專利名稱：具有導(dǎo)熱板和多個(gè)單體的電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有一導(dǎo)熱板和多個(gè)單體的電池，所述單體組成一單體組，其中 單體的極觸點(diǎn)相互電并聯(lián)和/或串聯(lián)，其中單體組和導(dǎo)熱板由夾緊元件完全包圍，在端側(cè) 在第一個(gè)單體上以及在最后一個(gè)單體上設(shè)置有一電連接元件。
背景技術(shù)：
已知一種具有多個(gè)單體的電池，其極觸點(diǎn)彼此電連接和/或彼此并聯(lián)并形成一單 體組。此外設(shè)置有一用于冷卻電池的導(dǎo)熱板，所述導(dǎo)熱板排出在電池中形成的損耗熱。至 少單體組和導(dǎo)熱板設(shè)置在一殼體框架中，所述殼體框架特別是形成為至少一個(gè)完全圍繞單 體組和導(dǎo)熱板的夾緊元件。此外，在單體組的第一個(gè)單體的第一殼體側(cè)壁上和最后一個(gè)單 體的殼體側(cè)壁上分別各設(shè)置有一電連接元件以用于電池的電接觸。因此缺點(diǎn)是借助至少一個(gè)完全圍繞至少單體組和導(dǎo)熱板的夾緊元件，單體組的 第一個(gè)單體以及最后一個(gè)單體被施加了很大的載荷。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提出一種改進(jìn)的電池，所述電池能克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的 缺點(diǎn)并能簡單、成本經(jīng)濟(jì)地制造。根據(jù)本發(fā)明，所述目的通過在權(quán)利要求1中給出的特征來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的有利的設(shè)計(jì)方案是從屬權(quán)利要求的主題。具有一用于為電池調(diào)溫的導(dǎo)熱板的電池具有多個(gè)單體，所述單體組成一單體組。 在此，單體的極觸點(diǎn)相互電并聯(lián)和/或串聯(lián)。單體組和導(dǎo)熱板由夾緊元件完全圍繞，其中在 端側(cè)在第一個(gè)單體上以及最后一個(gè)單體上設(shè)有一電連接元件。根據(jù)本發(fā)明，在端側(cè)在單體 組的第一個(gè)單體與夾緊元件之間以及在端側(cè)在最后一個(gè)單體與夾緊元件之間分別各設(shè)置 有一壓緊板。由此以有利方式形成一單體組，在所述單體組中由于通過壓緊板產(chǎn)生的且作用到 單體組上的高的壓緊力能實(shí)現(xiàn)可靠的串聯(lián)。此外，優(yōu)選地，因?yàn)樽饔玫絾误w組上的機(jī)械載荷 和由此產(chǎn)生的力由壓緊板均勻地在其整個(gè)表面上吸收和分布，所以沒有應(yīng)力作用到單體組 的第一個(gè)單體以及最后一個(gè)單體上。此外，由此還能制造較結(jié)實(shí)的單體，其中由夾緊元件作 用的力基本上借助壓緊板得到補(bǔ)償。因此，基本上可靠地避免了單體的機(jī)械載荷。以特別有利的方式，壓緊板至少在與單體組(相接觸)的接觸側(cè)能導(dǎo)電。為此，接 觸側(cè)設(shè)計(jì)成金屬的——例如通過施加金屬膜。通過將壓緊板在接觸側(cè)上形成為導(dǎo)電的，壓 緊板同時(shí)特別優(yōu)選地形成電池的電連接元件。由此有利地降低了電池的成本以及裝配費(fèi) 用，因?yàn)椴恍枰糜陔娺B接的附加部件。壓緊板至少在一側(cè)具有凸耳狀延長部。在此，凸耳狀延長部以有利的方式形成電 池的端子/極柱，由此能獲取電壓。在此，一端子例如設(shè)計(jì)成正端子，而另一端子設(shè)計(jì)成負(fù) 端子。
