Die nachfolgend beschriebene Erfindung betrifft eine elektrochemische Zelle mit einem band-förmigen Elektroden-Separator-Verbund der Sequenz Anode / Separator / Kathode, der in Form eines Wickels oder Stapels mit zwei endständigen Stirnseiten vorliegt.

Derartige Zellen sind grundsätzlich bereits bekannt, beispielsweise aus der DE 10 2009 060 800 AI. In dieser deutschen Patentanmeldung sind zylindrische Wickel aus Elektroden-Separator-Verbünden beschrieben, die in zylindrische Metallgehäuse eingesetzt werden. Zur elektrischen Kontaktierung der Elektroden werden Stromkollektoren eingesetzt, die mit Elektrodenaktivmaterialien beladen sind. Die Stromkollektoren sind jeweils mit einer Metallfolie verschweißt, die als separater Stromableiter fungiert und die Stromkollektoren elektrisch mit dem Gehäuse verbindet.

Die in der DE 102009060800 AI beschriebene Vorgehensweise zur elektrischen Kontaktierung der Elektroden ist effizient und kostengünstig. In bestimmten Anwendungsfällen bietet sie aber Nachteile. Problematisch ist beispielsweise, dass die elektrische Anbindung der Elektroden über nur eine Stromabieiterfolie erfolgt, die zudem meist an ein Ende des Wickels angeschweißt ist. Wenn von derart angebundenen Elektroden hohe Ströme in kurzer Zeit gespeichert oder abgegeben werden sollen, stößt die beschriebene Lösung sehr schnell an ihre Grenzen.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, elektrochemische Zellen mit bandförmigem Elektroden-Separator-Verbund der Sequenz Anode / Separator / Kathode bereitzustellen, die sich gegenüber dem zitierten Stand der Technik durch eine verbesserte Strombelastbarkeit auszeichnen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die elektrochemische Zelle mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Zelle sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 9 angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt der vorliegenden Beschreibung gemacht.

Die erfindungsgemäße elektrochemische Zelle zeichnet sich stets durch die folgenden Merkmale aus:

Sie umfasst einen bandförmigen Elektroden-Separator-Verbund der Sequenz Anode / Separator / Kathode. In bevorzugten Ausführungsformen weist der Verbund die Sequenz Anode / Separator / Kathode / Separator / Anode oder Kathode / Separator / Anode / Separator / Kathode auf. Die Anode umfasst einen bandförmigen metallischen Anodenstromkollektor, der mit einem negativem Elektrodenaktivmaterial beladen ist, und die Kathode umfasst einen bandförmigen metallischen Kathodenstromkollektor, der mit einem positiven Elektrodenaktivmaterial beladen ist. Die Elek- trodenaktivmaterialien dienen der Speicherung von Energie. Die Stromkollektoren dienen der elektrischen Kontaktierung der Elektroden sowie der thermischen und mechanischen Anbindung.

Wie die eingangs erwähnten gattungsgemäßen Zellen liegt auch der Elektroden-Separator-Verbund einer erfindungsgemäßen Zelle in Form eines Wickels oder Stapels mit zwei endständigen Stirnseiten vor.

Bevorzugt handelt es sich bei der erfindungsgemäßen elektrochemischen Zelle um eine sekundäre Zelle, also eine wieder aufladbare Zelle. Als Elektrodenaktivmaterial kommen für die erfindungsgemäße Zelle daher vorzugsweise die Aktivmaterialien in Betracht, die in sekundären elektrochemischen Zellen zum Einsatz kommen können.

Besonders bevorzugt handelt es sich bei der elektrochemischen Zelle um eine Lithium-Ionen-Zelle. In diesem Fall ist das negative Elektrodenaktivmaterial beispielsweise Graphit und das positive Elektrodenaktivmaterial beispielsweise Lithiumkobaltoxid.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform kann es sich bei der erfindungsgemäßen Zelle um eine Nickel-Metallhydrid-Zelle handeln, die auf der Seite der negativen Elektrode eine Wasserstoffspeicherlegierung aufweist und auf der Seite der positiven Elektrode Nickelhydroxid / Nickeloxyhydroxid.

