[发明专利]带有安全覆层的蓄能器

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓄能器。本发明特别涉及一种带有用于防止或减小与热相关的损坏的安全覆层的蓄能器。

背景技术

蓄能器、例如锂离子电池已经广泛应用于多种日常应用中。其例如应用在计算机、例如笔记本中，移动电话、智能电话中和其它应用中。同样在车辆、例如机动车的当前趋势强烈的电动化中，这种类型的电池具有优点。

为了减小与蓄能器、例如锂离子电池相关的风险，已知不同的方案。其例如可用于减小在蓄能器的事故情况中过度加热或燃烧的危险。总地来说，可通过相应的安全措施实现在没有对人和周边环境的明显危害的情况下使用该蓄能器。

例如，设置这样的系统，即，其将蓄能器中的温度保持在预定的值之下，以用于由此减小由于过度加热引起的损坏。

发明内容

本发明涉及一种电化学的蓄能器，其包括至少一个用于至少部分地容纳阳极和阴极的电芯室，其中，该至少一个电芯室至少部分地通过至少一个壳体与外部的环境分离，并且其中，该蓄能器至少部分地设有覆层，其中，该覆层可通过热作用发泡。

在本发明的范围内，电化学的蓄能器特别是可为任意电池。特别是，除了原电池之外，蓄能器可尤其为二次电池、即可再次充电的蓄电池。在此，电池可为电流元件或者多个彼此相连接的电流元件。例如，蓄能器可包括锂基的蓄能器、例如锂离子电池。在此，以锂基的蓄能器例如可理解为锂离子电池、特别是其在充电或放电进程期间的电化学过程至少部分地基于锂离子的这种蓄能器。

此外，在本发明的范围内，电芯室特别是可理解为这样的腔室，即，阳极、阴极、布置在阳极和阴极之间的分隔件以及电解质存在或布置在该腔室中。由此，电芯室特别是为这种类型的腔室，即，在其中至少部分地进行对于蓄能器的充电或放电进程的电化学过程。至少部分地限制该电芯室的壳体可直接限制电芯室、即仅仅示例性地设计成电芯室的壁，并且另一至少部分地限制电芯室的壳体可间接限制电芯室。在后者的情况中，该壳体例如设计成将直接限制电芯室的壳体包围且由此例如限制电芯组的另一壳体。

阳极和阴极基本上可以例如用于蓄能器的已知的方式设计。对于仅为示例的锂离子电池的情况，阳极可以为包括金属锂或者可嵌入锂的电极。在此，阴极例如可具有NMC或锂钴氧化物（LiCoO2）。在此，阴极材料必要时能以胶合物的形式存在，例如聚偏氟乙烯（PVDF）与如导电碳化合物（例如石墨）的导电添加剂一起组成的胶合物。电解质可包括溶剂，在其中溶解一种或多种导电盐。例如，可使用非质子溶剂，例如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯或者碳酸二乙酯。此外，可使用导电盐六氟磷酸锂（LiPF6）.

此外，在阳极和阴极之间以已知的方式布置有分隔件，以用于使阳极和阴极在空间上相互分隔，特别是由此防止短路。在此，该分隔件例如可包括特别是多孔的塑料薄膜，玻璃纤维织物，或者同样特别是多孔的陶瓷材料、例如陶瓷材料形成，或由其构成。在此，电解质例如可布置在分隔件之内或分隔件的孔之内。

此外，外部环境例如可为包围蓄能器的大气、即特别是包围蓄能器的空气或者邻接蓄能器的构件或者在电芯组中的大气。

在本发明的范围内，热作用此外可理解为高于蓄能器的正常运行温度的温度的作用。特别是，热作用可理解为这种类型的温度作用，即，对于蓄能器来说该温度可导致安全风险的状态或者可由例如有安全风险的状态引起。

上述电化学的蓄能器使得能够以成本适宜的方式实现该蓄能器特别可靠的运行并且由此显著减小对于使用者或者对于环境、确切地说蓄能器的环境的危害可能性。

例如，这种蓄能器可为锂基的蓄能器，例如锂离子电池，并且在此特别是包括至少一个电芯室，在该电芯室中至少部分地布置有阳极和阴极。在此，在阳极和阴极之间布置有分隔件和电解质，以便以已知的方式实现蓄能器的工作。在此，该至少一个电芯室与外部环境至少部分地、特别是完全地通过壳体分隔。由此，该电芯室特别是有利地完全气密的体积，防止了物质、例如特别是例如在充电进程期间、在放电进程期间或者在故障情况期间形成的气体或其它电芯成分从该体积中离开。

在上述蓄能器中，该蓄能器还至少部分地设有覆层，其中，该覆层可由于热作用发泡，确切地说热作用激发覆层发泡。覆层的该特性被称为膨胀。具有这种类型的特性的已知材料的商品名称例如为Bayer公司的Fomox。由此，在上述蓄能器中实现，作为对热作用的反应可直接形成有效的且作用良好的热绝缘层。

例如，在单个电芯和其它构件之间的造型件可利用膨胀材料涂覆或者由其构成。这例如在带有可具有覆层的塑料分离件的空气冷却的系统中是有利的。