锂离子蓄电池的制作方法

allin2025-04-08  22


本发明涉及一种锂离子蓄电池,其具有至少一个蓄电池电芯。


背景技术:

1、锂离子蓄电池作为电能的存储设备得到了广泛的应用。它们此外还用于汽车领域,特别是用作驱动或牵引电池,以驱动混合动力或电动汽车。

2、锂离子蓄电池具有作为基本部件的正极、负极和电解质。关于确切的结构已知多种实施形式。然而,所有实施形式的共同之处在于,锂离子蓄电池中存在自由的、并因此是移动的锂离子,即锂离子,它可以通过电解质在负极和正极之间自由移动。

3、例如,在“heimes,heiner hans;kampker,achim;lienemann,christoph;locke,marc;offermanns,christian;michaelis,sarah;rahimzei,ehsan所著(2018):produktionsprozess einer lithium-ionen-batteriezelle(锂离子电池的生产过程),frankfurt am main,pem der rwth aachen und vdma eigendruck”中描述了用于制造锂离子蓄电池的可行的方法。


技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于,给出一种具有有利设计的锂离子蓄电池。

2、该问题一种锂离子蓄电池解决。

3、本发明的锂离子蓄电池,以下也简称蓄电池,具有至少一个蓄电池电芯。然而,典型的设计是蓄电池具有多个蓄电池电芯的设计。在这种情况下,蓄电池电芯通常以相同的方式设计。

4、此外,所述至少一个蓄电池电芯具有至少一个电极片。该电极片在此形成电极,即正极或负极。在给蓄电池充电时,正极起阳极的作用。因此,形成正极的电极片被称为阳极片。负极在蓄电池放电时起阴极的作用。因此,形成负极的电极片被称为阴极片。

5、至少一个电极片在纵向上进一步延伸,并且特别是拉长。因此,至少一个电极片具有长度l。此外,至少一个电极片通常在横向和堆叠方向上延伸。因此,至少一个电极片还具有宽度b和厚度d。厚或厚度d通常小于宽度b,也小于长度l。通常,d小于0.01l。通常,d也小于0.01b。

6、优选地,至少一个电极片也由涂层的箔或者说薄膜形成。在这里,由涂层的箔形成的电极片原则上是已知的,它们的制造例如在文章“heimes,heiner hans;kampker,achim;lienemann,christoph;locke,marc;offermanns,christian;michaelis,sarah;rahimzei,ehsan所著(2018):produktionsprozess einer lithium-ionen-batteriezelle(锂离子电池的生产过程),frankfurt am main,pem der rwth aachen und vdma eigendruck”中被描述。

7、此外,至少一个电极片具有导电器,即电极导电器。导电器通常由箔,特别是金属箔形成。在这里,电极导电器形成两个接触凸片(kontaktfahne;或称为接触金属箍)或极耳,即第一接触凸片和第二接触凸片。因此,电极导电器不是像现有技术的电极片那样形成仅一个接触凸片,而是形成两个接触凸片。

8、这种设计是基于这样的考虑,即锂离子蓄电池的内阻随着电极片的尺寸增加而增加,例如,当电极片变得越来越长时。然而,在附加的第二接触凸片的帮助下,可以降低内阻。这样,就可以实现高能量密度,而不必在快速充电能力方面做出重大牺牲。

9、此外合适的是,电极导电器在纵向上延伸,电极导电器在纵向上具有两个相互对置的端部,并且两个端部中的每个端部形成两个接触凸片中的一个。这样,在两个接触凸片之间实现了相对较大的空间分离。

10、此外,根据应用情况,至少一个电极片在纵向方向上在大于等于300mm,优选大于等于500mm,特别是大于等于700mm的长度上延伸。特别是,根据应用,至少一个电极片的电极导电器在大于等于300mm,优选大于等于500mm,特别是大于等于700mm的长度上延伸。

11、如前所述,电极导电器通常由箔,特别是金属箔形成。箔通常具有由闭合曲线形成的外缘(或称为成型边缘),该闭合曲线特别位于由纵向和横向延展开的平面上。在这种情况下,由闭合曲线限制的区域优选地至少有80%、进一步优选地至少90%、特别是至少95%被金属箔覆盖。这意味着金属箔优选没有穿孔,没有狭缝,也没有其他断口。

