[发明专利]用于确定在电池组电池的壳体之内的压力的方法和电池组电池

说明书

技术领域

本发明涉及用于确定在电池组电池的壳体之内的压力的方法，该电池组电池包括布置在壳体之内的测量电极和布置在壳体之内的电极单元，并且该电池组电池的壳体是至少部分地导电的。本发明也涉及电池组电池，该电池组电池包括至少部分导电的壳体、布置在壳体之内的测量电极和布置在壳体之内的电极单元。

背景技术

能够借助电池组来存储电能。电池组将化学的反应能量转换成电能。在此情况下，区分一次电池组和二次电池组。一次电池组仅能够一次性地运作，而二次电池组（也被称为蓄电池）则能够被再次充电。在此，电池组包括一个或多个电池组电池。

在蓄电池中尤其使用所谓的锂离子电池组电池。这种锂离子电池组电池尤其特点在于高能量密度、热学稳定性和特别小的自放电。锂离子电池组电池尤其在机动车、尤其电动车辆（Electric Vehicle（电动车）, EV）、混合动力车辆（Hybrid Electric Vehicle（混合动力车辆）, HEV）以及插电式混合动力车辆（(Plug-In-Hybrid Electric Vehicle（插电式混合动力车辆）, PHEV）中使用。

锂离子电池组具有正电极和负电极，该正电极也被称为阴极，该负电极也被称为阳极。阴极以及阳极包括各一个集流体，活性材料被施加到该集流体上。用于阴极的活性材料例如是金属氧化物。用于阳极的活性材料例如是石墨。但是，硅也被普遍用作用于阳极的活性材料。

锂原子被嵌入到阳极的活性材料中。在放电过程中，电子在外部的电路中从阳极流向阴极。在电池组电池之内，锂离子在放电过程中从阳极向阴极迁移。在此，锂离子以可逆的方式从阳极的活性材料转移出来，这也被称为脱锂。在电池组电池的充电过程中，锂离子从阴极向阳极迁移。在此，锂离子又以可逆的方式嵌入到阳极的活性材料中，这也被称为嵌锂。

电池组电池的电极被构造为膜状，并且在将阳极与阴极分离的隔板的中间层下被卷绕成电极线圈。这种电极线圈也被称为果冻卷。电极也可以被相叠地层叠成电极堆叠，或者以另一方式构成电极单元。电池组电池通常包括一个或多个电极单元。

电极单元的两个电极借助集电器与电池组电池的极（也称作终端）来电连接。由通常为液态的电解质包围电极和隔板。电解质对于锂离子是可传导的，并且实现锂离子在两个电极之间的传输。隔板尤其以液态电解质浸渍。

此外，电池组电池具有电池壳体，该电池壳体例如由铝制成。电池壳体通常被设计为棱柱形的、尤其方形的，并且以抗压的方式来构造。但是，也已知其他壳体形状、例如圆柱形，或者也已知柔性的软包电池。

对于电池组电池的安全运行，需要监控电池组电池的当前参数。其中尤其包括施加到终端上的电压、流过电池组的电流以及在壳体外部的温度。为了确定其他参数、尤其是在壳体之内的压力以及在壳体之内的温度，已知的是：在电池组电池的壳体之内设置相应的传感器。

从US 2002/0155327 A1中已知具有阴极和多个阳极区的电池组电池。在此，在阴极和阳极区之间存在电解质。附加地设置传感器、例如压力传感器。

US 2014/0004389 A1公开一种具有电极单元和多个传感器的电池组电池。传感器尤其用于测量电池组电池的温度。

在US 2013/0004811 A1中已知具有温度传感器的电池组电池。在此，温度传感器可以被集成到阳极中、阴极中或隔板中。

US 2006/0246345 A1描述一种电池组模块，该电池组模块通过在各个电池组电池之间的压电传感器来监控机械压力。

DE 10 2007 063 188 A1公开一种电池组电池，该电池组电池具有外部的压力传感器，其中压力传感器经由电池组电池的变形来检测电池组状态。在此，压力传感器从外部集成到电池组电池的壳体中。

从DE 10 2012 209 397 A1中已知一种具有位于内部的压力传感器的电池组电池，该压力传感器被实施为薄膜，并且被布置在电极线圈和壳体之间。传感器拥有电阻式的、电容式的、压阻式的以及压电式的功能元件。在此，电极端子可以作为信号线路起作用。

发明内容

建议用于确定在电池组电池的壳体之内的压力的方法。在此，电池组电池包括布置在壳体之内的测量电极和布置在壳体之内的电极单元，该电极单元具有阴极、阳极和用电解质所浸渍的隔板。壳体至少部分导电地实施。在此，壳体没有电势，也即既不与阳极电连接又不与阴极电连接。