(57)【要約】  電気化学エネルギー貯蔵装置は、電極スタック及びカバーを有するエネルギー貯蔵セル（１０）と、前記エネルギー貯蔵セル（１０）の前記電極スタックと導電的に接続された第１の接触部分（１２ａ）と、少なくとも部分的に前記エネルギー貯蔵セル（１０）のカバーの外側に配置された第２の接触部分（１２ｂ）とを有する少なくとも１つの電流導体（１２）とを有している。さらに、少なくとも１つの接触要素（１４）が設けられており、前記接触要素は、前記電流導体（１２）の前記第２の接触部分（１２ｂ）と導電的に接続された、好ましくは超音波で面的に溶接された第１の接触部分（１４ａ）と、前記エネルギー貯蔵装置の電気的接触のための第２の接触部分（１４ｂ）とを有している。前記電流導体（１２）の前記第１の接触部分（１２ａ）と前記第２の接触部分（１２ｂ）とは、まず互いに対して略垂直に配置されており、前記電流導体（１２）の前記第２の接触部分（１２ｂ）は、前記接触要素（１４）の前記第１の接触部分（１４ａ）と溶接された後に、前記電流導体（１２）の前記第１の接触部分（１２ａ）に対して略平行に延在するように曲げられる。
2014524646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極スタック及びカバーを有するエネルギー貯蔵セル（１０）と、
前記エネルギー貯蔵セル（１０）の前記電極スタックと導電的に接続された第１の接触部分（１２ａ）と、少なくとも部分的に前記エネルギー貯蔵セル（１０）の前記カバーの外側に配置された第２の接触部分（１２ｂ）とを有する少なくとも１つの電流導体（１２）と、
前記電流導体（１２）の前記第２の接触部分（１２ｂ）と導電的に接続された第１の接触部分（１４ａ）と、エネルギー貯蔵装置の電気的接触のための第２の接触部分（１４ｂ）とを有する少なくとも１つの接触要素（１４）と、
を有するエネルギー貯蔵装置において、
前記電流導体（１２）の前記第１の接触部分（１２ａ）と前記第２の接触部分（１２ｂ）とは、互いに対して略平行に延在していることを特徴とするエネルギー貯蔵装置。
【請求項２】
前記電流導体（１２）の前記第１の接触部分（１２ａ）は、前記エネルギー貯蔵セル（１０）の前記カバーから突出した、前記電極スタックの電極の部分によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー貯蔵装置。
【請求項３】
前記電流導体（１２）は、前記エネルギー貯蔵セル（１０）の前記カバーから突出した、前記電極スタックの電極の部分によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー貯蔵装置。
【請求項４】
前記電流導体（１２）の前記第１の接触部分（１２ａ）及び前記第２の接触部分（１２ｂ）は、略Ｕ字形に曲げられた接続部分（１２ｃ）を通じて、互いに導電的に接続されてい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エネルギー貯蔵装置。
【請求項５】
前記電流導体（１２）の前記第１の接触部分（１２ａ）及び前記第２の接触部分（１２ｂ）は、前記電流導体（１２）の前記第１の接触部分（１２ａ）に関して、中心を外れて、好ましくは縁側に配置されている接続部分（１２ｃ）を通じて、互いに導電的に接続されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のエネルギー貯蔵装置。
【請求項６】
前記電流導体（１２）の前記第１の接触部分（１２ａ）及び前記第２の接触部分（１２ｂ）は、前記エネルギー貯蔵セル（１０）の前記電極スタックの積層方向に関して、中心を外れて、好ましくは縁側に配置されている接続部分（１２ｃ）を通じて、互いに導電的に接続されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のエネルギー貯蔵装置。
【請求項７】
前記電流導体（１２）の前記第２の接触部分（１２ｂ）は、前記接触要素（１４）の前記第１の接触部分（１４ａ）と溶接、好ましくは略面的に溶接、特に好ましくは超音波で溶接されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のエネルギー貯蔵装置。
【請求項８】
前記電流導体（１２）の前記第２の接触部分（１２ｂ）は、犠牲プレート（１８）と共に、前記接触要素（１４）の前記第１の接触部分（１４ａ）に背向する、前記電流導体（１２）の前記第２の接触部分（１２ｂ）の面において、前記接触要素（１４）の前記第１の接触部分（１４ａ）と溶接されていることを特徴とする請求項７に記載のエネルギー貯蔵装置。
