CN102844908B - 具有低热导率的无机组成部分的电池组电池单元所用的部件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池组电池单元、优选为锂离子电池单元，其包括如下部件，这些部件包含至少一种无机的、优选多功能的组成部分，其中，该组成部分具有＜2.5W/K·m的低导热率，并且由此合适于减少或者至少局部地限制热异常部。

Description

具有低热导率的无机组成部分的电池组电池单元所用的部件

技术领域

本发明普遍涉及电池组电池单元、优选锂离子电池单元，并且尤其是涉及具有低热导率的无机组成部分的能再次充电的锂离子电池单元所用的部件。

背景技术

当前的能再次充电的锂离子电池单元基本上包括：

-两个电极（阳极/阴极），锂离子从两个电极中出来或移入到这两个电极中；

-隔板，隔板阻止电短路；

-液体电解质，液体电解质使得锂离子迁移成为可能。

当今的用于锂离子蓄能器或者二次电池的隔板要么使用由聚乙烯、聚丙烯或者它们的组合物制成的膜（Zhang"AreviewontheseparatorsofliquidelectrolyteLiIonbatteries".J.ofPowerSources164(2007)351-364）。备选于此地讨论了纤维乱布无纬织物（Faserwirrgelege）—称为无纺布，它们在一系列特性、尤其是收缩和热稳定性方面被考虑为常规的膜。

鉴于由于在电子移动性方面的应用而增长的安全性要求，不仅在膜基础上而且在聚合物无纺布基底上提出了以无机的颗粒来涂覆的或渗入的隔板（EVONIKDE10208277,DE10238944;FreudenbergWO2009103537;BASFDE19850826;LGCHEMWO09069928）。作为颗粒在此提到例如简单的组成（如Al₂O₃、SiO₂、BaTiO₃等）的晶态的氧化物材料。无机颗粒的整合在电池单元被加热的情况下提高了部件的热稳定性，并且延迟或者甚至阻止了电池单元的电短路。

“玻璃”在隔板周围环境中的使用也在随后的文献中得到介绍。在此，玻璃要么作为纤维直接置入载体中（EVONIKDE10142622,FHG/ICTDE19838800C1,FreudenbergDE10336380）要么作为粉末颗粒是涂层的或者浸渍部的可能的组成部分（FreudenbergWO2009103537,LGCHEMWO09069928,BASFDE19850826）。所使用的玻璃的带宽根据提到的文献“玻璃粉末/微型玻璃”(BASF见上文)直至碱金属/碱土金属-硫酸盐、碳酸盐或Li-硼酸盐(Freudenberg见上文)给出。

针对在隔板复合体中的玻璃的化学方面的专门说明由Teijin在日本公开文献JP2005011614中做出。该文献描述了例如以粉末形式的玻璃的应用，但是粉末除了细粒尺寸没有更详细描述。除了细粒尺寸，尤其是比表面积、凝聚程度和其他的因素对于附着或化学上的相互作用具有影响。

专利文献DE10301404B4介绍了具有在500℃与750℃之间的运行温度的平坦的燃料电池单元，该燃料电池单元包含由玻璃构成的电解质。作为玻璃提到的是T_g在从300℃至400℃的范围中的硅酸盐玻璃。这些玻璃可以包含如下添加物，包括：B₂O₃、K₂O、Li₂O、V₂O₅、Fe₃O₄或者还有Al₂O₃、MgO、CaO、BaO或者Na₂O。

公开文献DE112007001087T5介绍了用于提高电池功率的具有带酸性特性无机层的活性电极材料。该无机层由金属或者陶瓷或它们的化合物制成。此外，该无机物质可以包括碱土金属、碱金属、过渡金属、镧系金属或者锕系金属的组的元素。

迄今为止的方案的缺点还在于由本来相当贵的隔板的涂层引起的增长的成本。对提高的安全性的保证-例如在提高的外部作用下的抵抗力、在电池单元的不受控制的温度升高的情况下避免隔板功能的崩溃对于应用者而言虽然是知道的，但除了简单的间距保持外，尤其也在局部的损害情况下颗粒的其他活性的功能是想要的，以便进一步改善电池单元特性。在此，示例性的附加功能可以是如下电学性质，如离子传导性或者绝缘特性。示例性地这里又由BASFDE19850826和LGCHEMWO09069928提到：这里又使用了昂贵的而且在化学上进而在本身特性方面可变性低的陶瓷颗粒，如BaTiO₃。仅在WO09069928中也公开了离子传导性的玻璃型号(LiAiTiP)_xO_y或者基本上硫化的玻璃。在FhG/ItzehoeDE10101299中这是指离子传导性的陶瓷颗粒例如Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO₄)₃，在OHARAJP（US20070048617、US20070048619）中，玻璃陶瓷颗粒具有具备高传导能力的晶体相（NaSiCON）。

耐温性的晶态材料例如在隔板区域中的存在对于已经出现的、包括整个电池单元的“热失控”的情况下如在过渡充电的进程或者通过在过高温度情况下运行的均匀温度提高的情况原则上是有帮助的。此外，通过例如Al₂O₃颗粒的存在，对于因为例如提高的整体的温度而熔掉或者剪断聚合体隔板的情况，保证了在两个电极之间的间距保持。电池单元在这种情况下但是一般不再能使用。

除了由于不当的运行/使用或者也由于普通的老化现象使电池单元的整体、也就是涉及整个电池单元的面式覆盖的加温，但是也可能对电池单元运行进行不正常的局部的故障。对此涉及尤其“内短路”（ISC）的出现，这意味着在由电子传导良好的金属材料制成的阳极和阴极之间构造了不希望的连接。由此产生局部出现的不正常的热效应，这意味着局部加热或者过热。这类金属的内连接可以此外通过如下来引起：

·由金属锂从阳极朝阴极方向形成枝晶，例如在过渡充电或者在低温下错误充电的情况下引起；

·呈锐棱形的金属颗粒，这些颗粒在电池单元制造的进程中不受控制地达到电池单元中，例如在冲制出由铝或者铜制成电流导体/凸起部（Fahnen）的情况下；

·电池单元由外部的损伤，尤其在枕式（包式）电池单元（Kissen(Pouch)-Zellen）的情况下。

根据电池单元型号和容量、深度或者短路的伸出点以及短路面积（例如1x1mm²）的不同短路阻力可以处在几个mΩ的范围内，电流处在多于100A的范围内，并且相应地，电流密度处在数百安培/mm²。该情况根据接触闭合（Kontaktschliessung）的地点不同例如在电极层之间或导体之间导致在直至800℃的穿透范围中的温度的局部不正常的加热，见例如Kim等人的如下文献：LithiumIonbatterysafetystudyusingmulti-physicsInternalShortcircuitmodel.The5thInternationalSymposiumonLargeLithiumIonBatteryTechnologyandApplicationinJunctionwithAABC2009,LongBeach,Ca,09.-10.6.2009。

导入到隔板或者电极中的能导热的无机晶态颗粒可以基于其高的导热率（Al₂O₃：在室温情况下大约为45W*K^-1*m^-1或在130℃情况下为30W*K^-1*m^-1）不阻止热量在穿透点上在大的面区域上扩展，并且因此，出现不希望的而且危险的热失控。损坏限制可能由于晶态的Al₂O₃而不发生。

关于晶态颗粒在隔板上或者在隔板中的整合，隔板材料的比较低的导热率（聚乙烯：大约0.4W＊K^-1＊m^-1；聚丙烯：大约0.2W＊K^-1＊m^-1）由例如Al₂O₃的高的传导能力受到不利影响。

