Die Erfindung betrifft einen Wärmeableiter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen elektrischen Energiespeicher nach dem Oberbegriff des Anspruchs 19.

Aus der US 2006/0134514 A1 ist eine Traktionsbatterie für elektrische Fahrzeuge mit einer Vielzahl von in einem Gehäuse angeordneten, elektrisch miteinander verschalteten Batteriezellen bekannt. Durch die bei derartigen Batterien üblichen Lade- Entlade-Zyklen während des Betriebs wird in den Batteriezellen Wärme erzeugt. Nachteilig für die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Batteriezellen sind insbesondere sogenannte Hotspots, also lokal konzentrierte Überhitzungspunkte, welche im ungünstigsten Fall die betreffende Batteriezelle zerstören können. Um dieses Problem zu beheben, sind an Seitenflächen und insbesondere zwischen benachbarten Seitenflächen der Batteriezellen Folien oder Platten aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit in Flächenrichtung von mehr als 250 W/(m K) und in Dickenrichtung von weniger als 20 W/(m K) angeordnet. Die Folien oder Platten können aus Graphit bestehen.

Herkömmlich wird hierfür auch Aluminium eingesetzt. Beispielsweise sind Lithium- Ionen-Batterien so aufgebaut, dass um eine sogenannte Pouch-Zelle eine Hülle aus Aluminiumfolie vorgesehen ist. Diese trägt nicht nur zur Wärmeableitung bei, sondern stabilisiert außerdem die Zelle noch mechanisch.

Ein Beispiel für eine graphithaltige Folie oder Platte offenbart die EP 0 806 805 B1 , welche ein Batteriesystem mit einem Wärmeleiter betrifft. Die Wärmeleitfunktion des Wärmeleiters wird dort durch graphithaltige Faserwerkstoffe bereitgestellt.

Es hat sich herausgestellt, dass Batteriezellen aufgrund der ständigen Lade- und Entladezyklen im Betrieb eine hohe Dickenänderung aufweisen, bei Lithium-Ionen- Batteriezellen beispielsweise zwischen 0,5 bis 10 %. Aluminiumfolien geben jedoch einer Volumenausdehnung der miteinander verspannten Batteriezellen fast nicht nach. Insbesondere können bei der nachfolgenden Volumenverringerung, bei der sich die Abstände zwischen den Batteriezellen wieder vergrößern, die hierdurch entstehenden Freiräume von den Platten nicht wieder aufgefüllt werden. Hierdurch entstehen einerseits große mechanische Spannungen und andererseits eine schlechte Kontaktierung der Seitenflächen der Batteriezellen. Gerade in letzterem Fall kann aufgrund schlechter oder gänzlich fehlender Verbindung der Platten zu den Batteriezellen nicht sichergestellt werden, dass die durch Hotspots entstehende Wärme schnell in Flächenrichtung der Platten verteilt wird. Darüber hinaus kann bei einem dauerhaft hohen Wärmeeintrag in die Platten aufgrund deren begrenzter Wärmespeicherfähigkeit die Wärme der Hotspots nicht mehr ausreichend schnell verteilt werden. Daher wird bei herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien zwischen den Pouch-Zellen eine elastische Matte beispielsweise aus Gummi oder Silicon angeordnet, die die Volumenänderung kompensieren und auch einen gewissen Anteil an der Wärmeleitung übernehmen soll. Mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit von ca. 0,5 W/mK wird jedoch der Vorteil der hohen Wärmeleitfähigkeit von

Aluminium wieder zunichte gemacht.

Um bei den oben genannten Graphitplatten oder -folien die angegebene starke An- isotropie der Wärmeleitfähigkeit in Flächen- und Dickenrichtung zu erreichen, muss der Graphit nach bisherigem Wissensstand eine sehr hohe Dichte aufweisen, typischerweise von mehr als 1 ,5 g/cm ³ . Derartig hoch verdichtete Graphitfolien bzw. - platten sind jedoch sehr fest und nur wenig kompressibel und elastisch. Daher haben sie schlechte Atmungseigenschaften, d.h. sie können bei einer Volumenausdehnung der miteinander verspannten Batteriezellen wenig nachgeben.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Wärmeabieiter sowie einen Energiespeicher bereitzustellen, welche die oben genannten Nachteile überwinden und eine gleichmäßige Wärmeverteilung an den Batteriezellen sowie die Abführung von über- schüssiger Wärmeenergie ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch einen Wärmeabieiter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einen elektrischen Energiespeicher mit den Merkmalen des Anspruchs 19 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausgestaltungen des Wärme- ableiters sowie des Energiespeichers sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein eingangs genannter Wärmeabieiter sowie elektrischer Energiespeicher sind erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass das graphithaltige Flachmaterial des Wärmeabieiters einen Graphitexpandatformling enthält, der eine Dichte von 0,1 bis 0,6 g/cm ³ aufweist. Hierdurch kann überraschenderweise trotz geringer Komprimierung zur Herstellung des Graphitexpandatformlings eine hinreichend gute Wärmeleitfähigkeit in Flächenrichtung bereitgestellt werden. Üblicherweise wird Graphit- expandat unter relativ hohem Druck zu Graphitfolie verdichtet. Mit hohen Kompri- mierdrücken resultiert zum einen eine hohe Dichte von üblicherweise 1 ,3 bis 1 ,5 g/cm ³ und zum anderen eine hohe Wärmeleitfähigkeit in Flächenrichtung der Graphitfolie von über 200 W/mK. Im erfindungsgemäßen Dichtebereich liegt die Wärmeleitfähigkeit mit bevorzugt 5 bis 50 W/mK zwar unterhalb der genannten für stark komprimiertes Graphitexpandat möglichen Werte, ist aber im Vergleich zu herkömm- lieh zwischen Pouchzellen eingesetztem Gummi mit einer Leitfähigkeit von 0,5 W/mK immer noch sehr gut.

Die Dichteangaben beziehen sich stets auf den reinen Graphitanteil. Gegebenenfalls vorliegende weitere Anteile, wie Kunststoffe, sind in diese Dichteangaben nicht ein- bezogen.

Gleichzeitig liegt eine gute Anpassungsfähigkeit des Graphitexpandatformlings an Volumenänderungen der Batteriezellen in beiden Richtungen vor - d.h. bei Volumenausdehnung und Volumenverringerung. Somit hat der Graphitexpandatformling den Vorteil sehr guter Atmungseigenschaften, wie sie herkömmlich eingesetztes Aluminium nicht besitzt. Zudem lässt sich der Graphitexpandatformling des Wärme- ableiters wegen seiner geringen Dichte besonders gut an unterschiedlichste Formen von Batteriezellen anpassen. Gleichzeitig liegt noch eine gute Handhabbarkeit des Wärmeabieiters vor. Der Dichtebereich, in dem der Graphitexpandatformling vorliegt, ist kennzeichnend für lediglich gering verdichtetes Graphitexpandat.

