电池芯、电池模块和电驱动汽车的制作方法

电池芯、电池模块和电驱动汽车
1.本发明涉及一种电池芯(或称为电池单池)，特别是锂离子电池芯，其具有容纳在外壳中的电极组件。此外，本发明涉及具有多个此类电池芯的电池模块，以及电驱动汽车，其牵引电池至少包括此类电池模块或此类电池芯。
2.电驱动的汽车通常具有牵引电池(高压电池，hv电池)，该牵引电池为驱动汽车的电动机提供能量。在这种情况下，电驱动汽车特别包括仅在牵引电池中存储驱动所需的能量的电动汽车(bev，电池电动汽车)，具有增程器的电动汽车(reev，增程电动汽车)，混合动力汽车(hev，混合动力汽车)，插电式混合动力汽车(phev，插电式混合动力汽车)和/或燃料电池电动汽车(fcev，燃料电池电动汽车)，其将燃料电池产生的电能临时存储在牵引电池中。
3.这种牵引电池包括许多电池芯，这些电池芯被组合成例如也称为电芯模块的电池模块。在这种情况下，电池芯和电池模块串联和/或并联，使得牵引电池能够为用于驱动汽车的电动机提供足够高的电流和电压。
4.牵引电池或其电池芯被适当地设计为所谓的二次电池或所谓的二次电芯。换句话说，电池及其电池芯是可充电的。为了用户的最大舒适度，希望能够尽可能快地进行相应的充电过程。在这种情况下，尤其鉴于产热和/或鉴于电池芯的欧姆电阻，必须限制充电过程的最大可实现充电速度(充电速率)，以避免损坏牵引电池及其电池芯。
5.从wo 2020/096973 60中已知形成为圆形电芯的电池芯。它具有一个圆柱形外壳，其中包含一个电极绕组。电极绕组的阳极在轴向端侧具有一个或多个未涂覆的部分，该部分与外壳的底部电连接。
6.本发明所要解决的技术问题在于，提供一种特别合适的电池芯。特别是，所述电池芯应允许尽可能快的充电过程。此外，提供具有多个此类电池芯的电池模块以及电驱动汽车，其牵引电池包括至少一个此类电池模块。
7.关于电池芯，根据本发明通过权利要求1的特征来解决技术问题。关于电池模块，根据本发明借助权利要求17的特征来解决技术问题，关于电驱动汽车，根据本发明通过权利要求19的特征解决技术问题。有利的设计和扩展是从属权利要求的技术方案。在这种情况下，与电池芯相关的设计合理地也适用于电池模块和电驱动汽车，反之亦然。
8.所述电池芯特别优选地设计为锂离子电池芯。它包括电极组件，而电极组件又具有至少一个阳极和至少一个阴极。
9.例如，电极组件被设计成平绕组(或称为扁平绕组)。实用地，所述平绕组具有(单个)阳极和(单个)阴极，其中在所述阳极和所述阴极之间设置有隔膜。例如，提供另一隔膜，其设置在阳极的背对阴极的一侧或阴极的背对阳极的一侧。在绕组的制造过程中，阳极、阴极和隔膜被缠绕在一个扁平的绕组心轴上。例如，阳极、阴极和隔膜被设计成子线圈。
10.然而优选地，电极组件被构造为具有多个阳极和多个阴极的电极堆。其中阳极和阴极在堆叠方向上相互交替堆叠，在阳极和阴极之间各设置有隔膜。例如，每个阳极或每个阴极与隔膜层压。例如，电极堆由多个单电芯组成，每个单电芯由(单个)阳极、(单个)阴极和隔膜组成，其中阳极、阴极和隔膜连接在一起。或者，电极堆例如由多个双电芯组成，每个
双电芯具有两个阳极和两个阴极，其中阳极和阴极相互交替地堆叠，在阳极和阴极之间各设置一个隔膜，并且隔膜和阳极和阴极相互连接。
11.适当地，阳极中的每一个和阴极中的每一个构造为片状的，并因此构造为扁平的。阳极中的每一个和阴极中的每一个都由优选设计为金属箔的基体形成。适当地，利用铜箔形成各个阳极的基体，利用铝箔形成各个阴极的基体。
12.适当地，阳极中的每一个和阴极中的每一个都具有矩形的基面。因此，每个阳极和每个阴极具有两个平行的纵向边和两个相对于纵向边垂直的宽度边。纵向边沿称为纵向的方向延伸，并且宽度边沿称为宽度的方向延伸。其中，纵向方向和宽度方向构成各自阳极或阴极的主要延伸方向。
13.形成为电极堆或也形成为扁平绕组的电极组件具有矩形的基本形状。因此，这样的电极组件特别适合于棱柱电芯结构，即长方体电池芯。换句话说，电池芯具有带矩形底座的直棱柱的形状。
14.阳极中的每一个和阴极中的每一个都在第一部段中被涂覆。涂层包括活性材料。涂层还适当地包括粘合剂和导电剂，例如石墨或导电炭黑。优选地，在该第一部段中，基体的两面被涂覆。例如，石墨、石墨烯、所谓的硬碳或软碳纳米管被用作每个阳极的活性材料。或者，基体具有硅或锂作为活性材料。例如，锂镍钴铝氧化物(nca)，磷酸铁锂(lfp)，锂镍锰钴氧化物(nmc)，钛酸锂(lto)，锂锰氧化物(lmo)，锂锰镍氧化物(lmno)，锂钴氧化物(loo)，lifeso4f，litis2或其他现有技术中已知的作为阴极活性材料的材料被用作每个阴极的活性材料。
15.每个阳极具有阳极接触部段，该阳极接触部段沿着其两个纵向边中的一个完全延伸。换句话说，所述阳极中的每一个都参照宽度方向在末端侧具有阳极接触部段，其中，所述阳极接触部段沿整个纵向边延伸。因此，每个阳极具有两个部段，即(涂覆的)第一部段和阳极接触部段，这两个部段在宽度方向上依次排列。这两个部段在纵向上是连续的。换句话说，两个部段在纵向上的延伸量，并且进而纵向边的延伸量相当于相应的阳极的延伸量。
16.以类似的方式，每个阴极具有阴极接触部段，该阴极接触部段沿着两个纵向边中的一个完全延伸。换句话说，阴极中的每一个参照宽度方向在末端侧具有阴极接触部段，其中，阴极接触部段沿整个纵向边延伸。因此，每个阴极具有两个部段，即(涂覆的)第一部段和阴极接触部段，这两个部段在宽度方向上依次排列。这两个部分在纵向上是连续的。换句话说，两个部段在纵向上的延伸量、即纵向边的延伸量相当于相应的阴极的延伸量。
17.所述相应的阳极的阳极接触部段或所述相应的阴极的阴极接触部段优选地基于所述基体的未涂覆部分形成。因此，优选地，在形成第一部段的情况下涂覆各自的基体，其中，第二部段、即阳极接触部段或阴极接触部段是基于基体的未涂覆部分形成的，该未涂覆部段在宽度方向的末端侧上沿整个纵向边延伸。
18.总之，阳极中的每一个都具有沿着其纵向边的一个完全延伸的阳极接触部段，阴极中的每一个都具有沿着其纵向边的一个完全延伸的阴极接触部段。
19.所述电池芯进一步具有由第一壳体部分和由与所述第一壳体部分电绝缘的第二壳体部分组成的壳体。换句话说，所述第一壳体部分和所述第二壳体部分不具有导电性地相互连接。在此，电极组件容纳在壳体中。换句话说，电极组件被壳体包围。
20.此外，阳极中的每一个通过其阳极接触部段与第一壳体部分电连接，并且阴极中
的每一个通过其阴极接触部段与第二壳体部分电接触。因此，电池芯电极的功能集成到壳体中。尤其地，阳极接触部段或多个阳极接触部段与第一壳体部分的接触发生在电池芯的内部，即在电池芯的壳体封闭的区域中。换句话说，在第一壳体的内侧与阳极接触部段或与多个阳极接触部段建立电连接。具体地说，阴极接触部段或多个阴极接触部段与第二壳体部分的接触发生在电池芯的内部，即在电池芯的壳体封闭的区域中。换句话说，在第二壳体的内侧建立与阴极接触部段或与多个阴极接触部段的电连接。因此，接触部段不会被引导到电池芯的外部。
