(57)【要約】      （修正有）【課題】作業コストの削減と、電極結合体に作用する大きな圧力によって電極結合体がずれたり又は電極結合体に損傷を与えることを防止するためのパウチフィルムの提供。【解決手段】パウチフィルム（３）は、電極結合体（５）を入れるための互いに分けられた袋（１２）を形成し、袋（１２）は電解質を透過させず、袋（１２）は、特に電池セルシステム（１）が稼働している状態において、物理的にパウチフィルム（３）を介して折り畳み可能に互いに結合している、電池セルシステム（１）のためのパウチフィルム（３）【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池セルシステム（１）のためのパウチフィルム（３）であって、
前記パウチフィルム（３）は、電極結合体（５）を入れるための互いに分けられた袋（１２）を形成し、前記袋（１２）は電解質を透過させず、前記袋（１２）は、特に前記電池セルシステム（１）が稼働している状態において、物理的に前記パウチフィルム（３）を介して折り畳み可能に互いに結合していることを特徴とする、パウチフィルム（３）。
【請求項２】
前記パウチフィルム（３）は、アルミニウムを含まず特に金属を含まない多層フィルムであることを特徴とする、請求項１に記載のパウチフィルム（３）。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれか１項に記載のパウチフィルム（３）を含む電池セルシステム（１）、特にリチウムイオン電池セルシステムであって、少なくとも２つの袋（１２）及び少なくとも２つの電極結合体（５）を含む前記電池セルシステム（１）において、
前記電極結合体（５）は、前記パウチフィルム（３）の前記互いに分けられた袋（１２）に入れられており、従って、各電極結合体（５）は、前記パウチフィルム（３）の袋（１２）と共にパウチセル（１０）を成し、前記パウチセル（１０）は、物理的に前記パウチフィルム（３）を介して折り畳み可能に互いに結合していることを特徴とする、電池セルシステム（１）。
【請求項４】
前記パウチフィルム（３）は、縦幅（Ｌ）及び横幅（Ｂ）を有し、特に、前記縦幅（Ｌ）は前記横幅（Ｂ）よりも長く、前記パウチフィルム（３）は、長手方向の伸長に沿って折り返されており、従って、２つのハーフパウチフィルム（３ａ、３ｂ）が存在し、前記２つのハーフパウチフィルム（３ａ、３ｂ）は重なり合って置かれており、かつ開いた端と、前記パウチフィルム（３）の前記折り返しにより閉じた端と、を有し、前記ハーフパウチフィルム（３ａ、３ｂ）は、空間的に互いに分けられた袋（１２）が存在するように、横（Ｂ）方向に特に規則的な間隔で接合されていることを特徴とする、請求項３に記載の電池セルシステム（１）。
【請求項５】
前記パウチフィルム（３）の前記袋（１２）の開いた端が縦（Ｌ）方向に、前記２つのハーフパウチフィルム（３ａ、３ｂ）を接合することにより、少なくとも部分的に密閉されていることを特徴とする、請求項３又は４に記載の電池セルシステム（１）。
【請求項６】
前記ハーフパウチフィルム（３ａ、３ｂ）の前記接合は、継ぎ目の形態により、特に、封止継ぎ目の形態で実現され、前記袋（１２）を横（Ｂ）方向に互いに分ける前記継ぎ目は横手方向継ぎ目（１４ａ）であり、前記袋（１２）を縦（Ｌ）方向に密閉する前記継ぎ目（１４）は、長手方向継ぎ目（１４ｂ）であることを特徴とする、請求項３〜５のいずれか１項に記載の電池セルシステム（１）。
【請求項７】
前記電極結合体（５）のアノードの少なくとも１つのアノード接触タブ（７）と、前記電極結合体（５）のカソードの少なくとも１つのカソード接触タブ（８）と、は、前記袋（１２）の同一の側で、特に互いにずれて前記袋（１２）から突出しており、又は、前記袋（１２）の互いに対向する側で、前記袋（１２）から突出していることを特徴とする、請求項３〜６のいずれか１項に記載の電池セルシステム（１）。
【請求項８】
請求項３〜７のいずれか１項に記載の電池セルシステム（１）を製造する方法であって、パウチフィルム（３）は、縦幅（Ｌ）及び横幅（Ｂ）を有し、特に、前記パウチフィルム（３）の前記縦幅（Ｌ）は前記横幅（Ｂ）より長い、前記方法おいて、以下の工程、即ち、
Ａ）少なくとも１つのアノード接触タブ（７）を有する少なくとも１つのアノードと、少なくとも１つのセパレータと、少なくとも１つのカソード接触タブ（８）を有する少なくとも１つのカソードと、を備える電極結合体（５）、特に積層された電極結合体（５）を前記パウチフィルム（３）に載せる工程であって、前記アノード接触タブ（７）と前記カソード接触タブ（８）とは、前記パウチフィルム（３）の第１の側方縦幅（Ｌ１）から、特に互いにずれて突出しており、前記電極結合体（５）は最大で、前記パウチフィルム（３）の前記横幅（Ｂ）の半分を覆い、かつ互いに間隔を置いて前記パウチフィルム（３）に載置される、前記載せる工程と、
Ｂ）前記パウチフィルム（３）を縦（Ｌ）方向に折り返す工程であって、前記パウチフィルム（３）の前記横幅Ｂが特に半分になり、前記パウチフィルム（３）は、第１のハーフパウチフィルム（３ａ）と第２のハーフパウチフィルム（３ｂ）とを有し、前記第１のハーフパウチフィルム（３ａ）と前記第２のハーフパウチフィルム（３ｂ）とは、前記電極結合体（５）がその内部に存在する一種の収納部を形成する、前記折り返す工程と、
Ｃ）前記パウチフィルム（３）の横（Ｂ）方向に、特に規則的な間隔で前記２つのハーフパウチフィルム（３ａ、３ｂ）を接合する工程であって、前記電極結合体（５）を包む互いに隣り合う袋（１２）が生じる、前記接合する工程と、
Ｄ）前記ハーフパウチフィルム（３ａ、３ｂ）の開いた端を接合する工程と、を有し、又は、
Ａ’）前記パウチフィルム（３）を縦（Ｌ）方向に折り返す工程であって、前記パウチフィルム（３）の前記横幅（Ｂ）が特に半分になり、前記パウチフィルム（３）は、第１のハーフパウチフィルム（３ａ）と第２のハーフパウチフィルム（３ｂ）とを有し、前記第１のハーフパウチフィルム（３ａ）と前記第２のハーフパウチフィルム（３ｂ）とは、前記電極結合体（５）をその中に入れることが可能な一種の収納部を形成する、前記折り返す工程と、
Ｂ’）前記パウチフィルム（３）の横（Ｂ）方向に、特に規則的な間隔で前記２つのハーフパウチフィルム（３ａ、３ｂ）を接合する工程であって、互いに隣り合う袋（１２）が生じる、前記接合する工程と、
Ｃ’）少なくとも１つのアノード接触タブ（７）を有する少なくとも１つのアノードと、少なくとも１つのセパレータと、少なくとも１つのカソード接触タブ（８）を有する少なくとも１つのカソードと、を備える電極結合体（５）を、前記パウチフィルム（３）の前記袋（１２）に入れる工程であって、前記アノード接触タブ（７）と前記カソード接触タブ（８）とは、特に互いにずれて前記袋（１２）から突出している、前記入れる工程と、
Ｄ’）前記ハーフパウチフィルム（３ａ、３ｂ）の開いた端を接合する工程と、を有する、方法。
【請求項９】
請求項３〜７のいずれか１項に記載の電池セルシステム（１）を製造する方法であって、パウチフィルム（３）は、縦幅（Ｌ）及び横幅（Ｂ）を有し、特に、前記パウチフィルム（３）の前記縦幅（Ｌ）は、前記横幅（Ｂ）より長く、前記パウチフィルム（３）は、空所（３３）を有する、前記方法おいて、以下の工程、即ち、
ＡＡ）少なくとも１つのアノード接触タブ（７）を有する少なくとも１つのアノードと、少なくとも１つのセパレータと、少なくとも１つのカソード接触タブ（８）を有する少なくとも１つのカソードと、を備える電極結合体（５）、特に積層された電極結合体（５）を、前記パウチフィルム（３）の特に中央に載せる工程であって、前記アノード接触タブ（７）と前記カソード接触タブ（８）とは、互いに対向する側で、前記パウチフィルム（３）の第１の側方横幅（Ｂ１）の方向、及び、前記パウチフィルム（３）の第２の側方横幅（Ｂ２）の方向に配置されており、前記電極結合体（５）は最大で、前記パウチフィルム（３）の前記横幅（Ｂ）の半分を覆い、かつ互いに間隔を置いて前記パウチフィルム（３）に載置される、前記載せる工程と、
ＢＢ）電極結合体（５）のアノード接触タブ（７）をそれぞれ、隣の電極結合体（５）のカソード接触タブ（８）と接触させる工程と、
ＣＣ）前記パウチフィルム（３）を縦（Ｌ）方向に折り返す工程、特に、縦（Ｌ）方向に前記パウチフィルム（３）の両側を折り返す工程であって、前記パウチフィルム（３）の前記横幅（Ｂ）が特に半分になり、前記パウチフィルム（３）は、前記電極結合体（５）がその内部に存在する一種の収納部を形成し、前記パウチフィルム（３）の前記空所（３３）は、互いに結合された前記アノード接触タブ（７）と前記カソード接触タブ（８）の上に配置されており、従って、前記アノード接触タブ（７）と前記カソード接触タブ（８）とが電気的に接触可能である、前記折り返す工程と、