Bevorzugt liegt die Dichte des Graphitexpandatformlings zwischen 0,05 und 0,4 g/cm ³ , besonders bevorzugt zwischen 0,1 und 0,3 g/cm ³ . Bei diesen Dichten sind die genannten Eigenschaften der Wärmeleitfähigkeit, der Anpassungsfähigkeit und der Handhabbarkeit besonders vorteilhaft kombiniert.

Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmeabieiters weist der Graphitexpandatformling in Dickenrichtung nach einem ersten Belastungszyklus bei 0,5 MPa eine Rückfederung von 0,5 % bis 20 %, insbesondere von 1 - 10 %, insbesondere von 4 - 10 %, bezogen auf seine Ausgangsdicke auf.

Der erfindungsgemäße Wärmeableiter hat eine so geringe Dichte, dass er bei einer ersten Komprimierung noch stärker komprimiert werden kann als in folgenden Belastungen. Dies liegt darin begründet, dass ein gewisser Anteil der ersten Komprimierung irreversibel ist. Die oben genannten Werte beziehen sich auf den Wärmeableiter bei Belastungen, die auf die erste Belastung folgen. Nach der ersten Komprimierung erhält der Wärmeableiter durch eine Ausrichtung des Graphitexpandats, ähnlich wie es herkömmlich durch Kalandrieren bei der Herstellung von Graphitfolie entsteht, eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit.

Ganz besonders bevorzugt wird die erste Komprimierung bei einem Komprimierungsdruck durchgeführt, der niedriger ist als ein Komprimierungsdruck bei einer späteren Belastung. Dies ermöglicht eine Rückfederung des Wärmeabieiters. Bei einem höheren Komprimierungsdruck bei der ersten Belastung als bei einem späteren Einsatz beispielsweise zwischen Pouchzellen besteht die Gefahr, dass durch einen zu hohen irreversiblen Anteil bei der ersten Komprimierung der Graphitexpandatformling nicht genügend zurückfedern kann und nicht an den Pouchzellen an- liegt.

Vorteilhaft weist der Graphitexpandatformling ein Dicke zwischen 0,2 und 3 mm, bevorzugt zwischen 0,5 und 2 mm auf. Bei diesen Dicken lässt sich der Graphitexpandatformling besonders gut komprimieren. Bei größeren Dicken besteht die Ge- fahr, dass durch innere Reibungsverluste eine Komprimierung auf oberflächennahe Bereiche beschränkt bliebe.

Entsprechend liegt eine vorteilhafte Dicke nach einem ersten Belastungszyklus bei 0,5 MPa zwischen 0,2 und 2 mm, insbesondere zwischen 0,5 und 2 mm.

Nach einer bevorzugten Variante der Erfindung besitzt der Graphitexpandatformling zwei Hauptflächen, wobei auf zumindest einer Hauptfläche eine Kunststoffschicht angeordnet ist. Das Flachmaterial umfasst in diesem Fall einen Mehrlagenaufbau aus Graphitexpandatformling und zumindest einer Kunststoffschicht.

Die Handhabbarkeit des Graphitexpandatformlings wird durch einen mechanischen Verstärkungseffekt der Kunststoffschicht stark erhöht. Zusätzlich wirkt die Kunststoff- schicht senkrecht zur Ebene des Flachmaterials als elektrischer Isolator, was eine elektrische Isolierung einzelner Batteriezellen voneinander ermöglicht. Dagegen bleiben die Vorteile des erfindungsgemäßen Wärmeabieiter weitgehend erhalten bleiben. So bleiben die Atmungseigenschaften des Graphitexpandatformlings selbst erhalten und die Wärmeleitfähigkeit in Flächenrichtung wird durch die Kunststoffschicht nicht beeinflusst. Da bevorzugt dünne Kunststoffschichten vorgesehen sind, ist eine Wärmeeinkopplung in die mit einer Kunststoffschicht versehenen Hauptflächen des Graphitexpandatformlings nur gering beeinflusst.

Bevorzugt beträgt der spezifische elektrische Widerstand des Wärmeabieiters durch die Kunststoffschicht senkrecht zur Ebene des Flachmaterials mindestens 12.000 mQcm ² . Dieser Wert bezieht sich auf eine Widerstandsmessung mit Messsonden eines Durchmessers von 25 mm bei 12 V und 1 A cm ² .

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Kunststoffschicht durchgehend ausgebildet, das heißt die Kunststoffschicht ist vollflächig ausgebildet. Dadurch ist eine besonders gute mechanische Verstärkung gegeben. Desweiteren liegt eine besonders gute elektrische Isolierung senkrecht zur Fläche des Graphitexpandatformlings vor. Dadurch können Batteriezellen voneinander besonders gut elektrisch isoliert werden.

Nach einer Variante ist die Kunststoffschicht durchbrochen ausgebildet. Dies verringert das Gewicht des Flachmaterials, wobei dessen mechanische Verstärkung trotzdem gegeben ist. Auch ist die Wärmeeinkopplung in die Hauptflächen hierdurch weiter verbessert.

Die durchbrochene Struktur kann vorteilhaft eine Lochstruktur, eine Streifen- und/oder eine Mäanderstruktur aufweisen. Die Struktur kann je nach gewünschten mechanischen Eigenschaften ausgebildet sein. Mit Streifen- und/oder Mäanderstrukturen können gezielt Richtungsabhängigkeiten der mechanischen Eigenschaften eingestellt werden. So ist senkrecht zu einer lamellenartigen Struktur eine Stauch- barkeit gegeben, die parallel dazu nicht vorliegt. Eine Lochstruktur gewährleistet dagegen mechanische Eigenschaften, die in allen Richtungen innerhalb der Fläche gleich sind.

Nach einer Variante der Erfindung ist auf beiden Hauptflächen des Graphitexpan- datformlings eine Kunststoffschicht vorgesehen. Dies kann vorteilhaft die mechanischen Eigenschaften weiter verbessern, ohne die Atmungseigenschaften wesentlich zu beeinflussen. Die Komprimierbarkeit und Rückfederung des Graphitexpan- datformlings selbst hängen nicht von der Kunststoffschicht ab. Zusätzlich sind die elektrischen Isolationseigenschaften weiter verbessert.

Nach einer weiteren Variante sind die Kunststoffschicht auf der ersten Hauptfläche und die Kunststoffschicht auf der zweiten Hauptfläche unterschiedlich ausgebildet. Dies kann vorteilhaft sein, um mit zwei verschiedenen Kunststoffschichten jeweils unterschiedliche Vorteile zu erzielen. So kann mit einer ersten Kunststoffschicht auf der ersten Hauptfläche eine elektrische Isolierung gewährleistet sein, wozu nur eine geringe Dicke nötig ist. Eine zweite Kunststoffschicht auf der zweiten Hauptfläche hingegen kann eine andere Aufgabe übernehmen, wie etwa eine mechanische Ver- Stärkung. Somit sind keine Kunststoffe bzw. Kunststoffschichten nötig, die alle gewünschten Eigenschaften besitzen, sondern es können beliebig Eigenschaften kombiniert werden.

