CZ36155U1 - Lithium battery safety system - Google Patents

Lithium battery safety system Download PDF

Info

Publication number
CZ36155U1
CZ36155U1 CZ202038107U CZ202038107U CZ36155U1 CZ 36155 U1 CZ36155 U1 CZ 36155U1 CZ 202038107 U CZ202038107 U CZ 202038107U CZ 202038107 U CZ202038107 U CZ 202038107U CZ 36155 U1 CZ36155 U1 CZ 36155U1
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
emergency
space
thermoplastic material
safety system
electrode
Prior art date
Application number
CZ202038107U
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Jaroslav PolĂ­vka
Jaroslav Polívka
Original Assignee
Peakvent As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Peakvent As filed Critical Peakvent As
Priority to CZ202038107U priority Critical patent/CZ36155U1/en
Publication of CZ36155U1 publication Critical patent/CZ36155U1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Description

Úřad průmyslového vlastnictví v zápisném řízení nezjišťuje, zda předmět užitného vzoru splňuje podmínky způsobilosti k ochraně podle § 1 zák. ě. 478/1992 Sb.In the registration procedure, the Industrial Property Office does not determine whether the subject of the utility model meets the conditions of eligibility for protection according to § 1 of Act. E. 478/1992 Coll.

CZ 36155 UICZ 36155 UI

Bezpečnostní systém lithiového akumulátorového článkuLithium battery cell safety system

Oblast technikyField of technology

Technické řešení se týká bezpečnostního systému lithiového akumulátorového článku, který obsahuje alespoň jednu nádobu s havarijní kapalinou, která v havarijní situaci zaplaví prostor elektrod havarijní kapalinou. Bezpečnostní systém zajistí bezpečný provoz článku tím, že ochrání článek před vzplanutím, případně výbuchem. Systémem podle technického řešení lze opatřit v podstatě každý typ lithiového článku známý ze stavu techniky. Řešení je použitelné jak pro jednotlivé lithiové články, tak i pro akumulátor sestávající z více článků.The technical solution relates to the safety system of a lithium battery cell, which contains at least one container with emergency liquid, which in an emergency situation floods the space of the electrodes with emergency liquid. The safety system ensures safe operation of the cell by protecting the cell from catching fire or exploding. Basically, every type of lithium cell known from the state of the art can be provided with the system according to the technical solution. The solution is applicable both for individual lithium cells and for an accumulator consisting of several cells.

Dosavadní stav technikyCurrent state of the art

Lithiové akumulátory patří mezi moderní zdroje elektrické energie, zvláště vhodné pro mobilní účely ajako „zásobníky“ elektrické energie získávané například z alternativních zdrojů. Aktuálním a stále nedořešeným problémem lithiových akumulátorů je jejich bezpečnost. Lithium mánejvyšší hustotu energie a specifickou kapacitu ve srovnání s jinými kovy, tedy i nej vyšší energii vztaženou k objemu. Lithiové akumulátory proto mohou poskytovat velmi vysoké proudy, což je sice často žádoucí (elektromobily), ale doprovázeno problémem přehřívání. V případě zkratu se článek může velmi rychle přehřát a explodovat. Materiály pozitivních elektrod jsou totiž obvykle látky s vysokým podílem chemicky vázaného kyslíku, a tudíž podporující hoření, a současně materiály negativních elektrod jsou látky na vzduchu a ve vlhku samozápalné. K tomu přistupuje elektrolyt tvořený roztokem lithné soli v organické, a tudíž hořlavé kapalině. Výzvou pro výzkumné pracovníky v oboru je tedy kromě snahy o co nejvyšší účinnost a kapacitu především bezpečnost provozu.Lithium accumulators belong to modern sources of electrical energy, particularly suitable for mobile purposes and as "reservoirs" of electrical energy obtained, for example, from alternative sources. The current and still unsolved problem of lithium batteries is their safety. Lithium has the highest energy density and specific capacity compared to other metals, i.e. the highest energy per volume. Lithium batteries can therefore provide very high currents, which is often desirable (electric cars), but accompanied by the problem of overheating. In the event of a short circuit, the cell can overheat very quickly and explode. The materials of the positive electrodes are usually substances with a high proportion of chemically bound oxygen and therefore support combustion, and at the same time the materials of the negative electrodes are self-igniting substances in air and moisture. This is accompanied by an electrolyte consisting of a lithium salt solution in an organic and therefore flammable liquid. The challenge for researchers in the field, in addition to striving for the highest possible efficiency and capacity, is above all operational safety.

Aktivní ochrana článku dle stavu techniky typicky spočívá v použití ochranných elektronických obvodů, které kromě napětí a proudu navíc hlídají i nepřiměřený vzrůst teploty a při jejím překročení článek elektricky rozpojí.According to the state of the art, active protection of the cell typically consists of the use of protective electronic circuits, which, in addition to voltage and current, also monitor an unreasonable increase in temperature and, when it is exceeded, disconnect the cell electrically.

Evropský patent EP 2 619 836 představuje jedno možné řešení regulace teploty velkokapacitního lithiového akumulátoru, u kterého je popsán modul akumulátoru vhodný pro chladicí systém, a zahrnující i variantu s použitím kapalného elektrolytu jako chladícího media.European patent EP 2 619 836 presents one possible solution for temperature regulation of a large-capacity lithium battery, in which a battery module suitable for a cooling system is described, including a variant using a liquid electrolyte as a cooling medium.

Patent č. 306 913 popsal řešení, kde lithiový akumulátor sestává z navzájem oddělitelných modulů negativní a pozitivní elektrody, které v případě havarijního stavu mohou být mechanicky oddáleny, přičemž je současně elektrolyt z modulu negativní elektrody vytlačen havarijní kapalinou, čímž je zabráněno nežádoucí chemické reakci a případnému požáru či výbuchu akumulátoru.Patent No. 306,913 described a solution where the lithium battery consists of mutually separable negative and positive electrode modules, which can be mechanically separated in the event of an emergency, while at the same time the electrolyte from the negative electrode module is displaced by the emergency liquid, thus preventing an unwanted chemical reaction and possible fire or explosion of the battery.

Užitný vzor č. 31 991 řeší bezpečnost svitkového lithiového akumulátoru speciální konstrukcí akumulátoru, kde je elektrodový pás navinut do svitku kolem centrální skleněné nádoby s havarijní kapalinou. Havarijní kapalinou je přitom minerální olej. V havarijní situaci zajistí destrukci nádoby s havarijní kapalinou rozbuška, která je napojena na bezpečnostní elektronický obvod.Utility Model No. 31,991 addresses the safety of a coiled lithium battery with a special design of the battery where the electrode strip is wound into a coil around a central glass container with emergency liquid. The emergency liquid is mineral oil. In an emergency situation, the detonator, which is connected to the safety electronic circuit, ensures the destruction of the container with the emergency liquid.