21.例如，如果存在多个阴极，则将阴极接触部段连接在一起。例如，如果存在多个阳极，则阳极接触部段也连接在一起。
22.适当的是，第一壳体部分至少在用于与阳极接触部段或与多个阳极接触部段电连接的接触区域中是导电的。适当的是，第二壳体部分至少在用于与阴极接触部段或与阴极接触部段电连接的接触区域中是导电的。然而，适当地，第一壳体部分和/或第二壳体部分分别由导电材料形成。
23.所述电池芯优选地被提供并设置为电驱动汽车的牵引电池。优选地，所述电池芯还被提供并设置为牵引电池的电池模块。原理上可行的是，电池芯是一次电池芯(一次电池)，但是电池芯是二次电池芯(二次电池)是符合目的的。
24.由于阳极和阴极接触部段沿整个纵向边延伸，从相应的电极的带涂层的部段经过接触区域直至壳体部分的电流相对均匀，因此电池老化被减缓。
25.与传统电池芯相比(在传统电池芯中，放电翼被设置在相应电极的边缘之一的很小的部段上)，由于接触部段沿整个纵向边的延伸，减少了电流从带涂层部段流向相应接触部段的总距离。因此，导电材料中产生的电子脉冲的总范围(由于电位差)减少了。因此，电阻也有利地降低了。
26.电阻的进一步降低是由于两个壳体部分各自形成电池芯的一个电极。这减少了连接电池所需的元件数量。例如，不再需要电芯端子和/或电连接电池芯的母线。因此，可以节省这些部件的成本、制造这些部件的成本、组装这些部件的工时以及为此目的所需的机器。此外，鉴于被分别用作电极的各自壳体部分，可以实现相对较高的散热，因为这提供了相对较大的接触面积。
27.总之，由于电阻的降低以及由此产生的热量的降低，使得相对较高的充电速率成为可能。
28.在根据本发明的电池芯中，特别是从现有技术中已知的电化学方法也可用于提高快速充电能力或减缓电池老化。例如，可以在电解质中加入防止锂析出的添加剂，或者特别适合于形成所谓的固体电解质界面(sei)。
29.根据电池芯的特别优选设计，对于每个阳极和/或每个阴极，阳极接触部段或阴极接触部段沿着其延伸的纵向边的长度大于宽度边缘的长度。特别地，纵向边的长度至少是宽度边长度的两倍，最好是三倍。换句话说，每个阳极和/或每个阴极的长宽比大于1，特别是大于2，优选大于3。换句话说，对于每个阳极和/或每个阴极，纵向边的纵向延伸量大于其宽度边的宽度方向的延伸量。
30.与传统的电池芯相比，需要更大的安装空间，传统的电池芯在阳极或阴极的短侧放置放电翼。然而，如下所示，根据这种设计形成的电池芯的(欧姆)电阻显著降低。导体的
电阻可以用以下公式来描述
31.r＝ρ
·
l/a。
32.其中r是导体的欧姆电阻，ρ是导体的材料常数，l是导体的长度，a是导体的截面。由于电流不是像传统电池芯那样沿各自电极的纵向方向流动，而是沿宽度方向流动，因此导体的长度l减小，其横截面a增大，因此欧姆电阻相应减小。
33.与相对较低的电阻相对应，由于电阻而产生的热也相应地有利地减少。
34.此外，与在阳极或阴极的短侧布置放电翼的传统电池芯相比，散热得到了改善。由于阳极和阴极接触部段沿整个纵向边延伸并与各自的壳体部分接触，因此在电池芯的充电或放电过程中产生的热量可以通过相对较大的壳体部分散发，从而特别有效地冷却电池芯。
35.在电池芯的特别优选设计中，第一壳体部分形成用于另一电池芯的第二壳体部分或用于冷却板的(外部的，电池芯外部的)贴靠区域。此外，通过第二壳体部分形成用于另一电池芯的第一壳体部分的(外部的，电池芯外部的)贴靠区域。换句话说，所述第一壳体部分被提供和设置为，另一电池芯的第二壳体部分贴靠到所述第一壳体部分。所述第二壳体部分被提供和设置为，另一电池芯的第一壳体部分贴靠到所述第二壳体部分。
36.这样，电池芯的阳极通过第一壳体部分和通过另外电池芯的第二壳体部分与另外电池芯的阴极电接触是特别有利的。类似地，电池芯的阴极通过第二壳体部分和通过另一电池芯的第一壳体部分与另一电池芯的阳极电接触是特别有利的。总之，通过将电池芯相互连接，可以实现特别简单的接触。因此，对于电池芯与另一电池芯的电接触，不需要进一步的部件或连接过程，从而降低了电路的成本和制造成本。与使用母线相互电连接的传统电池芯相比，不需要额外的母线等。特别地，还避免了在这种母线和来自电池芯的电流放电器之间形成具有相对较大电阻的金属间相，这是由于它们相互连接，从而避免了连接在一起的电池芯的欧姆电阻的增加。如果电池芯连接到特别是导电的冷却板，则可以实现对电池芯相对有效的冷却。
37.特别优选的是，作为贴靠面的第一或第二壳体部分的形成底部或盖子的部分被用作贴靠面。因此，底部和盖子适当地相互平行地定向，并且具有相对较大的延伸，使得在电池芯和其它电池芯之一之间具有相对简单的布置或相对低电阻接触。
38.例如，外壳的两个部分分别形成盆状的，并且具有形成底部或形成盖子的基面，其具有周侧突出的边缘。作为替代，两个壳体部分中的一个形成为盆状，另一个壳体部分形成为平盖。多个盆状壳体部件或所述盆状壳体部件特别通过深拉成形来制造。
39.备选地，两个壳体部分在横截面上形成l形，具有水平(l)边段和横向的垂直(l)边段，其中较短的水平边段形成壳体的端面。在装配状态下，第一壳体部分的水平边段的自由端设置在第二壳体部分的垂直边段的自由端，第一壳体部分的垂直边段的自由端设置在第二壳体部分的水平边段的自由端。
40.特别优选的是，两个壳体部分由相同的材料形成，其中该材料是导电的。适当地，外壳的第一和第二部分由铝或特别耐腐蚀的不锈钢制成。壁的厚度，换句话说，第一壳体部分的壁的厚度和第二壳体部分的壁的厚度在10um和2mm之间，优选在0.1mm和1mm之间。因此，根据壁的厚度，第一和第二壳体部分元件是箔状的并因此是柔性的，或者是片状的并且相对抗弯。
41.根据电池芯的有益的改进设计，在第一壳体部分的面向电极组件的内侧设置导体元件。换句话说，导体元件位于电池芯内。导体元件是电的，并且优选是导热的。此外，所述导体元件优选地与所述第一壳体部分连接。导体元件与第一壳体部分电连接。在此，每个阳极接触部段与导体元件电连接。因此，阳极接触部段或阳极接触部段借助导体元件电连接到第一壳体部分。
42.例如，导体元件被构造为在阳极接触部段的接触区域中的壳体部分的导电且应当耐电解质(即非反应性)的涂层。
43.备选地，导体元件被设计成母线(或者说集电轨)。特别地，导体元件由铜，优选cu-ofe(无氧铜)或镍形成。
44.进一步备选地，导体元件形成为例如由镍或铜制成的轧制镀层，其中，导体元件在轧制镀层时与第一壳体部分相连接。