Vorteilhafterweise enthält zumindest eine Kunststoffschicht zumindest einen der Kunststoffe aus der Gruppe umfassend Polyethylenterephtalat (PET), Polyolefine, wie Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP), Polyimide (PI), Fluorkunststoffe, wie etwa PVDF oder PTFE, Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Polyester, Poly- carbonat und Biopolymere, wie etwa Polylactid (PLA), Celluloseacetet (CA) und Stärkeblends, oder einer Mischung daraus gebildet. Als PET wird insbesondere bi- axial orientierter Polyester bevorzugt, der auch unter dem Handelsnamen Mylar® bekannt ist. Als Mischung wird im Rahmen der Erfindung eine chemische Mischung, wie sie etwa bei Blockpolymeren vorliegt, oder eine physikalische Mischung aus nebeneinander vorliegenden, d.h. chemisch nicht verbundenen, Polymeren, bezeichnet. Nach einer vorteilhaften Variante der Erfindung ist die Kunststoffschicht eine Kunststofffolie, die mit dem Graphitexpandatformling verbunden ist. Dies hat den Vorteil, dass Kunststoffschicht und Graphitexpandatformling getrennt voneinander hergestellt bzw. bereitgestellt werden können und nach Wunsch oder Bedarf vorteilhaft miteinander kombiniert werden können.

Vorteilhafterweise liegt die Dicke der Kunststofffolie 5 und 100 μιτι, bevorzugt zwischen 8 und 90 μιτι, besonders bevorzugt zwischen 10 und 75 μιτι.

Nach einer ersten Variante sind Graphitexpandatformling und Kunststofffolie mittels eines Klebstoffs miteinander verbunden. Diese Variante hat den Vorteil, dass weitgehend unabhängig von den Eigenschaften der Kunststofffolie eine mechanisch stabile Verbindung zwischen Graphitexpandatformling und Kunststofffolie erzeugt wer- den kann.

Als Klebstoffe kommt bevorzugt ein Klebstoff aus der Gruppe bestehend aus Acry- laten, Polysiloxanen, Polyurethanen, Polyamiden, Acetaten und Epoxidharzen in Frage.

Nach einer zweiten Variante sind Graphitexpandatformling und Kunststofffolie kleberfrei miteinander verbunden. Dies kann beispielsweise durch teilweises Aufschmelzen oder Aufsintern der Kunststofffolie auf den Graphitexpandatformling erfolgen. Diese Variante hat den Vorteil, dass sich die Eigenschaften des Flachmaterials gezielt durch die Eigenschaften des Graphitexpandatformlings und der Kunststoffschicht einstellen lassen, ohne dass eine Klebstoffschicht die gewünschten Eigenschaften beeinflusst.

Nach einer weiteren Variante der Erfindung weist der Graphitexpandatformling selbst einen weiteren Kunststoff auf. Dies kann vorteilhaft zu einer mechanischen Verstärkung des Graphitexpandatformlings führen. Da ein vorliegendes zusammenhängendes Netzwerk aus Graphit im Graphitexpandatformling durch den weiteren Kunststoff nicht gestört wird, ändert sich dessen Wärmeleitfähigkeit nicht. Vorteilhafterweise enthält, insbesondere ist, der weitere Kunststoff zumindest einen der Kunststoffe aus der Gruppe umfassend Polyethylenterephtalat (PET), Polyole- fine, wie Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP), Polyimide (PI), Fluorkunststoffe, wie etwa PVDF oder PTFE, Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Polyester, Poly- carbonat und Biopolymere, wie etwa Polylactid (PLA), Celluloseacetet (CA) und Stärkeblends, oder einer Mischung daraus. Als Mischung wird im Rahmen der Erfindung eine chemische Mischung, wie sie etwa bei Blockpolymeren vorliegt, oder eine physikalische Mischung aus nebeneinander vorliegenden, d.h. chemisch nicht verbundenen, Polymeren, bezeichnet.

In einer Ausführungsform ist bereits bei der Herstellung des Graph itexpandatform- lings der weitere Kunststoff in den Graphitexpandatformling eingebracht. Dies kann durch ein vor der Verdichtung gebildetes Gemisch aus weitgehend gleichmäßig vermischten Graph itexpandatflocken und Kunststoffpartikeln erfolgen.

In einer alternativen Ausführungsform wird der Graphitexpandatformling nachträglich mit Kunststoff versehen. Dies kann vorteilhaft durch Infiltration mit einer flüssigen Vorstufe, wie einem Harz, oder einem aufgeschmolzenen Kunststoff, wie einem Thermoplast, durchgeführt werden. Dieses Imprägnieren, wobei dieser Begriff die beiden vorgenannten Verfahren umfasst, kann oberflächlich oder bis in einen Kernbereich des Graphitexpandatformlings erfolgen.

Bei diesen Ausführungsformen mit weiterem Kunststoff kann der irreversible Verformungsanteil bei der ersten Komprimierung geringer sein als bei einem Graphit- expandatformling ohne Imprägnierung. Dies hängt auch davon ab, wie tief eine oberflächliche Imprägnierung in das Flachmaterial eindringt, ob eine oder beide Hauptflächen imprägniert sind und welcher Volumenanteil des Flachmaterials mit Kunststoff imprägniert ist. Eine somit vorliegende geringere Atmungsfähigkeit steht in dieser Ausführungsform einer höheren mechanischen Festigkeit gegenüber. Ein Wär- meableiter gemäß der vorliegenden Erfindung kann je nachdem, welches Eigenschaftsprofil bei einem Einsatz gewünscht ist, mit höherer Anpassungsfähigkeit oder höherer mechanischer Festigkeit gewählt werden. Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmeableiters ist die kleberfreie Verbindung durch Schmelzverbinden des Kunststoffs aus dem Graphitex- pandatformling mit dem Kunststoff der Kunststofffolie hergestellt. Hierbei sind

Graphitexpandatformling und Kunststofffolie dadurch verbunden, dass Graphitex- pandatformling und Kunststofffolie mit einer ihrer Hauptflächen in Kontakt zueinander angeordnet sind, und durch Temperaturen kurz unterhalb des Schmelzpunktes versintert oder bei oder oberhalb des Schmelzpunktes zumindest eines der Kunststoffe durch Aufschmelzen verbunden werden. Ein Erzielen einer mechanisch stabilen Verbindung wird durch Anlegen von Druck, wie etwa in einer Presse oder kontinuierlich durch Walzen, wie etwa Kalandrierwalzen, unterstützt.

Nach einer vorteilhaften Variante ist der Kunststoff des Graphitexpandatformlings derselbe wie der Kunststofffolie. Dies unterstützt vorteilhaft ein Schmelzverbinden von Graphitexpandatformling und Kunststofffolie. Dies kann auch bei chemisch ähn- liehen Kunststoffen, wie PE und PP oder ähnlichen Kombinationen vorteilhaft der Fall sein. Welche Kunststoffe durch Sintern oder Aufschmelzen miteinander verbunden werden können, ist dem Fachmann bekannt oder kann durch einfache Versuche herausgefunden werden und wird daher hier nicht detailliert dargestellt. Nach einer weiteren vorteilhaften Variante der Erfindung enthält der Graphitexpandatformling Phasenwechselmaterial, kurz PCM (phase change material). PCM kann durch Durchlaufen eines Phasenübergangs latente Wärme speichern und abgeben. Dies kann beim Einsatz des erfindungsgemäßen Wärmeableiters von Vorteil sein, um eine Überhitzung oder Hot-spots in einer Batterie zu verhindern.