ＤＤ）横（Ｂ）方向に特に規則的な間隔で、重なり合った前記パウチフィルム部分を接合する工程であって、前記電極結合体（５）を包む互いに隣り合う袋（１２）が生じる、前記接合する工程と、
ＥＥ）特に、前記パウチフィルム（３）の中央領域で、縦（Ｌ）方向に前記パウチフィルム（３）の前記開いた端を接合する工程と、
を含む、方法。
【請求項１０】
請求項３〜７のいずれか１項に記載の電池セルシステム（１）を製造する方法であって、パウチフィルム（３）は、縦幅（Ｌ）及び横幅（Ｂ）を有し、特に、前記パウチフィルム（３）の前記縦幅（Ｌ）は、前記横幅（Ｂ）より長い、前記方法おいて、以下の工程、即ち、
ＡＡＡ）少なくとも１つのアノード接触タブ（７）を有する少なくとも１つのアノードと、少なくとも１つのセパレータと、少なくとも１つのカソード接触タブ（８）を有する少なくとも１つのカソードと、を備える電極結合体（５）、特に積層された電極結合体（５）を前記パウチフィルム（３）に載せる工程であって、前記アノード接触タブ（７）と前記カソード接触タブ（８）とは、互いに対向する側で、前記パウチフィルム（３）の第１の側方横幅（Ｂ１）の方向、及び、前記パウチフィルム（３）の第２の側方横幅（Ｂ２）の方向に配置されており、前記電極結合体（５）は最大で、前記パウチフィルム（３）の前記横幅（Ｂ）の半分を覆い、かつ互いに間隔を置いて前記パウチフィルム（３）に載置される、前記載せる工程と、
ＢＢＢ）電極結合体（５）のアノード接触タブ（７）をそれぞれ、隣の電極結合体（５）のカソード接触タブ（８）と接触させる工程、及び、前記アノード接触タブ（７）及び前記カソード接触タブ（８）を、電圧タップである弱電流タブ（９）に接触させる工程であって、前記弱電流タブ（９）は、前記パウチフィルム（３）の第１の側方縦幅（Ｌ１）から突出している、前記接触させる工程と、
ＣＣＣ）前記パウチフィルム（３）を縦（Ｌ）方向に折り返す工程であって、前記パウチフィルム（３）の前記横幅（Ｂ）が特に半分になり、？は、第１のハーフパウチフィルム（３ａ）と第２のハーフパウチフィルム（３ｂ）とを有し、前記第１のハーフパウチフィルム（３ａ）と前記第２のハーフパウチフィルム（３ｂ）とは、前記電極結合体（５）がその内部に存在する一種の収納部を形成する、前記折り返す工程と、
ＤＤＤ）横（Ｂ）方向に特に規則的な間隔で、前記２つのハーフパウチフィルム（３ａ、３ｂ）を接合する工程であって、前記電極結合体（５）を包む互いに隣り合う袋（１２）が生じる、前記接合する工程と、
ＥＥＥ）前記ハーフパウチフィルム（３ａ、３ｂ）の開いた端を接合する工程と、を含む、方法。
【請求項１１】
電解質、特に液状の電解質が、前記パウチフィルム（３）の前記袋（１２）に入れられる、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記ハーフパウチフィルム（３ａ、３ｂ）の前記接合は、封止処理によって行われ、従って、封止継ぎ目が生じる、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記パウチフィルム（３）が横（Ｂ）方向に接合された際には、横手方向継ぎ目（１４ａ）の末端に１つ、２つ、又は３つのパーチフィルム突出部（１５）が形成される、請求項８〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１又は２のいずれか１項に記載のパウチフィルム（３）及び／又は請求項３〜７のいずれか１項に記載の電池セルシステム（１）を備える電池モジュール。
【請求項１５】
請求項１４に記載の電池モジュールを備えた電池。
【請求項１６】
電気自動車内、ハイブリッド自動車内、又はプラグインハイブリッド自動車内での、請求項１５に記載の電池の利用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立請求項の導入部に記載の、電池セルシステムのためのパウチフィルム、電池セルシステム、電池セルシステムを製造する方法、電池モジュール、及び電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池セルは、電気化学的なエネルギー貯蔵器であり、その放電時には蓄えられた化学的エネルギーが電気化学的な反応によって電気エネルギーに変換される。将来的に、風力発電所等の定置型の適用において、ハイブリッド自動車又は電気自動車として設計された自動車内で、及び、電子機器においても、信頼性、安全性、性能、及び寿命に対する要求が非常に高い新しい電池セルシステムが使用されることは明らかである。その高いエネルギー密度により、特にリチウムイオン電池が、電気で駆動する自動車のためのエネルギー貯蔵器として利用される。
【０００３】
米国特許出願公開第２０１３／０２７３４１３号明細書では、プレートに載置された複数のセルを有する電池が開示されている。使用可能な状態において、電池は非対称的な形状をしており、これにより、携帯用電子機器の内部で使用可能な空間を利用することが可能である。
【０００４】
国際公開第２０１４／０３８８９１号では、付属する包装の収納部に入れられた複数の電極集合体を含む二次電池を示している。この場合、包装は電極集合体間で仕切られており、従って、電極集合体は、その収納部内では互いに分けられて存在している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に基づいて、独立請求項の特徴的な特徴を備えた、電池セルシステムのためのパウチフィルム、及び、電池セルシステム、特にリチウムイオン電池セルシステム、電池セルシステムを製造する方法、電池モジュール、電池、並びに、電池の利用が提供される。
【０００６】
パウチフィルム（Ｐｏｕｃｈｆｏｌｉｅ）という概念は、本発明の枠組みにおいては、電解質を透過させないしなやかなフィルム、特に多層フィルムとして理解される。パウチフィルムは、例えばポリプロピレン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート及び／又はポリブチレンテレフタレートを含む。
【０００７】
パウチフィルムは、例えば、ラミネート（Ｌａｍｉｎａｔ）及びアルミニウムで構成される従来のパウチフィルムの代わりに、アルミニウムを含まないラミネート、特に金属を含まないラミネートを含む。パウチフィルムは、例えば、厚さが４０〜２００μｍであり、特に好適に、パウチフィルムは、厚さが１５３μｍである。
【０００８】
電極結合体という概念は、リチウムイオンが可逆的に出入りすることが可能な少なくとも１つのアノード及び少なくとも１つのカソードを含む結合体として理解される。リチウムイオンセルが充電される間に、リチウムイオンがカソードから電解質を通ってアノードへと移動しアノードに入る。同時に、電子が外部回路を介して、同じようにカソードからアノードへと移動する。リチウムイオンセルが放電した際には、上記の過程が逆方向に進行し、従って、リチウムイオンがアノードからカソードへと移動して、そこでカソードに入る。さらに、電極結合体は、アノードとカソードとを空間的及び電気的に互いに分離する少なくとも１つのセパレータを有する。アノード、セパレータ、及びカソードは、重なり合って捲き回されていてもよく、又は、積み重なって積層されていてもよい。カソードは、導電的に実現された例えばアルミニウムを含むカソードキャリア箔を含む。カソードキャリア箔には、カソード活物質、例えば様々なリチウム金属酸化物ＬｉＭｅＯを組み合わせたものが塗布される。代替的に、カソード活物質は非酸化物系の材料を含む。カソードキャリア箔の帯状側端には、例えば活物質が塗布されず、この帯状側端から、カソードの電気的接触のために役立つ例えば１つ以上のカソード接触タブが切り抜かれる。アノードは、導電的に実現された例えば銅を含むアノードキャリア箔を含む。アノードキャリア箔には、アノード活物質が少なくとも部分的に塗布される。アノード活物質は、例えば、自然黒鉛及び／又は合成黒鉛、ケイ素及び／又はチタン酸塩を含む。アノードキャリア箔の帯状側端には、例えば活物質が塗布されず、この帯状側端から、アノードの電気的接触のために役立つ例えば１つ以上のアノード接触タブが切り抜かれる。セパレータの材料は、例えばポリオレフィン、特にポリプロピレン及び／又はポリエチレン、フッ素化ポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミド、アルカン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン及び／又はポリブチレンテレフタレートを含む。
