[發(fā)明專利]用于交通工具的電化學(xué)蓄能器以及對其冷卻或加熱的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080039132.5
• 申請日: 2010-08-27
• 公開（公告）號: CN102576824A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 克勞斯-魯伯特·霍恩桑納;克勞迪婭·布拉塞;安德里亞斯·?？怂?/a>;喬格·凱瑟;安德里斯·古奇;蒂姆·謝弗
• 申請（專利權(quán)）人: 鋰電池科技有限公司
• 主分類號: H01M2/02
• 分類號: H01M2/02;H01M2/10;H01M6/50;H01M10/04;H01M10/50
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 周靖;鄭霞

描述

本發(fā)明涉及用于交通工具的電化學(xué)蓄能器以及用于冷卻或加熱這種電化學(xué)蓄能器，特別是鋰離子伽伐尼電池的方法。本發(fā)明也可以用于無鋰離子的電化學(xué)蓄能器中并且也不依賴于交通工具應(yīng)用。

現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)存在大量使用伽伐尼電池的用于存儲電能的電化學(xué)蓄能器的構(gòu)造形式。其中，向這種蓄能器提供的電能被轉(zhuǎn)化成化學(xué)能并被存儲起來。這種轉(zhuǎn)化是有損耗的，因為在該轉(zhuǎn)化的過程中會發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的(不可逆)的化學(xué)反應(yīng)，這化學(xué)反應(yīng)會導(dǎo)致伽伐尼電池的老化或損壞。其中產(chǎn)生的能量損耗以熱量的形式被釋放，這與伽伐尼電池的溫度升高相關(guān)。

如果伽伐尼電池中的溫度升得非常高，那么存在使蓄能器損壞的危險，其中，蓄能器在一定的條件下可能燃燒或者爆炸。這種不期望出現(xiàn)的現(xiàn)象可以通過使電化學(xué)蓄能器盡可能有效地冷卻來避免。

另一方面，許多電化學(xué)蓄能器只在一較低的工作溫度以上可以有效或者可靠地工作，所述工作溫度依賴于其結(jié)構(gòu)形式及其作用原理。因此，根據(jù)電化學(xué)蓄能器的使用目的或者用途，通過熱量供給來提高蓄能器的溫度是可取的。

在交通工具中應(yīng)用電化學(xué)蓄能器時，要考慮與在交通工具中產(chǎn)生的力，例如慣性力相關(guān)的其他要求，所述力會被傳遞給電池組外殼以及電池。這種力能夠?qū)е略陔姵亟M外殼中的電池的振動或者能夠?qū)е略陔姵亟M外殼中其他不期望出現(xiàn)的伽伐尼電池的相對運動。

在交通工具之外也會出現(xiàn)類似的效果，例如與工業(yè)設(shè)備有關(guān)，在工業(yè)設(shè)備上也可能產(chǎn)生震動或沖擊。

本發(fā)明根本上要實現(xiàn)的任務(wù)是，提供一種尤其適合于在交通工具中工作的電化學(xué)蓄能器，以及一種用于冷卻或加熱這種電化學(xué)蓄能器的盡可能高效的方法。

這可以根據(jù)本發(fā)明通過獨立權(quán)利要求的內(nèi)容實現(xiàn)。

根據(jù)本發(fā)明電化學(xué)蓄能器具有外殼，在該外殼中安裝有多個平面伽伐尼電池。在兩個相鄰的平面伽伐尼電池之間分別安裝有平面導(dǎo)熱體和/或平面彈性體。

根據(jù)本發(fā)明的描述，電化學(xué)蓄能器應(yīng)該理解為可從中提取電能的各種蓄能器，其中，電化學(xué)反應(yīng)在蓄能器內(nèi)部進(jìn)行。該概念包括特別是所有類型的伽伐尼電池，尤其是原電池、蓄電池以及這些電池與由這些電池組成的電池組的連接電路。這些電化學(xué)蓄能器一般具有負(fù)電極和正電極，這些電極通過所謂的分離器被分隔開。在這兩個電極之間會通過電解質(zhì)發(fā)生離子輸送。

根據(jù)本發(fā)明的描述，平面實體對象應(yīng)該理解為基本上具有正棱柱的形狀，其底面和頂面都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其側(cè)面的實體對象。正如在幾何學(xué)中所通用的，棱柱被理解為一種將多邊形作為底面并且側(cè)邊基本上是平行的且長度大致相等的幾何體。照幾何學(xué)中通用的說法，這種棱柱通過平面多邊形在空間中沿著一條不屬于該平面的直線平行位移而形成。如果這種多邊形的平行位移垂直于多邊形平面實現(xiàn)，那么，稱其為正棱柱。所述多邊形通常被稱為底面，與底面全等且平行的另一個棱柱邊界平面被稱為其頂面。所有其余的邊界平面的總體被稱為棱柱的側(cè)面。有時，該側(cè)面的一些部分也被描述為端面。

這種棱柱形的伽伐尼電池的重要實施例是所謂的袋電池(Pouchzellen)或者所謂的咖啡袋電池(Coffee-Bag-Zellen)，這些電池通?；旧暇哂衅矫骈L方體的形狀，經(jīng)常具有被倒圓的棱角。在這種伽伐尼電池中，棱柱形的形狀經(jīng)常只與蓄能器的外殼或者包裝有關(guān)系，因為，經(jīng)常被稱為導(dǎo)體的電連接觸點會從棱柱形的外殼或者棱柱形的包裝里突出出來。

現(xiàn)在，這種平面實體對象可以按節(jié)省空間的方式安裝，這樣使得它可以在其接觸表面上(通常在它的底面或上表面上)相互施加對應(yīng)表面壓力的力。

表面壓力通常理解為每單位面積上的力，該力作用在兩個面接觸的固體之間。如果兩個固體借助這種力相互擠壓，那么，在物體之間的接觸面會出現(xiàn)法向負(fù)荷分布，該負(fù)荷分布也被稱為表面壓力。與壓強相反，表面壓力不是各向同性的，也就是說，表面壓力像應(yīng)力一樣有一個方向，而且它在接觸面上不一定是恒定的。在表面壓力的作用下，在所涉及的物體中會出現(xiàn)特征應(yīng)力分布。

根據(jù)本發(fā)明的描述，導(dǎo)熱物體應(yīng)該理解為適于導(dǎo)熱的實體對象，特別是用于使熱量從物體耗散到與其有接觸的物體的實體對象。

根據(jù)本發(fā)明的描述，彈性體應(yīng)該理解為在外力的影響下要經(jīng)歷所謂的彈性變形的實體對象。其中，該彈性體對抗由外部作用的力而形成相應(yīng)的反作用力，該反作用力隨著漸變的變形增加，這樣使得變形會在達(dá)到力平衡時最終趨于穩(wěn)定狀態(tài)。該彈性體的特點是在外力消失的情況下，變形可自行完全復(fù)原。根據(jù)本發(fā)明的描述，彈性物體還應(yīng)該理解為一種基本上有彈性的物體，其至少近似滿足理想的彈性體的理想的彈性特性。