45.优选地，所述导体元件具有等于或大于所述阳极接触部段的沿纵向的延伸量的长度，其中，所述导体元件沿所述阳极的纵向延伸，即沿具有阳极接触部段的纵向边延伸。尤其地，导体元件在纵向上沿电池芯的整个延伸部延伸。这样，在导体元件和各自的阳极接触部段之间形成特别大的接触面积，并且进一步有利地减小电池芯的欧姆电阻。
46.例如，另一导体元件，在下文中也称为第二导体元件，被设置在第二壳体部分面向电极组件的内侧。另外的(第二)导体元件是电的，并且优选还是导热的。此外，所述另外的(第二)导体元件优选地与所述第二壳体部分连接。(第二)导体元件电连接到第二壳体部分。在此，每个阴极接触部段与另外的(第二)导体元件电连接。因此，阴极接触部段或阴极接触部段通过另外的(第二)导体元件电连接到第二壳体部分。特别地，另外的(第二)导体元件由铝制成，例如al-99.5。
47.根据一种适当的设计方式，第一壳体元件和附加的或替代的第二壳体元件分别在其内侧、从而在面向电极组件的一侧上设置绝缘体。一方面，通过绝缘体避免了阳极之一或阴极之一与外壳部件之一之间的短路。此外，通过绝缘体还为壳体部分形成了针对电解质的防护。这避免了电解液的不希望的化学反应以及所谓的锂析出或锂在例如由铝形成的壳体部分中的插入作用(interkalation)。因此，绝缘体至少具有电绝缘作用。例如，绝缘体的厚度、特别是构造为塑料涂层的绝缘体的厚度在10um和1mm之间，特别是在0.25mm和0.5mm之间。
48.优选地，第一壳体部分和第二壳体部分另外借助绝缘体彼此电隔离，换句话说，彼此电绝缘。因此，防止了两个壳体部分之间的短路。例如，所述绝缘体布置在连接区域中或布置在所述两壳体部分之间设计用于连接这两个壳体部分的凸缘区域中。
49.绝缘体由优选的可熔化塑料，例如聚酰胺(pa)，聚乙烯(pe)，聚丙烯(pp)等形成。例如，绝缘体具有单层塑料，或者替代地具有多层、特别是相互连接的塑料层。例如，绝缘体由耐高温塑料，特别是聚醚醚酮(peek)，聚醚酮(pek)，热塑性聚酰亚胺(tpi)，聚砜(psu)，聚醚砜(pes)，聚苯砜(ppsii)或聚苯硫醚(pps)组成，用于相对较高的温度负载能力，例如针对电池芯的故障、如热失控。这些塑料的熔化温度优于150℃。
50.具体地说，绝缘体被施加到各自的壳体部分，尤其是绝缘体与各自的壳体部分连接，从而避免了绝缘体从壳体部分活脱或松动。
51.所述绝缘体应具有用于分别与所述阳极或所述阴极接触部段接触的凹口。
52.如果所述导体元件设置在所述第一壳体部分和所述阳极接触部段或所述阳极接触部段之间，则所述导体元件设置在所述凹口中。如果所述另外的(第二)导体元件设置在所述第二壳体部分和所述阴极接触部段或所述阴极接触部段之间，则所述另外的(第二)导体元件设置在相应的凹口中。
53.适当地，所述导体元件以及在有些情况下所述另外的导体元件在所述绝缘体的周侧与所述绝缘体进行流体密封连接。这样，在电解质存在的情况下，尤其在由铜制成的阳极接触部段的区域中防止发生锂析出或者是在壳体部分中、特别是由铝形成的壳体部分中发生锂的插入作用。
54.为了流体密封的连接，根据一种符合目的的设计方式，导体元件在周侧与预密封带特别是流体密封地连接。预密封带又与绝缘体流体密封地连接。总之，导体元件通过预密封带与绝缘体流体密封地连接。优选地，预密封带和绝缘体由相同的电绝缘材料形成。
55.因此，在电池芯的制造过程中，首先将导体元件沿周向与预密封带连接。特别地，预密封带被加热和/或压在导体元件上。然后，将带有预密封带的导体元件插入绝缘体的凹口中，并且预密封带特别通过压制和/或加热与绝缘体流体密封地连接。总之，导体元件是借助预密封带密封的。
56.为此，绝缘体在其限定凹口的一侧具有与连接到预密封带的导体元件的轮廓相适配的轮廓。例如，预密封带具有三角形截面。绝缘体的限定凹口的侧面与其适配地相对于壳体部分的表面倾斜。这样，在预密封带和绝缘体之间的接触和连接面增大了。作为备选，预密封带是l形的，其中l边段之一突出于导体元件面向电极组件的一侧。因此，在导体元件和预密封带之间建立了接触和连接面，并因此建立了相对可靠的连接。
57.替代地或优选地除了绝缘体的适配形状之外，在安装状态下，即在绝缘体与预密封带连接的状态下，绝缘体的厚度，即其从壳体部分向电极组件的延伸，等于与预密封带连接的导体元件的厚度。特别地，预密封带和绝缘体在面对电极组件的一侧形成平坦的表面。
58.在组装之前，连接到预密封带的导体元件具有例如比绝缘体大的厚度，优选地仅略微更大的厚度。在连接预密封带的过程中，特别是在熔化预密封带的过程中，预密封带发生变形。因此，在变形过程中，可以补偿与绝缘体形状的偏差。换句话说，预密封带的形状和绝缘体的形状之间的公差、特别是在角落区域中的公差被补偿。
59.特别是，如果导体元件由铜形成，则根据适当的设计提供镍涂层。镍涂层具有双重功能。因此，如果阳极接触部段或多个阳极接触部段通过激光焊接连接到导体元件，则反射率降低，从而便于激光的耦入。另一方面，镍涂层具有相对粗糙的表面。例如，镍涂层有孔隙。因此，通过变形和/或熔化促进预密封带的连接，从而实现(变形和/或熔化的)预密封带分别嵌入粗糙表面和孔隙。换句话说，实现了形状配合，这导致了特别可靠的连接。
60.此外，镍涂层为导体元件提供针对电解液的腐蚀保护。
61.根据有利的改进设计，导体元件在其面向电极组件的一侧，即在与阳极接触部段接触的一侧具有突出的凸起。作为补充或替代，在该侧面也设有凹陷。凸起和/或凹陷形成表面结构。例如，另外的(第二)导体元件也以类似的方式具有这样的凸起和/或凹陷。
62.一方面，利用表面结构有利地增加导体元件与阳极接触部段的接触面积或另外的导体元件与阴极接触部段的接触面积。另一方面，当阳极或阴极接触部段接合到凹陷中时，或者当通过阳极或阴极接触部段覆盖凸起时，在平行于该侧的方向上形成形状配合，从而
在各自的导体元件和各自的接触部段之间实现可靠的连接。
63.例如，所述凸起为半球状、金字塔状、截金字塔状、圆柱状或棱柱状，在所述棱柱状设计中，所述基面垂直于所述电极组件的面向侧，所述棱柱平行于该侧延伸。
64.例如，壳体的外部具有导电的抗氧化涂层，即导电的抗氧化涂层。通过这种方式，防止了相关的壳体及其两个壳体部分的氧化以及由此导致的电阻的增加，或者至少减少了其风险。因此，两个外壳部件作为电池芯的电极的功能被有利地保护，以防止其电阻的增加。
65.例如，此外，这种抗氧化涂层还涂覆于在各自壳体部分的内侧上的用于所述导体元件的凹口的区域和/或用于所述其它导体元件的凹口区域中，也即在面向电极组件的侧面上。因此，在制造过程中，避免了凹口区域中的相关壳体部分的氧化，特别是只要凹口未被导体元件和/或阳极接触部段或阴极接触部段覆盖。