【０００９】
本発明に基づいて、電池セルシステムのためのパウチフィルムが開示され、パウチフィルムは、電極結合体を入れるための互いに分けられた袋を有する。袋は、電解質を透過させず、これにより例えば電解質のための隔膜として機能する。袋は、特に電池セルシステムが稼働している状態において、物理的にパウチフィルムを介して折り畳み可能に互いに結合している。その際に有利に、パウチフィルムは非常にしなやかであり、これにより、袋が繋がり合っている構造が非常に簡単に形成されうる。なぜならば、パウチフィルムは、損傷を受けることなく曲げられ、折り返され、加熱され、封止され、かつ製造後にも曲がりやすくて伸縮性に富み、折り畳みが可能だからである。さらに、パウチフィルムの製造は、１つのピースで連続的に行うことが可能であり、これにより低い作業コストが必要となって非常に時間効率が良いため、コストも節約される。さらに、パウチフィルムの材料コストが、例えば電極結合体の他の包装又は他のハウジング（例えば角柱形状のハードシェルハウジング）と比較して非常に低い。
【００１０】
さらに本発明に基づいて、少なくとも２つの袋及び少なくとも２つの電極結合体を含む対応するパウチフィルムを含む電池セルシステム、特にリチウムイオン電池セルシステムが開示される。電極結合体は、パウチフィルムの互いに分けられた袋に入れられている。従って各電極結合体が、パウチフィルムの袋と共に電池セル又はパウチセルを形成し、パウチセルは、物理的にパウチフィルムを介して折り畳み可能に互いに結合している。その際に有利に、このような電池セルシステムは非常にフレキシブルに（ｆｌｅｘｉｂｅｌ）形成されうる。袋が繋がっているパウチフィルムは、様々なやり方で折り畳むことが可能であり、従って、電池セルシステムの形状及び個別パウチセルの接触も、例えば必要な設置空間、大きさ、折り畳み技術、及び接触の可能性に関して個別に具体化される。さらに有利に、電池セルシステムには積み重ねる高さに関して制限がない。例えば、複数の電池セルシステムが積み重なっていてもよく、又は、繋がっているパウチセルが重なり合って配置されるように、少なくとも１つの電池セルシステムが折り畳まれる。さらに、提案する電池セルシステムは、使用されるセルの化学的性質に関して柔軟である。例えば電解質として固体材料が用いられた固体セルシステムが使用されうる。代替的に、液状の電解質も使用される。さらに、袋が設けられたパウチフィルムを含む電池セルシステムは、１００℃までの低温、中温、高温において使用可能である。さらに有利に、パウチフィルムの袋に入れられている電極結合体は、自身を包むしなやかなパウチフィルムにより膨らむことが可能であり、例えば、リチウムイオンの挿入及び脱離過程によって又は劣化により膨らむことが可能である。これにより、電極結合体に作用する大きな圧力によって電極結合体がずれたり又は電極結合体に損傷が与えられることが防止される。
【００１１】
本パウチフィルム及び電池セルシステムの更なる別の有利な実施形態は、従属請求項から明らかとなろう。
【００１２】
特に有利な実施形態において、パウチフィルムは、アルミニウムを含まず、特に金属を含まない。この場合にパウチフィルムは、電解質への隔膜となるが、湿気に対する隔膜にならない。対応するパウチフィルムを含む電池では、湿気に対する隔膜は、例えばモジュールレベルで導入される。アルミニウムを含まず、特に金属を含まないパウチフィルムでは有利に、パウチフィルムの切り口での、例えば絶縁帯状体の形態による電気的絶縁が必要ではない。これにより、コスト、材料、時間、及び作業力が節約される。さらに有利に、パウチフィルムの材料、特にラミネートに、アルミニウム又は金属が入れられないことで、パウチフィルムの衝突の危険性が排除される。さらに、アルミニウムを含まず、特に金属を含まないパウチフィルムは、例えば、アルミニウムを含んだパウチフィルムよりも薄くかつ軽量に実現される。さらに有利に、アルミニウムを含まず、特に金属を含まないパウチフィルムは、アルミニウム又は金属を含まないパウチフィルムよりも遥かに変形可能である。このことは、例えば対応するパウチフィルムを含む電池セルシステムの製造時に、粒子が、望まれていないのにパウチフィルムに達し又はパウチフィルムの内部へと達した場合に有利である。この場合にパウチフィルムは、損傷を受けたり又は穴が開いたりすることなく、粒子の周囲で膨張して粒子に対して適合しうる。さらに有利に、アルミニウムを含まず特に金属を含まない材料、特にラミネートは、アルミニウム又は金属を含む材料よりも明らかに安価である。
【００１３】
特に有利な実施形態において、パウチフィルムは、縦幅Ｌ及び横幅Ｂを有し、縦幅Ｌは、特に横幅Ｂよりも長い。パウチフィルムは、長手方向の伸長に沿って折り返されており、従って、重なり合って置かれた２つのハーフパウチフィルムが存在する。これにより、開いた端と、パウチフィルムの上記折り返しにより閉じた端と、が生じる。上記ハーフパウチフィルムは、空間的に互いに分けられた袋が存在するように、横方向に特に規則的な間隔で接合されている。その際に有利に、ハーフパウチフィルムの閉じた端は、既に繋がっているため接合する必要がない。
【００１４】
さらに有利に、パウチフィルムはワンピースで繋がっており、一方のハーフパウチフィルムを折り返す際又は横方向にハーフパウチフィルムを接合する際に、個々の構成要素に注意を払う必要がない。これにより、袋を含み互いに繋がったパウチフィルムの組み立てが、非常に容易にかつ迅速に実現される。代替的な実施形態において、ハーフパウチフィルムが、横方向に非規則的な間隔で接合される。このことは例えば、パウチフィルムによって繋がった個別パウチセルが続いて折り畳まれる際に有利でありうる。
【００１５】
特に好適な実施形態において、パウチフィルムの袋の開いた端が縦方向に、ハーフパウチフィルムを接合することにより、少なくとも部分的に密閉されている。これにより、有利に、少なくとも電解質のためにシールされた空間が袋の内部に生じ、この空間に電解質が例えば充填され又は挿入される。この場合パウチフィルムの袋は、例えば汚染からも防護され、例えば粒子から防護される。なぜならば、粒子はシールされたパウチフィルムを通過できないからである。
【００１６】
特に好適な実施形態において、ハーフパウチフィルムの接合は、継ぎ目の形態により、特に封止継ぎ目の形態で実現される。その際に、袋を横方向に互いに分ける継ぎ目は横手方向継ぎ目であり、袋を縦方向に密閉する継ぎ目は、長手方向継ぎ目である。有利に、上記の継ぎ目は、一方では同様に柔軟であり、例えば或る程度まで伸張可能であるが、ハーフパウチフィルムを固定してまとめる。
【００１７】
特に好適な実施形態において、電極結合体のアノードの少なくとも１つのアノード接触タブと、電極結合体のカソードの少なくとも１つのカソード接触タブとは、袋の同一の側で特に互いにずれて袋から突出している。アノード接触タブとカソード接触タブとは、電気的接触のために役立つ。電極結合体のアノードの少なくとも１つのアノード接触タブと、電極結合体のカソードのカソード接触タブと、が袋の同一の側で特に互いにずれて袋から突出する場合に、上記接触タブがパウチフィルムの方を向いておらず、従って、アノード接触タブ及びカソード接触タブの電気的接触のために十分な空間が存在することは有利である。代替的に、電極結合体のアノードの少なくとも１つのアノード接触タブと、電極結合体のカソードのカソード接触タブとは、袋の互いに対向する側で袋から突出している。その際には有利に、駆動時の非常に均一な電流密度が得られる。
【００１８】
以下では、本発明に係る電池セルシステムを製造するための第１の方法であって、アノード接触タブとカソード接触タブとが電極結合体の同一の側に配置されている、上記第１の方法が開示される。電池セルシステムのパウチフィルムは、縦幅及び横幅を有し、パウチフィルムの縦幅は横幅よりも特に長い。第１の方法は、以下の工程を有する。
【００１９】
Ａ）少なくとも１つのアノード接触タブを有する少なくとも１つのアノードと、少なくとも１つのセパレータと、少なくとも１つのカソード接触タブを有する少なくとも１つのカソードと、を備える電極結合体をパウチフィルムに載せる工程であって、アノード接触タブとカソード接触タブとは、パウチフィルムの第１の縦幅から特に互いにずれて突出している、上記載せる工程。その際に、電極結合体は最大で、パウチフィルムの横幅の半分を覆い、かつ互いに間隔を置いてパウチフィルムに載置されている。電極結合体は、例えば、積層された形状により存在する。即ち、電極結合体のアノード、セパレータ、及びカソードが互いに重なって積層している。代替的に、電極結合体は互いに巻き回された状態にある。
