帶有兩個分離的電化學區域的儲能單元制造技術

本發明專利技術涉及一種電化學儲能器（10），例如電池或可重復充電的電池，具有：第一電化學單元（22），其具有第一陽極（26）、第一陰極（28）和第一電流端子（24），所述第一電流端子與第一陰極（28）導電連接；第二電化學單元（42），其具有第二陽極（46）、第二陰極（48）和第二電流端子（44），所述第二電流端子與第二陽極（46）導電連接；以及殼體（12），該殼體具有：殼包圍的第一區域（20），在所述第一區域中布置第一電化學單元（22）；殼包圍的第二區域（40），在該第二區域中布置第二電化學單元（42）；以及隔離壁（80），該隔離壁將殼包圍的第一區域（20）與殼包圍的第二區域（40）分離。第一電化學單元（22）的陽極（26）與第二電化學單元（42）的陰極（48）導電連接。

【技術實現步驟摘要】
帶有兩個分離的電化學區域的儲能單元
[0001 ] 本專利技術涉及一種電化學儲能器及其應用。
技術介紹
在汽車工業中，明確地定義了對可重復充電的儲能器或牽引用電池的使用壽命、安全性和可靠性的要求。因此，牽引用電池在使用壽命期間的安全和可靠運行是牽引用電池或牽引用電池方案的可接受性的一個主要方面。在此，成本方面首先是前提，因為電動車輛目前相比于帶有內燃機的常規車輛而言還明顯更為昂貴。可預見的是，用于安裝到電動車輛中的電池組的最終安裝將來在通常工資不低國家的客戶駐地附近進行。因此，值得追求的是進一步降低組裝電池系統組的開銷和成本并且一同降低構造為電池組的電化學儲能器的系統復雜性。DE 10 2009 046 505 Al公開了一種用于將第一電池單元的電池極與第二電池單元的電池極連接的方法和一種帶有根據本方法彼此連接的電池單元的電池。第一電池極具有夠構造為其組成部分的凸肩元件，該凸肩元件實現對第二電池極直通且直接的即在沒有中間連接其他部件的情況下材料配合或力配合且形狀配合的以及導電連接，其中接觸電阻小。以此方式，η個電池單元可以借助(η-1)個凸肩元件導電連接成一個電池組(其中，η是大于或等于2的整數)。
技術實現思路
本專利技術提出了一種具有所附的獨立權利要求1所述的特征的電化學儲能器及其根據權利要求16所述的應用。電化學儲能器的有利實施形式是從屬權利要求的主題。電化學儲能器例如電池或可重復充電的電池包括如下部件:第一電化學單元，其帶有第一陽極、第一陰極和第一電流端子，第一電流端子與第一陰極導電連接；以及第二電化學單元，其具有第二陽極、第二陰極和第二電流端子，該第二電流端子與第二陽極導電連接。此外，儲能器包括殼體，該殼體具有:殼包圍的第一區域，在第一區域中布置第一電化學單元；殼包圍的第二區域，在該第二區域中布置第二電化學單元；以及隔離壁，該隔離壁將殼包圍的第一區域與殼包圍的第二區域分離。第一電化學單元的陽極與第二電化學單元的陰極導電連接。本專利技術具有如下優點:與其中在一個殼體中僅分別包含一電化學單元的傳統儲能器相比，包括根據本專利技術的電化學儲能器的第二電化學單元的復雜性通過將這兩個電化學單元集成到共同的殼體中來降低并且同時降低了組裝根據本專利技術的儲能器的元件方面的安裝開銷和成本。第一電化學單元的陽極或第二電化學單元的陰極可以與殼體導電連接。由此，殼體在限定的中間電勢上，該中間電勢在第一電流端子的電勢與第二電流電阻的電勢之間。儲能器可以包括用于對第一電化學單元的陽極或第二電化學單元的陰極的電勢進行電壓檢驗的中間電壓端子。中間電壓端子能夠實現監控第一電化學單元或第二電化學單元的電壓并且在這兩個電化學單元之間進行電流平衡。在第一實施形式中，中間電壓端子相對于殼體或第一殼體區域和/或第二殼體區域電絕緣地實施。在對此可替選的實施形式中，中間電壓端子導電地與殼體或第一殼體區域和/或第二殼體區域導電連接，其中殼體尤其可以導電地構造。在最后的實施形式中，中間電壓端子的電勢限定了殼體的電勢。隔離壁優選構造為，使得抑制在第一電化學單元或殼包圍的第一區域與第二電化學單元或殼包圍的第二區域之間的離子遷移、液體遷移和/或壓力平衡。