除了安全性外，其他的要求是提高效率。如今的锂离子电池单元具有以150Wh/kg或400Wh/l的能量密度或者说功率密度；对于尤其是电子移动性的目标在200Wh/kg、理想地甚至多于1000Wh/kg。对于高的效率的杠杆是对基于导电盐LiPF₆的一般所使用的液体电解质的离子传导能力的提高。液体电解质的传导能力理想地处在从10^-2至10^-3S/cm的范围中。提高导电盐解离的试验（或者说对于溶剂包壳的正面作用）在EP1505680中描述：在很大程度上无定形的SiO₂的纳米级的颗粒应当将常规的液体电解质的传导能力以直至3倍来提高。

但SiO₂的添加可以将专门对于该应用加以调整的液体电解质的粘度进而还有可加工性不利地改变。

用于提高比能量或者功率密度的其他备选方案包括运行电压的提高。在这里，将电压达到至最大3.7V，在此，充电在大约4.2V的情况下进行。在这里所使用的、尤其带无机物的材料如今与较高的运行/充电电压是不兼容的。

也与使用寿命相关地，如今的电池单元应当经过新的研发。由电子移动性和由所有稳定的应用所预先给定的可保持性应当处在多于10年或者甚至多于20年。因此希望如下预防措施，这些预防措施让老化不发生或者至少减缓。

关于时间衰减的方面是指：氢氟酸HF在过高的初始的或者必要时稍后地引起的水引入电池单元中的情况下的释放。

如今的解决方案基本上如下地得到，即，用于材料制造的工艺以及部件和电池单元制成在非常干的、无水的环境中进行或者这些部件受保护以免吸收湿气（见LaminierprozessFraunhoferDE10101299）。额外地可以使用无机的HF捕获剂。

发明内容

本发明的任务是，提供了在局部出现的不正常的（如尤其由内短路被引起的）热效应的损害限制的解决方案，并且进而有助于改善电池组电池单元（尤其能再次充电的锂离子电池单元）的安全性和耐久性。

此外，本发明的任务是，提供用于锂离子电池单元的材料和构造在其上的部件，这些材料和部件在考虑到锂离子系统的成本的情况下改善了其他的特性，如效率或者使用寿命。

该任务利用包括如下部件(Komponent)的电池组电池单元、优选锂离子电池单元来解决，这些部件包含至少一种无机的、优选多功能的组成部分，其中，该组成部分具有低导热率并且尤其由此适合减少或者至少局部限制热异常部。

作为低导热率考虑小于2.5W*K^-1*m^-1的值。

无机的、优选多功能的组成部分可以基本上包括由玻璃材料或者其他玻璃基材料（例如玻璃陶瓷）、相分离的或者多相式的玻璃复合材料制成的氧化物的、耐温性的、导热很差的颗粒或者由这种颗粒构成。

作为玻璃，在本说明书的意义中被理解为结构上的至少在部分区域中无定形的、优选无机的材料，该材料由熔化工艺和随后的快速的冷却或者由溶胶凝胶法生成。

适合作为在本申请的意义中的玻璃陶瓷适的是如下材料，其通过熔化来获得并且通过接在后面的热工艺部分地为晶态，或在玻璃基质中包含确定的晶体。玻璃陶瓷也可以被研磨。

在此，玻璃具有与各自的整合地点（在隔板中/隔板处、在阳极或者阴极中/阳极或者阴极处、在液体电解质或者聚合体电解质中）以及在内短路的情况下出现的温度方面相适配的粘度。

玻璃一般能够成本低廉地制造，并且良好地在部件和整个电池单元的制造工艺方面得到适配。玻璃在其他设计方案中优选具有附加功能，例如用于提高电池组电池单元的效率和/或耐久性。具体地，玻璃具有优选的下列体积特性：

玻璃基的材料、所有在前面的玻璃或者陶瓷玻璃或由其所制造的粉末，即便在电压加载的情况下，仍是对于含氟的和含磷的有机液体电解质化学是稳定的。

这里所描述的无机组成部分的优选的特性包括三个下面经限定的量值：

a取倒数的热扩散系数；

b作为温度的函数的粘度曲线的斜率；

c转变温度的绝对值

a：

玻璃应该尽可能良好地局部地吸收热量并且不继续传导，由此获得如下的特征值，其相应于取倒数的热扩散系数：

$a=\frac{\mathrm{\ρ}\·c_P}{\mathrm{\λ}}$

其中，ρ作为密度，单位是g/cm³；c_p作为比热容，单位是J/(g·K)并且λ作为导热率，单位是W/(m·K)。导热率在此情况下分别在90℃被测量或者对应于该温度得到表达。

针对b：

玻璃颗粒必须或者应该在电池中局部化地存在，这意味着，当这些玻璃颗粒熔化时，于是它们不允许如下地流动，即，玻璃颗粒发生“滴落”。但是，玻璃颗粒应当能够如下地成形，即，玻璃颗粒可以在电池组中包围和由此限制或者甚至消解“热点”。

玻璃颗粒应当能够从最低温度起足够粘地变形，从而使得封入工艺成为可能或变得容易。有利的是，变软的玻璃颗粒的粘度如下程度地减少，即，它们可以凝结和由此将热点封入。

其中，T单位是K，其中，T_7.6和T₁₃表示如下的温度，在这些温度的情况下各自的以度量单位dPa·s的粘度η的十进制对数采用数值7.6或13。

相对c：

T_g根据如下规则影响热机械稳定性：

c=T_g[K]

为了解决该任务两种变型方案是可行的。在变型方案1中使用缓慢地、比较高粘或高熔点的玻璃。在变型方案2中使用具有低的T_g的玻璃。

对于变型方案1限定了特征量值1，据此适用如下：

a*b*c≥50s·K²/m²[x10⁸]（特征量值1）

优选≥100至3500s·K²/m²[x10⁸]

特别优选≥150至3000s·K²/m²[x10⁸]

相当特别优选≥200至2900s·K²/m²[x10⁸]

尤其在优选的区域中，该缓慢而比较高粘的或者说高熔点的玻璃提供了对于各自的电池单元非常有利的保护功能。这些玻璃形成了高粘度的熔体，该熔体不滴出并且尤其是保留在位置上并且不聚合为滴。由此可以将局部的热异常部—如局部过热部分隔开来，并且一般也在局部加以限制。

在非优选的区域内，视在短路时产生的温度而定地，玻璃可能会过快变为液态。于是，优选的玻璃此外则适合于：当例如在两个导体接触之间进行短路时，短路的形成导致经常为500℃或者更高的温度。

对于变型方案2选择具有低的T_g的玻璃。在低的T_g的情况下玻璃变得越软或者玻璃熔化。对于T_g的过低的值（大约＜250℃）必须被避免，以使得玻璃颗粒材料也在高热负载下在电池的符合规则的运行中不过早地变软。

作为对于通过包封而局部限制热点的能力的特征量值，对下列特征量值2加以限定：

a/（b＊c）≥20s/（m²·K²）（特征量值2）

其中，a/（b＊c）优选从40s/（m²·K²）至1200s/（m²·K²）

特别优选从60s/（m²·K²）至1100s/（m²·K²）

相当特别优选从80s/（m²·K²）至1000s/（m²·K²）、相当特别优选从100s/（m²·K²）至800s/（m²·K²）。

尤其在优选的区域中，该快速而比较低地熔化的玻璃提供了对于各自的电池单元的有利的保护功能。这些玻璃形成了具有低的直至适度的粘度的熔体，该熔体能够运动但是在另外的方面不滴出。由此可以将局部的热异常部（如局部过热部）分隔开来并且一般也局部加以限制。

变型方案1的玻璃可以在出现内短路的情况下随着相关联的、高的局部的温度生成而形状稳定地保留或者就算有的话也仅比较缓慢地烧结和熔化。变型方案2的玻璃可以与之相对照地依据本发明也在内短路的情况下随着低的温度产生而快速变形或者甚至在趋势上熔化/开始熔化。

