(57)【要約】  電気化学セル（１０）は、電極スタック（１２）と、当該電極スタック（１２）と接続されている少なくとも一つの電流導体（１６，１８）と、当該電極スタック（１２）を少なくとも部分的に包囲するケーシング（１４）とを有しており、前記少なくとも一つの電流導体（１６，１８）は少なくとも部分的に前記ケーシング（１４）から外部に延伸している。前記電気化学セル（１０）の前記ケーシング（１４）に少なくとも一つの加熱装置（２２，２３）が組み込まれており、当該加熱装置は少なくとも一つの好ましくは平坦な加熱ゾーン（２７）を有しており、当該加熱ゾーンは少なくとも前記ケーシング（１４）の一部の領域に延在する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気化学セル（１０）のためのケーシング（１４）であって、
少なくとも一つの加熱装置（２２，２３）が当該ケーシング（１４）に組み込まれており、当該加熱装置は、好ましくは平坦である少なくとも一つの加熱ゾーン（２７）を有しており、当該加熱ゾーンは少なくとも前記ケーシング（１４）の一部の領域に延在することを特徴とするケーシング。
【請求項２】
前記少なくとも一つの加熱装置（２２，２３）の前記少なくとも一つの加熱ゾーン（２７）は、前記ケーシング（１４）の幾何学的形状若しくは大きさ又はその両方に適合されている幾何学的形状若しくは大きさ又はその両方を有していることを特徴とする請求項１に記載のケーシング。
【請求項３】
前記加熱装置（２２，２３）は電気的加熱装置を有していることを特徴とする請求項１または２に記載のケーシング。
【請求項４】
前記加熱装置（２２，２３）は少なくとも一つの加熱ゾーン（２７）を有しており、当該加熱ゾーンは概ね前記ケーシング（１４）内の一平面の内側に延在することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のケーシング。
【請求項５】
前記加熱装置（２２，２３）は少なくとも一つの供給接続部（２４）を有しており、当該少なくとも一つの供給接続部（２４）は概ね前記加熱装置（２２，２３）の前記加熱ゾーン（２７）の前記平面内に配設されていることを特徴とする請求項４に記載のケーシング。
【請求項６】
電極スタック（１２）と、当該電極スタック（１２）と接続されている少なくとも一つの電流導体（１６，１８）と、当該電極スタック（１２）を少なくとも部分的に包囲するケーシング（１４）とを有する電気化学セルであって、前記少なくとも一つの電流導体（１６，１８）が少なくとも部分的に前記ケーシング（１４）から外部に延伸している電気化学セルにおいて、
前記ケーシング（１４）は請求項１から５のいずれか一項の記載に従って構成されていることを特徴とする電気化学セル。
【請求項７】
前記ケーシング（１４）は少なくとも一つの主たる平面を有しており、当該ケーシング（１４）の前記少なくとも一つの加熱装置（２２，２３）の１つもしくは複数の前記加熱ゾーン（２７）は概ね、前記主たる平面全体にわたって延在していることを特徴とする請求項６に記載の電気化学セル。
【請求項８】
ハウジング（２８）と、当該ハウジング（２８）内に配設された請求項６または７に記載の少なくとも一つの電気化学セル（１０）とを有している電気化学的エネルギー貯蔵装置。
【請求項９】
前記エネルギー貯蔵装置は少なくとも二つの電気化学セル（１０）を有しており、前記エネルギー貯蔵装置の全ての電気化学セルは請求項６または７の記載に従って構成されていることを特徴とする請求項８に記載の電気化学的エネルギー貯蔵装置。
【請求項１０】
前記エネルギー貯蔵装置は、少なくとも一つの接続要素（３０，３２）を有しており、当該接続要素は、１つの前記電気化学セル（１０）の１つの前記電流導体（１６，１８）もしくは複数の前記電気化学セル（１０）の複数の前記電流導体（１６，１８）と接続されており、前記少なくとも一つの接続要素（３０，３２）は少なくとも部分的に、前記ハウジング（２８）から外部に延伸しており、
