DE102004063559B4 - Electrochemical cell with good heat dissipation - Google Patents
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Abstract
Elektrochemische
Zelle,
mit einem Gehäuse
(20) und einem darin angeordneten Kondensatorwickel (10),
mit
einem Wärmeableiter
(3), der einen Abschnitt einer Seitenwand des Gehäuses (20)
mit dem Kondensatorwickel (10) thermisch verbindet,
wobei der
Wärmeableiter
(3) als eine Kappe ausgebildet ist, die auf den Kondensatorwickel
(10) aufgesetzt ist,
wobei ein Anschluss (41, 42) der Zelle
durch eine in der Kappe ausgebildete Öffnung geführt ist.Electrochemical cell,
with a housing (20) and a capacitor winding (10) arranged therein,
a heat dissipator (3) thermally connecting a portion of a side wall of the housing (20) to the capacitor winding (10),
wherein the heat dissipator (3) is formed as a cap, which is placed on the capacitor winding (10),
wherein a terminal (41, 42) of the cell is guided through an opening formed in the cap.
Description
Die Erfindung betrifft eine elektrochemische Zelle, insbesondere einen Elektrolyt-Kondensator mit einem becherförmigen Gehäuse.The The invention relates to an electrochemical cell, in particular a Electrolytic capacitor with a cup-shaped housing.
Aus
der Offenlegungsschrift
Durch eine Wechselstrombelastung wird in einer elektrochemischen Zelle Wärme erzeugt, die elektrische Parameter der Zelle beeinflussen kann.By an AC load is placed in an electrochemical cell Generates heat, can affect the electrical parameters of the cell.
Weitere
Kondensatoren mit einem Kondensatorwickel in einem Gehäuse sind
aus den Druckschriften
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, eine elektrochemische Zelle anzugeben, die zu einer besonders effizienten Wärmeableitung vom Kondensatorwickel geeignete Vorrichtungen aufweist.A to be solved The object is to provide an electrochemical cell, the for a particularly efficient heat dissipation from the capacitor winding suitable devices.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform wird eine elektrochemische Zelle mit einem Gehäuse und einem darin angeordneten Kondensatorwickel angegeben. Die Zelle weist einen Wärmeableiter auf, der einen Abschnitt einer Seitenwand des Gehäuses mit dem Kondensatorwickel thermisch verbindet. Der Wärmeableiter ist als eine Kappe ausgebildet ist, die auf den Kondensatorwickel aufgesetzt ist. Ein Anschluss der Zelle ist durch eine in der Kappe ausgebildete Öffnung hindurchgeführt.According to one first preferred embodiment is an electrochemical cell having a housing and disposed therein Capacitor winding specified. The cell has a heat sink on having a section of a side wall of the housing with thermally connecting the capacitor winding. The heat sink is as a cap is formed, which is placed on the capacitor winding. One Connection of the cell is passed through an opening formed in the cap.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform wird eine elektrochemische Zelle mit einem Gehäuse und einem darin angeordneten Kondensatorwickel angegeben. Die Zelle weist einen Wärmeableiter auf, der einen Abschnitt einer Seitenwand des Gehäuses mit dem Kondensatorwickel thermisch verbindet. Der Wärmeableiter ist als eine Kappe ausgebildet ist, die auf den Kondensatorwickel aufgesetzt ist. Die Kappe weist axiale Schlitze auf.According to one second preferred embodiment is an electrochemical cell having a housing and disposed therein Capacitor winding specified. The cell has a heat sink on having a section of a side wall of the housing with thermally connecting the capacitor winding. The heat sink is as a cap is formed, which is placed on the capacitor winding. The Cap has axial slots.
Gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform wird eine elektrochemische Zelle mit einem Gehäuse und einem darin angeordneten Kondensatorwickel angegeben. Die Zelle weist einen Wärmeableiter auf, der einen Abschnitt einer Seitenwand des Gehäuses mit dem Kondensatorwickel thermisch verbindet. Der Wärmeableiter ist zwischen der Seitenwand des Gehäuses und dem Kondensatorwickel angeordnet und an mindestens eine Einbuchtung gekoppelt, die in der Seitenwand des Gehäuses ausgebildet ist. Der Wärmeableiter ist als ein separater Streifen, der den Kondensatorwickel umläuft, ausgebildet.According to one third preferred embodiment is an electrochemical cell having a housing and disposed therein Capacitor winding specified. The cell has a heat sink on having a section of a side wall of the housing with thermally connecting the capacitor winding. The heat sink is between the Sidewall of the housing and the capacitor winding arranged and at least one indentation coupled, which is formed in the side wall of the housing. The heat sink is formed as a separate strip circulating the capacitor winding.