变型方案1和2的各个玻璃的该保护功能已经是非常有利的。此外可以进一步有利地提供混合物，如颗粒式混合物。

该颗粒式的混合物可以是由变型方案1的玻璃以及变型方案2的玻璃的组合并且由此形成变型方案3。

因此，变型方案1的更高熔点的玻璃，也就是说，例如具有更高于1000℃的加工点VA（熔体的粘度为10⁴dPas的温度）的玻璃与变型方案2的在较低温度情况下熔化的玻璃（VA更＜1000℃）在熔融复合体中还提供足够的机械上的稳定性，从而机械上的稳定性即使当电池单元或者该电池单元的部分强烈过热时也仍然还存在。

优选的混合物比例例如就低熔点玻璃比高熔点玻璃而言为80:20。根据应用和玻璃特性的不同，例如50:50的另外的比例也是可行的。但是，各自的玻璃一般以下列优选的和特别优选的混合物比例存在：相关于低熔点玻璃比高熔点玻璃为50:50至80:20并且特别优选相关于低熔点玻璃比高熔点玻璃为50:50至60:40。

以类似的方式可以给该混合物、尤其是颗粒式的混合物也添加陶瓷成分或晶态成分。

玻璃/玻璃陶瓷可以粉末形地、纤维形地、经聚集地作为均质的经相分离的或者多相式的玻璃存在。颗粒可以表面结构化，包括例如呈壳形的芯壳结构。也可以考虑经表面改性的颗粒、例如经硅烷化的颗粒。作为偶联层（Koppelschicht）可以在此例如使用：

3-氨基丙基三乙氧基硅烷

乙烯基三甲氧基硅烷

γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷

甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷

令人吃惊地发现，玻璃颗粒在锂离子电池中的使用（也就是置入在锂离子电池单元的部件中的颗粒）在不希望的内短路（这里缩写为“ISC”）方面损害限制地起作用。

玻璃颗粒虽然不阻止内短路ISC的原则上的出现，但是由此引起的局部出现的不正常的热效应可以平抑、减弱或者甚至局部地限制或者局部地隔绝。

有利地，这些玻璃的热导率小于2.5W＊K^-1*m^-1、优选小于2.0W＊K^-1*m^-1和特别优选小于1.5W＊K^-1*m^-1。

原则上地，玻璃或者玻璃陶瓷在液体电解质中稳定、尤其在载有LiPF₆的电解质中稳定。

同样有利的是，玻璃是主要为氧化物的玻璃并且非氧化物(nicht-oxidisch)的元素份额不超过35质量%。

玻璃在此情况下可以包含作为负离子的至少80%、优选90%、特别优选95%的氧并且优选没有硫属元素化物负离子（除了氧本身）。

尤其地，玻璃可以也是氧化物基的多成分玻璃。

玻璃可以由包括硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃或者铝酸盐玻璃的系列的组中选出。

特别地是下列的玻璃：

-硼酸盐玻璃，例如硼酸镧玻璃、硼硅酸盐玻璃、锂硼酸酸盐玻璃和其他；

-磷酸盐玻璃，例如氟磷酸盐玻璃、锂磷酸盐玻璃、锡磷酸盐玻璃和其他；

-铝酸盐玻璃，例如硼铝酸盐玻璃、碱土金属铝酸盐玻璃、锂铝酸盐玻璃和其他；

-硅酸盐玻璃，例如铝硼硅酸盐玻璃、锂硅酸盐玻璃、钽硅酸盐玻璃和其他。

一般地，对于在电池中的使用的一定的光学玻璃也是适合的。

优选地，玻璃具有如下组成（以重量%来表达）：

硅酸盐玻璃

或者

磷酸盐玻璃A

或者

磷酸盐玻璃B

或者

硼酸盐玻璃

或者

铝酸盐玻璃

备选于散装材料或者纤维地，至少一种无机的优选多功能的组成部分可以也包括粉末、尤其是玻璃粉末。

在其他优选的实施方式中，玻璃可以在形成Si-F键的情况下也捕捉HF。

有利的是，玻璃粉末在此具有在室温下小于10^-5S/cm的离子传导能力。

在此情况下，玻璃粉末可以优选以在100nm和10μm之间、优选在150nm和5μm之间和特别特别优选在250nm和1μm之间的细粒尺寸d₉₀存在。

此外，玻璃粉末作为初级细粒以呈棒形、呈纤维形、圆形、椭圆形、呈拐角形、呈棱形、呈哑铃形和或呈棱锥形的几何形状存在。

也能够考虑薄板或者薄片。薄板或者薄片的制造可以例如通过离心抛甩法或者管吹来进行。

在其他有利的设计方案中，玻璃粉末可以局部地以较高的体积份额存在，以便以这种方式保护特别有危险的区域、尤其具有所期望的高电流密度的区域或者具有较高机械损害危险的区域，如在外部电接口的附近或者在电穿引部的区域中那样。

其他机械上的稳定性可以对于电池单元也通过经烧结的玻璃颗粒来提供。由此，载有电解质的区域可以例如提供自己的稳定性，从而使得电池单元即便在隔板的熔体中也不允许在阳极与阴极之间的短路。

此外，以电解质填充的烧结体在制成技术上可以是有利的，因为该烧结体在这时变得能独立地处理，并且随后在该烧结体上能够安置电极和隔板。在此情况下，经提高的能润湿性同样是显著有利的。

内短路也受到抑制，因为烧结体可以持续地确保：在阳极与阴极之间的简单直接的路径可以被大大延长并且由此可以仅经减少地构造枝晶。

但是，即使在枝晶形成于是明显少的可能情况下，该枝晶的生长和有利地该枝晶的呈雪崩式的生长通过烧结体的组成部分仍被成功地抑制。不仅纵向的而且旁侧的生长可以仅至紧挨着的烧结颗粒地延伸并且因此保持受到限制。

但是，通过局部受限制的横截面，电流不再可以任意地变高。于是直接在有危险的部位上，将这些在其宽度以及由此在其电流承载能力上受限制的枝晶通过由其电阻引入的热量借助所希望的熔融过程和封装过程被包熔和封装。由此，可以在熔融中也在很多情况下、尤其也通过局部的化学上的反应，将枝晶进而还有通过枝晶的电流中断。

该烧结体同样可以包括具有不同熔融温度的玻璃，优选呈颗粒式的混合物的形式，以便也在这种情况下将熔融的、包封的部分以及此外机械上稳定的部分的比例加以限定。

备选于或者附加于较高熔点的玻璃份额或者玻璃颗粒，可以将陶瓷颗粒或者晶态颗粒整合到烧结体中，尤其也以便在热异常部中提供经限定的稳定性。

只要机械弹性的耐温性的份额是所想要的，以便通过热膨胀差异例如在隔板中减弱例如机械上的应力，那么也可以在整个体积中或者区域式地使用由这里所描述的玻璃的纤维所制成的纤维网或者纤维乱布无纬织物。

这些纤维网可以通过其织网的类型预先限定地以及在此配属于方向地提供所希望的机械上的强度和相应的弹性。

这些纤维能以颗粒式的混合物或也按份额地置入到前面所描述的烧结体中。在后面的情况下，即使极大的温度差异也不再导致烧结体的折断或者爆裂，因为该烧结体的弹性纤维部分将其保持预先限定地稳定。虽然与本专利相关地处在完全另外的领域，但是本领域技术人员可以从钢筋混凝土结构的结构中得到借鉴，以便例如抗拉地利用陶瓷材料来使用，以便产生机械上能承重的结构。