１つまたは複数の前記セル（１０）の１つまたは複数の前記ケーシング（１４）の１つまたは複数の前記加熱装置（２２，２３）は、前記接続要素（３０，３２）に接続されているか、または接続可能であることを特徴とする請求項８または９に記載の電気化学的エネルギー貯蔵装置。
【請求項１１】
前記エネルギー貯蔵装置は少なくとも一つのさらなる接続要素（３４）を有しており、当該さらなる接続要素は、１つの前記電気化学セル（１０）の前記少なくとも一つの加熱装置（２２，２３）の前記供給接続部（２４）、もしくは、複数の前記電気化学セル（１０）の前記加熱装置（２２）の前記供給接続部（２４）と接続されているか、または接続可能であり、前記少なくとも一つのさらなる接続要素（３４）は、少なくとも部分的に、前記ハウジング（２８）から外部に延伸していることを特徴とする請求項８から１０のいずれか一項に記載の電気化学的エネルギー貯蔵装置。
【請求項１２】
前記接続要素（３０，３２）との接続と、前記さらなる接続要素（３４）との接続とを切り替えるための切り替え装置（３６）が設けられていることを特徴とする請求項１０及び１１に記載の電気化学的エネルギー貯蔵装置。
【請求項１３】
１つまたは複数の前記電気化学セル（１０）の１つまたは複数の前記ケーシング（１４）の１つまたは複数の前記加熱装置（２２，２３）は前記エネルギー貯蔵装置のバッテリー・マネジメント・システム（３４）によって操作可能であることを特徴とする請求項８から１２のいずれか一項に記載の電気化学的エネルギー貯蔵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気化学セルのためのケーシングと、そのようなケーシングを有する電気化学セルおよび少なくとも一つのこのような電気化学セルを有する電気化学的エネルギー貯蔵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気化学的貯蔵装置として、バッテリー（一次貯蔵装置）と、蓄電池（二次貯蔵装置）が知られており、当該バッテリーと蓄電池は、１つまたは複数の貯蔵セルから構成されており、当該貯蔵セルにおいて、充電電流が供給される際、カソードとアノードの間の電気化学的充電反応において電解質内もしくは電解質間で、電気エネルギーが化学エネルギーに変換され、そのようにして貯蔵され、当該貯蔵セルにおいて、電気的消費部が接続される際、電気化学的放電反応において化学エネルギーが電気エネルギーに変換される。このとき一次貯蔵装置は通常、一回だけ充電されるとともに充電後に除去されるが、二次貯蔵装置は複数（数百から１００００を超える）サイクルの充電および放電を可能とする。これに関連して注意すべき点は、特に自動車の領域では、蓄電池もバッテリーと称されることである。
【０００３】
本発明は自動車の駆動部に電流を供給するためのリチウムイオンバッテリーに関して説明される。しかしながら本発明は電気化学セルおよびバッテリーの化学的性質および構造型式に関わらず、また、駆動力を供給される駆動部の種類に関わらず、用いられ得る点を指摘しておく。
【０００４】
従来技術から、電極スタックを有する電気化学セルであって、当該電極スタックが少なくとも部分的にケーシングに包囲されている電気化学セルが知られている。ケーシングは電極スタックから化学物質が環境に漏出するのを防止する一方、セルの構成要素と環境との望ましくない相互作用を防ぐべきであり、例えば水または水蒸気に対してセルの構成要素を保護すべきである。
【０００５】
