本發(fā)明涉及一種電池單格，其包括：層堆，該層堆具有多個交替地彼此堆疊的陽極層和相應(yīng)多個陰極層以及分別布置在陽極層和陰極層之間的隔膜層；以及殼體，該殼體包圍層堆與側(cè)向地從層堆中引導(dǎo)的陽極放電器幅面或陰極放電器幅面，并且該殼體在層堆的端側(cè)處具有蓋，該蓋具有內(nèi)側(cè)的陽極集流器或陰極集流器。

背景技術(shù)：

1、目前，電池單格通常具有三種不同的結(jié)構(gòu)形式：棱柱形單格具有剛性的框架或剛性的殼體，各個陽極層、陰極層和隔膜層布置在該殼體之內(nèi)。在此，這些層分別經(jīng)由從層的堆中引導(dǎo)的放電器幅面與嵌入到殼體中的相應(yīng)的陽極聯(lián)接部或陰極聯(lián)接部連接。在圓柱形單格中，將陽極層和陰極層的堆彼此卷繞，其中，用于陽極層或陰極層的電氣接觸沿著圓柱體軸線或在圓柱體的外側(cè)處進(jìn)行。在所謂的軟包單格中，陽極和陰極層面型地彼此堆疊，并且由柔性的膜包圍以保護(hù)免受環(huán)境，陽極或陰極的僅僅兩個導(dǎo)體幅面從該膜中伸出。

2、在棱柱形的電池單格中，剛性的殼體不僅提供用于單格的機(jī)械穩(wěn)定性，而且也實現(xiàn)使用穩(wěn)定的電氣聯(lián)接部，并且此外允許與環(huán)境的良好熱連結(jié)和因此產(chǎn)生的熱的相對良好導(dǎo)出，這對單格的使用壽命有積極影響。

3、然而，在此應(yīng)將從層堆中分別成束地引導(dǎo)到陽極集流器或陰極集流器并在那里接觸的放電器幅面相對于殼體電氣絕緣。必要時，這些束在殼體之內(nèi)在層堆和集流器之間還形成一種環(huán)路，在該環(huán)路處優(yōu)選地同樣應(yīng)進(jìn)行絕緣。

4、這樣的絕緣的應(yīng)用難以在制造技術(shù)上實現(xiàn)，因為放電器幅面常常由相關(guān)的電極層的未被涂覆的銅基底膜或鋁基底膜形成，并且因此具有部分地僅4μm至15μm的厚度。因此，放電器幅面可能容易起皺或開裂。不過，因此以可以省去單獨絕緣的方式引導(dǎo)放電器幅面也成為一種解決方案。然而，在這種情況下，絕緣部的固定并非易事。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明基于如下任務(wù)：說明一種電池單格，在該電池單格中各個電極層的放電器幅面以可特別簡單地實現(xiàn)的方式相對于殼體絕緣。此外，本發(fā)明還基于如下任務(wù)：說明一種用于制造這樣的電池單格的方法。

2、根據(jù)本發(fā)明，第一個提到的任務(wù)通過一種電池單格、尤其是棱柱形電池單格來解決，該電池單格包括層堆，該層堆具有多個陽極層和相應(yīng)多個陰極層，其中，陽極層和陰極層交替地彼此堆疊，并且在每個陽極層和每個陰極層之間分別布置有隔膜層，并且其中，至少從陽極層中的數(shù)個和/或陰極層中的數(shù)個，陽極或陰極放電器幅面至少在層堆的第一端側(cè)處側(cè)向地從層堆中引導(dǎo)。此外，電池單格包括殼體，該殼體包圍層堆與陽極放電器幅面或陰極放電器幅面，并且該殼體至少在層堆的第一端側(cè)處具有第一蓋，該第一蓋具有內(nèi)側(cè)的陽極集流器或內(nèi)側(cè)的陰極集流器，其中，陽極放電器幅面或陰極放電器幅面分別束狀地匯集，并且分別在陽極集流器或陰極集流器處接觸。此外，電池單格包括至少兩個絕緣層，所述絕緣層利用第一端部分別固定在層堆的上側(cè)或下側(cè)處，其中，絕緣層利用其自由的第二端部分別伸出超過層堆，并且在此這些第二端部在構(gòu)造向著彼此伸延的折疊部的情況下朝向彼此取向，使得陽極放電器幅面的束或陰極放電器幅面的束分別在兩個折疊部之間穿引，并且其中，絕緣層由于其相應(yīng)的折疊部的彈性作用抵抗間接地通過第一蓋施加的壓力保持在位置中。

