[发明专利]具有平坦单元、间隔元件和接触装置的电能存储设备

说明书

技术领域

本发明涉及具有平坦单元和间隔元件的电能存储设备。

背景技术

公知的是，电能存储设备由多个电能存储单元组成，该多个电能存储单元借助于夹紧装置组合成一个块。这样的电能存储单元例如为所谓的袋单元(Porch-Zellen)或咖啡袋单元(Coffebag-Zellen)，作为平坦的且矩形地构建的电能存储单元(电池单元、蓄电池单元、电容器、……)，其电化学活性部分由膜状的封装包围，通过其片状形式的电端子导向所谓的(电源)引线。通过可传导的接触元件来实现单元的电串联或并联，该接触元件在相邻单元的相应的电源引线之间产生电性连接。因此普遍的是，将堆叠内的单元松散地容纳在支架中，或通过夹子或类似物而挤压到一起，以合适的装置来连接在上面暴露的电极或电源引线。

发明内容

本发明的目的是提供一种电能存储设备，在该电能存储设备中多个平坦的存储单元节省空间且易于安装地设置在稳固的块中，可靠地固定连接。特别地，本发明的目的是避免存储单元电化学活性部分上的机械应力。此外，本发明的目的是良好地分配其他组成部分的机械应力、保持它们均匀的形变且避免它们的损害。

通过独立权利要求的特征来达到这一目的。有利地，本发明的改进方案构成从属权利的主题。

根据本发明，电能存储设备具有多个用于存储和输出电能的平坦的存储单元，该平坦的存储单元具有相对设置的平坦的电源引线，多个用于在存储单元和夹紧装置之间保持预定间隔的间隔元件，该夹紧装置用于将单元夹紧在堆叠中，其中间隔元件具有压力表面，其中单元的电源引线总是通过夹紧装置借助于力配合(Kraftschluss)而夹紧在两个压力表面之间，其中在间隔元件的相对的压力表面区域中设置用于在相对的压力表面之间建立电连接的接触装置，或者设置绝缘结构，其中间隔元件设计为使得在具有绝缘结构的压力表面之间和在具有接触装置的压力表面之间的挤压彼此适应。

由于单元的电源引线总是通过夹紧装置借助于力配合而夹紧在两个压力表面之间，因此在相邻单元之间保持预定间隔，该预定间隔可调整为使得不施加夹紧力到单元的电化学活性部分上。这对于单元的功能安全、耐久性和热容量都是有优势的。由于可进一步在压力表面的区域提供用于相对的压力表面之间的电连接的接触装置，因此相邻单元的电源引线可不用额外的连接器电性连接。该接触装置可预装配有间隔元件或自己构成间隔元件；这简化了安装。由于该接触装置进一步作为间隔元件的一部分通过夹紧装置来保持夹紧并且固定在那里，因此其可不离开装置的区域或不需要其他的安全措施来阻止其离开。最后可替换地，在压力表面之间没有设置接触装置的地方，设置绝缘结构，藉此可通过可选地使用相邻存储单元的电源引线之间的接触装置或绝缘结构来在电能存储设备内实现存储单元的任意的连接。最后，由于在具有绝缘结构的压力表面之间和在具有接触装置的压力表面之间的挤压彼此匹配，因此通过压力表面施加到电源引线上的力可被均匀吸收和分配，并且在通过夹紧装置夹紧时避免使间隔元件的一侧塌陷以及堆叠的整个结构弯曲。

优选地，夹紧装置具有多个，优选为4个或6个拉杆，该拉杆延伸通过电源引线上的孔。通过这样的结构，张力集中在夹紧力应生效处，即在电源引线上。

为了避免短路，拉杆优选覆盖有电绝缘材料或围绕有连续的绝缘套。

优选地，接触装置构成为一个或多个接触元件，该接触元件容纳于间隔元件中。特别优选地，在绝缘结构的区域中设置有一个或多个基座元件，该基座元件容纳于间隔元件中。借此可以最小化用于接触和支撑这些特殊任务的材料的使用，并且通过节约用于接触的较重材料的量而减轻了总重量。接触元件由导电材料制成，并且基座元件由电绝缘材料制成，优选为玻璃或陶瓷材料制成。

特别优选地，基座元件的端面至少与接触元件的端面一样大，特别地，大于接触元件的端面。因此能够可靠地吸收压力并且避免间隔元件损坏。

优选地，接触元件和基座元件构造为套状，并且被纳入在间隔元件的相应的凹槽中，其中拉杆穿过套状的接触元件和基座元件。可替换地，接触元件和/或基座元件构造为条状，并且容纳在间隔元件的相应的凹槽中，并且预设有通孔，拉杆延伸到通孔中。在另一个可替换的方案中，间隔元件完全构成为基座元件或接触元件。在所有情况下，都将获得一特别节约空间的构造，在该构造中通过同心的构件实现接触和夹紧。另外，夹紧装置的夹紧力集中作用在接触元件上，并且借此获得特别可靠的电接触。