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Title:
BATTERY CELL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/117723
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a battery cell (1) which at least comprises a case (2) and, arranged therein, at least one block of active material (3, 4), wherein the block of active material (3, 4) has a plurality of layers (5) comprising at least one anode, at least one cathode and a separator between the different electrodes, wherein the case (2) has a shell part (6) having an open first end face (7) and an open second end face (8), which shell part completely surrounds the at least one block of active material (3, 4) in a circumferential direction (9), as well as a single-piece core part (10), wherein the core part (10) has: a base part (11) which is located on the first end face (7) and is connected to the shell part (6); a cover part (13) which is located on the second end face (8) so as to be spaced from the base part in an axial direction (12) and is connected to the shell part (6); as well as a central part (14) connecting the base part (11) to the cover part (13).

Inventors:
KUNZE MIRIAM (DE)
YURTSEVEN MESUT (DE)
EBBIGHAUSEN MARIUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/083959
Publication Date:
June 09, 2022
Filing Date:
December 02, 2021
Export Citation:
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Assignee:
VOLKSWAGEN AG (DE)
International Classes:
H01M50/103; H01M10/04; H01M50/107; H01M50/112; H01M10/058
Domestic Patent References:
WO2018198954A12018-11-01
Foreign References:
US20090162748A12009-06-25
CN111180827A2020-05-19
US20200243931A12020-07-30
CN101378141B2010-09-22
DE102017103237A12017-08-24
EP3133667A12017-02-22
DE69825810T
Attorney, Agent or Firm:
RÖSSLER, Matthias (DE)
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Claims:
- 22 -

Patentansprüche Batteriezelle (1), zumindest umfassend ein Gehäuse (2) und darin angeordnet mindestens einen Block Aktivmaterial (3, 4), wobei der Block Aktivmaterial (3, 4) eine Mehrzahl von Lagen (5) umfassend mindestens eine Anode, mindestens eine Kathode und zwischen den unterschiedlichen Elektroden einen Separator aufweist; wobei das Gehäuse (2) ein Mantelteil (6) mit einer offenen ersten Stirnseite (7) und einer offenen zweiten Stirnseite

(8), das den mindestens einen Block Aktivmaterial (3, 4) entlang einer Umfangsrichtung

(9) vollumfänglich umschließt, sowie ein einteilig ausgeführtes Kernteil (10) umfasst, wobei das Kernteil (10) ein an der ersten Stirnseite (7) angeordnetes und mit dem Mantelteil (6) verbundenes Bodenteil (11) und ein entlang einer axialen Richtung (12) beabstandet dazu an der zweiten Stirnseite (8) angeordnetes und mit dem Mantelteil (6) verbundenes Deckelteil (13) aufweist sowie ein das Bodenteil (11) mit dem Deckelteil (13) verbindendes Mittelteil (14); wobei der mindestens eine Block Aktivmaterial (3, 4) auf einer ersten Seite (15) des Mittelteils (14) entlang einer radialen Richtung (16) zwischen dem Mantelteil (6) und dem Mittelteil (14) sowie auf einer, der ersten Seite (15) gegenüberliegenden zweiten Seite (17) des Mittelteils (14) zwischen dem Mantelteil (6) und dem Mittelteil (14) angeordnet ist; wobei das Kernteil (10) ein Strangpressprofil ist. Batteriezelle (1) nach Patentanspruch 1 , wobei das Bodenteil (11) die erste Stirnseite (7) vollständig verschließt. Batteriezelle (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei eine Längsrichtung (18) senkrecht zur axialen Richtung (12) und parallel zu den Seiten (15, 17) des Mittelteils (14) verläuft; wobei das Deckelteil (13) entlang der Längsrichtung (18) durch jeweils einen Zwischenraum (19, 20) voneinander beabstandet angeordnete Deckelsegmente (21) aufweist, über die das Deckelteil (13) an der zweiten Stirnseite (8) mit dem Mantelteil (6) verbunden ist; wobei das Deckelteil (13) zumindest einen ersten Zwischenraum (19) und einen zweiten Zwischenraum (20) aufweist. Batteriezelle (1) nach Patentanspruch 1 , wobei eine Längsrichtung (18) senkrecht zur axialen Richtung (12) und parallel zu den Seiten (15, 17) des Mittelteils (14) verläuft; wobei das Bodenteil (11) entlang der Längsrichtung (18) einen ersten Zwischenraum (19) und zumindest ein Deckelsegment (21) und das Deckelteil (13) entlang der Längsrichtung (18) einen zweiten Zwischenraum (20) und zumindest ein Deckelsegment (21) aufweist, wobei das Bodenteil (11) und das Deckelteil (13) an der jeweiligen Stirnseite (7, 8) jeweils über das zumindest eine Deckelsegment (21) mit dem Mantelteil (6) verbunden sind. Batteriezelle (1) nach Patentanspruch 4, wobei das Bodenteil (11) oder das Deckelteil (13) entlang der Längsrichtung (18) durch den jeweiligen Zwischenraum (19, 20) voneinander beabstandet angeordnete Deckelsegmente (21) aufweist. Batteriezelle (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 3 bis 5, wobei zumindest das Bodenteil (11) oder das Deckelteil (13) jeweils zwei Zwischenräume (19, 20) aufweist. Batteriezelle (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 3 bis 6, wobei zumindest ein elektrischer erster Anschluss (22) der Batteriezelle (1) in einem ersten Zwischenraum (19) angeordnet ist. Batteriezelle (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 3 bis 7, wobei zumindest ein elektrischer zweiter Anschluss (23) der Batteriezelle (1) in dem zweiten Zwischenraum (20) angeordnet ist. Batteriezelle (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 7und 8, wobei zumindest eine Elektrode des mindestens einen Blocks Aktivmaterial (3, 4) mit dem ersten Anschluss (22) oder mit einem in dem zweiten Zwischenraum (20) angeordneten zweiten Anschluss (23) über einen sich nur im Bereich des Zwischenraums (19, 20) aus dem Block Aktivmaterial (3, 4) heraus erstreckenden Ableiter (24) elektrisch leitend verbunden ist. Batteriezelle (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei zumindest das Bodenteil (11) oder das Deckelteil (13) stoffschlüssig mit dem Mantelteil (6) verbunden ist. Batteriezelle (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Mantelteil (6) ein Strangpressprofil ist. Batteriezelle (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Batteriezelle (1) genau einen Block Aktivmaterial (3) aufweist, wobei die Lagen (5) des Blocks Aktivmaterial (3) entlang der Umfangsrichtung (9) um das Kernteil (10) herum gewickelt angeordnet sind. Batteriezelle (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 1 bis 11, wobei die Batteriezelle (1) genau zwei Blöcke Aktivmaterial (3, 4) aufweist, wobei ein erster Block Aktivmaterial (3) zwischen der ersten Seite (15) und dem Mantelteil (6) und ein zweiter Block Aktivmaterial (4) zwischen der zweiten Seite (17) und dem Mantelteil (6) angeordnet ist.

