[发明专利]带有导热元件的电池元件

说明书

在新的电池元件（10）中，除了电池单池外，也集成着形式为带有腔（21）的多腔空心型材（21）的导热元件。所述导热元件在此是最优的，因为经调温的多腔空心型材（20）与单池处于面状的接触。电池元件（10）的电极（31）被外部的电绝缘结构包围，所述电绝缘结构仅由外膜（40、40´）形成或也由这个膜（40、40´）以及多腔空心型材（20）的热塑性的塑料涂层（27）形成。

技术领域

本发明涉及一种带有至少一个电极堆垛和至少一个导热元件的电池元件，电极堆垛被外部的电绝缘结构包围。

背景技术

已知电池单池、特别是锂离子单池、袋形单池，它们基于其高的能量密度和其轻的重量被视作是使用在机动车中的有利的单池类型。这种电池单池包括经堆垛的或经折叠的电化学活性的层，所述层通过形式为塑料无纺布的分离器彼此分离，以防止短路。这些电极堆垛被柔性的外膜包围。这些外膜除了边缘外均被封闭并且用有机的电解质填充这样形成的膜袋。紧接着闭合和密封所述膜袋，其中，接触片作为电极的接头从膜袋伸出。这些电池单池没有坚固的外包套，这使得它们是柔性的但也对机械负荷敏感。

由德国文献DE 10 2010 055 599 A1已知，柔性的电池单池夹紧在两个相邻的框架之间并且将这样装入框的电池单池中的多个电池单池联合成一个电池模块。在此，在电池模块的上侧上设置有冷却板，所述冷却板与各个电池单池、即与电池单池的端侧处于导热接触。在给这种电池单池充电时、特别是在快充时，出现了发热，因此电解质变热并且在电池单池中产生了超压。在过热时可能出现电解质的蒸发并且因此导致电池单池损毁。在前述文献中，在所述框架内设置有用于在这种短路时减压的椭圆形开口，因而电解质蒸汽可能逸出。值得期望的是，阻止这种过热。

文献DE 10 2011 002 666 A1说明了在蓄能装置中的袋形单池的冷却。在此，袋形单池在安装在两个对置的侧面上时与各一个冷却元件处于导热接触。在袋形单池中产生的热通过导热传递到冷却元件并且然后通过流过相应的冷却元件的至少一个流动通道的冷却流体排出。冷却元件通过滑座以预定的间距固定在蓄能装置的支承板上。当袋形单池大面积地在其两侧上与两个冷却体接触时，才达到良好的散热。但制造公差可能导致，在冷却元件和袋形单池之间形成了气垫，所述气垫使散热变糟。所示的冷却元件较厚并且因此也具有不期望的大的重量。

文献DE 10 2011 107 716 A1表明了一种更好的冷却。在此示出了电池元件，该电池元件在其一个侧面上具有绝缘元件并且在另一个侧面上具有冷却元件。冷却元件由两个带聚合物涂层的金属板材构成。在金属板材之间布置着接片结构，所述接片结构可以由铝或聚合物制成。为了达成带有集成的冷却元件的一体式电池元件，所述冷却元件在其端部上被削平或者在包含附加的绝缘体在内的情况下与绝缘元件连接成电池单池的主体的一包套。多个冷却通道确保了在电池单池中产生的热的排出。缺点是冷却元件的多层的结构设计。

发明内容

本发明的任务是，提供一种有更为有效的冷却的经改进的电池元件。该电池元件应当尤其也能适用于机动车的电池模块并且为此具有尽可能轻的重量。

该任务用带有权利要求1的特征的一种电池元件解决。从属权利要求说明了有利的实施方案。新的电池元件是已知的袋形单池的改进方案。在电池元件中，除了一个或多个电池单池、特别是锂离子单池外，也集成有形式为一个或多个多腔空心型材的导热元件。这种用于冷却或必要时也加热电池单池的多腔空心型材构造成扁平的，具有两个对置的宽侧以及在内部具有多个彼此相邻布置的并且平行地延伸通过多腔空心型材的腔。调温介质、例如为了冷却的冷却液、制冷剂或诸如空气这样的气态的介质流过所述腔，以便运走在电池单池中产生的热。接下来说明对电池单池的冷却，即使多腔空心型材同样可以用于加热电池单池。传热在此是最优的，因为多腔空心型材的宽的侧面与电池单池的至少一个绝缘的电极堆垛的侧面处于面状的接触。接下来为了简单起见，为电池单池的内部的组成部分，即带有分离器和电解质的两个电极，使用术语“电极堆垛”。在此，两个电极可以构造成扁平的或者经多次折叠地存在。