[发明专利]包括可热激活元件的断开装置和短路装置

说明书

一种断开装置，特别地用于断开两个电连接的电化学元件。本发明还涉及一种用于使电化学元件中的两个极性相反的电极短路的装置。本发明的主题包括一种组件，该组件包括：·a)连接部(3)以及·b)断开装置(4)，断开装置旨在断开通过连接部(3)连接的两个电化学元件(1，2)，断开装置(4)包括：·i)微粒(5)，该微粒(5)能够在它们的温度达到阈值时膨胀，该阈值低于150℃；·ii)封装所有微粒(5)的囊(4a，4b)，该囊(4a，4b)被布置成使得当微粒(5)的温度达到阈值时，微粒的膨胀断开两个电化学元件(1，2)之间的连接。

技术领域

本发明涉及一种断开装置，特别涉及一种适于将两个电连接的电化学电池单元彼此断开的断开装置。

本发明还涉及一种用于使电化学电池单元内的两个极性相反的电极短路的装置。

背景技术

电化学电池单元或电化学生成器(这两个术语在本说明书中是等效的)是一种将化学能转化为电能的发电装置。化学能是电化学活性化合物沉积在布置在电化学生成器中的电极的至少一个面上的结果。电能由电化学生成器的放电期间的电化学反应产生。设置在容器中的电极电连接至电流输出端子，该电流输出端子提供电极与电化学生成器所关联的耗电装置之间的电连续性。正电流输出端子和负电流输出端子可附接至电化学生成器容器的相对面壁或在容器的同一面的壁上。

电池通常包括借助于金属条彼此串联或并联电连接的多个电化学电池单元。金属条具有足以允许电化学电池单元之间的高电流流过的横截面。该电池还通常包括电子电路，该电子电路用于监测和管理这些电化学电池单元，来测量电化学电池单元的充电状态和/或电化学电池单元的健康状态，特别是借助于逐个电池单元单独进行的或在一组电池单元上进行的电压或电流测量。电池还可以包括温度控制装置。

为了方便电化学电池单元之间的电连接，正电流输出端子和负电流输出端子经常附接到容器的相同面的壁上，经常附接在用于封闭电池单元的容器的盖上。

电池运行中的异常可以由电化学电池单元之一的故障(短路、过度充电...)或由外部干扰(冲击、温度等)或由管理该电池的电池单元的充电状态或其他参数的电子系统的故障引起。

例如，当锂电化学电池单元过度充电时，其温度升高。温度的升高导致充电电流的增加，这进一步促进温度升高。如果电池单元不具有足以释放所发出的热量的冷却系统，则出现热失控的情况：由电池单元本身推动温度升高。电池单元温度的不受控制的升高导致生成气体，该气体可导致电池单元中内部压力的升高，这将导致气体排放安全系统打开。在释放温度可以达到650℃的热气体的情况下，这些气体与电池的其他电池单元相接触。现在存在热失控现象传播至电池的所有电池单元，导致电池的完全损坏的风险。

美国专利申请2016/0190657、欧洲专利EP 1,705,735和欧洲专利EP 1,126,534公开了用于在电池单元容器中的压力达到特定值时中断电流流动的断路器装置。然而，如上所述，压力的增加发生在热失控的晚期阶段，使得压力不是用于热失控的早期检测的参数。此外，这种类型的装置的可靠性不令人满意。实际上，已经发现，随着时间的推移，由于气体在该电池单元的容器中的积聚，压敏装置很可能被触发，然而这些气体是在该电池单元的正常运行期间形成的。因此，这种类型的装置的触发导致不需要的断开。

德国专利申请DE 10 2014 200 197 A1公开了一种由压力或温度的增加而激活的电断开装置。该文件公开了一种具体实施例，其中该装置包括膨胀材料，该膨胀材料的膨胀将间接断开与该电池单元相关联的电子电路板。

然而，该文件既没有公开这种膨胀材料的性质也没有公开这种材料从其膨胀的温度阈值。然而，该膨胀材料的性质是装置有效性的确定因素。

因此，需要提供一种用于早期检测热失控并且用于有效地抑制热失控现象的传播的更可靠的装置。

发明内容

本发明的第一主题是一种组件，该组件包括：