Description:
Beschreibung

Batteriezelle

Die Erfindung betrifft eine Batteriezelle, zumindest umfassend ein Gehäuse und darin angeordnet mindestens einen Block Aktivmaterial, wobei der Block Aktivmaterial eine Mehrzahl von Lagen umfassend mindestens eine Anode, mindestens eine Kathode und zwischen den unterschiedlichen Elektroden einen Separator aufweist.

Insbesondere weist jeder Block Aktivmaterial mehrere Anoden und Kathoden auf und zwischen den unterschiedlichen Elektroden einen Separator. Die gestapelten Kathoden, Anoden und Elektroden bilden einen flachen, aber flächig großen Block Aktivmaterial. Jede Elektrode ist mit einem sich aus dem Block Aktivmaterial nach außen erstreckenden Ableiter verbunden, so dass ein elektrischer Strom aus dem Block Aktivmaterial ab- oder dem Block Aktivmaterial zugeführt werden kann. Die Ableiter der Anoden und die Ableiter der Kathoden werden jeweils miteinander verbunden, um die jeweiligen Elektroden elektrisch parallel zu verschalten.

Für den Antrieb von Kraftfahrzeugen werden vermehrt Batterien, insbesondere Lithium-Ionen- Batterien eingesetzt. Batterien werden üblicherweise aus Batteriezellen und/ oder aus mehrere Batteriezellen umfassenden Batteriemodulen zusammengesetzt.

Die Blöcke Aktivmaterial werden einzeln oder in Gruppen in einem Gehäuse angeordnet und bildet so eine Batteriezelle. Dabei soll insbesondere eine möglichst effektive Nutzung des Bauraums erreicht werden. Dabei ist der Wert Wh/I [Watt-Stunde pro Liter] eine wichtige Kenngröße einer Batteriezelle. In der aktuellen Bauweise von prismatischen Zellen kann ein bestimmter Anteil eines Gehäusevolumens für einen Zellwickel/Zellstapel verwendet werden.

Weiterhin ist eine Anbindung der Zelle an die Kühlung im System sehr wichtig. Ein direkter Kühlpfad zwischen Zellstapel/Zellwickel bzw. dem Block Aktivmaterial zu einer Systemkühlung ist in aktuellen Bauformen nicht vorhanden. Durch die aktuelle Bauweise mit Tiefziehbauteilen als Gehäuse sind flexible Formate nur beschränkt darstellbar. Insbesondere besteht eine Abhängigkeit zwischen Tiefziehhöhe und Zellbreite. ln einer aktuellen Bauform einer Batteriezelle ist ein Zellstapel/Zellwickel bzw. ein Block Aktivmaterial innerhalb eines tiefgezogenen Gehäuseteils angeordnet. Das tiefgezogene Gehäuseteil ist mit einer Deckelgruppe verbunden, die üblicherweise einen Stromsammler zur Kontaktierung der Ableiter einer Elektrodenart, ein Aufnahmegitter zur Aufnahme und elektrischen Isolierung des Stromsammlers gegenüber dem Gehäuseteil, ein Anschluss zur Bereitstellung eines elektrischen Kontakts des Stromsammlers mit einer Umgebung der Batteriezelle sowie einen Isolator zur Isolierung des Anschlusses gegenüber dem Gehäuse aufweist.

Durch die aktuelle Bauweise von prismatischen Zellen mit tiefgezogenem Gehäuseteil und Deckelgruppe ergeben sich folgende Beschränkungen: maximale Bauraumausnutzung des Gehäuses von ca. 80 % infolge die Kontaktierung der Deckelgruppe mit den Ableitern der Zellwickel, Einschränkungen von Formatabmaßen durch Tiefziehen des Gehäuseteils (Abhängigkeit zwischen Zelldicke und Zelltiefe), schlechtes thermisches Kontaktieren der Zelle an Kühlsystem, Kosten der Baugruppe (tiefgezogenes Gehäuseteil und Deckelgruppe).

Aus der DE 102017 103237 A1 ist eine Batteriebaugruppe mit einem extrudierten Behälter bekannt.

Aus der EP 3 133667 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen einer Batteriezelle bekannt.

Aus der DE 69825 810 T2 ist eine prismatische Batterie bekannt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die mit Bezug auf den Stand der Technik angeführten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll eine Batteriezelle vorgeschlagen werden, die kostengünstig herstellbar ist und eine effektive Raumnutzung des Gehäuses ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgaben trägt eine Batteriezelle mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 bei. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und/oder Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden. Es wird eine Batteriezelle vorgeschlagen, zumindest umfassend ein Gehäuse und darin angeordnet mindestens einen Block Aktivmaterial. Der Block Aktivmaterial weist eine Mehrzahl von Lagen auf, umfassend mindestens eine Anode, mindestens eine Kathode und zwischen den unterschiedlichen Elektroden einen Separator. Das Gehäuse umfasst

• ein Mantelteil mit einer offenen ersten Stirnseite und einer offenen zweiten Stirnseite, das den mindestens einen Block Aktivmaterial entlang einer Umfangsrichtung vollumfänglich umschließt, sowie

• ein einteilig ausgeführtes Kernteil.

Das Kernteil weist ein an der ersten Stirnseite angeordnetes und mit dem Mantelteil verbundenes Bodenteil und ein entlang einer axialen Richtung beabstandet dazu an der zweiten Stirnseite angeordnetes und mit dem Mantelteil verbundenes Deckelteil auf, sowie ein das Bodenteil mit dem Deckelteil verbindendes Mittelteil. Der mindestens eine Block Aktivmaterial ist auf einer ersten Seite des Mittelteils entlang einer radialen Richtung zwischen dem Mantelteil und dem Mittelteil sowie auf einer, der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Mittelteils zwischen dem Mantelteil und dem Mittelteil angeordnet. Das Kernteil ist ein Strangpressprofil.

Ein Block Aktivmaterial umfasst in bekannter Weise insbesondere mindestens eine Anode und mindestens eine Kathode als Elektroden. Zwischen Anode und Kathode ist jeweils ein Separator angeordnet. Die Aktivmaterialien sind insbesondere als Beschichtungen auf elektrisch leitenden Trägermaterialien angeordnet, die insbesondere als Ableiter dienen. Die Anode, die Kathode und der Separator werden jeweils als Lage bezeichnet.

Die Elektroden sind insbesondere in bekannter Weise zur Bildung des Blocks Aktivmaterial angeordnet und werden von einem Elektrolyten bzw. einer Elektrolytflüssigkeit beaufschlagt.

Insbesondere weist ein Block Aktivmaterial eine Vielzahl von Elektroden und Separatoren auf, die aufeinandergestapelt oder gestapelt und dann gemeinsam gewickelt angeordnet sind. Die Lagen können als Einzelblattstapel, Laminierung, Z-Faltung, Jelly Roll angeordnet sein, jeweils in beliebiger Anzahl.

