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DE102009052508A1 - Mechanisch flexibles und poröses Ausgleichselement zur Temperierung elektrochemischer Zellen - Google Patents

Mechanisch flexibles und poröses Ausgleichselement zur Temperierung elektrochemischer Zellen Download PDF

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DE102009052508A1
DE102009052508A1 DE102009052508A DE102009052508A DE102009052508A1 DE 102009052508 A1 DE102009052508 A1 DE 102009052508A1 DE 102009052508 A DE102009052508 A DE 102009052508A DE 102009052508 A DE102009052508 A DE 102009052508A DE 102009052508 A1 DE102009052508 A1 DE 102009052508A1
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DE
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cells
compensating element
battery
battery according
porous
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Ceased
Application number
DE102009052508A
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English (en)
Inventor
Peter Dr. Kritzer
Ulrich Dr. Schneider
Christoph Dr. Weber
Rudolf Dr. Wagner
Thomas Arnold
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Carl Freudenberg KG
Original Assignee
Carl Freudenberg KG
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Publication date
Application filed by Carl Freudenberg KG filed Critical Carl Freudenberg KG
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Priority to KR20127015075A priority patent/KR20120099461A/ko
Priority to US13/509,301 priority patent/US20120219839A1/en
Priority to KR1020147014973A priority patent/KR20140085589A/ko
Priority to JP2012538227A priority patent/JP5390713B2/ja
Priority to PCT/EP2010/006714 priority patent/WO2011057737A1/de
Priority to EP10781826A priority patent/EP2499685A1/de
Priority to CN2010800464364A priority patent/CN102640320A/zh
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Abstract

Eine Batterie, bestehend aus mindestens zwei nebeneinander positionierten Zellen (1), die einen Zwischenraum (3) zwischen sich ausbilden, ist im Hinblick auf die Aufgabe, eine Batterie anzugeben, deren Zellen nach einfacher Fertigung und Positionierung dauerhaft materialschonend in der Batterie aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum (3) mit einem porösen und deformierbaren Ausgleichselement (4) zur Temperierung der Zellen (1) ausgefüllt ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Batterie, bestehend aus mindestens zwei nebeneinander positionierten Zellen, die einen Zwischenraum zwischen sich ausbilden.
  • Stand der Technik
  • Große Batterien sind aus einzelnen Zellen aufgebaut. Diese sind in der Regel in einem Gehäuse untergebracht und manchmal auch in sogenannte „Stacks” unterteilt. Typischerweise enthält eine Batterie für Hybrid- bzw. Elektro-Fahrzeuge oder für industrielle Anwendungen, wie insbesondere zur Stromzwischenspeicherung, zwischen zwanzig und mehreren Hundert einzelnen Zellen.
  • Diese einzelnen Zellen können als Rundzellen oder als prismatische Zellen, welche beide ein festes Gehäuse aufweisen, oder aber als sogenannte „Coffee-Bag-Zellen” ausgebildet sein, bei welchen das Gehäuse als beidseitig beschichtete Metallfolie ausgestaltet ist. Zur optimalen Raumausnutzung in der Batterie werden prismatische Zellen bzw. „Coffee-Bag-Zellen” verwendet.
  • Aufgrund der hohen gespeicherten Energiemenge sind große Batterien immer ein Sicherheitsrisiko bei auftretenden Fehlfunktionen. Typische elektrische Parameter von automobilen Batterietypen sind in der nachfolgenden Tabelle beispielhaft gelistet.
    Batteriespannung [V] Batteriekapazität [kWh] Batterietechnologie
    Mild hybrid (parallel) 50–100 1 NiMH/Li-Ion
    Full Hybrid (parallel) 200–300 1.5 NiMH/Li-Ion
    Plug-in Hybrid (seriell) > 300 10 Li-Ion
    Pure EV > 300 > 30 Li-Ion
    Fuel Cell EV 200–300 1.5 NiMH/Li-Ion
  • Dabei sind Lithium-Batterien gegenüber NiMH-Batterien als noch kritischer anzusehen, da diese eine höhere Energiedichte, dünnere Separatoren, einen brennbaren Elektrolyten, höhere Spannungen und Lithium zeigen.
  • Um die Langlebigkeit einer Batterie zu gewährleisten, muss zudem die Temperatur in der Batterie möglichst konstant gehalten werden. Dabei ist ein Temperaturunterschied von maximal 3 K ideal und darf ein Temperaturunterschied von maximal 5 K nicht überschritten werden.