Weiterhin können die Elektroden der erfindungsgemäße Zelle wie die Elektroden der in der WO 2016/005529 AI und in der WO 2016/005528 A2 beschriebenen Systeme ausgebildet sein. In diesen Dokumenten sind Systeme beschrieben, bei denen die positive Elektrode auf Nickeloxyhydroxid / Nickelhydroxid basiert während die negative Elektrode eine Mischung aus Aktivkohle und einer Wasserstoffspeicherlegierung oder eine Mischung aus Aktivkohle und Eisen in metallischer und/oder oxidier- ter Form enthält.

Besonders zeichnet sich die erfindungsgemäße Zelle dadurch aus, dass innerhalb des Elektroden-Separator-Verbunds die Anode und die Kathode versetzt zueinander angeordnet sind, so dass ein Längsrand des Anodenstromkollektors aus einer der endständigen Stirn- Seiten und ein Längsrand des Kathodenstromkollektors aus der anderen der endständigen Stirnseiten austritt,

Die erfindungsgemäße Zelle eine Kontaktplatte aufweist, die auf einem der Längsränder aufliegt, so dass sich eine linienartige Kontaktzone ergibt, und

Die Kontaktplatte mit dem Längsrand entlang dieser linienartigen Kontaktzone durch Verschweißung verbunden ist.

Bei der Herstellung von Elektroden-Separator-Verbünden wird üblicherweise darauf geachtet, dass Elektroden und Stromkollektoren derart miteinander kombiniert werden, dass es nicht zu einem einseitigen Überstehen entgegengesetzt gepolter Stromkollektoren kommt, da dies die Kurzschlussgefahr erhöhen kann. Bei der beschriebenen versetzten Anordnung ist die Kurzschlussgefahr jedoch minimiert, da die entgegengesetzt gepolten Stromkollektoren aus sich gegenüberliegenden Stirnseiten des Wickels oder des Stapels austreten.

Erfindungsgemäß macht man sich den aus der versetzten Anordnung resultierenden Überstand der Stromkollektoren zunutze, indem man sie mittels eines entsprechenden Stromableiters großflächig kontaktiert. Als Stromableiter kommt hierbei die erwähnte Kontaktplatte zum Einsatz.

Über die Kontaktplatte ist es möglich, einen Stromkollektor und damit auch eine dazugehörige bandförmige Elektrode über seine / ihre gesamte Länge elektrisch zu kontaktieren. Dies senkt den Innenwiderstand innerhalb der erfindungsgemäßen Zelle sehr deutlich. Die beschriebene Anordnung kann das Auftreten großer Ströme somit sehr viel besser abfangen als aus dem Stand der Technik bekannte Zellen. Mit minimiertem Innenwiderstand reduzieren sich thermische Verluste bei hohen Strömen. Zudem wird die Abfuhr thermischer Energie über die Pole begünstigt.

Die Kontaktplatte kann wiederum mit einem Pol der erfindungsgemäßen Zelle, beispielsweise einem Gehäusepol, verbunden sein.

Die erfindungsgemäße Zelle ist in bevorzugten Ausführungsformen als Knopfzelle ausgebildet und weist ein metallisches Gehäuse aus zwei Gehäuseteilen aus, die durch eine elektrisch isolierende Dichtung voneinander isoliert sind, beispielsweise wie es in Fig. 1 der DE 10 2009 060 800 AI dargestellt ist. In diesem Fall kann die Kontaktplatte beispielsweise mit dem positiv gepolten Gehäusehalbteil verbun- den sein. Die Zelle kann aber auch eine Rundzelle sein, also eine Höhe aufweisen, die größer als ihr Durchmesser ist.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, wie die Kontaktplatte mit dem Längsrand verbunden werden kann.

