具有至少一個電極集合的蓄電池單池的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種具有至少一個電極集合的蓄電池單池，所述電極集合通過集流體電觸通。本發明此外涉及一種用于將電極集合與集流體接合起來以制造蓄電池單池的方法。
【背景技術】
[0002]US 2008/0107961公開了一種具有構造成繞組的電極集合的蓄電池單池。在電極集合上，電池繞組上的無涂層部位與集流體材料鎖合地連接、尤其焊接，其中集流體使蓄電池單池的接線端子觸通。電極集合通過從側面插入到繞組內的支承件支承在殼體內。
[0003]DE 10 2012 217 605涉及一種具有用于電極集合的集流體的至少一個保持件的系統以及一種用于制造這種系統的方法。
[0004]通過對鋰離子蓄電池單池的機械作用，例如在發生故障時通過振動和諸如此類的現象出現機械沖擊的情況下，會導致蓄電池單池的內部出現內部短路。這還會造成以下后果，即由于短路使蓄電池單池明顯受熱并且由于蓄電池單池內部的溫度上升而引發連續反應，導致出現氣態的破壞性產物。蓄電池單池內部的受熱和氣體產生會導致蓄電池單池通過一般設計成防爆閥的、規定的安全閥排氣。
【發明內容】
[0005]依據本發明提出一種具有至少一個電極集合的蓄電池單池，所述電極集合通過集流體電觸通，其中所述集流體在插入到蓄電池單池的至少一個電極集合中的狀態下具有相當于所述電極集合的一小部分厚度的偏移。
[0006]通過依據本發明提出的一種設計方案說明了，通過集流體的偏移更好地防止蓄電池單池出現短路。其中尤其無需安裝附加的材料或附加的零件。
[0007]在基于本發明構思的另一設計方案中，集流體包括第一和第二集流體部分。所述集流體部分也被稱為集流體尖。集流體的所述兩個集流體部分由不同的材料制成，其中第一集流體部分例如能夠由銅制成，并且另一第二集流體部分由鋁或鋁合金制成。
[0008]在基于本發明構思的另一設計方案中，集流體的偏移優選相當于至少一個電極集合的厚度的25%到50%。由此確保集流體的偏移的末端保留在所述至少一個電極集合的材料內或者在該材料內在與蓄電池單池的殼體壁的間距方面存在足夠的緩沖，在蓄電池單池的殼體機械變形的情況下，所述緩沖避免了集流體的偏移的末端與金屬殼體的內壁觸通。
[0009]在依據本發明提出的解決方案的另一設計方案中，集流體或者說第一和第二集流體部分的偏移設置在彎曲區域內部并且通過在集流體或者說相應的集流體部分的材料中構造凹口得以支持。所述凹口在集流體或者說這兩個集流體部分的材料內形成集流體的材料薄弱部位，從而使得所述集流體能夠很容易彎曲。因此能夠簡單地制造集流體的伸入到電極集合內的末端的偏移。所述凹口在集流體或者說所述兩個集流體部分的材料內以相當于集流體或者說所述集流體部分的材料厚度的例如50%到65%的凹口深度構造。
[0010]作為替代方案也存在下述可行方案，即在沒有構造凹口的情況下，集流體或者說所述集流體部分的末端簡單地以優選在10°到45°之間的范圍內、優選25°的角度彎曲。
[0011]依據本發明提出的解決方案，提供一種用于將電極集合與集流體接合起來的方法，由此能夠將集流體與蓄電池單池連接起來并實施以下方法步驟。首先，在彎曲區域內將凹口引入到集流體或者說多部分集流體的各部分的材料內。隨后，在集流體或者說所述集流體部分的末端與其不彎曲的部分之間形成第一錯移的情況下，在集流體或者說所述集流體部分的彎曲區域內形成S形的彎曲或單一的彎曲。此后，將如此制造的、具有偏移的末端的集流體或者說集流體部分預先沿接合方向插入到所述至少一個電極集合內。隨后，在集流體與電極集合之間制造材料鎖合的連接。此前提到的、集流體或者說所述集流體部分與電極集合之間材料鎖合的連接例如通過超聲波焊接制造。電極集合與集流體或者說所述集流體部分之間材料鎖合的接合部位處于集流體或者說所述集流體部分材料內所述偏移上方的直線段內。隨后，將集流體的具有第一錯移的末端彎回到被彎回的第二偏移上。