  • Die oben genannten prismatischen Zellen bzw. „Coffee-Bag-Zellen” lassen sich platzsparend montieren, so dass große Energiemengen pro Volumeneinheit realisiert werden. Diese an sich positive Anordnung bedingt technische Schwierigkeiten bei der Einhaltung einer konstanten Temperatur und der Realisierung einer Schlag- und Schockresistenz.
  • Diesen Anforderungen wird im Stand der Technik durch Einbringung von Vergussmassen begegnet. Diese Lösung ist allerdings nachteilig, da die Vergussmassen sehr schwer sind und üblicherweise eine Dichte von mehr als 2 kg/l aufweisen.
  • Des Weiteren bedürfen die Vergussmassen einer aufwendigen Fertigung, da häufig eine Vernetzung zweier Komponenten notwendig ist. Weiter muss eine hohe Dichtheit in Bezug auf den Elektrolyten realisiert werden. Hierbei können sich hohe Drücke beim Abblasen einer Zelle in einem „Freiraum” aufbauen.
  • Die Wärmeausdehnung der Vergussmasse führt zu einem Drücken auf die elektrischen Kontakte und damit zu der Gefahr, dass diese sich loslösen können. Dies würde zu einem Ausfall der Batterie führen.
  • Nachteilig ist auch, dass die Vergussmassen kriechen. Ein unerwünschtes Eindringen der Vergussmasse zwischen zwei Kontakte kann daher nicht ausgeschlossen werden.
  • Darstellung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Batterie anzugeben, deren Zellen nach einfacher Fertigung und Positionierung dauerhaft materialschonend in der Batterie aufgenommen sind.
  • Die vorliegende Erfindung löst die zuvor genannte Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
  • Danach ist die eingangs genannte Batterie dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum mit einem porösen und deformierbaren Ausgleichselement zur Temperierung der Zellen ausgefüllt ist.
  • Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass die Anordnung eines porösen und deformierbaren Ausgleichselements zwischen den Zellen einer Batterie mehrere positive Effekte bewirkt. Durch seine Komprimierbarkeit kann ein Toleranzausgleich bei der Fertigung sichergestellt werden. Es wird vermieden, dass die Zellen bei der Fertigung zu stark verpresst und dadurch geschädigt werden. Weiter wird sichergestellt, dass elektrische Anschlüsse am oberen Ende der Zellen leicht flexibel werden. Die zwischen den Zellen liegenden Ausgleichselemente dienen unter anderem als mechanischer Puffer. Dies ist insbesondere bei Stößen auf die Batterie vorteilhaft. Gerade bei Lithium-Zellen tritt während elektrochemischer Vorgänge eine Volumenarbeit auf, die bei sogenannten „Coffee-Bag-Zellen” auf ein flexibles Gehäuse übertragen wird. Typische Werte zwischen maximalem und minimalem Volumen betragen dabei 3–5%. Diese Volumenarbeit kann durch zwischen den „Coffee-Bag-Zellen” liegende Ausgleichselemente ausgeglichen werden. Die Verwendung von porösen Ausgleichselementen erlaubt des Weiteren eine Aufnahme von Elektrolyten, welche im Falle eines Versagens der Batterie aus den Zellen austreten kann.
  • Folglich ist die eingangs genannte Aufgabe gelöst.
  • Das Ausgleichselement könnte eine thermisch leitfähige Oberfläche aufweisen. Dies ist vorteilhaft, um eine gute und schnelle Kühlung oder Heizung einer Batterie zu gewährleisten. Vorteilhaft ist hierbei auch, dass eine kalte Batterie schnell auf Betriebstemperatur gebracht werden kann. Es ist vorteilhaft, Batterien bei Temperaturen unter 0°C zu heizen, da kalte Batterien nicht so leistungsfähig sind wie moderat warme Batterien. Dies hängt mit einer geringeren Kapazität und kleineren abgreifbaren Strömen zusammen. Des Weiteren kann eine Ladung von kalten Lithium-Batterien, insbesondere bei hohen Strömen, zu erhöhter Dendritenbildung führen. Dendriten sind leitfähige Kristallaufwachsungen, die zu Mikrokurzschlüssen führen können.
  • Die Temperierung der Zellen kann auf mehreren Wegen erfolgen. Es könnte eine Kontaktkühlung über die beiden metallischen Elektroden-Ableitbleche erfolgen. Dies ist eine bevorzugte Methode, da der Wärmedurchgang über die Elektroden in die Zelle am effektivsten ist. Zudem sind die Elektroden in der Regel starr verbunden, so dass eine Kontaktierung der Kühlung einfach möglich ist.