3、根據(jù)本發(fā)明，第二個提到任務(wù)通過一種用于制造電池單格的方法來解決，其中，將多個陽極層和多個陰極層交替地堆疊成層堆，并且在此在每個陽極層和每個陰極層之間布置隔膜層，并且其中，至少從陽極層中的數(shù)個和陰極層中的數(shù)個，將陽極放電器幅面或陰極放電器幅面分別側(cè)向地從層堆中引導(dǎo)并束狀地匯集，并且與用于電池單格的殼體的蓋或相應(yīng)蓋的陽極集流器或陰極集流器接觸。

4、在此，根據(jù)該方法設(shè)置成，在層堆的上側(cè)和下側(cè)處，分別如此固定至少一個絕緣層，使得層堆由絕緣層伸出超過，將所述絕緣層的自由端部分別在構(gòu)造折疊部的情況下從上方和下方朝向陽極放電器幅面的束或陰極放電器幅面的束引導(dǎo)，將蓋或相應(yīng)的蓋朝向?qū)佣褖壕o，從而在相應(yīng)的折疊部另一邊將壓力施加到所述絕緣層的自由端部上，并且利用被壓緊的蓋將層堆固定，并且在此或隨后包封在殼體中。

5、根據(jù)本發(fā)明的用于制造電池單格的方法具有根據(jù)本發(fā)明的電池單格的優(yōu)點。針對電池單格及其改進(jìn)方案說明的優(yōu)點可以在經(jīng)過必要的修改后適宜地轉(zhuǎn)用于該方法，并且反之亦然。

6、電池單格優(yōu)選地通過鋰(li)離子電池單格給出。在此，陽極層和陰極層(以下也統(tǒng)稱為電極層)優(yōu)選地通過利用活性材料涂覆相應(yīng)的尤其是膜狀的基底給出。優(yōu)選地，采用銅基底膜用于陽極層，作為活性材料，在此優(yōu)選地涂覆由石墨或硅(si)或氧化硅(siox)構(gòu)成的覆層。為了制造陰極層k，優(yōu)選地使用鋁基底膜，作為活性材料，在此優(yōu)選地涂覆由磷酸鐵鋰(lfp)或由一種或多種鋰鎳錳鈷氧化物(li-nmc)構(gòu)成的覆層。尤其是，隔膜層可以分別通過陶瓷涂覆的塑料膜給出。

7、在此，陽極層和陰極層在層堆中的交替布置(其中隔膜層分別布置在陽極層和陰極層之間)尤其是理解為，層堆由多個(優(yōu)選地大量)基本單格構(gòu)成，所述基本單格分別具有陽極層、隔膜層和陰極層。尤其是，在此用于陽極層和陰極層的基底膜也可以在兩側(cè)涂覆有所屬的活性材料，從而在這種情況下，陽極層和陰極層的交換序列在相應(yīng)的基底膜處鏡像(即，例如在作為基本單格的陽極層-隔膜層-陰極層的序列之后，首先是陰極層的鋁基底膜，并且緊接著是陰極層-隔膜層-陽極層序列的基本單格，以及相應(yīng)緊接著的銅基底膜，并且所提到的順序的周期性重復(fù)形成層堆)。

8、至少從陽極層中的數(shù)個、優(yōu)選地從所有陽極層，陽極放電器幅面在第一端側(cè)處從層堆中引導(dǎo)出來，并且在此匯集成束。在此，陽極放電器幅面尤其是可以直接由相應(yīng)的未被涂覆的基底(即，銅基底膜)構(gòu)造。優(yōu)選地，類似內(nèi)容適用于陰極放電器幅面(其中，相應(yīng)地使用鋁基底膜)。陽極放電器幅面和陰極放電器幅面的所提到的束(其要么從層堆的相同的(第一)端側(cè)并排地(或在該端側(cè)的相反的邊緣處)引導(dǎo)離開，要么從兩個相對而置的端側(cè)(第一端側(cè)和第二端側(cè))引導(dǎo)離開)與相應(yīng)的陽極集流器或陰極集流器電氣接觸，所述陽極集流器或陰極集流器兩者分別布置在用于電池單格的殼體的(第一)蓋的內(nèi)側(cè)處或者在用于殼體的相應(yīng)的(第一和第二)蓋的內(nèi)側(cè)處。在此，該接觸尤其是可以在該制造方法中通過焊接過程實現(xiàn)。尤其是，蓋為此可以首先相對于其在成品殼體中的設(shè)置的位置翻轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動90°，并且才被帶到其實際的位置中以用于壓緊。

