DE102012208314A1 - Electrochemical energy storage - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrochemischen Energiespeicher, insbesondere eine Lithium-Ionen-Batterie, umfassend einen Zellraum (1), in dem wenigstens eine Anode, wenigstens eine Kathode und ein zwischen Anode und Kathode angeordneter Elektrolyt angeordnet ist, wobei wenigstens ein mit der wenigstens einen Anode verbundener Stromableiter (2) und wenigstens ein mit der wenigstens einen Kathode verbundener Stromableiter (3) zum Abgreifen elektrischer Energie vorgesehen ist, und wobei an wenigstens einem Stromableiter (2, 3) ein fluidisierbares Material (5) angeordnet ist, zwischen dem und dem Inneren des Zellraums (1) eine fluidische Verbindung vorgesehen ist, und welches bei einer Temperatur fluidisiert, die bei einem definierten Grenzwert liegt, wobei der Grenzwert in einem definierten Abstand oberhalb einer Betriebstemperatur des wenigstens einen Stromableiters (2, 3) liegt. Bei einem derartigen Energiespeicher kann ein thermisches Durchgehen besonders effizient verhindert werden, wobei keine signifikanten Umbauten eines herkömmlichen Energiespeichers notwendig sind.The present invention relates to an electrochemical energy store, in particular a lithium-ion battery, comprising a cell space (1) in which at least one anode, at least one cathode and an arranged between the anode and cathode electrolyte is disposed, wherein at least one with the at least one Anode connected to the current collector (2) and at least one connected to the at least one cathode current conductor (3) for tapping electrical energy is provided, and wherein at least one current collector (2, 3) a fluidisierbares material (5) is disposed between the and Inside the cell space (1) is provided a fluidic connection, and which fluidizes at a temperature which is at a defined limit, wherein the limit in a defined distance above an operating temperature of the at least one Stromableiters (2, 3). In such an energy storage thermal runaway can be particularly efficiently prevented, with no significant conversions of a conventional energy storage are necessary.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrochemischen Energiespeicher, wie insbesondere eine Lithium-Ionen-Batterie. The present invention relates to an electrochemical energy storage, in particular a lithium-ion battery.
Stand der TechnikState of the art
Für Lithium-Ionen-Batterien, wie beispielsweise für Lithium-Schwefel-Batterien, als Energiespeicher ist es bekannt, dass diese sehr hohe Energieinhalte besitzen. Die ist für Anwendungen mit hohem Leistungsbedarf vorteilhaft, bedingt jedoch, dass es im Falle einer Havarie, beispielsweise, zu einem thermischen Durchgehen (thermal runanway) kommen kann. Ein derartiges Ereignis kann beispielsweise dann auftreten, wenn innerhalb der Zelle die Temperatur so hoch ist, dass interne exotherme Reaktionen die Bildung von Wärme weiter beschleunigen. Dies kann zu einem gefährlichen Zustand der Batterie führen. Die Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien kann besonders bei Elektrofahrzeugen eine Rolle spielen, die besonders hohe Kapazitäten und damit hohe Energiedichten besitzen, was zu einer hohen, im Falle eines Unfalls möglicherweise frei werdenden, Energie führen könnte. Um dieser Gefährdung zu begegnen ist es bisher bekannt, robuste Gehäuse, Sicherheitsventile, spezielle Separatoren, oder flammhemmende Additive im Elektrolyt vorzusehen.For lithium-ion batteries, such as lithium-sulfur batteries, as energy storage, it is known that they have very high energy content. This is advantageous for high power applications, however, it may result in thermal runaway in the event of an accident, for example. Such an event may occur, for example, when the temperature within the cell is so high that internal exothermic reactions further accelerate the formation of heat. This can lead to a dangerous condition of the battery. The safety of lithium-ion batteries can be particularly important in electric vehicles, which have particularly high capacities and thus high energy densities, which could lead to a high, in the event of an accident possibly released energy. To counteract this risk, it has hitherto been known to provide robust housings, safety valves, special separators, or flame-retardant additives in the electrolyte.