【請求項９】
前記接触要素（１４）の前記第２の接触部分（１４ｂ）は、前記接触要素（１４）の前記第１の接触部分（１４ａ）に対して略中心に、及び／又は、前記電流導体（１２）の前記第２の接触部分（１２ｂ）に対して略垂直に構成され、配置されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のエネルギー貯蔵装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載のエネルギー貯蔵装置を複数有するバッテリアセンブリであって、その接触要素（１４）が互いに導電的に接続されているバッテリアセンブリ。
【請求項１１】
請求項１から９のいずれか一項に記載のエネルギー貯蔵装置又は請求項１０に記載のバッテリアセンブリの利用であって、電気駆動部又はハイブリッド駆動部を有する自動車への利用。
【請求項１２】
エネルギー貯蔵装置、特に請求項１から９のいずれか一項に記載のエネルギー貯蔵装置を製造するための方法であって、
前記方法においては、エネルギー貯蔵セル（１０）の電極スタックと導電的に接続された第１の接触部分（１２ａ）と、前記エネルギー貯蔵セル（１０）のカバーから少なくとも部分的に突出した第２の接触部分（１２ｂ）とを有する電流導体（１２）が、接触要素（１４）の第１の接触部分（１４ａ）と、前記エネルギー貯蔵装置の電気的接触のために導電的に接続され、
前記電流導体（１２）の前記第２の接触部分（１２ｂ）は、前記接触要素（１４）の前記第１の接触部分（１４ａ）との接続の前及び接続の間、前記電流導体（１２）の前記第１の接触部分（１２ａ）に対して略垂直に配置されており、前記接触要素（１４）の前記第１の接触部分（１４ａ）との接続の後、前記電流導体（１２）の前記第１の接触部分（１２ａ）と前記第２の接触部分（１２ｂ）とが、互いに対して略平行に延在するように曲げられる、方法。
【請求項１３】
前記電流導体（１２）の前記第２の接触部分（１２ｂ）は、前記接触要素（１４）の前記第１の接触部分（１４ａ）と溶接、好ましくは超音波で溶接されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記電流導体（１２）の前記第２の接触部分（１２ｂ）は、前記接触要素（１４）の前記第１の接触部分（１４ａ）と略面的に溶接されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記電流導体（１２）の前記第２の接触部分（１２ｂ）は、犠牲プレート（１８）と共に、前記接触要素（１４）の前記第１の接触部分（１４ａ）に背向する、前記電流導体（１２）の前記第２の接触部分（１２ｂ）の面において、前記接触要素（１４）の前記第１の接触部分（１４ａ）と溶接されることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１１年８月１７日付の独国特許出願DE102011110814.2の優先権を主張している。この優先権出願DE102011110814.2の全内容は、参照により本願の構成要素となる。
【０００２】
本発明は、エネルギー貯蔵装置、特に電気化学エネルギー貯蔵装置、及び、当該エネルギー貯蔵装置を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
電気化学エネルギー貯蔵装置は、一般的に、少なくとも１つの電気化学エネルギー貯蔵セル（電気化学セル又はガルバニセルとも呼ばれることが多い）と、少なくとも１つの電流導体と、エネルギー貯蔵セル及び電流導体を受容するためのハウジングと、少なくとも１つの接触要素と、を有している。従来の電気化学エネルギー貯蔵セルは、少なくとも２つの電極とその間に配置された電解質とから成るアセンブリを備えた電極スタックを有しており、当該電極スタックは、カバーによって少なくとも部分的に取り囲まれている。２つの電極又は電極スタックの電極グループは、それぞれ導電的に電流導体と接続されており、当該電流導体は、電気エネルギーをエネルギー貯蔵セルに運び入れるため、又は、エネルギー貯蔵セルから運び出すために用いられる。当該電流導体もそれぞれ導電性接触要素と接続されており、当該接触要素は、例えばバッテリアセンブリ内でのエネルギー貯蔵装置と複数のエネルギー貯蔵装置との電気的接続に用いられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、改良されたエネルギー貯蔵装置、特に接触要素が電流導体にコンパクトに接続されている改良されたエネルギー貯蔵装置を提供することにある。