9、尤其是，針對陽極放電器幅面和陽極放電器幅面分別在相反的端側(cè)(第一端側(cè)或第二端側(cè))處從層堆中引導(dǎo)的情況，也可以僅僅陽極放電器幅面或僅僅陰極放電器幅面以所描述的方式穿引通過兩個在層堆的相關(guān)的端側(cè)固定在層堆的上側(cè)或下側(cè)處的絕緣層，而相應(yīng)其他的放電器幅面在另一端側(cè)處以其他方式(即，尤其是在沒有兩個絕緣層的所描述的折疊部的情況下)相對于殼體絕緣。然而，在一種備選的設(shè)計方案中，在所述陽極放電器幅面和陰極放電器幅面分別在相反的端側(cè)(第一端側(cè)或第二端側(cè))處從層堆中引導(dǎo)的情況下，在兩個端側(cè)的區(qū)域中也可以在上側(cè)或下側(cè)處分別施加兩個絕緣層，并且相應(yīng)地陰極放電器幅面和陽極放電器幅面在其相關(guān)的側(cè)上通過絕緣層的在那里分別構(gòu)造的折疊部引導(dǎo)到在第一蓋或第二蓋中的所屬的集流器。

10、在此，在第一蓋的外側(cè)處，布置有陽極端子和/或陰極端子，其穿過第一蓋與所屬的陽極集流器或陰極集流器電氣接觸，從而可從外部經(jīng)由相應(yīng)的端子截取電池單格的電池功率。

11、在層堆的上側(cè)和下側(cè)(其分別通過電極層的層疊的起始部或結(jié)束部給出)處，絕緣層分別如此固定，使得相應(yīng)的絕緣層的第一端部固定在層堆的上側(cè)或下側(cè)處，并且相關(guān)的絕緣層的自由的第二端部優(yōu)選地在所述端側(cè)處伸出超過層堆。在此，所述絕緣層的自由端部首先遵循陽極放電器幅面的束或陰極放電器幅面的束的走向。在此，絕緣層繞著被匯集的、漸縮的束引導(dǎo)，并且在其相應(yīng)的自由的(第二)端部處分別形成折疊部。這尤其是意味著(利用其第一端部)固定在層堆的上側(cè)處的絕緣層利用其自由的(第二)端部首先朝向?qū)佣训闹行钠矫?在堆疊方向上)取向，并且陽極放電器幅面在層堆的端側(cè)和所提到的絕緣層之間引導(dǎo)。優(yōu)選地，在中心平面的區(qū)域中，該絕緣層現(xiàn)在在其自由端部處如此構(gòu)造折疊部，使得自由端部再次遠(yuǎn)離中心平面取向。固定在層堆的下側(cè)處的絕緣層形成相似的設(shè)計(但在對稱互換上下參考的情況下)。

12、由此，存在兩個絕緣層的尤其是定位在中心平面的區(qū)域中、彼此相反地取向且彼此指向的兩個折疊部。陽極放電器幅面的束和陰極放電器幅面的束通過這兩個折疊部引導(dǎo)?，F(xiàn)在，通過第一蓋在成品電池單格中壓靠層堆的端側(cè)，絕緣層可以由于其相應(yīng)的折疊部以及抵抗蓋的壓力至少間接產(chǎn)生的彈性作用(例如相對于第一蓋自身，或相對于在第一蓋的區(qū)域中的所述陽極放電器幅面或陰極放電器幅面)而不從所提到的定位中拉回或滑回，而是尤其是利用折疊部保持在所提到的束附近。由此，可以使所述陽極放電器幅面或陰極放電器幅面在層堆的端側(cè)或第一蓋的區(qū)域中相對于殼體絕緣。為此，絕緣層優(yōu)選地由合適強(qiáng)度的絕緣材料制成。