此外，在單體的頂側(cè)還設(shè)有一電子部件，所述電子部件以有利的方式具有與凸耳 狀延長部相對(duì)應(yīng)的缺口，由此確保了電池的形狀鎖合的裝配。此外，壓緊板具有材料凹陷部，所述材料凹陷部特別優(yōu)選地與夾緊元件的尺寸、特 別是寬度相對(duì)應(yīng)。借助這種形成夾緊元件的一種引導(dǎo)部的對(duì)應(yīng)，能將單體組的至少單體力 鎖合地壓緊在一起。壓緊板的高度大小和寬度大小特別有利地與單體的尺寸相當(dāng)。在本發(fā)明的另一種設(shè)計(jì)方案中，單體和/或不同單體的極觸點(diǎn)力鎖合 (kraftschliissig)、形狀鎖合(formschlussig)和 / 或材料融合(Stoffschiussig)地相互 連接。由此以簡單的方式和方法確保了在單體的極觸點(diǎn)之間的持久的電接觸。附加地，單體包括一設(shè)置在單體殼體中的電極堆/電極組，其中至少不同極性的 電極通過隔離件、優(yōu)選隔離膜彼此絕緣地分隔開。以特殊的方式，各膜電極的向電極堆的外部引導(dǎo)的邊緣區(qū)域形成一導(dǎo)電凸耳 (Stromableiterfahne)，由此省略了膜電極和導(dǎo)電凸耳的費(fèi)事的接觸。同時(shí)，這種接觸方式 非?？煽康胤乐沽酥辽俣喾N影響、特別是外部影響，如碰撞或振動(dòng)。相同極性的導(dǎo)電凸耳導(dǎo)電地相互連接成一極。此外，一個(gè)極的導(dǎo)電凸耳導(dǎo)電地彼 此壓接在一起和/或相互焊接。通過將電極堆設(shè)置在一在邊緣側(cè)環(huán)繞的、特別是電絕緣的邊框中，能以有利的方 式省略附加的絕緣布置/結(jié)構(gòu)。此外，還使單體的可操縱性變得容易或者更為可靠。特別是在雙極單體中，以特殊的方式實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電凸耳與單體殼體的對(duì)置的殼體側(cè) 壁的直接接觸，其中所述殼體側(cè)壁借助所述邊框相互電絕緣。以這種方式，相同極性的導(dǎo)電 凸耳直接與特別是扁平單體的單體殼體的殼體側(cè)壁電連接，從而使所述殼體側(cè)壁形成單體 的電的極觸點(diǎn)。因?yàn)樗鰳O沒有發(fā)生接觸穿過(KontaktdurchfUhrimg)，所以并沒有減弱單 體的單體殼體的氣密性。因此，還直接地改善了單體殼體內(nèi)部的密封性以防止?jié)駳獯┩浮?br>

下面借助附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明的實(shí)施例。其中示出了 圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電池的示意性透視圖，圖2示出具有在端側(cè)設(shè)置在單體組上的壓緊板的電池的分解圖，圖3示出具有根據(jù)本發(fā)明設(shè)置在單體組上的壓緊板的電池的示意性透視圖，圖4示意性示出具有設(shè)置在底側(cè)的導(dǎo)熱板和設(shè)置在端側(cè)的壓緊板的單體組的剖 視圖，圖5示出具有設(shè)置在端側(cè)的壓緊板的單體組的分解圖，和圖6示意性示出根據(jù)圖4的、具有設(shè)置在端側(cè)的壓緊板的單體組的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式在所有附圖中，相應(yīng)的部件具有相同的附圖標(biāo)記。在圖1中示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電池1。電池1由多個(gè)單體2形成，所述單體2組成
一單體組3。單體2設(shè)計(jì)成扁平單體、特別是框架扁平單體。在此，單體2的單體殼體2. 1由兩個(gè)殼體側(cè)壁2. 1. 1和2. 1. 2以及一個(gè)設(shè)置在這兩個(gè)殼體側(cè)壁之間的、沿邊緣側(cè)環(huán)繞的邊框 2. 1.3形成。單體2的殼體側(cè)壁2. 1. 1和2. 1. 2設(shè)計(jì)成導(dǎo)電的，并形成單體2的極觸點(diǎn)(未詳 細(xì)示出)。邊框2. 1. 3設(shè)計(jì)成電絕緣的，從而使不同極性的殼體側(cè)壁2. 1. 1和2. 1. 2設(shè)置成 相互電絕緣的。在本發(fā)明的所示實(shí)施例中，殼體側(cè)壁2. 1. 1和2. 1. 2具有一局部的延長部V，所述 延長部V突出于單體2。該局部的延長部V用于單體電壓監(jiān)測。單體組3以及一設(shè)置在單體2底側(cè)上的導(dǎo)熱板4由兩個(gè)夾緊元件5完全圍繞，所 述夾緊元件5至少力鎖合地將單體組3的單體2壓緊在一起?；谕ㄟ^夾緊元件5產(chǎn)生的 作用力，特別是分別在端側(cè)設(shè)置在單體組3中的第一個(gè)單體2a以及最后一個(gè)單體2b受到 強(qiáng)力加載。為了從電池1中放出電能和/或?qū)㈦娔茌斎腚姵?中，在單體組3的第一個(gè)單體 2a的單體側(cè)壁上設(shè)置有一電連接元件6。該連接元件6設(shè)計(jì)成電連接凸耳并形成電池1的