【０００５】
本課題は、請求項１の特徴を有するエネルギー貯蔵装置によって解決される。本課題は、同じく、請求項１２の特徴を有するエネルギー貯蔵装置製造方法によって解決される。本発明の特に好ましい態様及びさらなる構成は、各従属請求項の対象である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のエネルギー貯蔵装置は、電極スタック及びカバーを有するエネルギー貯蔵セルと、少なくとも１つの電流導体であって、エネルギー貯蔵セルの電極スタックに導電的に接続された第１の接触部分及び少なくとも部分的にエネルギー貯蔵セルのカバーの外側に配置された第２の接触部分を有する電流導体と、少なくとも１つの接触要素であって、電流導体の第２の接触部分と導電的に接続された第１の接触部分及びエネルギー貯蔵装置の電気的接触のための第２の接触部分を有する接触要素と、を有している。本発明に係るエネルギー貯蔵装置は、電流導体の第１の接触部分と第２の接触部分とが、互いに対して略平行に延在していることを特徴とする。
【０００７】
本発明のエネルギー貯蔵装置においては、接触要素の第１の接触部分に導電的に接続された電流導体の第２の接触部分は、エネルギー貯蔵セルの電極スタックと導電的に接続された電流導体の第１の接触部分に対して略平行に配置されている。この措置によって、電流導体と接触要素との間の接続を単純かつコンパクトにすることが可能である。本発明に係るエネルギー貯蔵装置の構成は、特に接触部分が互いに対して略垂直な電流導体を有する従来のエネルギー貯蔵装置と比較して、はるかにコンパクトである。なぜなら、接触要素、特にその第２の接触部分とエネルギー貯蔵セルとの間の間隔はより小さくなり、それに伴ってよりスペースを省略できるからである。
【０００８】
本発明において（電気化学）エネルギー貯蔵装置とは、特に電気化学プロセスを利用して、特に電気エネルギーを受容し、貯蔵し、再び放出することができる装置であると理解される。本発明においてエネルギー貯蔵セルとは、同じく特に電気化学プロセスを利用して、電気エネルギーを受容し、貯蔵し、再び放出することができるエネルギー貯蔵装置の内蔵型機能ユニットであると理解される。本発明においてエネルギー貯蔵装置は、１つのエネルギー貯蔵セル又は複数のエネルギー貯蔵セルを有することが可能である。
【０００９】
エネルギー貯蔵セルは、例えば、ガルバニ一次セル若しくは二次セル（本出願の範囲内では、一次セル又は二次セルは区別無くバッテリセルと称され、それによって構成されるエネルギー貯蔵装置はバッテリ又はバッテリアセンブリと称される）、燃料セル、高性能コンデンサ、又は、その他の種類のエネルギー貯蔵セルであり得るが、これに限定されるものではない。特にこの関連において、エネルギー貯蔵セルは、エネルギーを化学的形態で貯蔵し、電気的形態で負荷（Verbraucher）に放出し、好ましくは電気的形態で充電装置から受容することもできる電気化学エネルギー貯蔵セルであると理解されるべきである。このような電気化学エネルギー貯蔵装置の重要な例は、ガルバニセル及び燃料セルである。
【００１０】
電気化学エネルギー貯蔵セルは、好ましくは電気化学的変換プロセス及び貯蔵プロセスが行われる活性領域又は活性部分と、当該活性部分をカプセル化して周囲から隔離するためのカバーとを有している。当該活性部分は好ましくは電極スタックを有しており、当該電極スタックは、電極、活性層、セパレータ層から成る電極アセンブリと、当該セパレータ層によって受容された電解質とから形成されている。これらの電極は、好ましくはプレート状又はホイル状に形成され、好ましくは互いに対して略平行に配置されている（角柱状エネルギー貯蔵セル）。電極アセンブリを巻いて、略円柱状に形成しても良い（円柱状エネルギー貯蔵セル）。電極スタックという概念は、このような電極ロール（Elektrodenwickel）も含んでいる。活性層及びセパレータ層は、少なくとも部分的に、個別のカットホイル又は電極のコーティングとして設けられ得る。エネルギー貯蔵セルの電解質は、好ましくはリチウムイオンを含んでいる。この関連において、カバーは、化学物質が電極スタックから周囲に流出するのを防止し、電極スタックの構成要素を外部からの有害な影響から保護するために適した装置である。当該カバーは、１つ又は複数の成形部材から、及び／又は、ホイル状に構成されている。さらに、当該カバーは単層又は複層に構成可能である。当該カバーは、好ましくは気密かつ電気的絶縁材料又は多層膜から形成されている。
【００１１】