Die Erfinder haben erkannt, dass ein Kondensatorwickel aufgrund seines Schichtaufbaus eine geringe radiale thermische Leitfähigkeit aufweist. Daher kann im Bereich einer Wärmesenke, mit der der Kondensatorwickel an ein Gehäuse thermisch gekoppelt ist, ein Wärmestau entstehen, was den Wärmeabfluss vom Kondensatorwickel zum Gehäuse hin verhindert. Daher wird ein Wärmeableiter vorgesehen, der den Kondensatorwickel mit einem Abschnitt einer Seitenwand des Gehäuses thermisch verbindet. Dadurch wird der Wickel thermisch an das Gehäuse gekoppelt.The Inventors have recognized that a capacitor winding due to its Layer structure a low radial thermal conductivity having. Therefore, in the area of a heat sink, with which the capacitor winding to a housing thermally coupled, a heat accumulation arise, what the heat flow from the capacitor winding to the housing prevented. Therefore, a heat sink provided the capacitor winding with a portion of a Sidewall of the housing thermally connects. As a result, the winding is thermally coupled to the housing.
Die insbesondere für den radialen Wärmefluss wirksame Wärmesenke ist durch die Kontaktfläche zwischen dem Wärmeableiter und der Gehäusewand gebildet. Der Wärmeableiter, d. h. ein Element mit einem geringen thermischen Widerstand, ist also zwischen dem Wickel und der Gehäusewand im Bereich der Wärmesenke angeordnet. Der thermische Widerstand eines solchen Wärmeableiters ist vorzugsweise kleiner als der thermische Widerstand des Kondensatorwickels in radialer Richtung. Der Wärmeableiter hat einerseits einen guten thermischen Kontakt zur Oberfläche des Kondensatorwickels. Der Wärmeableiter hat andererseits einen guten thermischen Kontakt zur Gehäusewand. Der gute thermische Kontakt ist vorzugsweise dadurch ermöglicht, dass der Wärmeableiter zwischen der Gehäusewand und dem Wickel vorgespannt bzw. gepresst ist. Eine gute thermische Anbindung ist beispielsweise zwischen einem Al-Gehäuse und einem aus einem weichen Material wie z. B. Al gebildeten Wärmeableiter möglich.The especially for the radial heat flow effective heat sink is through the contact surface between the heat sink and the housing wall educated. The heat sink, d. H. is a low thermal resistance element So between the winding and the housing wall in the heat sink arranged. The thermal resistance of such a heat sink is preferably smaller than the thermal resistance of the capacitor winding in the radial direction. The heat sink On the one hand has a good thermal contact with the surface of the Capacitor winding. The heat sink on the other hand has a good thermal contact with the housing wall. The good thermal contact is preferably made possible by that the heat sink between the housing wall and the winding is biased or pressed. A good thermal connection is, for example, between an Al case and a soft one Material such. B. Al formed heat sink possible.
Mit einem durch den Wärmeableiter gebildeten Wärmepfad ist insbesondere eine Entwärmung von in radialer Richtung außen liegenden Wickelschichten möglich, da diese Wickelschichten in der Nähe der beschriebenen Wärmesenke angeordnet sind. Weitere Wärmesenken zur Entwärmung von weiteren Bereichen des Kondensatorwickels sind möglich. Insbesondere kann die Wärme von innen liegenden Wickelschichten durch einen z. B. an den Gehäuseboden thermisch gekoppelten Wickelkern abgeleitet werden. Des weiteren können Wärmesenken zur Entwärmung stirnseitiger Bereiche, insbesondere des bodenseitigen Bereichs des Wickels vorgesehen sein. Die Ausbildung von Wärmesenken zur Entwärmung von verschiedenen Wickelbereichen hat den Vorteil, dass die Wärme im Wesentlichen gleichmäßig abgeleitet wird.With one through the heat sink formed heat path is in particular a heat dissipation of in the radial direction outside lying winding layers possible, because these winding layers near the described heat sink are arranged. More heat sinks for cooling of other areas of the capacitor winding are possible. Especially can the heat from inside winding layers by a z. B. to the housing bottom thermally coupled hub are derived. Furthermore can heat sinks for cooling frontal areas, in particular the bottom area be provided of the winding. The training of heat sinks for Cooling Of different winding areas has the advantage that the heat is substantially derived evenly becomes.