Užitný vzor č. 33 343 přispěl k bezpečnosti lithiového akumulátoru tím, že použil jako havarijní kapalinu inertní vakuový olej (tj. olej pro vakuové pumpy) typu perfluoropolyetherového (PFPE) oleje. Tyto oleje mají výhodné vlastnosti z hlediska požadavků na havarijní kapalinu, neboť jde o nehořlavou a nevýbušnou kapalinu, s nízkým povrchovým napětím, která je navíc biologicky inertní a ekologicky nezávadná.Utility Model No. 33,343 contributed to the safety of the lithium battery by using an inert vacuum oil (ie, vacuum pump oil) of the perfluoropolyether (PFPE) oil type as the emergency fluid. These oils have advantageous properties in terms of emergency liquid requirements, as they are a non-flammable and non-explosive liquid, with low surface tension, which is also biologically inert and ecologically sound.

Předkládané technické řešení se týká zejména nové konstrukce bezpečnostního systému lithiového akumulátorového článku, který překonává nevýhody dosavadních systémů a poskytne vysokouThe presented technical solution relates in particular to the new construction of the lithium battery cell safety system, which overcomes the disadvantages of existing systems and provides a high

- 1 CZ 36155 UI míru bezpečnosti a ochrany proti výbuchu, přičemž je univerzálně využitelný i pro lithiové akumulátory známé ze stavu techniky.- 1 CZ 36155 UI degree of safety and protection against explosion, while it is universally usable for lithium accumulators known from the state of the art.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Předložené technické řešení se zejména týká bezpečnostního systému lithiového akumulátorového článku, který obsahuje alespoň jeden havarijní prostor s havarijní kapalinou, přičemž termínem „prostor“ se rozumí jakýkoliv uzavřený vnitřní prostor lokalizovaný společně s elektrodami (elektrodovým modulem) v pevném pouzdru akumulátoru. Základním znakem havarijního prostoru je to, že je zcela nebo alespoň částečně vymezen vrstvou z termoplastického materiálu s nízkou teplotou tání nebo nízkou teplotou skelného přechodu.The presented technical solution mainly relates to the safety system of a lithium battery cell, which contains at least one emergency space with emergency liquid, while the term "space" means any closed internal space located together with the electrodes (electrode module) in the solid housing of the accumulator. The basic feature of the crash area is that it is completely or at least partially defined by a layer of thermoplastic material with a low melting point or a low glass transition temperature.

Tento termoplastický materiál může být jednostranně či oboustranně potažen tenkou hliníkovou fólií (z důvodu zabránění případné interakce mezi organickým elektrolytem a termoplastem a/nebo mezi havarijní kapalinou a termoplastem). Termínem „částečně“ se přitom míní to, že např. jen jedna stěna havarijního prostoru nebo část stěny havarijního prostoru je vyrobena z termoplastického materiálu. Pokud nastane havarijní situace a dojde ke zvýšení teploty článku nad bezpečnou úroveň, alespoň jedna stěna havarijního prostoru se působením vysoké teploty rozruší a havarijní kapalina zaplaví elektrody, vytlačí elektrolyt ze separátorů a zastaví tok iontů, a tedy průchod elektrického proudu, čímž se zamezí vzplanutí/výbuchu článku.This thermoplastic material can be coated on one or both sides with a thin aluminum foil (to prevent possible interaction between the organic electrolyte and the thermoplastic and/or between the emergency liquid and the thermoplastic). The term "partially" means that, for example, only one wall of the emergency room or part of the wall of the emergency room is made of thermoplastic material. If an emergency situation occurs and the temperature of the cell rises above a safe level, at least one wall of the emergency compartment will be disturbed by the high temperature and the emergency liquid will flood the electrodes, expel the electrolyte from the separators and stop the flow of ions and therefore the passage of electric current, thus preventing ignition/ cell explosion.

Vhodným termoplastickým materiálem mohou být polyolefinové termoplasty, např. nízkohustotní polyethylen, PE-LD (teplota tání 105 °C - 115 °C), zejména pak cykloolefinové kopolymery, (COC), nebo polymery, (COP) (teploty skelného přechodu 100 °C - 163 °C), komerčně dostupné např. pod názvy Apel, Arton, Topas, Zeonex a Zeonor. Také se mohou užít styrenové plasty, jako je např. polystyren, PS, nebo styren-akrylonitril, SAN (teploty skelného přechodu 105 °C). Výhodné jsou zvláště cykloolefinové polymery dostupné pod označením Zeonor od spol. Zeon Corporation, Tokyo, Japonsko. Nej výhodnějším materiálem je konkrétně Zeonor 1020R, který vykazuje velmi vhodné fýzikálně-chemické, mechanické a elektrické vlastnosti a teplotu skelného přechodu 102 °C. Teplota skelného přechodu charakterizuje u amorfních polymerů přechodový stav mezi stavem sklovitým a kapalným, při této teplotě dochází ke skokovému snížení modulu pružnosti.A suitable thermoplastic material can be polyolefin thermoplastics, e.g. low-density polyethylene, PE-LD (melting temperature 105 °C - 115 °C), especially cycloolefin copolymers (COC) or polymers (COP) (glass transition temperature 100 °C - 163 °C), commercially available e.g. under the names Apel, Arton, Topas, Zeonex and Zeonor. Styrene plastics can also be used, such as polystyrene, PS, or styrene-acrylonitrile, SAN (glass transition temperature 105 °C). Particularly advantageous are cycloolefin polymers available under the name Zeonor from spol. Zeon Corporation, Tokyo, Japan. The most advantageous material is specifically Zeonor 1020R, which exhibits very suitable physical-chemical, mechanical and electrical properties and a glass transition temperature of 102 °C. The glass transition temperature characterizes the transition state between the glassy and liquid state for amorphous polymers, at this temperature there is a sudden decrease in the modulus of elasticity.

Havarijní kapalinou je minerální olej nebo vakuový olej.The emergency fluid is mineral oil or vacuum oil.

V jednom provedení obsahuje havarijní kapalina alespoň jedno reakční činidlo, které reaguje s lithiem, zejména při teplotách, které v případě zkratu článku mohou dosahovat stovek °C, za vzniku sloučenin, které nerozkládají vodu (naproti tomu čisté lithium, případně dendrity vznikající u současných Li článků při teplotách nad 80 °C, reagují bouřlivě s vodou za vzniku hydroxidu a vodíku). Výhodným reakčním činidlem je síra, zejména ve formě nanočástic. Reakcí síry a lithia vzniká sulfid lithný, LÍ2S.In one embodiment, the emergency liquid contains at least one reagent that reacts with lithium, especially at temperatures that can reach hundreds of °C in the event of a short circuit of the cell, to form compounds that do not decompose water (in contrast, pure lithium, or dendrites formed in current Li cells at temperatures above 80 °C, react violently with water to form hydroxide and hydrogen). A preferred reagent is sulfur, especially in the form of nanoparticles. The reaction of sulfur and lithium produces lithium sulfide, LÍ2S.