In bevorzugten Ausführungsformen ist die Kontaktplatte mit dem Längsrand entlang der linienartigen Kontaktzone über mindestens eine Schweißnaht oder über eine Vielzahl von Schweißpunkten verbunden. Besonders bevorzugt umfasst der Längsrand einen oder mehrere Abschnitte, die jeweils über ihre gesamte Länge über eine Schweißnaht durchgehend mit der Kontaktplatte verbunden sind.

In einer möglichen Weiterbildung erstrecken sich der / die mit der Kontaktplatte über ihre gesamte Länge durchgehend verbundenen Abschnitte über mindestens 25 %, bevorzugt über mindestens 50 %, besonders bevorzugt über mindestens 75 %, der Gesamtlänge des Längsrandes.

Ganz besonders bevorzugt ist der Längsrand über seine gesamte Länge durchgehend mit der Kontaktplatte verschweißt.

Es ist auch möglich, dass die Kontaktplatte mit dem Längsrand über eine Vielzahl von Schweißpunkten verbunden ist. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Schweißpunkte mindestens eine Linie bilden, insbesondere mindestens eine Gerade, welche die linienartige Kontaktzone kreuzt.

Besonders bevorzugt liegt der Elektroden-Separator-Verbund in Form eines spiralförmigen Wickels vor. Hieraus resultiert, dass die aus den endständigen Stirnseiten des Wickels austretenden Längsränder des Anodenstromkollektors und des Kathodenstromkollektors bevorzugt ebenfalls eine spiralförmige Geometrie aufweisen. Analoges gilt für die linienartige Kontaktzone, entlang der die Kontaktplatte mit dem Längsrand verschweißt ist.

Bei dem Anodenstromkollektor und/oder dem Kathodenstromkollektor handelt es sich in bevorzugten Ausführungsformen um einen Schaum, ein Gewebe, ein Netz, ein Gitter, ein Vlies, einen Filz oder eine Folie. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Anodenstromkollektor und/oder dem Kathodenstromkollektor um einen Metallschaum.

In weiteren bevorzugten Ausführungsformen weisen der Anodenstromkollektor und/oder der Kathodenstromkollektor eine Dicke im Bereich von 4 μιτι bis 700 μιη auf. Dicken im Bereich von 4 μιτι bis 25 μιη sind insbesondere dann bevorzugt, wenn es sich bei dem Anodenstromkollektor und/oder dem Kathodenstromkollektor um eine Metallfolie handelt, insbesondere eine Folie aus Nickel, Aluminium oder Kupfer.

Wenn es sich bei dem Anodenstromkollektor und/oder dem Kathodenstromkollektor um einen Schaum, ein Gewebe, ein Netz, ein Gitter, ein Vlies oder einen Filz handelt, so können die Dicken im Bereich von 30 μιη bis 700 μιη liegen.

Wenn es sich bei dem Anodenstromkollektor und/oder dem Kathodenstromkollektor um einen Schaum, ein Gewebe, ein Netz, ein Gitter, ein Vlies oder einen Filz handelt, so weisen bevorzugt auch die Anode und/oder die Kathode selbst Dicken im Bereich von 30 μιη bis 700 μιη auf.

Die Dickenverhältnisse zwischen Anode und Kathode ergeben sich häufig in Abhängigkeit der verwendeten Aktivmaterialien und der jeweiligen spezifischen Kapazität der Aktivmaterialien. Für EDLC- (EDLC = electric double layer capacitor), Lithium-Ionen- und NiMH-basierte Systeme werden Dicken zwischen 50 und 300 μιη bevorzugt. Asymmetrische Systeme wie Lithium-Ionen-Kondensatoren oder wässrige Ni(OH) ₂ -basierte Kondensatoren benötigen Aktivkohle-Elektroden mit bevorzugt 200 - 700 μιη Dicke und dünne Redox-Gegenelektroden (Graphit, Ni(OH) ₂ , Lithium-Titanat, Mn0 ₂ , etc.) mit bevorzugt 30 - 200 μιτι Dicke.

Der Anodenstromkollektor und/oder der Kathodenstromkollektor bestehen bevorzugt aus Aluminium, Titan, Kupfer, Nickel, Edelstahl oder aus vernickeltem Stahl.