66.根据适当的设计方式，每个阳极接触部段弯曲到电极组件的顶侧，该顶侧面向第一壳体部分、特别是构成第一壳体部分的底部或盖子的区域。弯曲是围绕平行于其纵向边的轴线进行的。以类似的方式，阴极接触部段中的每一个弯曲到电极组件的底侧，该底侧面对第二壳体部分，特别是构成第一壳体部分的底部或盖子的区域。弯曲是围绕平行于其纵向边的纵轴进行的。
67.在将电极组件设计为电极堆的设计方案中，顶侧也称为第一基面，特别是指在电极的堆叠方向上形成最上方的、垂直于所述堆叠方向定向的表面的那一侧。底侧也称为第二基面，特别地是电极组件的最下方的、垂直于堆叠方向定向的表面。在将电极组件设计为平绕组的情况下，顶侧特别被理解为电极组件的两个外侧(侧面)中基本上平行于平绕组的心轴的表面延伸的那个外侧。所述底侧特别地是所述平绕组的另一外侧(侧面)，其基本平行于所述平绕组心轴的表面延伸。
68.作为替代，阳极接触部段中的每一个与第一壳体部分的端面电连接，阴极接触部段中的每一个与第二壳体部分的端面电连接。在这种情况下，各自的壳体部分的端面是垂直于底部和盖子定向的、特别是各自的壳体部分的相对较小的侧面。
69.根据适当的改进设计，在与第一壳体部分或与导体元件的阳极接触部段的接触区域内，在电极组件上设置绝缘元件。补充地或可选地，在与第二壳体部分或与另外的(第二)导体元件的阴极接触部段的接触区域内，在电极组件上设置绝缘元件。换句话说，在接触点和电极组件之间设置相应的绝缘元件。
70.绝缘元件避免了阳极和阴极之间的短路以及锂析出。
71.根据电池芯的符合目的的设计方案，在其阳极接触部段和其装有活性材料的第一部段之间的每个阳极处，设置有电绝缘材料的绝缘部段。换句话说，就宽度方向而言，绝缘部段在两侧由阳极接触部段和带涂层的第一部段包围。适当地，绝缘部段在纵向上是连续的。作为替代或优选补充地，在其阴极接触部段和其设有活性材料的第一部段之间的每个阴极处，以类似的方式设置配有电绝缘材料的绝缘部段。
72.优选地，所述绝缘部段存在于所述各自阳极和/或所述各自阴极的两侧。具体地说，绝缘部段是基于施加在基材上的电绝缘涂层而形成的。
73.绝缘部段防止阳极之一和阴极之一之间的短路，特别是在用于与壳体接触的相应接触部段弯曲并位于阴极之一或阳极之一的边缘附近的区域中。
74.例如，通过焊接过程，特别是通过激光、电阻点焊或超声波焊接，和/或通过阳极接触部段与导体元件的形状配合，将阳极接触部段与导体元件或与第一壳体部分连接在一起。例如，阳极接触部段与导体元件或与第一壳体部分以材料接合或形状配合的方式连接。这同样适用于阴极接触部段。
75.根据有利的设计，阳极接触部段附加地或替代地与导体元件或与第一壳体部分力锁合地连接，即摩擦配合地连接。补充或可选地，阴极接触部段与所述另外的导体元件或与所述第二壳体部分连接。为此，阳极接触部段或阳极接触部段夹在电极组件和第一壳体部分之间，或夹在电极组件和导体元件之间。类似地，多个阴极接触部段或阴极接触部段夹在电极组件和第二壳体部分之间，或夹在电极组件和另外的导体元件之间。
76.特别是，在电池芯中存在降低的气氛，即低于1巴的压力。
77.优选地，如此选择第一和第二壳体部分的厚度，使得在电池芯的膨胀和收缩(回缩)期间，即在所谓的电池呼吸期间，接触部段保持牢固地夹紧。换句话说，壳体的厚度是以这样一种方式选择的，即其膨胀不超过规定的最大膨胀，该最大膨胀代表各个接触部段与壳体的仍然安全的接触。因此，在壳体部件的相应膨胀过程中，避免了阳极接触部段和/或阴极接触部段从夹持中松开。
78.根据电池芯的有利设计，绝缘体的厚度(di)等于阳极接触部段、即所有阳极接触部段的厚度(d
an
)、导体元件的厚度(d
l
)和绝缘元件的厚度(de)的和。换句话说适用：
79.di＝d
an
+d
l
+de。
80.这同样适用于阴极接触部段的厚度和另外的(第二)导体元件的厚度。
81.这样，在导体元件和包括该导体元件的绝缘体的区域内，实现了基本相同的电池芯厚度。因此，作用在电池芯上的压力，例如由于电池呼吸和/或由于对冷却板或附加电池芯的张力，对电极组件的影响相对均匀。这避免了金属锂的沉积和相应的容量损失。或者至少减少了这种风险。
82.本发明的另一个方面涉及用于牵引电池的电芯模块，也称为电池模块或电池芯模块。其包括多个电池芯，每个电池芯以上述方案之一形成。因此，尤其是每个电池芯具有至少一个阳极，阳极接触部段沿着其整个纵向边延伸，以及至少一个阴极，阴极接触部段沿着其整个纵向边延伸，其中阳极接触部段与第一壳体部分电连接，并且阴极接触部段与第二壳体部分电连接，第二壳体部分与第一壳体部分电绝缘。
83.电池模块的电池芯相对于堆叠方向并排布置。其中，第一电池芯的第一壳体部分与在堆叠方向上最近的(第二)电池芯的第二壳体部分电连接。特别地，第一电池芯的第一壳体部分贴靠在第二电池芯的第二壳体部分上。
84.例如，电池模块的电池芯通过弹簧元件相互夹紧，因此保持在适当的位置。
85.由于电池芯通过相互贴靠而发生电接触，因此不需要另外的电芯端子或电路元件，如铜轨等。因此，节省了成本和重量，实现了相对简单的电池模块结构，并相对有效地利用了安装空间。
86.根据电池模块的有益的改进设计，至少在电池模块的两个电池芯之间设置导电冷却板。它被不导电的冷却剂适当地通过或流过。这样，通过壳体部分的散热可以通过相对较大的面积，即通过各自壳体部分的贴靠面进行。由于冷却板的导电设计，连接在冷却板上的电池芯继续相互电连接。
87.补充地或可选地，导电冷却板在电池芯堆叠的端侧沿堆叠方向或逆着堆叠方向布置。换句话说，相邻排列的电池芯相对于堆叠方向在两侧各有一个冷却板。
88.本发明的另一个方面涉及一种具有牵引电池的电驱动汽车。它具有上述变型之一的至少一个电池模块。
89.此外，作为补充或替代，牵引电池具有以上所述变型之一的至少一个电池芯。例如，牵引电池的电池芯以所谓的“电芯包”组件的形式(ctp组件)排列。在这种情况下，电池芯，特别是不带模块外壳等，直接容纳在牵引电池的外壳中。以与上述所示的电池模块类似的方式，电池模块的电池芯优选地串联地电连接在一起。为此，所述牵引电池的电池芯优选地在堆叠方向上并排布置，其中所述电池芯的一个(第一电池芯)的第一壳体部分与在堆叠方向上最近的(第二)电池芯的第二壳体部分电连接。特别地，第一电池芯的第一壳体部分贴靠在第二电池芯的第二壳体部分上。
90.例如，在牵引电池的外壳中，其中两个由电池芯组成的堆栈通过母线并联。
91.本发明的实施例在附图的基础上在下面作了更详细的说明。在附图中：
92.图1示意性地表示具有牵引电池的电驱动汽车，牵引电池具有若干相互电连接的电池模块，而每个电池模块又具有若干串联的电池芯，
93.图2在电池模块及其电池芯的横截面中示意性地显示，其中电池芯相互连接以进行电连接，并且在电池芯之间插入导电冷却板，
