(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンパクトに巻回され互いに熱的に結合された少なくとも２つの部分セル（１０、３２、４２、４４、５２、５４、６８、７０、８０、８２）を含む、リチウムイオン蓄電池のための巻回型セル（３０、４０、５０、６０、１００、２００）であって、
前記少なくとも２つの部分セル（１０、３２、４２、４４、５２、５４、６８、７０、８０、８２）は、通常駆動時には電気的に並列に接続され、故障の場合には、欠陥がある少なくとも１つの部分セル（１０、３２、４２、４４、５２、５４、６８、７０、８０、８２）が、損傷を受けていない少なくとも１つの部分セル（１０、３２、４２、４４、５２、５４、６８、７０、８０、８２）から、制御装置により電気的に分離可能であることを特徴とする、巻回型セル（３０、４０、５０、６０、１００、２００）。
【請求項２】
各部分セル（１０、３２、４２、４４、５２、５４、６８、７０、８０、８２）は、第１の活物質（１４）が少なくとも或る一定の領域に塗布されたカソード（１２）と、第２の活物質（１８）が少なくとも或る一定の領域に塗布されたアノード（１６）と、を有し、前記第１の活物質と前記第２の活物質（１４、１８）の間には分離層（２０）が伸びていることを特徴とする、請求項１に記載の巻回型セル（３０、４０、５０、６０、１００、２００）。
【請求項３】
少なくとも１つの部分セル（１０、３２、４２、４４、５２、５４、６８、７０、８０、８２）の前記カソード（１２）及び／又は前記アノード（１６）には、前記部分セル（１０、３２、４２、４４、５２、５４、６８、７０、８０、８２）を少なくとも１つの他の部分セル（１０、３２、４２、４４、５２、５４、６８、７０、８０、８２）から分離する絶縁層（２６、７２）が設けられることを特徴とする、請求項２に記載の巻回型セル（３０、４０、５０、６０、１００、２００）。
【請求項４】
前記少なくとも２つの部分セル（４２、４４）は、角柱形状に前記巻回型セル（４０）を成形するために、ほぼメアンダ状に巻回されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の巻回型セル（４０）。
【請求項５】
前記少なくとも２つの部分セル（５２、５４）は、円筒形状に前記巻回型セル（５０）を成形するために、ほぼ螺旋状に巻回されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の巻回型セル（５０）。
【請求項６】
少なくとも２つの部分セル（５２、５４）の間には、電気的及び／又は機械的及び／又は熱的に絶縁する絶縁層（６６）が設けられることを特徴とする、請求項４又は５に記載の巻回型セル（６０）。
【請求項７】
前記巻回型セル（６０）は、内側巻回体（６２）と、当該内側巻回体（６２）の周りを取り囲む外側巻回体（６４）と、を有し、前記内側巻回体（６２）と前記外側巻回体（６４）とは各々、巻回された部分セル（６８、７０）により形成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の巻回型セル（６０）。
【請求項８】
前記外側巻回体（６４）の上には、他の部分セル（６８、７０）を含む少なくとも１つの他の外側巻回体（６４）が巻回されることを特徴とする、請求項７に記載の巻回型セル（６０）。
【請求項９】
前記内側巻回体（６２）と前記外側巻回体（６４）の間、及び／又は、少なくとも２つの前記外側巻回体（６４）の間には、電気的及び／又は機械的及び／又は熱的に絶縁する絶縁層（６６）が設けられることを特徴とする、請求項７又は８に記載の巻回型セル（６０）。
【請求項１０】
各部分セル（１０、３２、４２、４４、５２、５４、６８、７０、８０、８２）は、解かれた状態において、幅（Ｂ）を有するほぼ帯状の形態をしていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の巻回型セル（３０、４０、５０、６０、１００、２００）。
【請求項１１】
