本发明专利技术涉及一种具有多个电化学的袋状电池单体(1)的电池单体模块(10)，每个袋状电池单体至少具有第一电极和第二电极(2，3)、隔板(4)及柔性的外壳(5)，且具有圆形的外部边缘(8)和通孔(7)，在每个袋状电池单体的外部边缘(8)处布置有外部电池单体极(28)，在通孔(7)的内部边缘(9)处布置有内部电池单体极(29)，电池单体模块(10)具有内部集电器(17)和外部集电器(14)，袋状电池单体(1)沿中轴线(11)的方向构成堆且布置成使得内部集电器(17)延伸穿过通孔(7)，内部电池单体极(29)与内部集电器(17)导电地相连接，外部电池单体极(28)与外部集电器(14)导电地相连接。本发明专利技术还涉及一种车辆。辆。辆。
【技术实现步骤摘要】
具有多个电化学的袋状电池单体的电池单体模块和车辆
[0001]本专利技术涉及一种具有多个电化学的袋状电池单体的电池单体模块，其中每个袋状电池单体至少具有第一电极和第二电极、布置在这些电极之间的隔板以及柔性的外壳。本专利技术还涉及一种具有这样的电池单体模块的车辆。
技术介绍
[0002]还被称为软包电池单体或咖啡包电池单体(Coffeebag
‑
Zellen)的袋状电池单体以各种实施方式已由现有技术所公知。在此涉及一种锂离子蓄电池的结构形式，其中与具有固定壳体(硬壳)的电池相比，电化学活性材料被例如由塑料
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铝复合箔制成的柔性的外壳封闭。通过这种构型，袋状电池单体具有较轻的重量和较为紧凑的尺寸，然而由于外壳比较薄，因此通常更容易受到来自外部的机械负载和损坏，并且此外在电池单体内压升高时袋状电池单体的体积有可能会增大。在将电池单体组合为电池单体堆时必须考虑这两个因素，以便除了紧凑的布置方式之外还能确保安全运行。就此而言，从DE 10 2014 117 396A1中已知一种具有由方形袋状电池单体构成的堆(Stack)的模块，在该模块中，各个电池单体相对于堆叠方向倾斜地定向。
技术实现思路
[0003]在此背景下提出如下目的，提供一种电池单体模块，在该电池单体模块中，电池单体以稳定且紧凑的方式被组合并且在电池单体模块内高效地接触。
[0004]为了实现该目的，提出一种电池单体模块，该电池单体模块具有多个电化学的袋状电池单体，其中每个袋状电池单体至少具有第一电极和第二电极、布置在这些电极之间的隔板以及柔性的外壳，其中每个袋状电池单体具有圆形的外部边缘和布置在其中心的圆形的通孔，其中在每个袋状电池单体的外部边缘处布置有外部电池单体极，并且在径向内部的边缘处布置有内部电池单体极，其中电池单体模块具有被设计为圆柱杆形的内部集电器和被设计为圆柱形外壳的外部集电器，其中内部集电器沿电池单体模块的中轴线延伸，并且外部集电器与内部集电器同心地布置，其中，袋状电池单体沿中轴线的方向构成堆并且布置成使得内部集电器延伸穿过袋状电池单体的通孔，其中内部电池单体极与内部集电器导电地相连接，并且外部电池单体极与外部集电器导电地相连接。
[0005]在根据本专利技术的电池单体模块中，各个袋状电池单体在中央的内部集电器上相继排列并且以这种方式沿中轴线彼此堆叠(堆垒)。在此，柱形的内部集电器用作袋状电池单体的引导件和保持元件并且同时用于电接触内部电池单体极。
[0006]优选地，各个袋状电池单体大体上被设计为具有中央的通孔的圆盘或扁平的圆柱体，使得其能够通过这种造型以简单且稳健的方式放置在内部集电器上并且进行接触。尤其，电池单体模块的所有袋状电池单体被设计成相同的。袋状电池单体的尺寸在径向方向上通过外部周向的半径来确定，并且在垂直于径向方向的方向上通过在袋状电池单体的厚度方向上的延伸尺寸来确定。优选地，每个袋状电池单体的厚度最大和外部周向的半径一
样大，特别优选地最大和该半径的一半一样大，并且非常优选地最大和该半径的四分之一一样大。除了内部集电器之外，电池单体模块还具有圆柱形外壳状的外部集电器，该外部集电器接触袋状电池单体的外部电池单体极并且同时形成径向的壁部，电池单体堆通过该壁部被稳定地围住。以这种方式紧凑且可靠地支承袋状电池单体，其中这两个集电器除了电接触之外还确保电池单体的稳定的机械支承或固定。
[0007]优选地，袋状电池单体是金属离子蓄电池，尤其是锂离子蓄电池。每个电池单体的电极和隔板尤其被设计为箔片。在此，每个电极尤其具有用作电流导体的金属层和由电化学活性材料制成的另外的层，该另外的层平面地贴靠在金属层上并且优选地完全覆盖该金属层的两个表面中的一个表面。隔板例如可以是用液体电解质浸渍过的多孔层。还可以设想既用作隔板又用作离子导体的固体聚合物电解质。根据本专利技术的电池单体具有至少一个阳极和至少一个阴极，然而，还可以具有多个例如呈堆叠状布置在电池单体中的阳极和阴极。该阳极和阴极或这些阳极和阴极的电流导体各自导电地与这两个电池单体极中的一个电池单体极相连接。优选地，阳极的电流导体与内部(并且因此与正)电池单体极相连接，并且阴极的电流导体与外部(并且因此与负)电池单体极相连接。替代性地，内部电池单体极还可以是负极并且外部电池单体极是正极。