13、在制造方法中，在此優(yōu)選地在最終封閉殼體之前，將電解質(zhì)注射到電池單格中(例如通過為此設(shè)置的、隨后待封閉的在第一蓋中的注射開口)，或者以其他方式添加。在制造方法中，在此尤其是也可以在層堆處安設(shè)絕緣層之后以及也還可以在成型出其相應(yīng)的折疊部之后，進(jìn)行陽極放電器幅面或陰極放電器幅面在第一蓋的所屬的集流器處的接觸。

14、在一種有利的設(shè)計方案中，其中，殼體在層堆的第一端側(cè)處具有第一蓋，該第一蓋具有內(nèi)側(cè)的陽極集流器，在所述兩個絕緣層的所述折疊部之間穿引的陽極放電器幅面在該陽極集流器處接觸。此外，殼體在層堆的與第一端側(cè)相對而置的第二端側(cè)處具有第二蓋，該第二蓋具有內(nèi)側(cè)的陰極集流器，在另外的兩個絕緣層的折疊部之間穿引的陰極放電器幅面在該陰極集流器處接觸，該陰極放電器幅面在第二端側(cè)處側(cè)向地從層堆中引導(dǎo)。這尤其是意味著電池單格分別在兩個相對而置的端側(cè)處具有陽極端子和陰極端子。所述端子和因此所屬的集流器與相應(yīng)的陽極層或陰極層的所屬的陽極放電器幅面或陰極放電器幅面的接觸分別在所描述地穿引通過每兩個絕緣層的每兩個彼此指向的折疊部的情況下實現(xiàn)。

15、這意味著：在層堆的第一端側(cè)處，陽極放電器幅面通過兩個在那里固定的絕緣層(以及由這些絕緣層在那里由于通過第一蓋的壓力構(gòu)造的折疊部)引導(dǎo)到陽極集流器。在層堆的第二端側(cè)處，陰極放電器幅面通過兩個在那里固定的絕緣層(以及由這些絕緣層在那里由于通過第二蓋的壓力構(gòu)造的折疊部)引導(dǎo)到陰極集流器。

16、優(yōu)選地，在制造這樣的電池單格時，可以首先將在第一端側(cè)處從層堆中引導(dǎo)的陽極放電器幅面束狀地匯集，并且與第一蓋的所屬的陽極集流器接觸，其中，將第一蓋朝向?qū)佣褖壕o，從而尤其是在所屬的第二絕緣層處將壓力施加到兩個構(gòu)造的折疊部上，并且利用被壓緊的蓋將層堆固定，其中，緊接著(優(yōu)選地在將由層堆和陽極側(cè)的蓋構(gòu)成的復(fù)合物插入到殼體中之后)，將由與第一端側(cè)相對而置的第二端側(cè)從層堆中引導(dǎo)的陰極放電器幅面束狀地匯集，并且與布置在用于殼體的第二蓋中的陰極集流器接觸，其中，將第二蓋朝向?qū)佣褖壕o，從而在絕緣層的相應(yīng)的折疊部另一邊將壓力施加到所屬的絕緣層的自由端部上，并且其中，利用被固定的第一蓋和被壓緊的第二蓋將層堆包封在殼體中。在此，第一蓋在層堆處的固定可以例如通過保護(hù)膜、保護(hù)套等實現(xiàn)。

17、尤其是，按照順序，也可以首先使陰極放電器幅面在所屬的蓋中的陰極集流器處接觸，并且使所述蓋(在將壓力施加到所屬的絕緣層的自由端部上的情況下，陰極放電器幅面在絕緣層的折疊部之間穿引)壓靠層堆并固定在那里，并且隨后使陽極放電器幅面在所屬的另一蓋中的陽極集流器處接觸，并且使所述蓋(在將壓力施加到所屬的絕緣層的自由端部上的情況下，陽極放電器幅面在絕緣層的折疊部之間穿引)壓靠層堆并固定在那里或包封在殼體中。

18、在一種同樣有利的、備選的設(shè)計方案中，陽極放電器幅面和陰極放電器幅面在層堆的第一端側(cè)處以平行于陽極層或陰極層的走向彼此錯開的方式側(cè)向地從層堆中引導(dǎo)，其中，第一蓋具有陽極集流器和陰極集流器，陽極放電器幅面和陰極放電器幅面分別在穿引通過所述絕緣層的折疊部的情況下在所述陽極集流器和所述陰極集流器處接觸。由此，在該設(shè)計方案中，兩個端子(陽極端子和陰極端子)在相同的端側(cè)處布置在第一蓋中以從外部截取電池功率。相應(yīng)地，陽極放電器幅面和陰極放電器幅面在相同的端側(cè)處從層堆中引導(dǎo)，在該端側(cè)處，絕緣層分別固定在上側(cè)和下側(cè)處，陽極和陰極放電器幅面通過絕緣層的折疊部引導(dǎo)到其所屬的集流器。