  • Es könnte eine Kontaktkühlung über die Siegelnaht einer Zelle erfolgen. Auch dies wird in der Praxis angewandt. Der Wärmedurchgang an der Schnittstelle Siegelnaht-Zellinneres ist geringer als bei der Kühlung der beiden Elektroden-Ableitbleche, da die Zellenfolie beidseitig mit thermisch nicht-leitenden Polymeren beschichtet ist und die Elektroden-Ableitbleche in der Zelle nochmals von thermisch nichtleitender Separator-Membran umgeben sind.
  • Es könnte eine Kontaktkühlung der Zellenfläche erfolgen. Diese Möglichkeit wurde bisher nicht in Betracht gezogen, da in diesem Fall der Wärmedurchgang durch die Folie in das Zellinnere um einen Faktor 10–100 schlechter ist als bei einer Kühlung über die Elektroden-Ableitbleche. Dies hängt mit dem schichtartigen Aufbau des Zellinneren zusammen. Bei einer flächigen Kühlung muss die Wärme senkrecht durch den Schichtaufbau der leitenden Elektroden und des nichtleitenden Separators abgeführt werden. Zudem ist die Zellenfläche aufgrund der Volumenarbeit der Zelle an sich nicht festgelegt, da geladene Zellen ca. 5% dicker sind als ungeladene. Dies erschwert eine thermische Kontaktierung. Gerade bei dieser Art der Kühlung ergeben sich wesentliche Vorteile, die in der nachfolgenden Tabell dargestellt sind:
    Elektroden-Kühlung Siegelnaht-Kühlung Flächen-Kühlung
    Effektive Querschnitts-Fläche 2·50·0.2 mm2 = 20 mm2 2·1000·5 mm2 = 10.000 mm2 2·200·300 mm2 = 120.000 mm2
    Wärmedurchgangskoeffizient x 0.1 x 0.01 x
    Produkt Querschnitt·Wärmedurchgangskoeffizient 20 x 1.000 x 1.200 x
    Heizung möglich NEIN JA JA
  • Aus der vorangehenden Tabelle wird deutlich, dass die die Elektroden-Kühlung am uneffektivsten ist. Die derzeit am wenigsten favorisierte Flächenkühlung hingegen bietet aufgrund der hohen effektiven Kühlfläche den günstigsten Gesamteffekt.
  • Die überwiegende Wärmemenge sollte direkt an den Zellflächenoberflächen abzuführen sein, ohne Wärmeübertragung in das Ausgleichselement. Bevorzugt wird daher als Ausgleichselement ein hochporöses, elastisches Material mit hoher Rückstellkraft verwendet. Hierfür muss ein Minimalabstand der Zellen gewährleistet werden, damit die freie Konvektion zum Temperaturausgleich führt. Bei Wickelzellen, welche ungefähr 400 ml umfassen, liegt dieser Abstand bevorzugt bei ca. 5 mm.
  • Wesentliche Voraussetzung für eine funktionierende Flächenkühlung ist ein guter Kontakt zwischen den Zellen und dem dazwischen plazierten Ausgleichselement. Ist kein mechanischer Kontakt vorhanden, beispielsweise aufgrund eines Luftpolsters zwischen dem Ausgleichelement und der Zelloberfläche, nimmt die Kühlwirkung drastisch ab. Das Ausgleichelement muss der Ausdehnung der Zelle in z-Richtung folgen können. Zudem muss das Ausgleichelement zumindest an der der Zelle zugewandten Oberfläche thermisch leitfähig sein. Eine thermische Leitfähigkeit des kompletten Ausgleichselements ist technisch bevorzugt, aber aus Kostengründen sicher nicht optimal. Ein flexibles, reversibel komprimierbares und zumindest an einer Oberfläche thermisch leitendes offenporiges Material mit Gesamtporosität im unbelasteten Zustand von mehr als 20% ist besonders bevorzugt. Diese Porosität erlaubt eine Verpressung in z-Richtung, die der Dickenänderung der Zellen folgen kann. Die Reversiblität stellt sicher, dass das Ausgleichelement den wieder dünner werdenden Zellen bzw. der Zellenoberfläche folgen kann und damit immer ein mechanischer Kontakt zur Oberfläche hergestellt ist.