また、電気化学的エネルギー貯蔵装置の効率、充電容量、出力、および寿命は当該電気化学的エネルギー貯蔵装置の動作温度に依存することが知られている。従って電気エネルギーが化学エネルギーに変換される間、およびその逆の変換の間に、逆行不能の（不可逆的）化学反応が生じ、当該不可逆的化学反応がエネルギー貯蔵装置の劣化を招く。従って電気化学的エネルギー貯蔵装置のセル内部の温度が上昇するにつれて、エネルギーの変換が速まるのと並び、エネルギー貯蔵装置の劣化も加速する。セル内の温度が過度に上昇すると、エネルギー貯蔵装置が破壊される危険さえある。従ってこのような電気化学的エネルギー貯蔵装置の冷却を行うための様々な手段が知られている。
【０００６】
一方で多くの電気化学的エネルギー貯蔵装置は下方動作温度を上回って初めて効率的かつ確実に動作する。当該下方動作温度は特にエネルギー貯蔵装置および当該エネルギー貯蔵装置のセルの構造型式と、作用原理に依存する。従って電気化学的エネルギー貯蔵装置の使用目的、応用、および周囲温度によっては、当該電気化学的エネルギー貯蔵装置の温度を熱供給によって上昇させることが望ましい場合がある。
【０００７】
例えば図５Ａに示されるように、電気化学セルの内部抵抗Ｒｉは低い温度Ｔに向かって、非常に大きく増大する。その結果、例えば図５Ｂに例示されるように、セルの電力損失Ｐｖは低い温度に向かって大きく増大し、それに応じてセルの効率Ｗは低い温度に向かって減少する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、熱が供給され得る改良された電気化学的エネルギー貯蔵装置を創出することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題は独立請求項に記載の説示によって達成される。本発明の好ましいさらなる構成は、従属請求項の対象となっている。
【００１０】
本発明により、少なくとも一つの加熱装置が組み込まれている電気化学セルのためのケーシングが提供されている。当該少なくとも一つの加熱装置は、好ましくは平坦である少なくとも一つの加熱ゾーンを有しており、当該加熱ゾーンは少なくともケーシングの一部の領域に延在する。
【００１１】
本発明によりまた、電気化学セルが提供されており、当該電気化学セルは電極スタックと、当該電極スタックと接続されている少なくとも一つの電流導体と、当該電極スタックを少なくとも部分的に包囲する本発明に係るケーシングとを有しており、前記少なくとも一つの電流導体が少なくとも部分的にケーシングから外部に延伸している。
【００１２】
本発明によりさらに、電気化学的エネルギー貯蔵装置が提供されており、当該電気化学的エネルギー貯蔵装置はハウジングと、当該ハウジング内に配設された少なくとも一つの本発明に係る電気化学セルとを有している。
【００１３】
本発明によれば少なくとも一つの加熱装置が電気化学的エネルギー貯蔵装置の電気化学セルのケーシングに組み込まれている。このようにして加熱装置は調整すべきセルもしくは当該セルの調整すべき構成要素に対して非常に近く設けられており、それによって加熱装置によって作られた熱は可能な限り損失なしに、セルもしくは当該セルの構成要素に伝えられ得る。これにより加熱装置の高い効率を達成できる。加熱装置をセルのケーシングに組み込むことによってさらに、場合によっては、セル内の温度分布をより均一にすることができる。
【００１４】
ケーシングに組み込まれた少なくとも一つの加熱装置によって、電気化学的エネルギー貯蔵装置は周囲温度が低いときでも、最適な動作温度で作動され、それによって高い効率で作動され得る。
【００１５】
少なくとも一つの加熱装置を電気化学セルのケーシングに組み込むことによりさらに、セルのコンパクトな構成型式が実現される。さらに好適に、電気化学セルの製造後、加熱装置を別個に取り付けることがなくなる。
【００１６】
