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Title:
ENERGY STORE WITH AN INSULATION ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/095193
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to an insulation element (10) for preventing electrical flashover between two electrochemical cells (12) of an energy store, which electrochemical cells are arranged adjacent to one another and each have a region with a height (15), a head (16) and a bottom (18), said regions being directed toward one another, wherein the insulation element (10) can be arranged at least partially between the adjacent cells (12), wherein the insulation element (10) has a height (14) which is greater than or equal to the height (15) of the regions which are directed toward one another, and wherein the insulation element (10) has at least one region (17) by way of which the head (16) or the bottom (18) of at least one cell (12) can be at least partially covered. An insulation element (10) of this kind can provide, in particular in an advantageous manner, good insulation of two cells (12) with respect to one another. The present invention also relates to an energy store having an insulation element (10) of this kind.

Inventors:
RIEFLER MICHAEL (DE)
KLEMEN THOMAS (DE)
FEIGL MARKUS (DE)
BERG ANSELM (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/074043
Publication Date:
June 26, 2014
Filing Date:
November 18, 2013
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
H01M10/653; H01M50/40; H01M10/647
Foreign References:
EP2202824A12010-06-30
EP2315293A12011-04-27
EP1939956A12008-07-02
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Claims:
Ansprüche

1 . Isolationselement zum Verhindern eines elektrischen Überschlags zwischen zwei benachbart angeordneten und jeweils einen zu einander gerichteten Bereich mit einer Höhe (15), einen Kopf (16) und einen Boden (18) aufweisenden elektrochemischen Zellen (12) eines Energiespeichers, wobei das Isolationselement (10) zumindest teilweise zwischen den benachbart angeordneten Zellen (12) anordbar ist, wobei das Isolationselement (10) eine Höhe (14) aufweist, welche größer oder gleich der Höhe (15) des zueinander gerichteten Bereichs ist, und wobei das Isolationselement (10) zumindest einen Bereich (17) aufweist, mit welchem der Kopf (16) oder der Boden (18) wenigstens einer Zelle (12) zumindest teilweise abdeckbar ist.

2. Isolationselement nach Anspruch 1 , wobei das Isolationselement (10) einen elektrisch isolierenden Kunststoff aufweist.

3. Isolationselement nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Isolationselement (10) zumindest teilweise eine thermische Leitfähigkeit aufweist, die in einem Bereich von größerer oder gleich 0,2 W/m*K liegt.

4. Isolationselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das

Isolationselement (10) eine Temperierstruktur zum Temperieren wenigstens einer Zelle (12) aufweist.

5. Isolationselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das

Isolationselement (10) zum im Wesentlichen vollständigen Umschließen des zu einer benachbart angeordneten Zelle (12) gerichteten Bereichs, des Kopfs (16) und des Bodens (18) einer Zelle (12) ausgestaltet ist.

6. Isolationselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das

Isolationselement (10) wannenartig ausgestaltet ist.

7. Isolationselement nach Anspruch 6, wobei das Isolationselement (10) an einem Seitenbereich geöffnet ist.

8. Isolationselement nach Anspruch 6, wobei das Isolationselement (10) an einem Kopfbereich oder an einem Bodenbereich geöffnet ist.

9. Isolationselement nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das

Isolationselement (10) eine Mehrzahl an wannenartig begrenzten Aufnahmebereichen zum Aufnehmen einer Mehrzahl von Zellen (12) aufweist.

10. Energiespeicher, aufweisend wenigstens ein Isolationselement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.

Description:
Beschreibung Titel

Energiespeicher mit Isolationselement Die vorliegende Erfindung betrifft ein Isolationselement zum Verhindern eines elektrischen Überschlags zwischen zwei benachbart angeordneten Zellen eines Energiespeichers. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Energiespeicher aufweisend ein derartiges Isolationselement.

Stand der Technik

Energiespeicher, wie beispielsweise Lithium-Ionen-Batterien, sind in vielen täglichen Anwendungen weit verbreitet. Sie werden beispielsweise in Computern, wie etwa Laptops, Mobiltelefonen, Smartphones und bei anderen Anwendungen eingesetzt. Auch bei der zur Zeit stark vorangetriebenen Elektrifizierung von Fahrzeugen, wie etwa Kraftfahrzeugen, bieten derartige Batterien Vorteile.

