[發(fā)明專利]用于電池單池的絕緣成形件

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• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107887542A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設計）人: K-U.施特里格爾;M.格拉赫;T.克雷奇馬爾;T.克格爾
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: H01M2/10
• 分類號: H01M2/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 李雪瑩,鄧雪萌

技術領域

本發(fā)明涉及按照獨立權利要求的前序部分所述的一種用于至少一個電池單池的殼體的絕緣成形件以及一種具有絕緣成形件的電池單池、尤其鋰離子電池單池以及一種電池。

背景技術

電池單池是一種電化學能量存儲器，所述電化學能量存儲器在其放電時將所存儲的化學能通過電化學反應轉化成電能。這表明：未來無論是在固定式應用如風力發(fā)電設備中、在設計成混合動力機動車或電動機動車的機動車中，還是在電子設備中，都會使用新型的電池系統(tǒng)，在可靠性、安全性、效率和使用壽命方面都對所述新型的電池系統(tǒng)提出了非常高的要求。

尤其鋰離子電池基于其大的能量密度作為用于電驅動的機動車的能量存儲器來使用。

電池單池、尤其鋰離子電池單池具有例如電極復合結構，所述電極復合結構包括陰極、分離器和陽極，所述陰極、分離器和陽極例如彼此卷繞地或彼此堆疊地存在。陰極包括例如陰極膜，陰極膜用活性材料涂覆，并且陽極包括例如陽極膜，陽極膜用活性材料涂覆。陰極膜包括例如鋁，并且陽極膜包括例如銅。電池單池殼體包括例如金屬、塑料或者由塑料和金屬制成的復合結構。所述電池單池殼體能夠構造成棱柱形或具有不同于棱柱形的形狀。

電池單池在當前例如通過基于聚合物的材料彼此電絕緣。所述基于聚合物的材料包括例如薄膜、膠帶、收縮軟管、絕緣漆或由塑料制成的殼體罩殼。

多個電池單池機械地接合成模塊并且例如并聯(lián)或串聯(lián)。

在US 2010/0028765中公開了一種可重復充電的電池，所述電池的電池單池分別布置在殼體中。殼體具有填料，填料包圍電池單池。殼體在此不同地成形且具有帶有不同的壁厚的不同的分區(qū)段。

US 2006/0051666公開了一種具有殼體的電池單池，所述殼體具有用于補償電池單池的膨脹的元件。這個元件能夠以下述方式形成：殼體壁在相應部位處具有向內的偏移，其中壁厚保持不變。

發(fā)明內容

按照本發(fā)明，提供具有獨立權利要求的特征性特征的一種用于至少一個電池單池的殼體的絕緣成形件以及一種電池單池和一種電池。

在電池單池的使用壽命內，該電池單池的內壓提高并且出現(xiàn)了電池單池的膨大，這尤其歸因于電極的活性的材料的膨大（例如由于在充電過程中鋰的嵌入和分離）和/或歸因于電池單池內部的氣體產生。這可能導致存儲容量減小并且由此導致電池單池的過早老化，這又意味著電池單池的巨大的功率損失。為了對抗這一點并且為了機械地固定電池單池以便例如防止電池單池的振動運動，將例如接合成模塊的電池單池機械地相互張緊并且以這種方式固定。這樣產生的經常非常大的張緊力可能導致非常強的負載并且由此例如導致分離器的孔隙度下降。此外，出現(xiàn)了電極的局部的過載并且例如形成多孔的樹枝狀的鋰沉積物。這些鋰沉積物例如垂直于陽極作為樹枝狀結晶體（Dendriten）在陽極上增長并且能夠在空間上穿透下列元件，例如布置在陽極和陰極之間的分離器。這大多造成了內部的短路。

按本發(fā)明的用于電池單池的殼體的絕緣成形件至少在成形件側壁處包括通過減小的壁厚形成的凹槽。這種絕緣成形件的優(yōu)點在于，通過該凹槽獲得了空腔，該空腔首先未被填充。在使用壽命內，電池單池膨脹并且現(xiàn)在逐漸填充由絕緣成形件的凹槽形成的空腔或者將成形件側壁在凹槽的部位處向外壓。通過下述方式：電池單池在其例如由于膨大或氣體產生而膨脹時能夠填充凹槽的空間并且沒有立即碰到無凹槽的絕緣成形件側壁或相鄰單池，或者通過所述凹槽找到空間（其方式為：將成形件側壁在所述凹槽的部位處向外壓）以便膨脹，減小了作用到電池單池上的力。以這種方式顯著減小或甚至防止電池單池內壓的升高。

由此又能夠限制在電池單池機械地張緊時導入到所述電池單池中以便機械地固定所述電池單池的夾緊力，因此使電池單池不那么強烈地負載。基于此，在電池單池的內部的構件、例如分離器或電極能夠更長時間地運轉。此外還提高了電池單池的安全性，因為作用到電池單池的構件上的負載被最小化，因而阻止了這些構件的退化并且由此例如不出現(xiàn)短路。

同時，電池單池通過所述絕緣成形件被機械地固定并且通過該絕緣成形件承受所期望程度的張緊力。

按照本發(fā)明，絕緣成形件因此承擔兩個功能。所述絕緣成形件確保了所需的保持力或張緊力并且同時由于絕緣成形件在凹槽中的剛性減小而引起：在電池單池的使用壽命內沒有額外的力形成到所述電池單池上。

當前的具有凹槽的絕緣成形件的其它有利的實施方式由從屬權利要求得出。