Vorteilhaft durchläuft das PCM im Temperaturbereich der Anwendung in einer Batterie einen Fest-Fest-Phasenübergang. Das heißt, das PCM schmilzt nicht auf, sondern kann Wärme durch Änderung beispielsweise des Kristallinitätszustands speichern und abgeben. Vorteilhafte PCMs sind die schon genannten Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP), wobei HDPE (high density PE) besonders bevorzugt ist, sowie Copolymere aus PE und PP. Ebenso möglich sind PCM-Materialien, bei denen die aktive PCM-Komponente (z.B. Paraffine oder Salz-Hydrate) an eine Träger- Matrix (zum Beispiel S1O ₂ oder Silicate) gebunden sind , was auch bedeuten kann, dass sie in einer Netzstruktur bzw. Kanälen dieser Träger eingebracht sind. Auch im Phasenübergang Fest-Flüssig bleibt diese Haftung bestehen bzw. bleibt das flüssige PCM in dem Träger eingefangen, wodurch die Gesamtkomponente ebenso als formstabil zu bezeichnen ist und als trockener Feststoff behandelt werden kann. Diese Materialien lassen sich bevorzugt wie weiter oben beschrieben durch Vermischen von PCM-Partikeln mit dem Graphitexpandat, mit dem der erfindungsgemäße Graphitexpandatformling hergestellt wird, oder durch Schmelzimprägnieren in das bereits hergestellte Flachmaterial einbringen.

Nach einer Alternative der Erfindung liegt das PCM gekapselt vor. Die Kapseln Um- hüllen das PCM, so dass es aufschmelzen kann, ohne aus dem Flachmaterial auszufließen. Daher können PCMs mit einem Flüssig-Fest-Phasenübergang im Anwendungstemperaturbereich zum Einsatz kommen. Bevorzugtes PCM sind Paraffine oder Salzhydrat, wie sie zum Beispiele Micronal von BASF, oder weitere Materialien von Capzo oder Rubitherm. Bevorzugt liegt die Kapselgröße zwischen 1 und 1000 μιτι.

Der Anteil des PCM im Flachmaterial beträgt vorzugsweise 10 bis 50 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des Graphits. Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmeabieiters ist eine Kunststoffschicht auf zumindest einer Hauptfläche des Graphitexpandatform- lings dadurch angeordnet, dass die Hauptfläche mit Kunststoff imprägniert ist. Dies kann beispielsweise durch ein oberflächliches Benetzen mit einem Harz oder einem geschmolzenen Kunststoff erfolgen. Der durch Vernetzen oder Erstarren sich ver- festigende Kunststoff bildet auf der Hauptfläche eine Schicht aus, die in einem oberflächlichen Bereich in den Graphitexpandatformling reicht.

Bevorzugt ist diese Kunststoffschicht in demselben Schritt ausgebildet, in dem der weitere Kunststoff, der in diesem Fall mit dem Kunststoff der Kunststoffschicht identisch ist, in den Graphitexpandatformling eingebracht ist.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung weist das Flachmaterial eine Wärmeleitfähigkeit in Flächenrichtung von 3 bis 50 W/(m K), bevorzugt von 5 bis 40 W/(m K) und besonders bevorzugt von 10 bis 30 W/(m K) auf. Diese Werte beziehen sich auf das Flachmaterial nach einer ersten Komprimierung bei 0,5 MPa. In einer Ausführung der Erfindung weist das Flachmaterial in Dickenrichtung eine Rückfederung von 0,5-20%, bevorzugt von 1-10% und besonders bevorzugt von 4- 10%, bezogen auf seine Ausgangsdicke, auf, wodurch sich der Wärmeableiter bei einer Volumenvernngerung der Batteriezellen in den freiwerdenden Raum ausbreiten kann. Unter Ausgangsdicke ist hierbei die Dicke des Flachmaterials ohne äußeren Flächendruck zu verstehen, also im nicht komprimierten oder verspannten Zustand vor der Montage des Energiespeichers. Hierdurch kann eine gut wärmeleitende, dauerhafte Verbindung zwischen Batteriezellen und Wärmeableiter sichergestellt werden.

Der erfindungsgemäße Wärmeableiter hat eine so geringe Dichte, dass er vor der ersten Batteriefahrt, also vor der ersten Volumenausdehnung der Batteriezellen, noch stärker komprimiert werden kann als in den folgenden Zyklen. Dabei ist ein ge- wisser Anteil der ersten Komprimierung irreversibel.

In noch einer weiteren Ausführung der Erfindung weist das Flachmaterial in Dickenrichtung eine Kompressibilität von 1-50%, bevorzugt von 5-35%, besonders bevorzugt von 7-30% und ganz besonders bevorzugt von 10-20%, bezogen auf seine Ausgangsdicke, auf, wodurch der Wärmeableiter bei einer Volumenausdehnung der Batteriezellen nachgeben kann. Hier beziehen sich die Werte auf den Wärmeableiter vor einem ersten Belastungszyklus, also in einem Ausgangszustand. Durch diese gute Kompressibilität kann sich der Wärmeableiter besonders gut an geometrische Gegebenheiten, wie etwa Bearbeitungsungenauigkeit, Kanten oder Rauhigkeiten in einem Batteriegehäuse anpassen.

Weist das Flachmaterial vorteilhaft zumindest an einer zur Verbindung mit einem Kühlmodul vorgesehen Stirnseite eine Metallbeschichtung auf, so kann der Wärmeableiter angelötet werden. Des Weiteren kann zumindest ein Teilbereich zumindest einer Hauptfläche des Flachmaterials mit einer Metallbeschichtung versehen sein. Dies ist beispielsweise bei vollflächig mit einer Metallbeschichtung versehenem Flachmaterial der Fall. Weist der Graphitexpandatformling eine Kunststoffschicht auf, kann die Metallbe- schichtung auf der Kunststoffschicht vorgesehen sein. Es sind aber alle Kombinationen der Kunststoff- und Metallschichten möglich. So kann auf der ersten Hauptfläche des Graphitexpandatformlings eine Kunststoffschicht vorgesehen sein und auf der zweiten Hauptfläche eine Metallbeschichtung. Auch können beide Hauptflächen sowohl eine Kunststoffschicht als auch eine Metallbeschichtung aufweisen.

In einer bevorzugten Ausführung kann das Flachmaterial trogförmig mit offenen oder geschlossenen kurzen Seiten geformt sein, so dass einerseits eine gut wärme- leitende, großflächige Verbindung mit einem Kühlmodul eines Energiespeichers und andererseits eine leichte Handhabbarkeit des Wärmeabieiters und Einstellbarkeit von Batteriezellen in den Wärmeabieiter ermöglicht werden. In einer alternativen Ausführung kann das Flachmaterial wellen- oder mäanderförmig, wabenähnlich oder in Form einer Acht geformt sein, wodurch eine gute, großflächige Anlage an die Batte- riezellen bei gleichzeitig schneller Montage des Wärmeabieiters im Energiespeicher ermöglicht wird.