V jiném provedení je součástí bezpečnostního systému další prostor, popřípadě nádoba, obsahující inertní plyn, výhodně dusík. Prostor pro inertní plyn je od havarijního prostoru oddělen vrstvou vytvořenou alespoň částečně z termoplastického materiálu. V havarijní situaci tlak plynu napomůže rychlému proniknutí havarijní kapaliny do prostorů mezi elektrodami a promísení s elektrolytem. Kromě toho reakcí dusíku a lithia vzniká nitrid lithný, LÍ3N, sloučenina, nerozkládající vodu.In another embodiment, the security system includes another space, possibly a container, containing an inert gas, preferably nitrogen. The space for inert gas is separated from the emergency space by a layer made at least partially of thermoplastic material. In an emergency situation, the gas pressure will help the emergency liquid to quickly penetrate into the spaces between the electrodes and mix with the electrolyte. In addition, the reaction of nitrogen and lithium produces lithium nitride, LÍ3N, a compound that does not decompose water.

Bezpečnostní systém podle předloženého technického řešení zajistí bezpečný provoz článku/akumulátoru mimo jiné tím, že ho ochrání před vzplanutím chemickou reakcí mezi lithiem a reakčním činidlem, např. sírou, a/nebo dusíkem, která vede k přeměně lithia na sloučeniny nerozkládající vodu. Lithiový článek nebo vícečlánkový akumulátor vybavený výše popsaným bezpečnostním systémem bude možné v případě požáru hasit vodou.The safety system according to the presented technical solution ensures the safe operation of the cell/accumulator, among other things, by protecting it from ignition by a chemical reaction between lithium and a reagent, e.g. sulfur, and/or nitrogen, which leads to the conversion of lithium into compounds that do not decompose water. A lithium cell or a multi-cell accumulator equipped with the safety system described above will be able to be extinguished with water in the event of a fire.

-2CZ 36155 UI-2CZ 36155 UI

Bezpečnostní systém podle předloženého technického řešení je využitelný v podstatě pro jakékoliv (z hlediska materiálu elektrod) lithiové články či akumulátory známé ze stavu techniky.The security system according to the presented technical solution can be used essentially for any (in terms of electrode material) lithium cells or accumulators known from the state of the art.

Předložené technické řešení se také týká lithiového akumulátorového článku opatřeného výše popsaným bezpečnostním systémem.The presented technical solution also relates to a lithium battery cell equipped with the safety system described above.

Článek, ve kterém se uplatní bezpečnostní systém, typicky obsahuje elektrodový modul obsahující alespoň jednu negativní elektrodu a alespoň jednu pozitivní elektrodu, oddělené separátorem, a obklopené elektrolytem, uzavřený v pevném pouzdru.The cell in which the safety system is applied typically comprises an electrode module containing at least one negative electrode and at least one positive electrode, separated by a separator and surrounded by an electrolyte, enclosed in a rigid housing.

V jednom provedení je havarijní prostor tvořen havarijní nádobou, která může být v podstatě libovolného tvaru, který je uzpůsoben tak, aby mohla být nádoba umístěna do pevného pouzdra článku v těsném sousedství elektrodového modulu. V jednom provedení může být havarijní nádoba tvaru válce nebo eliptického válce, přičemž článek je vytvořen tak, že elektrody jsou nalisovány ve formě pásu a jsou šnekovitě navinuty na havarijní nádobu. Havarijní nádoba je celá nebo alespoň částečně vytvořena z termoplastického materiálu.In one embodiment, the emergency space is made up of an emergency container, which can be of essentially any shape, which is adapted so that the container can be placed in the fixed case of the cell in close proximity to the electrode module. In one embodiment, the emergency container may be in the shape of a cylinder or an elliptical cylinder, the cell being formed in such a way that the electrodes are pressed in the form of a strip and are helically wound on the emergency container. The emergency container is entirely or at least partially made of thermoplastic material.

V jiném provedení je bezpečnostní systém realizován tak, že v článku obvyklé konstrukce, který obsahuje elektrodový modul obsahující alespoň jednu negativní elektrodu a alespoň jednu pozitivní elektrodu, oddělené separátorem nasyceným elektrolytem, je vymezen havarijní prostor, který má alespoň jednu stěnu tvořenou termoplastickým materiálem. V jednom takovém provedení tvoří termoplastický materiál přepážku mezi elektrodovým modulem a havarijním prostorem vyplněným havarijní kapalinou.In another embodiment, the safety system is implemented in such a way that an emergency space is defined in the cell of the usual construction, which contains an electrode module containing at least one negative electrode and at least one positive electrode, separated by a separator saturated with electrolyte, which has at least one wall formed by a thermoplastic material. In one such embodiment, the thermoplastic material forms a partition between the electrode module and the emergency space filled with emergency liquid.

V jiném provedení je mimo havarijní prostor uvnitř pevného pouzdra ještě vymezen prostor pro dusík. Prostor pro dusík je od havarijního prostoru oddělen vrstvou vytvořenou alespoň částečně z termoplastického materiálu.In another embodiment, a space for nitrogen is also defined outside the emergency space inside the solid case. The space for nitrogen is separated from the emergency space by a layer made at least partially of thermoplastic material.

V jednom provedení je vhodnou havarijní kapalinou minerální olej.In one embodiment, a suitable emergency fluid is mineral oil.

V jiném provedení je vhodnou havarijní kapalinou inertní vakuový olej (olej pro vakuové pumpy) typu perfluoropolyetherového (PFPE) oleje, jak bylo popsáno v užitném vzoru č. 33 343.In another embodiment, a suitable emergency fluid is an inert vacuum oil (vacuum pump oil) of the perfluoropolyether (PFPE) oil type as described in Utility Model No. 33,343.

Bezpečnostní systém lithiových článků ze stavu techniky obsahuje standardně bezpečnostní elektronický modul umožňující elektrické rozpojení článku a obsahuje alespoň jeden elektronický senzor, jako je teplotní, proudový nebo popřípadě nárazový/otřesový senzor, Bezpečnostní elektronický modul výhodně obsahuje všechny tři výše uvedené senzory. Bezpečnostní elektronický modul je tedy určen k monitorování proudu a teploty uvnitř článku, a také možných nárazů/otřesů, a pro elektrické rozpojení akumulátoru v případě havarijní situace.The safety system of lithium cells from the state of the art includes as standard a safety electronic module enabling the electrical disconnection of the cell and contains at least one electronic sensor, such as a temperature, current or possibly an impact/shock sensor. The safety electronic module preferably contains all three of the aforementioned sensors. The safety electronic module is therefore designed to monitor the current and temperature inside the cell, as well as possible shocks/shocks, and to disconnect the battery electrically in the event of an emergency.

