[发明专利]电化学能量存储单元

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的电化学能量存储单元。

背景技术

已知用于储存电能的电池(一次储能器)和蓄电池(二次储能器)，其由一个或者多个存储单元构成，当施加充电电流时，通过在电解质中或其间的阴极和阳极之间的电化学充电反应将电能转化成化学能且储存，且当接通用电负载时，通过电化学放电反应将化学能转化成电能。在此，一次储能器基本上只能充电一次，然后在放电之后被丢弃，二次储能器允许多次(几百次到超过10000次)重复充电和放电。此外注意到，蓄电池有时也被称为电池，如车辆电池，公知其经受频繁的充电循环。

近些年，基于锂化合物的一次和二次储能器越来越被重视。其具有高的能量密度和热稳定性，提供恒定的电压而只有很少的自身放电，且没有所谓的记忆效应。

公知的是，以薄板的形式制造能量存储器且特别是锂电池和锂蓄电池。针对于Graz工业大学的无机化学技术的试验的K.-C.Moeller博士和M.Winter博士的2005年2月的讲义“一次和可再次充电的锂电池(und wiederaufladebare Lithium-Batterien)”示出例如凭证或者甚至智能卡式的锂离子聚合物单元。该讲义示例性地示出锂离子单元的工作原理。对于这样的单元，阴极和阳极材料、电极和分隔物以薄膜的形式通过合适的方式设置(堆叠)，且被包装在由连接材料制成的包覆薄膜中，其中，电源引线在单元的边沿上侧向凸出。特别地，由插入金属(铜)制成的电流聚集薄膜首先被置于由石墨制成的两个阳极薄膜之间且层积，然后由插入金属(铝)制成的两个电流聚集薄膜以相同的方式分别被置于由LiCoO2制成的两个阴极薄膜之间且层积。在此，阴极薄膜分别具有阳极薄膜的一半的容量。然后，阳极的薄膜三层体被层积在两个分隔薄膜之间，最后在该包裹体上层积半阴极的两个薄膜三层体。然后，这样的单元取出且干燥，由1MLiClO4在1∶1的碳酸乙烯酯∶二甲基乙烯酯制成的电解质浸湿，且被焊入铝复合薄膜。且尽管如此，电流聚集薄膜的各延长段在一侧上穿透焊缝，且向外凸出作为端子或者电源引线。

在EP 1 475 852A1中也描述了类似的结构。这里，在阳极侧上提供两个薄膜三层体，在阴极侧上提供三个薄膜三层体，分别以交替的方式被布置，且通过分隔薄膜彼此分隔。通过改变阳极-阴极对的数量可以根据需求调整这样单元的容量。此外，该结构与前述讲义中的结构的不同之处在于向外引出的电流导体。且虽然在此不是电流聚集薄膜的每个延长部被聚合且一同穿透焊接缝向外引出，而是电流聚集薄膜的端部在包覆薄膜内聚合且通过连接件如垂直穿透包覆薄膜的铆钉与位于包覆薄膜上的杆状电源引线连接。在包覆薄膜内在包覆薄膜与各电极的叠加的端部之间提供被铆接的金属块作为支座。此外，在包覆薄膜与电源引线或者金属块之间内外地布置和铆接有绝缘材料。位于外部的电源引线再次在平面单元的边沿处凸出。

在EP 1 562 242 A2中，提供由电流聚集薄膜端部分隔的、杆状电源引线，该电源引线在包覆薄膜内已经与电流聚集薄膜的端部连接，且穿透包覆薄膜的焊接缝向外引出。在此，杆状电源引线选择性地在平面单元的一个边沿处或者相对的另一个边沿处凸出。然而，该文献对于形成电源引线的贡献小于对于避免形成分隔薄膜褶皱的贡献。

如在EP 1 562 242 A2中，在没有说明明确的技术基础或者技术实现的情况下，平面单元在单元的相对的边沿处的接触是非常规的。在EDP应用中，卡式小电池通常被插入弹簧或者多刀开关中，在其中顺序地接触。相反地，若将多个平面单元堆叠至一个单元包装，如要求更高的驱动电压和容量的汽车电池，则通常会在一侧上错接单个电池单元，如在WO 2008/128764 A1、WO 2008/128769 A1、WO2008/128770 A1、WO2008/128771 A1或者JP 07-282841 A中所示出的。

若与固定功能联系在一起，平面单元在单元的相对的边沿处的接触可以是有利的。如在EP 1 562 242 A2中，电源引线是杆状的，未提供围绕由杆状的电源引线限定的轴线的位置稳定性，且电源引线的稳固性即可能的固定力很小。同样地，若上述其他文献中示出的条状电源引线中的一个从其处在相对的边沿上凸出，不产生所期望的位置稳定性。

发明内容

本发明的一个目的在于提供平的电化学电池单元，其在满足引取电流功能的同时可以位置稳定地保持在电池单元相对的边沿上。

该目的通过权利要求1的特征实现，本发明的有利改进方案构成了从属权利要求的主题。