Bevorzugt kann der oder die Wärmeabieiter des Energiespeichers wie oben und nachfolgend beschrieben ausgebildet sein. Um einen guten Wärmeübergang zwi- sehen einer Batteriezelle zu ermöglichen, kann diese vorteilhaft von einem an ihre Außenkontur angepassten Wärmeabieiter umgeben sein. Beispielsweise können der oder die Wärmeabieiter bei quaderförmigen Batteriezellen trogförmig, bei im Querschnitt sechseckigen Batteriezellen wabenförmig, bei runden Batteriezellen wellenförmig oder in Form einer 8 geformt sein, um eine gute, möglichst großflächige An- schmiegung des oder der Wärmeabieiter an die Außenflächen der Batteriezellen zu ermöglichen. In einer Ausführung der Erfindung kann der Energiespeicher mehrere, im Wesentlichen quaderförmige Batteriezellen enthalten, wobei das Flachmaterial des oder der Wärmeabieiter zwischen benachbarten Außenflächen zumindest einiger benachbarter Batteriezellen angeordnet ist.

In einer weiteren Ausführung können Stirnseiten und oder Teilflächen des Flachmaterials des oder der Wärmeabieiter mit einem Kühlmodul des Energiespeichers wärmeleitend verbunden sein, wodurch auf vorteilhafte Weise von den Batteriezellen in die Wärmeleiter eingetragene Wärme aus dem Energiespeicher abgeführt werden kann. Vorteilhaft kann der Boden oder ein Teil des Bodens des Energiespeichers aus dem Kühlmodul gebildet sein, wodurch die Anbindung der Warmeableiter an das Kühlmodul einfach ermöglicht wird. In einer für einen möglichst großen Wärmeübergang vorteilhaften Ausführung sind der oder die trogförmige Warmeableiter mit ihren Trogböden mit dem Bodenteil respektive Kühlmodul wärmeleitend verbunden. Auch können vorteilhaft Innenwände eines Gehäuses des Energiespeichers mit dem erfindungsgemäßen Flachmaterial ausgekleidet sein, das bündig mit entsprechenden Seitenflächen der Batteriezellen kontaktiert, um eine zusätzliche Wärmeableitung vorzusehen.

Vorteilhaft kann der Boden einer durch die einander zugewandten Seitenflächen der Wärmeabieiter gebildeten mittleren Tasche auch mit einem Wärmeabieiter versehen sein, um eine schnelle Wärmeverteilung und -ableitung von Wärmeenergie auch auf der unteren Stirnseite der mittleren Batteriezelle bereitzustellen. Ebenso kann vor- teilhafterweise in einer Ausführung ein Boden zwischen Wärmeableitern zur besseren Anpassung der Batteriezelle an das Kühlmodul und zur besseren Wärmeabfuhr mit passenden Streifen aus Wärmeabieiter oder durchgängig mit einem Wärme- ableiter versehen werden. Vorteilhaft kann das Flachmaterial des oder der Wärmeabieiter zur sicheren wärmeleitenden Verbindung des Flachmaterials an den Batteriezellen so ausgebildet sein, dass es sich bei einer Volumenverringerung der Batteriezellen ausdehnt und bei einer Volumenausdehnung der Batteriezellen nachgibt. Um die erst im Betrieb der Batteriezellen auftretende Volumenausdehnung zu ermöglichen, können die Wärme- ableiter und die Batteriezellen im betriebslosen Zustand des Energiespeichers vorteilhaft so miteinander verspannt werden, das das Flachmaterial des oder der Wär- meableiter in Dickenrichtung nur schwach, bevorzugt um höchstens 1 % bezogen auf seine Ausgangsdicke, komprimiert ist. Dieser Wert bezieht sich auf den Wärmeabieiter nach Durchfahren eines ersten Belastungszyklus, bei dem er zum ersten Mal im Betrieb komprimiert wird. Dabei wird ein Belastungsdruck von 0,5 MPa angenommen.

Der Belastungsdruck setzt sich vorteilhaft aus dem Druck, der durch ein Ausdehnen zweier benachbarter Pouchzellen entsteht, zwischen denen der Wärmeabieiter an- geordnet ist, und einem zusätzlich durch Verspannen der Pouchzellen von außen angelegten Verspannungsdruck zusammen. Durch geeignete niedrige Einstellung des Verspannungsdrucks wird vorteilhaft erzielt, dass durch Atmen der Zellen kein höherer Belastungsdruck als 0,5 MPa auf den Wärmeabieiter wirkt. Dies hat vor- teilhaft zur Folge, dass der erfindungsgemäße Wärmeabieiter beim späteren Betrieb der Batterie bei Drücken von 0,5 MPa seine reversiblen Atmungseigenschaften behält.

Vorteilhaft können oben und nachfolgend beschriebene erfindungsgemäße Wärme- ableiter in elektrischen Energiespeichern mit Lithium-Ionen-Batteriezellen verwendet werden, wobei durch die Verwendung der kompressiblen und rückfedernden Wär- meableiter eine federnde, mechanische Vorspannungsvorrichtung zum Verspannen der Batteriezellen im Energiespeicher nicht mehr notwendig ist.

Weitere Besonderheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen: eine schematische dreidimensionale Ansicht eines erfindungsgemäßen elektrischen Energiespeichers; einen Längsschnitt durch eine zweite erfindungsgemäße Ausführung des Energiespeichers; einen Längsschnitt durch eine dritte erfindungsgemäße Ausführung des Energiespeichers; eine Draufsicht auf eine vierte erfindungsgemäße Ausführung des Energiespeichers; eine Draufsicht auf eine fünfte erfindungsgemäße Ausführung des Energiespeichers; Fig. 6 eine Draufsicht auf eine sechste erfindungsgemäße Ausführung des Energiespeichers;

Fig. 7 einen Querschnitt durch verschiedene erfindungsgemäße Ausführungen von Wärmeableitern.

Fig. 8 ein Diagramm, das das Kompressions- und Rückfederungsverhalten eines erfindungsgemäßen Wärmeabieiters mit Graphitexpandatformling ohne Kunststoffschicht mit Dicke 2 mm und Dichte 0,3 g/cm ³ mit Zyklenzahl 40 zeigt;

Fig. 9 ein Diagramm, das das Kompressions- und Rückfederungsverhalten eines erfindungsgemäßen Wärmeabieiters mit Graphitexpandatformling ohne Kunststoffschicht mit Dicke 2 mm und Dichte 0,3 g/cm ³ mit Zyklenzahl 200 zeigt und

Fig. 10 ein Diagramm, welches das Kompressions- und Rückfederungsverhalten eines erfindungsgemäßen Wärmeabieiters mit Graphitexpandatformling ohne Kunststoffschicht mit Dicke 1 mm und Dichte 0,15 g/cm ³ bei Be- lastungsdrücken von 0,1 bis 0,5 MPa zeigt.