本発明において「電気化学的エネルギー貯蔵装置」とは、電気エネルギーを取り出すことができるあらゆる種類のエネルギー貯蔵装置であって、当該エネルギー貯蔵装置の内部で電気化学反応が経過するエネルギー貯蔵装置と理解すべきである。当該概念は、あらゆる種類のエネルギー貯蔵装置、特に一次バッテリーおよび二次バッテリーを含んでいる。電気化学的エネルギー貯蔵装置は少なくとも一つの電気化学セル、好ましくは複数の電気化学セルを有している。複数の電気化学セルは、比較的大きな充電量を貯蔵するために並列に接続されているか、所望の動作電圧を得るために直列に接続されているか、あるいは並列接続と直列接続の組み合わせを形成し得る。
【００１７】
本発明において「電気化学セル」または「電気化学的エネルギー貯蔵装置」とは、電気エネルギーの放出に役立つ装置のことであり、エネルギーは化学的な形で貯蔵される。再充電可能な二次バッテリーの場合、セルはまた、電気エネルギーを受容し、化学エネルギーに変換し、かつ、貯蔵するために形成されている。電気化学セルの形状（すなわち、特に大きさと幾何学的形体）は、使用可能な空間に応じて選択され得る。好適に電気化学セルは概ね角柱状、または円柱状に形成されている。
【００１８】
これに関連して「電極スタック」とは、少なくとも二つの電極と、当該電極の間に設けられた電解質からなる構造体と理解すべきである。電解質は部分的にセパレータに収容されていてよい。その場合、セパレータは電極を分離する。電極スタックは好ましくは複数の層の電極とセパレータを有しており、同一の極性の電極はそれぞれ、好ましくは電気的に相互に接続されており、特に並列接続されている。電極は例えばプレート状または箔状に形成されており、好ましくは概ね互いに平行に設けられている（角柱型エネルギー貯蔵セル）。電極スタックはまた、捲回されているとともに円柱形状を有していてよい（円柱型エネルギー貯蔵セル）。「電極スタック」という概念は、このような電極コイルも含むべきである。電極スタックはリチウムまたは他のアルカリ金属を、イオン型でも有し得る。
【００１９】
本発明に関連して「電流導体」とは、電気化学セルの導電性の構成要素と理解すべきであり、当該構成要素は電気エネルギーをセルに搬入するとともに、セルから搬出するのに用いられる。電気化学セルは通常、二種類の電流導体を有しており、当該二種類の電流導体はそれぞれ、セルの内部において二つの電極または電極グループ、すなわちアノードもしくはカソードのうちの一つと導電的に接続されている。言い換えれば、セルの電極スタックの個々の電極が独自の電流導体を有するか、もしくは、電極スタックの同じ極性を有する電極同士が共通の電流導体と接続されている。電流導体の形状は電気化学セルもしくは当該電気化学セルの電極スタックの形状に適合されている。
【００２０】
「ケーシング」という概念は、電極スタックから周囲に化学物質が漏出することを防ぐとともに、電極スタックの構成要素を有害な外部の影響から保護するのに好適なあらゆる種類の装置を含むべきである。ケーシングは１つまたは複数の成形部材から形成されてもよく、若しくは箔状に形成されてもよく、又は１つまたは複数の成形部材から箔状に形成されてもよい。ケーシングはまた、単層式または多層式に形成されていてよい。さらにケーシングは概ね剛性の材料から、または弾性材料から製造されていてよい。組み込まれた加熱装置から電気化学セルの内部への熱供給を向上させるために、ケーシングは少なくともセル内部に対向する当該ケーシングの面が、好適に熱伝導的に形成されている。ケーシングはさらに、好ましくは気密であり、かつ、電気的に絶縁性の材料または層状複合体から形成されている。ケーシングは電極スタックを、好ましくは出来る限り隙間およびエアクッションを有さずに包囲し、それによってケーシングと電気化学セルの内部との間で良好な熱伝導が可能となる。
【００２１】
「加熱ゾーン」という概念は、加熱装置の部分であって、加熱作用とセルの内部への熱供給とが行われる部分を表すべきである。これに関連して「平坦な」加熱ゾーンとは、二つの空間方向に実質的に拡張しており、そのようにして有効な伝熱面を有している加熱ゾーンと理解すべきである。
【００２２】