In einigen bevorzugten Ausführungsformen weist die erfindungsgemäße Zelle mindestens eines derfol- genden Merkmale auf:

Die Kontaktplatte ist eine Metallplatte mit einer Dicke im Bereich von 200 μιη bis 1000 μιη, bevorzugt 400 - 500μιη.

Die Kontaktplatte besteht aus Aluminium, Titan, Nickel, Edelstahl oder vernickeltem Stahl.

Die Kontaktplatte weist mindestens einen Schlitz und/oder mindestens eine Perforierung auf. Diese dienen dazu, einer Verformung der Platte bei der Herstellung der Schweißverbindung entgegenzuwirken. Besonders bevorzugt weist die Kontaktplatte die Dicke im Bereich von 200 μιη bis 1000 μιη und den mindestens einen Schlitz und/oder die mindestens eine Perforierung auf.

Wenn vorliegend von einer Perforierung der Kontaktplatte die Rede ist, so bedeutet dies vorzugsweise, dass die Kontaktplatte gelocht ist, also mehrere Löcher aufweist, insbesondere in einer regelmäßigen Anordnung. Beispielsweise kann die Kontaktplatte als linienförmige Perforierung eine Abfolge von Löchern entlang einer Linie, insbesondere entlang einer Gerade, aufweisen, wobei es bevorzugt ist, dass die Löcher in regelmäßigen Abständen in die Platte eingebracht sind.

Wenn vorliegend von einem Schlitz in der Kontaktplatte die Rede ist, so bedeutet dies vorzugsweise, dass die Kontaktplatte eine längliche Durchbrechung, bevorzugt eine gerade längliche Durchbrechung, aufweist, insbesondere eine längliche Durchbrechung gleichbreitender Breite.

In bevorzugten Ausführungsformen hat die Kontaktplatte die Form einer Scheibe, insbesondere die Form einer kreisförmigen oder zumindest näherungsweise kreisförmigen Scheibe. Sie weist dann also einen äußeren kreisförmigen oder zumindest näherungsweise kreisförmigen Scheibenrand auf. Unter einer näherungsweise kreisförmigen Scheibe soll hierbei insbesondere eine Scheibe verstanden werden, die die Form eines Kreises mit mindestens einem abgetrennten Kreissegment, bevorzugt mit zwei bis vier abgetrennten Kreissegmenten, aufweist.

In weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann die Kontaktplatte beispielsweise aber auch die Form eines Polygons, bevorzugt eines regelmäßigen Polygons, insbesondere eines regelmäßigen Polygons mit 4 bis 10 Ecken und Seiten, aufweisen.

Die Kontaktplatte, insbesondere wenn sie als kreisförmige oderzumindest näherungsweise kreisförmige Scheibe ausgebildet ist oder die Form eines Polygons aufweist, kann in bevorzugten Ausführungsformen eine zentrale, in ihrem Zentrum liegende Öffnung, insbesondere in Form eines kreisrunden Lochs, aufweisen. Als kreisförmige oder zumindest näherungsweise kreisförmige Scheiben ausgebildete Kontaktplatten weisen dann einen äußeren kreisförmigen oder zumindest näherungsweise kreisförmigen Scheibenrand und einen inneren, bevorzugt kreisrunden, Scheibenrand auf.

Insbesondere wenn die Kontaktplatte als kreisförmige oder zumindest näherungsweise kreisförmige Scheibe ausgebildet ist und den erwähnten äußeren kreisförmigen oder zumindest näherungsweise kreisförmigen Scheibenrand aufweist, dann weist sie auch den mindestens einen Schlitz und/oder die mindestens eine Perforierung, insbesondere die mindestens eine linienförmige Perforierung, auf. Der mindestens eine Schlitz und/oder die mindestens eine Perforierung sind, bevorzugt ausgehend von dem äußeren Scheibenrand, radial in Richtung des Zentrums der Scheibe ausgerichtet. Bevorzugt weisen drei oder mehr Schlitze ausgehend von unterschiedlichen Punkten auf dem äußeren Scheibenrand diese Orientierung auf und unterteilen dabei die Scheibe in mehrere, bevorzugt gleich große Sektoren, insbesondere Kreissektoren.