Ein in Fig. 1 in teilsweise aufgebrochener, schematischer dreidimensionaler Darstellung gezeigter elektrischer Energiespeicher 1 weist ein im Wesentlichen kastenför- miges Gehäuse 2 mit einem Gehäuseboden 3 auf. Der Gehäuseboden wird durch ein in Fig. 1 schematisch dargestelltes Kühlmodul 4 gebildet, das ein aktives oder passives Kühlmodul sein kann und aus einem Material mit guter thermischer Leitfähigkeit und möglichst guter Wärmespeicherkapazität besteht, z.B. Aluminium. Das Kühlmodul 4 kann vorzugsweise (in Fig. 1 nicht dargestellte) Kühlrippen und/oder Kanäle zur Durchleitung eines Kühlmediums, beispielsweise Wasser, aufweisen. Das Gehäuse 2 ist vollständig mit Lithium-Ionen-Batteriezellen bestückt, wobei in Fig. 1 aus Gründen der besseren Darstellbarkeit nur drei Batteriezellen 5, 5', 5° gezeigt sind. Zwischen in Fig. 1 linker Seitenwand des Gehäuses 2 und der benachbarten Batteriezelle 5 sowie zwischen den benachbarten Batteriezellen 5 und 5' bzw. 5' und 5° sind erfindungsgemäß Wärmeableiter 6 bzw. 6' und 6° eingefügt. Weiter sind in Fig. 1 Wärmeableiter 6", 6 ^™ und 6 ^™ gezeigt; weitere Wärmeableiter sind aus Gründen der besseren Darstellbarkeit nicht gezeichnet.

Die Wärmeableiter 6 bis 6 ^™ bestehen aus einem Flachmaterial aus verfestigtem, expandiertem Graphit, sogenanntem Graphitexpandat. Die Herstellung von Graphitex- pandat ist hinlänglich bekannt, beispielsweise aus der US 3,404,061 A oder DE 103 41 255 B4. Zur Herstellung von expandiertem Graphit werden Graphiteinlagerungsverbindungen bzw. Graphitsalze wie z.B. Graphithydrogensulfat schockartig erhitzt. Dabei vergrößert sich das Volumen der Graphitpartikel um einen Faktor von ca. 200 - 400 und gleichzeitig sinkt die Schüttdichte auf werte von 2 - 20 g/l. Das so erhaltene Graphitexpandat besteht aus wurm- bzw. ziehharmonikaförmigen Aggregaten. An- schließend wird das Graphitexpandat unter gerichteter Einwirkung eines Drucks verdichtet, so dass sich die Schichtebenen des Graphits bevorzugt senkrecht zur Einwirkungsrichtung des Drucks anordnen und sich die einzelnen Aggregate untereinander verhaken. Hierdurch wir ein erfindungsgemäßes Flachmaterial erhalten, welches u. a. in Form gepresst werden kann und zur Handhabung ausreichend stabil und formtreu ist. Ein für die vorliegende Verwendung geeignetes Flachmaterial wird durch die Verdichtung von Graphitexpandat unter so geringem Druck erhalten, dass ein Graphitexpandatformling erhalten wird, der bei einer Dicke von 2 mm eine Dichte von 0,3 g/cm ³ aufweist. Dies erfolgt kontinuierlich mit Hilfe von Kalandrierwalzen. In einem alternativen Ausführungsbeispiel wird ein Graphitexpandatformling mit einer Dicke von 1 mm und einer Dichte von 0,15 g/cm ³ hergestellt. Dies erfolgt durch Einbringen von Graphitexpandat in ein Rohr mit 49 mm Durchmesser, in das ein Handstempel eingefahren wird, mit dem das Graphitexpandat komprimiert wird. Um die Atmungseigenschaften der Graphitexpandatformlinge zu untersuchen, wurden deren Kompressions- und das Rückfederungsverhalten gemessen.

Dazu wurden Proben einer Geometrie von 49 mm Durchmesser und einer Probendicke von 2 mm von den großflächigen Graphitexpandformlingen der Dichte 0,3 g/cm ³ durch Stanzen genommen und mit einer Messapparatur Temes (fl ai1 ) der Fa. Amtec die Dickenveränderung in Abhängigkeit der Flächenpressung bestimmt. Die Ergebnisse sind in den Figuren 8 und 9 dargestellt. Der Bereich a) der Diagramme zeigt die Anfahrkurve als das Kompressionsverhalten beim erstmaligen Belasten des Graphitexpandatformlings mit einer Flächenpressung.

Die Bereiche b) bis e) in Fig. 8 stellen die Dicke des Graphitexpandatformlings in Kompression bzw. in Rückfederung in Abhängigkeit der Flächenpressung in der 10., 20., 30. und 40. bzw. Entlastung nach der Anfahrkurve dar. In Fig. 9 stellen die Kur- ven b) bis i) die Dicke des Graphitexpandatformlings in Kompression bzw. in Rückfederung in Abhängigkeit der Flächenpressung in der 25., 50., 75., 100., 125., 150., 175. und 200. Belastung bzw. Entlastung nach der Anfahrkurve dar. Aus allen gemessenen Kurven zeigt sich, dass die Kompression, die während der Anfahrkurve ausgeübt wird, irreversibel ist. In den folgenden Kurven ist der irreversible Anteil deutlich geringer und verschwindet schließlich ganz. Die einzelnen Kurven sind kaum voneinander unterscheidbar, was die sehr hohe Reversibilität der Kompression und Rückfederung des erfindungsgemäßen Wärmeabieiters zeigt.

Bei einer 40-fachen Zyklisierung, die in Fig. 8 dargestellt ist, zeigt sich, dass sich be- reits zwischen dem 10. und 20. Zyklus kaum mehr Veränderungen im Kompressionsund Rückfederverhalten auftreten.

Bei einer 200-fachen Zyklisierung, die in Fig. 9 dargestellt ist, zeigt sich, dass die Graphitexpandatformlinge der erfindungsgemäßen Wärmeabieiter nach dem 25. Zyklus ein gleich bleibendes Kompressions- und Rückfederungsverhalten aufweisen.