電気化学エネルギー貯蔵セルは、エネルギー貯蔵セルの電極として用いられる好ましくは少なくとも２つの電流導体を備えているか、又は当該電流導体に接続されている。これらの電流導体は、それぞれエネルギー貯蔵セルの電極スタックの電極に導電的に接続されているか、又は、当該電極自身によって形成されている。本発明の範囲において電流導体とは、エネルギー貯蔵セルの電極と、好ましくはカバーから突出した電極の部分と導電的に接続されている別個の部材でもあり、電極自身から形成された、好ましくはカバーから突出した電極の部分自身から形成された電流導体でもあると理解されるべきである。電流導体をエネルギー貯蔵セルの構成要素とみなすことが可能であり、又は、エネルギー貯蔵セルとは別の構成要素であるとみなすことが可能である。少なくとも２つの電流導体は、好ましくは、エネルギー貯蔵セルの同じ面に配置されているが、異なる面、好ましくはエネルギー貯蔵セルの互いに向かい合う面に配置されていても良い。
【００１２】
エネルギー貯蔵装置の電流導体は、それぞれ第１の接触部分を有しており、第１の接触部分は、エネルギー貯蔵セルの電極スタックと導電的に接続されている。当該電流導体の第１の接触部分は、エネルギー貯蔵セルのカバーの完全に内側に、一部はカバーの内側かつ一部はカバーの外側に、又は、完全にカバーの外側に延在している。電流導体は、さらに、それぞれエネルギー貯蔵セルのカバーの外側に配置された第２の接触部分を有している。第２の接触部分は、好ましくはプレート状に構成されている。この電流導体のプレート状の第２の接触部分は、好ましくは、略一定の幅又は材料厚を有している。この第２の接触部分は、エネルギー貯蔵装置の接触要素との導電性接続に用いられる。電流導体の少なくとも第２の接触部分は、少なくとも部分的にエネルギー貯蔵セルのカバーの外側に配置されている。
【００１３】
エネルギー貯蔵装置のエネルギー貯蔵セルと電流導体とは、好ましくは１つのハウジングに受容されている。この関連においてハウジングとは、エネルギー貯蔵セルと１つ若しくは複数の電流導体とをその中に収容するため、及び、これらを機械的に安定化するため、及び／又は、電気化学エネルギー貯蔵セルの構成要素とその環境との間における物質移行を防止若しくは阻害するために適したあらゆる構造的装置である。この安定化は、複数のエネルギー貯蔵装置でバッテリアセンブリを製造するプロセスの間は特に、しかしながらそれに限定されることなく、有利である。ハウジングという概念は、エネルギー貯蔵セル及び電流導体を略完全に包囲する装置も、これらの構成要素を部分的にのみ（フレームに対応して）支持する装置も含むべきである。当該ハウジングは、好ましくは１つのピースから、又は、複数のピースから構成され得る。好ましくは、当該ハウジングは、エネルギー貯蔵装置とその環境との望ましくないエネルギー交換を防止又は阻害することにも適してもおり、防止又は阻害するように規定されているが、それは特に、エネルギーが、特に非電気的形態において、例えば熱エネルギー又は力学的エネルギーの形態において、望ましくない方法で交換され得る場合である。
【００１４】
本発明の意味において接触要素とは、エネルギー貯蔵装置の周囲とエネルギー貯蔵装置（ハウジングの内部における）の電流導体との間に導電性接続を形成するのに適したあらゆる装置であると理解される。この導電性接続を通じて、エネルギー貯蔵装置は、電気エネルギーをそのエネルギー貯蔵セルに受容（充電プロセス）し、電気エネルギーをエネルギー貯蔵セルから負荷（Verbraucher）に放出（放電プロセス）することができる。エネルギー貯蔵装置の接触要素の数は、エネルギー貯蔵装置の電流導体の数に相当する。好ましくは、エネルギー貯蔵装置は２つの電流導体を有しており、これらの電流導体はそれぞれ、自身と接続された接触要素を備えている。
【００１５】
エネルギー貯蔵装置の接触要素は、それぞれ第１の接触部分を有しており、この第１の接触部分は、エネルギー貯蔵装置の電流導体との導電性接続に用いられる。この第１の接触部分は、好ましくはプレート状に形成されている。この接触要素のプレート状の第１の接触部分は、好ましくは、略一定の幅又は材料厚を有している。接触要素の第１の接触部分の形状及び寸法は、好ましくは、電流導体の第２の接触部分の形状及び寸法に合わせられる。さらに、エネルギー貯蔵装置の接触要素は、それぞれ第２の接触部分を有している。この第２の接触部分は、好ましくは略円柱状に形成されている。この第２の接触部分は、例えばバッテリアセンブリ内部において、エネルギー貯蔵装置の周囲との導電性接続のために、エネルギー貯蔵装置の極として用いられる。接触要素の第１の接触部分と第２の接触部分とは、好ましくは一体的又は１つのピースとして共に形成されている。代替的には、接触要素の第１の接触部分と第２の接触部分とは、別個の部材として製造され、導電的に接続されていても良い。接触要素の第１の接触部分は、好ましくは少なくとも部分的に、エネルギー貯蔵装置の前記ハウジングの内部に配置されている。接触要素の第２の接触部分は、好ましくは少なくとも部分的に、エネルギー貯蔵装置の前記ハウジングの外側に配置されている。
