本发明涉及一种用于电池单体的单体壳体的端板、一种单体壳体和一种电池单体。
背景技术:
1、在电池单体的领域,尤其是已知圆柱形的、棱柱形的和袋状的锂离子电池单体。在电池单体中,能量储存器以及与之连接的电极可以设置在单体壳体之内。通过规定的与电极的电连接,电功率可以从单体壳体之外获取。能量储存器可以具有化学的化合物,它们可能在单体壳体之内导致气体排放。在同时有高温的情况下,在单体壳体之内可能产生高压力,因此提高电池单体不受控地破坏的风险。为了避免这一点,在单体壳体中,尤其是在单体壳体的端板中,可以设置额定断裂部位,其从事先确定的最小压力起断裂,使得气体能够逸出,并且在单体壳体之内的气体压力不能继续提高。在此已经证实,导致额定断裂部位断裂的触发压力的小的压力误差的要求需要端板的耗费的制造,因为额定断裂部位的壁厚需要相应地以小误差来制造。
技术实现思路
1、本发明的任务是,提供一种具有额定断裂部位的、用于电池单体的单体壳体的端板,所述端板能够简单地制造,并且在该端板的情况下,在安装状态下能够实现触发压力的必要的小的压力误差。
2、所述任务的解决方案按照独立权利要求的教导实现。本发明的不同的实施方式和扩展方案是从属权利要求的内容。
3、本发明的第一方面涉及一种用于电池单体的单体壳体的端板,所述端板具有:(i)第一侧和与第一侧相对地设置的第二侧;(ii)第一槽,所述第一槽形成第一圆形形状;(iii)第二槽,所述第二槽形成第二圆形形状;(iv)第一槽的一个开口或者第二槽的另一个开口构成在第一侧或第二侧上;(v)第一槽和第二槽机械地相互耦联。
4、在此可能采用的词语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”、“有”、“带有”或者它们的各种其他型式应该覆盖非排他性的包含。因此,例如包括或具有一系列元素的方法或装置不必然限制于这些元素,而是可以包含其他元素,所述其他元素未被明确地阐述,或者所述其他元素对于这样的方法或者这样的装置是固有的。
5、另外,只要未明确相反地说明,“或者”涉及到包含性的“或者”或者不涉及排他性的“或者”。例如,条件a或者b通过以下条件之一被满足:a是真实的(或者存在的)并且b是不真实的(或者不存在的);a是不真实的(或者不存在的)并且b是真实的(或者存在的);以及不仅a而且b是真实的(或者存在的)。
6、概念“一个”,如其在此采用的,在“一个或者多个”的意义上被定义。概念“另一个”和“一个另外的”以及它们的任何其他型式可以在“至少一个另外的”的意义上理解。
7、概念“多个”,如其在此采用的,可以在“两个或者更多个”的意义上理解。
8、概念“配置”或者“设置”用于满足特定的功能,(以及它们的相应的型式),可以在本发明的意义上理解为,相应的装置已经在一种构造或者设定中存在,在所述构造或者设定中所述装置能够实施该功能或者所述装置至少能如此设定,也就是说能如此配置,使得所述装置能够在相应的设定之后实施该功能。“配置”在此例如可以通过相应地设定工艺流程的参数或者相应地设定开关或类似物来激活或者去活功能性或者设定值来实现。尤其是,所述装置可以具有多个预定的配置或者运行模式,使得配置可以借助于选择这些配置或者运行模式之中的一个来实现。
9、通过按第一方面的端板可以实现,第一槽和第二槽用作为共同的额定断裂部位。这在端板在电池单体的单体壳体上的组装状态下可以是有利的。在此,在能气密地封闭的单体壳体的内部中可以设置能量储存器,通过能量储存器能够排放气体。如果在单体壳体的内部中气体压力升高,可能产生电池单体的单体壳体不受控地开裂的风险。为了避免这一点,在端板中可以设置额定断裂部位,其在事先规定的气体压力时断裂,使得气体能够从单体壳体逸出,并且在单体壳体中的气体压力不能继续升高。按照当前的具有两个机械地相互耦联的槽的解决方案,在单体壳体中的气体压力升高时,可以实现两个槽之中的一个槽(该槽具有圆形形状的较小半径)的变形或者“弯折”,因此,该槽的张角增大。这可以导致,在两个槽之中的具有较大半径的另一个槽中仅仅引起拉应力,该拉应力导致渐缩并且最终导致材料断裂以及单体壳体在端板上的打开。