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Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein elektrochemischer Energiespeicher, insbesondere eine Lithium-Ionen-Batterie, umfassend einen Zellraum, in dem wenigstens eine Anode, wenigstens eine Kathode und ein zwischen Anode und Kathode angeordneter Elektrolyt angeordnet ist, wobei wenigstens ein mit der wenigstens einen Anode verbundener Stromableiter und wenigstens ein mit der wenigstens einen Kathode verbundener Stromableiter zum Abgreifen elektrischer Energie vorgesehen ist, und wobei an wenigstens einem Stromableiter ein fluidisierbares Material angeordnet ist, wobei zwischen dem fluidisierbaren Material und dem Inneren des Zellraums eine fluidische Verbindung vorgesehen ist, wobei das fluidisierbre Material bei einer Temperatur fluidisiert, die bei einem definierten Grenzwert liegt, wobei der Grenzwert in einem definierten Abstand oberhalb einer Betriebstemperatur von wenigstens einem der Stromableiter liegt.The present invention is an electrochemical energy storage, in particular a lithium-ion battery, comprising a cell space in which at least one anode, at least one cathode and disposed between the anode and cathode electrolyte is disposed, wherein at least one connected to the at least one anode Current diverter and at least one connected to the at least one cathode current collector for tapping electrical energy is provided, and wherein at least one Stromableiter a fluidisable material is arranged, wherein between the fluidizable material and the interior of the cell space, a fluidic connection is provided, wherein the fluidisierbre material fluidized at a temperature which is at a defined limit, the limit being within a defined distance above an operating temperature of at least one of the current conductors.
Unter einer Lithium-Ionen-Batterie kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere eine zumindest teilweise auf Lithium basierende Batterie verstanden werden, welche bei dem elektrochemischen Prozess ihres Lade- beziehungsweise Entladezyklus Lithium beziehungsweise Lithium-Ionen verwendet. Beispielhaft kann als Lithium-Ionen-Batterie eine Lithium-Schwefel-Batterie genannt werden. Ferner kann unter dem Begriff Batterie insbesondere eine Primärzelle wie auch eine Sekundärzelle, also insbesondere ein wieder aufladbarer Akkumulator verstanden werden. In the context of the present invention, a lithium-ion battery can be understood as meaning, in particular, an at least partially lithium-based battery which uses lithium or lithium ions in the electrochemical process of its charging or discharging cycle. By way of example, a lithium-sulfur battery may be mentioned as a lithium-ion battery. Furthermore, the term battery can be understood in particular to mean a primary cell as well as a secondary cell, that is to say in particular a rechargeable accumulator.
Weiterhin kann unter einem Zellraum im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere ein vorteilhafterweise zumindest teilweise gegenüber der äußeren Umgebung abgeschlossener Bereich einer insbesondere galvanischen Zelle verstanden werden. In anderen Worten kann in dem Zellraum insbesondere die eigentliche elektrochemische Reaktion des Energiespeichers ablaufen. Beispielsweise kann unter einem Zellraum das Innere beziehungsweise die aktiven Bereiche eines Zellwickels verstanden werden.Furthermore, in the context of the present invention, a cell space can be understood as meaning, in particular, an area of a particularly galvanic cell that is at least partially closed off from the external environment. In other words, in particular the actual electrochemical reaction of the energy store can take place in the cell space. For example, a cell space can be understood as the interior or the active areas of a cell coil.
Weiterhin kann unter einem Stromableiter insbesondere ein mit wenigstens einer Elektrode verbundenes elektrisch leitfähiges Element verstanden werden, welches beispielsweise vom Inneren des Zellraums in einen Bereich außerhalb des Zellraums und gegebenenfalls in einen Bereich außerhalb eines den Zellraum umgebenden Gehäuses verlaufen kann, und somit insbesondere zum Abgreifen elektrischer Energie des Energiespeichers dienen kann. Furthermore, a current conductor can be understood as meaning, in particular, an electrically conductive element connected to at least one electrode which can extend, for example, from the interior of the cell space into an area outside the cell space and optionally into a region outside a housing surrounding the cell space, and thus in particular for picking up electrical power Energy of the energy store can serve.