Předložené technické řešení se výhodně uplatní u článku, který obsahuje elektrodový modul obsahující negativní elektrodu z kovového lithia a pozitivní elektrodu obsahující oxidy vanadu, což poskytuje vysokou kapacitu a měrnou energii článku.The presented technical solution is advantageously applied to a cell that includes an electrode module containing a negative electrode made of lithium metal and a positive electrode containing vanadium oxides, which provides a high capacity and specific energy of the cell.

Pouzdro článkuje pevné pouzdro pro zajištění mechanické ochrany článku. Pouzdro je standardně opatřeno kontakty kladného a záporného pólu, na které jsou vyvedeny sběrače příslušné elektrody. Pouzdro může být z důvodu mechanické ochrany ještě uvnitř vyloženo dodatečným pružným materiálem.The cell housing is a solid housing to provide mechanical protection for the cell. The case is standardly equipped with positive and negative pole contacts, on which the collectors of the respective electrodes are brought out. For reasons of mechanical protection, the case can still be lined inside with additional flexible material.

V jiném provedení může být pouzdro dvojité, sestávající z pevného pouzdra a dalšího vnějšího pouzdra, přičemž prostor mezi pevným pouzdrem a vnějším pouzdrem obsahuje hasicí prášek. Pevné pouzdro je pak opatřeno bezpečnostním ventilem, který je uzpůsoben k vypuštění expandujícího elektrolytu do prostoru s hasicím práškem. Toto řešení lze zvláště výhodně uplatnit u baterie sestávající z více článků, kde prostor mezi články a pouzdrem baterie je vyplněn hasicímIn another embodiment, the casing may be double, consisting of a solid casing and another outer casing, with the space between the rigid casing and the outer casing containing the extinguishing powder. The rigid case is then equipped with a safety valve, which is adapted to release the expanding electrolyte into the space with the fire-extinguishing powder. This solution can be particularly advantageously applied to a battery consisting of several cells, where the space between the cells and the battery case is filled with fire

-3 CZ 36155 UI práškem. Hasicí prášek je schopen absorbovat vyteklý elektrolyt a zabránit tak jeho případnému vzplanutí.-3 CZ 36155 UI powder. The fire extinguishing powder is able to absorb the leaked electrolyte and thus prevent it from igniting.

Elektrodový modul obsahuje alespoň jednu negativní a jednu pozitivní elektrodu, oddělené separátorem, ať již v jakémkoliv uspořádání, např. výhodně jako svitek, svazek nebo sloupec, Elektrody mohou být vyrobeny ze standardních materiálů používaných pro Li nebo Li-ion články, jaké jsou odborníkům známy. Avšak výhodně je bezpečnostní systém podle předloženého technického řešení uplatněn v kombinaci s článkem, kde negativní elektroda je vyrobena z kovového lithia (Li), a současně pozitivní elektroda obsahuje oxidy vanadu, výhodně obsahuje oxid vanadičný (V2O5), a nej výhodněji je tvořena směsí (kompozitem) V2O5 a grafenu.The electrode module comprises at least one negative and one positive electrode, separated by a separator, in any arrangement, e.g. preferably as a coil, bundle or column, The electrodes can be made of standard materials used for Li or Li-ion cells, as known to those skilled in the art . However, advantageously, the safety system according to the presented technical solution is applied in combination with a cell, where the negative electrode is made of metal lithium (Li), and at the same time the positive electrode contains vanadium oxides, preferably vanadium oxide (V2O5), and most preferably it is formed by a mixture ( composite) of V2O5 and graphene.

Elektrodový modul je obvykle vytvořen z elektrodového pásu, který se svine do svitku, popřípadě harmonikovitě složí. Elektrodový pás je tvořen alespoň jedním pásem negativní elektrody a alespoň jedním pásem pozitivní elektrody, mezi které je vložen separátor.The electrode module is usually made of an electrode strip that is rolled into a coil or folded like an accordion. The electrode strip consists of at least one negative electrode strip and at least one positive electrode strip, between which a separator is inserted.

Výhodně je pás negativní elektrody z obou stran obklopen pásy pozitivní elektrody. Elektrodový pás v jednom výhodném provedení tedy obsahuje jednu negativní a dvě pozitivní elektrody. Vlastní materiál negativní elektrody i materiál pozitivní elektrody je zalisován mezi dvě vrstvy sběrače proudu (z děrovaného kovového pásu ve formě kovové síťoviny, tahokovu, perforované či porézní kovové folie). Na první, tj. vnitřní stranu pásu pozitivní elektrody, která přiléhá k negativní elektrodě, je nalisován pás vnitřního separátoru, a na druhou, tj. vnější stranu, je nalisován vnější separátor. Separátory jsou v průběhu lisování elektrodového pásu syceny elektrolytem.Preferably, the negative electrode strip is surrounded by positive electrode strips on both sides. The electrode strip in one advantageous embodiment therefore contains one negative and two positive electrodes. The actual material of the negative electrode and the material of the positive electrode is pressed between two layers of the current collector (from a perforated metal strip in the form of a metal mesh, expanded metal, perforated or porous metal foil). On the first, i.e. the inner side of the positive electrode strip, which adjoins the negative electrode, the inner separator strip is pressed, and on the second, i.e. the outer side, the outer separator is pressed. The separators are saturated with electrolyte during the pressing of the electrode strip.

V jiném provedení elektrodový modul obsahuje deskové elektrody, kde uspořádání je takové, že pozitivní elektroda je obklopena z každé strany jednou negativní elektrodou, přičemž elektrody jsou odděleny separátory, nasáklými elektrolytem. Negativní elektrodu tvoří sběrač proudu, kterým je Cu tahokov, s nanesenou vrstvou kovového Li, pozitivní elektroda obsahuje V2O5 nanesený na sběrači proudu, kterým je AI tahokov.In another embodiment, the electrode module contains plate electrodes, where the arrangement is such that the positive electrode is surrounded on each side by one negative electrode, the electrodes being separated by separators soaked in electrolyte. The negative electrode consists of a current collector, which is a Cu ductile iron, with a deposited layer of Li metal, the positive electrode contains V2O5 deposited on a current collector, which is an AI ductile iron.

