本發(fā)明涉及一種用于蓄能器、尤其機(jī)動(dòng)車電池組的鋰電池，該鋰電池具有電池纏繞體，所述電池纏繞體具有兩個(gè)電極帶和至少兩個(gè)將電極帶彼此分離的隔板帶，其中所述帶彼此重疊地在其縱向延伸上尤其棱柱形地被纏繞，其中電極帶分別具有活性涂層，使得所述電極帶之一形成陽(yáng)極并且所述電極帶中的另一個(gè)形成陰極，并且其中陰極的至少活性涂層具有第一寬度，所述第一寬度小于陽(yáng)極的至少活性涂層的第二寬度。

此外本發(fā)明涉及一種鋰離子蓄電池，該鋰離子蓄電池尤其用于機(jī)動(dòng)車，該鋰離子蓄電池包括開(kāi)頭所提到的類型的鋰離子電池。

背景技術(shù)：

鋰離子電池和鋰離子蓄電池是從現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)已知的。它們用作具有特別高的比能量和比功率的電化學(xué)蓄能器。在鋰離子電池中，鋰離子可以通過(guò)電解質(zhì)在兩個(gè)電極之間自由遷移。兩個(gè)電極、即不僅陰極而且陽(yáng)極都具有結(jié)合鋰離子的物理能力。在充電期間，離子從陰極遷移到陽(yáng)極，并且在放電時(shí)從陽(yáng)極遷移到陰極。通常，陰極具有由鋰金屬氧化物構(gòu)成的材料，并且陽(yáng)極具有石墨。從公開(kāi)文獻(xiàn)wo2012/146409a1中例如已知了一種根據(jù)前序部分所述的類型的鋰離子電池。鋰離子可以被插入（einlagern）在這些材料中。在大多數(shù)情況下，鋰離子的重新轉(zhuǎn)移（wiederauslagern）是毫無(wú)問(wèn)題地可能的。然而，在所謂的鍍鋰（lithium-plating）的情況下，形成金屬鋰，使得鋰離子部分地不再可用于充電過(guò)程并且因此降低鋰離子電池的效率。

原則上已知了不同地構(gòu)成的鋰離子電池，這些鋰離子電池在其制造方式方面、尤其在電極和隔板之間的布置方面彼此不同。這樣，已知的是，制造圓柱形的鋰離子電池、堆疊的鋰離子電池、以及棱柱形地被纏繞的鋰離子電池。棱柱形地被纏繞的鋰離子電池部分地也被理解為折疊的鋰離子電池，因?yàn)榕c圓柱形的離子電池不同，電極帶和隔板帶雖然也被纏繞，然而由此不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)體，而是產(chǎn)生扁平化或扁平的纏繞元件，該纏繞元件的帶在其縱向走向上具有不同的半徑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所基于的任務(wù)是，提供一種鋰離子電池和一種鋰離子蓄電池，其以簡(jiǎn)單的方式減少或防止鍍鋰。

本發(fā)明所基于的任務(wù)通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的鋰離子電池來(lái)解決。該鋰離子電池具有以下優(yōu)點(diǎn)：電池纏繞體的陽(yáng)極和陰極在整個(gè)寬度上彼此具有相同距離，并且就此而言在放電和充電時(shí)均勻地在整個(gè)寬度上被加載。鋰離子轉(zhuǎn)移因此也在電池纏繞體的整個(gè)寬度上均勻地進(jìn)行。由此防止：尤其是在電池纏繞體的通常也安置集電器的邊緣區(qū)域處，陰極和陽(yáng)極具有縮小的距離，該縮小的距離有利于鍍鋰。根據(jù)本發(fā)明，這通過(guò)如下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)：在電池纏繞體的至少一個(gè)縱向側(cè)的邊緣區(qū)域中，布置有至少一個(gè)與陰極鄰接的支撐裝置，該支撐裝置保證在縱向側(cè)邊緣區(qū)域處陽(yáng)極和陰極彼此的平行布置。也就是說(shuō)，提出一種構(gòu)造措施，該措施防止陰極和陽(yáng)極在縱向側(cè)邊緣區(qū)域處、尤其是在也被分配/能夠被分配集電器的縱向側(cè)邊緣區(qū)域處的接近。

根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的改進(jìn)方案規(guī)定：支撐裝置被構(gòu)造為被一起纏繞的支撐帶。通過(guò)一起纏繞支撐帶，以簡(jiǎn)單的方式將陰極的寬度加寬，使得陰極和陽(yáng)極在縱向側(cè)邊緣區(qū)域處不能朝著彼此移動(dòng)，由此保證了減少鍍鋰的上述優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的一種有利的改進(jìn)方案，支撐帶被構(gòu)造為集電器設(shè)備的組成部分并且因此用于電接觸陽(yáng)極和陰極。通過(guò)一起纏繞支撐帶，保證了集電器到電池纏繞體中的簡(jiǎn)單集成。替代地，支撐帶優(yōu)選地被構(gòu)造為隔板帶的一部分，該部分在陽(yáng)極超過(guò)陰極的區(qū)域中特征在于增大的高度并且由此形成支撐帶。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，支撐帶優(yōu)選地被布置在陰極的電極帶上、尤其電極帶的雙側(cè)，并且在此具有與陰極的相應(yīng)活性涂層相同的高度。