Ein fluidisierbares Material kann ferner im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere ein Material beziehungsweise eine Substanz sein, die insbesondere bei Raumtemperatur oder der Betriebstemperatur des Energiespeichers beziehungsweise des Stromableiters fest sein kann, jedoch insbesondere temperaturgesteuert ein Fluid ausbilden kann. Beispielsweise kann ein derartiges Material beziehungsweise eine derartige Substanz einen geeigneten Schmelzpunkt, etwa bei zumindest teilweise kristallinen Polymeren, oder Glaspunkt, etwa bei vollständig amorphen Polymeren, aufweisen, oberhalb denen das Material ein Fluid ausbilden beziehungsweise flüssig werden kann. Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann die Fluidisierungstemperatur, also beispielsweise der Schmelzpunkt oder der Glaspunkt, insbesondere in einem Bereich oberhalb der Betriebstemperatur des Energiespeichers beziehungsweise des Stromableiters liegen. Somit kann das fluidisierbare Material beispielsweise bei der Betriebstemperatur fest sein und bei einem definierten Grenzwert fluidisieren beziehungsweise ein Fluid ausbilden. Ein Fluid kann dabei insbesondere eine Substanz sein, die fließförmig sein kann.In the context of the present invention, a fluidisable material can furthermore be, in particular, a material or a substance that can be solid at room temperature or the operating temperature of the energy store or the current conductor, but can in particular form a fluid under temperature control. For example, such a material or such a substance may have a suitable melting point, for example in the case of at least partially crystalline polymers, or glass point, for example in the case of completely amorphous polymers, above which the material can form a fluid or become liquid. For the purposes of the present invention, the fluidization temperature, that is to say, for example, the melting point or the glass transition point, can be in particular in a range above the operating temperature of the energy store or of the current conductor. Thus, the fluidizable material, for example, be solid at the operating temperature and fluidize at a defined limit or form a fluid. A fluid may in particular be a substance which may be flowable.
Ein erfindungsgemäßer Energiespeicher kann insbesondere ermöglichen, beispielsweise auch hohe Energieinhalte, wie sie etwa in einer Lithium-Ionen-Batterie durch das Vorsehen hoch energetischer Materialien auftreten, zu jeder Zeit sicher handhaben zu können. Bei derartigen Energiespeichern kann es beispielsweise bei erhöhten Temperaturen etwa aufgrund von exothermen Reaktionen der hoch energetischen Substanzen zu einem thermischen Durchgehen und weiter zu einem Entzünden der Batterie kommen, wenn keine geeigneten Gegenmaßnahmen erfolgen. Derartige Gegenmaßnahmen können bei einem erfindungsgemäßen Energiespeicher im Falle einer Erwärmung der Zelle beziehungsweise eines Kurzschlusses in besonders vorteilhafter Weise insbesondere durch ein schnelles Unterbinden der elektrochemischen Reaktionen realisiert werden.An energy store according to the invention can in particular make it possible, for example, to be able to safely handle high energy contents, such as those which occur in a lithium-ion battery by providing highly energetic materials, at any time. In the case of such energy stores, for example at elevated temperatures, for example due to exothermic reactions of the high-energy substances, thermal runaway and further ignition of the battery may occur if no suitable countermeasures are taken. Such countermeasures can be realized in an energy storage device according to the invention in the case of heating of the cell or a short circuit in a particularly advantageous manner, in particular by a rapid suppression of the electrochemical reactions.
Dies kann erfindungsgemäß bei einem vorbeschriebenen Energierspeicher dadurch erreicht werden, dass an wenigstens einem Stromableiter ein fluidisierbares Material angeordnet ist, zwischen dem und dem Inneren des Zellraums eine fluidische Verbindung vorgesehen ist, und welches bei einer Temperatur fluidisiert und demnach flüssig beziehungsweise fließfähig wird, die bei einem definierten Grenzwert liegt, wobei der Grenzwert in einem definierten Abstand oberhalb einer Betriebstemperatur des wenigstens einen Stromableiters liegt.This can be achieved according to the invention in a prescribed energy storage, that at least one current collector a fluidizable material is disposed, between which and the interior of the cell space, a fluidic connection is provided, and which is fluidized at a temperature and therefore liquid or flowable, the at a defined limit value is, wherein the limit value lies within a defined distance above an operating temperature of the at least one Stromableiters.