各部分セル（１０、３２、４２、４４、５２、５４、６８、７０、８０、８２）のカソード（１２）及びアノード（１６）は、電気的接触のために、対向している少なくとも１つのカソード突出部（Ｋ１１、Ｋ１２、Ｋ２１、Ｋ２２）及び少なくとも１つのアノード突出部（Ａ１１、Ａ１２、Ａ２１、Ａ２２）を有し、前記少なくとも１つのカソード突出部（Ｋ１１、Ｋ１２、Ｋ２１、Ｋ２２）及び前記少なくとも１つのアノード突出部（Ａ１１、Ａ１２、Ａ２１、Ａ２２）は各々、前記部分セル（１０、３２、４２、４４、５２、５４、６８、７０、８０、８２）の長手軸（８４）に対して横方向に、前記部分セル（１０、３２、４２、４４、５２、５４、６８、７０、８０、８２）の２つの厚さ方向の縁端（８６、８８、９０、９２）の一方から、所定の幅（ｂ）の分だけ突き出ていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の巻回型セル（３０、４０、５０、６０、１００、２００）。
【請求項１２】
少なくとも２つのカソード突出部（Ｋ１１、Ｋ１２、Ｋ２１、Ｋ２２）、及び、少なくとも２つのアノード突出部（Ａ１１、Ａ１２、Ａ２１、Ａ２２）が、前記部分セル（１０、３２、４２、４４、５２、５４、６８、７０、８０、８２）の厚さ方向の縁端（８６、８８、９０、９２）に、間隔（Ｌ１、Ｌ２）の分だけ前記長手軸（８４）の軸方向に互いにずらして形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の巻回型セル（３０、４０、５０、６０、１００、２００）。
【請求項１３】
カソード側接点（１０２、１０４、２０２、２０４、２０６、２０８）及びアノード側接点を創出するために、各部分セル（１０、３２、４２、４４、５２、５４、６８、７０、８０、８２）が巻回された状態において前記カソード突出部（Ｋ１１、Ｋ１２、Ｋ２１、Ｋ２２）同士及び前記アノード突出部（Ａ１１、Ａ１２、Ａ２１、Ａ２２）同士がほぼぴったりと重なり合うように、前記間隔（Ｌ１、Ｌ２）が各々変更されることを特徴とする、請求項１２に記載の巻回型セル（３０、４０、５０、６０、１００、２００）。
【請求項１４】
前記故障は、欠陥がある少なくとも１つの部分セル（１０、３２、４２、４４、５２、５４、６８、７０、８０、８２）での内部短絡であることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の巻回型セル（３０、４０、５０、６０、１００、２００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンパクトに巻回され互いに熱的に結合された少なくとも２つの部分セルを含む、リチウムイオン蓄電池のための巻回型セルに関する。
【背景技術】
【０００２】
将来的に、例えば風力発電所のような定置型の適用においても、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でも、さらに電子機器でも、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バッテリシステム又は蓄電池システムが利用されることは明らかである。特にリチウムイオン蓄電池が、その大きなエネルギー密度に基づいて、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】
独国特許出願公開第１０２０１１０１７６１３号明細書には、リチウムイオン蓄電池のための巻回型セルが開示されている。この巻回型セルは、２つのセパレータが間に配置された状態で巻回されて巻回型セルとなった２つの導体を含んでいる。
【０００４】
独国特許出願公開第１０２０１１１１０８７６号明細書では、エネルギー貯蔵装置が開示されている。このエネルギー貯蔵器は、特に、例えば電極巻回体の形態によるエネルギー貯蔵セルと、エネルギー貯蔵セルを収容するための容器と、を備える。エネルギー貯蔵セルの機能を信頼性高く保証するために、電極巻回体と容器の壁との間には、熱電導層が設けられ、この熱電導層によって、熱がエネルギー貯蔵セルから容器の壁の方向に排出されうる。好適な構成において、上記熱電導層が、絶縁材料で構成される部分層を有することが構想される。部分層は、一方では、開放された熱をセルから良好に流すことを保証し、他方では、部分層は、セルの外側が、容器の壁と電気的に接触することを防止する。さらに部分層は、外部から異物が瞬間的に進入した際に個々の電極間での短絡が防止されることを保証する。
【０００５】