通过这种机械耦联,与通过单个槽构成的额定断裂部位相比,可以在较小的气体压力时实现额定断裂部位的断裂。因此,在实现具有两个槽的当前解决方案时,与一个槽相比,可以规定较大的剩余底部厚度(所述剩余底部厚度对应于在槽的底部区域与在端板的相应侧的剩余材料之间的端板厚度),以便在规定的压力时引起在额定断裂部位上的的断裂。因此,在产生各个槽时可以允许较高的误差。由于第一槽和第二槽构成为圆形形状,也可以实现简单制造。因此总体上,通过本发明可以简化具有两个槽的端板的制造。另外,通过各槽的较大的剩余底部厚度,可以实现端板的总体上较高的机械稳定性。此外可以考虑,通过采用两个槽,可以规定较小的最小压力,在所述最小压力时实现端板的断裂。
10、下面说明端板的优选实施方式,只要这未被明确地排除或者在技术上不可能,则这些优选实施方式可以分别任意地相互组合以及与本发明的另外说明的其他方面组合。
11、在一些实施方式中,(i)第一槽的第一圆形形状具有第一半径;(ii)第二槽的第二圆形形状具有第二半径;(iii)第一圆形形状和第二圆形形状具有共同的圆心,并且第一半径(r1)为第二半径(r2)的至少0.8倍大。这可以在数学上如下表达:r1≥0.8·r2。因此可以保证,在第一槽与第二槽之间的相对距离不被超过,因此实现在第一槽与第二槽之间的机械耦联的最小强度。
12、在一些实施方式中,第一槽的一个开口和第二槽的另一个开口分别设置在第一侧上,或者分别设置在第二侧上。由于第一槽和第二槽的各开口设置在端板的同一侧上,可以实现端板并且从而单体壳体的较简单的制造,因为端板仅需要从一侧加工。
13、在一些实施方式中,第一槽的所述一个开口设置在第一侧上,并且第二槽的所述另一个开口设置在第二侧上。因此,通过非对称布置可以实现端板的较大刚度。这可以在抵制外部机械影响方面是有利的。
14、在一些实施方式中,第一槽和/或第二槽具有v形横截面。通过v形,可以有利于到另一个槽上的力传递,因为v形具有倾斜的壁,所述壁指向所述另一个槽。另外,在槽区域中的可能的污物可以更简单地去除。
15、在一些实施方式中,第一槽和/或第二槽具有矩形横截面。因此,简单制造是可能的,因为用于形成槽的工具可以具有简单的矩形形状,并且槽相应地具有直壁。
16、在一些实施方式中,第一圆形形状和/或第二圆形形状形成圆弧。由于在圆弧的情况下圆形形状不是封闭的,可以实现,在端板在槽上断裂时,端板的断出部分不掉出或者不落入到单体壳体中,因为所述断出部分至少在圆形形状不连贯的部位上保持固定在端板上。
17、在一些实施方式中,端板具有圆形形状。因此可以实现简单制造。
18、本发明的第二方面涉及一种用于电池单体的单体壳体,所述单体壳体具有空心柱体以及在空心柱体的端侧之一上将空心柱体封闭的、按第一方面的端板。
19、本发明的第三方面涉及一种电池单体,其具有按第二方面的单体壳体以及能量储存器。
20、针对本发明的第一方面解释的特征和优点相应地也适用于本发明的其他方面。
1.一种用于电池单体(200)的单体壳体(210)的端板(100、190),所述端板具有:
2.根据权利要求1所述的端板(100、190)其中,所述第一槽(110)的所述一个开口和所述第二槽(120)的所述另一个开口分别设置在第一侧(130)上,或者分别设置在第二侧(140)上。
3.根据权利要求1所述的端板(100、190)其中,所述第一槽(110)的所述一个开口设置在第一侧(130)上,并且所述第二槽(120)的所述另一个开口设置在第二侧(140)上。
4.根据上述权利要求中任一项所述的端板(100、190)其中,所述第一槽(110)和/或第二槽(120)具有v形横截面。
5.根据上述权利要求中任一项所述的端板(100、190)其中,所述第一槽(110)和/或第二槽(120)具有矩形横截面。
6.根据上述权利要求中任一项所述的端板(100、190)其中,所述第一圆形形状和/或第二圆形形状形成圆弧。
7.根据上述权利要求中任一项所述的端板(100、190)其中,所述端板(100、190)具有圆形形状。
8.一种用于电池单体(200)的单体壳体(210),所述单体壳体具有:
9.一种电池单体(200),其具有根据权利要求8所述的单体壳体(210)以及能量储存器(240)。