[发明专利]电能存储电池以及用于制造电能存储电池的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电能存储电池和一种用于制造电能存储电池的方法。

背景技术

通常从电能存储电池中获取直流电，或者将直流电馈送到所述电能存储电池中。因此，能量存储电池的目前已知的构造都是针对能量存储电池的特殊能量或功率密度和欧姆内阻进行优化设计。

在电能存储电池的许多应用中，存储电池按照串联或并联布置而相互连接成电池组模块，以便调节所期望的输出参数，如总电压、电压范围、蓄能量或功率密度。文献DE 10 2010 035 114 A1例如公开了具有多个电池单元的电池组单元，所述电池单元分别具有通过总线汇流排电耦合的蓄电池电池。文献EP 2 413 414 A2公开了一种扁平电池（Akkuflachzelle），该扁平电池在薄膜壳体中具有依次敷设的阳极和阴极薄膜，所述阳极和阴极薄膜通过阴极和阳极引线与该扁平电池的极端子相连接。

文献WO 2011/116807 A1公开了一种电池组电池，该电池组电池具有电化学活性的电极堆栈，该电极堆栈的电极薄膜分别利用接触凸起而连接到相位导体端子。文献WO 2009/073492 A2公开了具有电极薄膜的电池组电池，所述电极薄膜具有延长片段，所述延长片段可以连接到极端子。文献JP 2008108477 A公开了一种用于电能存储器的制造方法，该电能存储器具有圆柱形的电极薄膜堆栈，电接触凸起以螺旋楼梯形状从该电极薄膜堆栈中凸出来。

如果从这样的能量存储电池中获取具有增加的交流分量的电流，那么能量存储电池的分布电感的影响就随频率而增大。能量存储电池的感性损耗由电极、极互连和电极在壳体中的布置的损耗量的各个分量组成。另外，在kHz范围内的运行频率下，由于集肤效应而在载流区域中可能出现损耗，以及在导电面中、例如在壳体中出现涡流。

能量存储电池通常可以具有一个或多个电池卷芯，所述电池卷芯被集成在单独的或共同的壳体中。能量存储电池的通常形式在此是圆柱电池、泪囊电池或扁平电池。在此能量存储电池具有分布的电感，其取决于电池内部的互连、放电器几何形状以及极端子。如果能量存储电池例如应用在具有集成的变流器、所谓的BDI的电池组系统中，那么能量存储电池阻抗的所述感性分量在变流器的高的运行频率的情况下可以导致该变流器的功率电子开关装置中的相应高的损耗能量。因此这可以导致开关装置的增加的磨损、BDI的更低的效率、以及增加的制造技术上的花费以用于实施具有足够冷却功率的冷却系统。

存在对能量存储电池的如下需求，即所述能量存储电池关于高频交流电的提取具有较小的损耗，并因此改进采用所述能量存储电池的系统的效率。另外，存在对这样的能量存储电池的如下需求，即所述能量存储电池能够以简单的方式并以低的欧姆和感性阻抗而被布线成能量存储模块。

发明内容

根据一个方面，本发明创造一种电能存储电池，其具有多个第一平面电极薄膜和多个第二平面电极薄膜，其中所述第一平面电极薄膜分别在一个长边上具有凹口，所述第二平面电极薄膜分别在一个长边上具有与所述凹口相符的接触凸起，其中第一平面电极薄膜与第二平面电极薄膜相互平面平行并交替地被堆叠为存储电池堆栈，使得接触凸起分别交替地与凹口重叠。

根据另一方面，本发明创造一种用于制造电能存储电池的方法，该方法具有以下步骤：交替布置多个第一平面电极薄膜和多个第二平面电极薄膜，其中第一平面电极薄膜分别在一个长边上具有凹口，第二平面电极薄膜分别在一个长边上具有与所述凹口相符的接触凸起，其中第一平面电极薄膜与第二平面电极薄膜相互平面平行并交替地被堆叠为存储电池堆栈，使得接触凸起分别交替地与凹口重叠；将围绕凹口的接触区域与第一平面接触元件电接触，该第一平面接触元件被布置在垂直于第一平面电极薄膜的延伸平面的延伸平面中；将接触凸起与第二平面接触元件电接触，该第二平面接触元件被布置在垂直于第一平面电极薄膜的延伸平面的延伸平面中。

本发明的优点

本发明的构思是，由于在控制电能存储电池时在能量存储电池内部中和/或其壳体中所出现的涡流引起的损耗，借助能量存储电池的合适的内部构造以尽可能小的内部电池电感来降低。在此，薄膜几何形状被用于能量存储电池的堆叠的电极薄膜，其中通过电极薄膜与电池极端子的接触而得到最小的电池电感。这通过以下来实现，即电极薄膜在垂直于薄膜平面内具有相互偏移的接触凸起，所述接触凸起在依次敷设电极薄膜时在薄膜法线方向上交错啮合。