[发明专利]干燥单元及其运行方法

说明书

本发明涉及一种用于对气体或者液体混合物进行除湿的干燥单元，所述干燥单元具有至少一个用于有待除湿的气体或者液体混合物的入口(22)以及至少一个用于经过除湿的气体或者液体混合物的出口(24)，其中设有多孔的、尤其是开孔的金属体(34)，所述金属体的微孔至少部分地涂有干燥剂(18)。

技术领域

本发明涉及一种干燥单元、包含所述干燥单元的蓄电池系统、以及用于运行所述干燥单元的方法及其应用。

背景技术

众多应用领域例如车辆、固定设备（例如风力发电机组）、和移动电子设备（例如笔记本电脑）和通信设备均存在对蓄电池的庞大需求，对这些蓄电池的可靠性、使用寿命和性能提出了极高的要求。

蓄电池单体在内部由电化学元件构成，这些电化学元件会对空气或者湿度之类的外界影响作出敏感反应，因此必须尽可能予以防止。

以锂离子蓄电池单体为例，必须存在一种锂离子导电盐，以使得锂离子嵌入、脱出。作为导电锂盐的六氟磷酸锂（LiPF₆）不仅可用于电荷较少的蓄电池单体，例如便携式电子设备中应用的电磁单体，而且也可用于车辆领域的蓄电池单体之中。该导电盐对湿气极其活泼，可通过水解产生氟化氢（HF）。

尤其对于锂离子储能技术的车辆应用而言，仍然必须在蓄电池壳体的内腔与周围环境之间达成压力平衡，否则很高的环境压力差可能会压缩壳体，或者在其他情况下壳体可能会剧烈膨胀。在航空运输、山地行驶过程中，会由于日常压力波动和很高的温度波动而存在很高的压力差。极端情况下可能会导致蓄电池壳体由于极强的机械负荷而遭到破坏。

因此要利用压力平衡元件保证在壳体内腔与周围环境之间实现暂时的或者持久的体积交换。可以通过膜片形成压力平衡元件。由于在环境空气中始终含有一定量的水蒸气，因此水蒸气会通过体积交换和扩散经由膜片进入到壳体中。

通常使用干燥剂来防止壳体内部的冷凝水引起的问题。即使壳体容积极小，在多年的使用寿命期间也需要几百克的干燥剂剂量，或者需要更换干燥剂。

例如文献 DE 10 2006 053 114 A1 公开了一种用于容纳电子电路的壳体用的压力平衡元件，该压力平衡元件由受到保护地布置在电气插接元件中的膜片半渗透膜构成。

此外文献 US 2012/0315517 还公开了一种包括干燥单元的蓄电池组，所述干燥单元填充有干燥剂并且吸收在蓄电池组内部出现的湿气。干燥单元还包括加热机构，一旦干燥单元的干燥剂吸足水分，就能够通过该加热机构对其进行干燥。

除此之外，文献JP 2011-016098 还公开了另一种包括金属笼的干燥单元，潮湿空气可以经由该金属笼的小孔进入笼的内部，并且由放置在这里的干燥剂吸收湿气。

文献DE 102012202103 公开了另一种压力平衡元件以及包含该压力平衡元件的蓄电池单体模块。压力平衡元件包括用来对供应给蓄电池单体模块的壳体的空气进行除湿的干燥剂。

发明内容

本发明涉及一种干燥单元或者一种用于运行所述干燥单元的方法及其应用。用于对气体或者液体混合物进行除湿的干燥单元具有至少一个用于有待除湿的气体或者液体混合物的入口以及至少一个用于经过除湿的气体或者液体混合物的出口，其特征在于，设有多孔的金属体，所述金属体的微孔至少部分地涂有干燥剂，其中，所述用于有待除湿的气体或者液体混合物的入口和所述用于经过除湿的气体或者液体混合物的出口具有关断装置，其中，所述入口和所述出口交替地开启。在用于运行所述干燥单元的方法中，在第一运行阶段中为所述干燥单元的多孔的金属体施加有待除湿的气体或者液体混合物，所述金属体的微孔至少部分地涂有干燥剂，并且其中在第二运行阶段中为了使所述干燥剂再生而加热所述金属体，并且将在解吸湿气时从所述干燥剂中释放的湿气排出。