Lithium-Ionen-Zellen, beispielsweise, weisen herkömmlicherweise eine metallische Hülle, beispielsweise aus Aluminium auf. Üblicherweise werden mehrere dieser Zellen zu einem Batteriemodul beziehungsweise zu einem Batteriepack verbaut.

Die einzelnen Zellen werden dabei beispielsweise durch die Verwendung von isolierenden Lackierungen gegeneinander isoliert. Beispielsweise werden mehrere Lackschichten, wie etwa drei Lackschichten, übereinander aufgebracht, um einen ausreichend hohen Isolationswiderstand durch eine Lackschicht einiger μηη zu realisieren. Offenbarung der Erfindung

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Isolationselement zum Verhindern eines elektrischen Überschlags zwischen zwei benachbart angeordneten und jeweils einen zu einander gerichteten Bereich mit einer Höhe, einen Kopf und einen Boden aufweisenden elektrochemischen Zellen eines Energiespeichers, wobei das Isolationselement zumindest teilweise zwischen den benachbart angeordneten Zellen anordbar ist, wobei das Isolationselement eine Höhe aufweist, welche größer oder gleich der Höhe des zueinander gerichteten Bereichs ist, und wobei das Isolationselement zumindest einen Bereich aufweist, mit welchem der Kopf oder der Boden wenigstens einer Zelle zumindest teilweise abdeckbar ist.

Ein Isolationselement dient im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere dazu, wenigstens zwei elektrochemische Zellen gegeneinander elektrisch zu isolieren. Dabei kann das Isolationselement insbesondere aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt sein. Ein elektrisch isolierendes Material kann im Sinne der vorliegenden Erfindung dabei insbesondere ein Material sein, welches einen elektrischen Oberflächenwiderstand aufweist, der in einem Bereich von größer oder gleich 10 12 Ohm liegt. Ferner ist das Isolationselement derart ausgestaltet, um einen elektrischen Überschlag, wie beispielsweise einen Lichtbogen, zu verhindern oder die Gefahr eines solchen zumindest signifikant zu reduzieren. Ein Energiespeicher kann im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere jegliche Batterie sein. Insbesondere kann ein Energiespeicher ein

elektrochemischer Energiespeicher und neben einer Primär-Batterie vor allem eine Sekundär-Batterie, also ein wieder aufladbarer Akkumulator, sein. Ein Energiespeicher kann dabei wenigstens zwei elektrochemische Zellen, wie insbesondere galvanische Elemente umfassen. Beispielsweise kann ein

Energiespeicher einen lithiumbasiertern Energiespeicher wie etwa eine Lithium- Ionen-Batterie umfassen. Dabei kann unter einem lithiumbasierten

Energiespeicher wie etwa einer Lithium-Ionen Batterie insbesondere ein derartiger Energiespeicher verstanden werden, dessen elektrochemische Prozesse während eines Lade- beziehungsweise Entladevorgangs zumindest teilweise auf Lithiumionen basieren. Dabei ist das Isolationselement insbesondere eigenständig und damit

insbesondere ein von der Zelle grundsätzlich verschiedenes Bauteil. Somit ist das Isolationselement insbesondere keine auf der Zelle angeordnete Lackierung, welche als Bestandteil der Zelle angesehen werden kann.

Das Isolationselement dient dabei im Detail einem Verhindern eines elektrischen Überschlags zwischen zwei benachbart angeordneten und jeweils eine zu einander gerichteten Bereich mit einer bestimmten Höhe, einen Kopf und einen

Boden aufweisenden elektrochemischen Zellen eines Energiespeichers. Der zueinander gerichtete Bereich kann dabei insbesondere ein Wandbereich sein, welcher als gerade Fläche ausgestaltet sein kann und in Richtung der

benachbart angeordneten Zelle weist, oder ein etwa bei einer runden Zelle mit einem Bereich der benachbart angeordneten Zelle etwa mit einer Gerade verbindbare Teil eines Zellgehäuses. Der Kopf, wie etwa ein Deckel, und der Boden kann dabei im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere ein derartiger Bereich der Zelle sein, welcher im Wesentlichen in einem rechten Winkel zu der zueinander gerichteten Seite, wie etwa Wandseite, angeordnet sein kann, wie dies für den Fachmann ohne weiteres verständlich ist.