[0008]由电极和隔板构成的组件在每个电池单体中被柔性的外壳包围，其中该外壳尤其气体密封且液体密封地封闭电极和隔板。该外壳例如可以由塑料
‑
金属复合材料制成。优选地，内部集电器和外部集电器相应地由诸如铜或铝、或含铜和/或含铝的合金的金属制成。例如，内部集电器可以是杆形的实心或空心圆柱体。外部集电器例如可以由成形为圆柱形外壳的金属板制成。
[0009]根据本专利技术的一个有利的设计方案，在袋状电池单体之间布置有导热垫、间隙垫(Gap Pads)。导热垫尤其是具有居中布置的、被内部集电器穿过的通孔的圆盘。以这种方式，袋状电池单体和导热垫沿集电器构成堆，袋状电池单体和导热垫在该堆中交替。因此，内部集电器有利地除了接触内部电池单体极之外还用作导热垫的保持元件和引导件。尤其，导热垫的径向延伸尺寸的半径最大和袋状电池单体的半径一样大。优选地，导热垫的半径小于袋状电池单体的半径。电池单体模块所有导热垫尤其被设计成相同的。
[0010]本专利技术的一个有利的设计方案提出：内部电池单体极由两个条形的导体构成，和/或外部电池单体极由两个条形的导体构成，其中这两个导体沿径向方向延伸并且在周向方向上以180
°
彼此偏置地布置。尤其，导体条可以由金属板制成、例如由铜或铝制成的金属板。替代性地可设想的是：内部电池单体极和/或外部电池单体极环形地在袋状电池单体的整个内部边缘或外部边缘上延伸，并且在整个(内部或外部)周向上贴靠在内部集电器或外部集电器处。
[0011]本专利技术的一个有利的设计方案提出：内部电池单体极由至少三个条形的导体构成，和/或外部电池单体极由至少三个条形的导体构成，其中导体沿径向方向延伸并且在周向方向上均匀分布地布置。换言之，内部电池单体极和/或外部电池单体极可以相应地由n个条形的导体构成，这些导体以360
°
/n彼此偏置。
[0012]根据本专利技术的一个有利的设计方案，内部电池单体极的条形的导体与内部集电器相焊接，和/或外部电池单体极的金属条与外部集电器相焊接。以这种方式确保了电池单体的可靠的且在机械上可承受负载的电接触，其中经焊接的电池单体极还可以实现电池单体
在电池单体模块内的稳健的固定。
[0013]根据本专利技术的一个有利的设计方案，外部集电器具有凹槽，其中外部电池单体极的条形的导体穿过这些凹槽而突出并且与外部电池单体极的径向向外指向的外表面相焊接。优选地，这些凹槽是水平的(即垂直于中轴线延伸的)、被条形的导体穿过的槽缝。外部电池单体极的导体在外部集电器之外优选地向上或向下弯曲并且平面地贴靠在外部集电器的径向向外指向的表面上。
[0014]根据本专利技术的一个有利的设计方案，电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有多个电化学的袋状电池单体(1)的电池单体模块(10)，其中每个袋状电池单体(1)至少具有第一电极和第二电极(2，3)，布置在所述电极(2，3)之间的隔板(4)以及柔性的外壳(5)，其特征在于，每个袋状电池单体(1)具有圆形的外部边缘(8)和布置在其中心的圆形的通孔(7)，其中在每个袋状电池单体(1)的外部边缘(8)处布置有外部电池单体极(28)，并且在所述通孔(7)的内部边缘(9)处布置有内部电池单体极(29)，其中所述电池单体模块(10)具有被设计为圆柱杆形的内部集电器(17)和被设计为圆柱形外壳的外部集电器(14)，其中所述内部集电器(17)沿所述电池单体模块(10)的中轴线(11)延伸，并且所述外部集电器(14)与所述内部集电器(17)同心地布置，其中所述袋状电池单体(1)沿所述中轴线(11)的方向构成堆并且布置成使得所述内部集电器(17)延伸穿过所述袋状电池单体(1)的通孔(7)，其中所述内部电池单体极(29)与所述内部集电器(17)导电地相连接，并且所述外部电池单体极(28)与所述外部集电器(14)导电地相连接。2.根据权利要求1所述的电池单体模块(10)，其特征在于，在所述袋状电池单体(1)之间布置有导热垫(2)、间隙垫。3.根据权利要求1所述的电池单体模块(10)，其特征在于，所述内部电池单体极(29)由两个条形的导体构成，和/或所述外部电池单体极(28)由两个条形的导体构成，其中所述两个导体沿径向方向延伸并且在周向方向上以180
°
彼此偏置地布置。4.根据权利要求1所述的电池单体模块(10)，其特征在于，所述内部电池单体极(29)由至少三个条形的导体构成，和/或所述外部电池单体极(28)由至少三个条形的导体构成，其中所述导体沿径向方向延伸并且在所述周向方向上均匀分布地布置。5.根据权利要求3或4所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：保时捷股份公司，
类型：发明
国别省市：
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