【００２０】
Ｂ）パウチフィルムが縦方向に折り返され、従って、パウチフィルムの横幅が特に半分になり、パウチフィルムは、第１のハーフパウチフィルムと、第２のハーフパウチフィルムと、を有する。第１のハーフパウチフィルムと第２のハーフパウチフィルムとは、電極結合体がその内部に存在する一種の収納部（Ｅｉｎｂｕｃｈｔｕｎｇ）を形成する。
【００２１】
Ｃ）パウチフィルムの横方向に特定の間隔で２つのハーフパウチフィルムを接合する工程であって、電極結合体を包む互いに隣り合う袋が生じる、上記接合する工程。２つのハーフパウチフィルムが結合される間隔は、有利に規則的である。代替的に、上記間隔は規則的でなくてもよい。ハーフパウチフィルムの接合は、特に封止によって接合される。
【００２２】
Ｄ）ハーフパウチフィルムを互いに封着させることで、ハーフパウチフィルムの開いた端を接合する工程。
【００２３】
本発明に係る電池セルシステムを製造するための第１の方法の第１の変形例では、処理工程が、順番を入れ替えて行われる。第１の変形例における第１の方法は、以下の工程を有する。
【００２４】
Ａ’）パウチフィルムを縦方向に折り返す工程であって、パウチフィルムの横幅が特に半分になり、パウチフィルムは、第１のハーフパウチフィルムと第２のハーフパウチフィルムとを有する、上記折り返す工程。上記ハーフパウチフィルムは、電極結合体をその中に入れることが可能な一種の収納部を形成する。
【００２５】
Ｂ’）パウチフィルムの横方向に、特定の間隔で２つのハーフパウチフィルムを接合する工程であって、互いに隣り合う袋が生じる、上記接合する工程。上記間隔は、規則的なものとして、又は代替的に、非規則的なものとして選択される。ハーフパウチフィルムの接合は、特に封止によって行われる。
【００２６】
Ｃ’）電極結合体をパウチフィルムの袋に入れる工程。電極結合体は、少なくとも１つのアノード接触タブを有する少なくとも１つのアノードと、少なくとも１つのセパレータと、少なくとも１つのカソード接触タブを有する少なくとも１つのカソードと、を含む。電極結合体は、アノード接触タブとカソード接触タブとがパウチフィルムの第１の縦幅のから特に互いにずれて突出するように、パウチフィルムの袋に入れられる。
【００２７】
Ｄ’）ハーフパウチフィルムを互いに封着させることで、ハーフパウチフィルムの開いた端を接合する工程。
【００２８】
第１の方法の上記２つの変形例における実行される処理工程の順番は、入れ替えられてもよい。例えば、第１の方法の第１の変形例では、工程Ｄは工程Ｃの前にも行われうる。
【００２９】
さらに、本発明に係る電池セルシステムを製造するための第２の方法であって、アノード接触タブとカソード接触タブとは、電極結合体の互いに対向する側に配置される、上記第２の方法が開示される。電池セルシステムのパウチフィルムは、縦幅及び横幅を有し、パウチフィルムの縦幅は、パウチフィルムの横幅よりも特に長い。さらに、パウチフィルムは、例えば半円形状に形成された空所を有する。代替的に、空所は、任意の他の形状をしていてもよい。第２の方法は、以下の工程を有する。
【００３０】
ＡＡ）少なくとも１つのアノード接触タブを有する少なくとも１つのアノードと、少なくとも１つのセパレータと、少なくとも１つのカソード接触タブを有する少なくとも１つのカソードと、を備える電極結合体を、パウチフィルムの特に中央に載せる工程。その際には、アノード接触タブとカソード接触タブとが、互いに対向する側で、パウチフィルムの第１の側方横幅の方向、及びパウチフィルムの第２の側方横幅の方向に配置されている。電極結合体は最大で、パウチフィルムの横幅の半分を覆い、かつ互いに間隔を置いてパウチフィルムに載置されている。電極結合体は、例えば、積層された形状で存在する。即ち、アノードと、セパレータと、カソードとが互いに重なって積層している。代替的に、電極結合体は、互いに巻き回された状態にある。
【００３１】
ＢＢ）電極結合体のアノード接触タブをそれぞれ、隣の電極結合体のカソード接触タブと接触させる工程。上記接触は、例えば溶接によって、特にレーザ溶接によって、又はロールクラッディング（Ｗａｌｚｐｌａｔｔｉｅｒｅｎ）によって行われる。
【００３２】
ＣＣ）パウチフィルムの両側を縦方向に折り返す工程であって、パウチフィルムの横幅が特に半分になり、パウチフィルムは、電極結合体がその内部に存在する一種の収納部を形成する、上記折り返す工程。その際に、第１のパウチフィルム部分と第２のパウチフィルム部分が、パウチフィルムの中央の方向に折り返され、従って、電極結合体は、パウチフィルムによって囲まれる。その際に、折り返された２つのパウチフィルム部分は、パ一フィルムの特に中央に存在する領域で重なり合う。パウチフィルムの空所は、パウチフィルム部分が折り返された後で、互いに結合されたアノード接触タブとカソード接触タブの上に配置される。空所によって、アノード接触タブ及びカソード接触タブの直接的な接触が可能となり、従って、アノード接触タブ及びカソード接触タブを、例えば、電池モジュールの全てのパウチセルの均等な電圧をもたらうす補正線と電気的に接触させることが可能である、接続することが可能である。代替的に、空所は、パウチフィルム部分が折り返された状態になってはじめてパウチフィルムに導入される。
【００３３】
ＤＤ）横方向に特定の間隔で、重なり合ったパウチフィルム領域を接合する工程であって、電極結合体を包む互いに隣り合う袋が生じる、上記接合する工程。２つのハーフパウチフィルムが接合される間隔は、有利に規則的である。代替的に、上記間隔は、非規則であってもよい。特に有利な実施形態において、重なり合ったパウチフィルム部分は、パウチフィルムの空所の周りで接合され、特に互いに封着させられる。
【００３４】
ＥＥ）縦方向にパウチフィルムの開いた端を接合する工程であって、袋の全ての側方がシールされる、上記接合する工程。パウチフィルムの中央の方向に２つのハーフパウチフィルムを予め折り返すことによって、この２つのパウチフィルム部分が１つの領域で重なり合い、電極結合体の中央に存在する。２つのパウチフィルム部分の接合は、特に封止によって行われる。
【００３５】
第２の方法の実行される処理工程の順序は、入れ替えられてもよい。例えば、工程ＢＢは、工程ＡＡの前に行われてもよく、又は、工程ＥＥは工程ＤＤの前に行われてもよい。
【００３６】
さらに、本発明に係る電池セルシステムを製造するための第３の方法であって、アノード接触タブとカソード接触タブとが電極結合体の互いに対向する側に配置される、上記第３の方法が開示される。電池セルシステムのパウチフィルムは、縦幅及び横幅を有し、パウチフィルムの縦幅は横幅よりも特に長い。第３の方法は、以下の工程を有する。
【００３７】
ＡＡＡ）電極結合体をパウチフィルムに載せる工程であって、電極結合体は、少なくとも１つのアノード接触タブを有する少なくとも１つのアノードと、少なくとも１つのセパレータと、少なくとも１つのカソード接触タブを有する少なくとも１つのカソードと、を備える、上記載せる工程。アノード接触タブとカソード接触タブとは、互いに対向する側で、パウチフィルムの第１の側方横幅の方向、及び、パウチフィルムの第２の側方横幅の方向に配置されている。その際に、電極結合体は最大でパウチフィルムの横幅の半分を覆い、かつ互いに間隔を置いてパウチフィルムに載置されている。電極結合体は、例えば、積層された形状で存在している。即ち、アノードと、セパレータと、カソードと、が互いに重なって積層している。代替的に、電極結合体は、互いに巻き回された状態にある。
【００３８】
ＢＢＢ）電極結合体のアノード接触タブをそれぞれ、隣の電極結合体のカソード接触タブと接触させる工程、及び、アノード接触タブ及びカソード接触タブを、電圧タップである弱電流タブに接触させる工程であって、弱電流タブはパウチフィルムの第１の側方縦幅から突出している、上記接触させる工程。
【００３９】
ＣＣＣ）縦方向にパウチフィルムを折り返す工程であって、パウチフィルムの横幅が特に半分になり、第１のハーフパウチフィルムと第２のハーフパウチフィルムとを有する。上記ハーフパウチフィルムは、電極結合体がその内部に存在する一種の収納部を形成する。
【００４０】