94.图3在透视爆炸图示中示意性地表示电池芯的第一变型，其电极组件形成为电极堆，其阳极分别具有沿其纵向边完全延伸的阳极接触部段，阳极接触部段为了与外壳的第一壳体部分电接触被翻卷到电极堆的顶侧，并且其中每个阴极具有沿其纵向边完全延伸的阴极接触部段，该阴极接触部段被翻卷到电极堆的底侧，用于与外壳的第二壳体部分电接触，
95.图4示意性地表示根据图3的电池芯的横截面的局部，其中该截面垂直于阳极之一的纵向边，
96.图5示意性地表示根据电池芯的第二变型的电池芯的横截面的局部，其中阳极通过其阳极接触部段与第一壳体部分的端面电连接，
97.图6在爆炸图中示出阳极之一和阴极之一和电极装置的隔膜的展开状态，以及
98.图7a至图7i在示意图中以不同的实施方案示出导体元件，其具有在周侧布置在其上的预密封带，用于与绝缘体相结合。
99.在所有附图中，相对应的部分和尺寸总是用相同的附图标记表示。
100.图1示出了具有牵引电池4的电驱动汽车2。牵引电池4具有许多也称为电芯模块的电池模块6，为了更清晰的目的，仅示出电池模块6中的四个。根据对电池电压或电流的要求，电池模块6相互串联和/或并联。作为示例，在图1中，电池模块6的两个分别串联，其中串联的两个电池模块6与串联在一起的另外两个电池模块6并联。电池模块6与用于电气负载的电池接口8电连接。
101.在牵引电池4的电池接口8上连接负载，其构造为汽车2的传动系的逆变器10和连接到该传动系的电动机12。逆变器10将牵引电池4提供的直流电流或由其提供的直流电压分别转换为适合于电动机12运行的交流电流或交流电压。或者，电动机12被设计成直流电动机，特别是永磁直流电动机，并且直接或在有些情况下通过dc/dc转换器连接到电池接口
8。总之，牵引电池4为机动车2的驱动装置提供电能。
102.电池模块6中的每一个又具有多个构造为锂离子电池芯的电池芯14，其中示例性地示出每个电池模块6六个(电池芯)。尤其如在图2中可以看到的，其中比较详细地示出了电池模块6的一个，电池芯14在电芯堆叠方向s
bz
上并排布置。其中，冷却板16不仅参照电池堆叠方向s
bz
位于电池芯堆叠的两端，也位于在电池芯14之间。根据图1和图2所示的实施例，在冷却板之间分别设置电池芯14的两个。根据未进一步示出的实施例，在冷却板之间仅设置一个(单个)电池芯或3个或3个以上的电池芯14。在此，冷却板16由导电材料形成，并且分别具有通道18，非导电的冷却介质可以导引通过该通道18。
103.相应电池模块的所述电池芯14和冷却板16通过示意性地指示的弹簧元件20相互紧固。因此，电池芯14在电芯堆叠方向s
bz
上相互挤压。电池模块6的每一个都具有特别是电绝缘的模块外壳(参见图1)或模块外壳部件22，其中容纳电池芯14和冷却板16。
104.对于每个电池模块6，其电池芯14串联在一起。具体地，如图3至图5所示，每个电池芯为此具有由第一壳体部分26和与其电绝缘的(即不导电连接的)第二壳体部分28组成的壳体24。在此，两个壳体部分26和28构成各自电池芯14的两个电极。为此，壳体24包围电极组件30，根据此处所示的实施例，电极组件30被形成为电极堆，但根据未进一步示出的替代方案，电极组件30也可以被形成为平绕组。电极组件30始终容纳在壳体24中。其中，电极组件30的阳极32与第一壳体部分26电连接、即接触，并且电极组件的阴极34与第二壳体部分28电连接、即接触。在这种情况下，电池芯14的串联电路以有利的简单方式由其中一个电池芯14的第一壳体部分26在沿电池堆叠方向s
bz
或与电池堆叠方向s
bz
相反的与该电池芯14直接相邻的电池芯14的第二壳体部分28上的相互贴靠、即机械接触而形成。
105.此外，那些连接到相同的导电冷却板16并因此与之(电的和机械的)接触的电池芯14串联在一起。在此，与各自的冷却板16接触的两个电池芯14之一的第一壳体部分26和相应另一个电池芯14的第二壳体部分28贴靠在该冷却板上。因此，两个电池芯14中的一个的第一壳体部分26借助于导电冷却板16连接到两个电池芯14中的另一个的第二壳体部分28。
106.图3以透视的分解图示出了电池芯14的第一变型。为了更好的可识别性，并未更具体地显示第一壳体部分26。第一壳体部分26形成为槽形。因此，其具有底部36，该底部36具有周向凸起的壁作为端面38。凸缘区域46在端面38的自由端向外延伸。第一壳体部分26在其内侧40上，即在面向电极组件30的侧上设置有(电)绝缘体42。
107.第二壳体部分28以类似的方式形成为槽形。因此，第二壳体部分具有盖部44，其在周向侧具有凸起的壁作为端面38。在第二壳体部分28的端面38的自由端侧，凸缘区域46向外延伸。第二壳体部分28也在其内侧40上设置有(电)绝缘体42，例如参见图4和图5。
108.绝缘体42继续延伸到凸缘区域46的面向第二壳体部分28的一侧，使得在第二壳体部分28布置在凸缘区域46的绝缘体42上、特别是与之连接的装配状态下，第一和第二壳体部分26、28借助绝缘体42彼此电分离，即彼此电绝缘。
109.绝缘体42由聚酰胺(pa)，聚丙烯(pp)或聚乙烯(pe)等塑料的多层组成。底部36和盖部44具有矩形的基本形状。
110.电池芯14基本上形成平行六面体。其中，底部36或盖部44在称为电芯纵向的方向上的延伸量大于在垂直于纵向的电芯宽度方向上的延伸量。电池纵向和电池宽度方向分别构成底部36和盖部44以及整个电池芯14的主要延伸方向。电芯纵向和电芯宽度方向分别在
由底部36和盖部44撑开的平面上延伸。底部36和盖部44彼此平行定向。
111.在相邻的方向图中，电芯纵向用附图标记lz标记，宽度方向用附图标记bz标记。
112.在此，绝缘体42在底部36的区域中具有凹口48，以及在盖部44的区域中具有凹口48。其中，凹口48沿整个底部沿底部36或盖部44的电芯纵向延伸。
113.(第一)导体元件50容纳在底部36的区域中的绝缘体42的凹口48中，并与第一壳体部分26电地和机械地接触。因此，导体元件50设置在第一壳体部分26面向电极组件30的内侧40处。在此，第一导体元件50形成为铜制的母线，并具有镍涂层。
114.另一(第二)导体元件52容纳在盖部44的区域的绝缘体42的凹口48中，并与第二壳体部分28电地和机械地接触。因此，第二导体元件52设置在第二壳体部分28面向电极组件30的内侧40上。第二导体元件52形成为铝制的母线。根据未进一步示出的电池芯的替代方案，该电池芯不具有第二导体元件50。在这种情况下，凹口48仍然设置用于阴极34与第二壳体部分28接触(另见下文)。
115.第一壳体部分26，特别是其底部36形成用于相邻的电池芯14的第二壳体部分28或用于冷却板16的贴靠面。因此，第二壳体部分28，特别是其盖44形成用于相邻的电池芯14的第一壳体部分28或用于冷却板16的贴靠面。