Die Kontaktfläche zwischen dem Wärmeableiter und dem Wickel ist vorzugsweise größer als die Kontaktfläche zwischen dem Wärmeableiter und der Gehäusewand bzw. die Fläche der Wärmesenke. Dadurch wird die für die Wärmeübertragung wirksame Fläche der Wärmesenke effektiv vergrößert. Durch eine vergrößerte wirksame Fläche der Wärmesenke wird der durch die geringe thermische Leitfähigkeit des Wickels in radialer Richtung entstehende Engpass des Wärmeflusses ausgeglichen. Insbesondere gelingt durch eine derart vergrößerte wirksame Fläche der Wärmesenke eine schnelle und gleichmäßige Kühlung der Mantelfläche des Wickels. Damit kann der Temperaturunterschied zwischen dem Wickel und dem Gehäuse verringert werden. Als Folge davon können Kondensationsvorgänge, d. h. Verdampfen des Elektrolyten von der erwärmten Wickeloberfläche und seine Kondensation an der kühleren Gehäusewand, reduziert werden, was sich positiv auf die Lebensdauer der elektrochemischen Zelle auswirkt.The contact area between the heat sink and the winding is preferably larger than the contact area between the heat sink and the housing wall or the area the heat sink. Thereby will the for the heat transfer effective area the heat sink effectively enlarged. By an enlarged effective area the heat sink is due to the low thermal conductivity of the coil in radial Direction emerging bottleneck of the heat flow balanced. Especially succeeded by such an enlarged effective area of heat sink a fast and even cooling of the lateral surface of the roll. This allows the temperature difference between the winding and the housing be reduced. As a result, condensation processes, i. H. Evaporation of the electrolyte from the heated winding surface and its condensation on the cooler housing wall, be reduced, which is beneficial to the life of the electrochemical Cell affects.
Der Wärmeableiter trägt ferner zu einer höheren Schwingfestigkeit der elektrochemischen Zelle bei, da der Wärmeableiter einen besseren Sitz des Wickels im Bereich der Einbuchtung gewährleistet. Der Wärmeableiter nimmt eine durch die Einbuchtung ausgeübte Spannkraft auf und verteilt diese auf eine größere Fläche, wobei sich der Flächendruck auf die Wickeloberfläche gegenüber einer Zelle ohne Wärmeableiter verringert.Of the heat sink carry further to a higher one Vibration resistance of the electrochemical cell, as the heat sink ensures a better fit of the coil in the region of the indentation. Of the heat sink absorbs a tension force exerted by the indentation and distributes it these over a larger area, taking the surface pressure increases the winding surface across from a cell without a heat sink reduced.
In einer bevorzugten Variante wird eine elektrochemische Zelle angegeben, die ein becherförmiges Gehäuse mit einem darin angeordneten Kondensatorwickel aufweist. In einer Seitenwand des Gehäuses ist eine Einbuchtung ausgebildet. Zwischen dem Kondensatorwickel und der Einbuchtung ist ein Wärmeableiter angeordnet, der mindestens eine für eine hohe Wärmeleitung wirksame Schicht aufweist. Der Wärmeableiter weist im Bereich der Einbuchtung einen die Seitenwand des Gehäuses kontaktierenden Kontaktbereich, in dem die Wärme vom Kondensatorwickel zur Gehäusewand direkt übertragen werden kann. Durch die Kon taktfläche zwischen dem Gehäusebecher und dem Wickel entsteht eine thermische Kopplung des Gehäuses und des Wickels in radialer Richtung. Der Wärmeableiter hat einen geringen thermischen Widerstand und verbessert diese thermische Kopplung.In In a preferred variant, an electrochemical cell is indicated. the one cup-shaped casing having a capacitor winding arranged therein. In a Sidewall of the housing an indentation is formed. Between the capacitor winding and the indentation is a heat sink arranged, the at least one for a high heat conduction having effective layer. The heat sink has in the region of the indentation a side wall of the housing contacting Contact area where the heat from the capacitor winding to the housing wall transferred directly can be. Through the con tact surface between the housing cup and the winding creates a thermal coupling of the housing and of the coil in the radial direction. The heat sink has a low thermal resistance and improves this thermal coupling.