[0012]集流體或者說所述集流體部分的末端區域的較小的第二偏移尤其相當于電極集合的厚度的33%到50%。
[0013]通過依據本發明提出的解決方案能夠以有利的方式實現了，在振動的情況下或則在發生故障時出現機械沖擊的情況下防止蓄電池單池內部出現內部短路，因為集流體或者說所述集流體部分的偏移的末端與蓄電池單池的環繞至少一個電極集合的殼體保持了足夠的間距。這通過以下方式實現，即集流體或者說所述集流體部分的末端所顯示出的偏移僅僅相當于所述至少一個電極集合的一小部分厚度，從而使得集流體或者說所述集流體部分的偏移的末端與蓄電池單池的殼體的內側之間保留有電極集合的材料區，該材料區是集流體的偏移的末端與殼體內側之間的安全間距。例如在發生故障的情況下蓄電池單池機械變形時，蓄電池殼體的內側與集流體或者說所述集流體部分的偏移的末端之間的間距用于避免集流體或者說所述集流體部分的末端與蓄電池單池的殼體內側之間觸通。
【附圖說明】
[0014]下面借助附圖對本發明進行詳細說明。其中:
[0015]圖1示出帶有兩個具有S形彎曲的集流體部分的集流體；
[0016]圖2示出其末端以一種角度彎曲的集流體；
[0017]圖3示出插入電極集合內的集流體；
[0018]圖4示出具有凹口和材料薄弱部位的集流體；
[0019]圖5示出在與電極集合接合之前設有偏移的集流體；并且
[0020]圖6示出在插入到電極集合內的狀態下彎回的集流體末端。
【具體實施方式】
[0021]根據圖1的示圖示出了帶有兩個分別具有S形彎曲的集流體部分或集流體尖的集流體。
[0022]圖1以簡化的示圖示出集流體14，其包括第一集流體部分16以及第二集流體部分18。第一集流體部分16也被稱為第一集流體尖，第二集流體部分18也被稱為第二集流體尖。圖1示出集流體14的兩個集流體部分16、18在根據圖1的示圖平面上、也就是Z/X平面上具有S形的彎曲22。所述S形的彎曲22分別在彎曲區域內具有第一彎曲24以及第二彎曲26。由此在第一集流體部分16或者說第二集流體部分18的直線段21與兩個集流體部分16、18的具有錯移28的末端20之間形成采用附圖標記28標注的錯移。圖2示出其末端以一種角度彎曲構造的集流體。
[0023]由根據圖2的俯視圖中能夠看出，在這里所示的、同樣具有第一集流體部分16和第二集流體部分18的集流體14中，集流體部分16、18的相應的末端20以角度32彎曲。在集流體14的第一集流體部分16以及第二集流體部分18的沒有被削弱的材料內形成單一的彎曲30。從示出在Z/X示圖平面中的集流體部分16、18的、根據圖2的視圖中能夠看出，在該實施變型方案中，所述兩個集流體部分16、18的末端20與這兩個集流體部分16、18的保留在單一的彎曲30上方的直線段21之間也形成錯移28。圖3示出插入到蓄電池單池的電極集合內的集流體。
[0024]圖3以示意的方式示出作為蓄電池單池10的一部分的電極集合12。蓄電池單池10是鋰離子電池的蓄電池模塊或蓄電池組的一部分，所述鋰離子電池作為混合動力車或電動車的牽引電池使用。從根據圖3的示圖中能夠看出，包括第一集流體部分