Elektrolytem pro lithiový článek je některý z běžných elektrolytů typu organické rozpouštědlo s obsahem Li solí, které jsou odborníkovi známy.The electrolyte for the lithium cell is any of the common electrolytes of the organic solvent type containing Li salts, which are known to the expert.

Materiál vnitřního separátoru a vnějšího separátoru je s výhodou vybrán ze skupiny polyolefmová porézní folie, porézní pás z netkaných skleněných nebo keramických, vláken založených na ZrO2, AI2O3, nebo korundu, přičemž vnější separátor je na vnější straně opatřen vrstvou slabé AI fólie.The material of the inner separator and the outer separator is preferably selected from the group of polyolefin porous film, porous strip of non-woven glass or ceramic, fibers based on ZrO2, AI2O3, or corundum, while the outer separator is provided with a layer of weak AI film on the outside.

Způsob výroby výše popsaného lithiového akumulátoru s elektrodovým modulem v podobě svitku byl v principu popsán v EP 3 096 373 a dále v užitných vzorech č. 31 991 a 33 343.The method of manufacturing the above-described lithium accumulator with an electrode module in the form of a coil was described in principle in EP 3 096 373 and further in utility models No. 31 991 and 33 343.

Znaky výše uvedených provedení lze libovolně kombinovat. Odborník si je vědom, že je možné popsaný systém rutinními postupy různě modifikovat při zachování principu bezpečnostního systému zde popsaného. Následující obrázky a příklady výhodných provedení slouží k lepšímu pochopení podstaty předloženého technického řešení. Rozsah ochrany předloženého řešení je vymezen připojenými nároky na ochranu.The features of the above-mentioned designs can be combined as desired. The expert is aware that it is possible to modify the described system by routine procedures in various ways while maintaining the principle of the safety system described here. The following images and examples of advantageous designs serve to better understand the essence of the presented technical solution. The scope of protection of the presented solution is defined by the attached protection claims.

Objasnění výkresůClarification of drawings

Obr. 1A znázorňuje schematicky svitkový lithiový akumulátor, kde je elektrodový pás navinut na centrální havarijní nádobu (obsahující havarijní kapalinu) a celý svitek je uložen v pevném pouzdru. Havarijní nádoba je vyrobena z termoplastického materiálu.Giant. 1A schematically shows a coil lithium battery where the electrode strip is wound on a central emergency container (containing emergency liquid) and the entire coil is housed in a rigid housing. The emergency container is made of thermoplastic material.

Obr. 1B znázorňuje řez slisovaným elektrodovým pásem obsahujícím jeden pás negativní elektrody obklopený z každé strany pásem pozitivní elektrody, kde je patrné vzájemné uložení jednotlivých vrstev materiálů elektrod, sběračů proudu a separátorů. Schéma demonstrujeGiant. 1B shows a cross-section of a pressed electrode strip comprising one strip of negative electrode surrounded on each side by a strip of positive electrode, showing the interposition of individual layers of electrode materials, current collectors and separators. The diagram demonstrates

-4CZ 36155 UI kvalitativní složení elektrodového pásu, ve skutečném provedení nejsou tloušťky jednotlivých vrstev shodné.-4CZ 36155 UI qualitative composition of the electrode strip, in the actual design the thicknesses of the individual layers are not the same.

Obr. 2 je schéma zařízení k výrobě elektrodového pásu.Giant. 2 is a diagram of a device for producing an electrode strip.

Obr. 3A je schéma provedení bezpečnostního systému v článku standardního typu, kde havarijní prostor obsahující havarijní kapalinu je vymezen uvnitř pouzdra článku, sousedí s elektrodovým modulem a je od něho oddělen obalem vyrobeným z termoplastického materiálu. Systém navíc obsahuje prostor pro dusík, oddělený od havarijního prostoru také obalem vyrobeným z termoplastického materiálu.Giant. 3A is a diagram of the implementation of the safety system in a standard type cell, where the emergency space containing the emergency liquid is defined inside the case of the cell, adjacent to the electrode module and separated from it by an envelope made of thermoplastic material. In addition, the system contains a space for nitrogen, separated from the emergency space also by an envelope made of thermoplastic material.

Obr. 3B je zvětšený výřez z obr. 3A pro zviditelnění detailů provedení.Giant. 3B is an enlarged section of FIG. 3A to show details of the embodiment.

Obr. 4 je schéma článku opatřeného bezpečnostním systémem, kde havarijní prostor je vymezen vnějším a vnitřním obalem elektrodového modulu, kteréžto obaly jsou vyrobeny z termoplastického materiálu, prostor pro dusík je mezi vnějším obalem elektrodového modulu a pevným pouzdrem článku, a navíc j e článek opatřen vněj ším pouzdrem, kde prostor mezi pevným pouzdrem a vnějším pouzdrem obsahuje hasicí prášek. Pevné pouzdro je opatřeno bezpečnostním ventilem, zajišťujícím při havarijní situaci spojení prostoru s dusíkem s prostorem s hasicím práškem.Giant. 4 is a diagram of a cell equipped with a safety system, where the emergency space is defined by the outer and inner shell of the electrode module, which shells are made of thermoplastic material, the space for nitrogen is between the outer shell of the electrode module and the solid case of the cell, and in addition, the cell is provided with an outer case , where the space between the solid case and the outer case contains the extinguishing powder. The rigid case is equipped with a safety valve, ensuring the connection of the space with nitrogen to the space with fire-extinguishing powder in an emergency situation.

Příklady uskutečnění technického řešeníExamples of implementing a technical solution

Příklad 1Example 1

Obr. 1A znázorňuje jedno provedení bezpečnostního systému lithiového akumulátorového článku. Článek obsahuje elektrodový pás 1.1. navinutý do svitku na jádro tvořené válcovitou havarijní nádobou 2,1 s havarijní kapalinou. Elektrodový pás 1.1 je tvořen jedním pásem negativní elektrody, který jez obou stran obklopen pásy pozitivní elektrody. Kompletní svitek obsahující elektrodový pás 1.1 a havarijní nádobu 2,1 je umístěn v pevném pouzdru 3, které je opatřeno kladným a záporným pólem, a které dále obsahuje teplotní, proudový a nárazový senzor. Havarijní nádoba 2.1 je vyrobena z termoplastického materiálu Zeonor 1020R (Zeon Corporation, Tokyo, Japonsko) potaženého oboustranně tenkou AI fólií. AI fólie chrání termoplast před případným negativním působením havarijní kapaliny (minerální olej) z jedné strany a elektrolytu (obsahuje organické rozpouštědlo) z druhé strany. Avšak pevnost AI fólie je natolik nízká, že při tepelné degradaci termoplastického materiálu stěn havarijní nádoby 2,1 dojde k degradaci/roztrhání AI fólie a havarijní kapalina může zaplavit elektrodový pás.Giant. 1A illustrates one embodiment of a lithium battery cell safety system. The article contains an electrode strip 1.1. wound into a coil on a core formed by a cylindrical emergency container 2.1 with an emergency liquid. Electrode strip 1.1 consists of one strip of negative electrode, which is surrounded on both sides by strips of positive electrode. The complete coil containing the electrode strip 1.1 and the emergency container 2.1 is placed in a solid case 3, which is equipped with a positive and negative pole, and which also contains a temperature, current and shock sensor. Emergency container 2.1 is made of thermoplastic material Zeonor 1020R (Zeon Corporation, Tokyo, Japan) coated on both sides with a thin AI film. The AI film protects the thermoplastic from possible negative effects of the emergency liquid (mineral oil) on one side and the electrolyte (contains an organic solvent) on the other. However, the strength of the AI film is so low that during the thermal degradation of the thermoplastic material of the walls of the emergency container 2.1, the degradation/tear of the AI film will occur and the emergency liquid may flood the electrode strip.