In einer bevorzugten Ausführung weist der Wärmeableiter in beiden axialen Richtungen über diesen Kontaktbereich hinausgehende Abschnitte auf, so dass die Gesamtlänge des Wärmeableiters die Länge des Kontaktbereichs überschreitet.In a preferred embodiment has the heat sink in both axial directions about this Contact area extending sections, so that the total length of the Heat sink the Length of the Exceeds contact area.
Die elektrochemische Zelle – beispielsweise Kondensator, Batterie oder Akkumulator – ist vorzugsweise als ein Elektrolytkondensator ausgebildet. Der Kondensatorwickel weist z. B. zwei als Metallfolien ausgebildete Elektroden auf, die durch einen Abstandhalter z. B. aus Elektrolyt-getränktem Papier voneinander getrennt und zusammen zu einem Wickel gewickelt sind. Die Elektroden stehen in Kontakt mit einem Elektrolyten.The electrochemical cell - for example capacitor, Battery or accumulator - is preferably formed as an electrolytic capacitor. The capacitor winding has z. As two trained as metal foils electrodes, the by a spacer z. B. of electrolyte-impregnated paper from each other separated and wrapped together to a wrap. The electrodes are in contact with an electrolyte.
Die vorzugsweise durch den Abstandhalter gebildete Wickeloberfläche weist einen vergleichsweise hohen Wärmewiderstand auf. Die über den Kontaktbereich hinausgehenden Abschnitte des Wärmeableiters stellen im Sinne eines Wärmepfades zwar „Sackgassen" dar, da sie keinen unmittelbaren Kontakt mit der Gehäusewand haben. Aber sie weisen einen geringen Wärmewiderstand auf und sind als Wärmesenken geeignet. Diese Abschnitte des Wärmeableiters verlängern den Wärmepfad gegenüber dem eigentlichen Kontaktbereich, fangen die Wärme nicht nur lokal im Kontaktbereich, sondern über großflächige Bereiche der Oberfläche des Wickels ab und führen die Wärme zum Kontaktbereich ohne einen großen Wärmewiderstand hin. Damit gelingt eine gute thermische Kopplung zwischen dem Kondensatorwickel und dem Gehäuse.The preferably has winding surface formed by the spacer a comparatively high thermal resistance on. The above the contact area extending portions of the heat sink In the sense of a heat path, they are "dead ends" because they have no have direct contact with the housing wall. But they point a low thermal resistance on and are called heat sinks suitable. These sections of the heat sink extend the heat path across from the actual contact area, the heat does not catch only locally in the contact area, but about large areas the surface of the roll and lead the heat to the contact area without a large heat resistance. This succeeds a good thermal coupling between the capacitor winding and the housing.