Die Elektroden sind insbesondere folienartig ausgeführt, weisen also eine große Seitenfläche und eine geringe Dicke auf. Auf der Seitenfläche bzw. auf jeder Seitenfläche der Elektrode ist insbesondere eine Beschichtung mit Aktivmaterial angeordnet. Die Separatoren sind jeweils zwischen den Seitenflächen der benachbart angeordneten unterschiedlichen Elektroden angeordnet. Insbesondere erstrecken sich unbeschichtete Teile der Elektroden als Ableiter aus dem Block Aktivmaterial heraus.

Insbesondere sind jeweils die Anoden und die Kathoden innerhalb des Blocks Aktivmaterial miteinander parallelgeschaltet, so dass die Ableiter einer Mehrzahl von Anoden miteinander elektrisch leitend verbunden sind und die Ableiter einer Mehrzahl von Kathoden miteinander elektrisch leitend verbunden sind.

Das Gehäuse der Batteriezelle ist insbesondere nur plastisch verformbar. Das Gehäuse wird auch als Hardcase bezeichnet und die Batteriezelle z. B. als eine prismatische Zelle.

Die Batteriezelle ist insbesondere eine lithiumhaltige Batteriezelle, insbesondere eine Sekundärzelle, also eine wiederaufladbare Batteriezelle. Die Batteriezelle ist insbesondere in einem isolierenden Zellgehäuse angeordnet. Das Zellgehäuse bildet insbesondere eine Zellisolierung. Die im Folgenden beschriebene Batteriezelle umfasst insbesondere diese Zellisolierung.

Das Gehäuse ist bei der einsatzbereiten Batteriezelle insbesondere einteilig ausgeführt. Das Gehäuse setzt sich aus dem Mantelteil und dem Kernteil zusammen, die erst im Rahmen der Herstellung des Gehäuses miteinander verbunden werden, vorher aber als Einzelteile vorliegen.

Das Mantelteil ist insbesondere zylindrisch ausgeführt, weist also nur parallel zur axialen Richtung verlaufende Flächen auf.

Das Kernteil ist ein Strangpressprofil und durch das bekannte Verfahren Strangpressen hergestellt.

Bei dem Verfahren Strangpressen wird ein Ausgangsmaterial auf eine Umformtemperatur erhitzt und mit hohem Druck durch eine formgebende Matrize gedrückt. Das so entstehende Profil wird aus der Matrize entlang einer Vorschubrichtung weiterbewegt.

Das Deckelteil, das Bodenteil sowie das Mittelteil bzw. beide Seiten erstrecken sich jeweils parallel zur Vorschubrichtung. Das Deckelteil und das Bodenteil weisen in der radialen Richtung, also quer zur Vorschubrichtung und zur axialen Richtung, eine größere Breite als das Mittelteil auf, insbesondere um einen Faktor größer 5, bevorzugt größer 10. Deckelteil und Bodenteil erstrecken sich insbesondere senkrecht zum Mittelteil. Das Mittelteil weist, insbesondere parallel zur Breite des Mittelteils, eine geringste Wanddicke von 0,2 bis 5 Millimeter, insbesondere von höchstens 3 Millimeter, bevorzugt von höchstens 2 Millimetern, auf. Deckelteil und Bodenteil weisen insbesondere eine geringste Wanddicke auf, für die die Grenzen der Wanddicke des Mittelteils ebenfalls gelten. Die Wanddicke der einzelnen Teile kann aber voneinander unterschiedlich ausgeführt sein.

Die Breite von Deckelteil und Bodenteil ist insbesondere so ausgeführt, dass sie die Erstreckung des mindestens einen Blocks Aktivmaterial entlang der radialen Richtung, gerade überdeckt.

Als Material kann insbesondere Aluminium bzw. eine Aluminiumlegierung oder aber auch andere Werkstoffe eingesetzt werden. Dabei sollte das eingesetzte Material insbesondere eine gute Wärmeleitfähigkeit, bevorzugt vergleichbar oder höher als die Wärmleitfähigkeit von Aluminium, aufweisen.

Insbesondere wird der mindestens eine Block Aktivmaterial so angeordnet, dass sich die Lagen im Bereich der Seiten des Mittelteils jeweils parallel zu den Seiten erstrecken. Ist nur ein Block Aktivmaterial vorgesehen, können die Lagen um das Mittelteil herum gewickelt angeordnet sein. Sind zwei Blöcke Aktivmaterial vorgesehen, kann jeder Block Aktivmaterial benachbart zu der jeweiligen Seite angeordnet sein.

Zur Herstellung der Batteriezelle wird insbesondere zunächst das Kernteil bereitgestellt. Der mindestens eine Block Aktivmaterial wird an dem Kernteil, zwischen dem Deckelteil und dem Bodenteil, angeordnet. Dabei kann der mindestens eine Block Aktivmaterial von einer elektrischen Isolierung eingefasst sein.

Der mindestens eine Block Aktivmaterial kann insbesondere über eine Art Klammer an dem Mittelteil angeordnet werden. Die Klammer kann den mindestens einen Block Aktivmaterial außen umfassen und so eine Breite des mindestens einen Blocks Aktivmaterial fixieren. Die Breite verläuft quer zu den Seiten des Mittelteils. Insbesondere ist der mindestens eine Block Aktivmaterial so an dem Kernteil angeordnet, dass er entlang der axialen Richtung fluchtend zu dem Bodenteil und ggf. zu dem Deckelteil angeordnet ist. Das Kernteil zusammen mit dem mindestens einen Block Aktivmaterial (insbesondere zusammen mit einer Zellisolierung) können in das Mantelteil eingeschoben werden, insbesondere entlang der axialen Richtung.

Das Bodenteil kann an der ersten Stirnseite mit dem Mantelteil verbunden werden, bevorzugt stoffschlüssig, z. B. durch Schweißen. Insbesondere kann das Bodenteil zumindest an mit dem Mantelteil ausgebildeten Kontaktstellen an der ersten Stirnseite mit dem Mantelteil verbunden werden. Damit kann eine zumindest flüssigkeitsdichte, ggf. auch gasdichte Verbindung zwischen Mantelteil und Bodenteil hergestellt werden.

Das Deckelteil kann zumindest an mit dem Mantelteil ausgebildeten Kontaktstellen an der zweiten Stirnseite mit dem Mantelteil verbunden werden, bevorzugt stoffschlüssig, z. B. durch Schweißen. Damit kann eine zumindest flüssigkeitsdichte, ggf. auch gasdichte Verbindung zwischen Mantelteil und Deckelteil, zumindest entlang der stoffschlüssigen Verbindung, hergestellt werden.

Das Gehäuse ist insbesondere quaderförmig ausgebildet. Die sich parallel zu den Seiten des Mittelteils erstreckenden Seitenflächen des Gehäuses weisen dabei die größten Flächen auf und werden insbesondere durch das Mantelteil gebildet. Die erste und zweite Stirnseite, an denen das Deckelteil und Bodenteil angeordnet sind, können die Seitenflächen mit den kleinsten Flächen bilden (bevorzugt aber nicht zwingend bei der im Folgenden beschriebenen zweiten Ausführungsvariante realisiert). Alternativ können die erste und die zweite Stirnseite an die jeweils kleinsten Flächen und die jeweils größten Flächen angrenzend angeordnet sein (bevorzugt aber nicht zwingend bei der im Folgenden beschriebenen ersten Ausführungsvariante realisiert).