但是，部件可以一般是隔板、阴极、阳极和/或液体电解质。此外，优选的多功能的组成部分也可以在这些部件之间或者构件之间的功能层中布置或者实现。

制造可以在使用在温度低于2000℃、优选低于1700℃熔化的优选成本低廉的工艺步骤以及利用快速的冷却来进行。

多功能的组成部分可以尤其作为在锂离子电池单元中的玻璃粉末或者玻璃陶瓷粉末均匀分布地布置在单个或者所有提到的部件的体积中和/或在单个或者所有这些部件的表面附近的区域中或者表面上。

有利地，在此可以将玻璃粉末或者玻璃陶瓷粉末在蓄电池或者各蓄电池部件的制成期间以软泥的形式来添加或者施布，该软泥除了由玻璃或者玻璃陶瓷制成的具有小于1μm至50μm、优选至20μm的粒度的粉末外仅还包含水并且因此是稳定的。

已表明，可以具有意义的是：对于软泥调整弱酸的pH范围。为此适合酸、特别优选一元酸（如无机酸）：硝酸HNO₃或者盐酸HCl或者有机酸如蚁酸或者醋酸。如果应当有针对性地来调整碱性pH范围的话，那么合适于此的尤其是氨NH₃。当特别是想要软泥＞40%的固体份额的高填充度时，可能必需的是使用液化剂。为此由其合适的是聚甲基丙烯酸酯。

这种软泥的沉淀特性可以此外通过添加流变剂或增稠剂来改善。为此合适的是多糖，例如纤维素或纤维素衍生物（如乙基纤维素）。

附图说明

本发明随后根据优选的实施方式和参考附图以细节的方式来描述。

其中：

图1示出了具有热异常部的各种阶段的锂离子电池单元10的剖面图，该热异常部具有颗粒式的无机组成部分通过本发明所提供的效应；

图2示出了具有热异常部的各种阶段的锂离子电池单元10的其他剖面图，该热异常部具有颗粒式的无机组成部分的通过本发明所提供的效应；

图3示出了用于在电流的作用下实施不同粉末的熔化实验的原理结构27的剖面图；

图4示出了图3中的原理实验的俯视图，其中，将不同的实验材料用作粉末散剂；

图5示出了锂离子电池的几何形状，其中为绕圆柱形的锂枝晶的仅一个象限；

图6示出了对应版本1（红色曲线）和版本2的最大温度的时间上的分布；

图7示出了在锂枝晶的区域中一定程度上稳定的温度场，其中，在左边的图中最大温度在良好的导热率的情况下达到大约204℃，而在较为很差的导热率的情况下如其在右边的图中示出的那样被达到大约340℃。

具体实施方式

在随后的描述中以及在权利要求中，只要不相应明确地另外给出的话，所有针对玻璃组成的说明以重量%的方式存在。

图1示出由锂导体11、阴极12、隔板13、阳极14和铜导体15组成的锂离子电池单元10的剖面图。在附图的最上面的区段中也示出了描述从阳极向阴极的短路的故障情况16以及示出了在两个导体箔11和15之间的短路的故障情况17。

在图1的中间的区段中准确地示出了失控情况16。在示意性的放大图中识别出阴极材料18、阳极材料19以及又包含玻璃颗粒21的隔板20。同样地示出了锂金属22的触发短路进而还有故障情况的枝晶。

在附图的下面的区段中示出，在玻璃颗粒21的现有情况下系统在这样的枝晶形成的情况下如何表现。原理上在此情况下可以考虑两种路径：在左下区段中枝晶22由玻璃壳23围住，该玻璃壳以这种方式仅非常局部地发散在短路的情况下产生的热量进而最终阻止短路。在右下区段中看到，这样的枝晶的“切断”也是可行的。

图2在上区段中又示出了由锂导体11、阴极12、隔板13、阳极14和铜导体15组成的锂离子电池单元10的剖面图。在最上面的区段中附图也示出了描述了从阳极向阴极的短路的故障情况16以及示出了在两个导体箔11和15之间的短路的故障情况17。

在图2的中间区段中准确地示出了失控情况17。在示意性的放大中识别出在该特殊的实施中同样包含玻璃材料的阴极材料24、导体11、同样在特殊的实施方式中具有玻璃材料的阴极材料25、导体15以及又包含玻璃材料21的隔板20。同样地示出了触发短路进而还有故障情况的金属屑26。在附图的下区段中示出，在玻璃颗粒21的现有情况下以及随着掺杂玻璃材料的阴极材料25或阴极材料24，系统在这样的损害情况下如何表现。原理上在此情况下可以考虑两种路径：在左下区段中金属屑26由玻璃壳23围住，该玻璃壳23以这种方式仅非常局部地发散在短路情况下产生的热量进而最终阻止了短路。在右下区段中看到，这样的金属屑的“切断”也是可行的。

图3示出了用于在通过电流输入热量到粉末散剂28上的情况下确定表现的原理结构27的截面。示出了在容器29中的粉末散剂28以及利用该容器引导穿过粉末散剂的由例如铜制成的线材30。

图4示出了由图3的原理结构27的俯视图，其中，不同的材料被用作粉末并且也示出到系统中的不同强度的电流进而不同强度的热量输入的影响。

因此左上可以看出在电流I₁下粉末的表现，该粉末由聚乙烯制成。除了未改变的粉末散剂28和容器29以及传导线材30明显可以识别出区域31，该区域31由熔化的而且尤其是已经分解的聚乙烯的混合物组成。在右边旁边的视图中看到，在随着I₂＞I₁的电流I₂的情况下，分解的聚乙烯的区域明显变大。

在中间左边看到在电流I₁的情况下具有高的熔点的陶瓷材料的表现：这里可以识别出区域32，在该区域32中仅出现陶瓷材料的轻微的烧结。

在电流I₂的情况下能够识别出两个区域，即：具有非常松散地烧结的材料的区域32，该区域32相比在电流I₁的情况下的状态明显变大；以及具有例如更致密地烧结的材料的区域33.

在左下的视图中示出了在电流I₁的情况下的依据本发明的玻璃颗粒的表现。已经在该相对低的电流的情况下出现很松散地烧结的区域32的构造和经致密烧结的区域33的构造。在旁边但是能够已经明显地识别出经熔融烧结的区域34以及熔融区35。在电流I₂下同样地涉及这四个提到的区域32、33、34和35，其中，熔化区域明显变大并且剩余的区域与容器29的中心而且由此与引导电流的导体30相距较远。

示例性的场景包括如下情况，在该情况中金属枝晶、毛刺等在＜1mmx1mm的面积的范围中穿透经充电的电池单元的隔板。在阳极和阴极之间或者相应的电流导体之间发生了内部的短路。

在3.7V的运行电压和假设100A的电流的情况下沿连接桥的非常薄的横截面获得大约400W的积分的发热。温度强烈地升高到高于100℃，也就是说，温度明显地处在PE（130℃）或者PP（大约165℃）的熔点之上，该熔点可以导致隔板的毁坏。

未设有无机颗粒的、也就是说纯有机的隔板由于电极的面式的短路而收缩或者燃烧。纵使电池单元没有着火，该电池单元一般至少不再能使用。

具有非常高的导热率的例如晶态颗粒（例如Al₂O₃）的使用造成如下，即：产生的热量快速地传播。由此但是无助于热量抑制。

与之相对照地，玻璃基的材料（例如玻璃或者玻璃陶瓷）的优点是多样性的。

1.由于该材料的很低的导热率，将热量的传播大大地阻止。热量到整个电池单元中的发散适当地进行，热量峰值在跨较长时间段的相同的积分值的情况下但在较低的绝对值的情况下，与造成短路的金属毛刺或枝晶的热量相关地被分配。

