电化学单元及其制造方法技术

一种电化学单元（100），其具有至少一个电极堆（150），所述电极堆（150）具有至少一个导体设备（110）和至少一个外壳（130）。外壳（130）至少部分地包围电极堆（150）且具有用于至少一个导体设备（110）从外壳的内部到外部的至少一个贯穿位置（140）。至少一个保护设备（120）被安置在贯穿位置（140）处，以保持外壳（130）在所述贯穿位置（140）的区域内的基本上流体密封的特性，即，以使外壳（130）和/或在贯穿位置（140）的区域中的密封接缝的损坏的危险变得最小。

【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包括电极堆的电化学单元，所述电极堆具有导体设备和至少一个外壳，导体设备穿过所述外壳。本专利技术还涉及一种用于制造这样的电化学单元的方法。在操作电化学单元时，特别是电池单元或二级电池单元，特别是用于电动和混合动力交通工具的，例如牵引、混合或起动器电池的高容量的电池单元，用于不间断电源(UPS)的电池和太阳能电池，且特别是在基于锂的二级电池单元的情况下，为了特定的电池寿命需要确保可靠的电池操作。这样的电池例如从EP1394874B1已知。然而，也需要在不利的操作条件下，例如，在较强的“机械”负载下，确保电池无差错地运作。在这样的操作条件下可发生的是，从外壳突出的导体设备可以损坏外壳，因此，例如可以泄露电解质，或发生与外壳的短路。因此，本专利技术的目的是提供一种改进的电化学单元。这将根据本专利技术通过独立权利要求的教导来实现。本专利技术的优选的改进方案构成从属权利要求的主题。正如下面将详细描述的，提供了具有至少一个电极堆的电化学单元以实现该目的，所述电极堆具有至少一个导体设备和至少一个外壳。外壳至少部分地包围电极堆，且具有至少一个导体设备的贯穿位置-从外壳的内部到外部。根据本专利技术，电化学电池的特征在于，至少一个保护设备被设在贯穿位置，以保持外壳在该贯穿位置处的实质上流体密封的特性。保护设备优选地具有至少一种聚合物，优选为聚丙烯和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯。因此其优点在于，可以容易地且经济地提供保护设备。因此，一个优点是，由于其化学和物理性质，将聚合物集成到电化学单元内是特别简单的。例如，依赖其结晶度，聚丙烯的熔点在130°C和171°C之间。在制造本专利技术的电化学单元时，这可以被有利利用，以及保护设备或其包含聚丙烯的部分可以随后被热成形。由此可能的是，能够至少部分地将保护设备设在导体设备的通过外壳-从外壳的内部到外部-的贯穿位置，以及例如随后通过热处理使其成形，例如在此期间部分地或完全地将其熔化。因此可能的是，将保护设备全部地或部分地接合到例如所述外壳。此外，完全地或部分地由聚丙烯构成的保护设备可以被经济且方便地生产，因为例如通过注塑或成形技术，聚丙烯可以很容易地被处理。聚对苯二甲酸乙二醇酯由于其化学和物理性质，也允许其特别简单地集成到电化学单元中。例如，依赖于其结晶度和聚合度，聚对苯二甲酸乙二醇酯的熔点在235° C和260° C之间。这在制造根据本专利技术的电化学单元时可以被有利利用，保护设备或其包含聚对苯二甲酸乙二醇酯的部分形成为纤维或纤维网(Vlies)或箔，并热成形。因此可能的是，能够至少部分地将保护设备布置在通过外壳-从外壳的内部到外部-的导体设备的贯穿位置，其后例如通过热处理使其成形，例如在此期间全部地或部分地将其熔化。因此可能的是，将保护设备全部地或部分地接合到例如所述外壳。此外，全部或部分地由聚对苯二甲酸乙二醇酯构成的保护设备而且能够被经济和方便地生产。因此，其它的优点是，通过使用被构建为纤维网的聚对苯二甲酸乙二醇酯，优选地通过挤压加工而引入的聚丙烯，获得在成形后保持稳定、特别是尺寸稳定的物质，并例如可与例如具有含有聚丙烯的层的外壳熔合或熔融。保护设备的聚丙烯部分可以首先在此被连接，特别是熔合或熔融到外壳的具有聚丙烯的层，并因此提供了外壳(特别是在通过外壳的导体设备的贯穿位置)的特别紧密的密封，特别是为保护设备的聚对苯二甲酸乙二醇酯部分提供了保护，使外壳免受损伤，特别是免受导体设备的损伤。