[发明专利]具有彼此机械连接的电池电芯的电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池和电池电芯，其中除了力配合连接之外多个电池电芯还可以形状配合地彼此连接。数个电池电芯在电池电芯壳体中彼此串联或并联连通并且彼此机械连接。此外，本发明还涉及一种包含这种电池的机动车。

背景技术

目前情况是，新型电池系统在将来不仅会用于静态的应用(如风能设备)，用于设计为混合动力车辆或电动车辆的机动车中，而且会应用于电子设备、如笔记本电脑或移动电话，对该电池系统在可靠性、安全性、性能和使用寿命方面提出了非常高的要求。

锂离子技术适于应用的广泛应用领域。其优点尤其在于高的能量密度和极低的自放电。

这样的锂离子电芯通常包括电极，该电极在所谓的嵌入过程中能够可逆地储存锂离子或者在所谓的脱出过程中又能够释放锂离子。在电池电芯充电过程中进行嵌入，并且在电池电芯放电以对电气设备供电时进行脱出。

电池系统通常由多个单个单元(所谓的子单元)构建，所述单元在集成度方面可进一步细分成电池电芯模块。电池电芯模块由串联和/或并联连通的电池电芯、如锂离子电芯构建。为了固定，将这些模块彼此夹紧。

在锂离子储存技术的汽车应用中，必须始终确保在电芯与电芯之间的稳固的机械连接或可靠的电芯压合。绝不允许出现电芯之间的相对运动。这在譬如加速、振动、碰撞等汽车类的边界条件下必须始终予以确保。当前，这通过力配合/摩擦配合或附加的独立的形状配合来实现。

EP0065349A公开了一种具有多个单个电芯容器的电池，电芯容器夹紧在一起并且在间隙空间中设置有气隙。这些气隙用于冷却电池。每个容器通过薄的、可热渗透的塑料端壁来限定。该壁非常弱以承受隆起部。多个小的突起经由间隙分布到相邻的容器壁的端壁之上并且防止端部壁由于其中一个容器的内部力与紧挨着的容器的内部力平衡引起的扭曲。端壁上的附加的嵌套突起使容器在安装期间的定向变得容易并且防止在组装之后容器相对彼此移动。

从US2008050656中已知一种单片地集成的锂薄层电池，其实现在唯一平面上的表面密度容量的提高(在未堆叠多个电芯的情况下)。锂薄层电池包括构造有表面的基板，该表面具有多个开口并且弯折有侧面。相对于该表面，弯折角度在10度到80度之间。

WO10095634公开了一种太阳能电池模块，在该太阳能电池模块中设有具有第一导电基板的第一太阳能电池电芯，该第一导电基板具有感光器面和非感光器面。基板优选设置有微观的表面粗糙度，所述表面粗糙度被称为纹理部。

DE102010013028公开了一种具有可预设的数目的彼此并联和/或串联连通的单电芯的电芯复合结构，其中每个单电芯具有壳体，该壳体由多个外罩板和布置在其之间的电绝缘的壳体框架形成，并且并排布置的单电芯借助至少一个夹紧元件在轴向方向上彼此压紧。

从AU9665799中已知一种装置，其包括至少两个电芯和一个或多个电连接器以及多个定位元件。定位元件具有互补的插头和插座的形状，例如设置在电芯上的多个隆起的肋部。该肋部布置为使得一个电芯相对于相邻的电芯正确地定位。

发明内容

通过本发明消除或至少减少现有技术中的一个或多个问题。根据本发明，提供包括至少两个具有电池电芯壳体的电池电芯的电池、特别是锂离子电池，电池电芯彼此串联或并联连通并且以机械方式彼此连接。特征在于，彼此邻接的电池电芯分别在电池电芯壳体上具有纹理部，其中除了力配合之外电池电芯可形状配合地彼此连接。

电池电芯壳体可以由任意金属或任意金属合金构成。例如，壳体可以由不锈钢制成，而壳体或壳体件特别是由铝或铝合金构成。

在本发明中，电池是锂离子电池。通过使用锂离子技术可以实现特别高的能量储存密度，这特别在电动车的领域中实现其他的优点。

本发明基于的认识是，通过现有的形状配合可以最佳地进行力配合。力配合/摩擦配合在合理的位置需求的情况下只能传递小的力。由此，目前集成了附加的形状配合，以在过载情况下固定电芯。通过本发明在无附加的空间需求的情况下力配合/摩擦配合被显著地增强并且被集成在不同地布置的形状配合中。

在此，纹理部是可以具有不同的形状和角度的表面结构。纹理部可以通过如下工艺来制造：压铸工艺、深拉工艺、成型工艺、切割工艺和滚压工艺。换言之，纹理部在电池电芯的相邻的外表面上具有压花，通过压花将电池电芯借助相互嵌合来连接。