电化学电池和制造该类电池的方法技术

一种电化学电池(1)，其具有至少一个设置在电化学电池的壳体(4)内部的电极堆栈(2)，其中，电极堆栈(2)具有至少一个第一电极层(5)和一个第二电极层(6)，其中，在第一电极层(5)和第二电极层(6)之间设置隔离层(7)，并且其中，第一电极层(5)相比于第二电极层(6)具有较小的平面扩展，并且其中，在毗邻第一电极层(5)处设置特别是在力学上稳定的边缘层(8)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】描述本专利技术涉及一种电化学电池，其带有电极堆栈，特别是具有多层活性材料的电极堆栈。本专利技术还涉及一种制造上述电化学电池的方法。本专利技术还涉及一种具有最少一个上述电化学电池的电池组(Batterie)。对于锂离子电池，众所周知的是，其阳极和阴极是交替(abwechselnd)设置的，其中，阳极和阴极之间总是设有隔离物(Separator)。特别是对于锂离子电池，一般情况下阴极相比于阳极具有一个较小的平面扩展(fliichige Ausdehnung)。其结果是,在阴极的边缘区域可能形成缝隙，以至于阳极在这一区域可以被弯曲，特别是在对电化学电池施加外部的压力时更是如此。在被多次弯曲的位置处，电化学电池可能表现出老化迹象(Alterungserscheinungen)。 本专利技术的任务是，提供改进的电化学电池。本专利技术的基本任务是通过具有至少一个电极堆栈的电化学电池达成的，该电极堆栈设置于电化学电池的壳体(Umhilllung)内部，其中，电极堆栈具有至少一个阴极层和一个阳极层，其中，第一电极层和第二电极层之间安设隔离层，并且其中，阴极层相比于阳极层具有一个较小的平面扩展。这种电化学电池更进一步的特点是，毗邻第一电极层设置边缘层。边缘层最好被设计为在力学上是稳定的。在本专利技术的范畴中，电极堆栈被理解为一种设备，该作为伽伐尼电池的组件的设备还用于存储化学能并输出电能。此外，电极堆栈具有多个片状元件；至少两个电极，即特别是阳极和阴极；以及，至少部分地吸收了电解质的隔离物。最好是将至少一个阳极、一个隔离物和一个阴极相叠地安放或者说堆叠，其中，隔离物至少部分地设置于阳极和阴极之间。这种阳极、隔离物、阴极的序列，可以在电极堆栈内部任意多次地重复。片状元件最好是绕成电极卷轴(Elektrodenwickel)。在下文中电极堆栈”这一概念也适用于电极卷轴。在输出电能之前，储存的化学能被转化为电能。在充电过程中，被馈送给电极堆栈更准确地说伽伐尼电池的电能，被转化为化学能并加以保存。电极堆栈最好是具有多个电极对和隔离物。特别优选的是，一些电极相互之间，特别是共同，形成电连接。在本专利技术的框架中壳体被理解为至少部分将外界与电极堆栈隔开的界限。壳体最好是气密性的和液密性的，以至于不可能发生和周围环境的物质交换。电极堆栈被设置于壳体内部。至少一个导电体，特别是两个导电体延伸到壳体之外，并用于连接电极堆栈。向外延伸的导电体此处最好是构成电化学电池的正极端口(Pluspolanschluss)和负极端口(Minuspolanschluss)。然而，也可以有更多的导电体,特别是四个导电体延伸出壳体。此处，当电化学电池具有两个互相串联的电极堆栈时，那么不同电极堆栈中的两个电极相互连接。此处，导电体是一种由导电的材料制成的元件。它用于在两个就几何意义而言彼此分开的点之间导电。在本专利技术中，导电体与电极堆栈相连。特别地，导电体与电极堆栈中所有同类的电极相连，无论与阴极或是与阳极相连。当然，导电体不能与一个电极堆栈的阴极和阳极同时连接，因为这可导致短路。然而，导电体可以与来自不同电极堆栈的不同电极连接，例如将两个电极堆栈串联。至少一个导电体延伸出壳体，并且因此可以用于将电化学电池与外界相连。导电体可以和一个或者更多的电极整体成型。导电体特别是不能用活性电极材料来涂覆，以此可以看出导电体和电极之间的界限。通过在第一电极层设置边缘层，可以在力学上加强阴极层。通过这种加强，实现在恒定的压力下降低电极层，特别是阴极层的表面压力(Flachcnprcssung 因此，阴极层和边缘层最好设置在一个共同的平面上。与第一电极层接触且特别是在第一电极层的边缘区域与阴极层重叠的隔离层，其可以得到边缘层的支撑。由此特别地，设置在隔离层的与第一电极层相背离的侧面上的阳极层，也得到边缘层的间接支撑。由此，特别是减少了可能在隔离层的重叠区域中产生的，并且特别是还可能在第二电极层的边缘区域产生的弯曲(Abbiegung)。此外，特别是当从外部对电化学电池施加力，特别是施加压力之后，能够出现这种弯曲。特别是在制造电化学电池时也可能出现这种情况。边缘层最好设置在第一电极层的至少一个侧面上。特别地，边缘层设置在导电体会由此处连接到阴极层的、第一电极层的侧面上。导电体因此最好不用活性电极材料涂覆。 就此而言，导电体可以具有比第一电极层的截面厚度(Querschnittsdicke)更小的截面厚度。