12、在有利的改进设计中,至少一个电极片通过涂层的箔构成,即尤其是前述类型的施加了涂层的箔。根据应用情况,相应的涂层施加在、尤其是面状地施加在箔的一个侧面或箔的两个相对的侧面上。涂层应具有所谓的活性材料,即如果该至少一个电极片形成为阳极片则为阳极活性材料,如果该至少一个电极片形成为阴极片,则为阴极活性材料。原则上,相应的活性材料是已知的。

13、此外,所述蓄电池的一种设计是合理的,其中所述至少一个蓄电池电芯具有至少一个基本元件。其中,基本元件具有两个电极片,即特别地具有上述类型的两个电极片,其中一个电极片形成阳极片,另一个形成阴极片。在这里,阳极片继续形成两个接触凸片,即两个初级接触凸片,此外,阴极片也形成两个接触凸片,即两个次级接触凸片。

14、根据实施变型,至少一个基本元件还具有作为另外的片的分隔片或电解质片。对于每个另外的片还通常适用的是,其在纵向上是延伸的,特别是拉长的。因此,它具有长度l。此外,它通常在横向和堆叠方向上延伸。因此,它还具有宽度b和厚度d。厚或厚度d通常小于宽度b,也小于长度l。通常,d小于0.01l。通常,d也小于0.01b。

15、无论如何,相应的分隔片应由隔离器材料制造,并形成隔离器(或称为隔膜)。合适的隔离器材料是已知的。相应的电解质片又优选地具有固态电解质。根据应用的不同,例如硫化物li2s-p2s5,li2s-sis2或li2s-ges2中的一种用作固态电解质,氧化物li7la3zr2o12(llzo)或li3xla2/3-3xtio3(llto)中的一种或li6ps5x(含x=cl,br或i),li7ps6或li7pse6中的一种用作固态电解质。

16、然后,所述另外的片被实用地设置在所述至少一个基本元件的阳极片和所述阴极片之间。

17、根据另一实施例,至少一个基本元件具有两个分隔片作为另外的片。这些分隔片地形成凹槽,在该凹槽中插入基元件的两个电极片中的一个。

18、另外,所述蓄电池的一种实施形式是有利的,其中所述蓄电池电芯具有外壳以及布置在所述外壳中的至少两个基本元件,即第一基本元件和第二基本元件。其中,两个基本元件中的每一个具有两个初级接触凸片,即第一初级接触凸片和第二初级接触凸片。此外,蓄电池电芯具有两个初级电芯导电器,每个初级电芯导电器穿过外壳,即第一初级电芯导电器和第二初级电芯导电器。在这种情况下,外壳内的第一初级接触凸片被连接到第一初级电芯导电器,并且第二初级接触凸片被连接到外壳内的第二初级电芯导电器。

19、两个初级接触凸片的替代或补充,位于外壳中的两个基本元件分别具有两个次级接触凸片,即第一次级接触凸片和第二次级接触凸片。在这种情况下,外壳内的第一次级接触凸片连接到第一次级电芯导电器,并且第二次级接触凸片连接到外壳内的第二次级电芯导电器。


技术特征:

1.一种锂离子蓄电池(2),具有至少一个蓄电池电芯(4),

2.根据权利要求1的锂离子蓄电池(2),

3.根据权利要求1或2的锂离子蓄电池(2),

4.根据权利要求1至3之一所述的锂离子蓄电池(2),

5.根据权利要求1至4之一所述的锂离子蓄电池(2),

6.根据权利要求5所述的锂离子蓄电池(2),

7.根据权利要求5所述的锂离子蓄电池(2),

8.根据权利要求7所述的锂离子蓄电池(2),

9.根据权利要求5至8之一所述的锂离子蓄电池(2),

10.根据权利要求5至9之一所述的锂离子蓄电池(2),


技术总结
本发明涉及一种锂离子蓄电池(2),具有至少一个蓄电池电芯(4),其中蓄电池电芯(4)具有至少一个电极片(14,16),其中,至少一个电极片(14,16)沿纵向(22)延伸,其中,至少一个电极片(14,16)具有电极导电器(26),并且其中电极导电器(26)形成两个接触凸片(28),即第一接触凸片(28p1,28s1)和第二接触凸片(28p2,28s2)。

技术研发人员:M·乔丹
受保护的技术使用者:大众汽车股份公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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