Im Detail kann erfindungsgemäß ausgenutzt werden, dass bei einem Energiespeicher, wie beispielsweise einer Lithium-Ionen-Batterie, die Stromableiter zu den heißesten Positionen gehören, welche ferner besonders schnell erhitzt werden. Daher eignen sich die Stromableiter zur Detektion von Temperaturspitzen beziehungsweise ist eine erhöhte Temperatur, die beispielsweise ein bevorstehendes thermisches Durchgehen anzeigen kann, an einem Stromableiter besonders gut ermittelbar. Erfindungsgemäß kann an wenigstens einem Stromableiter ein fluidisierbares Material angeordnet sein, zwischen dem und dem Inneren des Zellraums zumindest bei einer Fluidisierungstemperatur des fluidisierbaren Materials eine fluidische Verbindung ausgebildet ist. Die Verbindung kann beispielsweise als etwa seitliche Öffnung des Zellraums hin zu den Stromableitern, beziehungsweise zu einem Bereich der Stromableiter außerhalb des Zellraums, ausgestaltet sein. Dadurch hat das fluidisierbare Material einen freien Zugang zu dem Inneren des Zellraums und kann durch das Fluidisieren des fluidisierbaren Materials in Reaktion auf eine definierte erhöhte Temperatur im weiteren eine thermische Stabilisierung des Energiespeichers ermöglichen, wie dies später im Detail erläutert wird. Hierzu liegt der Fluidisierungspunkt des fluidisierbaren Materials, wie etwa der Schmelzpunkt oder der Glaspunkt, insbesondere bei einer Temperatur, die bei einem definierten Grenzwert liegt. Dieser Grenzwert kann in einem definierten geeigneten Abstand oberhalb einer Betriebstemperatur des wenigstens einen Stromableiters liegen. In anderen Worten ist der Fluidisierungspunkt beziehungsweise die Fluidisierungstemperatur des fluidisierbaren Materials derart gewählt, dass dieses bei einem normalen, gewollten Betrieb des Energiespeichers und der damit im Inneren des Energiespeichers erzeugten üblichen Wärme, fest ist, beziehungsweise noch kein Fluid ausbildet. Erst, wenn ein definierter Grenzwert der Temperatur des Stromableiters erreicht wird, der in einem geeigneten Abstand von der Betriebstemperatur liegt, wird das fluidisierbare Material fluidisieren und somit eine thermische Stabilisierung des Energiespeichers bewirken. Der genaue Grenzwert beziehungsweise die exakte Fluidisierungstemperatur des fluidisierbaren Materials kann dabei in geeigneter Weise in Abhängigkeit des gewählten Energiespeichers beziehungsweise des Anwendungsbereichs des Energiespeichers gewählt werden. Dadurch kann in geeigneter Weise eine thermische Stabilisierung durch ein Fluidisieren des fluidisierbaren Materials erst dann erfolgen, wenn sichergestellt ist, dass ein thermisches Durchgehen erfolgen würde beziehungsweise sicher bevorsteht, wobei ein geeigneter Temperaturüberhang beziehungsweise Temperaturpuffer vorteilhaft sein kann.In detail, can be exploited according to the invention, that in an energy storage, such as a lithium-ion battery, the current collector belong to the hottest positions, which are also heated very quickly. Therefore, the current conductors are suitable for detecting temperature peaks or an elevated temperature, which can indicate, for example, an impending thermal runaway, can be determined particularly well at a current conductor. According to the invention, a fluidizable material can be arranged on at least one current conductor, between which and the interior of the cell space, at least at a fluidization temperature of the fluidizable material, a fluidic connection is formed. The connection can be designed, for example, as an approximately lateral opening of the cell space towards the current conductors or to a region of the current conductors outside the cell space. As a result, the fluidisable material has free access to the interior of the cell space and, by fluidizing the fluidizable material in response to a defined elevated temperature, can further facilitate thermal stabilization of the energy store, as will be explained in detail later. For this purpose, the fluidization point of the fluidizable material, such as the melting point or the glass point, in particular at a temperature which is at a defined limit. This limit value can be above a working temperature of the at least one current conductor at a defined suitable distance. In other words, the fluidization point or the fluidization temperature of the fluidizable material is selected such that it is solid in a normal, intentional operation of the energy store and the usual heat generated in the interior of the energy storage, or not yet forms fluid. Only when a defined limit value of the temperature of the current collector is reached, which lies at a suitable distance from the operating temperature, the fluidisable material will fluidize and thus cause a thermal stabilization of the energy storage. The exact limit value or the exact fluidization temperature of the fluidizable material can be chosen in a suitable manner depending on the selected energy storage or the application of the energy storage. As a result, a thermal stabilization by fluidizing the fluidizable material can only take place in a suitable manner if it is ensured that a thermal runaway would take place or be safely imminent, with a suitable Temperature overhang or temperature buffer can be advantageous.
