[发明专利]用于交通工具的电化学蓄能器以及对其冷却或加热的方法

说明书

描述

本发明涉及用于交通工具的电化学蓄能器以及用于冷却或加热这种电化学蓄能器，特别是锂离子伽伐尼电池的方法。本发明也可以用于无锂离子的电化学蓄能器中并且也不依赖于交通工具应用。

现有技术中已经存在大量使用伽伐尼电池的用于存储电能的电化学蓄能器的构造形式。其中，向这种蓄能器提供的电能被转化成化学能并被存储起来。这种转化是有损耗的，因为在该转化的过程中会发生不可逆转的(不可逆)的化学反应，这化学反应会导致伽伐尼电池的老化或损坏。其中产生的能量损耗以热量的形式被释放，这与伽伐尼电池的温度升高相关。

如果伽伐尼电池中的温度升得非常高，那么存在使蓄能器损坏的危险，其中，蓄能器在一定的条件下可能燃烧或者爆炸。这种不期望出现的现象可以通过使电化学蓄能器尽可能有效地冷却来避免。

另一方面，许多电化学蓄能器只在一较低的工作温度以上可以有效或者可靠地工作，所述工作温度依赖于其结构形式及其作用原理。因此，根据电化学蓄能器的使用目的或者用途，通过热量供给来提高蓄能器的温度是可取的。

在交通工具中应用电化学蓄能器时，要考虑与在交通工具中产生的力，例如惯性力相关的其他要求，所述力会被传递给电池组外壳以及电池。这种力能够导致在电池组外壳中的电池的振动或者能够导致在电池组外壳中其他不期望出现的伽伐尼电池的相对运动。

在交通工具之外也会出现类似的效果，例如与工业设备有关，在工业设备上也可能产生震动或冲击。

本发明根本上要实现的任务是，提供一种尤其适合于在交通工具中工作的电化学蓄能器，以及一种用于冷却或加热这种电化学蓄能器的尽可能高效的方法。

这可以根据本发明通过独立权利要求的内容实现。

根据本发明电化学蓄能器具有外壳，在该外壳中安装有多个平面伽伐尼电池。在两个相邻的平面伽伐尼电池之间分别安装有平面导热体和/或平面弹性体。

根据本发明的描述，电化学蓄能器应该理解为可从中提取电能的各种蓄能器，其中，电化学反应在蓄能器内部进行。该概念包括特别是所有类型的伽伐尼电池，尤其是原电池、蓄电池以及这些电池与由这些电池组成的电池组的连接电路。这些电化学蓄能器一般具有负电极和正电极，这些电极通过所谓的分离器被分隔开。在这两个电极之间会通过电解质发生离子输送。

根据本发明的描述，平面实体对象应该理解为基本上具有正棱柱的形状，其底面和顶面都远远大于其侧面的实体对象。正如在几何学中所通用的，棱柱被理解为一种将多边形作为底面并且侧边基本上是平行的且长度大致相等的几何体。照几何学中通用的说法，这种棱柱通过平面多边形在空间中沿着一条不属于该平面的直线平行位移而形成。如果这种多边形的平行位移垂直于多边形平面实现，那么，称其为正棱柱。所述多边形通常被称为底面，与底面全等且平行的另一个棱柱边界平面被称为其顶面。所有其余的边界平面的总体被称为棱柱的侧面。有时，该侧面的一些部分也被描述为端面。

这种棱柱形的伽伐尼电池的重要实施例是所谓的袋电池(Pouchzellen)或者所谓的咖啡袋电池(Coffee-Bag-Zellen)，这些电池通常基本上具有平面长方体的形状，经常具有被倒圆的棱角。在这种伽伐尼电池中，棱柱形的形状经常只与蓄能器的外壳或者包装有关系，因为，经常被称为导体的电连接触点会从棱柱形的外壳或者棱柱形的包装里突出出来。

现在，这种平面实体对象可以按节省空间的方式安装，这样使得它可以在其接触表面上(通常在它的底面或上表面上)相互施加对应表面压力的力。

表面压力通常理解为每单位面积上的力，该力作用在两个面接触的固体之间。如果两个固体借助这种力相互挤压，那么，在物体之间的接触面会出现法向负荷分布，该负荷分布也被称为表面压力。与压强相反，表面压力不是各向同性的，也就是说，表面压力像应力一样有一个方向，而且它在接触面上不一定是恒定的。在表面压力的作用下，在所涉及的物体中会出现特征应力分布。

根据本发明的描述，导热物体应该理解为适于导热的实体对象，特别是用于使热量从物体耗散到与其有接触的物体的实体对象。

根据本发明的描述，弹性体应该理解为在外力的影响下要经历所谓的弹性变形的实体对象。其中，该弹性体对抗由外部作用的力而形成相应的反作用力，该反作用力随着渐变的变形增加，这样使得变形会在达到力平衡时最终趋于稳定状态。该弹性体的特点是在外力消失的情况下，变形可自行完全复原。根据本发明的描述，弹性物体还应该理解为一种基本上有弹性的物体，其至少近似满足理想的弹性体的理想的弹性特性。