尤其規(guī)定：支撐帶由與隔板帶相同的材料來(lái)構(gòu)造。由此，隔板帶通過(guò)支撐帶被加寬，并且通過(guò)添加支撐帶不改變電池纏繞體的化學(xué)組成。由此，支撐帶的安全的繼續(xù)運(yùn)行和簡(jiǎn)單的集成是可能的。

根據(jù)本發(fā)明的一種替代的實(shí)施方式優(yōu)選地規(guī)定：支撐帶由與隔板帶不同的材料來(lái)構(gòu)造。因此，支撐帶在材料技術(shù)上不同于隔板帶，并且尤其可以如下優(yōu)化地被構(gòu)造：支撐帶在鋰離子電池的每種運(yùn)行狀態(tài)下可靠地保證在縱向側(cè)邊緣區(qū)域處陰極和陽(yáng)極之間的距離。

支撐帶特別優(yōu)選地由不導(dǎo)電材料制成。因此，支撐帶有利地在縱向側(cè)邊緣區(qū)域中也充當(dāng)兩個(gè)電極之間或陽(yáng)極與陰極之間的電絕緣體。

替代地優(yōu)選地規(guī)定：支撐帶由導(dǎo)電材料制成。因此，支撐帶例如也可以充當(dāng)兩個(gè)電極之間的被加寬的隔板，使得支撐帶有利地不降低、而是更確切地說(shuō)增大電池纏繞體的功率。

另外，優(yōu)選地規(guī)定：支撐裝置的高度對(duì)應(yīng)于陰極的高度。因此，支撐裝置或支撐帶完全填滿陰極與陽(yáng)極之間的空隙，該空隙由于陰極的縮短的構(gòu)造而產(chǎn)生。

特別優(yōu)選地規(guī)定：支撐帶具有第三寬度，該第三寬度至少對(duì)應(yīng)于第二寬度與第一寬度之差。支撐帶因此填滿所設(shè)置的空隙，并且由此使電極互相支撐，使得電極彼此的距離在整個(gè)寬度上保持相同。可選地，支撐帶已經(jīng)具有允許將集電器簡(jiǎn)單地安置到電極上的裝置。所述裝置例如可以是邊緣開(kāi)放的凹部。所述裝置也可以是專用支撐帶材料，該專用支撐帶材料允許集電器與電極帶的有利連接。

根據(jù)本發(fā)明的一種替代的實(shí)施方式優(yōu)選地規(guī)定：支撐裝置被構(gòu)造為集電器設(shè)備，所述集電器設(shè)備具有墊片，所述墊片可以被引入兩個(gè)相鄰電極帶之間或被引入到了兩個(gè)相鄰電極帶之間。應(yīng)保證電極帶之間的距離的墊片因此代替先前提到的支撐帶。事后、即在纏繞電池纏繞體之后所安置的集電器設(shè)備因此在縱向側(cè)邊緣區(qū)域處在電極帶之間添加墊片，由此電極在該縱向側(cè)邊緣區(qū)域處有利地彼此具有所定義的距離，該距離防止或至少減少鍍鋰。

附圖說(shuō)明

在下面應(yīng)根據(jù)附圖進(jìn)一步解釋本發(fā)明。為此：

圖1以簡(jiǎn)化的透視圖示出鋰離子電池；以及

圖2示出該鋰離子電池在縱向側(cè)邊緣區(qū)域處的簡(jiǎn)化的截面圖。

具體實(shí)施方式

圖1以簡(jiǎn)化的透視圖示出鋰離子電池1，該鋰離子電池包括電池纏繞體2，所述電池纏繞體由兩個(gè)電極帶3和4以及兩個(gè)隔板帶5和6形成。電極帶3、4和隔板帶5、6具有與其寬度b相比明顯更大的長(zhǎng)度。為了制造，帶3至6被彼此重疊地放置，使得所述帶彼此平行地伸展，并且接著在其縱向方向上被卷繞。根據(jù)當(dāng)前的實(shí)施例，帶3至6棱柱形地被卷繞。然而，圓柱形纏繞例如同樣是可設(shè)想的。

在此，帶3至6被布置，使得在電極帶3、4之間布置有隔板帶之一5，使得在如圖1中所示出的纏繞狀態(tài)下，電極3、4始終通過(guò)隔板帶5、6之一被彼此分離或保持距離。