  • Vor diesem Hintergrund könnte insbesondere ein Vliesstoff auf thermisch leitfähigen textilen Substraten oder Folien auflaminiert sein. Die Vliesstoffe könnten auch Kohlenstoff-Fasern oder eine Metallbeschichtung aufweisen. Hierdurch weisen die Vliesstoffe wärmeleitende Eigenschaften auf. Sie bieten eine exzellente Wärmeleitfähigkeit bei gleichzeitiger Flexibilität. Der gesamte Vliesstoff könnte leitfähig ausgestaltet sein. Dies kann durch thermisch leitfähige Fasern, Metall, Graphit, Kohlenstoff, Carbon Nanotubes, Fasern mit Metall-Beschichtung, erzielt durch galvanische Abscheidung oder CVD-Abscheidung, thermisch leitfähige Partikel, Metall, Keramik, insbesondere Al2O3, Ruß, insbesondere Leitruß, Graphene und/oder andere leitfähige Kohlenstoff-Modifikationen erzielt werden. In den Vliesstoff könnten thermisch leitfähige Fasern bzw. Fäden, insbesondere Metallfasern, eingebracht sein. Es könnten auch Polymerfasern aus Polyamid, Polyester, Polyacrylnitrid oder Polyvinylalkohol verwendet werden.
  • Insbesondere „Coffee-Bag-Zellen” können durch einen thermisch leitfähigen Vliesstoff über ihre gesamte Fläche homogen temperiert werden. Vor diesem Hintergrund ist denkbar, dass die Vliesstoffe mit Al2O3, SiC, Glas, Leitruß, Graphitfolien, Aluminiumfolien oder mit Metallfasern ausgerüstet sind.
  • Das Ausgleichselement könnte zur Bewirkung der Temperierung der Zellen an eine Heizung oder Kühleinrichtung angeschlossen sein. Die Heizung erlaubt eine aktive Beheizung der Zellen. Die Kühleinrichtung eine aktive Kühlung der Zellen.
  • Das Ausgleichselement könnte als Lage ausgestaltet sein und die Zellen zick-zack-förmig umgeben. Durch diese Ausgestaltung kann eine einzelne Lage verwendet werden, um eine Vielzahl von Zellen zumindest bereichsweise zu umhüllen. Vor diesem Hintergrund ist denkbar, dass die Lage als Vliesstoff, Papier, Gewebe, Gelege oder Gewirke ausgestaltet ist.
  • Das Ausgleichselement könnte einen elastomeren Werkstoff aufweisen oder als elastomere Lage ausgestaltet sein. Denkbar ist auch, mehrere Lagen zwischen zwei Zellen zu positionieren. Der elastomere Werkstoff könnte wärmeleitend ausgestaltet sein, um die Zellen zu kühlen, zu heizen oder deren Temperatur konstant zu halten. Der elastomere Werkstoff könnte dabei als Formteil mit Nutung analog einer Schokoladentafelstruktur ausgestaltet sein. Der elastomere Werkstoff kann als Rahmen für „Coffee-Bag-Zellen” fungieren.
  • Vor diesem Hintergrund ist auch denkbar, dass das Ausgleichselement einen Schaumstoff aufweist oder aus einem Schaumstoff gefertigt ist. Schaumstoffe können offenporig ausgestaltet sein und das Abblasen von Gasen zulassen.
  • Das Ausgleichselement könnte einen Vliesstoff aufweisen oder aus einem Vliesstoff gefertigt sein. Die Anordnung von Vliesstoffen zwischen den Zellen einer Batterie bewirkt mehrere positive Effekte. Durch die Komprimierbarkeit von Vliesstoffen kann ein Toleranz-Ausgleich bei der Fertigung sichergestellt werden. Es wird vermieden, dass die Zellen bei der Fertigung zu stark verpresst und dadurch geschädigt werden. Weiter wird sichergestellt, dass elektrische Anschlüsse am oberen Ende der Zellen leicht flexibel ausgestaltet werden. Die zwischen den Zellen liegenden Vliesstoffe dienen als mechanischer Puffer. Dies ist insbesondere bei Stößen auf die Batterie vorteilhaft. Gerade bei Lithium-Zellen tritt während elektrochemischer Vorgänge eine Volumenarbeit auf, die bei sogenannten „Coffee-Bag-Zellen” auf ein flexibles Gehäuse übertragen wird. Typische Werte zwischen maximalem und minimalem Volumen betragen dabei 3–5%. Diese Volumenarbeit kann durch zwischen den „Coffee-Bag-Zellen” liegende Vliesstoffe ausgeglichen werden. Die Verwendung von Vliesstoffen erlaubt des Weiteren eine Aufnahme von Elektrolyten, welche im Falle eines Versagens der Batterie aus den Zellen austreten kann. Dieser Effekt ist insbesondere vorteilhaft beim Recycling der Batterie, da diese nicht tropft. Die offenporige Ausführung von Vliesstoffen erlaubt weiter das rasche Ausgasen bzw. Abblasen eines Elektrolyten bei einem externen Kurzschluss der Batterie. Vliesstoffe, besonders solche mit hoher Porosität, weisen eine geringe Dichte auf. Ein Polyester-Vliesstoff mit einer Polymer-Dichte von 1,4 kg/l weist bei einer Porosität von 50% lediglich eine Dichte vom 0.7 kg/l auf.
