[發明專利]具有調溫裝置的硬殼電池殼體

在審

• 申請號: 201310139796.4
• 申請日: 2013-04-10
• 公開（公告）號: CN103367661A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: T·韋爾勒;J·費策爾;R·安格鮑爾;H·芬克;A·呂勒;M·齊策奧
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司;三星SDI株式會社
• 主分類號: H01M2/02
• 分類號: H01M2/02;H01M10/50
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 蘇娟

技術領域

本發明涉及一種硬殼電池殼體，一種配備有這種殼體的原電池、一種用于制造這種原電池的方法以及一種配備有這種原電池的移動或固定的系統。

背景技術

顯而易見的是，在未來將會有越來越多的電池系統應用在固定應用中(例如在太陽能或風力設備中)、在移動應用中(例如在諸如混合動力和電動汽車之類的汽車)以及在消費領域中(例如在筆記本電腦和移動電話中)，在安全性、可靠性、容量及使用壽命方面對這些電池系統提出很高的要求。

容量的一個重要參數是能量密度，其例如是以每千克瓦小時(Wh/kg)進行規定。堿金屬電芯的容量通過所謂的活性或者更確切地說電化學活性的材料確定。除了這些材料之外，堿金屬電芯還包括所謂的惰性材料，如隔離件、絕緣件、電極連接件和殼體元件或者包裝元件，這些惰性材料的重量與活性材料的重量一樣會對能量密度產生影響。

對于范圍很廣的應用領域來說特別適宜的是鋰離子電芯，因為這些電芯的特點首先是活性材料的高能量密度和極少的自放電。鋰離子電芯具有正極(陰極)和負極(陽極)。鋰離子電芯的負極(陽極)的活性材料在這里被設計成可逆地貯存(嵌入)鋰離子或者重新使鋰離子轉移(脫嵌)并且因此也被稱作嵌入材料。傳統地，石墨在陽極側被用作嵌入材料。

另一種有吸引力的電池系統是可再充電的金屬鋰系統，這些系統同樣具有正極(陰極)和負極(陽極)，然而在這些電極中負極(陽極)的活性材料不是鋰嵌入材料，而是金屬鋰或者鋰合金。正極(陰極)在這里例如可以是基于具有層狀結構的過渡金屬氧化物，比如鋰鈷氧化物(LiCoO₂)。

為了獲得高的機械穩定性并且為了滿足例如在汽車中的高的安全性要求，用于這類應用的帶有金屬鋰陽極的鋰離子電芯和鋰電芯傳統上通過純金屬的硬殼電池殼體、所謂的硬殼殼體而免受環境影響、特別是防止濕氣進入電芯內部。目前，這類硬殼電池殼體大多數由鋁通過低溫深拉工藝制成。除了機械保護之外，金屬的硬殼電池殼體還保護裝在其內的電芯的元件也免受濕氣影響，因為金屬的殼體材料也用作濕氣或蒸汽阻擋裝置。

帶有金屬鋰陽極的鋰離子電芯和鋰電芯具有規定的溫度范圍，它們在該范圍內能夠最優地工作。為了將穩定設定在該最優工作溫度范圍內，電芯可以與溫度管理系統連接，該溫度管理系統例如在冷天在開始工作之后對電芯進行加熱或者例如在工作期間對電芯進行冷卻。在這里，電芯以它們的底面固定地與所謂的冷卻板熱連接和機械連接，該冷卻板對電芯進行調溫并且因此為電芯提供了最優工作環境。

例如在公開文獻DE?10?2010?001?430?A1中描述了一種調溫裝置。

發明內容

本發明的主題是一種用于包括至少兩個堿金屬電芯、特別是鋰電芯的原電池的硬殼電池殼體，該殼體包括：

-殼體基體，該殼體基體具有用于容納至少兩個堿金屬電芯、特別是鋰電芯的電芯組件的內部空間，和

-殼體蓋，該殼體蓋用于封閉殼體基體的內部空間，

其中，殼體基體至少基本上由塑料構成并且在殼體基體中構造/集成有調溫介質通道。

堿金屬電芯可以特別地理解為一種原電池，該原電池包括堿金屬、例如鋰或鈉作為電化學活性材料，例如陽極材料。

包括至少兩個堿金屬電芯的原電池可以特別地理解為一種電池或者說所謂的電池組或所謂的電池模塊。在這里，電池模塊可以特別地理解為一種原電池，其包括≥2到≤20、例如≥2到≤10、例如≥4到≤6個堿金屬電芯。電池組在這里可以特別地理解為一種原電池，其包括兩個或更多個電池模塊。在這里電池模塊和電池組都可以理解為電池。

因此，硬殼電池殼體特別可以是硬殼電池模塊殼體或者硬殼電池組殼體，特別是硬殼電池模塊殼體。

堿金屬電芯的電芯組件可以特別地理解為堿金屬電芯的電化學活性組件，比如陽極、陰極、電解液和/或導電鹽，以及可以是電組件，比如在堿金屬電芯內的電導體、電絕緣件和/或電隔離件。