電極3、4尤其雙側(cè)配備有各一個(gè)活性涂層8、9。當(dāng)前，電極4在此配備有鋰金屬氧化物涂層，并且電極3配備有石墨涂層。因此，電極3形成鋰離子電池1的陽(yáng)極a并且電極4形成鋰離子電池的陰極k。在此，所述涂層被構(gòu)造，使得電極帶4在電池纏繞體2的縱向側(cè)邊緣7處的區(qū)段沒(méi)有涂層，使得電極3、4在該縱向側(cè)邊緣7處可以通過(guò)集電器或集電器設(shè)備被電接觸。陰極k由此在橫截面中來(lái)看如關(guān)于圖2所示出的那樣與陰極a相比被構(gòu)造為更狹窄的或者具有更小的寬度b2。

在電池纏繞體2中，電極3、4通過(guò)隔板帶5、6被保護(hù)免于彼此直接接觸。僅僅在電化學(xué)電池的所有三個(gè)相、即不僅在陽(yáng)極中、而且在陰極和電解質(zhì)中存在的鋰離子可以穿過(guò)電解質(zhì)和隔板從陽(yáng)極a遷移到陰極k并且以不同的方式來(lái)回遷移。

圖2以沿著圖1中的線a-a的簡(jiǎn)化的截面圖示出電池纏繞體2的橫截面區(qū)域。為此，圖2示出圍繞陰極k纏繞的陽(yáng)極a，其中隔板帶5、6之一分別處于陽(yáng)極a與陰極k之間。在圖2中可以看出電極帶3的先前所描述的活性涂層8和電極帶4的先前所描述的活性涂層9。

如同樣可從圖2得知的，陰極k具有寬度b2，該寬度小于陽(yáng)極a或尤其其涂層8的寬度b1。這在正常情況下使電極帶3、4通過(guò)集電器13（以虛線示出）的固定或接觸變得簡(jiǎn)單。

為了避免陽(yáng)極a和陰極k在縱向側(cè)邊緣區(qū)域7處在與集電器連接時(shí)朝著彼此移動(dòng)，使得其彼此的距離被減小，當(dāng)前設(shè)置有支撐帶12形式的支撐裝置11，該支撐帶12補(bǔ)償陽(yáng)極a與陰極k之間的寬度差。支撐帶12與電極帶3、4和隔板帶5、6被一起纏繞，并且由此簡(jiǎn)單地被集成到電池纏繞體2中。

當(dāng)前，電極帶12由不導(dǎo)電材料制成，以便防止在縱向側(cè)邊緣區(qū)域7的范圍中活性涂層或陽(yáng)極a與陰極k之間的直接電接觸。在此，支撐帶12的高度h適宜地對(duì)應(yīng)于陰極k或活性涂層9的高度，使得陽(yáng)極a和陰極k的距離在電池纏繞體2的整個(gè)寬度上被保持恒定。

由此，不僅在放電時(shí)而且在充電時(shí)也在陽(yáng)極與陰極之間發(fā)生均勻的鋰離子轉(zhuǎn)移。通過(guò)將集電器13連接到電極帶3、4上，可以使這些電極帶由于支撐裝置11而在縱向側(cè)邊緣區(qū)域7處不朝著彼此移動(dòng)，使得即使在邊緣區(qū)域處也持久地保證恒定距離。由此，以簡(jiǎn)單的和低成本的方式減少或防止在電池纏繞體2處鍍鋰。

替代于被一起纏繞的支撐帶12，根據(jù)一種替代的實(shí)施方式規(guī)定：支撐裝置11由墊片形成，該墊片最終對(duì)應(yīng)于支撐帶12，然而事后才通過(guò)集電器設(shè)備13（這里以虛線示出）被安置到/安置到了電池纏繞體2上。集電器設(shè)備13具有集電器14，該集電器與電極帶3電連接，以便排出在放電時(shí)釋放的電流。集電器設(shè)備13的電導(dǎo)線/連接在圖2中未被示出。以虛線繪制的形成墊片的殼體適宜地由不導(dǎo)電材料制成。支撐裝置11以墊片或支撐帶12的形式被保持在集電器設(shè)備13處并且因此在縱向側(cè)邊緣區(qū)域7處在陽(yáng)極與陰極之間被引入，使得所述陽(yáng)極與陰極即使在縱向側(cè)邊緣7處也彼此具有所期望的距離。在電池纏繞體2的與縱向側(cè)邊緣區(qū)域7相對(duì)的在圖2中不再被示出的縱向側(cè)邊緣區(qū)域處，優(yōu)選地存在與支撐裝置11對(duì)應(yīng)的支撐裝置，該支撐裝置確保：陰極k和陽(yáng)極a在該另一縱向側(cè)邊緣區(qū)域處或在電池纏繞體2的整個(gè)寬度b上也彼此平行地伸展。

附圖標(biāo)記列表

1鋰離子電池b1寬度

2電池纏繞體b2寬度

3電極帶h高度

4電極帶k陰極

5隔板帶a陽(yáng)極

6隔板帶

7縱向側(cè)邊緣區(qū)域

8涂層

9涂層

10涂層

11支撐裝置

12電極帶

13集電器設(shè)備

14集電器