电化学单元应被理解为用于能量的电存储的任何类型的设备。从而该术语特别定义了初级或二级类型的电化学单元，还定义了诸如电容器的其他形式的能量存储器。电极堆具有至少一个阴极、一个阳极和具有电解质的分隔器。此外，电极堆被理解为作为用作电化学单元的组件的设备，其还用于存储化学能并用于输出电能。为此，电极堆具有多个板状元件，至少两个电极(阳极和阴极)、和至少部分地吸收电解质的分隔器。优选地，至少一个阳极、一个分隔器和一个阴极被放置为或层叠为一个在另一个上，其中分隔器至少部分地设在阳极和阴极之间。阳极、分隔器和阴极的这种顺序可以在电极堆内任意次地重复。板状元件也可以被缠绕成电极卷。术语电极堆还可以用于电极卷。在输出电能之前，所存储的化学能被转换成电能。在充电期间，供给到电极堆、或伽伐尼单元的电能被转换成化学能并被存储。电极堆优选为具有多对电极和分隔器。特别优选的是，一些电极相互连接，特别是电连接。以单数形式使用的术语电极堆不排除也可以表示多个电极堆。外壳被理解为限制电极堆向外的至少部分的边界。外壳优选为流体密封的，即气密和液密的，使得不能与周围环境发生物质交换。电极堆优选为被设在外壳内。外壳内部的表述从而优选地指外壳的朝向电极堆的一侧，及外壳外部的表述优选地指外壳的背离电极堆的一侧。导体设备可以具有至少一个电流导体和/或至少一个导体片，或由至少一个电流导体和/或至少一个导体片组成。导体设备用于在彼此间隔一定距离的两点，例如电化学单元和负载之间传导电流。导体设备优选为接触电极堆。导体设备优选为从电极堆延伸到环境中。围绕电极堆有至少部分的外壳时，导体设备可以因此穿过外壳，优选为在从外壳的内部到外壳的外部的方向上。电流导体是由导电物质制造的元件。其用于在两个几何上相互分离的点之间传导电流。在本案中，电流导体还被理解为使电子从一个电极在向电负载的方向上流动的设备。电流导体也可以在电流的相反方向上工作。电流导体可以电连接到电极或活性电极块，或电极堆的电极的导体片，并再连接到连接导线。电流导体的形状适合于电化学单元或电极堆的形状。电流导体优选地被构建为板状或箔状。电极堆的每个电极或每个导体片优选为具有其自己的电流导体，以及相同极性的电极或导体片被连接到共同的电流导体。电流导体可以在两个电极堆之间形成导电连接。至少一个电流导体优选地还与导体片导热连接。电流导体可以优选地具有到至少一个导体片的导热和/或导电连接。导体片连接到电极堆。特别地，导体片从而连接到电极堆的所有相同类型的电极，即与阴极连接或与阳极连接。显然，导体片不同时连接电极堆的阴极和阳极，因为这样做会引起短路。然而，例如在两个电极堆串联连接的情况下，导体片可以因此被连接到不同电极堆的不同电极。导体片可以与一个或多个电极一体地形成。特别是在导体片没有被涂覆有活性电极物质的情况下，可以看出导体片和电极之间的界线。导体片可以由优选为铝或铜的导电和/或导热物质制成，被形成为单件的或多件的，以及为单层的或多层的。保护设备优选为至少部分地布置在外壳和导体设备之间。通过这样的布置有利于减少，优选为最小化，优先为防止导体设备损坏外壳。电极堆优选地包括多个(至少两个)阴极、阳极和分隔器。电极堆进一步优选为具有多个(至少10个)阳极、阴极和分隔器。电极堆进一步优选为具有30个阴极和阳极，以及60个分隔器。阴极、阳极和分隔器每个都是板状的。导体设备优选为至少部分地具有导电材料，优选为导电和导热的物质，特别是铜和/或铝。导体设备的设计优选为适合于电化学单元或电极堆的设计。优选为导体设备具有箔状或板状的设计或导体设备至少部分地具有板状或箔状元件。导体设备优选地被构建为多部分的，优选为具有导体片和所附接的、优选为通过超声波焊接附接的电流导体。但是，导体设备也优选为被构建为一体的。导体设备优选地具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：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：
国别省市：