Das Bodenteil verschließt die erste Stirnseite insbesondere vollständig.

Insbesondere verläuft eine Längsrichtung, insbesondere die Vorschubrichtung beim Strangpressen des Kernteils, senkrecht zur axialen Richtung und parallel zu den Seiten des Mittelteils. Das Deckelteil weist entlang der Längsrichtung durch jeweils einen Zwischenraum voneinander beabstandet angeordnete Deckelsegmente auf, über die das Deckelteil an der zweiten Stirnseite mit dem Mantelteil verbunden ist. Insbesondere weist das Deckelteil zumindest einen ersten Zwischenraum und einen zweiten Zwischenraum auf (erste Ausführungsvariante). Insbesondere verläuft eine Längsrichtung, insbesondere die Vorschubrichtung beim Strangpressen des Kernteils, senkrecht zur axialen Richtung und parallel zu den Seiten des Mittelteils. Das Bodenteil weist entlang der Längsrichtung einen ersten Zwischenraum und zumindest ein Deckelsegment und das Deckelteil entlang der Längsrichtung einen zweiten Zwischenraum und zumindest ein Deckelsegment auf, wobei das Bodenteil und das Deckelteil an der jeweiligen Stirnseite jeweils über das zumindest eine Deckelsegment mit dem Mantelteil verbunden ist (zweite Ausführungsvariante).

Gemäß der ersten Ausführungsvariante der Batteriezelle, sind die mindestens zwei Zwischenräume an einer (der zweiten) Stirnseite angeordnet. Gemäß der zweiten Ausführungsvariante sind die mindestens zwei Zwischenräume an einander gegenüberliegenden Stirnseiten angeordnet.

Insbesondere weist das Bodenteil oder das Deckelteil entlang der Längsrichtung durch den jeweiligen Zwischenraum voneinander beabstandet angeordnete Deckelsegmente auf.

Insbesondere weist zumindest das Bodenteil oder das Deckelteil, oder beide Teile, jeweils zwei Zwischenräume auf. In den jeweils zwei Zwischenräumen eines Teils können elektrische erste Anschlüsse oder zweite Anschlüsse angeordnet sein. Insbesondere sind in den zwei Zwischenräumen eines Teils also zwei erste Anschlüsse, zwei zweite Anschlüsse oder ein erster Anschluss und ein zweiter Anschluss angeordnet.

Infolge der Bereitstellung mehrerer Anschlüsse (also mehrerer erster Anschlüsse und/ oder mehrerer zweiter Anschlüsse) kann der Innenwiderstand verringert werden.

Insbesondere sind Deckelteil und Bodenteil vergleichbar, ggf. sogar identisch ausgeführt und weisen jeweils mindestens einen Zwischenraum oder zwei Zwischenräume, ggf. sogar mehr, auf. Alternativ weist das Deckelteil mindestens zwei Zwischenräume auf, während das Bodenteil geschlossen (ohne Zwischenraum) ausgeführt ist. Ebenso können Deckelteil und Bodenteil aber auch unterschiedliche Anzahlen von Zwischenräumen aufweisen, also keinen, einen, zwei oder sogar mehr.

Insbesondere ist das Deckelteil über die Deckelsegmente bzw. das mindestens eine Deckelsegment mit dem Mantelteil verbunden. Insbesondere ist das vergleichbar aufgebaute Bodenteil über das mindestens eine Deckelsegment mit dem Mantelteil verbunden.

Ein Zwischenraum kann insbesondere durch mechanische Bearbeitung aus dem Deckelteil herausgearbeitet werden. Insbesondere weist das Deckelteil bzw. das Bodenteil nach dem Strangpressen keine Zwischenräume auf.

Insbesondere erstreckt sich das Deckelteil und/ oder das Bodenteil entlang der Längsrichtung über das Mittelteil hinaus. Insbesondere können sich so die Lagen eines Blocks Aktivmaterial von einer Seite des Mittelteils hin zur anderen Seite des Mittelteils erstrecken, insbesondere durch Wickeln der Lagen entlang der Umfangsrichtung um das Mittelteil. Die Erstreckung von Deckelteil und Bodenteil entlang der Längsrichtung ist insbesondere so ausgeführt, dass sie die Erstreckung des mindestens einen Blocks Aktivmaterial entlang der Längsrichtung gerade überdeckt.

Mit der Verbindung von Kernteil und Mantelteil ist das Gehäuse der Batteriezelle hergestellt. Das Gehäuse ist, bei stoffschlüssiger Verbindung von Kernteil und Mantelteil, insbesondere einteilig ausgeführt, aber dabei immer aus zumindest zwei Teilen, nämlich aus Kernteil und Mantelteil, hergestellt.

Insbesondere ist zumindest ein elektrischer erster Anschluss der Batteriezelle in einem ersten Zwischenraum angeordnet.

Insbesondere ist zumindest ein elektrischer zweiter Anschluss der Batteriezelle in einem zweiten Zwischenraum angeordnet.

Insbesondere ist zumindest ein elektrischer zweiter Anschluss der Batteriezelle in einem von dem ersten Zwischenraum durch mindestens ein Deckelsegment getrennt angeordneten zweiten Zwischenraum angeordnet (erste Ausführungsvariante).

Die mindestens zwei elektrischen Anschlüsse können also an einer Stirnseite (erste Ausführungsvariante) oder auf die zwei Stirnseiten verteilt angeordnet sein (zweite Ausführungsvariante). Es können an jeder Stirnseite, oder aber an nur einer der Stirnseiten, auch mehrere elektrische Anschlüsse angeordnet sein. Dabei können an einer Stirnseite gleichartige oder unterschiedliche Anschlüsse angeordnet sein.

Die hier beschriebene Batteriezelle mit Kernteil kann insbesondere vergleichbare Abmessungen (zumindest in zwei von drei Raumdimensionen, bevorzugt in allen Raumdimensionen) wie eine übliche Pouchzelle mit verformbarem Gehäuse, die kein Kernteil hat, aufweisen. Insbesondere sind die elektrischen Anschlüsse in nahezu beliebiger Konfiguration an dem Gehäuse anordenbar, so dass eine Adaption der vorgeschlagenen Batteriezelle an für bekannte Batteriezellen vorgesehene Anordnungen in einfacher Weise möglich ist.

Ein elektrischer Anschluss dient der elektrischen Kontaktierung der Elektroden des Blocks Aktivmaterial mit einem außerhalb der Batteriezelle angeordneten Stromkreis. Über den elektrischen Anschluss (bzw. die Anschlüsse) kann der Block Aktivmaterial geladen und/oder entladen werden.