Hierzu weist das Isolationselement eine Höhe auf, welche größer oder gleich der Höhe der zu einander gerichteten Seite der Energiespeicher ist. Dies kann insbesondere bedeuten, dass das Isolationselement an einem Wandbereich wenigstens eine derartige Höhe aufweist, die der zueinander gerichteten Seite der wenigstens zwei Energiespeicher entspricht, wobei insbesondere bei einer unterschiedlichen Bauart der Zellen die kleinere Höhe, also die Höhe des kleineren der wenigstens zwei Energiespeicher gemeint sein kann. Weiterhin weist das Isolationselement zumindest einen Bereich auf, mit welchem der Kopf oder der Boden wenigstens einer Zelle zumindest teilweise abdeckbar ist.

Ein wie vorstehend beschrieben ausgestaltetes Isolationselement kann es auf besonders vorteilhafte Weise ermöglichen, ein besonders effektives Isolieren einzelner elektrochemischer Zellen gegeneinander zu ermöglichen, wobei sowohl ein direkter Kontakt der Zellen verhindert wird und weiterhin ferner das Ausbilden eines elektrischen Überschlags verhindert werden kann. Im Detail kann ein vorbeschriebenes Isolationselement wenigstens zwei elektrochemische Zellen gegeneinander elektrisch isolieren. Die

elektrochemischen Zellen können dabei einen Zellraum zum zumindest teilweisen Aufnehmen einer Anode und einer Kathode und einem den Zellraum zumindest teilweise von der äußeren Umgebung trennenden Zellgehäuse umfassen. Dabei können die Zellen beispielsweise Bestanteile eines

lithiumbasierten Energiespeichers, wie etwa eine Lithium-Ionen-Batterie, sein. Die Zellen können daher eine Anode und eine Kathode aufweisen, die grundsätzlich in an sich bekannter Weise wie für einen Energiespeicher bekannt ausgestaltet sein können. Für den rein beispielhaften Fall einer Lithium-Ionen- Batterie kann die Anode eine Elektrode sein, welche metallisches Lithium umfasst oder Lithium interkallieren kann. Die Kathode kann dabei beispielhaft NMC oder Lithium-Cobalt-Oxid (LiCo0 2 ) aufweisen. Dabei kann das

Kathodenmaterial gegebenenfalls in einem Binder, wie beispielsweise

Polyvinylidenfluorid (PVDF) etwa zusammen mit einem Leitzusatz, wie etwa einer elektrisch leitfähigen Kohlenstoffverbindung, beispielsweise Graphit, vorliegen. Der Elektrolyt kann ein Lösungsmittel umfassen, in dem ein oder mehrere elektrisch leitfähige Salze gelöst sind. Beispielsweise können aprotische Lösungsmittel, wie etwa Ethylencarbon, Propylencarbonat, Dimethylcarbonat oder Diethylcarbonat Verwendung finden. Ferner kann als elektrisch leitfähiges Salz Lithiumhexafluorophosphat (LiPF 6 ) verwendet werden.

Weiterhin kann zwischen Anode und Kathode in an sich bekannter Weise ein Separator angeordnet sein, um die Anode und die Kathode räumlich voneinander zu trennen, um insbesondere einen Kurzschluss zu verhindern. Der Separator kann dabei beispielsweise umfassen oder ausgebildet sein aus insbesondere porösen Kunststofffolien, Glasfasergeweben, oder auch insbesondere porösen Keramikwerkstoffen, wie etwa Keramikgeweben. Dabei kann der Elektrolyt beispielsweise innerhalb des Separators beziehungsweise Poren des Separators angeordnet sein.

Zwischen wenigstens zwei derartiger elektrochemischen Zellen kann nun das Isolationselement zumindest teilweise angeordnet werden. Somit kann das Isolationselement insbesondere getrennt von der Zelle herstellbar sein, was einen vereinfachten und effektiveren Herstellungsprozess erlauben kann. Im Detail kann ein Isolationselement exakt an die Anforderungen des konkreten Energiespeichers anpassbar sein. Dabei kann dem Nachteil eines potentiell fehleranfälligen und aufwändigen Prozesses einer Lackierung einer Zelle effektiv begegnet werden. Im Detail werden Lackierungen oftmals mit mehreren

Schichten ausgeführt, um potentiell nicht bedeckte Bereiche zu verhindern und um eine ausreichende Isolierung sicherzustellen. Ein derartiger aufwändiger Prozess kann bei einem vorbeschriebenen Isolationselement verhindert werden, da das Isolationselement problemlos mit definierten Eigenschaften, wie insbesondere einer definierten Dicke und einer definierten Ausdehnung, bereitgestellt werden kann.