特に、エネルギー貯蔵セルが、故障の場合に、特にセルの内部短絡等の際に損傷を制限するために、選択的に分離可能な個別セルを有していないことは不利である。
【０００６】
リチウムイオン蓄電池で内部短絡が発生する確率は、例えば、製造中の品質管理をさらに引き締めることにより下げることが可能である。しかしながらその際には、妥当なコストを掛けても、全ての故障箇所が徹底的に検出されて除去されるわけではない。さらに、リチウムイオン蓄電池を機械的に堅牢に構成することが可能であり、従って、外部の影響、特に機械的及び熱的影響によって、内部短絡がそんなに簡単には引き起こされない。この目的のために一般に必要とされるより高い材料強度、及び、追加的な機械的保護コンポーネントによって同様にコストが押し上げられ、さらに、重量全体における活物質の容量の割合及び重量の割合が下がり、これに伴って、蓄電池の電気エネルギー密度が下がる。さらに、リチウムイオン蓄電池の短絡の傾向は、電着のための他の活物質の選択及び／又はより少数の活物質の使用により、電極に対して良い影響を与えることが可能である。しかしながら、この場合にも、リチウムイオン蓄電池の提供される容量が小さくなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の課題は、内部短絡の場合、及び損傷を制限するために必要な急速放電の場合の熱的負荷が低減されるリチウムイオン蓄電池を示すことである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に基づいて、通常駆動時には、少なくとも２つの部分セルが電気的に並列に接続され、故障の場合、特に欠陥がある少なくとも１つの部分セルでの内部短絡の際には、欠陥がある少なくとも１つの部分セルが、損傷を受けていない少なくとも１つの部分セルから電気的に分離可能である。
【発明の効果】
【０００９】
巻回型セルの本発明に係る構成によれば、例えば故障の検出に基づく部分セルの必要な急速放電の際に、同様に、例えば部分セル内での内部のセル短絡等による、制御されていない放電の際に、損傷を受けていない少なくとも１つの残りの部分セルが迅速に電気的に分離されうる。損傷を受けていない部分セルは、急速放電の際に放出されるオーミックな熱損失のためのヒートシンクとして機能し、損傷の制限に寄与する。さらに、欠陥がある部分セルには、リチウムイオン蓄電池の全放電能力（Ｓｔｒｏｍａｂｌｅｉｔｆａｅｈｉｇｋｅｉｔ）が提供され、従って、リチウムイオン蓄電池の電気的設計に従って、より高い放電電流レートが可能となる。さらに、場合によっては、欠陥がある部分セルが、残りの未だ損傷を受けていない部分セルから合目的的に分離されうる。未だ作動可能な残りの部分セルからの、欠陥がある部分セルの電気的分離は、適切な開ループ及び／又は閉ループ制御装置を用いて行われ、この開ループ及び／又は閉ループ制御装置は好適に、リチウムイオン蓄電池の欠陥がある部分セルを迅速かつ合目的的に電気的に分離するよう構成された電子的な監視装置等である。上記の電気的分離自体は、例えばガルバニック絶縁のために、電気機械的に継電器を用いて行われ、又は、電子的に、電気的絶縁を設けずに、電力半導体を用いて行われうる。リチウムイオン蓄電池で使用するための巻回型セルは、基本的に、２つより多い巻回された部分セルを有する。
【００１０】
その際には、故障の場合の放熱が非クリティカルな熱量に制限され、特に、放出された熱が更なる内部短絡及び他の発熱反応が引き起こしうる連鎖反応が防止される。
【００１１】
本発明の基礎となる思想の更なる別の有利な構成において、各部分セルは、第１の活物質が少なくとも或る一定の領域に塗布されたカソードと、第２の活物質が少なくとも或る一定の領域に塗布されたアノードと、を有し、第１の活物質と第２の活物質の間には分離層が伸びている。即ち巻回型セルは、複数のアノードと複数のカソードとを有する。これにより、各部分セルは、個別に見ると、それにより構成されるリチウムイオン蓄電池の独立した電気化学的要素である。
【００１２】
本発明に基づき提案される解決策の更なる別の有利な構成において、少なくとも１つの部分セルのカソード及び／又はアノードには、部分セルを互いに電気的に絶縁する絶縁層が設けられる。これにより、巻回された状態での帯状の部分セル間の内部短絡が信頼性高く防止される。