【００１６】
本発明によると、電流導体の第１の接触部分及び第２の接触部分は、互いに対して略平行に延在している。電流導体の接触部分のこの平行な配置は、エネルギー貯蔵装置が完成し、組み立てられた状態に関するものであり、製造プロセスの全ての段階に関するものではない。この関連において略平行に延在する、とは、電流導体の接触部分が正確に平行に配置されていること、及び、約±１０°、好ましくは約±５°までの角度範囲において、電流導体の接触部分が互いに対して配置されていることであると理解されるべきである。この関連において、この電流導体の接触部分の平行な配置は、さらに好ましくは、その主要伸長方向によって決定される面に関する。
【００１７】
電流導体の両方の接触部分は、好ましくは一体的又は１つのピースとして共に形成されている。代替的には、これらの接触部分は、別個の部材として製造され、導電的に接続されていても良い。電流導体の第１の接触部分と第２の接触部分とは、好ましくは直接、又は、接続部分を通じて、互いに接続されている。
【００１８】
電流導体の第１の接触部分と第２の接触部分とは、好ましくは間隔を有して配置されている。両方の平行な接触部分の間の空間は、好ましくは空であるか、又は、空気が充填されている。代替的には、この電流導体の略平行な接触部分の間の空間には、電気的絶縁材料を配置しても良い。代替的な一態様では、電流導体の接触部分は、互いに対して間隔をほとんど有さずに、又は、面的に接触するように配置されている。
【００１９】
本発明の好ましい一実施形態において、電流導体の第１の接触部分又は電流導体全体は、エネルギー貯蔵セルのカバーから突出した、電極スタックの電極の部分によって形成されている。代替的には、電流導体の第１の接触部分を別個の部材として、エネルギー貯蔵セルのカバーから突出した、電極スタックの電極の部分と導電的に接続するという可能性もある。
【００２０】
本発明の好ましい一実施形態において、電流導体の第１の接触部分と第２の接触部分とは、略Ｕ字形に曲げられた接続部分を通じて導電的に接続されている。
【００２１】
本発明の好ましいさらなる一実施形態では、電流導体の第１の接触部分と第２の接触部分とは、接続部分を通じて導電的に接続されており、当該接続部分は、電流導体の第１の接触部分及び／又はエネルギー貯蔵セルの電極スタックの積層方向に関して、中心を外れて、好ましくは縁側に配置されている。
【００２２】
本発明の好ましい一実施形態において、電流導体の第２の接触部分は、接触要素の第１の接触部分と、好ましくは超音波を用いて溶接されている。このとき、特に好ましくは、電流導体の第２の接触部分は、接触要素の第１の接触部分と略面的に溶接されている。
【００２３】
本発明のさらなる好ましい一実施形態において、電流導体の第２の接触部分は、犠牲プレートと共に、電流導体の第２の接触部分の、接触要素の第１の接触部分に背向する面において、接触要素の第１の接触部分と溶接されている。このような犠牲プレートによって、電流導体又はその第２の接触部分は、接触要素の第１の接触部分との溶接の際に、破損、特に機械的破損から保護され得る。
【００２４】
本発明のさらなる好ましい一実施形態において、接触要素の第２の接触部分は、接触要素の第１の接触部分に対して略中心に配置されている。接触要素の第２の接触部分が、第１の接触部分に関して中心に配置されていることによって、接触要素の設計及び製造が容易になる。この中心配置は、好ましくは、接触要素の第１の接触部分と電流導体の第２の接触部分との間の接続方向に対して垂直の面に関する。
【００２５】
好ましくは、接触要素の第２の接触部分は、電流導体の第２の接触部分に対して略垂直に構成され、配置されている。
【００２６】
本発明に係るエネルギー貯蔵装置を複数備えたバッテリアセンブリであって、当該エネルギー貯蔵装置の接触要素が互いに電気的に接続されているバッテリアセンブリも本発明の対象である。複数のエネルギー貯蔵装置の接触要素の接続は、接触要素の第２の接触部分を通じて行われる。接触要素の電気的接続は、並列接続か直列接続か選択して行うことができる。
【００２７】