Ferner kann auf eine aufwändige Fixierung, wie etwa ein Aufkleben des

Isolationselements auf eine Zelle, verzichtet werden, was den

Herstellungsprozess eines Energiespeichers weiter vereinfachen kann.

Beispielsweise kann wenigstens eine Zelle auf einfache Weise in das

Isolationselement geschoben werden oder das Isolationselement auf die Zelle gesteckt werden, um eine ausreichende Stabilität zu gewährleisten. Hierzu kann beispielsweise und nicht beschränkend das Isolationselement mit einem definierten Untermaß ausgeformt sein, um so einen Kraftschluss zu der Zelle zu ermöglichen, durch welchen wenigstens eine Zelle an dem Isolationselement befestigt wird. Somit kann beispielsweise der Nachteil umgangen werden, dass etwa Klebstoffe zur Fixierung von Isolationselementen oder auch Isolationslacke bei wechselnden Temperaturbelastungen nur schwer stabil darstellbar sind. Dadurch kann durch das Verwenden eines Isolationselements bei einem vorbeschriebenen Energiespeicher eine besonders hohe Langzeitstabilität erreichbar sein.

Ferner weist das Isolationselement eine Höhe auf, welche größer oder gleich der Höhe des zu einander gerichteten Bereichs der Zellen ist, und weist das

Isolationselement zumindest einen Bereich auf, mit welchem der Kopf oder der Boden, also wenigstens eines von Kopf und Boden, zum Verhindern eines Überschlags wenigstens einer Zelle zumindest teilweise abdeckbar ist. Somit kann durch das Isolationselement nicht nur ein unmittelbares Berühren wenigstens zweier Zellen verhindert werden, sondern es kann ferner zusätzlich das Ausbilden eines elektrischen Überschlags, wie beispielsweise eines

Lichtbogens, sicher verhindert werden. Somit kann im Wesentlichen auf weitere Isolationselemente zwischen den Zellen vollständig verzichtet werden, was das Herstellen eines mit einem derartigen Isolationselement ausgestatteten

Energiespeichers weiter kostengünstig gestalten kann. Dabei können der wandseitige Bereich, also der dem Seitenberiech zugeordnete

Bereich des Isolationselements, und der stirnseitige Bereich, also der dem Kopf beziehungsweise dem Boden zugeordnete Bereich des Isolationselements, unmittelbar miteinander verbunden sein, so dass insbesondere eine

entsprechende Kante wenigstens einer Zelle umschlossen werden kann. Somit kann eine effektive elektrische Isolierung nicht nur an glatten Wandbereichen sondern vielmehr auch an Kanten der Zelle beziehungsweise eines Zellgehäuses realisierbar sein.

Weiterhin kann durch die fehlende Notwendigkeit weiterer Isolierungsmaterialien insbesondere zwischen den Zellen des Energiespeichers das Gesamtgewicht des Energiespeichers gesenkt werden, was eine Leistungsdichte des Systems verbessern kann.

Darüber hinaus ist das Isolationselement sowohl in seinen Ausmaßen als auch in seiner Geometrie problemlos an das gewünschte Anwendungsgebiet und an die verwendeten Energiespeicher beziehungsweise an die zu isolierenden Zellen anpassbar.

Aus dem Vorstehenden wird ersichtlich, dass das vorbeschriebene

Isolationselement eine anpassbare mechanische Lösung zur Isolation wenigstens zweier Zellen gegeneinander bereitstellt. Durch eine derartige angepasste mechanische Konstruktion kann die Montage eines

Energiesprechers durch die Herstellung beziehungsweise Bereitstellung einfach handhabbarer Bauteile vereinfacht und die Konstruktion der Isolationselemente eine Verwendung von fixierenden Elementen, wie beispielsweise Klebstoff, unnötig machen. Somit ist ein Energiespeicher insbesondere bezüglich seines Isolationselements besonders einfach an das gewünschte Anwendungsgebiet anpassbar, bietet eine besonders effektive Isolierung seiner Zellen, was eine besonders hohe Verlässlichkeit und Langlebigkeit ermöglichen kann und ist dabei besonders kostengünstig in der Herstellung. Im Rahmen einer Ausgestaltung kann das Isolationselement einen elektrisch isolierenden Kunststoff aufweisen, beispielsweise aus diesem bestehen.