Insbesondere ist der jeweilige Anschluss gegenüber dem Gehäuse elektrisch isoliert. Z. B. kann der elektrische Anschluss einen metallischen Rahmen aufweisen, der mit dem Gehäuse, z. B. stoffschlüssig, verbindbar ist bzw. verbunden werden kann. Die elektrische Kontaktierung des Blocks Aktivmaterial erfolgt insbesondere über einen elektrischen Kontakt, der sich von dem Block Aktivmaterial durch den elektrischen Anschluss hin zu der Umgebung der Batteriezelle erstreckt. Der elektrische Kontakt ist insbesondere gegenüber dem metallischen Rahmen elektrisch isoliert angeordnet, z. B. über eine Kontaktisolierung.

Der Anschluss ist insbesondere gegenüber dem mindestens einen Block Aktivmaterial durch eine Anschlussisolierung elektrisch isoliert angeordnet. Insbesondere kann zumindest ein Anschluss auch gegenüber dem Gehäuse nicht isoliert angeordnet sein, so dass das Gehäuse ein elektrisches Potential aufweist.

Insbesondere ist zumindest eine Elektrode des mindestens einen Blocks Aktivmaterial mit dem ersten Anschluss oder mit einem in dem zweiten Zwischenraum angeordneten zweiten Anschluss über einen sich nur im Bereich des Zwischenraums aus dem Block Aktivmaterial heraus erstreckenden Ableiter elektrisch leitend verbunden.

Insbesondere erstrecken sich die Ableiter also nur dort aus dem Block Aktivmaterial bzw. der Zellisolierung heraus, wo der Zwischenraum bzw. wo der mit den Ableitern zu kontaktierende elektrische Kontakt angeordnet ist. Damit muss ein sonst erforderlicher, für die Ableiter freizuhaltender Raum zwischen dem Block Aktivmaterial und dem Deckelteil bzw. dem Bodenteil nur im Bereich des Kontakts freigehalten werden. Da in diesem Bereich der Zwischenraum vorliegt, also gerade kein Deckelteil bzw. Bodenteil, kann das Deckelteil bzw. das Bodenteil direkt auf dem Block Aktivmaterial, also ohne vorzuhaltenden Spalt, angeordnet werden. Der jeweilige Anschluss kann den für die Kontaktierung erforderlichen Bauraum zwischen Ableiter(-n) und Kontakt aufweisen, bzw. so angeordnet werden, dass dieser Bauraum vorliegt.

Insbesondere sind alle Ableiter einer Elektrodenart, also der Anode oder der Kathode, mit dem einen der beiden Anschlüsse verbunden. Bevorzugt sind alle Ableiter der anderen Elektrodenart mit dem anderen der beiden Anschlüsse verbunden.

Insbesondere ist zumindest das Bodenteil oder das Deckelteil, bevorzugt beide Teile, stoffschlüssig mit dem Mantelteil verbunden.

Bevorzugt ist (auch) das Mantelteil ein Strangpressprofil. Die Vorschubrichtung beim Strangpressen verläuft beim Mantelteil insbesondere entlang der axialen Richtung. Die Ausführungen zum Strangpressen bzw. zum Kernteil, z. B. in Bezug auf die Wanddicke und/ oder die Wärmeleitfähigkeit, gelten hier gleichermaßen.

Das Gehäuse ist insbesondere quaderförmig ausgebildet. Die sich parallel zu den Seiten des Mittelteils erstreckenden Seitenflächen des Gehäuses weisen dabei die größten Flächen auf und werden insbesondere durch das Mantelteil gebildet. Die an der ersten und zweiten Stirnseite angeordneten Seitenflächen werden zumindest teilweise durch das Deckelteil und das Bodenteil gebildet. Die anderen zwei Seitenflächen werden insbesondere ebenfalls durch das Mantelteil gebildet. Diese durch das Mantelteil gebildeten zwei Seitenflächen weisen also entweder die kleinsten Flächen des quaderförmigen Gehäuses auf (bevorzugt aber nicht zwingend bei der beschriebenen ersten Ausführungsvariante realisiert) oder bilden die Seitenflächen, die an die jeweils kleinsten Flächen und die jeweils größten Flächen angrenzend angeordnet sind (bevorzugt aber nicht zwingend bei der beschriebenen zweiten Ausführungsvariante realisiert).

Insbesondere weist die Batteriezelle genau einen Block Aktivmaterial auf, wobei die Lagen des Blocks Aktivmaterial entlang der Umfangsrichtung um das Kernteil herum gewickelt angeordnet sind. Gemäß einer anderen Ausgestaltung weist die Batteriezelle genau zwei Blöcke Aktivmaterial auf, wobei ein erster Block Aktivmaterial zwischen der ersten Seite und dem Mantelteil und ein zweiter Block Aktivmaterial zwischen der zweiten Seite und dem Mantelteil angeordnet ist.

Insbesondere ist der Block Aktivmaterial gegenüber dem Kernteil und/ oder gegenüber dem Mantelteil elektrisch isoliert angeordnet, z. B. über eine Zellisolierung. Die Zellisolierung wird bei der Beschreibung der Dimension des Blocks Aktivmaterial diesem zugerechnet.

Der mindestens eine Block Aktivmaterial erstreckt sich insbesondere über mehr als 95 %, bevorzugt über mehr als 98 %, besonders bevorzugt über mehr als 99 %, einer sich entlang der axialen Richtung erstreckenden geringsten Höhe zwischen Bodenteil und Deckelteil.

Insbesondere weist der Block Aktivmaterial ein Untermaß von höchstens 1 Millimeter, bevorzugt von höchstens 0,5 Millimeter gegenüber der geringsten Höhe auf. Insbesondere kontaktiert der mindestens eine Block Aktivmaterial das Bodenteil und das Deckelteil gleichzeitig.

Dieses geringe Untermaß ist möglich, weil durch das Strangpressen, insbesondere bei nach dem Strangpressen kalibrierten Bauteilen, sehr hohe Genauigkeiten erzielt werden können. Es ist also seitens des Blocks Aktivmaterial oder bei der Gestaltung des Gehäuses kein Spiel vorzuhalten, um eine spätere Passung bei der Anordnung des Blocks Aktivmaterial in dem Gehäuse, wie z. B. bei tiefgezogenen Gehäuse-Bauteilen, zu gewährleisten.

Ein weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Gehäuseausführung ist, dass durch das stranggepresste Kernteil eine gute Wärmeableitung aus dem Block Aktivmaterial an eine Umgebung der Batteriezelle gewährleistet werden kann. Dabei ist insbesondere die Ausgestaltung des Kernteils mit Mittelteil vorteilhaft, da sich das Mittelteil durch den einen Block Aktivmaterial oder zwischen den zwei Blöcken Aktivmaterial hindurch erstreckt.

Die Verwendung unbestimmter Artikel („ein“, „eine“, „einer“ und „eines“), insbesondere in den Patentansprüchen und der diese wiedergebenden Beschreibung, ist als solche und nicht als Zahlwort zu verstehen. Entsprechend damit eingeführte Begriffe bzw. Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und insbesondere aber auch mehrfach vorhanden sein können.

Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach vorkommen kann („mindestens ein“), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:

Fig. 1: eine bekannte Batteriezelle in einer Explosionsdarstellung in perspektivischer

Ansicht;

Fig. 2: eine Batteriezelle in einer Explosionsdarstellung in perspektivischer Ansicht

(erste Ausführungsvariante);

Fig. 3: ein Kernteil und zwei Blöcke Aktivmaterial der Batteriezelle nach Fig. 2 vor dem

Zusammenbau, in einer perspektivischen Ansicht;

Fig. 4: das Kernteil und die Blöcke Aktivmaterial nach Fig. 3, im zusammengebauten

Zustand, in einer perspektivischen Ansicht;

Fig. 5: das Kernteil und die Blöcke Aktivmaterial nach Fig. 4 sowie zwei elektrische

Anschlüsse vor dem Zusammenbau, in einer perspektivischen Ansicht;

Fig. 6: das Kernteil und die Blöcke Aktivmaterial sowie die zwei elektrischen Anschlüsse nach Fig. 5 während des Zusammenbaus, in einer perspektivischen Ansicht;

Fig. 7: das Kernteil und Blöcke Aktivmaterial nach Fig. 6 sowie ein Mantelteil vor dem

Zusammenbau zu dem Gehäuse, in einer perspektivischen Ansicht; Fig. 8: das Gehäuse nach Fig. 7, in einer perspektivischen Ansicht;

Fig. 9: das Kernteil nach Fig. 2 und einen Block Aktivmaterial, in einer perspektivischen

Ansicht;

Fig. 10: das Kernteil und die Blöcke Aktivmaterial nach Fig. 4, in einer perspektivischen

Ansicht;

Fig. 11 : die Batteriezelle nach Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht mit Schnittlinien

Xll-Xll und Xlll-Xlll;

Fig. 12: den Querschnitt Xll-Xll nach Fig. 11 ;

Fig. 13: den Querschnitt Xlll-Xlll nach Fig. 11 ;

Fig. 14: die Batteriezelle nach Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht mit Schnittlinien

XV-XV und XVI-XVI;

Fig. 15: den Querschnitt XV-XV nach Fig. 14;

Fig. 16: den Querschnitt XVI-XVI nach Fig. 14; und

Fig. 17: eine weitere Batteriezelle in einer Explosionsdarstellung in perspektivischer

Ansicht (zweite Ausführungsvariante).

Fig. 1 zeigt eine bekanntes Batteriezelle 1 in einer Explosionsdarstellung in perspektivischer Ansicht. In der aktuellen Bauform einer Batteriezelle 1 sind zwei Blöcke Aktivmaterial 3, 4 innerhalb eines tiefgezogenen Mantelteils 6 (inklusive Bodenteil) angeordnet. Das tiefgezogenen Mantelteil 6 ist mit einer Deckelgruppe 28 verbunden, die üblicherweise ein Deckelteil 13, zwei Stromsammler 29 zur Kontaktierung der Ableiter 24 der Elektroden, ein isolierendes Aufnahmegitter 30 zur Aufnahme und elektrischen Isolierung des Stromsammlers 29 gegenüber dem Deckelteil 13, zwei Anschlüsse 22, 23 zur Bereitstellung eines elektrischen Kontakts des Stromsammlers 29 mit einer Umgebung der Batteriezelle 1 sowie Anschlussisolierungen 26 zur Isolierung jedes Anschlusses 22, 23 gegenüber dem Deckelteil 13 aufweist. Fig. 2 zeigt eine Batteriezelle 1 in einer Explosionsdarstellung in perspektivischer Ansicht. Die Batteriezelle 1 umfasst ein Gehäuse 2 und darin angeordnet einen ersten Block Aktivmaterial 3 und einen zweiten Block Aktivmaterial 4. Die Blöcke Aktivmaterial 3, 4 weisen jeweils eine Mehrzahl von Lagen 5 auf, umfassend mindestens eine Anode, mindestens eine Kathode und zwischen den unterschiedlichen Elektroden einen Separator. Das Gehäuse 2 umfasst ein Mantelteil 6 mit einer offenen ersten Stirnseite 7 und einer offenen zweiten Stirnseite 8, das die Blöcke Aktivmaterial 3, 4 entlang einer Umfangsrichtung 9 vollumfänglich umschließt, sowie ein einteilig ausgeführtes Kernteil 10. Das Kernteil 10 weist ein an der ersten Stirnseite 7 angeordnetes und mit dem Mantelteil 6 verbundenes Bodenteil 11 und ein entlang einer axialen Richtung 12 beabstandet dazu an der zweiten Stirnseite 8 angeordnetes und mit dem Mantelteil 6 verbundenes Deckelteil 13 auf sowie ein das Bodenteil 11 mit dem Deckelteil 13 verbindendes Mittelteil 14. Der erste Block Aktivmaterial 3 ist auf einer ersten Seite 15 des Mittelteils 14 entlang einer radialen Richtung 16 zwischen dem Mantelteil 6 und dem Mittelteil 14 und der zweite Block Aktivmaterial 4 auf einer, der ersten Seite 15 gegenüberliegenden zweiten Seite 17 des Mittelteils 14 zwischen dem Mantelteil 6 und dem Mittelteil 14 angeordnet. Das Kernteil 10 ist ein Strangpressprofil.

Das Gehäuse 2 ist bei der einsatzbereiten Batteriezelle 1 (siehe Fig. 15) einteilig ausgeführt. Das Gehäuse 2 setzt sich aus dem Mantelteil 6 und dem Kernteil 10 zusammen, die erst im Rahmen der Herstellung des Gehäuses 2 miteinander verbunden werden, vorher aber als Einzelteile vorliegen.

Das Mantelteil 6 ist zylindrisch ausgeführt, weist also nur parallel zur axialen Richtung 12 verlaufende Flächen auf.

Das Gehäuse 2 ist quaderförmig ausgebildet. Die sich parallel zu den Seiten 15, 17 des Mittelteils 14 erstreckenden Seitenflächen des Gehäuses 2 weisen die größten Flächen auf und werden durch das Mantelteil 6 gebildet. Die erste Stirnseite 7 und die zweite Stirnseite 8 bilden die Seitenflächen, die an die jeweils kleinsten Flächen und die jeweils größten Flächen angrenzend angeordnet sind. Die anderen zwei Seitenflächen, die die kleinsten Flächen aufweisen, werden ebenfalls durch das Mantelteil 6 gebildet.

Das Deckelteil 13, das Bodenteil 11 sowie das Mittelteil 14 bzw. beide Seiten 15, 17 erstrecken sich jeweils parallel zur Längsrichtung 18. Das Deckelteil 13 und das Bodenteil 11 weisen in der radialen Richtung 16, also quer zur Längsrichtung 18 und zur axialen Richtung 12, eine größere Breite als das Mittelteil 14 auf. Deckelteil 13 und Bodenteil 11 erstrecken sich senkrecht zum Mittelteil 14. Die Breite von Deckelteil 13 und Bodenteil 11 ist so ausgeführt, dass sie die Erstreckung der Blöcke Aktivmaterial 3, 4 entlang der radialen Richtung 16 gerade überdeckt.