由此，第一電化學單元和第二電化學單元在運行中基本上去耦。[0011 ] 在一種實施形式中，第一電化學單元可在其類型和其電學特征方面基本上與第二電化學單元結構相同。該擴展方案能夠實現簡單且系統性地將根據本專利技術的儲能器組裝成根據本專利技術的儲能器構成的組。在對此可替選的實施形式中，第一電化學單元當然也可在其類型和其電學特征方面基本上與第二電化學單元結構相同。在電學儲能器中，為了提高運行安全性，無源電安全元件可以根據如下可能性來連接:(i)在第一電化學單元的陽極與第二電化學單元之間，和/或(ii)在第一電化學單元的陰極與第一電化學單元的第一電流端子之間，和/或(iii )在第二電化學單元的陽極與第二電化學單元的第二電流端子之間。在電化學儲能器中，也可以根據上述可能性中的兩種或更多種而安裝兩個或更多個無源電安全元件。在此，無源電安全元件尤其可以選自如下組:保險裝置、具有正溫度系數的元件(即所謂的PTC元件(英語:PTC = PositiveTemperature Coefficient))和電荷中斷兀件，即所謂的CID兀件(英語:CID = ChargeInterrupting Device)。在一種實施形式中，在電化學儲能器中可以構造第一電化學單元或殼包圍的第一區域和第二電化學單元或殼包圍的第二區域，類型為棱柱電化學單元或殼包圍的棱柱區域。該擴展方案能夠實現機械組裝多個電化學儲能器而基本上在其間不存在死體積(Totvolumn)0在此，第一棱柱電化學單元和第二棱柱電化學單元可以在其幾何尺寸方面基本上相同并且分別包括相對布置的壁的第一壁對、第二壁對和第三壁對，其中第一壁對的壁的面積大于或等于第二壁對的壁的面積，并且第二壁對的壁的面積大于或等于第三壁對的壁的面積。此外，在此第一電化學單元的從第一壁對、第二壁對和第三壁對所選出壁對的壁和第二電化學單元的從第一壁對、第二壁對或第三壁對所選出的壁對的相應壁可以彼此接觸或可以分別與隔離壁接觸。在對此可替選的實施形式中，在電化學儲能器中可以構造第一電化學單元或殼包圍的第一區域和第二電化學單元或殼包圍的第二區域，類型為圓柱體形電化學單元或殼包圍的圓柱體形區域。在此，第一圓柱體形電化學單元可以包括第一圓形端面和第二圓形端面，并且第二圓柱體形電化學單元也可以包括第一圓形端面和第二圓形端面。在此，第一圓柱體形電化學單元的第二圓形端面和第二圓柱體形電化學單元的第一圓形端面可以具有基本相同的直徑并且彼此接觸或分別與隔離壁接觸。對此可替選地或附加地，第一圓柱體形電化學單元可以包括圓柱壁而第二圓柱體形電化學單元同樣可以包括圓柱壁，其中第一圓柱壁和第二圓柱壁具有基本上相同的長度并且彼此接觸或分別與隔離壁接觸。前面所述的電化學儲能器可以用作汽車中的可重復充電的牽引用電池。根據本專利技術的電化學儲能器具有如下優點: 相對于其中每個單個電化學單元都針對正電極和負電極具有兩個外部電流端子的傳統電化學儲能器，根據本專利技術的電化學能源實現了比電池系統更高的比能或更高的比功率，更確切地說通過較小的重量或省去電化學惰性部件的重量來實現。從系統角度看的每個儲能器的接觸開銷的復雜性減小。尤其是，通常以接觸面形式實施的所需的外部電流端子的數目減半。相應地，安裝開銷也減半。在殼包圍的兩個區域的一些布置中，可能的是，每個殼包圍的區域20、40分別將電流端子24、44對中地布置，如例如在圖5、6和7中所示的實施形式。由此可以減小電流端子的扭力，這又能實現電流端子相對于殼體12在結構上更簡單的隔離。對于根據本專利技術的電化學儲能器而言，在電化學單元中的溫度檢測等的開銷通過如下方式來降低:在根據本專利技術的儲能器中可以在這兩個電化學單元中的僅僅一個電化學單元中檢測溫度并且所基于的是，在殼包圍的相應另一個區域中的溫度由于緊鄰性或共同的隔離壁而在所檢測的溫度附近。也就是說，僅僅一個溫度傳感器對相應兩個電化學單元就足夠了。電隔離開銷減低，因為每兩個電化學單元22、42需要僅兩個外部的電流端子24、44。