Die Graphitexpandatformlinge der Dichte 0,15 g/cm ³ lagen bereits durch ihre Herstellungsmethode mit dem Durchmesser 49 mm vor und wurden einer Dickenmessung in Abhängigkeit der Flächenpressung unterworfen wie für die erste Alternative des Ausführungbeispiels beschrieben. Anstelle einer Zyklisierung bei gleichem Enddruck wurden jedoch mehrere Belastungskurven mit steigender Belastung gefahren, die in Fig. 10 dargestellt sind, wobei zunächst ein Druck von 0,1 MPa angelegt wurde, wonach die Probe wieder auf einen Anfangsdruck von 0,05 MPa entlastet wurde. Darauf folgten Belastungen von 0,2 bis 0,5 MPa in Stufen von jeweils 0,1 MPa. Aus der Differenz der Ausgangsdicke der Probe und ihrer Dicke nach der jeweiligen Entlastung, sowie der Differenz der Dicke der Probe während der maximalen Belastung und ihrer Dicke nach der jeweiligen Entlastung kann das Kompri- mierungs- und Rückfederungsverhalten beurteilt werden. Zu sehen ist bei allen Drücken zum einen, dass die Dicke nach der Belastung stets geringer ist als die Ausgangsdicke. Dies zeigt zum einen das gute irreversible Anpassungsverhalten des Wärmeabieiters an Unebenheiten. Zum anderen wird durch diesen ersten irreversiblen Anteil die Komprimierung des Graphitexpandatformlings durchgeführt, die die für den Einsatz als Wärmeabieiter vorteilhafte Wärmeleitfähigkeit erzeugt. Ein Vergleich der Probendicke bei maximaler Komprimierung mit der Dicke nach Entlastung zeigt das sehr gute reversible Rückfederungsverhalten des Wärmeabieiters. So federt der bei 0,5 MPa auf ca. 550 μιτι komprimierte Graphitexpandatformling bei Entlastung auf ca. 680 μιτι zurück, was bezogen auf die Ausgangsdicke von 1000 μιτι ein reversibles Rückfederungsverhalten von über 10 % bedeutet.

Die so beispielhaft getesteten Graphitexpandatformlingen werden anschließend mit Mylar-Folie durch Kleben verbunden. Geklebt wird durch flächiges Aufsprühen von Acrylatharzkleber auf die Mylar-Folie und anschließendes Kaschieren auf den

Graphitexpandatformling. Der Graphitexpandatformling wird in diesem Ausführungs- beispiel auf seinen beiden Hauptflächen jeweils mit einer 12 μιτι dicken Mylar-Folie verbunden. Unter dem Markennamen Mylar® wird eine biaxial orientierte PET-Folie vertrieben.

Die Wärmeabieiter 6 bis 6 ^™ respektive das Flachmaterial weisen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bei einer Dichte von 0,3 g/cm ³ während einer Komprimierung mit 0,5 MPa eine Wärmeleitfähigkeit in Flächenrichtung von 20 W/(m K) auf. Die Wärmeabieiter 6 bis 6 ^™ lassen sich bei einer Belastung von 0,5 MPa, wie sie beim Betrieb von Lithium-Ionen-Batterien üblich ist, um 7 % in Dickenrichtung komprimieren. Weiter weisen diese Wärmeabieiter 6 eine Rückfederung von 3 % bezogen auf ihre Ausgangsdicke in Dickenrichtung auf. Dies bedeutet am Beispiel des Wärme- ableiters 6', dass dieser bei einer Volumenausdehnung von z.B. 3% der Batteriezellen 5 und 5' komprimiert wird. Der Wärmeableiter 6 liegt also zwischen den Batteriezellen 5, 5' stets vollflächig an den Seitenflächen der Batteriezellen 5, 5' an, so dass stets ein guter Wärmeübergang sichergestellt ist. Dies wird dadurch unterstützt, dass die Verspannung der Batterie so hoch eingestellt ist, dass auch nach der ersten irreversiblen Kompression die verbleibende Verspannung groß genug ist, dass das Flachmaterial wärmeleitend an der Batteriezelle anliegt. Die anderen Wärmeableiter 6 bis 6 ^™ weisen entsprechende Eigenschaften auf und verhalten sich entsprechend.

Um die in die Wärmeableiter 6 eingetragene Wärmeenergie aus den Batteriezellen 5, 5', 5° schnell abtransportieren zu können, ist der Wärmeableiter 6 mit einer unteren Stirnseite 7 in eine Nut 8 im Kühlmodul 4 eingestellt und gut wärmeleitend mit diesem verbunden. Auch die anderen Wärmeableiter 6' bis 6 ^™ sind auf gleiche Weise gut wärmeleitend in Nuten 8' bis 8 ^™ mit dem Kühlmodul 4 verbunden. Vorzugsweise kann der Wärmeableiter 6 dort mit einem wärmeleitenden Kleber eingeklebt werden.

Enthält in einer vorteilhaften, nicht gezeichneten Ausführung der Wärmeableiter zumindest im Bereich seiner unteren Stirnseite oder auch eine vollflächige Metall- beschichtung, so kann er auch mit dem Kühlmodul 4 verlötet werden. Alternativ kann der Wärmeableiter 6 auch angeklebt oder angeschweißt werden.

In einer fertigungstechnisch vorteilhaften Ausführung sind die Wärmeableiter 6' bis 6 ^™ als formstabile und steife Folien oder Platten ausgebildet, was u. a. durch Verdichtung des Flachmaterials der Wärmeableiter 6' bis 6 ^™ mittels Druck oder auch durch nachträgliche Imprägnierung mit einem Kunststoff erreicht werden kann. Alternativ kann das Flachmaterial auch aus einem vor der Verdichtung gebildeten Gemisch aus weitgehend gleichmäßig vermischten Partikeln aus Graphitexpandat und Kunststoff bestehen, welche dann miteinander verpresst und ggf. erwärmt und somit zu einer steifen, formstabilen Folie bzw. Platte formbar sind. Somit kann bei der Fertigung des Energiespeichers zunächst der Boden 3 mit den Wärmeableitern 6' bis 6 ^™ bestückt werden, und anschließend werden die Batteriezellen 5, 5', 5° sowie die weiteren, in Fig. 1 nicht gezeigten Batteriezellen lediglich in durch die Wärmeableiter 6' bis 6 ^™ gebildeten Taschen 9' bis 9 ^™ eingesteckt. Da die Batteriezellen des Energiespeichers 1 miteinander verspannt werden, ist grundsätzlich keine Verklebung der Wär- meableiter mit den Batteriezellen notwendig, wodurch ein leichter Austausch einzelner oder aller Batteriezellen und ggf. der Wärmeabieiter möglich ist.

Vorteilhaft werden die Wärmeabieiter 6' bis 6 ^™ und Batteriezellen 5' bis 5° nur unter geringer Vorspannung bzw. Flächendruck in das Gehäuse 2 eingesetzt, um bei einer Volumenausdehnung der Batteriezellen 5' bis 5° trotz der kompressiblen Wärmeabieiter 6' bis 6 ^™ im Betrieb keine zu hohen mechanischen Spannungen zu erzeugen. Insbesondere bei Lithium-Ionen-Batteriezellen können durch die erfindungsgemäßen Wärmeabieiter zusätzliche Elemente, die eine Verspannung der Batteriezellen mit gleichzeitiger Ausdehnbarkeit ermöglichen, z.B. mit Federn versehene Spannmittel, vermieden werden.

Eine alternative Ausführung der Erfindung zeigt Fig. 2, welche sich im Wesentlichen durch die Ausformung und Anbringung der Wärmeabieiter am Boden 3 des Energie- Speichers 1 von der Ausführung nach Fig. 1 unterscheidet. Es werden deshalb gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet und im Wesentlichen auf die Unterschiede eingegangen.