为了更好地理解本发明也执行如下的模型计算，这些模型计算基于模拟模型。

该模拟模型数学上如下地来实现：

针对电势的驻定泊松方程：

$\stackrel{\→}{\▿}\·\left(\mathrm{\σ}\stackrel{\→}{\▿}U\right)=0$

以及针对温度T的瞬态热量传导方程：

${\mathrm{\ρc}}_p\frac{\∂T}{\∂t}=\stackrel{\→}{\▿}\·\left(k\stackrel{\→}{\▿}T\right)+Q$

在预先给定物理上的边界条件的情况下被加以关联合，所述边界条件如对应电池组电池单元存在的那样，对应电势U以及对应温度T被求解。

对于材料参数，需要的是所参与的材料的电导率σ、密度ρ、比热c_p和导热率k。针对焦耳热量的热源项Q由电流密度j（矢量）相对如下式获得：

$\stackrel{\→}{j}=-\mathrm{\σ}\stackrel{\→}{\▿}U$ 相对于 $Q=\frac{1}{\mathrm{\σ}}{\stackrel{\→}{j}}^2.$

通过该做法获得在电池的相关区域中的对应热源和温度分配的真实的值。

在该模拟模型中，除了因为玻璃的多样性而不能对应各个的玻璃来执行的实践试验外被评估的是：当掺入有颗粒的锂离子电池单元的导热率这样地被改变，即陶瓷性良好传导热量的材料通过很差地传导热量的由玻璃制成的材料来替代时，在锂离子电池的内部中的温度分布能以何种程度受到影响。

由于玻璃的低导热率，热量的传播被非常强烈地阻止并且由此局部地限制热量。这意味着，如果热量可以在当场以另外的方式、例如在局部的熔融过程中被转换，热量的传播被减弱直至阻止。但是，这类局部的熔化融过程导致再次的较强烈的局部屏蔽，因为在内的加热可以在内部进一步提高粘度，而但在此在包纳部的边缘上的粘度不必带至熔液。

图5示出了锂离子电池单元的几何形状（绕圆柱形的锂枝晶的仅一个象限，以浅绿色示出）。所施加的电压在该模拟中为3.7V。

下面示出模拟模型的几何形状；作为铜（Cu）或铝（Al）的传导性的箔各为20μm厚度，向内地联接各60μm厚度的以电解质浸泡的电极（上面为浅蓝色以及下面为橘色）。在中间有20μm厚度的同样以电解质浸泡的隔板，在该隔板的拐角上模型式地存在有具有5μm半径的由锂金属制成的圆柱形枝晶。

该枝晶导致在电极之间的短路电流并且因为相邻的电极的电导率导致局部的加热。

随后的表格示出用于模型计算的材料数据。

在模型07和模型08之间这些导热率被半分，以便相比陶瓷的颗粒可以更好地示出由于玻璃颗粒所减少的导热率的效果。

由添加的颗粒与石墨颗粒或LiCoO₂颗粒和电解质一起制成的混合物的导热率近似地由以体积分数加权的各导热率获得。

如果陶瓷的颗粒的体积份额很高（＞50%），那么获得的平均的导热率主要地通过晶体相的高的导热率来表现。

依据本发明，（在广泛的意义上）通过由这些由玻璃制成的颗粒替代晶态颗粒因为所有玻璃的很差的导热率，复合材料的平均的导热率也明显地降低。

在前面说明的表格中，应用了针对不同组成的混合物的导热率（WLF）的两种方案：m07（代表用于陶瓷颗粒）和m08（代表用于玻璃颗粒）。

在随后讨论的视图中示出加温在时间上的分布。

图6示出了针对版本1（红色曲线）和版本2（经半分的导热率，绿色曲线）的最大温度的时间上的分布。

可以清楚地发现，对于具有较小导热率（m08）的方案的温度提升更迅速地进行并且达到明显较高的温度。

图7示出了在锂枝晶的范围内的近似稳定不变的温度场。在左边的图中随着良好的导热率达到大约204℃的最大温度，而在较很差的、如其在右边的图中示出的那样的导热率的情况下被达到大约340℃的最大温度。

在左边的图中，温度足够造成有机部分的分解，但是热区不能“包封”。

通过降低导热率，如其在右边的图中示出的那样，结合变软的但是没有分解的具有非常很差的电导率的玻璃来达到对枝晶区的电包封。

依据本发明希望短时间的局部温度提升，以便使玻璃颗粒的熔化变得容易。优选地可以直接在熔化时分隔和/或局部地限制热异常部，尤其通过将热异常部的熔入和/或重熔来加以分隔和/或局部地限制。有利地可以在如下其他的但是在这些模型计算中没有示出的步骤中，通过在玻璃中嵌入临界热区而使接触中断，不正常的温度表现进而还有这些热异常部消除，或者至少将它们的负面影响加以分隔和/或局部地限制并且由此加以、减弱。

以这种方式达到对锂离子电池单元的保护，因为尽管短时间的局部的热量峰值经由较长的时间段可以将平均温度保持在较低的绝对值。

热烧穿或崩溃、热失控由此变得非常不可能。

优选地，玻璃甚至包封热极（Hitzepol）。在玻璃基材料的粘度与热点温度布局（Temperaturregimes）的合适适配的情况下，玻璃优选致密地烧结起来或者必要时甚至熔化。又冷却的熔渣（Regulus）于是已经将所述热点限制损害地包覆起来。

2.在其他的实施方式中，形成的熔体或者熔融烧结相利用金属上的颗粒在切断造成短路的连接的情况下已发生化学反应。

3.在另一实施方式中，已在熔体形成的情况下通过玻璃的局部电解优选在阴极侧发生例如在玻璃的Si与阴极材料之间的合金形成。也由此相对热失控来提高阻力。

对于所有效应决定性的是，在内短路ISC的构成的时刻所存在的低电阻的金属的过渡部被转换成高电阻的过渡部。

此外，Al₂O₃或者另外的简单的晶态物质不能够的是：这些物质在短的时间段之内既不在＜1000℃的情况下致密地烧结也不熔化，这些物质也不适合化学上的反应。

玻璃的其他优点在于化学可变性。通过组成的合适变化可以调整粘度、熔点等。

因此可以根据颗粒式的玻璃的整合地点的不同，将该玻璃在其粘弹的特性方面进行调整。

也可以例如将多种（一些具有低的粘度和一些具有高的粘度）的玻璃型号作为混合剂导入到例如隔板或者电极带中。

确定的玻璃、玻璃陶瓷、经相分离的玻璃或者玻璃基的材料的其他优点在于比较小的密度。在添加的无机颗粒的相等的体积份额的情况下，比重较轻的材料如玻璃明显优选于Al₂O₃（Al₂O₃的密度～3.5-4g/ccm）。

玻璃的导入能以多样式的形状、尺寸等进行。玻璃能以粉末、呈棒形或者纤维的形式存在，要么均质的要么具有单个细粒的芯壳结构。颗粒可以聚集或者连生。这些玻璃可以是多孔性的或者设有经有针对性地调整的表面纹理。这些玻璃颗粒可以是表面硅烷化的。

颗粒式的玻璃/玻璃陶瓷的整合可以在隔板/阳极/阴极/电解质中或其上进行。

玻璃的体积份额例如处在0.001-90体积%。

针对由玻璃基的材料制成的粉末的作用方式连带起决定性的是比表面积。

向上这些值直至50m²/g，如果不行甚至＞100m²/g是有意义的。在限制处在1m²/g，优选不小于2m²/g。

优选地，玻璃/玻璃陶瓷具有至少另一主动的附加功能。该附加功能在此可以涉及本身的应用，但也可以涉及电池单元的或电池单元的部件的制造。

基于耐温性和惰性，该材料至少能使用作为在锂离子电池单元中的阴极和阳极的间距保持件（或者结合另外的隔板组成部分或者电极层组成部分的间距保持件的至少部分）。该使用但是也在所有另外的部件上是能扩展的（阳极、阴极、电解质、包装）。