Die Blöcke Aktivmaterial 3, 4 sind so angeordnet, dass sich die Lagen 5 im Bereich der Seiten 15, 17 des Mittelteils 14 jeweils parallel zu den Seiten 15, 17 erstrecken. Die zwei Blöcke Aktivmaterial 3, 4 sind jeweils benachbart zu der jeweiligen Seite 15, 17 angeordnet.

Das Deckelteil 13 weist entlang der Längsrichtung 18 durch jeweils einen Zwischenraum 19, 20 voneinander beabstandet angeordnete Deckelsegmente 21 auf, über die das Deckelteil 13 an der zweiten Stirnseite 8 mit dem Mantelteil 6 verbunden ist.

Das Deckelteil 13 wird über die Deckelsegmente 21 mit dem Mantelteil 6 verbunden.

Das Deckelteil 13 erstreckt sich entlang der Längsrichtung 18 über das Mittelteil 14 hinaus. Die Erstreckung von Deckelteil 13 und Bodenteil 11 entlang der Längsrichtung 18 ist so ausgeführt, dass sie die Erstreckung der Blöcke Aktivmaterial 3, 4 entlang der Längsrichtung 18 gerade überdeckt.

Mit der Verbindung von Kernteil 10 und Mantelteil 6 ist das Gehäuse 2 der Batteriezelle 1 hergestellt. Das Gehäuse 2 ist, bei stoffschlüssiger Verbindung von Kernteil 10 und Mantelteil 6, einteilig ausgeführt, aber dabei immer aus zumindest zwei Teilen, nämlich aus Kernteil 10 und Mantelteil 6, hergestellt.

Ein elektrischer erster Anschluss 22 der Batteriezelle 1 ist in einem ersten Zwischenraum 19 angeordnet. Ein elektrischer zweiter Anschluss 23 der Batteriezelle 1 ist in einem von dem ersten Zwischenraum 19 durch ein Deckelsegment 21 getrennt angeordneten zweiten Zwischenraum 20 angeordnet. Die elektrischen Anschlüsse 22, 23 dienen der elektrischen Kontaktierung der Elektroden der Blöcke Aktivmaterial 3, 4 mit einem außerhalb der Batteriezelle 1 angeordneten Stromkreis. Der jeweilige Anschluss 22, 23 ist gegenüber dem Gehäuse 2 elektrisch isoliert. Dabei kann der elektrische Anschluss 22, 23 einen metallischen Rahmen aufweisen, der mit dem Gehäuse 2, z. B. stoffschlüssig, verbindbar ist bzw. verbunden werden kann. Die elektrische Kontaktierung der Blöcke Aktivmaterial 3, 4 erfolgt über einen elektrischen Kontakt, der sich von den Blöcken Aktivmaterial 3, 4 durch den elektrischen Anschluss 22, 23 hin zu der Umgebung der Batteriezelle 1 erstreckt. Der elektrische Kontakt ist gegenüber dem metallischen Rahmen elektrisch isoliert angeordnet, z. B. über eine Kontaktisolierung 27. Jeder Anschluss 22, 23 ist gegenüber den Blöcke Aktivmaterial 3, 4 durch eine Anschlussisolierung 26 elektrisch isoliert angeordnet.

Jede Elektrode der Blöcke Aktivmaterial 3, 4 ist mit dem ersten Anschluss 22 oder mit dem zweiten Anschluss 23 über einen sich nur im Bereich des Zwischenraums 19, 20 aus dem Block Aktivmaterial 3, 4 heraus erstreckenden Ableiter 24 elektrisch leitend verbunden.

Die Ableiter 24 erstrecken sich also nur dort aus dem Block Aktivmaterial 3, 4 bzw. der Zellisolierung 25 heraus, wo der Zwischenraum 19, 20 bzw. wo der mit den Ableitern 24 zu kontaktierende elektrische Kontakt angeordnet ist.

Die Blöcke Aktivmaterial 3, 4 werden über eine Art Klammer 31 an dem Mittelteil 14 angeordnet. Die Klammer 31 kann die Blöcke Aktivmaterial 3, 4 außen umfassen und so eine Breite der Blöcke Aktivmaterial 3, 4 fixieren. Die Breite verläuft quer zu den Seiten 15, 17 des Mittelteils 14. Die Blöcke Aktivmaterial 3, 4 sind so an dem Kernteil 10 angeordnet, dass sie entlang der axialen Richtung 12 fluchtend zu dem Bodenteil 11 und zu dem Deckelteil 13 bzw. den Deckelsegmenten 21 angeordnet sind.

Fig. 3 zeigt ein Kernteil 10 und zwei Blöcke Aktivmaterial 3, 4 der Batteriezelle 1 nach Fig. 2 vor dem Zusammenbau, in einer perspektivischen Ansicht.

Fig. 4 zeigt das Kernteil 10 und die Blöcke Aktivmaterial 3, 4 nach Fig. 3, im zusammengebauten Zustand, in einer perspektivischen Ansicht

Zur Herstellung der Batteriezelle 1 wird zunächst das Kernteil 10 bereitgestellt. Die Blöcke Aktivmaterial 3, 4 werden an dem Kernteil 10, zwischen dem Deckelteil 13 und dem Bodenteil 11 , angeordnet. Dabei können die Blöcke Aktivmaterial 3, 4 von einer elektrischen Zellisolierung 25 eingefasst sein.

Fig. 5 zeigt das Kernteil 10 und die Blöcke Aktivmaterial 3, 4 nach Fig. 4 sowie zwei elektrische Anschlüsse 22, 23 vor dem Zusammenbau, in einer perspektivischen Ansicht.

Fig. 6 zeigt das Kernteil 10 und die Blöcke Aktivmaterial 3, 4 sowie die zwei elektrischen Anschlüsse 22, 23 nach Fig. 5 während des Zusammenbaus, in einer perspektivischen Ansicht. Bei dem zweiten Anschluss 23 ist dargestellt, dass die Ableiter 24 mit dem Kontakt des zweiten Anschlusses 23 verbunden werden. Die Kontakte 22, 23 werden über Schweißnähte 32 mit dem Deckelteil 13 bzw. dem Mantelteil 6 verbunden.

Fig. 7 zeigt das Kernteil 10 und Blöcke Aktivmaterial 3, 4 nach Fig. 6 sowie ein Mantelteil 6 vor dem Zusammenbau zu dem Gehäuse 2, in einer perspektivischen Ansicht.

Fig. 8 zeigt das Gehäuse 2 nach Fig. 7, in einer perspektivischen Ansicht.

Das Kernteil 10 kann zusammen mit den Blöcke Aktivmaterial 3, 4 und der Zellisolierung 25 in das Mantelteil 6 eingeschoben werden, entlang der axialen Richtung 12.