本発明に係るエネルギー貯蔵装置又は当該エネルギー貯蔵装置を複数備えたバッテリアセンブリは、好ましくは、電気駆動部又はハイブリッド駆動部を有する自動車で用いられる。
【００２８】
本発明の対象はさらに、エネルギー貯蔵装置の製造方法であり、当該方法においては、エネルギー貯蔵セルの電極スタックと導電的に接続された第１の接触部分と、エネルギー貯蔵セルのカバーから少なくとも部分的に突出した第２の接触部分とを有する電流導体が、接触要素の第１の接触部分と、エネルギー貯蔵装置の電気的接触のために導電的に接続される。このとき、電流導体の第２の接触部分は、接触要素の第１の接触部分との接続の前及び接続の間、電流導体の第１の接触部分に対して略垂直に配置されており、接触要素の第１の接触部分との接続の後、電流導体の第１の接触部分と第２の接触部分とが、互いに対して略平行に延在するように曲げられる。
【００２９】
当該方法は、特に、本発明に係る前記エネルギー貯蔵装置を製造するために利用可能である。当該製造方法に関する利点、概念定義及び好ましい実施形態は、本発明に係るエネルギー貯蔵装置に関する利点、概念定義及び好ましい実施形態に対応する。
【００３０】
加えて、本発明に係る製造方法によって容易に、接触要素のエネルギー貯蔵装置の電流導体へのコンパクトな接続が得られる。電流導体の第２の接触部分と接触要素の第１の接触部分との接続は、導電的に、比較的容易に実施され得る。なぜなら、略垂直な方向付けに基づく、電流導体の両方の接触部分の間の接続領域はアクセスしやすいからである。接続プロセスが行われた後、電流導体の第２の接触部分は、接触要素の第１の接触部分と共に曲げられるので、電流導体の両方の接触部分は、互いに対して略平行に延在し、本発明に係るエネルギー貯蔵装置に関連してすでに説明したコンパクトな構造が実現され得る。
【００３１】
この関連において、互いに接続された電流導体の接触部分及び接触要素の接触部分の折り曲げとは、部材の可塑的、つまり持続的な変形又は弾性的な変形を生じさせるあらゆる種類の変形であると理解される。この折り曲げの際には、好ましくは、電流導体又は電流導体の一部のみが変形する。本発明の別の実施形態においては、電流導体又は電流導体の一部の他に、接触要素又は接触要素の一部も変形し得る。
【００３２】
この関連において、折り曲げることによって生じる、電流導体の両方の接触部分の略平行な方向付けは、本発明に係るエネルギー貯蔵装置に関連して、様々な好ましい実施形態と共にすでに詳細に説明した方向付けに対応する。
【００３３】
本発明の好ましい一実施形態において、電流導体の第２の接触部分は、接触要素の第１の接触部分と、好ましくは超音波を用いて溶接される。
【００３４】
好ましくは、電流導体の第２の接触部分は、接触要素の第１の接触部分と略面的に溶接される。
【００３５】
本発明の好ましい一実施形態において、電流導体の第２の接触部分は、犠牲プレートと共に、電流導体の第２の接触部分の、接触要素の第１の接触部分に背向する面において、接触要素の第１の接触部分と溶接されている。
【００３６】
電流導体の第２の接触部分と接触要素の第１の接触部分とは、溶接の際、好ましくは略水平又は略垂直に配置されている。
【００３７】
本発明の前記及びさらなる特徴及び利点は、以下の図を用いた好ましい実施例の説明から明らかになる。示されているのは以下の図である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の好ましい一実施例に係るエネルギー貯蔵装置の概略的斜視図である。
【図２】電流導体と図１の本発明の好ましい一実施例に係るエネルギー貯蔵装置の接触要素との接続を示した、概略的拡大側面図である。
【図３Ａ】図１の本発明の好ましい一実施例に係るエネルギー貯蔵装置の製造を説明するための、概略的斜視図である。
【図３Ｂ】図１の本発明の好ましい一実施例に係るエネルギー貯蔵装置の製造を説明するための、概略的斜視図である。
【図３Ｃ】図１の本発明の好ましい一実施例に係るエネルギー貯蔵装置の製造を説明するための、概略的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１及び図２は、電気化学エネルギー貯蔵装置の部分を示している。図示された実施例の場合は、自動車に電力を供給し駆動するためのリチウムイオンバッテリである。
【００４０】
