一个阻隔层设置在至少一个绝缘部件的与电池单体外围相邻的外面上。至少一个绝缘部件具有特别是多个表面。在此，所述多个表面包括至少一个与第一壳体部件相邻地布置的表面、至少一个与第二壳体部件相邻地布置的表面、至少一个与容纳电极复合物的内腔相邻地布置的表面和至少一个与电池单体外围相邻地布置的表面，其中，只有一个与电池单体外围相邻地布置的表面称为至少一个绝缘部件的外面。把至少一个阻隔层设置在至少一个绝缘部件的与电池单体外围相邻的外面上具有如下优点：该外面可从外围够到，因而可以简单地设置至少一个阻隔层。当然也可以把至少一个阻隔层设置在至少一个绝缘部件的与第一壳体部件、第二壳体部件或电池单体的内腔相邻地布置的表面上。此外也可以在至少一个绝缘部件的多个表面上分别设置一个阻隔层，它们特别是也可以一体地构造。根据本专利技术的另一方面，至少一个阻隔层整合到至少一个绝缘部件中。由此可以降低在电池单体的制造期间的安装成本，因为省去了在安装期间设置阻隔层。特别是可以把至少一个阻隔层整合到至少一个绝缘部件的内部中。换句话说，这意味着，整合到至少一个绝缘部件的内部中的阻隔层从外部至少部分地看不到。在此尤其也可行的是，把多个可以并排布置的阻隔层整合到绝缘部件中。有利地，第一壳体部件和/或第二壳体部件半壳状地构造。在此也可行的是，第一壳体部件和第二壳体部件相同地构造。特别地，半壳状地构造的第一壳体部件具有第一端面、第一内面和第一外面。第一内面在此系指第一壳体部件的与容纳电极复合物的内腔相邻地布置的表面。第一外面在此系指第一壳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池单体特别是锂离子电池单体，带有金属的壳体（2），其中，在该金属的壳体（2）中容纳着电极复合物（3），该金属的壳体（2）具有第一壳体部件（4）以及第二壳体部件（5），该第一壳体部件与所述电极复合物（3）的正极（8）电连接，该第二壳体部件与所述电极复合物（3）的负极（9）电连接，其中，所述电池单体（3）还具有至少一个绝缘部件（10），所述绝缘部件被构造用于使得两个壳体部件（4、5）彼此电绝缘，且设置在两个壳体部件（4、5）之间，其特征在于，所述至少一个绝缘部件（10）具有至少一个阻隔层（6）。

【技术特征摘要】
2015.12.17 DE 102015225705.31.一种电池单体特别是锂离子电池单体，带有金属的壳体（2），其中，在该金属的壳体（2）中容纳着电极复合物（3），该金属的壳体（2）具有第一壳体部件（4）以及第二壳体部件（5），该第一壳体部件与所述电极复合物（3）的正极（8）电连接，该第二壳体部件与所述电极复合物（3）的负极（9）电连接，其中，所述电池单体（3）还具有至少一个绝缘部件（10），所述绝缘部件被构造用于使得两个壳体部件（4、5）彼此电绝缘，且设置在两个壳体部件（4、5）之间，其特征在于，所述至少一个绝缘部件（10）具有至少一个阻隔层（6）。2.如权利要求1所述的电池单体，其特征在于，在所述金属的壳体（2）的外面（122、124）上设置至少一个阻隔层（6）。3.如前述权利要求中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述至少一个阻隔层（6）由塑料-铝-复合物构成，特别是由聚乙烯-铝-复合物构成。4.如前述权利要求中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述至少一个阻隔层（6）设置在所述至少一个绝缘部件（10）的与所述电池单体（1）的外围（13）相邻的外面（107）上。5.如前述权利要求1~3中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述阻隔层（6）整合到所述至少一个绝缘部件（10）中。6.如前述权利要求中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述第一壳体部件（4）和/或所述第二壳体部件（5）半壳状地构造。7.如权利要求6所述的电池单体，其中，半壳状地构造的所述第一壳体部件（4）具有第一端面（125）、第一内面（121）以及第一外面（122），半壳状地构造的所述第二壳体部件（5）具有第二端面（12...

【专利技术属性】
技术研发人员：F迪尔舍尔，H莱因沙根，R凯泽，S波勒，
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