[发明专利]具有内部限流器和断流器的可充电电池

摘要

一种高能量密度可充电(HEDR)电池使用了组合的限流器/断流器以在内部放电或分离器的其他破裂时防止热失控。组合的限流器/断流器位于电池的内部。

主权项

一种改进的高能量密度可充电电池，包括：极性相反的两个电极，每个电极的特征在于其电阻率、其安全操作温度范围以及其安全充电电压；以及分离器，用于分离所述两个电极和防止其间的内部放电；使用集电器以转移电子的至少一个电极；该分离器具有形成短路的风险，短路潜在地允许这两个电极之间的快速内部放电，两个电极之间的快速内部放电潜在地允许由其快速生成焦耳热，焦耳热的快速生成潜在地允许热失控；所述两个电极具有在安全充电电压之上过充以及由此形成短路的风险；所述两个电极具有在安全操作温度范围之上热失控的风险；用于减慢由短路导致的内部放电的速率、减慢由此的焦耳热的生成以及降低热失控的风险的改进，所述改进包括：限流器，其在一个电极和其相应的集电器之间形成电耦接，该限流器具有用于以电阻的方式阻止电流从其通过的电阻率，并且在分离器形成短路时，该限流器用于从其耦接到的电极集电器分流电流，并且用于降低两个电极之间的内部放电的速率；以及断流器，其具有接合配置、脱离配置和气体生成部件，该气体生成部件用于将断流器从接合配置转变为脱离配置，所述气体生成部件具有用于生成气体的触发器，该触发器选自由温度触发器和电压触发器所组成的群组，温度触发器能够在安全操作温度范围之上激活；电压触发器能够在安全充电电压之上激活；在接合配置中，断流器利用层压连接将一个电极和其相应的集电器耦接，在脱离配置中，层压连接变成分层，并且断流器形成非导电间隙，从而中断电极和其相应的集电器之间的电耦接，通过响应于触发器而触发气体生成部件使得断流器从接合配置转变为脱离配置，生成的气体使层压连接分层，从而中断电极和其相应的集电器之间的电耦接，由此，限流器和断流器一起减小了由分离器短路、电极过充和电极过热所导致的热失控的风险。