Wenn die Kontaktplatte als kreisförmige oder zumindest näherungsweise kreisförmige Scheibe ausgebildet ist und die zentrale Öffnung aufweist, so ist es auch möglich, dass sich der mindestens eine Schlitz und/oder die mindestens eine Perforierung ausgehend von dem inneren Scheibenrand radial nach außen in Richtung des äußeren Scheibenrands erstrecken.

Es ist bevorzugt, dass die Scheibe 2 bis 6 Schlitze oder 2 bis 6 Perforierungen, besonders bevorzugt 4 Schlitze oder 4 Perforierungen, aufweist.

Durch die Schlitze und/oder Perforierungen ist gewährleistet, dass sich die Kontaktplatte bei Schweißvorgängen nicht verzieht. Darüber hinaus ist gewährleistet, dass die Kontaktplatte das Eindringen von Elektrolyt in den wickel- oder stapeiförmigen Elektroden-Separator-Verbund nicht behindert.

In einer ersten, besonders bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Zelle mindestens eines der folgenden Merkmale, insbesondere eine Kombination aus den folgenden Merkmalen, auf:

Der Elektroden-Separator-Verbund liegt in Form eines spiralförmigen Wickels mitzwei endständigen Stirnseiten vor.

Die aus den endständigen Stirnseiten des Wickels austretenden Längsränder des Anodenstrom- kollektors und des Kathodenstromkollektors weisen eine spiralförmige Geometrie auf.

Die Zelle weist eine erste Kontaktplatte auf, die auf dem Längsrand des Anodenstromkollektors aufliegt, so dass sich eine linienartige erste Kontaktzone mit spiralförmiger Geometrie ergibt.

Die Zelle weist eine zweite Kontaktplatte auf, die auf dem Längsrand des Kathodenstromkollektors aufliegt, so dass sich eine linienartige zweite Kontaktzone mit spiralförmiger Geometrie ergibt. Bei dem Anodenstromkollektor und dem Kathodenstromkollektor handelt es sich jeweils um einen Schaum.

Der Längsrand des Anodenstromkollektors umfasst einen oder mehrere Abschnitte, die jeweils über ihre gesamte Länge über eine Schweißnaht entlang der Kontaktzone durchgehend mit der ersten Kontaktplatte verbunden sind.

Der Längsrand des Kathodenstromkollektors umfasst einen oder mehrere Abschnitte, die jeweils über ihre gesamte Länge über eine Schweißnaht entlang der Kontaktzone durchgehend mit der zweiten Kontaktplatte verbunden sind.

In einer zweiten, besonders bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Zelle mindestens eines der folgenden Merkmale, insbesondere eine Kombination aus den folgenden Merkmalen, auf:

Der Elektroden-Separator-Verbund liegt in Form eines spiralförmigen Wickels mitzwei endständigen Stirnseiten vor.

Die aus den endständigen Stirnseiten des Wickels austretenden Längsränder des Anodenstromkollektors und des Kathodenstromkollektors weisen eine spiralförmige Geometrie auf.

Die Zelle weist eine erste Kontaktplatte auf, die auf dem Längsrand des Anodenstromkollektors aufliegt, so dass sich eine linienartige erste Kontaktzone mit spiralförmiger Geometrie ergibt.

Die Zelle weist eine zweite Kontaktplatte auf, die auf dem Längsrand des Kathodenstromkollektors aufliegt, so dass sich eine linienartige zweite Kontaktzone mit spiralförmiger Geometrie ergibt.

Bei dem Anodenstromkollektor und dem Kathodenstromkollektor handelt es sich jeweils um einen Metallschaum.

Der Längsrand des Anodenstromkollektors ist über eine Vielzahl von Schweißpunkten entlang der Kontaktzone mit der ersten Kontaktplatte verbunden.