ＤＤＤ）横方向に特定の間隔で２つのハーフパウチフィルムを接合する工程であって、電極結合体を包む互いに隣り合う袋が生じる、上記接合する工程。２つのハーフパウチフィルムが接合される間隔は、有利に規則的である。代替的に、上記間隔は不規則であってもよい。２つのハーフパウチフィルムの接合は、特に封止によって行われる。
【００４１】
ＥＥＥ）特に封止によって、ハーフパウチフィルムの開いた端を接合する工程。
【００４２】
第３の方法の実行される処理工程の順序は、入れ替えられてもよい。例えば、工程ＢＢＢは、工程ＡＡＡの前に行われてもよく、又は、工程ＥＥＥは工程ＤＤＤの前に行われてもよい。
【００４３】
上記方法のうちの１つの方法の好適な実施形態において、電解質、特に液状の電解質が、パウチフィルムの袋に入れられる。電解質は、リチウムイオン導体として機能し、アノード及びカソードでリチウムイオンの挿入及び脱離過程が生じうるようにする。電解質は、例えば、電動度塩、即ち例えば六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）、六フッ化ヒ酸リチウム（ＬｉＡｓＦ６）又はテトラフルオロホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ４）が溶けている非環式炭酸塩の混合物（例えば、炭酸エチルメチル、炭酸ジメチル又は炭酸ジメチル）又は環式炭酸塩の混合物（例えば、炭酸エチレン、又は、炭酸プロピレン）を含む。
【００４４】
特に好適な実施形態において、ハーフパウチフィルムの接合は、封止処理によって行われ、従って、封止継ぎ目が生じる。封止処理とは、例えば、熱的な封止処理又は超音波による封止処理である。封止によるシーリングの場合有利に、緊密で良好な結合が生じる。さらに有利に、封止部は層の厚さが薄く、これにより拡散プロセスが防止される。さらに封止によって、シール効果が特に安定している材料結合（ｍａｔｅｒｉａｌｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇｅ  Ｖｅｒｂｉｎｄｕｎｇ）が得られる。
【００４５】
上記方法のうちの１つの方法の一実施形態において、パウチフィルムの横手方向継ぎ目が接合された際には、その末端に１つ、２つ、又は３つのパウチフィルム突出部が形成される。
【００４６】
さらに、本発明に係るパウチフィルム及び／又は本発明に係る電池セルシステムを備える電池モジュールが開示される。さらに、本発明に係る電池モジュールを備える電池、及び、電気自動車、ハイブリッド自動車、又はプラグイン（Ｐｌｕｇ−ｉｎ）ハイブリッド自動車での電池の利用が開示されている。代替的に、電池は、船舶、二輪車、飛行機、定置型のエネルギー貯蔵器、電動工具、娯楽用ＡＶ機器、及び／又は家電で利用される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
本発明の実施形態が図面に示され、以下の図面についての記載において詳細に解説される。
【図１】パウチフィルム及び電極結合体を含む本発明に係る電池セルシステムの第１の実施形態の立体的に眺めた概略図を示す。
【図２】図１に係る電池セルシステムを上から眺めた概略図を示す。
【図３】図２に係る切断線Ｋ‐Ｋ’に沿った横断面の概略図を示す。
【図４ａ】パウチセルの間のパウチフィルムの突起部が折り畳まれていない状態で、図１に係る第１の側方縦幅Ｌ１を側方から立体的に眺めた概略図を示す。
【図４ｂ】パウチセルの間のパウチフィルムの突起部が折り畳まれた状態で、図１に係る第１の側方縦幅Ｌ１を側方から立体的に眺めた概略図を示す。
【図５】工程Ａ〜Ｄを含む、第１の実施形態における本発明に係る電池セルシステムを製造するための第１の方法の概略図を示す。
【図６】第２の実施形態における本発明に係る電池セルシステムを製造するための第２の方法の工程ＡＡ及び工程ＢＢの概略図、及び第２の実施形態におけるパウチフィルム及び電極結合体を含む本発明に係る電池セルシステムを上から眺めた概略図を示す。
【図７】第３の実施形態におけるパウチフィルム及び電極結合体を含む本発明に係る電池セルシステムの一部を上から眺めた概略図を示す。
【図８】第４の実施形態におけるパウチフィルム及び電極結合体を含む本発明に係る電池セルシステムの一部を上から眺めた概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
図１及び図２には、本発明に係る電池セルシステム１の第１の実施形態が示されている。図１には、電池セルシステム１の立体図が示されており、図２には、電池セルシステム１の上面図が示されている。電池セルシステム１は、パウチフィルム３と、３つの電極結合体５と、を有する。３つの電極結合体５は、任意の数の電極結合体５の例として示されている。パウチフィルム３は、縦幅Ｌと、横幅Ｂと、を有し、縦幅Ｌは横幅Ｂよりも長い。さらに、パウチフィルム３は、側方縦幅Ｌ１と、当該第１の側方縦幅Ｌ１に対向する第２の側方縦幅Ｌ２と、第１の側方横幅Ｂ１と、当該第２の側方横幅Ｂ１に対向する第２の側方横幅Ｂ２と、を有する。パウチフィルム３は、互いに分けられた袋１２を有し、この袋１２は、折り畳み可能に互いに結合している。パウチフィルム３は、電解質を透過させない。各電極結合体５は、アノード接触タブ７を有するアノードと、セパレータと、カソード接触タブ８を有するカソードと、を有し、アノード接触タブ７を有するアノードと、セパレータと、カソード接触タブ８を有するカソードとは、重なり合って積層した状態にある。図示されない代替的な実施形態において、電極結合体５は、複数のアノード及び／又はアノード接触タブ７と、複数のカソード及び／又はカソード接触タブ８と、を有する。パウチフィルム３の各袋１２には、アノード接触タブ７とカソード接触タブ８とが互いにずれてパウチフィルム３の第１の側方縦幅Ｌ１から突出するように、電極結合体５が入れられている。各電極結合体５が、パウチフィルム３の袋１２と共にパウチセル１０を形成する。パウチフィルム３は例えば、少なくとも１つのプラスチック、特に、例えばポリエチレン及び／又はポリプロピレン等のポリオレフィンを含むラミネートを含む。一実施形態において、パウチフィルム３は、アルミニウムを含まず、特に金属を含まない。パウチフィルム３は、長手方向の伸長に沿って折り返されており、従って、第１のハーフパウチフィルム３ａと、第２のハーフパウチフィルム３ｂと、が存在する。ハーフパウチフィルム３ａ、３ｂには、横（Ｂ）方向に、特に規則的な間隔で横手方向継ぎ目１４ａが入れられており、この横手方向継ぎ目１４ａが、空間的に互いに分かれた袋１２を形成する。横手方向継ぎ目１４ａは、例えば、例えば、２つのハーフパウチフィルム３ａ、３ｂを互いに封着させることで入れられる。パウチフィルム３の袋１２は、縦（Ｌ）方向に、長手方向継ぎ目１４ｂにより密閉されており、この長手方向継ぎ目１４ｂは、例えば、ハーフパウチフィルム３ａ、３ｂの開いた端を封着させることで入れられる。その際には、アノード接触タブ７及びカソード接触タブ８も、当該アノード接触タブ７及びカソード接触タブ８がハーフパウチフィルム３ａ、３ｂと接触する領域で一緒に封着される。パウチフィルム３の袋１２には、例えば電解質、特に液状の電解質が入れられ、その際に、袋１２は電解質のための隔膜を成す。
【００４９】
図３には、図２に係る切断線Ｋ‐Ｋ’に沿った横断面が示されている。パウチフィルム３が電極結合体５を袋１２の形態により包み、従ってパウチセル１０が形成されていることが、図３から分かる。電極結合体５のアノード接触タブ７が、２つのハーフパウチフィルム３ａ、３ｂから突出している。パウチフィルム３の袋１２からアノード接触タブ７が出たところに長手方向継ぎ目１４ｂが形成され、この長手方向継ぎ目１４ｂは、袋１２からアノード接触タブ７が出でいる領域で、アノード接触タブ７をパウチフィルム３と緊密に結合する。
【００５０】
図４ａ及び図４ｂには、図１に係る第１の側方縦幅Ｌ１が示されている。繋がったパウチセル１０が２つだけ示されている。このパウチセル１０は、任意の数のパウチセル１０の例として示されている。以下では、パウチセル１０の間のパウチフィルム３の突出部５に関する詳細についてのみ記載する。図４ａでは、突出部１５は、折り畳まれていない状態で示されており、従って、図４ａで示す折り畳みパタンが存在する。ここでは、中央領域１５ａが、両サイドに存在する領域１５ｂによって囲まれている。図４ｂでは、パウチセル１０が互いに向かって押し付けられており、従ってパウチセル１０が互いにより近くに存在する。この場合、突出部１５は折り畳まれた状態にある。両サイド存在する領域１５ｂは、当該両サイド存在する領域１５ｂが各パウチセル１０の方向に折り畳まれ又はパタンと折られることで、各パウチセル１０と直接的に接触している。その際に、両サイド存在する領域１５ｂは幾らかパウチセル１０から突出している。この場合、中央領域１５ａは、少なくとも、両サイド存在する領域１５ｂに対してほぼ直交して配置されており、折り目が、ほぼＨ字形状に対応している。中央領域１５ａから両サイド存在する領域１５ｂへの移行部では、少なくともパウチセル１０のレベルで移行部ごとに、特に封着によって、横手方向継ぎ目１４ｂが入れられている。代替的に、少なくとも１つの横手方向継ぎ目１４ｂは、中央領域１５ａにおいて、少なくともパウチセル１０のレベルに入れられ又は封止される。さらに代替的に、中央領域１５ａが完全に全幅に亘って封止され、又は、少なくとも横幅の大部分に亘って封止される。