116.壳体24，即第一壳体部分26和第二壳体部分28由铝制成，并且具有厚度、即壁厚，其介于10um和2mm之间。两个壳体部分26和28在外侧，即在远离电极组件30的外侧53处设置导电的抗氧化涂层，以防止相对高阻抗的氧化物层的形成。
117.如图3中进一步可知，电极组件30形成为具有多个阳极32和多个阴极34的电极堆。阳极32和阴极34在电极堆方向s
el
上交替堆叠。示例性地，为了更好的清晰度，仅示出三个阳极32和三个阴极34。在阳极32和阴极34之间分别设置一个隔膜35，其在图3中为清楚起见并未示出。
118.在图6中，阳极32中的一个、阴极34中的一个和隔膜35中的一个被表示为处于平整(预组装)状态。隔膜35在阳极32和阴极34的纵向方向l上突出。另外或替代地，根据未进一步说明的变型，阳极32在0.2mm和1.5mm之间、特别是在0.5mm和1.5mm之间、特别是在纵向l的两侧突出于阴极34。
119.阳极32中的每一个和阴极34中的每一个都具有矩形的基面。因此，阳极32中的每一个和阴极34中的每一个具有两个平行的纵向边54和两个横向的宽度边56。纵向边沿纵向方向l延伸，宽度边沿宽度方向b延伸，其中纵向方向l平行于电芯纵向lz，宽度方向b平行于电芯宽度方向14。其中，纵向方向l和宽度方向b构成各自阳极32或阴极34的主要延伸方向。
120.阳极32中的每一个都具有由铜箔形成的基体58。在宽度方向上，阳极32中的每一个都具有三个部段。在宽度方向b的端侧，基体58被活性材料62涂覆，形成第一部段60，其中第一部段60完全沿着各自阳极32、特别是其基体58的两个纵向边54中的一个延伸。此外，阳极32中的每一个在端侧相对于宽度方向b具有阳极接触部段64，该阳极接触部段64完全沿着阳极32的两个纵向边54中的另一个延伸。其中，阳极接触部段64是基于基体58的未涂覆部分而形成的。在涂有活性材料的第一部段60和阳极接触部段64之间的宽度方向b上，阳极32中的每一个都具有绝缘部段66。这是基于基体58形成的，其中基体58在部段66中有电绝缘涂层。
121.阴极34中的每一个都具有由铝箔形成的基体68。在宽度方向上，阴极34中的每一
个也具有三个部段。因此，基体68在形成第一部段60的宽度方向b的端侧涂有活性材料，其中第一部段60完全沿着各自阴极34、特别是其基体68的两个纵向边54中的一个延伸。此外，阴极34中的每一个在端侧相对于宽度方向b具有阴极接触部段64，该阴极接触部段64完全沿着阴极34的两个纵向边54中的另一个延伸。其中，阴极接触部段70是基于基体68的未涂覆部段而形成的。在涂有活性材料的第一部段60和阴极接触部段70之间的宽度方向b上，阴极34中的每一个都具有绝缘部段66。这是基于基体68形成的，其中基体68在该部段66中具有电绝缘涂层。
122.在此，绝缘部段66在一个区域中防止阳极32中的一个与阴极34中的一个之间的短路，在该区域中，各自的接触部段64或70弯曲并被布置于阴极34或阳极32的第一部段60的纵向边之一附近。
123.对于阳极32中的每一个和阴极34中的每一个，其纵向边54大于宽度边56的长度，纵向边的长度是宽度边56长度的大约五倍。
124.在形成电极组件30时，阳极32和阴极34如此定向，使得阳极接触部段64和阴极接触部段70彼此平行，但设置在电极组件30的相对的两侧。
125.如图3和图4所示，在根据第一变型方案的电池芯14的装配状态下，阳极接触部段64向电极堆的第一基面，即顶侧72弯曲。此外，阴极接触部段70弯曲到第二基面，即电极堆的底侧74。在这种情况下，围绕平行于相应的纵向边54的轴线进行弯曲。因此，在电极堆方向s
el
上，阳极接触部段64局部地布置在阳极32和阴极34的涂层部段60下。此外，阴极接触部段70在电极堆方向s
el
上局部地布置在阳极32和阴极34的涂层部段60之上。
126.阳极32借助其阳极接触部段64与导体元件50电连接。因此，阳极32利用其阳极接触部段64通过导体元件50与第一壳体部分26电连接。类似地，阴极34借助其阴极接触部段64与第二导体元件52电连接。因此，阴极34借助其阴极接触部段70并借助第二导体元件52电连接到第二壳体部分28。根据电池芯14的未示出的变型方案，其中其不具有第二导体元件52，阴极34通过其阴极接触部段70直接电连接到第二壳体部分28。
127.绝缘元件76分别布置在阳极弯曲接触部段64和电极组件30的顶侧72之间，以及阴极弯曲接触部70和电极组件30的底侧74之间。因此，在阳极接触部段64与导体元件50(并因此间接地与第一壳体部分26)的接触区域中，绝缘元件76的一个被布置在电极堆30上。此外，在阴极接触部段70与另一导体元件52(因此间接地与第二壳体部分28)的接触区域中，绝缘元件76的另一个位于电极堆30上。根据电池芯14的未示出的变型方案，其中其不具有第二导体元件52，绝缘元件76的另一个在阴极接触部段70与第二壳体部分28的接触区域中位于电极堆30上。例如，两个绝缘元件76与电极堆连接，特别是粘接。
128.绝缘元件76有利地避免了阳极32和阴极34之间的短路以及锂析出(锂析出)。
129.例如，阳极接触部段64相互连接和/或与导体元件50连接，特别是通过焊接工艺。以类似方式，阴极接触部段70相互连接和/或与第二导体元件52连接，特别是通过焊接工艺。
130.然而，根据图3和图4的设计，阳极接触部段64相互连接并与导体元件50连接，阴极接触端子70相互连接并与第二导体元件52连接。为此，阳极接触部段64分别夹在导体元件50和绝缘元件76以及电极堆之间。此外，阴极接触部段70分别夹在第二导体元件52和另一绝缘元件76以及电极堆之间。优选地，在电池芯14中存在还原气氛。根据电池芯14的未示出
的变型方案，其中其不具有第二导体元件52，阴极接触部段70在第二壳体部分28和绝缘元件76或电极堆之间夹持。
131.其中，绝缘体42的厚度di，即其从各自的壳体部分26或28到电极组件30的延伸尺寸等于阳极接触部段64的厚度d
an
、导体元件50的厚度d
l
和绝缘元件76的厚度de之和。这样，在分别所述导体元件50和所述第二导体元件52以及所述隔膜42的区域内，实现了电池芯14的基本相同厚度。因此，作用在电池芯14上的压力均匀地分布在电极组件30上。
132.图4和图5的截面垂直于纵向l。
133.图5示出了电池芯14的第二变型。除以下情况外，上述实施形式以类似的方式适用。
134.在此，阳极接触部段64通过导体元件50或第二导体元件52电连接到第一壳体部分26的端面38之一，并且阴极接触部段70通过导体元件52或第二导体元件52电连接到第二壳体部分28的端面38之一。例如，阳极接触部段64和阴极接触部段70通过焊接工艺分别与导体元件50和第二导体元件52连接。备选或补充地，通过夹紧阳极接触部段64和阴极接触部段70来实现所述连接。