Insbesondere in dieser Ausgestaltung kann der Energiespeicher besonders kostengünstig herstellbar sein. Darüber hinaus gibt es eine Vielzahl elektrisch isolierender Kunststoffe, die für einen derartigen Energiespeicher geeignet sein können, weshalb durch eine geeignete Auswahl des Kunststoffs der

Energiespeicher besonders vorteilhaft an das gewünschte Anwendungsgebiet anpassbar sein kann. Ferner weisen derartige Kunststoffe oftmals ein besonders geringes Gewicht auf, weshalb das Isolationselement das Gesamtgewicht des Energiespeichers nicht signifikant negativ beeinflusst. Somit kann auch die Leistungsdichte des Energiespeichers im Wesentlichen beibehalten werden.

Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann das Isolationselement zumindest teilweise, beispielsweise an seinem Stirnbereich, also Kopf- und/oder

Bodenbereich, eine thermische Leitfähigkeit aufweisen, die in einem Bereich von größer oder gleich 0,2 W/m * K, insbesondere in einem Bereich von größer oder gleich 0,5 W/m * K, liegt. In dieser Ausgestaltung kann sichergestellt werden, dass eine Temperierung, wie beispielsweise ein Abführen von Wärme von den elektrochemischen Zellen, problemlos möglich sein kann. Somit kann

sichergestellt werden, dass ein gegebenenfalls vorliegender Wärmeleitpfad zwischen den Zellen und einem Temperierelement, wie beispielsweise einer Kühlplatte, nicht signifikant negativ beeinflusst wird. Dabei kann das

Isolationselement vollständig aus einem wärmeleitenden Material ausgebildet sein, oder das Isolationselement kann nur teilweise aus einem wärmeleitfähigen Material insbesondere mit der vorbeschriebenen thermischen Leitfähigkeit ausgebildet sein.

Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann das Isolationselement eine Temperierstruktur zum Temperieren wenigstens einer Zelle aufweisen.

Beispielsweise kann das Isolationselement einen oder mehrere

Temperiermittelkanäle zum Führen eines Temperiermittels durch das

Isolationselement und/oder eine oder mehrere Temperierrippen zum Abführen von Wärme umfassen. In dieser Ausgestaltung kann beispielsweise auf das Vorsehen weiterer Kühleinheiten, wie beispielsweise Kühlplatten, verzichtet werden. So kann vorteilhafterweise der Widerstand eines Wärmeleitpfads deutlich gesenkt und das Gewicht reduziert werden. Ferner kann eine besonders kostengünstige Herstellung ermöglicht werden. Grundsätzlich kann es sich bei dem Temperiermittel um ein flüssiges, gasförmiges oder festes Temperiermittel handeln. Insbesondere kann das Temperiermittel ein flüssiges oder gasförmiges Temperiermittel sein. Dabei kann das Isolationselement mindestens einen Temperiermitteleinleitungsanschluss zum Einleiten eines flüssigen oder gasförmigen Temperiermittels in den oder die Temperiermittelkanäle und mindestens einen Temperiermittelableitungsanschluss zum Ableiten des flüssigen oder gasförmigen Temperiermittels aus dem oder den

Temperiermittelkanälen umfassen.

Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann das Isolationselement zum im Wesentlichen vollständigen Umschließen des zu einer benachbart angeordneten Zelle gerichteten Bereichs, des Kopfs und des Bodens einer Zelle ausgestaltet sein. In dieser Ausgestaltung kann somit im Wesentlichen jede Seite wenigstens einer Zelle von dem Isolationselement umgeben beziehungsweise abgedeckt sein, die Zelle somit an jeder vorhandenen Wandseite und an jeder vorhandenen Stirnseite isoliert werden für den Fall, dass die Zelle von zwei weiteren Zellen umgeben ist. Dadurch kann eine besonders vollständige Isolierung der wenigstens einen Zelle gegenüber anderen Zellen ermöglicht werden. Dabei kann im Sinne der vorliegenden Erfindung ein im Wesentlichen vollständiges wand- und stirnseitiges Umschließen insbesondere umfassen, dass ein oder mehrere Funktionsbereiche, wie beispielsweise für einen Anschluss zum

Abgreifen elektrischer Energie oder einen Anschluss für ein Berstventil, zum Auslassen von Druck aus dem Inneren der Zelle, offen bleiben können und somit nicht von dem Isolationselement bedeckt sind. In anderen Worten kann ein im

Wesentlichen vollständiges wandseitiges und stirnseitiges Umschließen der wenigstens einer Zelle bedeuten, dass nur die für eine Funktion

notwendigerweise freibleibenden Bereiche nicht von dem Isolationselement abgedeckt sind.

Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann das Isolationselement wannenartig ausgestaltet sein. In dieser Ausgestaltung kann eine besonders einfache Herstellbarkeit eines Energiespeichers ermöglicht werden. Denn bei der Herstellung des Energiespeichers kann eine oder eine Mehrzahl von Zellen jeweils einfach in die Öffnung der ausgebildeten Wanne eingesteckt werden und gegebenenfalls auf geeignete Weise, beispielsweise, an dem Isolationselement befestigt werden.

Dabei kann das wannenartige Isolationselement beispielsweise an einem

Seitenbereich geöffnet sein. In dieser Ausgestaltung kann eine Zelle seitlich in das Isolationselement geschoben werden, wobei die Stirnbereiche, also insbesondere der Kopfbereich und der Bodenbereich, durch entsprechende Bereiche des wannenartigen Isolationselements abgedeckt sein können. In dieser Ausgestaltung kann ein besonders effektiver Schutz gegen das Auftreten von elektrischen Überschlägen wie beispielsweise von Lichtbögen, realisierbar sein. Dabei kann zusätzlich zu einem Seitenbereich ferner beispielsweise als Stirnseite der Zelle der Bodenbereich wie auch der Kopfbereich wenigstens einer Zelle von dem Isolationselement zumindest teilweise bedeckt sein

beziehungsweise das Isolationselement zumindest diese Bereiche zumindest teilweise abdecken. Dabei ist die Größe des jeweiligen Stirnbereichs, welcher von dem Isolationselement abgedeckt wird, insbesondere zu wählen in

Abhängigkeit der auftretenden Stromstärken, des Abstands der Zellen zueinander und anderen Faktoren, welche das Auftreten von Überschlägen beeinflussen können. Dabei kann beispielsweise in dieser Ausgestaltung, aber auch grundsätzlich in anderen Ausgestaltungen, für zwei Zellen nur ein

Isolationselement ausreichend sein, um diese ausreichend zu isolieren und die Gefahr eines elektrischen Überschlags zu reduzieren beziehungsweise vollständig zu verhindern. Eine Öffnung an einem Seitenbereich kann daher im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere bedeuten, dass die Wannenform derart ausgestaltet ist, dass nach einem Einfügen einer Zelle in das

Isolationselement im Wesentlichen nur eine derartige Seite der Zelle freiliegt, welche in Richtung einer weiteren Zelle gerichtet ist.

Weiterhin kann das wannenartige Isolationselement an einem Kopfbereich geöffnet sein. In dieser Ausgestaltung können die Zellen besonders einfach in dem Isolationselement angeordnet werden. Beispielsweise kann die wenigstens eine Zelle auf einfache Weise von oben in die entsprechenden wannenartigen Aufnahmebereiche eingefügt werden. Auch in dieser Ausgestaltung ist eine einfache und kostengünstige Herstellbarkeit gegeben, wobei ferner eine gute Isolation der einzelnen Zellen gegeneinander gewährleistet ist insbesondere dann, wenn die Höhe der des Isolationselements die Höhe der eingefügten Zelle beziehungsweise dessen Seitenbereich zum Verhindern eines elektrischen Überschlags um einen definierten Bereich, welcher abhängig sein kann von den einen Überschlag beeinflussenden Faktoren, übersteigt. Eine Öffnung an einem Kopfbereich kann daher im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere bedeuten, dass die Wannenform derart ausgestaltet ist, dass nach einem Einfügen einer Zelle in das Isolationselement eine derartige Seite der Zelle freiliegt, welche nicht in Richtung einer weiteren seitlich benachbarten Zelle gerichtet ist, sondern insbesondere den Boden oder den Kopf der Zelle bilden kann.

Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann das Isolationselement eine Mehrzahl an wannenartig begrenzten Aufnahmebereichen zum Aufnehmen einer Mehrzahl von Zellen aufweisen. Im Rahmen dieser Ausführungsform des Energiespeichers ist das Isolationselement somit zur Aufnahme und Isolierung von zwei oder mehr galvanischen Zellen, insbesondere den galvanischen Zellen eines Batteriemoduls, beispielsweise von größer oder gleich 4 bis kleiner oder gleich 20, zum Beispiel von größer oder gleich 6 bis kleiner oder gleich 18, galvanischen Zellen, ausgelegt. Dies hat den Vorteil, dass die einzelnen

Batteriemodule individuell zusammengestellt und an den zur Verfügung stehenden Raum angepasst angeordnet werden können. Darüber hinaus kann in dieser Ausgestaltung ein besonders kostengünstiges Herstellungsverfahren des Isolationselements beziehungsweise einer Mehrzahl an Isolationselementen möglich sein. Ferner kann eine besonders gute Isolierung der Zellen ermöglicht werden und dabei ferner die Stabilität des Energiespeichers verbessert werden.