【００５１】
図５ａ〜図５ｄには、第１の実施形態における本発明に係る電池セルシステム１を製造するための第１の方法が示されており、ここでは、アノード接触タブ７とカソード接触タブ８とが、電極結合体５の同一の側に配置されている。電池セルシステム１は、例示的に３つの電極結合体５を有し、この３つの電極結合体５は、任意の数の電極結合体５の例として示されている。電池セルシステム１のパウチフィルム３は、縦幅Ｌと、横幅Ｂと、を有し、パウチフィルム７の縦幅Ｌは、横幅Ｂよりも特に長い。
【００５２】
図５ａには、処理工程Ａが示されている。電極結合体５が、パウチフィルム３に置かれる。電極結合体５は、少なくとも１つのアノード接触タブ７を有する少なくとも１つのアノードと、少なくとも１つのセパレータと、少なくとも１つのカソード接触タブ８を有する少なくとも１つのカソードと、を含む。電極結合体５は、アノード接触タブ７とカソード接触タブ８とがパウチフィルム３の第１の側方縦幅Ｌ１から互いにずれて突出するように、パウチフィルム３に載置される。その際に、電極結合体５は、パウチフィルム３の横幅Ｂのほぼ半分を覆い、かつ互いに間隔を置いてパウチフィルム３に載置される。電極結合体５は、例えば積層された形態により存在する。即ち、アノードと、セパレータと、カソードとが、重なり合って積層された状態にある。代替的に、電極結合体５は、互いに捲き回された状態にある。図５ａでは、次の処理工程Ｂが半円形の矢印によって既に暗示されており、この半円形の矢印は、パウチフィルム３の第２の側方縦幅Ｌ２が電極結合体５の方向に折り返されることを表している。
【００５３】
図５ｂには、処理工程Ｂが示されている。パウチフィルム３は、縦（Ｌ）方向に折り返されており、従って、パウチフィルム３の横幅Ｂがほぼ半分になり、パウチフィルム３は、第１のハーフパウチフィルム３ａと、第２のハーフパウチフィルム３ｂと、を有する。図５ｂでは、第１のハーフパウチフィルム３ａのみ見える。ハーフパウチフィルム３ａ、３ｂは、一種の収納部（Ｅｉｎｂｕｃｈｔｕｎｇ）を成し、この内部に電極結合体５が存在する。
【００５４】
図５ｃには、処理工程Ｃが示されている。２つのハーフパウチフィルム３ａ、３ｂが、パウチフィルム３の横（Ｂ）方向に、規則的な間隔で接合される。このようにして、互いに隣り合う袋１２が生じ、当該袋１２によって電極結合体５は包まれる。各電極結合体５が、パウチフィルム３の袋１２と共にパウチセル（Ｐｏｕｃｈｚｅｌｌｅ）１０を形成する。図示しない代替的な実施形態において、２つのハーフパウチフィルム３ａ、３ｂが接合される間隔は不規則である。ハーフパウチフィルム３ａ、３ｂの接合は、例えば封止処理（Ｓｉｅｇｅｌｖｅｒｆａｈｒｅｎ）によって行われる。その際には、横手方向継ぎ目１４ａが生じ、特に封止継ぎ目（Ｓｉｅｇｅｌｎａｈｔ）が生じる。
【００５５】
図５ｄには、処理工程Ｄが示されている。ハーフパウチフィルム３ａ、３ｂの開いた端が、例えばハーフパウチフィルム３ａ、３ｂが互いに封着されることで接合されている。その際に、一貫した長手方向継ぎ目１４ｂが生じ、アノード接触タブ７及びカソード接触タブ８がパウチフィルム３に載置された領域で、長手方向継ぎ目１４ｂがアノード接触タブ７及びカソード接触タブ８も一緒に密閉し、従って、パウチフィルム３の袋１２が緊密に密閉される。図５ａ〜図５ｄに示した第１の方法の処理工程は、順番を入れ替えても行うことが可能である。
【００５６】
図６ａには、第２の実施形態における本発明に係る電池セルシステム１を製造するための第２の方法の処理工程ＡＡ及びＢＢが示されている。電極結合体５のアノード接触タブ７とカソード接触タブ８とは、電極結合体５の互いに対向する側に配置されている。電池セルシステム１のパウチフィルム３は、縦幅Ｌと横幅Ｂとを有し、その際に、パウチフィルム３の縦幅Ｌは横幅Ｂよりも特に長い。さらに、パウチフィルム３は、例えば半円形状に形成された空所３３を有する。代替的に、空所３３は、他の任意の形状であってもよい。工程ＡＡにおいて、少なくとも１つのアノード接触タブ７を有する少なくとも１つのアノードと、少なくとも１つのセパレータと、少なくとも１つのカソード接触タブ８を有する少なくとも１つのカソードと、を有する電極結合体５が、パウチフィルム３の中央に置かれる。その際に、アノード接触タブ７は、パウチフィルム３の第１の側方横幅Ｂ１の方向を指しており、カソード接触タブ８は、パウチフィルム３の第２の側方横幅Ｂ２の方向を指している。電極結合体５は、パウチフィルム３の横幅Ｂのほぼ半分を覆い、かつ互いに間隔を置いてパウチフィルム３に載置されている。電極結合体５は、例えば積層された形態により存在する。即ち、アノードと、セパレータと、カソードとが重なって積層している。代替的に、電極結合体５は互いに捲き回された状態にある。工程ＢＢでは、電極結合体５の各カソード接触タブ７が、隣の電極結合体５のカソード接触タブ８と電気的に接触させられる。この接触は、例えば溶接、特にレーザ溶接、又はロールクラッディングによって行われる。図６ａには、半円形の矢印によって既に次の工程ＣＣが示されており、この半円形の矢印は、電極結合体５の方向にパウチフィルム３が両側で折り返されることを表している。図示されない工程ＣＣにおいて、パウチフィルム３は、第１の側方縦幅Ｌ１及び第１の側方縦幅Ｌ１が、縦（Ｌ）に沿って電極結合体５の方向に折り返されており、従ってパウチフィルム３の横幅Ｂがほぼ半分になっている。パウチフィルム３は一種の収容部を形成し、その内部に電極結合体５が存在する。ここで、折り返された２つのパウチフィルム部分は、パウチフィルム３の特に中央に存在する領域において重なり合う。他の全ての処理工程の成果物が、図６ｂに示される。
【００５７】
図６ｂには、第２の実施形態における、袋３及び電極結合体５を含む本発明に係る電池セルシステム１の一部の上面図が示されている。以下では、図１に示した第１の実施形態に係る電池セルシステム１とは異なる特徴のみ記載する。パウチフィルム３の空所３３は、パウチフィルム部分が折り返された後で、互いに結合されたアノード接触タブ７及びカソード接触タブ８の上に存在する。空所３３によって、アノード接触タブ７及びカソード接触タブ８への直接的な接触が可能であり、例えば、アノード接触タブ７及びカソード接触タブ８を、電池モジュールの全てのパウチセルの均等な電圧をもたらす平衡化線と電気的に接触させることが可能である。工程ＤＤによって、パウチフィルム３の互いに重なり合ったパウチフィルム部分が、横（Ｂ）方向に規則的な間隔で接合され、特に互いに封着させられ、従って、互いに隣合う袋１２を形成する横手方向継ぎ目１４ａが形成される。横手方向継ぎ目１４ａは、空所３３の周りを囲み、従って、この空所３３も同様に封着され、従って隙間がない。処理工程ＥＥによって、パウチフィルム部分３の開いた端が縦（Ｌ）方向に接合され、特に封止され、従って、一貫した長手方向継ぎ目１４ｂが形成され、袋１２が特に完全にシールされる。長手方向継ぎ目１４ｂは、電極結合体５の中央に配置されている。代替的に、長手方向継手１４ｂは、任意の他の場所に箇所される。
【００５８】
図７には、第３の方法により製造される、第３の実施形態におけるパウチフィルム３及び電極結合体５を含む本発明に係る電池セルシステム１の一部の上面図を示している。図１に示した第１の実施形態に係る電池セルシステム１とは異なって、電極結合体５のアノード接触タブ７とカソード接触タブ８とは、電極結合体５の互いに対向する側に配置されている。電極結合体５のアノード接触タブ７は、隣の電極結合体５のカソード接触タブ８と接触している。さらに、電極結合体５のアノード接触タブ７は、弱電流タブ８に接触しており、隣の電極結合体５のカソード接触タブ８が、同じ弱電流タブ８に接触している。弱電流タブ８は、当該弱電流タブ８がパウチフィルム３の側方縦幅Ｌ１から突出するように、配置されている。弱電流タブ８は、セル監視システムＣＳＣに電気的に接触する平衡化のための平衡化線、所謂バランシング線（Ｂａｌａｎｃｉｎｇ  ｌｉｎｅ）との接触のために役立つ。アノード接触タブ７とカソード接触タブ８とは、パウチフィルム３の横手方向継ぎ目１４ａの内部に存在し、従って、アノード接触タブ７とカソード接触タブ８とは少なくとも部分的に一緒に封止されている。弱電流タブ９は、当該弱電流タブ９がハーフパウチフィルム３ａ、３ｂに接触する領域で、長手方向継ぎ目１４ｂによって一緒に封止されている。
