VARTA Microbattery Patente

Es wird eine Dünnschichtbatterie (100) mit mehreren elektrochemischen Einzelzellen (10) bereitgestellt. Die elektrochemischen Einzelzellen (10) sind auf einer Trägerfolie (50) als gemeinsamem Träger aufgebracht. Die elektrochemischen Einzelzellen (10) liegen gestapelt übereinander. Die elektrochemischen Einzelzellen (10) sind jeweils durch eine Faltkante (11) in der Trägerfolie von einer benachbarten elektrochemischen Einzelzelle getrennt. Die elektrochemischen Einzelzellen (10) sind durch mindestens eine Stromleiterschicht (12; 51) der Trägerfolie elektrisch miteinander verbunden. Die Dünnschichtbatterie zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass die Trägerfolie im Bereich der Faltkanten (11) Schwächungslinien (510) aufweist.

Ein elektrochemisches Energiespeicherelement (12) weist einen hohlzylindrisch geformten Wickelverbundkörper (10) auf, der eine spiralförmige Struktur aus mindestens zwei spiralförmig um eine Wickelachse gewickelten Elektrodenbändern (14, 24) und mindestens einem zwischen den Elektrodenbändern (14, 24) angeordneten Separatorband (38, 40) aufweist. Der hohlzylindrisch geformte Wickelverbundkörper (10) umfasst zwei endständige Stirnseiten (34, 36), eine umlaufende äußere Verbundkörpermantelfläche (42), und einen axial ausgerichteten Hohlraum (46) im Zentrum des Verbundkörpers (10), in dem ein elektrisch leitender Wickelkern (50) angeordnet ist. Der Wickelverbundkörper (10) ist in einem zylindrischen Gehäuse (60) mit einem Boden (61) und einem Deckel (62) angeordnet, derart, dass die Stirnseiten (34, 36) in Richtung des Bodens (61) und des Deckels (62) weisen. Das Energiespeicherelement (12) umfasst weiter elektrisch leitende Kontaktelemente (70, 80), die flach auf den Stirnseiten (34, 36) aufliegen. Es wird vorgeschlagen, dass der Wickelkern (50) derart ausgebildet und/oder angeordnet ist, dass er bei axialer Deformation des Gehäuses (60) das erste elektrisch leitendes Kontaktelement (70) und das zweite elektrisch leitende Kontaktelement (80) elektrisch verbindet.

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Bekannt sind zur Energiespeicherung befähigte elektrochemische Zellen mit einem einen Innenraum einschließenden, aus zwei oder mehr Gehäuseteilen zusammengesetztem Gehäuse, und einem in dem Innenraum angeordneten Verbundkörper, der aus mindestens zwei Elektroden und mindestens einem Separator gebildet ist. Es wird vorgeschlagen, bei der Herstellung der elektrochemischen Zellen eine maschinenlesbare Codierung auf mindestens eines der Gehäuseteile oder auf den Verbundkörper oder auf mindestens einen Bestandteil des Verbundkörpers aufzubringen. Insbesondere werden ein hierfür geeignetes Verfahren sowie eine hierfür geeignete Anlage sowie eine gemäß dem Verfahren herstellbare Elektrode vorgeschlagen.

Es wird eine mit Elektronikbauteilen (10) bestückte Leiterplatte (100) für den Einbau in eine Vorrichtung mit mindestens einem wärmeableitenden Strukturbauteil (200) vorgeschlagen. Die Leiterplatte (100) zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens eines der Elektronikbauteile (10) thermisch leitend mit einer metallischen Flachfeder (50) verbunden ist. Die metallische Flachfeder (50) weist eine mehrfach gebogene Form mit einem ersten Federschenkel und einem zweiten Federschenkel und einem mittleren Federabschnitt auf. Der erste Federschenkel der metallischen Flachfeder (50) ist an der Leiterplatte (100) befestigt. Der mittlere Federabschnitt der metallischen Flachfeder (50) liegt auf dem Elektronikbauteil (10) auf. Der zweite Federschenkel der metallischen Flachfeder (50) liegt frei und ist zur Bildung eines gefederten Kontakts zu dem wärmeableitenden Strukturbauteil (200) der Vorrichtung im montierten Zustand vorgesehen. Vorzugsweise ist zwischen dem mittleren Federabschnitt und dem Elektronikbauteil (10) eine thermisch leitfähige Schicht (60) angeordnet.