Beispiele und Zeichnungen

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Beispiele und Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Beispiele und Zeichnungen nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Ausgestaltung eines

Isolationselement mit darin angeordneter elektrochemischer Zelle; Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer Anordnung einer Mehrzahl an

Isolationselementen gemäß Figur 1 mit darin angeordneten

elektrochemischen Zellen;

Fig. 3 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausgestaltung eines

Isolationselement mit darin angeordneter elektrochemischer Zelle;

Fig. 4 eine weitere schematische Ansicht der Ausgestaltung aus Figur 3;

Fig. 5 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausgestaltung eines

Isolationselement; und

Fig. 6 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausgestaltung eines

Isolationselement.

In Figur 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung eines

Isolationselements 10 zum Verhindern eines elektrischen Überschlags zwischen zwei elektrochemischen Zellen 12 eines Energiespeichers gezeigt. Ein derartiger Energiespeicher kann grundsätzlich jegliche Art von Energiespeicher sein, insbesondere eine Batterie, wie etwa ein wieder aufladbarer Akkumulator.

Beispielsweise kann der Energiespeicher ein Lithium-Ionen-Akkumulator sein. Mögliche Anwendungsgebiete umfassen hierbei Computer, wie etwa Laptops, Mobiltelefone, Smartphones, elektrische Werkzeuge und weitere Anwendungen, wie beispielsweise vollständig elektrisch angetriebene Fahrzeuge (EV) oder teilweise elektrisch angetriebene Fahrzeuge (Hybridfahrzeuge, PHEV).

In der Figur 1 und insbesondere in der Figur 2 ist dabei die Anordnung einer oder einer Mehrzahl von Zellen 12 gezeigt, welche teilweise von dem

Isolationselement 10 umgeben ist beziehungsweise sind, wobei durch die gestrichelte Linie der von dem Isolationselement 10 umgebende Bereich der Zelle 12 gezeigt werden soll. Es ist ferner gezeigt, dass das Isolationselement 10 eine Höhe 14 aufweist, welche größer oder gleich der Höhe 15 des zueinander gerichteten Bereichs der Zellen 12 ist, und dass das Isolationselement 10 zumindest einen Bereich 17 aufweist, mit welchem der Kopf 16 oder der Boden 18 wenigstens einer Zelle 12 zumindest teilweise abdeckbar ist. Das

Isolationselement 10 gemäß Figur 1 und Figur 2 ist dabei wannenartig in der Form von umgebogenen Kanten ausgestaltet, wobei es an einem Seitenbereich geöffnet ist, also die Zelle 12 seitlich in das Isolationselement 10 schiebbar ist. In anderen Worten ähnelt es der Ausgestaltung des Deckels eines Schuhkartons. Durch die Einstellung einer geeigneten Länge der als Stirnseiten ausgebildeten Bereiche 17 beziehungsweise wenigstens eines Bereichs 17 kann dabei das Auftreten von elektrischen Überschlägen verhindert oder zumindest deutlich reduziert werden.

Beispielsweise kann das Isolationselement 10 einen elektrisch isolierenden Kunststoff aufweisen beziehungsweise etwa vollständig aus diesem geformt sein. Ferner kann das Isolationselement 10 zumindest teilweise, beispielsweise an seinem Bereich 17, wie etwa Kopfbereich oder Bodenbereich, eine thermische Leitfähigkeit aufweisen, die in einem Bereich von größerer oder gleich 0,2 W/m * K liegt und/oder eine Temperierstruktur zum Temperieren wenigstens einer Zelle 12 aufweisen. Beispielhaft für einen Kunststoff, der eine vorbestimmte

Wärmeleitfähigkeit aufweist und ferner eine für ein Isolationselement geeignete elektrische Leitfähigkeit aufweist, kann ein Material sein, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen, Polypropylen, Polyamid,

Polybutylenterephthalat, Polyphenylensulfid, Polycarbonat.

Insbesondere, wenn das Isolationselement 10 aus einem Kunststoff gefertigt ist, kann es beispielsweise durch einen Spritzgießverfahren oder durch ein

Spritzblasverfahren herstellbar sein.