正端子Ppos °在單體組3的最后一個(gè)單體2b的單體側(cè)壁上設(shè)置有另一電連接元件6。該連接元 件6同樣設(shè)計(jì)成電連接凸耳并形成電池1的負(fù)端子PNEe。在圖2中示出一電池1，所述電池1例如應(yīng)用在車輛、特別是混合式和/或電驅(qū)動(dòng) 的車輛中。在此，電池1、特別是單體組3例如由三十個(gè)單體2形成。設(shè)計(jì)成框架扁平單體的 單體2通過其極觸點(diǎn)特別是相互串聯(lián)。在單體2的底側(cè)上設(shè)置有用于為電池1調(diào)溫的導(dǎo)熱板4。導(dǎo)熱板4具有接線位置 4. 1，導(dǎo)熱板4例如能通過所述接線位置4. 1連接到車輛的空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)上。為了增大單體 1與導(dǎo)熱板4之間的熱傳遞表面，殼體側(cè)壁2. 1. 1和2. 1.2在導(dǎo)熱板4的區(qū)域中彎折成平行 于所述導(dǎo)熱板4。在此，單體2直接或間接地通過能導(dǎo)熱的材料、特別是導(dǎo)熱膜7熱連接到 導(dǎo)熱板4上，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)電池1的有效冷卻。根據(jù)本發(fā)明，在端側(cè)在單體組3的第一個(gè)單體2a與夾緊元件5之間以及在端側(cè)在 最后一個(gè)單體2b與夾緊元件5之間分別各設(shè)置有一壓緊板8。特別優(yōu)選地，借助由壓緊板8產(chǎn)生的高的壓緊力，形成單體組3，由此能實(shí)現(xiàn)可靠 的串聯(lián)。此外，作用到單體組3的第一個(gè)單體2a以及最后一個(gè)單體2b上的機(jī)械力均勻地 分布在壓緊板8的整個(gè)表面上。此外，壓緊板8至少在與單體組3接觸的接觸側(cè)上能導(dǎo)電。為此，壓緊板8的接觸 側(cè)例如能設(shè)有金屬膜。在電池1的一種有利的設(shè)計(jì)方案中，壓緊板8形成電連接元件6。為此，壓緊板8 在一側(cè)上具有凸耳狀延長部8. 1。凸耳狀延長部8. 1以有利的方式設(shè)計(jì)成電池1的端子/ 極柱，通過所述端子例如能獲取電池1的電壓。在此，一個(gè)端子設(shè)計(jì)成電池1的正端子Pros， 而另一端子設(shè)計(jì)成負(fù)端子PNEe。為了改進(jìn)壓緊板8的接觸側(cè)與第一個(gè)單體2a以及最后一個(gè) 單體2b之間的導(dǎo)電能力，能附加地設(shè)置一例如鎳制的膜，并且所述膜設(shè)置在壓緊板與第一 個(gè)單體2a以及最后一個(gè)單體2b之間。在本發(fā)明的所示出的實(shí)施例中，設(shè)置有一電子部件9，所述電子部件至少具有用于
5單體2的單體電壓監(jiān)測和/或單體電壓補(bǔ)償?shù)难b置。為了監(jiān)測單體電壓，在單體2上形成 有殼體側(cè)壁2. 1. 1和2. 1.2的局部的延長部V。在本發(fā)明的另一改進(jìn)方案中，電子部件9還 可以設(shè)計(jì)成封裝的電子結(jié)構(gòu)單元。在此，電子部件9設(shè)置在單體組3的頂側(cè)，并且具有與壓 緊板8的凸耳狀延長部8. 1、特別是端子Pros和Pnk相對(duì)應(yīng)的缺口 9. 1。由缺口 9. 1確保了 電池1的形狀鎖合的裝配。此外，壓緊板8以特別優(yōu)選的方式具有材料凹陷部8. 2，所述材料凹陷部8. 2與夾 緊元件5、特別是夾緊元件5的厚度相對(duì)應(yīng)。借助這種形成夾緊元件5的一種引導(dǎo)部的對(duì) 應(yīng)，能將單體組3的至少單體2可靠地壓緊在一起，從而使單體2形狀鎖合地且力鎖合地被保持。