【００１３】
一実施形態において、少なくとも２つの部分セルは、角柱形状に巻回型セルを成形するために、ほぼメアンダ状に巻回される。これにより、リチウムイオン蓄電池の直方体状のハウジング形状に、中空空間が非常に空いた状態で、従って設置面積を取らないで巻回型セルが組み込まれる。
【００１４】
他の実施形態の場合には、少なくとも２つの部分セルは、円筒形状に巻回型セルを成形するために、ほぼ螺旋状に巻回される。これにより、他のハウジング形状をしたリチウムイオン蓄電池を実現するための、代替的な形状による巻回型セルが獲得される。
【００１５】
他の有利な構成において、巻回型セルは、内側巻回体と、当該内側巻回体の周りを取り囲む外側巻回体と、を有し、内側巻回体と外側巻回体とは各々、巻回された部分セルにより形成される。これにより、リチウムイオン蓄電池を巻回するために既に存在する製造手段を、本発明に係る巻回型セルを製造するために大きく変更せずに使用することが可能である。
【００１６】
他の実施形態の場合には、外側巻回体の上には、他の部分セルを含む少なくとも１つの他の外側巻回体が巻回される。これにより、本実施形態による巻回型セルにおいて容量を上げることが可能である。
【００１７】
技術的に有利な発展形態の場合には、内側巻回体と外側巻回体の間、及び／又は、少なくとも２つの外側巻回体の間には、電気的に絶縁する絶縁層が設けられる。これにより、部分セルの絶縁層に加えて、内側巻回体と外側巻回体との間の信頼性の高い電気絶縁が与えられる。
【００１８】
絶縁層は、機械的及び熱的損傷に対して向上した堅牢性を有しうる。同様に、絶縁層は、分離層よりも低い熱電導性を有する。これにより、隣接する部分セルへと故障が広がる確率が最小に抑えられる。絶縁層が部分セルの間に設けられる場合には、追加的な堅牢性によるコストの上昇、及び必要となる設置面積が最小限に抑えられる。
【００１９】
本発明に係る思想の発展形態において、各部分セルは、解かれた状態において、幅Ｂを有するほぼ帯状の形態をしている。これにより、巻回型セルは、好適に帯状の半製品である部分セルであって、アノード、カソード及び分離層を各々が含む上記部分セルを巻回することにより、製造技術的に簡単に実現される。
【００２０】
内側巻回体及び外側巻回体を含む巻回型セルを製造するために、最初に、半製品から内側巻回体が巻回される。その後で、この半製品は２つに切断され、絶縁層が内側巻回体に塗着される。続いて、半製品がさらに巻回されて外側巻回体となる。これにより、従来の巻回型セルを製造するための既存の製造設備及び公知の製造プロセスでの必要な変更が最小限になる。
【００２１】
有利に、各部分セルのカソード及びアノードは、電気的接触のために、好適に対向して存在する少なくとも１つのカソード突出部及び少なくとも１つのアノード突出部を有し、上記少なくとも１つのカソード突出部及び少なくとも１つのアノード突出部は各々、部分セルの長手軸に対して横方向に、部分セルの２つの長手方向の縁端の一方から、幅ｂの分だけ突き出ている。これにより、カソード突出部及びアノード突出部は、製造技術的に、カソード又はアノードの両側の台形状の拡張部として形成される。
【００２２】
本発明に係る思想の発展形態の場合に、少なくとも２つのカソード突出部、及び、少なくとも２つのアノード突出部が、部分セルの各長手方向の縁端に、間隔Ｌの分だけ軸方向に互いにずらして形成される。これにより、電気的接触の十分に高い電流容量を保証するために、重なり合った複数のカソード突出部又はアノード突出部が利用されうる。その際には、様々な部分セルのカソード突出部及びアノード突出部が、電気的に互いに分離されている。
【００２３】
好都合な構成に応じて、カソード側接点又はアノード側接点を形成するために、各部分セルが巻回された状態で、同一の部分セルに属するカソード突出部同士及びアノード突出部同士がほぼぴったりと重なり合うように、間隔Ｌが各々変更されることが構想される。これにより、特に、部分セルが巻回される際に増大する巻回型セルの半径を補正することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
以下では、図面を用いて、本発明を詳細に解説することにする。