135.在电池芯14的第二变型中，在电芯宽度方向14上增加了空间要求，因此不需要将阳极接触部段64和阴极接触部段70分别弯曲到顶侧和底侧。此外，避免了由于导体元件和与其接触的接触部段64、70而引起的电池芯14的厚度的波动。
136.在图7a至图7i中，在横截面上示出了导体元件52的不同变型。其在周侧、也即沿着其周向与预密封带78接合。在制造电池芯14的过程中，将与预密封带78连接的导体元件50插入图7a至图7i中用箭头表示的凹口40中。随后，通过连接、特别是通过压制和/或加热预密封带78，将导体元件50与绝缘体42密封。也就是，导体元件50流体密封地借助预密封带78于绝缘体42接合。为此，特别是参照图7a至7c和7f至7i，导体元件50具有两个层78a和78b。在此，第一层78a面向第一壳体部分26，并且用于与绝缘体42连接。第二层78b设置在面对电极组件20的一侧，换句话说，设置在电池芯的内部。其中，第二层78b具有比第一层78a更高的熔化温度。例如，第一层78a的熔化温度在60℃到100℃之间。例如，第二层78b的熔化温度为180℃。具体地说，在密封过程中，预密封带78被加热，其中只有第一层78a至少部分熔化，而第二层78b由于其较高的熔化温度而保持固态。
137.预密封带78设置在导体元件50的端面84上，即其垂直于第一壳体部分26的定向侧。在此，绝缘体42具有对应于与预密封带78的轮廓的轮廓。因此，根据图7a，位于导体元件50的相应端面上的预密封带部段具有长方形横截面。这种预密封带78的制造相对简单且具有成本效益。根据图7b的设计，位于导体元件50的相应端面84上的预密封带的部段是具有水平边段和垂直边段的l形截面。其中，水平边段设置在导体元件50的端面上，垂直边段设置在导体元件的面向电极组件30的一侧上。根据该变型，有利地增加了预密封带78和导体元件之间的连接面积，但是，生产成本也增加了。根据图7c的设计，水平边段不沿导体元件50的整个厚度延伸。绝缘体42具有用于水平边段的支撑凸肩86。在这种设计中，预密封带78和绝缘体42之间的连接面有利地增加。根据图7d的设计，位于导体元件50的相应端面84上的预密封带78的部段具有三角形横截面。在此情况下，限定凹口48的绝缘体壁与预密封带78的形状相对应地倾斜，使得该壁具有悬垂。因此，该壁向第一壳体部分26的法线倾斜。因此，在将具有预密封带78的导体元件50插入凹口48之后，绝缘体42覆盖预密封带，从而实现
了比较可靠的连接。根据图7e的设计，作为图7d的设计的补充，导体元件50的横截面是梯形的。因此，导体元件的端面84倾斜于第一壳体部分26的法线。这样，导体元件50和预密封带78之间的接触面也被增大。
138.此外，在此情况下，绝缘体42的厚度di等于连接到预密封带78的导体元件50的厚度。
139.此外，导体元件50在其面向电极组件30的一侧具有突出的凸起80。例如，凸起80是半球形(图7f)、金字塔形(图7h)或截锥形(图7g)。在图7i的设计中，凸起80形成为圆锥形，在其导体元件侧端各形成一个底切82。根据凸起80形成表面结构，根据该表面结构，一方面，与阳极接触部段64的接触面被放大。另一方面，在凸起80之间的阳极接触部段64接合时，在平行于导体元件50表面的方向上形成形状配合。
140.类似地，图7a至7f的设计适用于第二导体元件52。
141.总之，绝缘体42各具有用于导体元件50和第二导体元件52的凹口48，其中导体元件50和第二导体元件52被容纳在各自的凹口48中，并且通过预密封带78与绝缘体42在周侧流体密封地连接。
142.由于将电池极集成到壳体部分26和28中，由于阳极和阴极接触部段63和70的延伸，以及由于与宽度边缘56相比更长的纵向边54，电池芯14有利地具有相对较低的电阻。
143.本发明不限于上述实施例。相反，本发明的其他变型也可以由本领域技术人员由此推导出来，而不脱离本发明的主题。更具体地说，在不离开本发明主题的情况下，与实施例相关的描述的所有单独特征也可以以其他方式相互组合。因此，特别为汽车2的牵引电池4设计和设置的电池芯14具有例如形成为平绕组或特别形成为电极堆的电极组件30，其具有至少一个阳极32和至少一个阴极34。其中，阳极32中的每一个都具有沿其纵向边54之一完全延伸的阳极接触部段64。此外，阴极34中的每一个都具有沿着其纵向边54的一个完全延伸的阴极接触部段64。电池芯还包括壳体24，其中包括电极组件30。
144.阳极接触部段64是或阳极接触部段64通过壳体24通向(电池芯)外部。例如，以这种方式，阳极接触部段64或多个阳极接触部段64可以在外部与母线接触。作为替代，电池芯内部的阳极接触部段64或多个阳极接触部段64，即在壳体所覆盖的空间中，与通过壳体24通向(电池芯)外部的端子(tab)接触。
145.补充或替代地，阴极接触部段70或多个阴极接触部段70通过壳体24引导到(电池芯)外部。例如，以这种方式，阴极接触部段70或多个阴极接触部段70可以在外部与母线接触。作为替代，在电池芯内部、即在壳体24所包含的空间中的阴极接触部段70或多个阴极接触部段70与通过外壳24通向(电池芯)外部的端子(tab)接触。
146.附图标记列表
147.2 电驱动汽车
148.4 牵引电池
149.6 电池模块
150.8 电池接口
151.10 逆变器
152.12 电动机
153.14 电池芯
154.16 冷却板
155.18 冷却介质通道
156.20 弹簧元件
157.22 模块外壳
158.24 壳体
159.26 第一壳体部分
160.28 第二壳体部分
161.30 电极组件
162.32 阳极
163.34 阴极
164.35 隔膜
165.36 底部
166.38 端面
167.40 内侧
168.42 绝缘体
169.44 盖子
170.46 凸缘区域
171.48 凹口
172.50 导体元件
173.52 第二导体元件
174.53 外侧
175.54 纵向边
176.56 宽度边
177.58 阳极基体
178.60 涂层部段
179.62 活性物质
180.64 阳极接触段
181.66 绝缘部段
182.68 阴极基体
183.70 阴极接触部段
184.72 电极组件的顶侧
185.74 电极组件的底侧
186.76 绝缘元件
187.78 预密封带
188.78a 预密封带层
189.78b 预密封带层
190.80 凸起
191.82 底切
192.84 端面
193.86 支撑凸肩
194.d
an