【００５９】
図８には、本発明に係る電池セルシステム１の第４の実施形態が示されている。以下では、図１に示した第１の実施形態に係る電池セルシステム１とは異なる特徴のみ記載する。電極結合体５の接触タブ７、８は、短い電極結合体‐側方横幅部に配置されている。電池セルシステム１の隣り合う電極結合体５が２つずつ互いに向き合っており、即ち、２つの電極結合体５のアノード接触タブ７とカソード接触タブ８とが、互いに向き合っている。１の電極結合体５の１のアノード接触タブ７がそれぞれ、隣の電気結合体５のカソード接触タブ８と電気的に接触している。図８では、パウチセル１０の２つの接触タブ７、８のうちの一方のみ接触しており、他方の接触タブ７、８はそれぞれ開放されており、従って電池セルシステム１を折り畳んだ後に、上記他方の接触タブ７、８を、図８では折り畳まれていない状態では反対側を向いている隣のパウチセル１０と接触させることが可能である。このようにして、パウチセルの並列回路が得られる。代替的に、個別のパウチセル同士の並列回路も得られる。接触タブは有利にすべて同じ長さである。図８では、幾つかの接触タブ７、８が、分かり易さのためにより短く示されている。パウチフィルム３は、空所３３を有する。パウチフィルム３の空所３３は、互いに結合されたアノード接触タブ７及びカソード接触タブ８の上に存在する。空所３３によって、アノード接触タブ７及びカソード接触タブ８への直接的な接触が可能であり、従って、アノード接触タブ７及びカソード接触タブ８を電気的に接触させて、平衡化線と接続することが可能である。図示されない代替的な実施形態において、各空所は、互いに結合された接触タブの対ごとに、湿気に対してぴったり閉まっていないパウチフィルム３に形成される。横手方法継ぎ目１４ａが、空所３３をぐるりと取り囲んで封止する。
【００６０】
図１、図２、及び、図５〜図８に示した電池セルシステム１の各変形例では、電極結合体５を９０°分だけ回転させることが可能であり、その際に、接触タブ７、８の向きはそのまま保たれ、従って上記の図に示したように存在する。
【図１】
2018113253.tif 000003
【図２】
2018113253.tif 000004
【図３】
2018113253.tif 000005
【図４ａ】
2018113253.tif 000006
【図４ｂ】
2018113253.tif 000007
【図５】
2018113253.tif 000008
【図６】
2018113253.tif 000009
【図７】
2018113253.tif 000010
【図８】
2018113253.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月23日(2018.2.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池セルシステム（１）のためのパウチフィルム（３）であって、
前記パウチフィルム（３）は、電極結合体（５）を入れるための互いに分けられた袋（１２）を形成し、前記袋（１２）は電解質を透過させず、前記袋（１２）は、前記電池セルシステム（１）が稼働している状態において、物理的に前記パウチフィルム（３）を介して折り畳み可能に互いに結合していることを特徴とする、パウチフィルム（３）。
【請求項２】
前記パウチフィルム（３）は、アルミニウムを含まず金属を含まない多層フィルムであることを特徴とする、請求項１に記載のパウチフィルム（３）。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれか１項に記載のパウチフィルム（３）を含むリチウムイオン電池セルシステムであって、少なくとも２つの袋（１２）及び少なくとも２つの電極結合体（５）を含む前記電池セルシステム（１）において、
前記電極結合体（５）は、前記パウチフィルム（３）の前記互いに分けられた袋（１２）に入れられており、従って、各電極結合体（５）は、前記パウチフィルム（３）の袋（１２）と共にパウチセル（１０）を成し、前記パウチセル（１０）は、物理的に前記パウチフィルム（３）を介して折り畳み可能に互いに結合していることを特徴とする、電池セルシステム（１）。
【請求項４】
前記パウチフィルム（３）は、縦幅（Ｌ）及び横幅（Ｂ）を有し、前記縦幅（Ｌ）は前記横幅（Ｂ）よりも長く、前記パウチフィルム（３）は、長手方向の伸長に沿って折り返されており、従って、２つのハーフパウチフィルム（３ａ、３ｂ）が存在し、前記２つのハーフパウチフィルム（３ａ、３ｂ）は重なり合って置かれており、かつ開いた端と、前記パウチフィルム（３）の前記折り返しにより閉じた端と、を有し、前記ハーフパウチフィルム（３ａ、３ｂ）は、空間的に互いに分けられた袋（１２）が存在するように、横（Ｂ）方向に規則的な間隔で接合されていることを特徴とする、請求項３に記載の電池セルシステム（１）。
【請求項５】
前記パウチフィルム（３）の前記袋（１２）の開いた端が縦（Ｌ）方向に、前記２つのハーフパウチフィルム（３ａ、３ｂ）を接合することにより、少なくとも部分的に密閉されていることを特徴とする、請求項３又は４に記載の電池セルシステム（１）。
【請求項６】
ハーフパウチフィルム（３ａ、３ｂ）の接合は、封止継ぎ目の形態で実現され、前記袋（１２）を横（Ｂ）方向に互いに分ける前記継ぎ目は横手方向継ぎ目（１４ａ）であり、前記袋（１２）を縦（Ｌ）方向に密閉する前記継ぎ目（１４）は、長手方向継ぎ目（１４ｂ）であることを特徴とする、請求項３〜５のいずれか１項に記載の電池セルシステム（１）。
【請求項７】
前記電極結合体（５）のアノードの少なくとも１つのアノード接触タブ（７）と、前記電極結合体（５）のカソードの少なくとも１つのカソード接触タブ（８）と、は、前記袋（１２）の同一の側で、互いにずれて前記袋（１２）から突出しており、又は、前記袋（１２）の互いに対向する側で、前記袋（１２）から突出していることを特徴とする、請求項３〜６のいずれか１項に記載の電池セルシステム（１）。
【請求項８】
請求項３〜７のいずれか１項に記載の電池セルシステム（１）を製造する方法であって、パウチフィルム（３）は、縦幅（Ｌ）及び横幅（Ｂ）を有し、前記パウチフィルム（３）の前記縦幅（Ｌ）は前記横幅（Ｂ）より長い、前記方法おいて、以下の工程、即ち、
Ａ）少なくとも１つのアノード接触タブ（７）を有する少なくとも１つのアノードと、少なくとも１つのセパレータと、少なくとも１つのカソード接触タブ（８）を有する少なくとも１つのカソードと、を備える積層された電極結合体（５）を前記パウチフィルム（３）に載せる工程であって、前記アノード接触タブ（７）と前記カソード接触タブ（８）とは、前記パウチフィルム（３）の第１の側方縦幅（Ｌ１）から、互いにずれて突出しており、前記電極結合体（５）は最大で、前記パウチフィルム（３）の前記横幅（Ｂ）の半分を覆い、かつ互いに間隔を置いて前記パウチフィルム（３）に載置される、前記載せる工程と、
Ｂ）前記パウチフィルム（３）を縦（Ｌ）方向に折り返す工程であって、前記パウチフィルム（３）の前記横幅Ｂが半分になり、前記パウチフィルム（３）は、第１のハーフパウチフィルム（３ａ）と第２のハーフパウチフィルム（３ｂ）とを有し、前記第１のハーフパウチフィルム（３ａ）と前記第２のハーフパウチフィルム（３ｂ）とは、前記電極結合体（５）がその内部に存在する一種の収納部を形成する、前記折り返す工程と、
Ｃ）前記パウチフィルム（３）の横（Ｂ）方向に、規則的な間隔で前記２つのハーフパウチフィルム（３ａ、３ｂ）を接合する工程であって、前記電極結合体（５）を包む互いに隣り合う袋（１２）が生じる、前記接合する工程と、
Ｄ）前記ハーフパウチフィルム（３ａ、３ｂ）の開いた端を接合する工程と、を有し、又は、
Ａ’）前記パウチフィルム（３）を縦（Ｌ）方向に折り返す工程であって、前記パウチフィルム（３）の前記横幅（Ｂ）が半分になり、前記パウチフィルム（３）は、第１のハーフパウチフィルム（３ａ）と第２のハーフパウチフィルム（３ｂ）とを有し、前記第１のハーフパウチフィルム（３ａ）と前記第２のハーフパウチフィルム（３ｂ）とは、前記電極結合体（５）をその中に入れることが可能な一種の収納部を形成する、前記折り返す工程と、