Der Längsrand des Kathodenstromkollektors ist über eine Vielzahl von Schweißpunkten entlang der Kontaktzone mit der zweiten Kontaktplatte verbunden. Die Schweißpunkte bilden jeweils mindestens eine Linie, insbesondere mindestens eine Gerade, welche die linienartige erste und die linienartige zweite Kontaktzone kreuzen.

In besonders bevorzugten Ausführungsformen bestehen die erste Kontaktplatte und derAnodenstrom- kollektor beide aus dem gleichen Material. Dieses wird besonders bevorzugt aus der Gruppe mit Kupfer, Nickel, Titan, vernickeltem Stahl und Edelstahl gewählt.

Die zweite Kontaktplatte und der Kathodenstromkollektor bestehen besonders bevorzugt beide aus dem gleichen Material aus der Gruppe mit Aluminium, Nickel, Titan, vernickelter Stahl und Edelstahl.

Weitere Merkmale der Erfindung sowie aus der Erfindung resultierende Vorteile ergeben sich aus den Zeichnungen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen. Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen dienen lediglich zur Erläuterung und zum besseren Verständnis der Erfindung und sind in keiner Weise einschränkend zu verstehen.

In Fig. 1 ist schematisch eine Ausführungsform eines spiralförmigen Wickels 101 dargestellt, der sich zu einer erfindungsgemäßen Zelle verarbeiten lässt. Der Wickel besteht aus einem spiralförmig aufgewickelten Elektroden-Separator-Verbund und weist zwei endständige Stirnseiten auf, von denen nur eine, die Stirnseite 103, in Fig. 1 sichtbar ist.

Der Elektroden-Separator-Verbund weist eine Anode und eine Kathode auf, die innerhalb des Elektroden-Separator-Verbunds versetzt angeordnet sind. Die Anode umfasst einen bandförmigen metallischen Anodenstromkollektor, der mit negativem Elektrodenaktivmaterial beladen ist. Die Kathode umfasst einen bandförmigen metallischen Kathodenstromkollektor, der mit positivem Elektrodenaktivmaterial beladen ist. Bei beiden Stromkollektoren handelt es sich jeweils um einen porösen Metallschaum.

Ein Längsrand 102 des Kathodenstromkollektors tritt aus der Stirnseite 103 aus. Er weist als Folge der spiralförmigen Wicklung des Elektroden-Separator-Verbunds gleichfalls eine spiralförmige Geometrie auf. Der Längsrand des Anodenstromkollektors tritt aus der hier nicht dargestellten zweiten Stirnseite 109 des Wickels 101 aus.

In Fig. 2 ist schematisch eine erste Ausführungsform einer Kontaktplatte 104 dargestellt, die sich zu einer erfindungsgemäßen Zelle verarbeiten lässt. Die Kontaktplatte 104 hat die Form einer flachen Scheibe und weist die weist Schlitze 105a, 105b, 105c und 105d auf. Durch diese Schlitze soll einer unbeab- sichtigten Deformation der Kontaktplatte in Folge von Erwärmung, beispielsweise während eines Schweißvorgangs, entgegengewirkt werden.

In Fig.3 ist schematisch eine erste Ausführungsform einererfindungsgemäßen Zelle 100 dargestellt. Die Zelle setzt sich aus dem in Fig. 1 dargestellten spiralförmigen Wickel 101 und der in Fig. 2 dargestellten Kontaktplatte 104 zusammen. Die Kontaktplatte ist auf die Stirnseite 103 des Wickels aufgeschweißt. Zur Herstellung der Zelle 101 wird die Kontaktplatte 104 auf die Stirnseite 103 aufgelegt. Durch den Kontakt mit dem spiralförmigen Längsrand 102 ergibtsich eine linienartige Kontaktzone spiralförmiger Geometrie, über die der Längsrand 102 und die Kontaktplatte 104 verbunden sind.

