[發明專利]一種用于蓄電池單元的保護機制

有效

• 申請號: 201410072678.0
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN104037383B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: J·戈爾克;M·科爾貝格爾;H·賴因謝根
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司;三星SDI株式會社
• 主分類號: H01M2/34
• 分類號: H01M2/34
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 鄭立柱

技術領域

本發明涉及一種蓄電池單元，其包括具有至少一個涂層的正的電極層和至少一個涂層的負的電極層的電極裝置，在至少一個涂層的正的電極層和至少一個涂層的負的電極層之間設置有至少一個隔離層。此外，本發明涉及一種具有至少兩個這樣的蓄電池單元的蓄電池模塊以及一種裝備有至少一個這樣的蓄電池單元的車輛。

背景技術

可重復充電的蓄電池單元，亦被稱作次級單元或者蓄能器單元，通常以直流的單元的形式來實施，其被用作電化學能量存儲器和能量轉換器。其中，此類的蓄電池單元以蓄電池組或者蓄電池模塊的形式被用在用于乘客交通服務的混合動力車輛和電動車輛中，該蓄電池組或者蓄電池模塊包括多個串聯或者并聯連接的電化學蓄電池單元。為了驅動該類車輛將越來越多地使用鋰離子蓄電池單元，其中，電極將借助于活性物質加以涂層，從而使得鋰離子可逆地在嵌入時被存儲或者在脫嵌時被釋放。

在現有技術之中已知了不同的蓄電池單元。由US2008/010796A1中已知了一種蓄電池單元，其中，電極和安置于其間的隔離層以卷繞的配置來存在。為了接觸該蓄電池單元而在相應的電極和外置的端子之間設置集電極。

特別是將此類的蓄電池單元應用于用于車輛乘客交通服務的車輛中時，安全技術方面扮演了至關重要的角色。所以例如蓄電池單元的電極裝置內的短路可能導致過熱并且由此引起蓄電池單元的點燃。因此，防火和消防是特別重要的安全方面，應該持續改進。

為了阻止此類的反應，通常在鋰離子蓄電池單元中設置保護裝置，例如二極管、熔斷絲或者在單元的殼體中設置適當的突破口，由此在單元內出現氣體過壓時實現可控的開口，以便釋放氣體。由DE102011008792A1已知了一種蓄電池，其包括多個電化學的能量存儲器。在這些能量存儲器之間設置由分離元件并且被設計用于在存在或者出現確定的前提時從分離元件之中能夠放出阻燃材料或者滅活介質。該機制能夠在此通過控制裝置的信號或者可能通過在該分離元件處的溫度上升來觸發。

該已知的保護裝置的缺點在于，即首先該機制必須在該保護裝置被激活之前就被觸發。由此能夠引起在出發該保護措施時的延時或者該機制在最糟糕的情況下將出毛病。緣于該風險，從中尤其是在機動車中對于駕駛員和乘客來說可以得出：存在持續不斷的利益，即盡可能可靠地并且簡單地設置此類的保護機制。

發明內容

依據本發明提出了一種具有電極裝置的蓄電池單元，其包括具有激活的層的電極裝置，所述激活的層具有至少一個涂層的正的電極層和至少一個涂層的負的電極層，在所述至少一個涂層的正的電極層和所述至少一個涂層的負的電極層之間設置有至少一個隔離層，其中，所述電極裝置被設置在殼體之中，其中，所述電極裝置附加地包括至少一個未激活的層，所述未激活的層包括至少一個絕緣層，所述至少一個絕緣層含有至少一種高熔點的聚合物、至少一種陶器或者其組合。

在本發明的范圍內的蓄電池單元描繪了一種次級單元，其被構建為可再充電的電化學單元。此類的單元還被熟知為概念蓄能器單元并且能夠存儲電能量，其尤其是被用于驅動電動車輛或者混合動力車輛。其中，混合動力車輛與純電驅動的電動車輛的區別在于其包括基于燃料燃燒的額外的驅動總成。

依據本發明的蓄電池單元的電極裝置能夠以不同的配置來實施。特別地，電極裝置能夠卷繞或者堆疊。在堆疊的配置中，電極層和其間設置的隔離層堆疊。在卷繞單元時也被描述為包卷法，電極層和其間設置的隔離層卷繞成卷。其中，特別地，電極層和隔離層由彈性材料制成，以便實現該卷繞。

電極裝置的激活的層包括至少一個涂層的正的電極層和至少一個涂層的負的電極層，它們能夠作為導電膜或者導電板借助于活性物質加以涂層。其中，膜能夠具有5至20μm的厚度，優選為7至12μm的厚度并且尤其是適于卷繞的電極裝置。板則能夠具有5至20μm的厚度，優選為10至15μm的厚度并且尤其是適于堆疊的電極裝置。在此，借助于其來涂層所述板或者膜的所述活性物質提供相應的屬性，以便將電極層設置為確定的離子的受體或者施主。涂層的膜能夠具有75至200μm的厚度。涂層的板則能夠具有75至200μm的厚度。

在一個優選的實施形式之中，所述蓄電池單元被實施為鋰離子蓄電池單元。其中，所述活性物質為針對鋰離子的受體或者施主。所以，所述涂層的正的電極層提供一種介質，在該介質之中帶正電荷的鋰離子能夠在蓄電池放電時嵌入到其中。