Das Bodenteil 11 kann an der ersten Stirnseite 7 mit dem Mantelteil 6 über eine Schweißnaht 32 verbunden werden. Das Deckelteil 13 kann an mit dem Mantelteil 6 ausgebildeten Kontaktstellen an der zweiten Stirnseite 8 über eine Schweißnaht 32 mit dem Mantelteil 6 verbunden werden. Das Bodenteil 11 verschließt die erste Stirnseite 7 vollständig.

Auch das Mantelteil 6 ist als ein Strangpressprofil ausgeführt. Die Vorschubrichtung beim Strangpressen verläuft beim Mantelteil 6 entlang der axialen Richtung 12.

Fig. 9 zeigt das Kernteil 10 nach Fig. 2 und einen Block Aktivmaterial 3, in einer perspektivischen Ansicht. Die Lagen 5 des Blocks Aktivmaterial 3 sind entlang der Umfangsrichtung 9 um das Kernteil 10 herum gewickelt angeordnet.

Fig. 10 zeigt das Kernteil 10 und die Blöcke Aktivmaterial 3, 4 nach Fig. 4, in einer perspektivischen Ansicht. Hier weist die Batteriezelle 1 genau zwei Blöcke Aktivmaterial 3, 4 auf, wobei ein erster Block Aktivmaterial 3 zwischen der ersten Seite 15 und dem Mantelteil 6 und ein zweiter Block Aktivmaterial 4 zwischen der zweiten Seite 17 und dem Mantelteil 6 angeordnet ist.

Fig. 11 zeigt die Batteriezelle 1 nach Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht mit Schnittlinien Xll-Xll und Xlll-Xlll. Fig. 12 zeigt den Querschnitt XI l-XII nach Fig. 11. Fig. 13 zeigt den Querschnitt XI ll-XI II nach Fig. 11. Die Fig. 11 bis 13 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu der Fig. 1 wird verwiesen. Der Schnitt Xll-Xll verläuft außerhalb der Anschlüsse 22, 23 quer zur Längsrichtung 18 durch die Batteriezelle 1. Der Schnitt Xlll-Xlll verläuft durch den zweiten Anschluss 23 quer zur Längsrichtung 18 durch die Batteriezelle 1.

Erkennbar ist der große Freiraum zwischen den Blöcken Aktivmaterial 3, 4 und dem Deckelteil 13 bzw. dem oberen Ende des tiefgezogenen Mantelteils 6. Dieser große Freiraum ist einerseits durch die größeren Toleranzen des Tiefziehens und andererseits durch die Verbindung der Ableiter 24 mit den im Deckelteil 13 angeordneten Stromsammlern 29 bedingt.

Fig. 14 zeigt die Batteriezelle 1 nach Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht mit Schnittlinien XV-XV und XVI-XVI. Fig. 15 zeigt den Querschnitt XV-XV nach Fig. 14. Fig. 16 zeigt den Querschnitt XVI-XVI nach Fig. 14. Die Fig. 14 bis 16 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu den Fig. 2 bis 8 wird verwiesen.

Der Schnitt XV-XV verläuft außerhalb der Anschlüsse 22, 23 quer zur Längsrichtung 18 durch die Batteriezelle 1. Der Schnitt XVI-XVI verläuft durch den zweiten Anschluss 23 quer zur Längsrichtung 18 durch die Batteriezelle 1.

Die Blöcke Aktivmaterial 3, 4 erstrecken sich über mehr als 99 % einer sich entlang der axialen Richtung 12 erstreckenden geringsten Höhe 33 zwischen Bodenteil 11 und Deckelteil 13. Dabei können die Blöcke Aktivmaterial 3, 4 das Bodenteil 11 und das Deckelteil 13 ggf. gleichzeitig kontaktieren. Die Ableiter 24 sind nur im Bereich der Zwischenräume 19, 20 angeordnet und kontaktieren den Kontakt des jeweiligen Anschlusses 22, 23.

Das Mittelteil 14 kann zur effektiven Kühlung der Blöcke Aktivmaterial 3, 4 eingesetzt werden.

Die Fig. 2 bis 11 und 14 zeigen jeweils die Batteriezelle 1 gemäß einer ersten Ausführungsvariante. Dabei sind die elektrischen Anschlüsse 22, 23 an dem Deckelteil 13 angeordnet.

Die Fig. 17 zeigt eine weitere Batteriezelle 1 in einer Explosionsdarstellung in perspektivischer Ansicht (zweite Ausführungsvariante). Hier ist der erste Anschluss 22 in einem ersten Zwischenraum 19 des Bodenteils 11 und der zweite Anschluss 23 in einem zweiten Zwischenraum 20 des Deckelteils 13 angeordnet. Eine Längsrichtung 18 verläuft senkrecht zur axialen Richtung 12 und parallel zu den Seiten 15, 17 des Mittelteils 14. Das Bodenteil 11 weist entlang der Längsrichtung 18 einen ersten Zwischenraum 19 und zwei voneinander beabstandet angeordnete Deckelsegmente 21 und das Deckelteil 13 entlang der Längsrichtung 18 einen zweiten Zwischenraum 20 und zwei voneinander beabstandet angeordnete Deckelsegmente 21 auf. Das Bodenteil 11 und das Deckelteil 13 sind an der jeweiligen Stirnseite 7, 8 jeweils über die Deckelsegmente 21 mit dem Mantelteil 6 verbunden.

Das Deckelteil 13 und das Bodenteil 11 des Kernteils 10 sind identisch ausgeführt und weisen jeweils einen Zwischenraum 19, 20 auf. Die in den Fig. 12 und 13 sowie 15 und 16 dargestellten Querschnitte des Deckelteils 13 sind an einem Bodenteil 11 bzw. Deckelteil 13 mit jeweils nur einem elektrischen Anschluss 22, 23 vergleichbar ausgeführt.

Das Gehäuse 2 ist quaderförmig ausgebildet. Die sich parallel zu den Seiten 15, 17 des Mittelteils 14 erstreckenden Seitenflächen des Gehäuses 2 weisen die größten Flächen auf und werden durch das Mantelteil 6 gebildet. Die erste Stirnseite 7 und die zweite Stirnseite 8, an denen das Deckelteil 13 und das Bodenteil 11 angeordnet sind, bilden die Seitenflächen mit den kleinsten Flächen. Die anderen zwei Seitenflächen, die an die jeweils kleinsten Flächen und die jeweils größten Flächen angrenzend angeordnet sind, werden ebenfalls durch das Mantelteil 6 gebildet.

Bezugszeichenliste

Batteriezelle

Gehäuse erster Block Aktivmaterial zweiter Block Aktivmaterial Lage Mantelteil erste Stirnseite zweite Stirnseite Umfangsrichtung Kernteil Bodenteil axiale Richtung Deckelteil

Mittelteil erste Seite radiale Richtung zweite Seite Längsrichtung erster Zwischenraum zweiter Zwischenraum

Deckelsegment erster Anschluss zweiter Anschluss Ableiter

Zellisolierung Anschlussisolierung Kontaktisolierung Deckelgruppe Stromsammler

Aufnahmegitter Klammer 32 Schweißnaht

33 Höhe