在根據本專利技術的具有在一個系統中的兩個電本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電化學儲能器（10），例如電池或可重復充電的電池，具有：第一電化學單元（22），其具有第一陽極（26）、第一陰極（28）和第一電流端子（24），所述第一電流端子與第一陰極（28）導電連接，第二電化學單元（42），其具有第二陽極（46）、第二陰極（48）和第二電流端子（44），所述第二電流端子與第二陽極（46）導電連接，以及殼體（12），該殼體具有：殼包圍的第一區域（20），在所述第一區域中布置第一電化學單元（22）；殼包圍的第二區域（40），在該第二區域中布置第二電化學單元（42）；以及隔離壁（80），該隔離壁將殼包圍的第一區域（20）與殼包圍的第二區域（40）分離，其中第一電化學單元（22）的陽極（26）與第二電化學單元（42）的陰極（48）導電連接。

【技術特征摘要】
2012.06.22 DE 102012210611.11.一種電化學儲能器(10)，例如電池或可重復充電的電池，具有: 第一電化學單元(22)，其具有第一陽極(26)、第一陰極(28)和第一電流端子(24)，所述第一電流端子與第一陰極(28)導電連接， 第二電化學單元(42)，其具有第二陽極(46)、第二陰極(48)和第二電流端子(44)，所述第二電流端子與第二陽極(46)導電連接，以及 殼體(12),該殼體具有:殼包圍的第一區域(20),在所述第一區域中布置第一電化學單元(22);殼包圍的第二區域(40)，在該第二區域中布置第二電化學單元(42);以及隔離壁(80)，該隔離壁將殼包圍的第一區域(20)與殼包圍的第二區域(40)分離， 其中第一電化學單元(22)的陽極(26)與第二電化學單元(42)的陰極(48)導電連接。2.根據權利要求1所述的電化學儲能器(10)， 其特征在于， 第一電化學單元(22)的陽極(26)或第二電化學單元(42)的陰極(48)與殼體(12)導電連接。3.根據權利要求1或2所述的電化學儲能器(10)， 其特征在于， 儲能器(10)包括用于對第一電化學單元(22)的陽極(26)或第二電化學單元(42)的陰極(48 )的電勢進行電壓檢驗的中間電壓端子(60 )。4.根據權利要求3所述的電化學儲能器(10)， 其特征在于， 中間電壓端子(60)相對于殼體(12)或第一殼體區域和/或第二殼體區域(20，40)電絕緣。5.根據權利要求3所述的電化學儲能器(10)， 其特征在于， 中間電壓端子(60)與殼體(12)或第一殼體區域和/或第二殼體區域(20，40)導電連接。6.根據上述權利要求之一所述的電化學儲能器(10)， 其特征在于， 隔離壁(80)構造為，使得抑制在第一電化學單元(22)或殼包圍的第一區域(20)與第二電化學單元(42)或殼包圍的第二區域(40)之間的離子遷移、液體遷移和/或壓力平衡。7.根據權利要求1至6之一所述的電化學儲能器(10)， 其特征在于， 第一電化學單元(22)在其類型和其電學特征方面基本上與第二電化學單元(42)結構相同。8.根據權利要求1至6之一所述的電化學儲能器(10)， 其特征在于， 第一電化學單元(22)在其類型和其電學特征方面基本上與第二電化學單元結構(42)不同。9.根據上述權利要求之一所述的電化學儲能器(10)， 其特征在于，(i)在第一電化學單元(22)的陽極(26)與第二電化學單元(42)的陰極(48)之間，和/或 (i i )在第一電化學單元(22 )的陰極(28 )與第二電化學單元(22 )的第一電流端子(24 )之間，和/或 (iii)在第二電化學單元(42)的陽極(46)與第二電化學單元(42)的第一電流端子(44)之間 連接無源電安全元件(70，70’，70’’，70’’’ )。10....

【專利技術屬性】
技術研發人員：A伊姆雷，
申請(專利權)人：羅伯特·博世有限公司，
類型：發明
國別省市：