Na obr. 1B je znázorněn schematický řez slisovaným elektrodovým pásem 1,1, kde je patrné vzájemné uložení jednotlivých vrstev materiálů (přičemž tloušťky vrstev ve skutečném provedení nejsou shodné. Materiálem 5 negativní elektrody je lithiová (Li) fólie, která je zalisována mezi dva sběrače 6 proudu negativní elektrody, kterými je měděný (Cu) tahokov. Materiál 8 pozitivní elektrody, kterým je směs (kompozit) V2O5 a grafenu, je zalisován mezi dva sběrače 9 proudu pozitivní elektrody, kterými je hliníkový (AI) tahokov. Na první, tj. vnitřní stranu pásu pozitivní elektrody, která přiléhá k negativní elektrodě, j e nalisován vnitřní separátor 7, a na druhou, tj. vněj ší stranu, je nalisován vnější separátor 10 opatřený na vnější straně hliníkovou (AI) fólií. Separátory 7, 10 jsou v průběhu lisování elektrodového pásu nasyceny elektrolytem. Sběrače proudu 6, 9 jsou u článku ve smontovaném stavu propojeny s příslušnými póly článku na pouzdru 4.Fig. 1B shows a schematic cross-section of the pressed electrode strip 1,1, where the individual layers of the materials are placed against each other (while the thicknesses of the layers in the actual design are not the same. The material 5 of the negative electrode is a lithium (Li) foil that is pressed between two collectors 6 of the current of the negative electrode, which is a copper (Cu) drawn metal. The material of the 8 positive electrode, which is a mixture (composite) of V2O5 and graphene, is pressed between two collectors of the 9 current of the positive electrode, which is an aluminum (AI) drawn metal. On the first, i.e. on the inner side of the strip of the positive electrode, which is adjacent to the negative electrode, an inner separator 7 is pressed, and on the other side, i.e. the outer side, an outer separator 10 provided on the outer side with an aluminum (AI) foil is pressed. The separators 7, 10 are in saturated with electrolyte during the pressing of the electrode strip Current collectors 6, 9 are connected to the respective poles of the cell on the case 4 in the assembled state.

Havarijní kapalinou je minerální olej.The emergency fluid is mineral oil.

V případě havarijní situace, indikované např. zvýšením teploty článku nad bezpečnou úroveň, stěny havarijní nádoby 2,1 z termoplastu se v důsledku zvýšení teploty zcela rozruší a havarijní kapalina zaplaví elektrody a separátory elektrodového pásu 1.1. Standardní bezpečnostníIn the event of an emergency situation, indicated e.g. by an increase in the temperature of the cell above a safe level, the walls of the emergency container 2.1 made of thermoplastic are completely disturbed due to the increase in temperature and the emergency liquid floods the electrodes and separators of the electrode strip 1.1. Standard security

-5CZ 36155 UI elektronika současně akumulátor elektricky rozpojí. Tím se zabrání případnému vzplanutí či výbuchu akumulátoru.-5CZ 36155 UI electronics simultaneously electrically disconnects the battery. This prevents the battery from catching fire or exploding.

Na obr. 2 je schéma zařízení pro výrobu lithiového článku s bezpečnostním systémem podle obr. 1A. Ve znázorněném lisovacím a tvářecím zařízení se mezi dva pohybující se paralelní pásy sběrače 6 proudu negativní elektrody zalisuje aktivní materiál 5 negativní elektrody, mezi pohybující se dva paralelní pásy sběrače 9 proudu pozitivní elektrody se zalisuje aktivní materiál 8 pozitivní elektrody, přičemž se na první stranu pásu pozitivní elektrody nalisuje vnitřní separátor 7 a na druhou stranu se nalisuje vnější separátor 10. přičemž se současně k centrálnímu pásu negativní elektrody lisuje z každé strany jeden pás pozitivní elektrody a takto slisovaný elektrodový pás 1.1 se navíjí na havarijní nádobu 2,1.Fig. 2 is a diagram of a device for the production of a lithium cell with a safety system according to Fig. 1A. In the illustrated pressing and forming device, the active material 5 of the negative electrode is pressed between two moving parallel strips of the negative electrode current collector 6, the active material 8 of the positive electrode is pressed between the two moving parallel strips of the positive electrode current collector 9, while on the first side of the strip the positive electrode is pressed by the inner separator 7 and the outer separator 10 is pressed on the other side. At the same time, one strip of positive electrode is pressed from each side to the central strip of the negative electrode, and the electrode strip 1.1 pressed in this way is wound onto the emergency container 2.1.

