袋状壳体制造技术

本发明专利技术涉及一种电池(14)的袋状壳体(28)，该袋状壳体具有由第一金属膜(34)制成的中空柱体形的中间部件(30)，该中间部件的端侧分别通过侧部件封闭(32)。侧部件(32)分别是由第二金属膜(48)制成的罐形的、具有边缘(46)和底部(44)的深冲件。本发明专利技术还涉及一种具有袋状壳体(28)的电池(14)和一种用于制造电池(14)的方法(54)。法(54)。法(54)。

Bag shell

【技术实现步骤摘要】
袋状壳体


[0001]本专利技术涉及一种电池的袋状壳体(Pouch
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)以及一种电池和一种用于制造电池的方法。

技术介绍

[0002]机动车越来越多地至少部分地通过电动机驱动，因此它们被设计为电动车辆或混合动力车辆。由多个单独的电池模块组成的高压电池通常用于为电动机供电。电池模块大多彼此结构相同并且彼此串联和/或并联电连接，使得施加在高压电池上的电压等于每个电池模块提供的电压的数倍。每个电池模块又包括多个电池，这些电池通常布置在共同的壳体中并且彼此串联和/或并联电连接。
[0003]每个电池又通常包括多个电池单元(Batteriezellen)，这些电池单元也称为原电池。这些电池单元分别具有两个电极，即阳极和阴极，以及布置在这两个电极之间的隔板和具有可自由移动的电荷载体的电解质。例如，液体被用作这样的电解质。在备选方案中，电池设计为固态电池并且电解质以固体形式存在。
[0004]构成电池的电极的阳极和阴极通常包括用作集流体的载体。在载体上通常固定有活性材料，该活性材料是施加在载体上的层的组成部分。在这种情况下，电解质可以已经存在于层中，或者事后引入电解质。但至少活性材料适合用于接收工作离子、例如锂离子。根据作为阳极或阴极的用途，使用用于载体的其它不同的材料和层的不同类型的材料。
[0005]为了保护电池单元，它们通常布置在电池的壳体中。电解液还被壳体保护免受环境影响。在一种实施方式中，壳体由实心金属制成，这提供了相对高水平的保护。但这增加了电池的体积和重量。由于机动车中的电池通常由其它构件、例如电池模块的壳体包围并且因此受到保护，因此可以使电池的壳体相对轻量化并且为此使用所谓的袋状壳体(或者说软包壳体)。对于袋状壳体，壳体由金属膜制成。因此减少了保护，但仍然可以将电池的电池单元作为一个共同的结构单元移动和装配，这简化了再加工。
[0006]在一种实施方式中，袋状壳体的金属膜按包装的样式直接包裹在电池单元周围，其中，金属膜被多次折叠。在这种情况下，金属膜可能在折叠位置的区域中受到过大的应力，从而空气可以灌入那里并且电解质可能在那里泄漏。在备选实施方式中存在两个外壳，这两个外壳由金属膜通过深冲制成。外壳在边缘侧彼此连接，并且各个单独的电池单元被封入外壳中。但因为金属膜由于重量原因仅具有相对较小的厚度，所以深冲时的最大深度受到限制，因此布置在这种袋状壳体内的电池单元的体积也受到限制。因此，这种电池的能量密度降低。由于袋状壳体的限制，电池的设计自由度也降低。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供电池的特别合适的袋状壳体、特别合适的电池和特别合适的用于制造电池的方法，其中，有利地提高能量密度和/或增加设计自由度。
[0008]该技术问题按照本专利技术在袋状壳体方面通过权利要求1的特征解决，在电池方面通过权利要求8的特征解决并且在方法方面通过权利要求9的特征解决。有利的扩展设计和设计方案是相应的从属权利要求的技术方案。
[0009]袋状壳体在按规定的状态下是电池的组成部分。袋状壳体适用于此，尤其为此提供和设置。电池又有利地包括至少两个电极，即阳极和阴极以及布置在阳极和阴极之间的隔板。电池单元通过两个电极和隔板适当地形成，并且电池具有多个这样的电池单元，这些电池单元分别通过另外的隔板或其它元件相互贴靠并且优选地彼此堆叠。在此，一个或多个电池单元优选由袋状壳体包围并且因此至少部分地受到保护。