  • Das Ausgleichselement könnte flammhemmend ausgerüstet sein. Sogenannte „Fireblocker”-Vliesstoffe sind vorteilhaft, um von der Batterie ausgehende Brände zu unterdrücken. Die Brände können durch Kurzschlüsse, Überladungen oder mechanische Schädigungen hervorgerufen werden. Des Weiteren bieten flammhemmend ausgerüstete Vliesstoffe einen Schutz gegenüber Feuer, welches von außen auf die Batterie einwirkt.
  • Das Ausgleichselement könnte Klebstoffe aufweisen. Durch Aufbringung von Haftmassen-Klebern können insbesondere Vliesstoffe leicht klebrig ausgerüstet sein. Hierdurch können die Vliesstoffe während der der Batterie-Produktion leicht angeordnet und fixiert werden. Vor diesem Hintergrund ist denkbar, dass Hotmeltklebstoffe verwendet werden. Hotmeltklebstoffe lassen sich einfach verarbeiten.
  • Das Ausgleichselement könnte superabsorbierende Materialien aufweisen. Dies erlaubt ein Feuchtemanagement in der Batterie. Die Verwendung von Vliesstoffen mit wasserbindenden Eigenschaften könnte Kondensat in der Batterie vermeiden. Dies kann mit Hilfe von absorbierenden oder superabsorbierenden Substanzen im Vliesstoff erreicht werden, welcher sich im Batteriegehäuse befindet. Dies dient auch der Absorption von Wasserdampf.
  • Das Ausgleichselement könnte Prägungen, insbesondere tiefgezogene Bereiche, aufweisen. Hierdurch wird dessen Komprimierbarkeit erhöht. Durch die Prägungen kann insbesondere ein Vliesstoff mit geeigneter Kompressibiltät geschaffen werden. Die Prägung könnte derart geometrisch ausgestaltet sein, dass eine optimale Flexibilität des Vliesstoffs erzielt wird.
  • Die hier beschriebenen Batterien können in Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, Flugzeugen und in anderen mobilen Applikationen eingesetzt werden, welche eine Batterie benötigen. Es ist weiter denkbar, die Batterie auch in stationären Anwendungen zu verwenden.
  • Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiter zu bilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Batterie anhand der Zeichnung zu verweisen.
  • In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung, werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • In der Zeichnung zeigen
  • 1 links eine Draufsicht auf eine Anordnung aus zwei Zellen und rechts eine Seitenansicht der zwei Zellen, zwischen denen ein Vliesstoff zu Temperierung der Zellen aufgenommen ist,
  • 2 links eine Anordnung von drei Zellen, zwischen denen beidseitig beschichte Ausgleichselemente aufgenommen sind, rechts eine Anordnung von drei Zellen, zwischen denen einseitig beschichtete Ausgleichselemente aufgenommen sind, und
  • 3 eine Anordnung von zwei Zellen, zwischen denen ein Ausgleichselement aufgenommen ist, wobei zwischen den Zellen ein Drucksensor und ein Temperatursensor angeordnet ist.
  • Ausführung der Erfindung
  • 1 zeigt in der linken Ansicht eine Draufsicht auf eine Anordnung zweier Zellen 1 einer Batterie, von denen Elektroden-Ableitbleche 2 abragen. In der rechten Ansicht ist eine Seitenansicht der Zellen 1 dargestellt. Dies zeigt schematisch eine Batterie, welche aus mindestens zwei nebeneinander positionierten Zellen 1 besteht, die einen Zwischenraum 3 zwischen sich ausbilden. Der Zwischenraum 3 ist mit einem porösen und deformierbaren Ausgleichselement 4 zur Temperierung der Zellen 1 ausgefüllt.