19、優(yōu)選地，在電池單格中，陽極放電器幅面的束和/或陰極放電器幅面的束在層堆和第一蓋或第二蓋之間構(gòu)造至少一個環(huán)路，其中，兩個絕緣層中的至少一個利用其折疊部在該環(huán)路中引導(dǎo)。這尤其是意味著所述束在層堆的側(cè)視圖中(關(guān)于堆疊的方向)優(yōu)選地單重u形亦或雙重u形地回旋(尤其是在相應(yīng)地完全橫穿層堆的以上描述的中心平面的情況下)。在此，尤其是通過以下方式構(gòu)造所述環(huán)路，即，陽極放電器幅面或陰極放電器幅面在與蓋中的所屬的集流器的接觸中或者為了該接觸具有一定的長度盈余，從而在將第一(或第二)蓋朝向?qū)佣褖壕o時構(gòu)造所述(多個)u形回旋。然后，兩個絕緣層中的至少一個如此引導(dǎo)到所述u形回旋中，使得優(yōu)選地相關(guān)的折疊部定位在u形轉(zhuǎn)彎的內(nèi)部頂點的區(qū)域中。

20、尤其是，在制造方法中，為此通過所屬的壓制器將所述絕緣層中的至少一個、優(yōu)選地將相同側(cè)的兩個絕緣層分別從上方或下方朝向束引導(dǎo)，其中，在壓緊所屬的蓋期間或在壓緊所屬的蓋之后，移除相關(guān)的壓制器(或兩個壓制器)。由此，壓制器將相應(yīng)的絕緣層朝向束引導(dǎo)，并且圍繞束將絕緣層壓到層堆的中心平面，其中，尤其是絕緣層的折疊部也可以通過壓制器(例如從上方)到絕緣層上的壓力和通過在陽極放電器幅面或陰極放電器幅面處的束(例如從下方)在壓制器另一邊施加的到絕緣層上的反壓力形成。通過由所屬的蓋施加的或通過束傳遞到絕緣層上以及尤其是其折疊部上的壓力，相應(yīng)的折疊部在壓制器被移除之后也保持在其位置中、尤其是在所描述的環(huán)路的u形轉(zhuǎn)彎的內(nèi)部頂點的區(qū)域中。

21、有利地，在通過陽極放電器幅面形成的束上和/或在通過陰極放電器幅面形成的束上，在陽極集流器或陰極集流器的區(qū)域中安設(shè)有至少一個附加絕緣層。

22、適宜地，絕緣層分別由聚烯烴(如聚丙烯(pp)或聚乙烯(pe))和/或聚酰亞胺制成。這些絕緣材料在折疊部的可成形性方面具有特別有利的特性。

23、優(yōu)選地，層堆至少在上側(cè)和下側(cè)處包入到保護(hù)膜中，絕緣層分別在其第一端部處固定在該保護(hù)膜上。在此，保護(hù)膜防止在成品電池單格中層堆利用自由的活性材料接觸殼體，并且由此也用于電氣絕緣。尤其是，保護(hù)膜可以由pp制成。備選于此亦或附加地，層堆可以在上側(cè)和下側(cè)處分別利用隔膜層結(jié)束。

24、有利地，為了固定，絕緣層分別在其第一端部處與層堆粘合，尤其是借助于粘合的、優(yōu)選地自粘合的帶。優(yōu)選地，所述粘合的、優(yōu)選地自粘合的帶僅僅覆蓋其中相關(guān)的絕緣層應(yīng)固定在層堆處的區(qū)域，并且尤其是能夠留出應(yīng)伸出超過層堆的區(qū)域。

25、適宜地，也可以在熱壓步驟中將所述絕緣層在上方或下方固定在層堆處。在電池單格的制造中，這樣的熱壓步驟(“hot?press”)常常用于使所述層堆的各個電極層與隔膜層緊湊地接合。也可以在該熱壓步驟的范圍內(nèi)將絕緣層固定在層堆處。在這種情況下，尤其是可以省去以上提到的粘合帶。