[發明專利]電能存儲電池以及用于制造電能存儲電池的方法

有效

• 申請號: 201380046131.7
• 申請日: 2013-08-01
• 公開（公告）號: CN104584275B
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: M.凱斯勒;V.德格;A.蒂芬巴赫;A.施密特
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: H01M2/26
• 分類號: H01M2/26;H01M4/70;H01M10/04;H01M10/0585;H01M6/12;H01M6/46;H01M10/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 盧江,胡莉莉

技術領域

本發明涉及一種電能存儲電池和一種用于制造電能存儲電池的方法。

背景技術

通常從電能存儲電池中獲取直流電，或者將直流電饋送到所述電能存儲電池中。因此，能量存儲電池的目前已知的構造都是針對能量存儲電池的特殊能量或功率密度和歐姆內阻進行優化設計。

在電能存儲電池的許多應用中，存儲電池按照串聯或并聯布置而相互連接成電池組模塊，以便調節所期望的輸出參數，如總電壓、電壓范圍、蓄能量或功率密度。文獻DE 10 2010 035 114 A1例如公開了具有多個電池單元的電池組單元，所述電池單元分別具有通過總線匯流排電耦合的蓄電池電池。文獻EP 2 413 414 A2公開了一種扁平電池（Akkuflachzelle），該扁平電池在薄膜殼體中具有依次敷設的陽極和陰極薄膜，所述陽極和陰極薄膜通過陰極和陽極引線與該扁平電池的極端子相連接。

文獻WO 2011/116807 A1公開了一種電池組電池，該電池組電池具有電化學活性的電極堆棧，該電極堆棧的電極薄膜分別利用接觸凸起而連接到相位導體端子。文獻WO 2009/073492 A2公開了具有電極薄膜的電池組電池，所述電極薄膜具有延長片段，所述延長片段可以連接到極端子。文獻JP 2008108477 A公開了一種用于電能存儲器的制造方法，該電能存儲器具有圓柱形的電極薄膜堆棧，電接觸凸起以螺旋樓梯形狀從該電極薄膜堆棧中凸出來。

如果從這樣的能量存儲電池中獲取具有增加的交流分量的電流，那么能量存儲電池的分布電感的影響就隨頻率而增大。能量存儲電池的感性損耗由電極、極互連和電極在殼體中的布置的損耗量的各個分量組成。另外，在kHz范圍內的運行頻率下，由于集膚效應而在載流區域中可能出現損耗，以及在導電面中、例如在殼體中出現渦流。

能量存儲電池通常可以具有一個或多個電池卷芯，所述電池卷芯被集成在單獨的或共同的殼體中。能量存儲電池的通常形式在此是圓柱電池、淚囊電池或扁平電池。在此能量存儲電池具有分布的電感，其取決于電池內部的互連、放電器幾何形狀以及極端子。如果能量存儲電池例如應用在具有集成的變流器、所謂的BDI的電池組系統中，那么能量存儲電池阻抗的所述感性分量在變流器的高的運行頻率的情況下可以導致該變流器的功率電子開關裝置中的相應高的損耗能量。因此這可以導致開關裝置的增加的磨損、BDI的更低的效率、以及增加的制造技術上的花費以用于實施具有足夠冷卻功率的冷卻系統。

存在對能量存儲電池的如下需求，即所述能量存儲電池關于高頻交流電的提取具有較小的損耗，并因此改進采用所述能量存儲電池的系統的效率。另外，存在對這樣的能量存儲電池的如下需求，即所述能量存儲電池能夠以簡單的方式并以低的歐姆和感性阻抗而被布線成能量存儲模塊。

發明內容

根據一個方面，本發明創造一種電能存儲電池，其具有多個第一平面電極薄膜和多個第二平面電極薄膜，其中所述第一平面電極薄膜分別在一個長邊上具有凹口，所述第二平面電極薄膜分別在一個長邊上具有與所述凹口相符的接觸凸起，其中第一平面電極薄膜與第二平面電極薄膜相互平面平行并交替地被堆疊為存儲電池堆棧，使得接觸凸起分別交替地與凹口重疊。

根據另一方面，本發明創造一種用于制造電能存儲電池的方法，該方法具有以下步驟：交替布置多個第一平面電極薄膜和多個第二平面電極薄膜，其中第一平面電極薄膜分別在一個長邊上具有凹口，第二平面電極薄膜分別在一個長邊上具有與所述凹口相符的接觸凸起，其中第一平面電極薄膜與第二平面電極薄膜相互平面平行并交替地被堆疊為存儲電池堆棧，使得接觸凸起分別交替地與凹口重疊；將圍繞凹口的接觸區域與第一平面接觸元件電接觸，該第一平面接觸元件被布置在垂直于第一平面電極薄膜的延伸平面的延伸平面中；將接觸凸起與第二平面接觸元件電接觸，該第二平面接觸元件被布置在垂直于第一平面電極薄膜的延伸平面的延伸平面中。

本發明的優點

本發明的構思是，由于在控制電能存儲電池時在能量存儲電池內部中和/或其殼體中所出現的渦流引起的損耗，借助能量存儲電池的合適的內部構造以盡可能小的內部電池電感來降低。在此，薄膜幾何形狀被用于能量存儲電池的堆疊的電極薄膜，其中通過電極薄膜與電池極端子的接觸而得到最小的電池電感。這通過以下來實現，即電極薄膜在垂直于薄膜平面內具有相互偏移的接觸凸起，所述接觸凸起在依次敷設電極薄膜時在薄膜法線方向上交錯嚙合。