本発明によれば「少なくとも一つの加熱装置」が電気化学セルのケーシングに組み込まれているべきである。これは、好ましくは一つ、二つ、三つ、四つ、またはそれ以上の加熱装置がケーシングに組み込まれていることを意味する。概ね角柱型のセルであって、二つの主たる面もしくは主たる平面を有するセルの場合、好ましくは一つの加熱装置がケーシングの主たる面に組み込まれているか、または、それぞれ一つの加熱装置がケーシングの二つの主たる面のうちの一つに組み込まれている。二つの加熱装置が、ケーシングの二つの主たる面のうちの一つ、あるいは二つの主たる面に組み込まれていることも、同様に好ましい。
【００２３】
これに関連して「組み込まれていること」という概念は、加熱要素という構成要素の、ケーシングという構成要素へのあらゆる種類の組み込みを意味する。加熱装置をケーシングに組み込むことにより好ましくは、プレハブ構成要素が生じ、当該プレハブ構成要素は電気化学セルを製造する際に構成部材として扱われ得る。組み込むことは特に、ケーシングの材料に応じて、好適な製造方法を用いて実施される。少なくとも一つの加熱装置とケーシングの結合は、好ましくは材料接続、摩擦接続および形状接続のうちの少なくとも１つである。このとき組み込むことにより好ましくは、加熱装置をケーシングの材料内部において略完全に包囲することができる。加熱装置をケーシングの材料内部において部分的に包囲すると同時に、加熱装置をケーシングのセル内部に対向する面において、若しくはケーシングのセル内部に背向する面において、又はその両方において、少なくとも部分的に開放することも同様に好ましい。
【００２４】
本発明の好ましいさらなる構成を以下に説明する。
【００２５】
少なくとも一つの加熱装置の少なくとも一つの加熱ゾーンは好適に、ケーシングの幾何学的形状もしくは大きさまたはその両方に適合されている幾何学的形状もしくは大きさまたはその両方を有している。幾何学的形状もしくは大きさまたはその両方をこのように適合させることにより、ケーシング内の加熱装置から電気化学セルの内部への熱伝達の効率と均一性が高められる。このような適合の際に好ましくは、ケーシングの面もしくは平面には、できる限り大きな面積で、あるいはほとんど完全に、少なくとも一つの加熱装置の少なくとも一つの加熱ゾーンが設けられている。少なくとも一つの加熱装置は好ましくはちょうど一つの加熱ゾーンを有するが、二つまたはそれ以上の、別個の、または互いに結合された加熱ゾーンを有していてもよい。
【００２６】
加熱装置は好適に電気的加熱装置を有している。電気的加熱装置は容易に操作でき、容易かつコンパクトな構成方法で実現できる。「電気的加熱装置」という概念は、電気エネルギーを熱エネルギーに変換するために形成されている全ての加熱装置を含んでいる。電気的加熱装置は好ましくは、電熱線、電熱箔などを有している。
【００２７】
他の実施の形態において加熱装置は、熱源と熱伝導的に接触している熱伝導性の材料、熱い流体を通過させる流体経路などを有している。
【００２８】
加熱装置は好適に少なくとも一つの加熱ゾーンを有しており、当該加熱ゾーンは概ねケーシング内の一平面の内側に延在する。加熱装置の加熱ゾーンを一平面の内側に配置することにより、組み込み型の加熱装置を有するケーシングの非常にコンパクトな構成方法が実現され得る。これに関連して、少なくとも一つの加熱ゾーンを「一平面の内側に」配置するとは、概ね一層式（single layer）もしくは単層式（single ply）の配置と理解すべきである。
【００２９】
加熱装置は好適に少なくとも一つの供給接続部を有しており、当該少なくとも一つの供給接続部は概ね加熱装置の加熱ゾーンの平面内に配設されている。少なくとも一つの供給接続部を加熱装置の加熱ゾーンの平面内に配設することにより、電気化学セルのコンパクトな構成形式が実現され得る。これに関連して「供給接続部」とは、加熱装置に対して、当該加熱装置に対応する供給（例えば電流、流体の流れなど）を行うあらゆる種類の接続部と理解すべきである。加熱装置の種類と数に応じて、好適に一つまたは複数の供給接続部が設けられている。