【図１】絶縁層を有する部分セルの概略的な断面図を示す。
【図２】一実施形態による２つの部分セル及び監視素子を含む巻回型セルの概略図を示す。
【図３】一実施形態による角柱形状に成形された巻回型セルを示す。
【図４】一実施形態による円柱形状に形成された巻回型セルを示す。
【図５】一実施形態による、内側巻回体と当該内側巻回体を同軸上に取り囲む外側巻回体とを備えた巻回型セルを示す。
【図６】電気的接続のためのカソード突出部及びアノード突出部を備えた、解かれた状態にある２つの重なり合った帯状の部分セルの概略的な上面図を示す。
【図７】２つの部分セルを含む巻回型セルの概略的な上面図を示す。
【図８】一実施形態による４つの部分セルを含む巻回型セルの概略的な上面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、図示されないリチウムイオン蓄電池のための、本発明に係る巻回型セル３０、４０、５０、６０、１００、２００で使用するための部分セル１０の概略的な断面図を示している。
【００２６】
部分セル１０は、第１の電気化学的な活物質１４が用いられたカソード１２と、第２の電気化学的な活物質１８が少なくとも或る一定の領域に塗布されたアノード１６と、を含む。部分セル１０が解かれた状態又は丸められていない状態において、重なり合って並行して伸びる２つの活物質１４、１８は、微多孔性ポリエチレン及び／又は微多孔性ポリプロピレンから成る分離層２０によって、互いに分離されている。カソード１２及びアノード１６は各々、部分セル１０への電流供給のための第１の導体及び第２の導体２２、２４を形成する。ここでは例示的に、部分セル１０が巻回された際のセル間の短絡を回避するために、カソード１２に絶縁層２６が設けられている。しかしながら、絶縁層２６は、アノード１６の領域にも、並びに、カソード１２とアノード１６の領域にも設けられうる。その際に絶縁層２６は、部分セル１０の固定の構成要素として実現され、又は、第１の活物質１４が塗布されたカソード１２と、分離層２０と、第２の活物質が塗布されたアノード１６と、から成る層構造の上に設けられうる。活物質１４、１８は、物質的に同一の材料組成であってもよく又は同一の材料組成でなくてもよいが、カソード１２はアルミニウムで形成され、アノード１６は銅で形成される。ここでは解かれた状態にある帯状の部分セル１０は、好適にロール形状をした「無限の」半製品として提供され、簡単なやり方で巻回し又は丸めることによって、様々な形状をした巻回型セル３０、４０、５０、６０、１００、２００に加工することが可能である。
【００２７】
基本的に、部分セル１０は、その層構造は各々上記部分セルの構造に対応するのだが、複数の部分セル１０を含む構成を創出するために、ほぼ任意の数で互いに積み重ねることが可能である。
【００２８】
図２は、２つの部分セル１０、３２、及び、監視素子３６を含む巻回型セル３０の概略図を示している。
【００２９】
巻回型セル３０は、図１の部分セル１０と、同じ形態で構成された更なる別の部分セル３２と、により形成され、その際に、重なり合う部分セル１０、３２の間に密な熱結合３４が存在する。この２つの部分セル１０、３２は、巻回型セル３０の「通常駆動時」には、電気的に並列に接続されている。例えば２つの部分セル１０、３２の一方での短絡のような「故障の場合」には、この２つの部分セル１０、３２は、好適に電子的な監視素子３６によって、電気的に分離可能である。この電気的分離は、例えば、監視素子３６により作動可能な、常閉接点として構成されたスイッチ３８によって行われうる。スイッチ３８は、電気機械的な継電器によって、又は、適切な電力半導体によって実現可能であり、その際に電力半導体の場合には、部分セル１０、３２のガルバニック絶縁又はゼロ電位での絶縁（ｐｏｔｅｎｔｉａｌｆｒｅｉｅ  Ｔｒｅｎｎｕｎｇ）が可能である。
【００３０】
図３は、一実施形態による角柱形状に成形された巻回型セル４０を示している。
【００３１】
