[发明专利]具有可复位的安全装置的蓄电池及用于其的合适极柱螺栓

说明书

本发明描述了一种蓄电池，其具有外壳、至少一个单独的电池以及穿过外壳的至少一个正极柱螺栓和/或负极柱螺栓，所述至少一个单独的电池具有至少一个正电极和至少一个负电极，所述单独的电池设置在所述外壳中。蓄电池包括至少一个电气开关，其可气动操作并在所述外壳内的压力增加超过阈值的情况下改变其开关状态，并在该过程中，中断所述极柱螺栓中的至少一个极柱螺栓和相关联的至少一个电极之间的已有电连接。该蓄电池的特征在于其包括复位装置，利用复位装置可重新建立由于开关状态的变化而中断的电连接，而不必为此目的打开外壳。本发明还描述了一种适合于所述蓄电池的极柱螺栓。所述极柱螺栓包括头部和轴，头部具有两个相反的平直侧，轴从其中一个平直侧延伸出并具有自由的轴端，并且其特征在于头部内的空腔、限定空腔的不透气的隔膜以及穿过轴的通道孔，所述通道孔通到空腔中。

说明书

本发明涉及一种蓄电池，其具有外壳，具有至少一个正电极和至少一个负电极的至少一个单独的电池设置在该外壳中。极柱螺栓穿过外壳，其电连接至所述至少一个正电极或所述至少一个负电极。蓄电池具有电气开关，其可气动操作，并在外壳内的压力增加超过阈值的情况下改变其开关状态，并在该过程中，中断其中至少一个极柱螺栓和相关联的至少一个电极之间的电连接。根据第二方面，蓄电池涉及适合这种类型的蓄电池的极柱螺栓。

用语“蓄电池”最初指串联连接的多个电化学电池。然而，现在单独的电化学电池(单独的电池)时常被称为蓄电池。当电化学电池放电时，发生提供能量的化学反应，所述反应由两个部分反应组成，它们彼此电耦合在一起，但物理上是彼此分离的。电子在氧化过程中在负电极处被释放，这导致电子跨过外部负载流向正电极，正电极吸收对应数量的电子。因此，还原过程发生在正电极处。同时，与电极反应对应的离子电流出现在电池内。这种离子电流通过传导离子的电解质来保证。这种放电反应在二次电池和蓄电池中是可逆的，也就是说有可能使放电期间发生的化学能到电能的转换逆向。

在已知的二次电池中，尤其通过锂离子电池实现了相当高的能量密度，也就是说，在该电池中，锂离子在充电和放电过程期间从一个电极迁移到另一电极。这种类型的电池尤其适合于用在便携装置(例如移动电话和笔记本)中。然而，它们作为用于机动车的能源也具有特别的意义。

锂离子蓄电池的电池通常具有可燃成分。例如，锂离子电池的电解质时常包括有机溶剂(例如像碳酸乙烯)作为主要成分。结合这种类型的电池的高能量密度，这形成了不应低估的潜在危险。因此必须采取特殊的安全措施以便能够排除用户的风险，或者至少使所述风险保持尽可能地轻微。

锂离子电池可进入临界状态，在临界状态中，在某种情况下存在点燃的风险，尤其当它们被机械损坏时或者由于过度充电。锂离子电池的过度充电可导致金属锂沉积在负电极的表面上，并且还可能导致容纳在电池中的电解质的破坏。后者可导致严重的电池放气。在极端的情况下，这导致对包围电池的外壳的损坏。结果，湿气和氧可进入电池，并且这可导致爆炸性燃烧。

为了避免这种情况，通常给锂离子电池提供安全装置。用于电子监测可再充电锂离子电池的操作安全性的合适电路装置是已知的，例如从DE10104981Al已知。使用熔丝以用于增加锂离子蓄电池的安全性是从DE102008020912Al已知的。DE102007020905Al公开了具有放电导体的电池，放电导体设置在薄的塑料膜上，并且其具有预定的断裂点。如果薄膜由于例如电池放气而变形，那么放电导体会在预定的断裂点遭到破坏，其结果是电池不可逆地且永久地失效。

熔丝和安全措施(在其中破坏或中断电接触)已知是非常可靠的。然而，一个问题在于，在这种类型的安全装置跳闸之后，蓄电池初始地保持在临界的可能仍危险的状态。此外，因为所述安全装置是不可逆跳闸，所以在这种状态下通常不可能主动地改变任何事情。

本发明因此基于提供蓄电池、尤其是锂离子蓄电池的目的，其中实现了一种可靠且简单的安全方法，其考虑了所列举的问题。