[發明專利]用于電化學裝置外殼的安全閥

在審

• 申請號: 202010401288.9
• 申請日: 2020-05-13
• 公開（公告）號: CN111952511A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: A·雅斯貝斯;P·齊艾
• 申請（專利權）人: 日東比利時公司
• 主分類號: H01M2/12
• 分類號: H01M2/12;H01M8/02;H01M8/0271
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

本發明涉及一種用于電化學裝置外殼的安全閥，其可以以簡單的方式制造，并且在安裝在電化學裝置殼體上時有效地提供緊急排氣，該安全閥包括：殼體，其限定了腔并且具有頂部和底部，所述底部的表面覆蓋所述電化學裝置外殼中的開口，以及至少一個保護性排氣元件，其設置于所述底部并且被構造成在所述電化學裝置外殼中的內部壓力和/或溫度超過預定閾值時提供通氣口；其中，所述保護性排氣元件的材料厚度比其余所述底部的材料厚度小。還公開了包括所述安全閥的套件和相關的電化學裝置。

技術領域

本發明涉及例如用于諸如電池(battery)組或燃料電池(fuel cell)等的電化學裝置的外殼的安全閥。另外，本發明涉及用于補償電化學裝置外殼中的內部壓力的套件，并且涉及包括所述安全閥的電化學裝置。

背景技術

許多電化學裝置需要配備有安全機構的外殼，該安全機構能夠補償外殼內的內部壓力的波動以通過與環境的持續空氣交換來抑制鼓脹或變形，并且/或者如果壓力或溫度過度增加則能夠緊急排氣。后一種功能對于電池(諸如汽車應用中使用的鋰離子電池)或其它容易發生熱失控現象的電化學裝置而言特別重要，其中由于發生各種放熱反應，裝置會急劇發熱、著火，并且甚至可能爆裂或爆炸(例如，由于氣體釋放而導致內部壓力過大)。這些效果在電池組中更加明顯，其中單個電池的熱失控可能會促進相鄰電池的損壞、熱失控和/或故障。

已知設置有壓力補償裝置的電化學裝置殼體，其包括具有一定透氣性的膜(membrane)或薄層(film)，以使得能夠進行持續的空氣交換，而且還保護殼體的內部免受污物和水的滲透。例如，US 2013/0032219 A1公開了一種使用通常由多孔PTFE組成的透氣膜(該透氣膜至少部分地開設有通氣口以進行爆裂保護)的裝置，從而在單個單元中結合持續的壓力補償和緊急排氣。然而，所述構造是不利的，因為在突然增加壓力之后，膜被破壞并且必須更換以執行兩項功能。US 2018/0292020 A1通過使用無紡布材料作為透氣膜來提高其透氣性同時使用單獨的密封唇來解決該問題，所述密封唇在內部壓力達到臨界閾值(例如，在緊急排氣期間)時會使密封表面抬離。然而，制造所述壓力補償裝置的方法是復雜的，因為難以提供具有既與外殼一致又在預定壓力下抬離的幾何形狀的密封唇。此外，必須對膜進行特殊處理以防止液體(例如水、油)和污物從外部滲透，例如通過將超吸收無紡布層層疊到超細纖維無紡布層上。此外，超吸收層的使用傾向于隨著時間降低透氣性，并且一旦達到液體吸收能力就必須更換。WO 2018/183804 A1公開了一種排氣組件，其包括用于緊急排氣的傘形閥。在DE 10 2014 018751 A1、WO 2011/158822 A1和EP 2 709 191 A1中公開了安全閥的其它示例。

然而，仍然期望提供一種克服上述缺點并且可以廉價且以直接的方式生產的簡單安全閥。

發明內容

本發明利用本文所限定的權利要求的主題實現了這些目的。在下面的部分中將進一步詳細說明本發明的其它優點。

總體上，本發明涉及一種用于電化學裝置外殼的安全閥，其包括：殼體，其限定了腔并且具有頂部和底部，所述底部的表面覆蓋所述電化學裝置外殼中的開口，以及至少一個保護性排氣元件，其設置于所述底部并且被構造成在所述電化學裝置外殼中的內部壓力和/或溫度超過預定閾值時提供通氣口；其中，所述保護性排氣元件的材料厚度比其余所述底部的材料厚度小。

在另一方面中，本發明提供了一種用于補償電化學裝置外殼中的內部壓力的套件，其單獨地包括：上述安全閥和包括透氣膜的壓力補償元件，所述壓力補償元件被構造并配置成補償所述電化學裝置外殼內的內部壓力波動。

本發明的其它方面涉及前述安全閥或套件的用途，其用于補償電化學裝置外殼中的內部壓力，并且涉及包括安裝有所述安全閥或所述套件的外殼的電化學裝置。

在以下說明和權利要求中記載了本發明的優選實施方式以及其它方面。

附圖說明