Nach dem Auflegen wird die Kontaktplatte 104 auf dem Längsrand 102 fixiert. Hierzu werden mittels eines Laserstrahls die Kontaktplatte 104 und der Längsrand 102 entlang den Schweißlinien 106a, 106b, 106c und 106d miteinander verschweißt.

Die Schweißlinien 106a, 106b, 106c und 106d bilden Linien, die die linienartige Kontaktzone spiralförmiger Geometrie kreuzen. An jedem Kreuzungspunkt ist der Längsrand 102 mit der Kontaktplatte 104 durch Verschweißung verbunden. Insgesamt ergibt sich hierdurch eine großflächige Anbindung der Kontaktplatte 104 an den Längsrand 102.

In Fig. 4 ist schematisch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zelle 111 dargestellt. Die Zelle setzt sich gleichfalls aus dem in Fig. 1 dargestellten spiralförmigen Wickel 101 und der in Fig. 2 dargestellten Kontaktplatte 104 zusammen. Durch den Kontakt mit dem spiralförmigen Längsrand 102 ergibtsich auch hier die linienartige Kontaktzone spiralförmiger Geometrie, über die der Längsrand 102 mit der Kontaktplatte 104 verbunden ist. Die Kontaktplatte ist auf die Stirnseite 103 des Wickels entlang den Schweißlinien 107a, 107b, 107c und 107d aufgeschweißt.

Die Schweißlinien 107a, 107b, 107c und 107d bilden hier Geraden, die die linienartige Kontaktzone spiralförmiger Geometrie kreuzen. An jedem Kreuzungspunkt der Geraden mit der linienartigen Kontaktzone ist der Längsrand 102 mit der Kontaktplatte 104 durch Verschweißung verbunden. Insgesamt ergibt sich hierdurch eine großflächige Anbindung der Kontaktplatte 104 an den Längsrand 102.

In Fig. 5 ist schematisch eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zelle 112 dargestellt. Die Zelle setzt sich gleichfalls aus dem in Fig. 1 dargestellten spiralförmigen Wickel 101 und der in Fig. 2 dargestellten Kontaktplatte 104 zusammen. Durch den Kontakt mit dem spiralförmigen Längsrand 102 ergibt sich auch hier eine linienartige Kontaktzone spiralförmiger Geometrie, über die der Längs- rand 102 mit der Kontaktplatte 104 verbunden ist. Die Kontaktplatte ist auf die Stirnseite 103 des Wickels entlang der Schweißlinie 108, die dem spiralförmigen Verlauf des Längsrandes 102 folgt, aufgeschweißt.

Im Unterschied zur ersten und zur zweiten Ausführungsform bildet die Schweißlinie 108 keine Linie, die die linienartige Kontaktzone spiralförmiger Geometrie kreuzt. Stattdessen folgt die Schweißlinie 108 der linienartigen Kontaktzone und fixiert somit den Längsrand 102 der Länge nach an die Kontaktplatte 104.

Aufgrund der Schlitze 105a bis 105d ist es nicht möglich, dass der Längsrand 102 über seine gesamte Länge durchgehend mit der Kontaktplatte 104 verschweißt ist. Stattdessen umfasst der Längsrand 102 - unterbrochen durch die Schlitze 105a bis 105d - eine Vielzahl von Abschnitten, die jeweils über ihre gesamte Länge über die Schweißnaht 108 entlang der Kontaktzone durchgehend mit der Kontaktplatte 104 verbunden sind.

In Fig. 6 sind schematisch einige Windungen des in Fig. 1 dargestellten Wickels im Querschnitt dargestellt. Zwischen den Windungen des Separators„S" sind abwechselnd bandförmige Kathoden-„+" und bandförmige Anodenwindungen„-" angeordnet. Die Kathode und die Anode umfassen jeweils einen Stromkollektor. Aufgrund einer versetzten Anordnung der Kathode und der Anode innerhalb des Wickels tritt der Längsrand 102 des Kathodenstromkollektors aus der Stirnseite 103 aus während der Längsrand 110 des Anodenstromkollektors aus der Stirnseite 109 austritt.