【００３０】
ケーシングは好適に少なくとも一つの主たる平面を有しており、ケーシングの当該少なくとも一つの主たる平面の１つもしくは複数の加熱ゾーンは概ね、当該主たる平面全体にわたって延在している。概ね角柱型のセルの場合、ケーシングは概ね矩形の二つの主たる平面を有しており、当該二つの主たる平面は、セルの全体で六つの平面もしくは面のうちの最大表面積を有している。概ね円柱型のセルの場合、ケーシングは当該ケーシングの主たる平面として、円柱の外周面を有している。
【００３１】
電気化学的エネルギー貯蔵装置が少なくとも二つの電気化学セルを有しているとき、エネルギー貯蔵装置の全ての電気化学セルは好適に、上記の発明に従って形成されている。すなわち、特に加熱装置が組み込まれているケーシングが装備されている。このようにして、エネルギー貯蔵装置全体にわたって均一な温度配分が達成され得る。
【００３２】
エネルギー貯蔵装置は好適に、少なくとも一つの接続要素を有しており、当該少なくとも一つの接続要素は１つの電気化学セルの１つの電流導体もしくは複数の電気化学セルの複数の電流導体と接続されており、当該少なくとも一つの接続要素は少なくとも部分的に、ハウジングから外部に延伸している。一の実施の形態において１つまたは複数のセルの１つまたは複数のケーシングの１つまたは複数の加熱装置は、当該接続要素に接続されているか、または接続可能である。当該構成において、電気化学的エネルギー貯蔵装置自体が電気化学セル内の加熱装置を作動させられる。この場合、電気的加熱装置は好適に、電気化学的エネルギー貯蔵装置のバッテリー電圧に合わせて構成されている。当該実施の形態はまた、セル内部への恒常的な熱供給のための加熱アルゴリズムを実装することを可能にする。
【００３３】
エネルギー貯蔵装置は好適に少なくとも一つのさらなる接続要素を有しており、当該少なくとも一つのさらなる接続要素は、１つの電気化学セルの少なくとも一つの加熱装置の供給接続部、もしくは、複数の電気化学セルの加熱装置の供給接続部と接続されているか、または接続可能であり、当該少なくとも一つのさらなる接続要素は、少なくとも部分的に、ハウジングから外部に延伸している。当該実施の形態は電気的加熱装置においても、他の加熱装置においても応用可能であるとともに、電気化学的エネルギー貯蔵装置の動作状態と無関係に、加熱装置の作動を可能にする。
【００３４】
一の実施の形態において電気化学的エネルギー貯蔵装置は、少なくとも一つの接続要素と、少なくとも一つのさらなる接続要素を有している。この場合好適に、接続要素との接続と、さらなる接続要素との接続とを切り替えるための切り替え装置が設けられている。このようにして、電気的加熱装置はエネルギー貯蔵装置自体を介して、または外部の電源を介して、選択的に作動され得る。
【００３５】
好適に１つもしくは複数の電気化学セルのケーシングの加熱装置は、エネルギー貯蔵装置のバッテリー・マネジメント・システム（ＢＭＳ）によって操作可能である。バッテリー・マネジメント・システムは好適に電気化学的エネルギー貯蔵装置に組み込まれている。他の実施の形態において、バッテリー・マネジメント・システムはエネルギー貯蔵装置の外部に設けられている。さらにバッテリー・マネジメントは好適に、エネルギー貯蔵装置と一体になっている。これに関連して「バッテリー・マネジメント・システム」とは、電気化学的エネルギー貯蔵装置、特に当該電気化学的エネルギー貯蔵装置の電気化学セルを監視するとともに制御するための装置である。バッテリー・マネジメント・システムの課題に挙げられるのは好適に、充電および放電過程の制御、温度監視、充電容量の査定、セル電圧の監視などである。バッテリー・マネジメント・システムによって好適に、エネルギー貯蔵装置の最適な動作挙動が実現されるべきであり、それによってできる限り、当該エネルギー貯蔵装置の寿命、動作範囲、信頼性を向上させる。バッテリー・マネジメント・システムはこのとき好適に、電気化学的エネルギー貯蔵装置および当該電気化学的エネルギー貯蔵装置の電気化学セルの構成に適合されている。バッテリー・マネジメント・システムはさらに好適に、例えば自動車の制御ユニットと接続されている。