Bei einer als Aluminium-Elektrolytkondensator ausgebildeten elektrochemischen Zelle bestehen die Elektroden aus einer Aluminium-Kathodenfolie und einer Anodenfolie aus Aluminium, die eine dielektrisch wirkende Oxidschicht aufweist. Zwischen den Folien befindet sich ein Abstandshalter, beispielsweise eine ein- oder mehrlagige Schicht aus Papier, die mit einer Elektrolytlösung imprägniert ist. Die Anordnung kann in Form eines um einen Kern herum aufgebrachten Wickels vorliegen, der in das becherförmige Al-Gehäuse eingesetzt wird. Der Wickelkern aus einem Material mit guten Wärmeleitungseigenschaften gebildet und mit dem Gehäuseboden in Kontakt gebracht sein, so dass der Wärmeabfluss vom Kondensatorwickel über den Wickelkern zum Boden hin ermöglicht ist. Der Kondensatorwickel ist vorzugsweise in axialer Richtung verspannt, um eine bessere Wärmeübertragung z. B. von der überstehenden Kathodenfolie zum Gehäuseboden hin zu erreichen.at a designed as an aluminum electrolytic capacitor electrochemical Cell, the electrodes consist of an aluminum cathode foil and an aluminum anode foil which has a dielectric effect Has oxide layer. Between the slides is a spacer, For example, a single or multi-ply layer of paper, the with an electrolyte solution waterproof is. The assembly may be in the form of a wound around a core Wickels are present, which is inserted into the cup-shaped Al housing becomes. The winding core of a material with good heat conduction properties formed and with the case back be brought into contact, so that the heat flow from the capacitor winding over the Winding core allows towards the ground is. The capacitor winding is preferably in the axial direction braced to better heat transfer z. B. from the protruding Cathode film towards the housing bottom to reach.
Das becherförmige Gehäuse ist in einer bevorzugten Variante nach oben hin durch einen Deckel abgeschlossen, an dem elektrische Anschlüsse angeordnet sind. Vorzugsweise sind beide Anschlüsse vom Gehäusebecher durch den Gehäusedeckel aus einem isolierenden Material elektrisch isoliert. Dabei können die Anschlüsse elektrisch leitend beispielsweise mittels Metallstreifen mit jeweils einer Elektrodenfolie des Kondensatorwickels elektrisch leitend verbunden sein. In einer Variante ist es möglich, dass durch den Deckel ein einziger, z. B. an die Anodenfolie angeschlossener Anschluss hindurch geführt ist, wobei die Kathodenfolie an den Gehäusebecher angeschlossen ist.The cup shaped casing is completed in a preferred variant at the top by a lid, on the electrical connections are arranged. Preferably, both connections are from the housing cup through the housing cover electrically insulated from an insulating material. The can connections electrically conductive, for example by means of metal strips, respectively an electrode foil of the capacitor winding electrically connected be. In a variant, it is possible that through the lid a single, z. B. connected to the anode foil Connection passed through is, wherein the cathode foil is connected to the housing cup.
Die Kathodenfolie kann z. B. eine Gesamtdicke zwischen 10 μm und 40 μm aufweisen. Eine Oberfläche der Kathodenfolie kann aufgeraut oder anderweitig modifiziert sein, wobei eine dabei gebildete dünne Oberflächenschicht eine deutlich schlechtere Wärmeleitfähigkeit als die übrige (nicht modifizierte) Schicht (= Grundschicht) aufweist. Das Material der Oberflächenschicht kann insbesondere eine niedrigere Dichte aufweisen als das Grundmaterial der Kathodenfolie bzw. das Material der Grundschicht. Beispielweise kann bei einer 15 μm dicken Kathodenfolie die Grundschicht aus Al ca. 10 μm dick und die modifizierte Oberflächenschicht ca. 5 μm dick sein. Die effektive Dicke der Kathodenfolie, deren Abschnitt als Wärmeableiter verwendet wird, beträgt vorzugsweise mindestens 30 μm.The Cathode film can, for. B. have a total thickness between 10 microns and 40 microns. A surface the cathode foil may be roughened or otherwise modified, wherein a thin formed thereby surface layer a significantly lower thermal conductivity than the rest (unmodified) layer (= base layer) has. The material the surface layer may in particular have a lower density than the base material the cathode foil or the material of the base layer. for example can at a 15 microns thick cathode film, the base layer of Al about 10 microns thick and the modified surface layer approx. 5 μm be fat. The effective thickness of the cathode foil, its section as a heat sink is used is preferably at least 30 μm.
Unter einer effektiven Dicke d einer dem Wärmeableiter zugeordneten Folie Metallfolie, in einer Variante Kathodenfolie, wird die Dicke der nicht modifizierten, eine hohe Wärmeleitung aufweisenden und daher für eine hohe Wärmeleitung wirksamen Grundschicht dieser Folie verstanden.Under an effective thickness d of a film associated with the heat sink Metal foil, in a variant cathode foil, is the thickness of the unmodified, high heat conduction having and therefore for a high heat conduction effective base layer of this film understood.
