[发明专利]一种用于蓄电池单元的保护机制

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓄电池单元，其包括具有至少一个涂层的正的电极层和至少一个涂层的负的电极层的电极装置，在至少一个涂层的正的电极层和至少一个涂层的负的电极层之间设置有至少一个隔离层。此外，本发明涉及一种具有至少两个这样的蓄电池单元的蓄电池模块以及一种装备有至少一个这样的蓄电池单元的车辆。

背景技术

可重复充电的蓄电池单元，亦被称作次级单元或者蓄能器单元，通常以直流的单元的形式来实施，其被用作电化学能量存储器和能量转换器。其中，此类的蓄电池单元以蓄电池组或者蓄电池模块的形式被用在用于乘客交通服务的混合动力车辆和电动车辆中，该蓄电池组或者蓄电池模块包括多个串联或者并联连接的电化学蓄电池单元。为了驱动该类车辆将越来越多地使用锂离子蓄电池单元，其中，电极将借助于活性物质加以涂层，从而使得锂离子可逆地在嵌入时被存储或者在脱嵌时被释放。

在现有技术之中已知了不同的蓄电池单元。由US2008/010796A1中已知了一种蓄电池单元，其中，电极和安置于其间的隔离层以卷绕的配置来存在。为了接触该蓄电池单元而在相应的电极和外置的端子之间设置集电极。

特别是将此类的蓄电池单元应用于用于车辆乘客交通服务的车辆中时，安全技术方面扮演了至关重要的角色。所以例如蓄电池单元的电极装置内的短路可能导致过热并且由此引起蓄电池单元的点燃。因此，防火和消防是特别重要的安全方面，应该持续改进。

为了阻止此类的反应，通常在锂离子蓄电池单元中设置保护装置，例如二极管、熔断丝或者在单元的壳体中设置适当的突破口，由此在单元内出现气体过压时实现可控的开口，以便释放气体。由DE102011008792A1已知了一种蓄电池，其包括多个电化学的能量存储器。在这些能量存储器之间设置由分离元件并且被设计用于在存在或者出现确定的前提时从分离元件之中能够放出阻燃材料或者灭活介质。该机制能够在此通过控制装置的信号或者可能通过在该分离元件处的温度上升来触发。

该已知的保护装置的缺点在于，即首先该机制必须在该保护装置被激活之前就被触发。由此能够引起在出发该保护措施时的延时或者该机制在最糟糕的情况下将出毛病。缘于该风险，从中尤其是在机动车中对于驾驶员和乘客来说可以得出：存在持续不断的利益，即尽可能可靠地并且简单地设置此类的保护机制。

发明内容

依据本发明提出了一种具有电极装置的蓄电池单元，其包括具有激活的层的电极装置，所述激活的层具有至少一个涂层的正的电极层和至少一个涂层的负的电极层，在所述至少一个涂层的正的电极层和所述至少一个涂层的负的电极层之间设置有至少一个隔离层，其中，所述电极装置被设置在壳体之中，其中，所述电极装置附加地包括至少一个未激活的层，所述未激活的层包括至少一个绝缘层，所述至少一个绝缘层含有至少一种高熔点的聚合物、至少一种陶器或者其组合。

在本发明的范围内的蓄电池单元描绘了一种次级单元，其被构建为可再充电的电化学单元。此类的单元还被熟知为概念蓄能器单元并且能够存储电能量，其尤其是被用于驱动电动车辆或者混合动力车辆。其中，混合动力车辆与纯电驱动的电动车辆的区别在于其包括基于燃料燃烧的额外的驱动总成。

依据本发明的蓄电池单元的电极装置能够以不同的配置来实施。特别地，电极装置能够卷绕或者堆叠。在堆叠的配置中，电极层和其间设置的隔离层堆叠。在卷绕单元时也被描述为包卷法，电极层和其间设置的隔离层卷绕成卷。其中，特别地，电极层和隔离层由弹性材料制成，以便实现该卷绕。

电极装置的激活的层包括至少一个涂层的正的电极层和至少一个涂层的负的电极层，它们能够作为导电膜或者导电板借助于活性物质加以涂层。其中，膜能够具有5至20μm的厚度，优选为7至12μm的厚度并且尤其是适于卷绕的电极装置。板则能够具有5至20μm的厚度，优选为10至15μm的厚度并且尤其是适于堆叠的电极装置。在此，借助于其来涂层所述板或者膜的所述活性物质提供相应的属性，以便将电极层设置为确定的离子的受体或者施主。涂层的膜能够具有75至200μm的厚度。涂层的板则能够具有75至200μm的厚度。

在一个优选的实施形式之中，所述蓄电池单元被实施为锂离子蓄电池单元。其中，所述活性物质为针对锂离子的受体或者施主。所以，所述涂层的正的电极层提供一种介质，在该介质之中带正电荷的锂离子能够在蓄电池放电时嵌入到其中。