【００３６】
本発明のさらなる有利点、特徴、および応用可能性は、図面に関連して以下の好適な実施の形態の説明に記載される。図面に示すのは以下の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第一の好適な実施の形態による電気化学的エネルギー貯蔵装置のための電気化学セルの断面を概略的に示す図である。
【図２】本発明の好適な実施の形態による図１に示す電気化学セルの、Ａから見た側面を概略的に示す図である。
【図３】本発明の第二の好適な実施の形態による電気化学的エネルギー貯蔵装置のための電気化学セルの断面を概略的に示す図である。
【図４】例えば図１または３のように形成された、本発明の好適な実施の形態による複数のセルを有する電気化学的エネルギー貯蔵装置の側面を概略的に示す図である。
【図５Ａ】電気化学セルの内部抵抗と温度を例示するグラフである。
【図５Ｂ】損失出力と温度を例示するグラフ、および効率と温度を例示するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１は本発明に係る電気化学セル１０の構造を示している。このセル１０は少なくとも一つの電極スタック１２を有しており、当該電極スタックはケーシング１４に包囲されている。電極スタック１２は複数の電極層と当該層の間に設けられたセパレータを有しており、電解質は少なくとも部分的にセパレータに収容されている。
【００３９】
一方の極性の電極は第一の電流導体１６と接続されており、他方の極性の電極は第二の電流導体１８と接続されている。両方の電流導体１６，１８はケーシング１４から外部に延伸しており、電流導体１６，１８の貫通領域にはシール領域２０が設けられている。
【００４０】
図１の実施の形態において電気化学セル１０は概ね角柱状に形成されているとともに、二つの主たる平面もしくは主たる面（図１の左右）を有している。ケーシング１４の一方の主たる平面（図１の左）には電気的加熱装置２２が組み込まれている。当該電気的加熱装置２２は供給接続部２４を有して形成されており、それによって加熱装置２２に電流を供給することができる。
【００４１】
図２の側面図に表されているように、電気的加熱装置２２は電熱線２６を有しており、当該電熱線はループ状に敷設されている。当該電熱線２６のループは加熱ゾーン２７を画定しており、当該加熱ゾーンはケーシング１４の主たる平面の大部分にわたって延在している。このとき加熱ゾーン２７の形状および大きさは、ケーシング１４の主たる平面に適合されている。
【００４２】
電気的加熱装置２２の電熱線２６は、概ねセル１０のケーシング内の一平面の内側に配設されているとともに、平坦な加熱ゾーン２７を形成している。加熱装置２２の供給接続部２４は概ね、加熱ゾーン２７もしくは電熱線２６の平面内に配設されている。従って組み込み型の電気的加熱装置２２を有するケーシング１４は、このような加熱装置２２を有さない従来のケーシング１４に比べて、ほんの少し多くの空間を必要とするにすぎない。
【００４３】
電気的加熱装置２２から電気化学セル１０の内部への良好な熱供給を実現するために、ケーシング１４は、少なくとも電極スタック１２に対向する当該ケーシングの内面において高い熱伝導性を有している必要がある。
【００４４】