  • Das Ausgleichselement 4 weist eine thermisch leitfähige Oberfläche 5 auf, welche eine thermische Kontaktierung zu einer Zellenfläche herstellt. Der Doppelpfeil stellt die Kompressionsrichtungen des Ausgleichselements 4 dar.
  • Das Ausgleichselement 4 ist als Vliesstoff ausgestaltet. Die Zellen 1 sind als „Coffee-Bag-Zellen” mit einer Siegelnaht 6 ausgestaltet.
  • 2 zeigt in der linken Ansicht eine Anordnung aus drei Zellen 1, zwischen denen beidseitig mit thermisch leitfähigen Oberflächen 5 beschichtete Ausgleichselemente 4 angeordnet sind. Die Ausgleichselemente 4 bestehen aus einem Grundkörper 4a aus Vliesstoff, der mit einer thermisch leitfähigen Schicht versehen ist. Die thermisch leitfähige Schicht ist auf den Vliesstoff auflaminiert und als Aluminiumfolie ausgestaltet. Durch die Verwendung eines Metalls zur Fertigung der Schicht wird eine elektrische Leitfähigkeit des Ausgleichselements 4 realisiert. Die thermische und elektrische Leitfähigkeit ist durchgehend über die komplette Fläche des Ausgleichselements 4 gewährleistet.
  • 2 zeigt in der rechten Ansicht eine Anordnung aus drei Zellen 1, zwischen denen einseitig mit thermisch leitfähigen Oberflächen 5 beschichtete Ausgleichselemente 4 angeordnet sind. Die Ausgleichselemente 4 bestehen aus einem Grundkörper 4a aus Vliesstoff, der mit einer thermisch leitfähigen Schicht versehen ist. Die thermisch leitfähige Schicht ist auf den Vliesstoff auflaminiert und als Aluminiumfolie ausgestaltet. Durch die Verwendung eines Metalls zur Fertigung der Schicht wird eine elektrische Leitfähigkeit des Ausgleichselements 4 realisiert. Die thermische und elektrische Leitfähigkeit ist durchgehend über die komplette Fläche des Ausgleichselements 4 gewährleistet.
  • 3 zeigt eine Anordnung von zwei Zellen 1, zwischen denen ein Ausgleichselement 1 aufgenommen ist. Im Ausgleichselement 4 ist ein Drucksensor 7 aufgenommen. Zwischen dem Ausgleichselement 4 und einer Zelle 1 ist ein Temperatursensor 8 aufgenommen. Die Integration eines Temperatursensors 8 in das Ausgleichselement 4 erlaubt eine Temperaturmessung vor Ort und eine schnelle Steuerung der Temperatur. Die Integration eines Drucksensors in den Zwischenraum 3 zwischen den Zellen 1 erlaubt eine redundante Sicherheitsüberwachung. Gealterte oder unsachgemäß überladene „Coffee-Bag-Zellen” weisen eine große Dickenzunahme auf. Sie zeigen quasi „aufgeblähte Backen”. Dies führt zu einer Druckerhöhung im Zwischenraum 3, die detektiert werden kann.
  • Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lehre wird einerseits auf den allgemeinen Teil der Beschreibung und andererseits auf die beigefügten Patentansprüche verwiesen.
  • Abschließend sei ganz besonders hervorgehoben, dass die zuvor ausgewählten Ausführungsbeispiele lediglich zur Erörterung der erfindungsgemäßen Lehre dienen, diese jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele einschränken.

Claims (10)

  1. Batterie, bestehend aus mindestens zwei nebeneinander positionierten Zellen (1), die einen Zwischenraum (3) zwischen sich ausbilden, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum (3) mit einem porösen und deformierbaren Ausgleichselement (4) zur Temperierung der Zellen (1) ausgefüllt ist.
  2. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (4) eine thermisch leitfähige Oberfläche (5) aufweist.
  3. Batterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (4) als Lage ausgestaltet ist und die Zellen (1) zick-zack-förmig umgibt.
  4. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (4) einen elastomeren Werkstoff aufweist.
  5. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (4) einen Schaumstoff aufweist.
  6. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (4) einen Vliesstoff aufweist.
  7. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (4) flammhemmend ausgerüstet ist.
  8. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (4) Klebstoff aufweist.
  9. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (4) superabsorbierende Materialien aufweist.
  10. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (4) Prägungen aufweist.
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