巻回型セル４０は、角柱形状に成形するために、重なり合う第１の部分セル及び第２の部分セル４２、４４によって形成され、この部分セル４２、４４は、近似的にメアンダ形状に巻回されている。部分セル４２、４４の構造的な構成は、図１で説明した部分セル１０に対応している。角柱形状の巻回型セル４０は、好適に、角柱形状又は立方体状のハウジングを有するリチウムイオン蓄電池のための利用のために構想されている。ここで例示的に示す２つの部分セル４２、４４とは異なって、巻回型セル４０は、３つより多い部分セル１０、４２、４４を有してもよい。本発明に基づいて、巻回型セル４０の２つの部分セル４２、４４は、図２の監視素子３６により電気的に互いに分離可能である。
【００３２】
巻回型セル４０の「通常駆動時」には、２つの部分セル４２、４４は、特に均一な充電を保証するために、並列に接続されている。巻回型セル４０の「故障の場合」、例えば、部分セル４２に内部短絡が存在するという「故障の場合」には、欠陥がある部分セル４２が、監視素子３６によって、遅滞なく、未だ損傷を受けていない部分セル４４から電気的に分離される。この電気的分離又は停止は、図２に概略的に示した、好適に電子的な監視素子３６によって、継電器を用いて又は適切な電力半導体によって行われる。即時に行われる電気的分離によって、損傷を受けていない部分セル４４は追加的に、欠陥がある部分セル４２の、短絡の場合に一般に損傷を制限するために導入する急速放電の際に放出されるオーミックな熱損失のためのヒートシンクとして機能し、その際には、急速放電過程のために同時に、巻回型セル４０の全電流容量が活用可能であり、従って、急速放電時間の短縮が実現されうる。
【００３３】
図４は、一実施形態による円柱形状の形成された巻回型セル５０を示している。
【００３４】
巻回型セル５０は、円柱形状に形成するために、近似的に螺旋状に巻回された２つの重なり合った部分セル５２、５４を用いて形成され、この部分セル５２、５４の構造的構成も、図１で既に解説した部分セル１０に従っている。巻回型セル５０は、そのハウジングが、角柱形状とは異なる角ばった形状をしていないリチウムイオン蓄電池のために、優先的に適している。ここで例示的に示す第１の部分セル及び第２の部分セル５２、５４とは異なって、巻回型セル５０は、３つ以上の部分セル１０、５２、５４を有してもよい。
【００３５】
図５は、更なる別の実施形態による、内側巻回体６２と当該内側巻回体６２を同軸上に取り囲む外側巻回体６４とを備える巻回型セル６０を図示している。
【００３６】
巻回型セル６０は、内側巻回体５２と、当該内側巻回体５２を同軸上に取り囲む外側巻回体６４と、によって形成され、その際に、内側巻回体６２と外側巻回体６４との間には、電気的に絶縁する分離層６６が設けられている。内側巻回体６２は、巻回された第１の部分セル６８によって形成され、外側巻回体６４は、巻かれた第２の部分セル７０によって形成される。内側巻回体６２及び外側巻回体６４の内部では、巻かれた部分セル６８、７０が各々重なり合い又は接触し合っている。
【００３７】
分離層６６は、特に、外側の第２の部分セル７０の絶縁層７２と並んで、内側巻回体６２と外側巻回体６４との間の追加的な電気絶縁部として機能する。示される外側巻回体６４の上には、必要な場合には、少なくとも１つの更なる別の外側巻回体６４を、更なる別の絶縁層６６を間に挟んで巻回することが可能である。
【００３８】
図６は、電気的接続のためのカソード突出部Ｋ１１、Ｋ１２、Ｋ２１、Ｋ２２及びアノード突出部Ａ１１、Ａ１２、Ａ２１、Ａ２２を備えた、解かれた状態にある帯状の２つの重なり合った部分セル８０、８２の概略的な上面図を示している。
【００３９】
解かれた状態にある、帯状又はストリップ状の２つの重なり合った部分セル８０、８２は、ここでは共通の長手軸８４に関してそれぞれ幅Ｂを有する。２つの部分セル８０、８２の層構造は、既に図１で解説した部分セル１０の構造的形態と対応している。
【００４０】
第１の部分セル８０の厚さ方向の第１の縁端８６には、ここでは例示的に２つの、例えば台形状のカソード突出部Ｋ１１、Ｋ１２が、全体がより良く見えるようにここでは詳細に示さない、第１の部分セル８０の金属製のカソード１２又は第１の導体２２の組み込まれた構成要素として、それぞれ長手軸８４に対して横方向に形成されている。対応して、第１の部分セル８０の厚さ方向の第２の縁端８８には、カソード突出部Ｋ１１及びＫ１２に対向して又は長手軸８４に対して対称的に、２つのアノード突出部Ａ１１及びＡ１２が形成される。カソード突出部Ｋ１１及びＫ１２並びにアノード突出部Ａ１１及びＡ１２は各々が長手軸８４に対して横方向に、第１の部分セル８０の長方向の縁端８６、８８から、幅ｂの分だけ突き出ている。