図３は第二の実施の形態による電気化学セル１０を示している。図１の第一の実施の形態では、ケーシング１４の一つの主たる平面のみに電気的加熱装置２２が組み込まれて形成されているが、図３の電気化学セル１０においては、ケーシング１４の二つの主たる平面にそれぞれ少なくとも一つの電気的加熱装置２２，２３が組み込まれている。このとき二つの電気的加熱装置２２，２３は概ね電熱線２６から形成されており、当該電熱線は平坦な加熱ゾーン２７を形成するために、図２に示すようなループ状に敷設されている。
【００４５】
例えば二次バッテリーのような電気化学的エネルギー貯蔵装置はハウジング２８を有しており、当該ハウジング内には複数の電気化学セル１０が配設されており、図４に示すように互いに並列にもしくは直列にまたはその両方で接続されている。電気化学セルとして、例えば図１のセルまたは図３のセルが用いられ得る。
【００４６】
複数のセル１０の電極スタック１２の第一の電流導体１６は、第一の接続要素３０（例えば正極）と導電的に接続されており、複数のセル１０の電極スタック２２の第二の電流導体１８は、第二の接続要素３２（例えば正極）と導電的に接続されている。二つの接続要素３０，３２は部分的にエネルギー貯蔵装置のハウジング２８から外部に突出しており、それによって電気的消費部または充電装置に接続可能である。
【００４７】
図４の実施の形態においてエネルギー貯蔵装置は付加的に、さらなる接続要素３４を有しており、当該さらなる接続要素は電気化学セル１０の電気的加熱装置２２の供給接続部２４と導電的に接続されている。当該さらなる接続要素３４も部分的にエネルギー貯蔵装置のハウジング２８から外部に突出しており、それによって電源に接続可能である。
【００４８】
さらに、ハウジング２８の内部にあるセル１０の加熱装置２２の供給接続部２４は共に、エネルギー貯蔵装置の接続要素もしくは極３０，３２と導電的に接続されている。電気的加熱装置２２はこのように電気化学的エネルギー貯蔵装置自体から、電気エネルギーを供給され得る。
【００４９】
電気化学的エネルギー貯蔵装置のハウジング２８内にはさらに、バッテリー・マネジメント・システム（ＢＭＳ）３８が設けられている。セル１０の監視および制御作用のほかに、当該バッテリー・マネジメント・システム３８はセル１０の電気的加熱装置２２を操作するという課題も有している。当該目的のためにバッテリー・マネジメント・システム３８は、ハウジング２８内の切り替え装置３６を操作し、当該切り替え装置は必要に応じて、電気的加熱装置２２の供給接続部２４を、エネルギー貯蔵装置の極３０，３２またはエネルギー貯蔵装置のさらなる接続要素３４と、電気的に接続させる。
【００５０】
図４の実施の形態において、セル１０の電気的加熱装置２２の供給接続部２４はエネルギー貯蔵装置の極３０，３２またはさらなる接続要素３４と接続され得るが、これら二つの選択肢のうちの一つのみが使用可能であってもよい。この場合、切り替え装置３６は切り替え作用を持たなくなり、単純な始動作用のみを有し、当該始動作用はバッテリー・マネジメント・システム３８によって操作される。
【符号の説明】
【００５１】
１０  セル
１２  電極スタック
１４  ケーシング
１６  電流導体
１８  電流導体
２０  シール領域
２２  加熱装置
２４  供給接続部
２６  電熱線
２７  加熱ゾーン
２８  ハウジング
３０  接続要素
３２  接続要素
３４  さらなる接続要素
３６  切り替え装置
３８  バッテリー・マネジメント・システム（ＢＭＳ）
【図１】
2013536549.tif 000003
【図２】
2013536549.tif 000004
【図３】
2013536549.tif 000005
【図４】
2013536549.tif 000006
【図５Ａ】
2013536549.tif 000007
【図５Ｂ】
2013536549.tif 000008
【国際調査報告】
2013536549.tif 000009
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