Příklad 2Example 2

Obr. 3A demonstruje výhodné provedení bezpečnostního systému lithiového akumulátorového článku standardního typu s deskovými elektrodami. Elektrodový modul 1 obsahující jednu pozitivní elektrodu mezi dvěma negativními elektrodami, uložené mezi svěmými deskami 12 vyrobenými z AI, je umístěn v pevném pouzdru 3 obsahujícím spodní část 3,1 a horní část 3,2 pouzdra 3. Materiálem 5 negativní elektrody je lithiová (Li) fólie, která je nalisována na sběrač 6 proudu negativní elektrody, kterým je měděný (Cu) tahokov. Materiál 8 pozitivní elektrody, kterým je směs (kompozit) V2O5 a grafenu, je nalisován na sběrač 9 proudu pozitivní elektrody, kterými je hliníkový (AI) tahokov (viz obr. 3B). Elektrodový modul 1 obsahující elektrody a elektrolyt je ve spodní části obalen vnitřním obalem 11,1, který je tvořena vrstvou termoplastického materiálu Zeonor 1020R (Zeon Corporation, Tokyo, Japonsko) potaženého oboustranně tenkou AI fólií. Havarijní prostor 2 zaujímající část prostoru mezi elektrodovým modulem 1 a spodní částí 3,1 pevného pouzdra 3. Havarijní kapalinou je minerální olej. Ve spodní části 3,1 pevného pouzdra 3 je vymezen ještě další prostor 13 naplněný dusíkem, oddělný od havarijního prostoru 2 dalším, vnějším obalem 11,2 vytvořeným z termoplastického materiálu Zeonor 1020R (Zeon Corporation, Tokyo, Japonsko) potaženého oboustranně tenkou AI fólií.Giant. 3A demonstrates a preferred embodiment of the safety system of a standard type lithium battery cell with plate electrodes. The electrode module 1 containing one positive electrode between two negative electrodes, placed between blank plates 12 made of AI, is placed in a fixed housing 3 containing the lower part 3,1 and the upper part 3,2 of the housing 3. The material 5 of the negative electrode is lithium (Li ) foil that is pressed onto the current collector 6 of the negative electrode, which is copper (Cu) ductile metal. The material 8 of the positive electrode, which is a mixture (composite) of V2O5 and graphene, is pressed onto the current collector 9 of the positive electrode, which is aluminum (AI) ductile metal (see Fig. 3B). The electrode module 1 containing the electrodes and the electrolyte is covered in the lower part with the inner cover 11.1, which is made of a layer of thermoplastic material Zeonor 1020R (Zeon Corporation, Tokyo, Japan) coated on both sides with a thin AI foil. Emergency space 2 occupying part of the space between the electrode module 1 and the lower part 3.1 of the fixed housing 3. The emergency liquid is mineral oil. In the lower part 3.1 of the fixed case 3, another space 13 filled with nitrogen is defined, separated from the emergency space 2 by another, outer envelope 11.2 made of thermoplastic material Zeonor 1020R (Zeon Corporation, Tokyo, Japan) coated on both sides with a thin AI foil.

V případě havarijní situace, kdy dojde ke zvýšení teploty článku nad bezpečnou úroveň a současně k expanzi par elektrolytu, dojde také ke stlačení dusíku v prostoru 13. a v důsledku zvýšení teploty se obaly 11.1 a 11.2 z termoplastu zcela rozruší a havarijní kapalina zaplaví elektrodový modul a rozptýlí se mezi elektrody, čemuž napomůže tlak dusíku. Navíc dusík v reakci s lithiem bude vytvářet nitrid lithný (L13N), který na rozdíl od čistého lithia nerozkládá vodu.In the event of an emergency situation, when the temperature of the cell rises above a safe level and at the same time the electrolyte vapor expands, the nitrogen in space 13 will also be compressed, and as a result of the temperature increase, the thermoplastic casings 11.1 and 11.2 will completely break and the emergency liquid will flood the electrode module and diffuses between the electrodes, aided by nitrogen pressure. In addition, nitrogen reacting with lithium will form lithium nitride (L13N), which, unlike pure lithium, does not decompose water.

Příklad 3Example 3

V provedení znázorněném na obr. 4 je akumulátorový článek, který v pevném pouzdru 3 obsahuje elektrodový modul 1 obsahující harmonikovitě složený elektrodový pás 1.1 (uspořádaný stejně jako pás v příkladu 1) a elektrolyt. Havarijní prostor 2 mezi vnitřním obalem 11,1 z termoplastického materiálu a vnějším obalem 11,2 z termoplastického materiálu (v obou případech Zeonor 1020R, Zeon Corporation, Tokyo, Japonsko) potaženého oboustranně tenkou AI fólií je naplněn havarijní kapalinou. Havarijní kapalinou je minerální olej, ve kterém je rozptýlena síra ve formě nanočástic. Článek je dále opatřen vnějším pouzdrem 4. Vnější obal 11.2 z termoplastu spolu s pevným pouzdrem 3 vymezují prostor 13. který je naplněn dusíkem. Prostor 14 mezi pevným pouzdrem 3 a vnějším pouzdrem 4 obsahuje hasicí prášek. Pevný obal 3 je opatřen alespoň jedním bezpečnostním ventilem 15 pro umožnění vypuštění expandujícího elektrolytu do prostoru 14 s hasicím práškem.In the embodiment shown in Fig. 4, there is a battery cell, which in a fixed case 3 contains an electrode module 1 containing a harmonically folded electrode strip 1.1 (arranged in the same way as the strip in example 1) and an electrolyte. The emergency space 2 between the inner casing 11.1 of thermoplastic material and the outer casing 11.2 of thermoplastic material (in both cases Zeonor 1020R, Zeon Corporation, Tokyo, Japan) coated on both sides with a thin AI film is filled with emergency liquid. The emergency liquid is mineral oil in which sulfur is dispersed in the form of nanoparticles. The cell is further equipped with an outer casing 4. The outer casing 11.2 made of thermoplastic together with the solid casing 3 define a space 13. which is filled with nitrogen. The space 14 between the fixed housing 3 and the outer housing 4 contains fire extinguishing powder. The rigid package 3 is equipped with at least one safety valve 15 to allow the expanding electrolyte to be discharged into the space 14 with the fire-extinguishing powder.

V případě havarijní situace, kdy dojde ke zvýšení teploty článku nad bezpečnou úroveň a současně k expanzi par elektrolytu, dojde také ke stlačení dusíku v prostoru 13. a v důsledku zvýšení teploty se obaly 11.1 a 11.2 z termoplastu zcela rozruší a havarijní kapalina zaplaví elektrodový modul a rozptýlí se mezi elektrody, čemuž napomůže tlak dusíku. Alespoň část lithia se přemění na nitrid lithný (LÍ3N) a navíc se v důsledku přítomnosti síry v havarijní kapalině alespoň část lithia přeměníIn the event of an emergency situation, when the temperature of the cell rises above a safe level and at the same time the electrolyte vapor expands, the nitrogen in space 13 will also be compressed, and as a result of the temperature increase, the thermoplastic casings 11.1 and 11.2 will completely break and the emergency liquid will flood the electrode module and diffuses between the electrodes, aided by nitrogen pressure. At least some of the lithium is converted to lithium nitride (LÍ3N) and, in addition, due to the presence of sulfur in the emergency liquid, at least some of the lithium is converted

-6CZ 36155 UI na sulfid lithný (L12S), který také nerozkládá vodu. Expandující elektrolyt s havarijní kapalinou bude při přetlaku přepuštěn pomocí bezpečnostního ventilu 15 do prostoru 14 mezi pevným pouzdrem 3 a vnějším pouzdrem 4 obsahujícího hasicí prášek.-6CZ 36155 UI for lithium sulfide (L12S), which also does not decompose water. The expanding electrolyte with the emergency liquid will be released at overpressure using the safety valve 15 into the space 14 between the fixed housing 3 and the outer housing 4 containing the fire extinguishing powder.