[0010]在按规定的状态下，电池优选地是机动车的组成部分。电池适用于此，尤其为此提供和设置。在按规定的状态下，电池例如是机动车的能量存储器的组成部分，该能量存储器具有多个这样的电池。在这种情况下，电池优选地被分成多个电池模块，这些电池模块又在结构上彼此相同。电池尤其布置在能量存储器或相应的电池模块的壳体中并且彼此并联和/或串联电连接。施加在能量存储器/电池模块上的电压因此是由每个电池提供的电压的数倍。适宜地，全部电池在此在结构上彼此相同，这简化了制造。能量存储器的壳体或相应电池模块的壳体优选地由金属制成，例如钢、例如不锈钢，或铝合金。例如，压铸过程用于制造。尤其地，能量存储器或相应电池模块的壳体设计为封闭的。适宜地，将接口引入能量存储器或相应电池模块的壳体中，该接口构成能量存储器/电池模块的连接端。接口在此与电池电接触，因此只要将相应的插头插在连接端上，就可以从能量存储器外部从电池中获取电能和/或输入电能。
[0011]机动车优选地在陆地上运行并且优选地具有多个车轮，其中至少一个车轮、优选多个或全部车轮通过驱动装置被驱动。适合地，这些车轮中的一个车轮、优选多个轮子设计为可控制的。因此，机动车可以不依赖于特定的车道、例如轨道等移动。在这种情况下，适宜地可以将机动车基本上任意地定位在尤其由沥青、焦油或混凝土制成的车道上。机动车例如是商用车、例如货车(LKW)或公共汽车。但特别优选地，机动车是轿车(PKW)。
[0012]机动车适宜地借助于驱动装置移动。例如，驱动装置、尤其主驱动装置至少部分设计为电气的，并且机动车例如是电动车辆。电动机例如借助于能量存储器运行，该能量存储器适合地设计为高压电池。通过高压电池适宜地提供直流电压，其中，该电压例如处于200V至800V之间并且例如基本上为400V。优选地，在能量存储器和电动机之间设置有电气的变流器，通过该变流器来调节对电动机的供电。在一种备选方案中，驱动装置还具有内燃机，从而机动车设计为混合动力机动车。在一种备选方案中，机动车的低压车载电网通过能量存储器供电，并且通过能量存储器尤其提供12V、24V或48V的直流电压。
[0013]在另一备选方案中，电池是陆地运输车辆、工业设施、手持设备如工具、尤其蓄电池螺丝刀之类的组成部分。在另一备选方案中，电池是能量供应装置的组成部分并且在那里例如用作所谓的缓冲电池。在另一备选方案中，电池是便携式设备、例如便携式移动电话或其它可穿戴设备的组成部分。也可以在野营区域、模型建造区域或针对其它户外活动使用这种电池。
[0014]袋状壳体具有由第一金属膜制成的中间部件。第一金属膜在此由金属制成并且在由其制造中间部件之前例如具有基本上呈二维的构造。尤其地，第一金属膜的厚度小于0.1mm。中间部件设计为空心柱体形并且尤其通过折叠或弯曲第一金属膜而制成。在此，第
一金属膜适宜地呈矩形，这使制造变得容易。中空柱体形的中间部件的横截面例如是任意的并且例如呈圆形、矩形或者适应于可能的布置在袋状壳体内的电池单元的几何形状。尤其地，为了制造中间部件，将第一金属膜的两个相对置的边缘彼此叠置，从而形成重叠部。适宜地将这两个边缘彼此固定，这增加了稳定性。
[0015]中空柱体形的中间部件因此具有柱体轴线和两个端侧，这两个端侧位于中间部件的相对置的端部处并且垂直于柱体轴线。这两个端侧分别通过侧部件封闭。优选地，两个侧部件优选地以流体密封的方式固定在中间部件上。因此避免了流体流入和/或从其中流出。例如，这些侧部件与中间部件焊接或粘贴。尤其地，内部容积由中间部件和两个端侧完全包围，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池(14)的袋状壳体(28)，具有由第一金属膜(34)制成的中空柱体形的中间部件(30)，该中间部件的端侧分别通过侧部件(32)封闭，其中，所述侧部件(32)分别是由第二金属膜(48)制成的罐形的、具有边缘(46)和底部(44)的深冲件。2.根据权利要求1所述的袋状壳体(28)，其特征在于，所述边缘(46)在周侧由所述中间部件(30)包围并且直接贴靠在所述中间部件上。3.根据权利要求2所述的袋状壳体(28)，其特征在于，所述底部(44)相对于所述边缘(46)偏移到所述中间部件(30)的内部。4.根据权利要求1至3中任一项所述的袋状壳体(28)，其特征在于，所述第一和第二金属膜(34、48)在直接机械贴靠的区域中配设有能密封的第一塑料涂层(42)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的袋状壳体(28)，其特征在于，所述中间部件(30)和所述侧部件(32)在外侧上配设有第二塑料涂层(52)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的袋状壳体(28)，其特征在于，所述中间部件(30)具有矩形的...

【专利技术属性】
技术研发人员：P施诺菲尔，
申请(专利权)人：大众汽车股份公司，
类型：发明
国别省市：