カソード突出部Ｋ１１とカソード突出部Ｋ１２との間、及び、アノード突出部Ａ１１とアノード突出部Ａ１２との間にはそれぞれ、軸方向にそれらの中央に関して、軸方向の間隔Ｌ１が存在する。第１の部分セル８０は、ここには図示しない、カソード突出部Ｋ１１、Ｋ１２及びアノード突出部Ａ１１、Ａ１２に対応して形成された複数のカソード突出部Ｋ１１、Ｋ１２及びアノード突出部Ａ１１、Ａ１２を有し、カソード突出部Ｋ１１、Ｋ１２間及びアノード突出部Ａ１１、Ａ１２間の間隔Ｌ１は、巻回型セル１００、２００の電気的接触又は電気的接続のために機械的に十分に安定した、電気容量が高い（ｓｔｒｏｍｔｒａｇｆａｅｈｉｇ）カソード側接点１０２及びアノード側接点（図７、８参照）を創出するために、第１の部分セル８０が巻回された状態においてカソード突出部Ｋ１１とカソード突出部１２同士及びアノード突出部Ａ１１とアノード突出部Ａ１２同士が理想的な場合に円周側でぴったりと重なり合うように、変更される。
【００４１】
対応して、第２の部分セル８２の２つの厚さ方向の縁端９０、９２には、対応して形成された複数のカソード突出部Ｋ２１、Ｋ２２及びアノード突出部Ａ２１、Ａ２２が形成されており、そのうち２つのカソード突出部Ｋ２１、Ｋ２２及び２つのアノード突出部Ａ２１、Ａ２２が、点線で示唆される残りの全ての代表として示されている。カソード突出部Ｋ２１とカソード突出部Ｋ２２との間、及び、アノード突出部Ａ２１とアノード突出部Ａ２２との間には、間隔Ｌ２が存在する。個々のカソード突出部Ｋ２１、Ｋ２２間及び個々のアノード突出部Ａ２１、Ａ２２間の間隔Ｌ２は、第２の部分セル８２の厚さ方向の伸長に沿って、特に、適用される巻回形状、即ち例えば螺旋状又はアーモンド状の巻回形状に従って、第２の部分セル８２が巻回された状態においてカソード突出部Ｋ２１とカソード突出部Ｋ２２同士及びアノード突出部Ａ２１とアノード突出部Ａ２２同士が理想的な場合にぴったりと重なり合い又は接触し合うように、変更される。
【００４２】
図７は、監視素子３６によって電気的に互いに分離可能な２つの部分セル１０、３２、４２、４４、５２、５４、６８、７０、８０、８２を含む、角柱形状の巻回型セル１００の非常に簡素化された上面図を示している。
【００４３】
例示的に角柱形状の巻回型セル１００は両側に、個別には示されない複数のカソード突出部Ｋ１１、Ｋ１２、Ｋ２１、Ｋ２２及びアノード突出部Ａ１１、Ａ１２、Ａ２１、Ａ２２を有し、当該カソード突出部Ｋ１１、Ｋ１２、Ｋ２１、Ｋ２２及びアノード突出部Ａ１１、Ａ１２、Ａ２１、Ａ２２は、ここでは見える上側のカソード側接点１０２、１０４を共に形成するが、下側の２つのアノード側接点は図６では見えない。全部で４つのカソード側接点１０２、１０４及びカソード側接点を介して、巻回型セル１００の第１の部分セル及び第２の部分セル１０、３２、４２、４４、５２、５４、６８、７０、８０、８２の電気的に互いに独立した接続又は駆動が行われ、その際に、部分セル１０、３２、４２、４４、５２、５４、６８、７０、８０、８２は、自動的な監視素子３６によって、巻回型セルの１００の「通常駆動時」には永続的に自動的に監視され、「故障の場合」には、上記監視素子３６によって、遅滞なく電気的に互いに分離可能である。
【００４４】
図８は、一実施形態による、４つの部分セル１０、３２、４２、４４、５２、５４、６８、７０、８０、８２を含む巻回型セル２００の概略的な上面図を示している。
【００４５】
巻回型セル２００は、ここでは例示的に４つの部分セル１０、３２、４２、４４、５２、５４、６８、７０、８０、８２によって構成され、この４つの部分セル１０、３２、４２、４４、５２、５４、６８、７０、８０、８２のカソード突出部Ｋ１１、Ｋ１２、Ｋ２１、Ｋ２２及びアノード突出部Ａ１１、Ａ１２、Ａ２１、Ａ２２が統合されて、ここでは見える４つ上側のカソード側接点２０２、２０４、２０６及び２０８となっているが、４つの下側のアノード側接点は、ここでも隠されており又は見えない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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