エネルギー貯蔵装置は、電気化学エネルギー貯蔵セル１０を有しており、当該電気化学エネルギー貯蔵セルは、それ自体知られているように、カバーを有する平らな電極スタックを含んでいる。電極スタックの電極の一部は、それぞれエネルギー貯蔵セル１０のカバーから上側へ突出している。電極スタックのアノード電極のカバーから突出した部分は第１の電流導体１２と導電的に接続されており、カソード電極のカバーから突出した部分は第２の電流導体１２と導電的に接続されている。これら両方の電流導体１２と、そのさらなる接続とは、略同じように構成されている。
【００４１】
電流導体１２は、エネルギー貯蔵セル１０又は電極スタックの積層方向又は厚さ方向（図２における右／左方向）において、略中心に配置されている。電流導体１２は、それぞれ第１の接触部分１２ａを有しており、この第１の接触部分は、エネルギー貯蔵セル１０の電極スタックのアノード電極若しくはカソード電極と導電的に、例えばはんだ付け又は溶接によって接続されているか、又は、代替的には当該電極と一体的に構成されている。さらに、電流導体１２は、それぞれ第２の接触部分１２ｂを有しており、この第２の接触部分は、接触要素１４と導電的に接続されている。
【００４２】
特に図２において認識できるように、エネルギー貯蔵装置が完成した状態では、電流導体１２の第１の接触部分１２ａ及び第２の接触部分１２ｂは、互いに対して略平行に配置されている（約±５°の角度範囲内で）。このとき、両方の接触部分１２ａ、１２ｂは離間しており、隙間は空のままであるか、又は、代替的に電気的絶縁材料で充填することが可能であり、両方の接触部分１２ａ、１２ｂは接続部分１２ｃを通じて互いに接続され得る。当該接続部分１２ｃと共に、電流導体１２の両方の接触部分１２ａ、１２ｂは、略Ｕ字形に構成されている。電流導体１２の第２の接触部分１２ｂは、導体タブ（Ableiterfahne）とも表記され得る。
【００４３】
電流導体１２の接続部分１２ｃは、電流導体１２の第１の接触部分１２ａに関して、及び、エネルギー貯蔵セル１０の電極スタックの積層方向（図２における右／左方向）に関しても、エネルギー貯蔵セル１０の周縁領域、すなわち縁部に配置されている。選択的に、接続部分１２ｃを、エネルギー貯蔵セル１０の周縁領域からエネルギー貯蔵セルの中心に移動させても良い。図１に示すように、エネルギー貯蔵セル１０の電極スタックと接続されたエネルギー貯蔵装置の両方の電流導体１２は、互いに対して非対称に配置されている。すなわち、両方の電流導体１２の接続部分１２ｃは、エネルギー貯蔵セル１０の互いに背向する周縁領域に存在している。
【００４４】
図２に示されているように、部分１２ａから１２ｃを有する電流導体１２は、導電性材料（金属等）から一体的に形成されている。
【００４５】
電流導体１２の両方の接触部分１２ａ、１２ｂが略平行に配置されていることによって、接触要素１４は、エネルギー貯蔵セル１０の比較的近くに配置されている。これによって、エネルギー貯蔵装置のコンパクトで省スペースな様式がもたらされる。
【００４６】
電流導体１２の第２の接触部分１２ｂは、略プレート状に形成されており、すでに言及された接触要素１４との導電性接続に用いられる。当該接触要素は、エネルギー貯蔵装置の極として用いられ、以下に詳細にわたり説明される。
【００４７】
エネルギー貯蔵セル１０及び電流導体１２から成るアセンブリは、電気的絶縁性の、１つのピース又は複数のピースで構成された、例えばＰＥＴから成る絶縁ホイル１６によって、側面及び底面（図１の下側）が取り囲まれている。この絶縁ホイル１６によって取り囲まれた構造ユニットはさらに、当該ユニットを安定化するハウジング（図示されていない）に受容されている。当該ハウジングは、例えばセルカップ（Zellbecher）を有しており、当該セルカップは、深絞り又は冷間押し出しされていると共に、金属材料から形成されている。当該セルカップの上面では、当該セルカップはセルカバーによって密封されており、当該セルカバーは、セルカップに例えば溶接又ははんだ付けされている。
【００４８】
セルカバーの開口部を通って、接触要素１４はエネルギー貯蔵装置から突出している。接触要素１４は、導電性材料、例えば金属から形成されている。電気的絶縁と、ハウジングの好ましくは気密の密閉とのために、接触要素１４とセルカバーとの間のセルカバーの通過開口部内には、それぞれ例えば環状の、電気的絶縁材料から成るシール要素が配置されている。加えて、セルカバーの下側に、電気的絶縁材料から成るさらなる絶縁要素を設けても良い。
【００４９】
接触要素１４は、それぞれ第１の接触部分１４ａと第２の接触部分１４ｂとを有している。接触要素１４の第１の接触部分１４ａは略プレート状に形成されており、電流導体１２の第２の接触部分１２ｂとの機械的かつ導電性接続に用いられる。接触要素１４の第２の接触部分１４ｂは略円柱状に形成されており、例えばバッテリアセンブリのさらなるエネルギー貯蔵装置との（直列又は並列）接続のために、エネルギー貯蔵装置の極として用いられる。接触要素１４の第１の接触部分１４ａ及び第２の接触部分１４ｂは、互いに直接接続されているか、又は一体的に／１つのピースとして構成されている。