Dabei gibt es verschiedene Möglichkeiten, diese Aufgabe der thermischen Stabilisierung des Energiespeichers zu erfüllen, wie dies im Folgenden erläutert wird. Grundsätzlich wird durch das Fluidisieren des fluidisierbaren Materials ermöglicht, dass ein insbesondere chemisch inertes Material in den Zellraum gelangt und dort die in dem Inneren des Zellraums ablaufende elektrochemische Reaktion abschwächt oder ganz verhindert, wodurch die entstehende Temperatur gesenkt wird und ein thermisches Durchgehen verhindert werden kann. Beispielsweise kann das fluidisierbare Material in fluidem Zustand selbst in den Zellraum fließen und so beispielsweise einen Stofffluss oder Ionenfluss unterbinden, was die elektrochemische Reaktion zum Erliegen bringen kann.There are various ways to accomplish this task of thermal stabilization of the energy storage, as will be explained below. Basically, by fluidizing the fluidizable material allows a particular chemically inert material enters the cell space and there attenuates the running in the interior of the cell space electrochemical reaction or completely prevented, whereby the resulting temperature is lowered and thermal runaway can be prevented. For example, the fluidizable material in the fluid state itself flow into the cell space and thus prevent, for example, a flow of material or ion flow, which can bring the electrochemical reaction to a halt.
Ein thermisches Stabilisieren kann dabei insbesondere eine Maßnahme bedeuten, welche ein Zerstören oder eine andersartige negative Beeinflussung des Energiespeichers, insbesondere durch ein thermisches Durchgehen, verhindern, reduzieren oder einschränken kann. Weiterhin kann aus einem thermischen Stabilisieren das Verhindern negativer Folgen von Temperaturspitzen verstanden werden.In this case, thermal stabilization can in particular mean a measure which can prevent, reduce or limit destruction or a different type of negative influence on the energy store, in particular by thermal runaway. Furthermore, thermal stabilization can be understood as the prevention of negative consequences of temperature peaks.