Die effektive Dicke d der für eine hohe Wärmeleitung wirksamen Schicht des Wärmeableiters beträgt vorzugsweise mindestens 30 μm. Die Dicke des Wärmeableiters liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 40 und 500 μm, was ca. 10 bis 100% der Stärke der Gehäusewand beträgt. Die Dicke des Wärmeableiters kann auch größer als die Stärke der Gehäusewand sein. Es ist möglich, durch eine geeignet gewählte Dicke des Wärmeableiters einen Kondensatorwickel mit einem zu kleinen Durchmesser auf einen – durch die Form des Gehäusebechers bzw. durch den Innendurchmesser der Einbuchtung vorgegebenen – Mindestdurchmesser zu bringen.The effective thickness d of for a high heat conduction effective layer of the heat sink is preferably at least 30 μm. The thickness of the heat sink is preferably in the range between 40 and 500 microns, which is approx. 10 to 100% of the strength the housing wall is. The thickness of the heat sink can also be bigger than the strenght the housing wall be. It is possible, by a suitably chosen Thickness of the heat sink a capacitor winding with a too small diameter on a - by the shape of the housing cup or given by the inside diameter of the indentation - minimum diameter bring to.
Der Kontaktbereich der Einbuchtung und des Wärmeableiters weist eine Länge k auf, wobei in einer Variante k zwischen 0,3 mm und 3 mm liegt. Der Wärmeableiter weist in beiden axialen Richtungen über diesen Kontaktbereich hinausgehende Abschnitte auf, deren Länge jeweils vorzugsweise mindestens 2d beträgt. In einer bevorzugten Variante weisen die über den Kontaktbereich hinausgehenden Abschnitte des Wärmeableiters jeweils eine Länge zwischen 5d und 100d auf. Die in axialer Richtung gemessene Gesamtlänge des Wärmeableiters beträgt demnach vorzugsweise mindestens k + 2d und in einer Variante zwischen k + 10d und k + 200d. Die Gesamtlänge des Wärmeableiters kann auch mehr als k + 200d betragen.Of the Contact area of the recess and the heat sink has a length k, wherein in a variant k is between 0.3 mm and 3 mm. The heat sink has in both axial directions beyond this contact area Sections on, whose length each preferably at least 2d. In a preferred variant the above the contact area extending portions of the heat sink each one length between 5d and 100d on. The measured in the axial direction total length of heat sink is therefore preferably at least k + 2d and in a variant between k + 10d and k + 200d. The total length of the heat sink can also be more than k + 200d.
In einer vorteilhaften Variante weist der Wärmeableiter eine vorzugsweise zum Kondensatorwickel gewandte Haftvermittlungsschicht auf, wobei die für. die hohe Wärmeleitung wirksame Schicht des Wärmeableiters zur Einbuchtung gewandt ist und die Innenfläche der Einbuchtung direkt kontaktiert. Die Haftvermittlungsschicht sorgt für einen guten thermischen Kontakt des Wärmeableiters zur Gehäusewand.In In an advantageous variant, the heat dissipator has a preferably to the capacitor winding facing adhesion-promoting layer, wherein the for. the high heat conduction effective layer of the heat sink turned to the indentation and the inner surface of the indentation directly contacted. The primer layer provides good thermal contact of the heat sink to the housing wall.
Die für die hohe Wärmeleitung wirksame Schicht des Wärmeableiters besteht vorzugsweise aus Aluminium. Diese Schicht kann aber auch aus einem elektrisch isolierend Material mit guten Wärmeleitungseigenschaften gebildet sein.The for the high heat conduction effective layer of the heat sink is preferably made of aluminum. But this layer can as well made of an electrically insulating material with good heat conduction properties be formed.