Ｂ’）前記パウチフィルム（３）の横（Ｂ）方向に規則的な間隔で前記２つのハーフパウチフィルム（３ａ、３ｂ）を接合する工程であって、互いに隣り合う袋（１２）が生じる、前記接合する工程と、
Ｃ’）少なくとも１つのアノード接触タブ（７）を有する少なくとも１つのアノードと、少なくとも１つのセパレータと、少なくとも１つのカソード接触タブ（８）を有する少なくとも１つのカソードと、を備える電極結合体（５）を、前記パウチフィルム（３）の前記袋（１２）に入れる工程であって、前記アノード接触タブ（７）と前記カソード接触タブ（８）とは互いにずれて前記袋（１２）から突出している、前記入れる工程と、
Ｄ’）前記ハーフパウチフィルム（３ａ、３ｂ）の開いた端を接合する工程と、を有する、方法。
【請求項９】
請求項３〜７のいずれか１項に記載の電池セルシステム（１）を製造する方法であって、パウチフィルム（３）は、縦幅（Ｌ）及び横幅（Ｂ）を有し、前記パウチフィルム（３）の前記縦幅（Ｌ）は、前記横幅（Ｂ）より長く、前記パウチフィルム（３）は、空所（３３）を有する、前記方法おいて、以下の工程、即ち、
ＡＡ）少なくとも１つのアノード接触タブ（７）を有する少なくとも１つのアノードと、少なくとも１つのセパレータと、少なくとも１つのカソード接触タブ（８）を有する少なくとも１つのカソードと、を備える積層された電極結合体（５）を、前記パウチフィルム（３）の中央に載せる工程であって、前記アノード接触タブ（７）と前記カソード接触タブ（８）とは、互いに対向する側で、前記パウチフィルム（３）の第１の側方横幅（Ｂ１）の方向、及び、前記パウチフィルム（３）の第２の側方横幅（Ｂ２）の方向に配置されており、前記電極結合体（５）は最大で、前記パウチフィルム（３）の前記横幅（Ｂ）の半分を覆い、かつ互いに間隔を置いて前記パウチフィルム（３）に載置される、前記載せる工程と、
ＢＢ）電極結合体（５）のアノード接触タブ（７）をそれぞれ、隣の電極結合体（５）のカソード接触タブ（８）と接触させる工程と、
ＣＣ）前記パウチフィルム（３）を縦（Ｌ）方向に折り返す工程であって、縦（Ｌ）方向に前記パウチフィルム（３）の両側を折り返す工程であって、前記パウチフィルム（３）の前記横幅（Ｂ）が半分になり、前記パウチフィルム（３）は、前記電極結合体（５）がその内部に存在する一種の収納部を形成し、前記パウチフィルム（３）の前記空所（３３）は、互いに結合された前記アノード接触タブ（７）と前記カソード接触タブ（８）の上に配置されており、従って、前記アノード接触タブ（７）と前記カソード接触タブ（８）とが電気的に接触可能である、前記折り返す工程と、
ＤＤ）横（Ｂ）方向に規則的な間隔で、重なり合ったパウチフィルム部分を接合する工程であって、前記電極結合体（５）を包む互いに隣り合う袋（１２）が生じる、前記接合する工程と、
ＥＥ）前記パウチフィルム（３）の中央領域で、縦（Ｌ）方向に前記パウチフィルム（３）の開いた端を接合する工程と、
を含む、方法。
【請求項１０】
請求項３〜７のいずれか１項に記載の電池セルシステム（１）を製造する方法であって、パウチフィルム（３）は、縦幅（Ｌ）及び横幅（Ｂ）を有し、前記パウチフィルム（３）の前記縦幅（Ｌ）は、前記横幅（Ｂ）より長い、前記方法おいて、以下の工程、即ち、
ＡＡＡ）少なくとも１つのアノード接触タブ（７）を有する少なくとも１つのアノードと、少なくとも１つのセパレータと、少なくとも１つのカソード接触タブ（８）を有する少なくとも１つのカソードと、を備える積層された電極結合体（５）を前記パウチフィルム（３）に載せる工程であって、前記アノード接触タブ（７）と前記カソード接触タブ（８）とは、互いに対向する側で、前記パウチフィルム（３）の第１の側方横幅（Ｂ１）の方向、及び、前記パウチフィルム（３）の第２の側方横幅（Ｂ２）の方向に配置されており、前記電極結合体（５）は最大で、前記パウチフィルム（３）の前記横幅（Ｂ）の半分を覆い、かつ互いに間隔を置いて前記パウチフィルム（３）に載置される、前記載せる工程と、
ＢＢＢ）電極結合体（５）のアノード接触タブ（７）をそれぞれ、隣の電極結合体（５）のカソード接触タブ（８）と接触させる工程、及び、前記アノード接触タブ（７）及び前記カソード接触タブ（８）を、電圧タップである弱電流タブ（９）に接触させる工程であって、前記弱電流タブ（９）は、前記パウチフィルム（３）の第１の側方縦幅（Ｌ１）から突出している、前記接触させる工程と、
ＣＣＣ）前記パウチフィルム（３）を縦（Ｌ）方向に折り返す工程であって、前記パウチフィルム（３）の前記横幅（Ｂ）が半分になり、前記パウチフィルム（３）は、第１のハーフパウチフィルム（３ａ）と第２のハーフパウチフィルム（３ｂ）とを有し、前記第１のハーフパウチフィルム（３ａ）と前記第２のハーフパウチフィルム（３ｂ）とは、前記電極結合体（５）がその内部に存在する一種の収納部を形成する、前記折り返す工程と、
ＤＤＤ）横（Ｂ）方向に規則的な間隔で、前記２つのハーフパウチフィルム（３ａ、３ｂ）を接合する工程であって、前記電極結合体（５）を包む互いに隣り合う袋（１２）が生じる、前記接合する工程と、
ＥＥＥ）前記ハーフパウチフィルム（３ａ、３ｂ）の開いた端を接合する工程と、を含む、方法。
【請求項１１】
液状の電解質が、前記パウチフィルム（３）の前記袋（１２）に入れられる、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
ハーフパウチフィルム（３ａ、３ｂ）の前記接合は、封止処理によって行われ、従って、封止継ぎ目が生じる、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記パウチフィルム（３）が横（Ｂ）方向に接合された際には、横手方向継ぎ目（１４ａ）の末端に１つ、２つ、又は３つのパーチフィルム突出部（１５）が形成される、請求項８〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１又は２のいずれか１項に記載のパウチフィルム（３）及び／又は請求項３〜７のいずれか１項に記載の電池セルシステム（１）を備える電池モジュール。
【請求項１５】
請求項１４に記載の電池モジュールを備えた電池。
【請求項１６】
電気自動車内、ハイブリッド自動車内、又はプラグインハイブリッド自動車内で利用される、請求項１５に記載の電池。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
ＣＣＣ）縦方向にパウチフィルムを折り返す工程であって、パウチフィルムの横幅が特に半分になり、前記パウチフィルム（３）は、第１のハーフパウチフィルムと第２のハーフパウチフィルムとを有する。上記ハーフパウチフィルムは、電極結合体がその内部に存在する一種の収納部を形成する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
図４ａ及び図４ｂには、図１に係る第１の側方縦幅Ｌ１が示されている。繋がったパウチセル１０が２つだけ示されている。このパウチセル１０は、任意の数のパウチセル１０の例として示されている。以下では、パウチセル１０の間のパウチフィルム３の突出部５に関する詳細についてのみ記載する。図４ａでは、突出部１５は、折り畳まれていない状態で示されており、従って、図４ａで示す折り畳みパタンが存在する。ここでは、中央領域１５ａが、両サイドに存在する領域１５ｂによって囲まれている。図４ｂでは、パウチセル１０が互いに向かって押し付けられており、従ってパウチセル１０が互いにより近くに存在する。この場合、突出部１５は折り畳まれた状態にある。両サイド存在する領域１５ｂは、当該両サイド存在する領域１５ｂが各パウチセル１０の方向に折り畳まれ又はパタンと折られることで、各パウチセル１０と直接的に接触している。その際に、両サイド存在する領域１５ｂは幾らかパウチセル１０から突出している。この場合、中央領域１５ａは、少なくとも、両サイド存在する領域１５ｂに対してほぼ直交して配置されており、折り目が、ほぼＨ字形状に対応している。中央領域１５ａから両サイド存在する領域１５ｂへの移行部では、少なくともパウチセル１０のレベルで移行部ごとに、特に封着によって、横手方向継ぎ目１４ａが入れられている。代替的に、少なくとも１つの横手方向継ぎ目１４ａは、中央領域１５ａにおいて、少なくともパウチセル１０のレベルに入れられ又は封止される。さらに代替的に、中央領域１５ａが完全に全幅に亘って封止され、又は、少なくとも横幅の大部分に亘って封止される。
【外国語明細書】
2018113253000001.pdf