In der Figur 2 ist dabei eine Anordnung eines Energiespeichers gezeigt, welche eine Mehrzahl an Zellen 12 und ferner eine Mehrzahl an zumindest teilweise, also etwa mit einzelnen Teilbereichen, zwischen den Zellen 12 angeordneten Isolationselementen 10 aufweist. Dabei sind die Zellen 12, welche Anschlüsse 13 zum Abgreifen elektrischer Energie umfassen, zusammen mit den

Isolationselementen 10 etwa in einem Spannrahmen aufweisend Spannbacken 20 verspannt, so dass beispielsweise in dieser Ausgestaltung weitere Fixiermittel zum Fixieren der Zellen 12 mit den Isolationselementen 10 nicht notwendig sind. Dabei kann jede Zelle 12 vor der Montage eines aus mehreren Zellen 12 umfassenden sogenannten Submoduls von einer Längsseite ein

Isolationselement 10 aufgedrückt bekommen, wodurch jeweils zwischen zwei Zellen 12 ein Isolationselement 10 angeordnet ist und wobei die äußere Zelle 12 von zwei Isolationselementen 10 umgeben ist. Weitere Isolationselemente 10 können beispielsweise bodenseitig vorgesehen sein. In den Figuren 3 und 4 ist eine weitere wannenartige Ausgestaltung des

Isolationselements 10 gezeigt. Auch in der Ausgestaltung gemäß Figur 3 ist das Isolationselement 10 an einem Seitenbereich beziehungsweise wandseitig geöffnet, also die Zelle 12 seitlich in das Isolationselement 10 schiebbar. Dabei sind die stirnseitigen Bereiche 17 des Isolationselements 10 gemäß Figur 3 jedoch im Vergleich zu den Figuren 1 und 2 verlängert, do dass die Zelle 12 im Wesentlichen vollständig in das Isolationselement 10 schiebbar ist

beziehungsweise von dem Isolationselement 10 im Wesentlichen vollständig aufnehmbar ist. Für eine Kontaktierung der Zelle 12 können dabei Öffnungen 22 vorgesehen sein, durch welche die Anschlüsse 13 zumindest teilweise führbar sein können. Die Öffnungen 22 können beispielsweise eingestanzt werden und es kann ein entsprechender Führungskanal für die Anschlüsse 13 vorgesehen sein, oder das Material des Isolationselements 10 kann zumindest teilweise elastisch verformbar sein.

In der Figur 5 ist eine weitere Ausgestaltung des Isolationselements 10 gezeigt, bei welcher eine Zelle 12 im Wesentlichen vollständig von dem Isolationselement umgeben ist. In anderen Worten ist gemäß Figur 5 das Isolationselement 10 zum im Wesentlichen vollständigen wandseitigen und stirnseitigen beziehungsweise insbesondere kopfseitigen Umschließen wenigstens einer Zelle 12 ausgestaltet, indem es wannenartig und dabei bodenseitig geöffnet ausgestaltet ist. Dabei sind wiederum Öffnungen 22 vorgesehen, durch welche die Anschlüsse 13 führbar sein können, wobei die Größe der Öffnungen an die Größe der Anschlüsse 13 angepasst sein kann.

In der Figur 6 ist eine weitere Ausgestaltung des Isolationselements 10 gezeigt. In der Ausgestaltung gemäß Figur 6 ist das Isolationselement 10 wiederum wannenartig ausgestaltet und dabei kopfseitig geöffnet. In dieser Ausgestaltung können beispielsweise die wandseitigen Bereiche eine Höhe aufweisen, die die Höhe der Zellen 12 überschreitet, um so zusätzlich zu einer bodenseitig stirnseitigen Abdeckung das Auftreten von elektrischen Überschlägen zu vermeiden.

Ferner ist in der Figur 6 eine Ausgestaltung gezeigt, bei welcher das

Isolationselement 10 eine Mehrzahl an wannenartig begrenzten

Aufnahmebereichen zum Aufnehmen einer Mehrzahl von Zellen 12 aufweist. In dieser Ausgestaltung kann das Isolationselement 10 beispielsweise nach Art eines Korbes mit einer geeigneten Anzahl an Körben beziehungsweise

Aufnahmebereichen ausgestaltet sein, oder es können eine Mehrzahl an Isolationselementen 10 vorgesehen sein, welche, etwa zusammen mit den Zellen 12 als Einsätze in einer Anordnung fixierbar sein können.