[發明專利]電化學電池

在審

• 申請號: 202180038909.4
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN115552674A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: S·斯托克;E·皮特利克;D·恩斯林;M·埃爾默
• 申請（專利權）人: 瓦爾達微電池有限責任公司
• 主分類號: H01M10/04
• 分類號: H01M10/04;H01M10/42;H01M10/48;H01M50/528;H01M50/531;H01M50/536
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 后云鐘;吳強

一種電化學電池（10、100）包括至少一個帶狀的負電極和至少一個帶狀的正電極。所述負電極和正電極分別包括集電器和被施加到集電器上的在電化學上活性的成分。在此，所述至少一個負電極和所述至少一個正電極形成復合結構并且在此通過至少一個隔離件彼此分開。這個由至少一個負電極、至少一個隔離件和至少一個正電極構成的復合結構螺旋形地圍繞著繞組軸線（14）被卷繞并且形成繞組（19）。所述負電極和正電極如此構成并且/或者如此相對于彼此布置在所述復合結構的內部，使得所述負電極的集電器的縱向邊緣從所述繞組的位于末端的端側之一中伸出并且所述正電極的集電器的縱向邊緣從所述繞組的位于末端的端側中的另一個端側中伸出。所述電池包括至少一個金屬的接觸板材構件，所述金屬的接觸板材構件與伸出的縱向邊緣之一直接接觸并且所述金屬的接觸板材構件通過焊接與這條縱向邊緣連接。所述繞組（19）包括中心空腔（20），所述繞組軸線（14）延伸穿過所述中心空腔。所述電池具有殼體，所述殼體具有第一和第二端側（11、12）和環形的殼體外周（13），所述殼體外周密封地包圍著內腔，在所述內腔中布置有所述繞組（19）。在所述中心空腔（20）中布置有至少一個傳感器機構（24、21）或傳感器機構（25）的至少一部分，所述傳感器機構能夠定性地和/或定量地檢測所述繞組（19）的狀態變化。在所述第一和/或第二端側（11、12）上存在顯示和/或接觸機構（23），所述顯示和/或接觸機構能夠顯示由至少一個傳感器機構所采集的測量值并且/或者能夠通過所述顯示和/或接觸機構將這些測量值傳輸給接收和/或測評單元。

技術領域

本發明涉及一種電化學電池、尤其是一種二次電化學電池以及一種用于制造這種電化學電池的方法。

背景技術

在電化學電池中進行電化學的、提供能量的反應，該反應由兩個相互電耦合的、但在空間上相互分開的部分反應所組成。以相對較低的氧化還原電勢進行的部分反應在負電極處進行，而以相對較高的氧化還原電勢進行的部分反應則在正電極處進行。在放電時在負電極處通過氧化過程釋放電子，這引起經過外部的負載流向正電極的電子流，由該正電極接收相應量的電子。因此，在所述正電極處進行還原過程。同時為了電荷平衡的目的而在電化學電池的內部出現與電極反應相對應的離子流。該離子流橫穿隔離件（Separator）并且由傳導離子的電解質來確保。

在二次（可重復充電的）電化學電池中，這種放電反應是可逆的，因此存在著倒轉在放電時進行的化學能朝電能的轉換的可行方案。

如果在與二次電化學電池的關聯中使用術語“陽極”和“陰極”，則通常根據電極的放電功能來命名電極。因此，這樣的電池中的負電極是陽極，正電極則是陰極。

一種用于二次電化學電池的已知實例是鋰離子電池。所述鋰離子電池包括能夠可逆地接收并且重又釋放鋰離子的電極以及含有鋰離子的電解質。

鋰離子電池通常以復合體的形式包含其電極和隔離件。這樣的復合體能夠是由多個電池構成的電池堆（堆疊件、stack）。但是，所述復合體大多是呈被卷繞的形式的單個電池（繞組復合體或簡稱為繞組電池）。

在所述復合體中，通常正電極和負電極以及隔離件平坦地上下放置。所述電極和隔離件大多例如通過層壓或者通過粘接來彼此連接。通常，不管是否卷繞，復合體包括正電極/隔離件/負電極的次序。復合體經常被制造為所謂的雙電池，其具有以下可能的次序：負電極/隔離件/正電極/隔離件/負電極或者正電極/隔離件/負電極/隔離件/正電極。

對于在汽車領域內的應用來說或者也對于具有高能量需求的其他應用來說，為了產生高電壓，經常將多個卷繞的電化學電池彼此互連成一個蓄電池模塊（Batteriemodul）。與電池中的一個電池的正常運行的偏差可能已經導致整個模塊的損壞。因此值得期望的是，對電池的運行進行監控，因為借助于監控能夠及時地識別電池的有問題的狀態并且能夠采取相應的措施。