Ein zur Ausbildung von Wärmeableitern geeigneter Verbundwerkstoff, vorzugsweise ein Aluminium-Klebeband kann z. B. als ein Band vorhanden sein, das eine Trägerschicht aus Al (Al-Folie) und eine darauf aufgebrachte Haftvermittlungsschicht aufweist. Alternativ ist es möglich, einen als Al-Band vorhandenen Wärmeableiter abschnittsweise, z. B. an mindestens einem Ende des Bandes mit einer Klebeschicht zu versehen. Ein Aluminium-Klebeband kann beispielsweise mit einer Gesamtdicke von 40 bis 60 Mikrometer bereitgestellt werden. Die Dicke der Haftvermittlungsschicht beträgt dabei z. B. 10 bis 50% der Gesamtdicke des Aluminium-Klebebands.One for the formation of heat sinks suitable composite material, preferably an aluminum adhesive tape can z. B. be present as a band which is a carrier layer made of Al (Al foil) and having an adhesion promoting layer applied thereto. alternative Is it possible, an existing as Al-band heat sink in sections, z. B. at least one end of the tape with an adhesive layer to provide. An aluminum tape can, for example, with a Total thickness of 40 to 60 microns can be provided. The Thickness of the adhesion-promoting layer is z. B. 10 to 50% of Total thickness of the aluminum adhesive tape.
Der Wärmeableiter kann alternativ rohrförmig, d. h. ohne Schlitz ausgebildet sein.Of the heat sink can alternatively tubular, d. H. be formed without a slot.
Der Wärmeableiter kann durch einen außenliegenden Abschnitt der Kathodenfolie gebildet sein, der vorzugsweise um den Kondensatorwickel mindestens einmal umläuft.Of the heat sink can by an outside Be formed portion of the cathode foil, preferably around the Capacitor winding revolves at least once.
Der Wärmeableiter kann alternativ als ein separater Streifen ausgebildet sein, der den Kondensatorwickel mindestens einmal umläuft. Der Wärmeableiter kann mehrere Schichten aufweisen, wobei z. B. der Streifen mehrmals um den Kondensatorwickel gewickelt ist. Durch mehrmaliges Umwickeln und die daraus resultierende Erhöhung der Dicke des Wärmeleiters kann insbesondere seine thermische Leitfähigkeit in radialer Richtung verbessert werden.Of the heat sink may alternatively be formed as a separate strip, the circulates the capacitor winding at least once. The heat sink can have multiple layers have, wherein z. B. the strip is wound several times around the capacitor winding is. By repeated wrapping and the resulting increase in the Thickness of the heat conductor in particular, its thermal conductivity in the radial direction be improved.
Der Wärmeableiter kann als eine Kappe ausgebildet sein, die auf den Kondensatorwickel vorzugsweise von oben aufgesetzt ist. Die Kappe oder eine weitere Kappe kann auch von unten aufgesetzt sein.Of the heat sink may be formed as a cap on the capacitor winding is preferably placed from above. The cap or another Cap can also be placed from below.
Die Kappe kann mehrere, vorzugsweise in regelmäßigen Abständen angeordnete axiale Schlitze aufweisen. Im Boden der Kappe kann mindestens eine Öffnung angeordnet sein, die einen größeren Durchmesser als ein Durchführungselement aufweist, das z. B. den Außenanschluss der Zelle mit der Anodenfolie oder Kathodenfolie des Kondensatorwickels elektrisch verbindet. Es besteht also kein elektrischer Kontakt zwischen den Anschlüssen und der Kappe.The Cap can have several, preferably at regular intervals arranged axial slots exhibit. At least one opening can be arranged in the bottom of the cap be that larger diameter as an implementing element has, z. B. the external connection the cell with the anode foil or cathode foil of the capacitor winding connects electrically. So there is no electrical contact between the connections and the cap.
Die elektrochemische Zelle kann in einer Variante als ein Doppelschichtkondensator ausgebildet sein. Der Kondensatorwickel besteht in diesem Fall aus einer mit Elektrodenschichten doppelseitig beschichteten dielektrischen Trägerfolie.The electrochemical cell may be in a Va be formed as a double-layer capacitor. In this case, the capacitor winding consists of a dielectric carrier foil coated with electrode layers on both sides.