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Eine modular aufgebaute Batterie (100) zur Speicherung elektrischer Energie umfasst ein Batteriegehäuse (101a, 101b) mit einem Innenraum, in dem ein Modulverbund (102) aus mindestens zwei Batteriemodulen (103a bis 103u) mit jeweils mindestens einer positiven und mindestens einer negativen Elektrode und ein Pressmittel (107) angeordnet sind. Der Modulverbund (102) füllt den Innenraum nicht vollständig aus, so dass ein Totvolumen (116) verbleibt. Die mindestens zwei Batteriemodule (103) sind durch elektrische Verschaltung miteinander verbunden. Sie sind in dem Modulverbund (102) nebeneinander angeordnet. Gegebenenfalls ist zwischen benachbarten Batteriemodulen in dem Modulverbund (102) jeweils ein Trennelement angeordnet. Das Pressmittel (107) übt auf die Batteriemodule (103a bis 103u) in dem Modulverbund (102) einen Pressdruck aus, der benachbarte Batteriemodule in dem Modulverbund (102) gegeneinander oder gegen das gegebenenfalls zwischen ihnen angeordnete Trennelement presst. Die Batterie weist in dem Innenraum als Sicherungsmittel, das bei einem Defekt mindestens eines der Batteriemodule (103f) eine Reduzierung des auf die Batteriemodule (103a bis 103u) ausgeübten Pressdrucks herbeiführt, ein Mittel (116) zur Zerstörung und/oder Deaktivierung des Pressmittels (107) auf. Über eine Sensorik (121) können Parameter erfasst werden, die auf einen Defekt zurückzuführen sind. Im Falle eines Defektes initiiert die Datenverarbeitungseinrichtung (123) die Zerstörung und/oder Deaktivierung des Pressmittels (107).

Ein Batteriemodul (100) umfasst ein Gehäuse (101) und mindestens ein Anschlusselement (107), insbesondere einen Anschlussstecker, und innerhalb des Gehäuses eine Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeicherzellen (102). Weiterhin umfasst das Batteriemodul mindestens eine Schmelzsicherung (10; 20; 30; 40; 50; 60) mit einem Schmelzleiter (11; 62). Die Schmelzsicherung zeichnet sich dadurch aus, dass sie eine Drahtlitze (11; 61) umfasst, die aus einer Mehrzahl von Einzeldrähten aufgebaut ist. Die Drahtlitze kann den Schmelzleiter bilden oder beispielsweise zusätzlich zu einem anderen Schmelzleiter vorgesehen sein. Durch die Drahtlitze erhält die Schmelzsicherung eine mechanische Flexibilität.

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Es wird ein elektrochemisches Energiespeicherelement (100), insbesondere in Form einer Knopfzelle, mit einem Gehäuse (10) und mit mindestens einem innerhalb des Gehäuses angeordneten Elektroden-Separator-Verbund (101) vorgeschlagen. Das Gehäuse des Energiespeicherelements umfasst ein becherförmiges Gehäuseteil (11) mit einer Öffnung sowie ein Deckelteil (12), das die Öffnung verschließt. Das Deckelteil (12) umfasst eine scheibenförmige Deckelplatte (13) mit einer Aussparung, die von einem Innenrand der Deckelplatte begrenzt wird, sowie eine metallische Polscheibe (14) mit einem Außenrand. Die Polscheibe (14) ist in der Aussparung der Deckelplatte (13) fixiert, wobei sich zwischen dem Außenrand der Polscheibe und dem Innenrand der Deckelplatte ein Spalt (15) befindet, der mit Klebstoff ausgefüllt ist. Vorzugsweise hat der Klebstoff elektrisch isolierende Eigenschaften.

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