具有至少一个用于电极集成部的集电器的支架的系统和用于制造这种系统的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有至少一个用于电极集成部的集电器的支架的系统和一种用于制造这种系统的方法。电极集成部优选为机动车的电池电芯的电极集成部，并且电池电芯优选为锂离子电池电芯。
【背景技术】
[0002]由于改善的储存容量、更频繁的可重复充电性和更高的能量密度，电池(例如基于锂离子电芯的电池或镍金属氢化物电池)的应用越来越广泛。基于锂离子电芯的电池的优点尤其在于高的能量密度和极其少的自放电。
[0003]具有较小的储能容量的电池例如用于可携带的小型电子设备(例如移动电话、手提电脑、摄像机和类似物)，而具有高容量的电池用作用于驱动混合动力车辆或电动车辆等的马达的能量源或者用作例如风力设备或太阳能设备的固定的电池。
[0004]例如可通过电池模块的串联连接形成电池，其中也部分地进行电池模块的并联连接，并且电池模块本身又可由串联和/或并联连接的、分别在壳体中具有电极集成部的电池电芯组成。
[0005]电池、电池模块或电池电芯可附加地包括用于监测、控制或调节电池性能的部件。
[0006]电池电芯的、但特别不仅仅是锂离子电芯的电极集成部常常由以通过一个或多个分隔件电气隔离的电极层形成的堆垛或卷起物组成。
[0007]在专利申请中说明了一种具有构造为卷起物的电极集成部的电池电芯，在该电极集成部中在卷起物处的无涂层的部位与所谓的集电器焊接，其中集电器与电池电芯的端子接触。电极集成部由壳体的从侧面引入卷起物中的支撑元件支撑。
[0008]欧洲专利申请EP I 269 939说明了一种具有与集电器焊接的导电片(Ableitfahne)的伽凡尼元件。由聚酰亚胺制成的塑料膜借助于硅酮粘接层与导电体和集电器粘接。
[0009]德国专利申请DE 10 2006 053 273涉及一种伽凡尼元件，其包括至少一个具有设置在平的分隔件上的电极的单电芯。电极中的至少一个电极具有集流器，该集流器设有与分隔件的边缘区域重叠的导电片，其中分隔件在该边缘区域中翻折和/或在该边缘区域中设置有至少一个薄层，以提高伽凡尼元件的短路安全性。
[0010]因为由于电池电芯内部的短路可能出现伴随有发热或产生气体的放热过程，其本身又可能导致放气、生成烟或火焰并且因此导致巨大的安全风险，所以在本发明的技术领域中不断地努力提高电池电芯的短路安全性。
【发明内容】
[0011]根据本发明提出了根据权利要求1所述的系统。该系统包括至少一个用于电极集成部的集电器的支架，其中该支架是电绝缘的。
[0012]该系统的特征在于，支架包括具有至少一个开口的空心体，该开口适于参照主延伸方向容纳集电器的端部区域，使得该端部区域被空心体包封，其中集电器的端部区域为参照集电器的主延伸方向的端部区域。
[0013]这种包封实现了对发明人认定在机械作用下对于形成短路特别有危险的端部区域的机械保护。
[0014]在一种实施方式中，支架可包括适于容纳集电器的参照主延伸方向的另一端部区域的凹槽。
[0015]于是，另一端部区域也被保护不受机械作用。
[0016]在本实施方式中，支架可包括构造为与主延伸方向平行的板，该板使空心体与凹槽连接。
[0017]于是，集电器也在其余区域中至少部分地被保护不受机械作用。
[0018]支架可全部或部分地由耐电解质的塑料(例如聚丙烯、聚乙烯、聚烯烃、聚酯或聚酰亚胺)制成。支架也可全部或部分地由陶瓷制成。塑料和/或陶瓷可具有开放或封闭的孔隙结构并且例如通过发泡制成。
[0019]所有这些材料适于简单且低成本的制造。有孔的材料具有在相同的保护作用下重量更轻的优点。
[0020]如果系统此外还包括盖板，该盖板适于分别平行于主延伸方向且垂直于板设置在凹槽和空心体之间以便因此使凹槽延伸到空心体的开口，则另一集电器区域可与电极集成部的电极薄膜连接并且被盖板覆盖，以便因此还更好地在机械方面保护集电器的被连接的区域。
[0021]可将盖板可翻转地固定在板、凹槽或空心体处。
[0022]于是，支架和盖板可简单地制造为单元，由此也简化了电池电芯的制造过程。
[0023]此外，在一个实施方式中系统包括构造为与支架镜像对称的另一支架并且在具有壳盖的壳体中包括电池电芯，其中电池电芯包括电极集成部和被支架包围的集电器。
[0024]该系统提供了特别好地防止机械影响受到保护的电池电芯。
[0025]此外，在该实施方式中系统可包括机动车，其中机动车包含或包括电池电芯。
[0026]此外，根据本发明提出了一种根据权利要求9所述的用于制造系统的方法。该方法包括如下步骤:借助于连接元件电绝缘地连接集电器并且将集电器装入到支架中。此外，该方法还包括的步骤是，使装入支架中的集电器分别与包含在电极集成部中的阳极薄膜的无涂层的外部区域和包含在电极集成部中的阴极薄膜的无涂层的外部区域可导电地连接，其中分别在集电器的在相应支架的凹槽和空心体之间的可接近的区域中进行连接。该方法最后还包括的步骤是:用盖板覆盖可导电地连接的区域、装入壳体中并且用壳盖封闭壳体。
[0027]因此可特别简单地批量生产机械方面受到保护的电池电芯。
【附图说明】
[0028]借助于附图和之后的说明详细阐述本发明的实施例。其中:
[0029]图1示出了支架，其例如可包括在本发明的系统的实施例中，
[0030]图2示出了根据现有技术的用于制造电池电芯的方法，以及
[0031]图3示出了根据本发明的用于制造根据本发明的系统的实施方式的方法的实施例。
【具体实施方式】
[0032]在图1中示出了支架10，其例如可包括在本发明的系统的实施例中。支架10具有带有至少一个开口 25的空心体20。在本图中示出了作为具有矩形横截面和侧壁21、22的管20的空心体，但其他形状也是可行的。开口 25的横截面可有利地参照集电器的主延伸方向与电极集成部集电器的横截面相一致。
[0033]空心体20通过板30与凹槽40连接。在本实施例中，板30连接到凹槽40的后壁43处并且该后壁43延伸到管20的后壁23。
[0034]在管20的侧壁21、22和凹槽40的侧壁41、42之间是支架的空置的侧面区域，其在下文中也被称为凹口 31、32。集电器在装入支架中之后通过凹口 31、32保持可接近以用于使电极集成部的集电器与电极层可导电的连接。集电器本身也是可导电的，例如因为其由金属或金属合金制成。
[0035]侧壁21、22和41、42可在横截面中具有