【００５０】
接触要素１４の第１の接触部分１４ａは、以下に詳細に説明するように、電流導体１２の第２の接触部分１２ｂと、超音波によって略面的に溶接される。
【００５１】
図２に示すように、電流導体１２の第２の接触部分１２ｂと接触要素１４の第１の接触部分１４ａとを溶接するために、追加的に、いわゆる犠牲プレート１８が用いられる。この犠牲プレート１８は、電流導体１２の第２の接触部分１２ｂの、接触要素１４の第１の接触部分１４ａに背向する面に配置されており、それによって、溶接プロセスの際に、電流導体１２の第２の接触部分１２ｂは、超音波溶接装置による破損（例えば亀裂）から保護される。
【００５２】
図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃを参照して、エネルギー貯蔵装置製造方法の一部を詳細に説明する。このとき、エネルギー貯蔵装置の同じ構成要素には、図１及び図２の場合と同じ符号が用いられる。
【００５３】
図３Ａから図３Ｃに示すように、電流導体１２は、まずその両方の接触部分１２ａ、１２ｂが互いに対して略垂直となるように構成されている。電極ホイルはエネルギー貯蔵セル１０から突出し、まとめられているか、又は、対応して事前に作製された電流導体がエネルギー貯蔵セル１０の電極スタックに接続される。
【００５４】
その後、電流導体１２の第２の接触部分１２ｂは、それぞれ接触要素１４及び犠牲プレート１８と、第２の接触部分１２ｂの背向面で合わせられる（図３Ａ、図３Ｂを参照）。次に、電流導体１２の第２の接触部分１２ｂは、それぞれ接触要素１４の第１の接触部分１４ａ及び犠牲プレート１８と面的に溶接される。
【００５５】
この溶接プロセスは、例えば当業者に基本的に知られている超音波溶接装置を用いて実施され得る。図３Ｃに示したように、このような超音波溶接装置は、特にネットワーク電圧を高周波に変換するジェネレータ（図示せず）と、高周波出力を例えば圧電効果又は磁気歪み効果を用いて超音波に変換するコンバータ（図示せず）と、機械的振動をソノトロード（Sonotrode）２２に伝達する振幅変換器（Amplitudentransformationsstueck）２０と、ソノトロード２２自体と、溶接されるべきワークピース１２、１４、１８を、自身とソノトロード２２との間に好ましくは圧力を加えて受容するアンビル（Amboss）２４と、を有している。プレート状ワークピース（とその部分）１２ｂ、１４ａ、１８の溶接は、機械的振動による分子の摩擦を通じて行われ、当該振動は、ソノトロード２２から、圧力を受けて結束しているワークピース部分１２ｂ、１４ａ、１８に伝達される。この分子の摩擦は熱を発生させ、この熱は、ワークピースの材料を軟化又は溶融する。
【００５６】
図３Ｃに示すように、超音波溶接プロセスは、略水平に配置された溶接装置２２、２４を用いて行われる。すなわち、電流導体１２の第２の接触部分１２ｂ、接触要素１４の第１の接触部分１４ａ及び犠牲プレート１８は、溶接の間、それぞれ略垂直に配置されている。
【００５７】
すでに図２を用いて説明したように、接触要素１４をエネルギー貯蔵装置の電流導体１２と溶接した後、電流導体１２の第２の接触部分１２ｂは、当該接触部分に溶接された第１の接触部分１４ａ及び犠牲プレート１８と共に曲げられるので（図２の矢印を参照）、電流導体１２の両方の接触部分１２ａ、１２ｂは、それぞれ所望の互いに対して略平行な配置を得られる。
【符号の説明】
【００５８】
１０  エネルギー貯蔵セル
１２  電流導体
１２ａ  第１の接触部分
１２ｂ  第２の接触部分
１２ｃ  接続部分
１４  接触要素
１４ａ  第１の接触部分
１４ｂ  第２の接触部分
１６  絶縁ホイル
１８  犠牲プレート
２０  振幅変換器
２２  ソノトロード
２４  アンビル
【図１】
2014524646.tif 000003
【図２】
2014524646.tif 000004
【図３Ａ】
2014524646.tif 000005
【図３Ｂ】
2014524646.tif 000006
【図３Ｃ】
2014524646.tif 000007
【国際調査報告】
2014524646.tif 000008
2014524646.tif 000009
2014524646.tif 000010
2014524646.tif 000011