以特別有利的方式，壓緊板(8)的高度大小和寬度大小特別優(yōu)選地與單體(2)、特 別是單體組3的端側(cè)的尺寸相當(dāng)。通過將材料凹陷部8. 2形成為一種引導(dǎo)部，能以有利的方式將單體組3可靠地力 鎖合地壓緊在一起。圖3示出具有設(shè)置在單體組3的第一個(gè)單體2a上以及最后一個(gè)單體2b上的壓緊 板8的裝配好的電池1。在圖4中示出具有分別設(shè)置在端側(cè)的壓緊板8的單體組3的剖視圖。在此示出設(shè)置在在單體2的單體殼體2. 1中的、由膜電極(未詳細(xì)示出)形成的 電極堆10。在中間區(qū)域中，不同極性的膜電極、特別是鋁膜和/或銅膜和/或由金屬合金制成 的膜相互堆疊并借助隔離件(未詳細(xì)示出)、特別是隔離膜彼此電絕緣。在膜電極的突出于電極堆10的中間區(qū)域的邊緣區(qū)域、即未示出的導(dǎo)電凸耳中，相 同極性的膜電極相互電連接。在此，導(dǎo)電凸耳導(dǎo)電地彼此壓接在一起和/或相互焊接并形 成電極堆10的極。電極堆10設(shè)置在沿邊緣側(cè)環(huán)繞電極堆10的邊框中。在對(duì)殼體側(cè)壁2. 1. 1和2. 1. 2進(jìn)行固定——所述固定例如以未詳細(xì)示出的方式 借助將殼體側(cè)壁2. 1. 1和2. 1. 2粘接和/或彎邊到一在邊框2. 1. 3中環(huán)繞的缺口中來實(shí) 現(xiàn)——時(shí)，由導(dǎo)電凸耳形成的極壓靠在殼體側(cè)壁2. 1. 1和2. 1.2上，從而將導(dǎo)電凸耳的電勢 施加在殼體側(cè)壁2. 1. 1和2. 1. 2上，并且殼體側(cè)壁2. 1. 1和2. 1. 2形成單體2的極觸點(diǎn)。在本發(fā)明的一種改進(jìn)方案中，在例如銅制的極與例如鋁制的殼體側(cè)壁2. 1. 1和 2. 1. 2之間能附加地設(shè)置一例如鎳制的膜(未詳細(xì)示出)，以便改善在所述極與殼體側(cè)壁 2. 1. 1和2. 1.2之間的電連接。此外在本發(fā)明的一種設(shè)計(jì)方案中，在所述極與殼體側(cè)壁2. 1. 1和2. 1. 2之間還能 設(shè)置有電絕緣膜(未詳細(xì)示出)，或者殼體側(cè)壁2. 1. 1和2. 1. 2在一側(cè)能設(shè)計(jì)有電絕緣層， 從而使所述極與殼體側(cè)壁2. 1. 1和2. 1. 2的電接觸利用未詳細(xì)闡述的、由現(xiàn)有技術(shù)已知的 完全焊透法/通焊法(Durchschwei β verfahren)才從外部穿過殼體側(cè)壁2. 1. 1和2. 1. 2 形成。圖5和圖6分別示出具有設(shè)置在端側(cè)的壓緊板8的單體組3的不同示圖。附圖標(biāo)記列表1電池6 電連接元件2單體7 導(dǎo)熱膜
2a第一個(gè)單體2b最后一個(gè)單體2. 1單體殼體2. 1. 1殼體側(cè)壁2. 1. 2殼體側(cè)壁2. 1. 3邊框3單體組4導(dǎo)熱板4. 1接線位置5夾緊元件
8壓緊板
8. 1 凸耳狀延長部 8.2 材料凹陷部
9電子部件 9.1 缺□
10電極堆 Pros正端子 Pnec負(fù)端子
V
局部的延長部
權(quán)利要求
一種電池(1)，該電池具有一導(dǎo)熱板(4)和多個(gè)單體(2)，所述單體組成一單體組(3)，其中所述單體(2)的極觸點(diǎn)相互電并聯(lián)和/或串聯(lián)，其中所述單體組(3)和所述導(dǎo)熱板(4)由夾緊元件(5)完全圍繞，其中在端側(cè)在第一個(gè)單體(2a)上以及在最后一個(gè)單體(2b)上設(shè)置有一電連接元件(6)，其特征在于，在端側(cè)在所述第一個(gè)單體(2a)與所述夾緊元件(5)之間以及在端側(cè)在所述最后一個(gè)單體(2b)與所述夾緊元件(5)之間分別各設(shè)置有一壓緊板(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，其特征在于，所述壓緊板(8)設(shè)計(jì)成至少在與所述單體 組(3)接觸的接觸側(cè)上能導(dǎo)電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，其特征在于，所述壓緊板(8)形成所述電連接元件(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，其特征在于，所述壓緊板(8)具有凸耳狀延長部 (8. 