作为示例性的附加功能本发明提供了如下：

-捕获剂作用，例如针对HF；

-介电特性或液体电解质的离子传导能力的由此间接/直接引起的提高。

实施例：

术语“玻璃”在本发明中依据限定地是具有下列特性的材料：

-该材料在技术的意义上由玻璃、玻璃陶瓷、或者由两者的复合材料构成；

-该材料可以不仅本身是均质的而且由经相分离的玻璃或通过相分离所制造的玻璃陶瓷构成；

-能用于本发明的材料由整块的或者多孔性的材料组成；

-该材料的成分基本上是氧化物的。可以出现很少的非氧化物的负离子掺杂；

-该材料是颗粒式的，其中，细粒形状可以是不同的，例如呈球形、呈棱形、椭圆形、呈薄片状、呈纤维形、作为芯/壳类型或者表面被加以结构化。

前面所描述的组成的以及前面所描述的特性的玻璃借助连续的或者非连续的熔制工艺在熔炉和/或合适的坩埚中在空气下以及＞1500℃的情况下被熔化，熔体被快速地冷却，并且碎片通过研磨转变为粉末形状。

备选地，可以将这样的颗粒也经由溶胶凝胶法来制造。为此由相应元素的由醇盐或者类似的、如醇盐那样的能够容易地通过水解反应和缩合反应、交联反应来实施的化合物来制造溶胶。

纯无机的溶胶凝胶法或者混合式有机无机溶胶凝胶途径也可以被使用。

产生的胶体溶液经由合适的措施如例如pH值调整或者水的添加得到处理，以便使溶胶凝胶化。

溶胶可以备选地也经历喷雾干燥。

以这种方式产生的由颗粒构成的固体物质可以接下来经历煅烧反应，以便必要时除去有机的杂质。以这种方式也经常获得相应的材料的纳米颗粒。

玻璃颗粒作为几微米大小的（＜150μm）、优选＜25μm和＜5μm至甚至纳米级（＞100nm）的粉末例如置入液体电解质中。由于高的介电常数，导电盐LiPF₆的解离提高或者说溶剂包壳经改性而具有整个液体电解质系统的离子传导能力得到提高的优点。

备选地，将粉末整合到隔板带中。细粒份额的依据本发明的玻璃的粉末与连结剂、聚合体单体一起并且作为软泥细密地掺混并且有选择地施布到隔板膜或者说聚合体无纺布上。

有利地，玻璃颗粒不仅实现了在热失控的情况下的间距保持的任务，而且局部地实现了提高液体电解质的离子传导能力的任务。

在特别的实施方式中，玻璃粉末是阳极复合体或阴极复合体的组成部分。阴极复合体一般通过电化学上活性的存储材料和孔的多孔组织结构来表明特征。

这些孔可以具有直至20μm的尺寸并且以液体电解质浸透。在这里，这些孔可以通过玻璃粉末至少部分地填充。如果粉末依据本发明是提高离子传导能力的，那么电极可以更致密地被包装，这使得电极的比电容的提高。

备选于前面提到的玻璃，可以使用玻璃陶瓷，其包含作为介电的结晶相的BaTiO₃。该玻璃陶瓷的介电常数基于微晶尺寸（在铁电磁畴的量级中或者以下）处在直至介电常数=5000、优选直至10000、特别优选直至15000。但是，具有在5和20之间的介电常数的常见的玻璃以导电盐的更好的解离的方式或者也对于对导电盐负离子的捕捉是起作用的。

在其他的实施方式中，替代前面描述的玻璃应用如下的玻璃，该玻璃吸收电池单元中的有害的HF或通过表面或体积反应持续地键合电池单元中的有害的HF。

玻璃颗粒优选以处在100nm和10μm之间、优选处在150nm和5μm之间并且特别优选处在250nm和1μm之间的细粒尺寸存在，并且有选择地具有圆的、呈球形的、椭圆形的、呈棱形的形状，并且通过研磨来制造。备选地，细的粉末可以也经由制造工艺本身（例如溶胶凝胶、火焰喷雾热解法、化学上的沉淀作用）被调整。颗粒类似于上面地，要么在隔板上用软泥覆上/覆入或涂覆，要么在电极复合体中被结合或在该电极复合体上被涂覆。

依据本发明，具有玻璃成分的部件复合体（隔板或者电极）有利地用于阻止/延迟热失控，谈及的是在例如在内的局部短路的情况下的锂离子电池单元的自燃。如果例如通过在外的作用（压力、物体的带入）或者内在的过程（例如枝晶生长），将隔板局部地刺穿，那么在短路区域中的局部出现的加温不会或者仅能困难地传播到整个电池单元上。出现的热量保留局部化或被封装在传热能力很低的复合物中。

该电池单元在必要时尽管能效损失但保持安全。

依据方案1，由表格2的示例12、SiO₂（7）和导热率1.1W/（m·K）的组成的玻璃作为已经在前面描述的尺寸的颗粒被整合到电极复合体中。

在其他的实施方式中，玻璃这样地选择，即，该玻璃在内短路的部位处局部地熔化。因此获得阻止热点的进一步传播的润滑膜。

玻璃颗粒基于它们的很低的热量传导还有助于将在轴向电池单元方向上和径向电池单元方向上的导热率方面的、在如今的圆形电池单元中例如以10倍或更多相异的差别加以平抑。

在其他的实施方式中，在隔板或者电极的区域中来制造一个层或者多相复合材料。该位置或者多相复合材料带有或者包括作为功能添加剂的玻璃。

该玻璃有利地示出了液体电解质的明显高的可润湿性。由此，相比没有添加剂的部件使得制造工艺变得容易。

此外，带有玻璃的部件示出对于较高的运行电压较高的抵抗性。

示例性的玻璃系列是：

-硅酸盐玻璃，例如SiO₂-B₂O₃玻璃、特别优选具有Li₂O-B₂O₃和SiO₂的玻璃；

-磷酸盐玻璃，例如具有多于70质量%的P₂O₅、特别优选具有P₂O₅＞80质量%；

-硼酸盐玻璃，例如硼磷硅酸盐玻璃或者由具有R=Mg、Ca的B₂O₃-Al₂O₃-RO的系统；

-铝酸盐玻璃，例如由具有R=Mg、Ca的Al₂O₃-B₂O₃-RO的系统。

示例性的玻璃组成补充地也在随后的表格1中说明。

表格1：对于用在锂离子电池单元中的玻璃（以重量%来表达）

硅酸盐玻璃

以及

磷酸盐玻璃A

以及

磷酸盐玻璃B

以及

硼酸盐玻璃

以及

铝酸盐玻璃

其中，前面的玻璃也能够共同地优选以具有具有优选的混合物比例的颗粒式的混合物的形式应用，以便例如调整出对应确定的温度范围的经限定的粘度。

以这种方式，更早熔化的、包围或者封装热点的成分经限定地以耐温性的成分存在，这些成分尽管有熔融的份额还是提供了足够的机械上的稳定性，以便在任何情况下避免电池单元的伴随在阳极与阴极之间可能达到很宽的短路而造成的机械上的崩溃。