Im Gegensatz zu der in Fig. 1 gezeigten Ausführung sind bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführung Wärmeabieiter 10, 10' als U- bzw. trogförmig geformtes Flachmaterial aus einem Graphitexpandatformling ausgebildet. Die trogförmigen Wärmeabieiter 10, 10' sind hierbei mit ihren Trogböden auf dem Boden 3 befestigt, bevorzugt durch Verkleben. Enthält das Flachmaterial vorteilhaft einen Kunststoffanteil, zumindest im Bereich des Trogbodens der Wärmeabieiter 10, 10', so können diese am Boden 3 angeschweißt werden, ggf. vorteilhaft auch nur stellenweise. Durch die Seitenflächen der Wärmeabieiter 10 bzw. 10' bilden sich Taschen 1 1 , 1 1 ' und 1 1 ", in die die Batteriezellen 5, 5' und 5° eingesteckt werden können. Der Abstand der Seitenflächen eines Wärmeabieiters 10 bzw. 10' voneinander wie auch der Abstand von einander zugewandten Seitenflächen der benachbarten Wärmeabieiter 10, 10' ist hierbei so groß gewählt, dass einerseits die Batteriezellen 5, 5' und 5° von oben eingesteckt werden können und andererseits die Seitenflächen der Wärmeabieiter 10, 10' gut an den entsprechenden Seitenflächen der Batteriezellen 5, 5' und 5° anliegen. In einer nicht in Fig. 2 gezeigten Ausführung kann der Boden 3 der durch die einander zugewandten Seitenflächen der Wärmeableiter 10, 10' gebildeten mittleren Tasche 1 1 " auch mit einem Graphitexpandatformling versehen sein, um eine schnelle Wärmeverteilung und

-ableitung von Wärmeenergie auch auf der unteren Stirnseite der mittleren Batteriezelle 5' bereitzustellen. Ebenso kann vorteilhafterweise in einer nicht in Fig. 1 gezeigten Ausführung der Boden 3 zwischen den Wärmeableitern 6, 6", 6"' etc. zur besseren Anpassung der Batteriezelle an das Kühlmodul und zur besseren Wärmeabfuhr mit passenden Streifen aus einem Graphitexpandatformling oder einer durch- gängigen Bodenbedeckung versehen werden.

Soll im Gegensatz zu dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel eine noch schnellere und bessere Wärmeverteilung und Wärmeableitung ermöglich werden, wird, wie in Fig. 3 gezeigt, zwischen die Wärmeableiter 10 und 10' ein weiterer, ent- sprechend als trogformiges Flachelement ausgebildeter Wärmeableiter 10"eingefügt, wobei der Abstand der Wärmeableiter 10 und 10' voneinander entsprechend vergrößert wird. Die Befestigung des Wärmeabieiters 10° und die weitere Ausbildung des Energiespeichers 1 entspricht der oben zu Fig. 2 beschriebenen. Die in Fig. 4 bzw. Fig. 5 gezeigten Ausführungen des erfindungsgemäßen Energiespeichers 1 entsprechen im Wesentlichen den in Fig. 2 bzw. Fig. 3 gezeigten Ausführungen, unterscheiden sich jedoch durch die Art der Anordnung und Befestigung der Wärmeableiter in dem Gehäuse 2. Es werden deshalb wieder gleiche Bezugszeichen für gleiche Teile verwendet wie in den vorangehenden Figuren 1 bis 3.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Draufsicht auf einen elektrischen Energiespeicher 1 werden wieder aus trogförmigen Flachmaterial aus verdichtetem Graph itexpandat_be- stehende Wärmeableiter 10, 10' verwendet. Diese werden jedoch nicht mit ihren Trogböden auf den Boden 3 gestellt, sondern mit seitlichen Stirnseiten einer Seite des Trogprofils. Die Stirnseiten werden dann wie oben beschrieben am Boden befestigt, wodurch eine gute Wärmeleitfähigkeit sichergestellt wird. In einer alternativen, in Fig. 4 nicht gezeigten Ausführung können am Boden Rinnen 7 vorgesehen werden, um einen sicheren Halt der Stirnseiten der Wärmeableiter 10, 10' zu gewährleisten und die wärmeleitende Verbindung zu verbessern. Um wie auch bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel eine noch schnellere und bessere Wärmeverteilung und Wärmeableitung zu ermöglichen, ist bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel wieder ein weiterer Wärmeabieiter 10° unmittel- bar zwischen die Wärmeabieiter 10 und 10' eingefügt. Ansonsten entspricht die Ausrichtung, Anordnung und Befestigung der Wärmeabieiter 10, 10', 10" der in Fig. 4 gezeigten Ausführung.

Bei dem in Fig. 6 in Draufsicht dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel der Erfin- dung wird anstatt einzelner, wie in Fig. 1 gezeigter plattenförmiger Wärmeabieiter 6' bis 6 ^™ oder in Fig. 2 bis 5 gezeigte trogförmiger Wärmeabieiter 10, 10', 10" ein einzelnen Wärmeabieiter 12 aus einem mäanderförmigen Flachmaterial verwendet. Der Wärmeabieiter 12 wird dabei von oben mit einer seiner seitlichen Stirnseiten in das Gehäuse 2 des Energiespeichers 1 eingesetzt, so dass sich wieder Taschen 13, 13', 13", 13" usw. für die Batteriezellen 5, 5', 5" sowie weitere, nicht gezeigte Batteriezellen bilden. Die Anbindung des Wärmeabieiters 12 an den Boden 3 und somit an das Kühlmodul 4 erfolgt wie bei den in Fig. 1 bzw. 4 und 5 beschriebenen Ausführungen. Die in Fig. 6 gezeigte Ausführung weist zusätzlich den Vorteil einer sehr schnellen Montage auf, da die einzelnen Windungen des mäanderförmigen Wärmeabieiters 12 bereits in dem gewünschten, an die Breite der Batteriezellen 5, 5', 5" angepassten Abstand voneinander vorgeformt werden können.

Fig. 7 zeigt weitere erfindungsgemäße Ausführungen eines Wärmeabieiters. So zeigt Fig. 7 a) einen Wärmeabieiter 14 mit einem Querschnitt in Form einer 8. Hierdurch bilden sich zwei Taschen für zwei zylindrische oder rund ausgeführte Batteriezellen 15, wobei sich diese bündig an den Wärmeabieiter 14 anschmiegen.

Fig. 7 b) stellt einen Wärmeabieiter 16 mit wellenförmigem Querschnitt dar, wobei in dessen Wellentäler beidseitig zylindrische Batteriezellen 17 angeordnet sind, welche sich an das Flachmaterial des Wärmeabieiters 16 anschmiegen.

In Fig. 7 c) sind eine Vielzahl von sechseckigen Batteriezellen 19 an im Querschnitt wabenähnlich geformten Wärmeableitern 18 so angeordnet, dass sich mehrere ihrer Seitenflächen an das Flachmaterial der Wärmeabieiter 18 anschmiegen. Auch hier werden durch die Form der Wärmeabieiter 18 Taschen zum Einstecken der Batteriezellen 19 gebildet.