1)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池，其特征在于，所述凸耳狀延長部(8.1)形成所述電池 (1)的端子(Ppos 和 Pneg)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池，其特征在于，一設(shè)置在所述單體(2)頂側(cè)的電子部件(9)具有與所述凸耳狀延長部(8.1)相對(duì)應(yīng)的缺口(9. 1)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，其特征在于，所述壓緊板(8)具有與所述夾緊元件(5) 的尺寸相對(duì)應(yīng)的材料凹陷部(8. 2)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，其特征在于，所述壓緊板(8)在高度大小和寬度大小方 面與一個(gè)單體(2)的尺寸相當(dāng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，其特征在于，所述單體(2)力鎖合、形狀鎖合和/或材 料融合地相互連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，其特征在于，不同單體(2)的極觸點(diǎn)力鎖合、形狀鎖合 和/或材料鎖合地相互連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，其特征在于，在一單體殼體(2.1)中設(shè)置有一電極堆(10)，所述電極堆(10)的各個(gè)電極、優(yōu)選膜電極與導(dǎo)電凸耳導(dǎo)電連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池，其特征在于，相同極性的導(dǎo)電凸耳導(dǎo)電地相互連接 成一極觸點(diǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池，其特征在于，極觸點(diǎn)的所述導(dǎo)電凸耳導(dǎo)電地彼此壓 接在一起和/或相互焊接。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池，其特征在于，所述單體殼體(2.1)具有兩個(gè)殼體側(cè)壁 (2. 1. 1和2. 1. 2)以及一設(shè)置在這兩個(gè)殼體側(cè)壁之間的、沿邊緣側(cè)環(huán)繞的邊框(2. 1. 3)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池，其特征在于，所述殼體側(cè)壁(2.1. 1和2. 1.2)設(shè)計(jì)成 導(dǎo)電的，而所述邊框(2. 1. 3)設(shè)計(jì)成電絕緣的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有一導(dǎo)熱板(4)和多個(gè)單體(2)的電池(1)，所述單體組成一單體組(3)，其中所述單體(2)的極觸點(diǎn)相互電并聯(lián)和/或串聯(lián)，其中所述單體組(3)和導(dǎo)熱板(4)由夾緊元件(5)完全圍繞，其中在第一個(gè)單體(2a)與夾緊元件(5)之間以及在端側(cè)在最后一個(gè)單體(2b)與夾緊元件(5)之間分別設(shè)置有一壓緊板(8)。
文檔編號(hào)H01M2/10GK101946343SQ200980104765
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2009年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月23日
發(fā)明者A·拉姆, D·施勒特爾, J·邁因斯歇爾, W·沃斯曼 申請(qǐng)人:戴姆勒股份公司