Claims (9)

NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION CLAIMS 1. Bezpečnostní systém pro lithiový akumulátorový článek, kde článek obsahuje elektrodový modul (1) obsahující alespoň jednu negativní a jednu pozitivní elektrodu, kde elektrody jsou odděleny separátorem nasyceným elektrolytem, uzavřený v pevném pouzdru (3) článku, vyznačující se tím, že je tvořen alespoň jedním havarijním prostorem (2) obsahujícím havarijní kapalinu, přičemž havarijní prostor (2) je umístěn uvnitř pevného pouzdra (3) a je od elektrodového modulu (1) oddělen vrstvou alespoň částečně vytvořenou z termoplastického materiálu.1. A safety system for a lithium storage cell, wherein the cell comprises an electrode module (1) containing at least one negative and one positive electrode, where the electrodes are separated by a separator saturated with electrolyte, enclosed in a solid case (3) of the cell, characterized in that it is formed at least one emergency space (2) containing an emergency liquid, wherein the emergency space (2) is located inside a solid housing (3) and is separated from the electrode module (1) by a layer at least partially made of thermoplastic material. 2. Bezpečnostní systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že havarijním prostorem (2) je havarijní nádoba (2.1) vyrobená alespoň částečně z termoplastického materiálu, tvořící jádro, na které je navinut elektrodový modul (1) ve formě elektrodového pásu (1.1).2. Safety system according to claim 1, characterized in that the emergency space (2) is an emergency container (2.1) made at least partially of thermoplastic material, forming a core on which the electrode module (1) in the form of an electrode strip (1.1) is wound . 3. Bezpečnostní systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že havarijní prostor (2) je umístěn mezi elektrodovým modulem (1) a pevným pouzdrem (3), přičemž elektrodový modul (1) je oddělen od havarijní kapaliny vnitřním obalem (11.1) vytvořeným alespoň částečně z vrstvy termoplastického materiálu.3. The safety system according to claim 1, characterized in that the emergency space (2) is located between the electrode module (1) and the fixed housing (3), while the electrode module (1) is separated from the emergency liquid by an inner casing (11.1) formed at least partly from a layer of thermoplastic material. 4. Bezpečnostní systém podle nároku 3, vyznačující se tím, že dále obsahuje prostor (13) naplněný dusíkem, umístěný uvnitř pevného pouzdra (3) a oddělený od havarijního prostoru (2) vnějším obalem (11.2) vytvořeným alespoň částečně z vrstvy termoplastického materiálu.4. The safety system according to claim 3, characterized in that it further contains a space (13) filled with nitrogen, located inside a solid casing (3) and separated from the emergency space (2) by an outer casing (11.2) formed at least partially from a layer of thermoplastic material. 5. Bezpečnostní systém podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že termoplastický materiál je cykloolefinový kopolymer,nebo cykloolefinový polymer, s teplotou skelného přechodu 100 °C - 163 °C.5. A security system according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the thermoplastic material is a cycloolefin copolymer, or a cycloolefin polymer, with a glass transition temperature of 100°C - 163°C. 6. Bezpečnostní systém podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že termoplastický materiál je cykloolefinový polymer s teplotou skelného přechodu 102 °C.6. The security system according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the thermoplastic material is a cycloolefin polymer with a glass transition temperature of 102°C. 7. Bezpečnostní systém podle kteréhokoliv z kteréhokoliv z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že vrstva termoplastického materiálu je potažena jednostranně nebo oboustranně tenkou hliníkovou fólií.7. A security system according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the layer of thermoplastic material is coated on one side or both sides with a thin aluminum foil. 8. Bezpečnostní systém podle nároku kteréhokoliv z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že havarijní kapalinou je minerální olej nebo vakuový olej.8. A safety system according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the emergency liquid is mineral oil or vacuum oil. 9. Bezpečnostní systém podle nároku 8, vyznačující se tím, že havarijní kapalina obsahuje alespoň jedno činidlo reagující s lithiem za vzniku sloučeniny nerozkládající vodu, kterým je šíravě formě nanočástic.9. The safety system according to claim 8, characterized in that the emergency liquid contains at least one reagent reacting with lithium to form a compound that does not decompose water, which is generally in the form of nanoparticles.
CZ202038107U 2020-10-15 2020-10-15 Lithium battery safety system CZ36155U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ202038107U CZ36155U1 (en) 2020-10-15 2020-10-15 Lithium battery safety system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ202038107U CZ36155U1 (en) 2020-10-15 2020-10-15 Lithium battery safety system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ36155U1 true CZ36155U1 (en) 2022-06-21

Family

ID=82399646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ202038107U CZ36155U1 (en) 2020-10-15 2020-10-15 Lithium battery safety system

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ36155U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5039866B2 (en) Battery pack
KR100876455B1 (en) Pouch type secondary battery with unsealed surplus
KR101522638B1 (en) Rechargeable lithium batteries comprising means for the sorption of harmful substances
JP5261908B2 (en) Flat electrochemical cell
KR20140053010A (en) Safety valve and electrochemical element
WO2002049126A9 (en) Multi-cell battery
KR101619444B1 (en) Jelly-roll type electrode assembly and secondary battery including the same
KR101123061B1 (en) Secondary Battery of Improved Safety
CN101682077A (en) Rechargeable lithium batteries comprising means for the sorption of harmful substances in the form of a multilayer polymeric sheet
JP6469243B2 (en) Portable electric energy storage device with in-situ formable fluid channel
CN108352585A (en) Include the secondary cell of gas absorption polymer
JP7466975B2 (en) Method for manufacturing battery case for secondary battery and gas exhaust part
CZ36155U1 (en) Lithium battery safety system
CZ2016569A3 (en) A lithium accumulator with high capacity and increased safety
KR100788540B1 (en) Lithium rechargeable battery
CZ33343U1 (en) Lithium battery safety system and a lithium battery with this system
WO2023050391A1 (en) Battery cell, battery, and electric apparatus
JP2013222510A (en) Separator for secondary battery and secondary battery using the same
CZ31991U1 (en) A roll lithium battery cell with high safety and high capacity
JP2000353501A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
CN220527039U (en) Battery monomer, battery and electric equipment
KR100679662B1 (en) Electrochemical cell with two separator system
DE102014211043A1 (en) Lithium cell with fluorine absorber
JP7408760B2 (en) Catalytic devices for lead-acid batteries and lead-acid batteries
CN220544160U (en) Battery monomer, battery and power utilization device

Legal Events

Date Code Title Description
FG1K Utility model registered

Effective date: 20220621