因为在导电体的区域内使用边缘层，由此可使导电体的截面厚度与一确定的边缘层的截面厚度相结合，成为与在导电体和第一电极层之间的接口区域的阴极层的截面厚度相当的截面厚度。边缘层最好至少设置在第一电极层的两个相对的侧面上。基本上，边缘层同样可以被分成多个边缘层部分，特别是多个互不相连的边缘层部分。因此可以特别地确保，当阴极层与第二电极层中心对齐时，它们在第二电极层的两个轴向的突出(Uberstanden)处可借助边缘层得到支撑。边缘层最好是环绕阴极层设置。由此，围绕阴极层的环绕区域可以被强化。特别地，阳极层因此在边缘层的环绕区域内得到支撑。边缘层可以形成环绕并特别地支撑阴极层的框架。电极层连同边缘层最好构成复合层。该复合层在此最好具有与连续的阴极层所拥有的力学特性相同的力学特性。因此，所有由第一电极层的小的平面扩展所造成的缺点可以被弥补。复合层的长度最好与第二电极层的长度相当。复合层的宽度最好与第二电极层的宽度相当。复合层的外围最好与第二电极层的外围相当。在此，“相当(entsprechen)”意味着一种广义的大小概念。其中，特别是理解为制造技术上的有前提的容许误差(Toleranz)。更进一步，在两个长度规格之间的矫正百分比区域内的误差是全部可以接受的。相对于几何表面积，误差最好是相对小的，特别是小于5%。边缘层最好具有基本上与第一电极层的截面厚度相当的截面厚度。边缘层最好具有大致与第一电极层的硬度相当的硬度。凭借特别相似的力学特性、特别相似的弹性和/或可塑性特性，边缘层可以模拟被扩展的阴极层。特别地，第一层可以是阴极层，以及第二层可以是阳极层。此外，本专利技术通过制造通用的电化学电池的方法来解决，其中在电极层的至少一个侧面上设置边缘层。边缘层和第一电极层可以设置在一个共同的平面上。边缘层可以设置在第一电极层的至少一个侧面上，特别是设置在导电体会由此连接第一电极层的第一电极层的侧面上。边缘层最好是可以至少设置在第一电极层的两个相对的侧面上。进一步优选的是，边缘层可以环绕第一电极层设置。优选的是，将第一电极层和边缘层结合构成复合层。在这里参考前述优点。本专利技术更 多的优点、特征和应用可能性在以下结合附图来说明。此处展示图I :以截面图显示使用平面构造方式的、依据本专利技术的电化学电池；图2 :以截面图显示在设置边缘层之前根据图I的电化学电池的详细视图；图3 :以截面图显示在设置边缘层之后根据图I的电化学电池的详细视图；图4 a)显示在设置边缘层之前根据图I的电化学电池的阴极；b)显示在设置边缘层之前根据图I的电化学电池的阴极；以及图5 a)显示在设置边缘层之前根据图I的可选的阴极；b)显示在设置边缘层之后根据图I的可选的阴极；c)显示根据图I的电化学电池的阳极。图I中，显示依据本专利技术的电化学电池I。电化学电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.10.05 DE 102009048237.71.ー种电化学电池(I)，其具有至少ー个设置在所述电化学电池的壳体(4)内部的电极堆栈(2)，其中，所述电极堆栈(2)具有至少ー个第一电极层(5)和ー个第二电极层(6),其中，在所述第一电极层(5)和所述第二电极层(6)之间设置有隔离层(7)，并且其中，所述第一电极层(5)相比于所述第二电极层(6)具有较小的平面扩展， 其特征在干， 在毗邻所述第一电极层(5)处设置有边缘层(8)，所述边缘层特别地在力学上是稳定的。2.如权利要求I所述的电化学电池， 其特征在干， 所述第一电极层(5)和所述边缘层(8)设置在同一平面(E)上。3.如权利要求I或2所述的电化学电池， 其特征在干， 所述边缘层(8)至少设置于所述第一电极层(5)的一个侧面(9)处，特别是设置在导电体(3)会通过其与所述第一电极层(5)相连的第一电极层的侧面处。4.如前述权利要求中至少ー项所述的电化学电池， 其特征在干， 所述边缘层(8)至少设置在所述第一电极层(5)的两个相对的侧面(9)上。5.如前述权利要求中至少ー项所述的电化学电池， 其特征在干， 所述边缘层(8)环绕所述第一电极层(5)设置。6.如前述权利要求中至少ー项所述的电化学电池， 其特征在干， 所述第一电极层(5)连同所述边缘层(8) —起形成复合层(10)。7.如前述权利要求中至少ー项所述的电化学电池， 其特征在干， 所述复合层(10)的长度(L3)与所述第二电极层(6)的长度(L2)相当。8.如前述权利要求中至少ー项所述的电化学电池， 其特征在干， 所述复合层的宽度与所述第二电极层出)的宽度相当。9.如前述权利要求中至少ー项所述的电化学电池， 其特征在干，...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔格·凯瑟，克劳斯鲁伯特·霍恩桑纳，
申请(专利权)人：锂电池科技有限公司，
类型：发明
国别省市：