Die Einbuchtung kann in der Gehäuseseitenwand auf einer beliebigen Höhe, z. B. im oberen und/oder unteren Bereich angeordnet sein. Die Einbuchtung kann auch im Mittelbereich der Gehäusewand angeordnet sein. Es können auf verschiedenen Höhen mehrere Wärmeableiter entsprechend einer vorgegebenen Anzahl von auf unterschiedlichen Höhen ausgebildeten Einbuch tungen vorgesehen sein.The Dent can be in the housing side wall at any height, z. B. in the upper and / or lower area. The indentation can also be arranged in the central region of the housing wall. It can at different heights several heat sinks according to a predetermined number of on different Heights trained Einbuch lines be provided.
Die Einbuchtung ist vorzugsweise als eine umlaufende Sicke ausgebildet. Möglich ist es auch, mehrere „punktförmige" oder flächige Einbuchtungen auszubilden, die vorzugsweise in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet sind. Im Prinzip können die derart ausgebildeten Einbuchtungen beliebig über der Mantelfläche und ggf. Bodenfläche des Gehäuses verteilt sein. Vorzugsweise ist zwischen jeder Einbuchtung und dem Wickel ein Wärmeableiter angeordnet. Möglich ist es auch, dass ein Wärmeableiter durch mehrere z. B. in verschiedenen Höhen angeordnete Einbuchtungen kontaktiert ist.The Dent is preferably formed as a circumferential bead. Possible it is also to form several "punctiform" or flat indentations, which are preferably arranged side by side in the circumferential direction. In principle, the such indentations arbitrarily over the lateral surface and possibly floor space of the housing be distributed. Preferably, between each indentation and the Wrap a heat sink arranged. Possible it is also that a heat sink by several z. B. arranged at different heights indentations is contacted.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der dazugehörigen Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen anhand schematischer und nicht maßstabsgetreuer Darstellungen verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung. Gleiche oder gleich wirkende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Es zeigen schematischin the The following is the invention with reference to embodiments and the associated figures explained in more detail. The Figures show diagrammatic and not true to scale representations different embodiments the invention. The same or equal parts are denoted by the same reference numerals designated. It show schematically
An
der Mantelfläche
des Gehäuses
Zwischen
der Einbuchtung
Der
Wärmeableiter
Ein
bandförmiger
Wärmeableiter
In
In
Die
Höhenlage
der Einbuchtung ist so gewählt,
dass die Mantelfläche
der Kappe
Mit
der Kappe
Eine
weitere, hier nicht gezeigte Kappe kann auf den Kondensatorwickel
In
Ein
hier nicht gezeigter Wickelkern aus einem Material mit einer guten
Wärmeleitfähigkeit,
z. B. Aluminium, kann für
einen zusätzlichen
Wärmepfad vom
Kondensatorwickel
Die Erfindung ist nicht auf die in Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele, die Anzahl oder die Form der dargestellten Elemente oder die angegebenen Materialien beschränkt. Das Gehäuse ist nicht notwendigerweise becherförmig, sondern kann auch rohrförmig und beidseitig durch jeweils einen Deckel abgeschlossen sein.The Invention is not limited to the exemplary embodiments shown in FIGS. the number or shape of the displayed elements or the specified ones Limited materials. The housing is not necessarily cup-shaped, but can also be tubular and be completed on both sides by a lid.
- 1010
- Kondensatorwickelcapacitor winding
- 1111
- Kathodenfoliecathode foil
- 111111
-
um
den Kondensatorwickel gewickelter Abschnitt der Kathodenfolie
11 wound around the capacitor winding portion of the cathode foil11 - 1212
- Anodenfolieanode foil
- 1313
- Abstandhalterspacer
- 2020
- Gehäusecasing
- 2121
- Einbuchtungindentation
- 33
- Wärmeableiterheat sink
- 310310
- für eine hohe Wärmeleitung wirksame Schichtfor a high heat conduction effective layer
- 320320
- HaftvermittlungsschichtBonding layer
- 3030
- kappenförmiges Wärmeableitercap-shaped heat sink
- 31, 3231 32
- Öffnungenopenings
- 3333
- Schlitzeslots
- 3535
- durchgehender Schlitzcontinuous slot
- 41, 4241 42
- Anschlüsseconnections
- 55
- Deckelcover
- 66
- Dichtungsringsealing ring
Claims (21)
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- 2004-12-30 DE DE200410063559 patent/DE102004063559B4/en active Active
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