[發明專利]包括可熱激活元件的斷開裝置和短路裝置

在審

• 申請號: 202080071543.6
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN114556689A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 蒂埃里·貝盧羅;杰拉德·里戈貝爾;理查德·羅伊
• 申請（專利權）人: 帥福得電池有限公司
• 主分類號: H01M50/581
• 分類號: H01M50/581;H01M50/502;H01M50/548
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙興華

一種斷開裝置，特別地用于斷開兩個電連接的電化學元件。本發明還涉及一種用于使電化學元件中的兩個極性相反的電極短路的裝置。本發明的主題包括一種組件，該組件包括：·a)連接部(3)以及·b)斷開裝置(4)，斷開裝置旨在斷開通過連接部(3)連接的兩個電化學元件(1，2)，斷開裝置(4)包括：·i)微粒(5)，該微粒(5)能夠在它們的溫度達到閾值時膨脹，該閾值低于150℃；·ii)封裝所有微粒(5)的囊(4a，4b)，該囊(4a，4b)被布置成使得當微粒(5)的溫度達到閾值時，微粒的膨脹斷開兩個電化學元件(1，2)之間的連接。

技術領域

本發明涉及一種斷開裝置，特別涉及一種適于將兩個電連接的電化學電池單元彼此斷開的斷開裝置。

本發明還涉及一種用于使電化學電池單元內的兩個極性相反的電極短路的裝置。

背景技術

電化學電池單元或電化學生成器(這兩個術語在本說明書中是等效的)是一種將化學能轉化為電能的發電裝置。化學能是電化學活性化合物沉積在布置在電化學生成器中的電極的至少一個面上的結果。電能由電化學生成器的放電期間的電化學反應產生。設置在容器中的電極電連接至電流輸出端子，該電流輸出端子提供電極與電化學生成器所關聯的耗電裝置之間的電連續性。正電流輸出端子和負電流輸出端子可附接至電化學生成器容器的相對面壁或在容器的同一面的壁上。

電池通常包括借助于金屬條彼此串聯或并聯電連接的多個電化學電池單元。金屬條具有足以允許電化學電池單元之間的高電流流過的橫截面。該電池還通常包括電子電路，該電子電路用于監測和管理這些電化學電池單元，來測量電化學電池單元的充電狀態和/或電化學電池單元的健康狀態，特別是借助于逐個電池單元單獨進行的或在一組電池單元上進行的電壓或電流測量。電池還可以包括溫度控制裝置。

為了方便電化學電池單元之間的電連接，正電流輸出端子和負電流輸出端子經常附接到容器的相同面的壁上，經常附接在用于封閉電池單元的容器的蓋上。

電池運行中的異常可以由電化學電池單元之一的故障(短路、過度充電...)或由外部干擾(沖擊、溫度等)或由管理該電池的電池單元的充電狀態或其他參數的電子系統的故障引起。

例如，當鋰電化學電池單元過度充電時，其溫度升高。溫度的升高導致充電電流的增加，這進一步促進溫度升高。如果電池單元不具有足以釋放所發出的熱量的冷卻系統，則出現熱失控的情況：由電池單元本身推動溫度升高。電池單元溫度的不受控制的升高導致生成氣體，該氣體可導致電池單元中內部壓力的升高，這將導致氣體排放安全系統打開。在釋放溫度可以達到650℃的熱氣體的情況下，這些氣體與電池的其他電池單元相接觸。現在存在熱失控現象傳播至電池的所有電池單元，導致電池的完全損壞的風險。

美國專利申請2016/0190657、歐洲專利EP 1,705,735和歐洲專利EP 1,126,534公開了用于在電池單元容器中的壓力達到特定值時中斷電流流動的斷路器裝置。然而，如上所述，壓力的增加發生在熱失控的晚期階段，使得壓力不是用于熱失控的早期檢測的參數。此外，這種類型的裝置的可靠性不令人滿意。實際上，已經發現，隨著時間的推移，由于氣體在該電池單元的容器中的積聚，壓敏裝置很可能被觸發，然而這些氣體是在該電池單元的正常運行期間形成的。因此，這種類型的裝置的觸發導致不需要的斷開。

德國專利申請DE 10 2014 200 197 A1公開了一種由壓力或溫度的增加而激活的電斷開裝置。該文件公開了一種具體實施例，其中該裝置包括膨脹材料，該膨脹材料的膨脹將間接斷開與該電池單元相關聯的電子電路板。

然而，該文件既沒有公開這種膨脹材料的性質也沒有公開這種材料從其膨脹的溫度閾值。然而，該膨脹材料的性質是裝置有效性的確定因素。

因此，需要提供一種用于早期檢測熱失控并且用于有效地抑制熱失控現象的傳播的更可靠的裝置。

發明內容

本發明的第一主題是一種組件，該組件包括：