阳极接触部段的厚度
195.d
e 绝缘元件的厚度
196.d
i 绝缘体的厚度
197.d
l 导体元件的厚度
198.b 宽度方向
199.b
z 电芯宽度方向
200.l纵向
201.l
z 电芯纵向
202.s
bz
电芯堆叠方向
203.s
el
电极堆方向

技术特征：
1.一种电池芯(14)，尤其用于汽车(2)的牵引电池(4)，该电池芯具有：-带有至少一个阳极(32)和至少一个阴极(34)的电极组件(30)，-其中，所述阳极(32)中的每一个都具有完全沿其纵向边(54)之一延伸的阳极接触部段(64)，其中，所述阴极(34)中的每一个都具有完全沿其纵向边(54)之一延伸的阴极接触部段(64)，-由第一壳体部分(26)和与第一壳体部分(26)电绝缘的第二壳体部分(28)组成的壳体(24)，电极组件(30)容纳在所述壳体中，-其中，阳极(32)中的每一个通过其阳极接触部段(64)与第一壳体部分(26)电连接，并且阴极(34)中的每一个通过其阴极接触部段(70)与第二壳体部分(28)电连接。2.根据权利要求1所述的电池芯(14)，其特征在于，在第一壳体部分(26)面向电极组件(30)的内侧(40)上设置导体元件(50)，其中，每个阳极接触部段(64)与导体元件(50)电连接。3.根据权利要求1或2所述的电池芯(14)，其特征在于，在阳极(32)的每一个中和/或阴极(34)的每一个中，纵向边(54)的长度大于宽度边(56)的长度，特别是至少是宽度边(56)的长度的两倍，优选是至少三倍。4.根据权利要求2或3所述的电池芯(14)，其特征在于，导体元件(50)上设有镍涂层。5.根据权利要求1至4中任一项的电池芯(14)，其特征在于，借助第一壳体部分(26)和借助第二壳体部分(28)分别形成用于第二壳体部分(28)的贴靠面或用于另外的电池芯(14)的第一壳体部分(26)的贴靠面。6.根据权利要求1至5中任一项所述的电池芯(14)，其特征在于，第一壳体部分(26)和/或第二壳体部分(28)在其内侧(40)上分别设有绝缘体(42)。7.根据权利要求6所述的电池芯(14)，其特征在于，绝缘体(42)具有用于导体元件(50)的凹口(48)，其中，导体元件(50)容纳在凹口(48)中并且在周侧与绝缘体(42)流体密封地连接。8.根据权利要求6或7所述的电池芯，其特征在于，为了将导体元件(50)与绝缘体(42)流体密封地连接，导体元件(50)在周侧与预密封带(78)连接，-其中，绝缘体(42)具有与连接有预密封带的导体元件(50)的轮廓相适配的轮廓，和/或-其中，绝缘体(42)的厚度等于连接有预密封带的导体元件(50)的厚度。9.根据权利要求2至8中任一项所述的电池芯(14)，其特征在于，导体元件(50)在其面向电极组件(30)的侧面具有突出的凸起(80)或凹陷。10.根据权利要求1至9中任一项所述的电池芯(14)，其特征在于，第一壳体部分(26)和第二壳体部分(28)由相同的材料、特别是铝或不锈钢形成。11.根据权利要求1至10中任一项所述的电池芯(14)，其特征在于，阳极接触部段(64)中的每一个都围绕平行于其纵向边(54)的纵向方向(l)弯曲到电极组件(30)的顶侧(72)，所述顶侧面向第一壳体部分(26)，并且阴极接触部段(70)中的每一个都围绕平行于其纵向边(54)的纵向方向(l)弯曲到电极组件(30)的底侧(74)，所述底侧面向第二壳体部分(28)。12.根据权利要求1至10中任一项所述的电池芯(14)，其特征在于，阳极接触部段(64)中的每一个与第一壳体部分(26)的端面(38)电连接，并且阴极接触部段(70)中的每一个与
第二壳体部分(28)的端面(38)电连接。13.根据权利要求1至12中任一项所述的电池芯(14)，其特征在于，在阳极接触部段(64)与第一壳体部分(26)或导体元件(50)的接触区域中和/或在阴极接触部段(70)与第二壳体部分(28)或另外的导体元件(52)的接触区域中，分别在电极组件(30)处设置有绝缘元件(76)。14.根据权利要求1至13中任一项所述的电池芯(14)，其特征在于，-在阳极(32)的每一个中，在其阳极接触部段(64)和其设有活性材料(62)的部段(60)之间布置设有电绝缘材料的绝缘部段(66)，和/或-在阴极(34)的每一个中，在其阴极接触部段(70)和其设有活性材料(62)的部段(60)之间布置设有电绝缘材料的绝缘部段(66)。15.根据权利要求1至14中任一项所述的电池芯(14)，其特征在于，阳极接触部段(64)与导体元件(50)或与第一壳体部分(26)力锁合地连接，和/或阴极接触部段(70)与另外的导体元件(52)或第二壳体部分(26)力锁合地连接。16.根据前述权利要求任一项所述的电池芯(14)，其特征在于，绝缘体(42)的厚度(d
i
)等于阳极接触部段(64)的厚度(d
an
)、导体元件(50)的厚度(d
l
)和绝缘元件(76)的厚度(d
e
)的和。17.一种用于牵引电池(4)的电池模块(6)，具有多个根据权利要求1至16中任一项所述的电池芯(14)，其中，电池芯(14)相对于堆叠方向(s)并排布置，并且其中，电池芯(14)之一的第一壳体部分(26)电连接到在电池堆叠方向(s
bz
)上最接近的电池芯(14)的第二壳体部分(28)。18.根据权利要求17所述的电池模块(6)，其特征在于，在两个电池芯(14)之间设置有导电冷却板(16)。19.一种电驱动汽车(2)，其具有牵引电池(4)，其中，牵引电池具有至少一个按照权利要求17或18所述的电池模块(6)和/或至少一个按照权利要求1至16中任一项所述的电池芯(14)。

技术总结
本发明涉及一种电池芯(14)。该电池芯具有带有至少一个阳极(32)和至少一个阴极(34)的电极组件(30)，其中，所述阳极(32)中的每一个都具有完全沿其纵向边(54)之一延伸的阳极接触部段(64)，其中，所述阴极(34)中的每一个都具有完全沿其纵向边(54)之一延伸的阴极接触部段(64)。此外，电池芯具有由第一壳体部分(26)和与第一壳体部分(26)电绝缘的第二壳体部分(28)组成的壳体(24)，电极组件(30)容纳在所述壳体中，其中阳极(32)中的每一个通过其阳极接触部段(64)与第一壳体部分(26)电连接，阴极(34)中的每一个通过其阴极接触部段(70)与第二壳体部分(28)电连接。本发明还涉及一种具有多个这种类型的电池芯(14)的电池模块(6)和一种电动汽车(2)，其牵引电池具有这样的电池芯(14)或这样的电池模块(6)。芯(14)或这样的电池模块(6)。芯(14)或这样的电池模块(6)。


技术研发人员：T
受保护的技术使用者：大众汽车股份公司
技术研发日：2021.12.16
技术公布日：2023/8/24