In Fig. 7 ist schematisch eine zweite Ausführungsform einer Kontaktplatte 704 dargestellt, die sich zu einer erfindungsgemäßen Zelle verarbeiten lässt. Die Kontaktplatte 704 ist als näherungsweise kreisförmige Scheibe ausgebildet. Nur näherungsweise deshalb, weil der Scheibenrand 713 an vier Stellen 713a bis 713d, an denen jeweils ein flaches Kreissegment abgetrennt ist, von einer perfekten Kreisgeometrie abweicht.

Die Kontaktplatte 704 weist die Schlitze 705a, 705b, 705c und 705d auf. Die vier Schlitze sind ausgehend von dem äußeren Scheibenrand 713 radial in Richtung des Zentrums der Kontaktplatte ausgerichtet. In ihrem Zentrum weist die Kontaktplatte 704 einen Durchlass 714 in Form eines kreisrunden Lochs auf. Zwei weitere Durchlässe 715 und 716 finden sich rechts und links der zentralen Öffnung 714. Diese können als Positionierungshilfen bei der Montage der Kontaktplatte 704 dienen. In Fig. 8 ist schematisch ein Zwischenprodukt 113 bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Zelle gemäß Fig. 9 oder Fig. 10 dargestellt. Das Zwischenprodukt setzt sich aus dem in Fig. 1 dargestellten spiralförmigen Wickel 101 und der in Fig. 7 dargestellten Kontaktplatte 704 zusammen. Die Kontaktplatte 704 ist auf die Stirnseite 103 des spiralförmigen Wickels 103 aufgelegt. Durch den Kontakt mit dem spiralförmigen Längsrand 102 ergibt sich auch hier eine linienartige Kontaktzone spiralförmiger Geometrie, über die der Längsrand 102 mit der Kontaktplatte 704 verbunden ist. Die Weiterverarbeitung des Zwischenprodukts 113 zu einer erfindungsgemäßen Zelle erfolgt durch Verschweißen der Kontaktplatte 704 mit dem spiralförmigen Längsrand 102, um die linienartige Kontaktzone zu fixieren.

In Fig. 9 ist schematisch eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zelle 114 dargestellt. Die Zelle 114 wurde durch Verschweißungder Kontaktplatte 704 mit dem spiralförmigen Längsrand 102 aus dem Zwischenprodukt 113 gebildet. Verbunden sind die Kontaktplatte 704 und der Längsrand 102 über die Schweißnaht 116. Diese weist hierbei denselben spiralförmigen Verlauf wie der Längsrand 102 auf. Die Schweißnaht folgt exakt dem spiralförmigen Verlauf des Längsrands 102.Auch hier ist es aufgrund der Schlitze 705a bis 705d ist es nicht möglich, dass der Längsrand 102 über seine gesamte Länge durchgehend mit der Kontaktplatte 704 verschweißt ist. Stattdessen umfasst der Längsrand 102 - unterbrochen durch die Schlitze 705a bis 705d - eine Vielzahl von Abschnitten, die jeweils über ihre gesamte Länge über die Schweißnaht 108 entlang der Kontaktzone durchgehend mit der Kontaktplatte 704 verbunden sind.

In Fig. 10 ist schematisch eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zelle 115 dargestellt. Die Zelle 115 wurde durch Verschweißungder Kontaktplatte 704 mit dem spiralförmigen Längsrand 102 aus dem Zwischenprodukt 113 gebildet. Verbunden sind die Kontaktplatte 704 und der Längsrand 102 allerdings hier nicht über eine Schweißnaht sondern entlang der spiralförmigen Linie 117, die sich aus einer Vielzahl von einzelnen Schweißpunkten zusammensetzt. Die Linie 117 folgt auch hier exakt dem spiralförmigen Verlauf des Längsrands 102.

Aufgrund der Schlitze 705a bis 705d ist es auch nicht möglich, dass der Längsrand über seine gesamte Länge durchgehend mit der Kontaktplatte 704 verschweißt ist.