此外，示例1至14的随后在表格2中说明的玻璃有利地用于方案1。

表格2：依据方案1针对在锂离子电池单元中的应用的特殊玻璃的有利的实施方式 （以重量%）

示例1

示例2、3、4、5和6

示例7

示例8

示例9

示例10、11、12和13

示例14

对于方案1，最优选的玻璃选择为axbxc大多于100x10⁸s*K²/m²，更好的是200x10⁸s*K²/m²。这些玻璃可以依据本发明在出现内短路的情况下随着相关联的、高的局部的生热形状稳定地保留或者如果有的话仅比较缓慢地烧结和熔化。

对于方案2，优选的玻璃被选择为a/（bxc）大于80s/（K²＊m²）更好的是大于100s/（K²＊m²）。这些玻璃可以依据本发明也已经在内短路的情况下随着很少的升温而快速地变形或者甚至趋于熔化/开始熔化。

对于这类玻璃存在在随后的表格3中说明的实施例。

表格3：依据方案2的对应在锂离子电池单元中的应用的其他优选的玻璃（以重量% 来说明）

或者

此外也可以将陶瓷或者晶态的基体用作耐温性的成分，例如：

·氧化物，如Al₂O₃、SiO₂、钙钛矿型氧化物、尖晶石、铌酸盐、钽酸盐、晶态的离子导体如Li_1.3Al_0.3Ti_1.7（PO₄）₃或者其他；

·碳化物，例如WC、B₄C₃或者其他；

·氮化物，例如Si₃N₄或者其他。

在此情况下，优选混合物比例是：

0-95体积%陶瓷

在本发明的情况下有利的是，玻璃或者陶瓷玻璃在液体电解质中尤其是稳定的，尤其在载有LiPF₆的电解质中是稳定的，其中，化学上稳定意味着：尤其在玻璃粉末在电解质溶液中在60℃在一周仓储的情况下玻璃基的材料溶解不多于1质量%，优选溶解不多于0.5质量%并且大多数优选地不多于0.1质量%。

此外有利的是，玻璃/玻璃陶瓷粉末具有介电特性，并且在此尤其具有在从3至25000、优选从5至20000的范围中的介电常数ε_r。

在也作为蓄能器或者蓄电池示出的电池组电池单元的制造的情况下或者制成期间，此外有利的是，该电池单元或者蓄电池的电池单元的各个部件或者各个蓄电池部件的玻璃粉末或者玻璃陶瓷粉末以软泥的形式被添加或者被施布，该软泥除了由玻璃或者玻璃陶瓷制成的具有小于1μm至50μm、优选至20μm的粒度的粉末外仅还包含水并且因此是稳定的。

在此，可以将玻璃粉末或者玻璃陶瓷粉末在电池单元或者电池单元的各个部件的制成期间以软泥的方式添加或者施布，该软泥除了具有小于1μm至50μm、优选至20μm的粒度的由玻璃或者玻璃陶瓷制成的粉末外包含水性的或者有机的液体以及添加物，它们有针对性地对软泥的稳定性、软泥的流变学的特性、软泥的pH值或者其他的特性加以改性。

特别优选的实施方式涵盖电池组电池单元、优选锂离子电池单元，其包括如下部件，这些部件在隔板中/隔板处、在阳极中/阳极处或者在阴极中/阴极处或者在液体电解质或者聚合体电解质中包含由玻璃材料或者另外的玻璃基材料或者由作为玻璃基组成部分的玻璃陶瓷制成的至少一种、尤其是主要的、氧化物的、耐温性的、导热很差的颗粒，其中，玻璃基的组成部分具有＜2.5W/K*m的很低的导热率，并且尤其由此合适于将热异常部如局部的过热部分隔开和/或优选地也加以局部地限制。

Claims (34)

1.电池组电池单元，其包括如下部件，所述部件包含在隔板中/隔板处、在阳极中/阳极处或者在阴极中/阴极处或者在液体电解质或者聚合物电解质中由玻璃材料或者另外的玻璃基材料或者由玻璃陶瓷制成的作为玻璃基的组成部分的至少一种无机的组成部分，所述至少一种无机的组成部分含有氧化物的、耐热的、具有＜2.5W/(K·m)的低导热率的颗粒，其中，所述玻璃基的组成部分具有＜2.5W/(K*m)的很低的导热率并且由此合适于将热异常部加以分隔和/或局部地限制，以及其中，对于至少一种无机的组成部分适用的是：

具有：

a热扩散系数的倒数；

b作为温度的函数的粘度曲线的斜率；以及

c转变温度的绝对值，

其中，它们如下限定：

$a=\frac{\mathrm{\ρ}\·c_P}{\mathrm{\λ}}$

其中，ρ作为密度，单位是g/cm³；c_p作为比热容，单位是J/(g·K)并且λ作为导热率，单位是W/(m·K)，其中，导热率各在90℃的情况下测量或者针对所述温度说明，并且

$b=\frac{T_{7.6}-T_{13}}{13-7.6}=\frac{T_{7.6}-T_{13}}{5.4}$

其中，T单位是K，其中，T_7.6和T₁₃表示如下的温度，在该温度时各自的以度量单位dPa·s的粘度η的十进制对数采用数值7.6及13，

c＝T_g[K]

对于变型方案1的玻璃适用如下：

3500s·K²/m²[x10⁸]≥a*b*c≥50s·K²/m²[x10⁸]，

对于变型方案2的玻璃适用如下：

1200s/(m²·K²)≥a/(b*c)≥20s/(m²·K²)。

2.根据权利要求1所述的电池组电池单元，其中，所述电池组电池单元包括锂离子电池单元。

3.根据权利要求1或2所述的电池组电池单元，其中，所述无机的组成部分是相分离的或者多相的玻璃。

4.根据权利要求1或2所述的电池组电池单元，其中，所述玻璃或者玻璃陶瓷在液体电解质中化学上稳定，其中，化学上稳定意味着：在玻璃粉末在电解质溶液中在60℃在一周仓储的情况下玻璃基的材料溶解不多于1质量％。

5.根据权利要求1或2所述的电池组电池单元，其中，所述玻璃是主要为氧化物的玻璃并且非氧化物的元素份额不超过35质量％。

6.根据权利要求1或2所述的电池组电池单元，其中，所述玻璃包括作为负离子的至少80％的氧，并且没有硫属元素化物负离子，氧例外。

7.根据权利要求1或2所述的电池组电池单元，其中，所述玻璃是氧化物基的多成分玻璃。

8.根据权利要求1或2所述的电池组电池单元，其中，所述玻璃选自如下组，所述组包括硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃或者铝酸盐玻璃的系列。

9.根据权利要求1或2所述的电池组电池单元，其中，所述玻璃以重量％来表达具有如下组成：

或者

或者

或者

或者

10.根据权利要求1或2所述的电池组电池单元，其中，所述玻璃以重量％来表现具有如下组成：

或者

11.根据权利要求1或2所述的电池组电池单元，其中，各自的玻璃以下列变型方案2的玻璃比变型方案1的玻璃的混合物比例存在：变型方案2的玻璃比变型方案1的玻璃为50:50至80:20。

12.根据权利要求1或2所述的电池组电池单元，其中，以相对各自的玻璃的体积比例存在直至95体积％的晶态陶瓷颗粒。

13.根据权利要求1或2所述的电池组电池单元，其中，所述至少一种无机的组成部分包括以粉末形式的玻璃或玻璃陶瓷。

14.根据权利要求13所述的电池组电池单元，其中，所述玻璃粉末在形成Si-F键的情况下捕捉HF。

15.根据权利要求13所述的电池组电池单元，其中，以粉末形式的所述玻璃或玻璃陶瓷具有在室温＜10^-5S/cm的离子传导能力。

16.根据权利要求13所述的电池组电池单元，其中，玻璃粉末具有在1m²/g至100m²/g的范围内的比表面积。

17.根据权利要求13所述的电池组电池单元，其中，以粉末形式的所述玻璃或玻璃陶瓷具有介电特性、具有在从3至25000的范围中的介电常数ε_r。

18.根据权利要求13所述的电池组电池单元，其中，玻璃粉末提高具有液体电解质的部件的能润湿性。

19.根据权利要求13所述的电池组电池单元，其中，玻璃粉末以在100nm和10μm之间的细粒尺寸d90存在。

20.根据权利要求13所述的电池组电池单元，其中，玻璃粉末作为初级细粒以纤维形、棒形、圆形、椭圆形、拐角形、棱形、哑铃形和或棱锥形的几何形状存在，或者作为薄板或者薄片存在。

