[发明专利]电池

说明书

本发明涉及按权利要求1和14的前序部分的电池。

对一次和二次电源目的而言，电池和电池系统正变得越来越重要。在原材料和能源的放射保护和可再用性或再循环性意义上，该增加的重要性是部分由于在电源系统的环境兼容性方面日益增大的需求。

这首先适合最终用户以及个人家庭，其次也适合公共设备，特别是在装备有与环境更兼容的电源的基础结构和交通方面。

如公路车辆和铁路车辆以及船舶的移动设备已装备了蓄电池或电池的形式的对环境有益并可再用或可再充电的电源。此外，在固定设备中的电池系统如独立装置或建筑物中的紧急电源形式的这种电源正得到更广泛的应用。

一般地，对所有的电源和电源装置而言，问题在于，在正常操作状态下电源供电正常，而在事故、危险或受损情况下，或在维修工作情况下，须非常快速和明确地断开电源或电源供电。

同时在通过断开点火和中断燃料供给的内燃机的情况下，内燃机从操作状态转变成非操作状态，其中除了剩余热量外不释放能量，在电池或电池系统的情况下，难点在于尽管在供电断开或中断之后，电池或电池系统还产生能量，即这里在电池无负载或开路电压的形式下电池或电池系统的终端还存在端电压。因此，例如在电车的情况下，如突然发生事故，对冲撞起反应的紧急终止将切断所有到电源的引线，但如果由于冲撞引起车辆破坏，在电池端子和车辆导电部分特别其壳体之间形成电接触，从而对急忙修理故障或帮助乘客的人员存在电冲击的危险。

此外，由于电池部件的破坏，电池可短路，作为在某种情况下伴随火花而流过的相当大的电流的结果，不能低估在事故地点的火灾危险，它可引起物体或人员的危险的极大增加。

因此，本发明的目的是提供一种电池，对于维修目的或在危险情况下，它可简单并可靠地从操作状态转变成安全的非操作状态，而避免电池短路。

按本发明，从装置的观点来看，可通过具有权利要求1或14的特性的电池来实现该目的。

对本发明电池的更有效改进形成了从属权利要求的主题。

按权利要求1来实现该目的，其中制造具有至少一个可控操作快速泄放装置的电池。该快速泄放装置用于从电解质室快速泄放电解质。按该方案，在快速泄放电解质之后，电极完全或基本不被电解质润湿，从而电极在电流上相互断开。

与现有技术相比，这些发明措施具有以下优点，在危险或维修状况的情况下，电池以可控和明确的方式转变成安全的非操作状态。在泄放电解质以及电极连接的电流中断之后，所有电池的电流产生、电化学过程被中断，从而尽管电池室破坏，且电池端子与任何导电部分相接触，不存在电冲击危险，这是由于在该非操作状态下电池不产生电流。

在最简单的情况下，电解质简单地从电解质室流出。然而，由于环境兼容性和电解质可再利用的原因，适当提供至少一个电解质收集容器，用于收集源于电解质室的至少部分的电解质。然后电解质可安全泄放，从而不污染环境并在排除危险之后或在维修工作结束后，它可返回电解质室，用于再激活电池。

如果电解质室具有带电极的反应室和用于接受较大量电解质供给且与所述反应室相连通的储存器，则可得到高电池容量的特别优良的电池系统。具有与储存器相比小容积的反应腔特别有优势，从而非常大的电解质储存器面对小反应腔，电池系统获得特别大的容量，极大地增加电动车辆的行驶路程。此外，小型和/或无孔电极具有优势。

反应腔和储存器之间的连接由交换管道较好提供。以特别简单方式利用由使用和未使用的电解质之间的密度差别产生的对流。为提高对流以及反应腔与储存器之间的电解质交换，至少有一个泵或搅拌、循环或加热装置。该装置可处在交换管道、在反应室或在储存器内。

如果所述电解质收集容器基本位于电解质室下面，由于重力自然地使得电解质向下进入电解质收集容器，特别简单地使得电解质从电解质室泄放到电解质收集容器。对于快速泄放电解质有利的是在快速泄放装置中提供电控关闭或封闭装置。后者防止了在电解质室与电解质收集容器之间的电解质流动，即尤其是在至少一个方向的电解质泄放。这防止了正常操作状态下的电解质的流出，并确保当电解质已泄放时，电解质不会从电解质收集容器返回流至电解质室，因而不会再激活电池。

该关闭装置的优选结构为在无电流状态下打开的阀。在正常电池操作状态下，提供电流给在无电流状态下打开的所述阀，因此保持关闭。在危险状态下以可控方式中断电流，因而阀打开且电解质从电解质室泄放至电解质收集容器，因而使电池无效。如果快速泄放管道的关闭装置构成为易爆螺栓或预置断裂点等，可得到特别简单的易处理的关闭装置。