21.根据权利要求13所述的电池组电池单元，其中，玻璃粉末的玻璃颗粒表面被结构化或者改性。

22.根据权利要求13所述的电池组电池单元，其中，玻璃粉末聚集地存在。

23.根据权利要求2所述的电池组电池单元，其特征在于，锂离子电池单元能再次充电。

24.根据权利要求1或2所述的电池组电池单元，其中，所述部件是隔板。

25.根据权利要求1或2所述的电池组电池单元，其中，所述部件是阴极。

26.根据权利要求1或2所述的电池组电池单元，其中，所述部件是阳极。

27.根据权利要求1或2所述的电池组电池单元，其中，所述部件是液体电解质。

28.根据权利要求1或2所述的电池组电池单元，其中，所述热异常部包括局部的过热部。

29.根据权利要求4所述的电池组电池单元，其中，所述玻璃或者玻璃陶瓷在载有LiPF₆的电解质中化学上稳定。

30.根据权利要求21所述的电池组电池单元，其中，玻璃粉末的玻璃颗粒被硅烷化。

31.在根据权利要求1或2所述的电池组电池单元中的无机组成部分作为在阳极、阴极、电解质、隔板中或者在这些构件之间的功能层中的功能附加件的用途，其中，对于至少一种所述无机组成部分适用的是：

具有：

a热扩散系数的倒数；

b作为温度的函数的粘度曲线的斜率；以及

c转变温度的绝对值，

其中，它们如下限定：

$a=\frac{\mathrm{\ρ}\·c_P}{\mathrm{\λ}}$

其中，ρ作为密度，单位是g/cm³；c_p作为比热容，单位是J/(g·K)并且λ作为导热率，单位是W/(m·K)，其中，导热率各在90℃的情况下测量或者针对所述温度说明，并且

$b=\frac{T_{7.6}-T_{13}}{13-7.6}=\frac{T_{7.6}-T_{13}}{5.4}$

其中，T单位是K，其中，T_7.6和T₁₃表示如下的温度，在该温度时各自的以度量单位dPa·s的粘度η的十进制对数采用数值7.6及13，

c＝T_g[K]

对于变型方案1的玻璃适用如下：

3500s·K²/m²[x10⁸]≥a*b*c≥50s·K²/m²[x10⁸]，

对于变型方案2的玻璃适用如下：

1200s/(m²·K²)≥a/(b*c)≥20s/(m²·K²)。

32.在根据权利要求1或2所述的电池组电池单元中的无机组成部分均匀分布在各个或者所有提到的部件的体积中和/或在各个或者所有这些部件的在表面附近的区域中或者表面上的用途，其中，对于至少一种所述无机组成部分适用的是：

具有：

a热扩散系数的倒数；

b作为温度的函数的粘度曲线的斜率；以及

c转变温度的绝对值，

其中，它们如下限定：

$a=\frac{\mathrm{\ρ}\·c_P}{\mathrm{\λ}}$

其中，ρ作为密度，单位是g/cm³；c_p作为比热容，单位是J/(g·K)并且λ作为导热率，单位是W/(m·K)，其中，导热率各在90℃的情况下测量或者针对所述温度说明，并且

$b=\frac{T_{7.6}-T_{13}}{13-7.6}=\frac{T_{7.6}-T_{13}}{5.4}$

其中，T单位是K，其中，T_7.6和T₁₃表示如下的温度，在该温度时各自的以度量单位dPa·s的粘度η的十进制对数采用数值7.6及13，

c＝T_g[K]

对于变型方案1的玻璃适用如下：

3500s·K²/m²[x10⁸]≥a*b*c≥50s·K²/m²[x10⁸]，

对于变型方案2的玻璃适用如下：

1200s/(m²·K²)≥a/(b*c)≥20s/(m²·K²)。

33.在根据权利要求1或2所述的电池组电池单元中的无机组成部分的应用，其中，对于至少一种所述无机组成部分适用的是：

具有：

a热扩散系数的倒数；

b作为温度的函数的粘度曲线的斜率；以及

c转变温度的绝对值，

其中，它们如下限定：

$a=\frac{\mathrm{\ρ}\·c_P}{\mathrm{\λ}}$

其中，ρ作为密度，单位是g/cm³；c_p作为比热容，单位是J/(g·K)并且λ作为导热率，单位是W/(m·K)，其中，导热率各在90℃的情况下测量或者针对所述温度说明，并且

$b=\frac{T_{7.6}-T_{13}}{13-7.6}=\frac{T_{7.6}-T_{13}}{5.4}$

其中，T单位是K，其中，T_7.6和T₁₃表示如下的温度，在该温度时各自的以度量单位dPa·s的粘度η的十进制对数采用数值7.6及13，

c＝T_g[K]

对于变型方案1的玻璃适用如下：

3500s·K²/m²[x10⁸]≥a*b*c≥50s·K²/m²[x10⁸]，

对于变型方案2的玻璃适用如下：

1200s/(m²·K²)≥a/(b*c)≥20s/(m²·K²)，

其中，以粉末形式的玻璃或者玻璃陶瓷在电池单元的制成期间或在蓄电池的电池单元的各个部件的制成期间或在各个蓄电池部件的制成期间以软泥的形式来添加或者施布，所述软泥除了由玻璃或者玻璃陶瓷制成的具有小于1μm至50μm的粒度的粉末外，仅还包含水并且因此是稳定的。

34.在根据权利要求1或2所述的电池组电池单元中的无机组成部分的应用，其中，对于至少一种所述无机组成部分适用的是：

具有：

a热扩散系数的倒数；

b作为温度的函数的粘度曲线的斜率；以及

c转变温度的绝对值，

其中，它们如下限定：

$a=\frac{\mathrm{\ρ}\·c_P}{\mathrm{\λ}}$

其中，ρ作为密度，单位是g/cm³；c_p作为比热容，单位是J/(g·K)并且λ作为导热率，单位是W/(m·K)，其中，导热率各在90℃的情况下测量或者针对所述温度说明，并且

$b=\frac{T_{7.6}-T_{13}}{13-7.6}=\frac{T_{7.6}-T_{13}}{5.4}$

其中，T单位是K，其中，T_7.6和T₁₃表示如下的温度，在该温度时各自的以度量单位dPa·s的粘度η的十进制对数采用数值7.6及13，

c＝T_g[K]

对于变型方案1的玻璃适用如下：

3500s·K²/m²[x10⁸]≥a*b*c≥50s·K²/m²[x10⁸]，

对于变型方案2的玻璃适用如下：

1200s/(m²·K²)≥a/(b*c)≥20s/(m²·K²)，

其中，以粉末形式的玻璃或者玻璃陶瓷在电池单元的制成期间或在电池单元的各个部件的制成期间以软泥的形式来添加或者施布，所述软泥除了由玻璃或者玻璃陶瓷制成的具有小于1μm至50μm的粒度的粉末外，包含水性的或者有机的液体以及添加物，所述水性的或者有机的液体以及添加物有针对性地对软泥的稳定性、软泥的流变学的特性、软泥的pH值或者其他的特性加以改性。