Im Rahmen einer Ausgestaltung kann das fluidisierbare Material bei einer Temperatur fluidisieren, die in einem Bereich von größer oder gleich 100 °C bis kleiner oder gleich 200°C, insbesondere in einem Bereich von größer oder gleich 100°C bis kleiner oder gleich 160 °C, liegt. In dieser Ausgestaltung kann besonders sichergestellt werden, dass insbesondere für Lithium-Ionen-Batterien ein Fluidisieren des fluidisierbaren Materials und damit ein Auslösen der thermischen Stabilisierung während eines normalen Betreibens des Energiespeichers nicht erfolgt, was ein besonders verlässliches Arbeiten des Energiespeichers bewirken kann. Darüber hinaus ist die Fluidisierungstemperatur niedrig genug, um schon bei einem ersten sicheren Anzeichen eines thermischen Durchgehens eine thermische Stabilisierung in die Wege leiten zu können, so dass auch das thermische Stabilisieren besonders sicher und verlässlich möglich ist. Somit kann in dieser Ausgestaltung besonders sichergestellt werden, dass der Energiespeicher bei einem normalen Betreiben sicher und verlässlich arbeitet, bei einem thermischen Durchgehen jedoch die Gefahr für die Umwelt sicher reduziert werden kann. Darüber hinaus sind eine Vielzahl an Materialien bekannt, die als fluidisierbare Materialien im Sinne dieser Ausgestaltung beziehungsweise in diesem Temperaturbereich Verwendung finden können. Within the scope of an embodiment, the fluidisable material can fluidize at a temperature which is in a range of greater than or equal to 100 ° C. to less than or equal to 200 ° C., in particular in a range of greater than or equal to 100 ° C. to less than or equal to 160 ° C. , lies. In this embodiment, it can be particularly ensured that, in particular for lithium-ion batteries, fluidization of the fluidizable material and thus initiation of the thermal stabilization during normal operation of the energy store does not take place, which can cause particularly reliable operation of the energy store. In addition, the fluidization temperature is low enough to initiate a thermal stabilization at a first sure sign of thermal runaway, so that the thermal stabilization is particularly safe and reliable possible. Thus, it can be ensured in this embodiment, in particular, that the energy storage operates safely and reliably in a normal operation, however, the risk to the environment can be safely reduced in a thermal runaway. In addition, a large number of materials are known which can be used as fluidizable materials in the context of this embodiment or in this temperature range.
Daher kann ein Energiespeicher in dieser Ausgestaltung ferner besonders kostengünstig herstellbar sein.Therefore, an energy store in this embodiment can also be produced particularly inexpensively.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann das fluidisierbare Material außerhalb des Zellraums angeordnet sein. Insbesondere kann das fluidisierbare Material vollständig außerhalb des Zellraums angeordnet sein. In dieser Ausgestaltung kann das fluidisierbare Material somit derart angeordnet werden, dass eine hierdurch bedingte Beeinflussung der elektrochemischen Vorgänge im Inneren des Energiespeichers beziehungsweise in dem Zellraum sicher vermieden werden kann. Beispielsweise werden weder die Eigenschaften der Elektroden noch die des Elektrolyten negativ beeinflusst. Weiterhin kann der Energiespeicher in herkömmlicher Weise ausgestaltet werden, ohne signifikante Umbauten zu erfordern, was auch in dieser Ausgestaltung ein besonders kostengünstiges Herstellen des Energiespeichers ermöglicht. Ein Anordnen außerhalb des Zellraums kann dabei insbesondere bedeuten, dass das fluidisierbare Material von dem Inneren des Zellraums, wie beispielsweise von den Elektroden, dem Elektrolyt oder dem Separator, durch ein geeignetes Gehäuse zumindest teilweise getrennt sein kann, wobei eine fluidische Verbindung zwischen dem fluidisierbaren Material und dem Inneren des Zellraums vorhanden sein sollte. Weiterhin kann ein Anordnen außerhalb des Zellraums grundsätzlich eine lokale Beabstandung von dem aktiven Bereich der Zelle, wie etwa von dem aktiven Bereich eines Zellwickels, bedeuten.In the context of a further embodiment, the fluidisable material can be arranged outside the cell space. In particular, the fluidisable material can be arranged completely outside the cell space. In this embodiment, the fluidizable material can thus be arranged such that a consequent influence on the electrochemical processes in the interior of the energy storage or in the cell space can be safely avoided. For example, neither the properties of the electrodes nor those of the electrolyte are adversely affected. Furthermore, the energy storage can be configured in a conventional manner, without requiring significant modifications, which also enables a particularly cost-effective production of the energy storage in this embodiment. Arranging outside the cell space may mean in particular that the fluidisable material from the interior of the cell space, such as from the electrodes, the electrolyte or the separator, may be at least partially separated by a suitable housing, wherein a fluidic connection between the fluidizable material and the interior of the cell space should be present. Furthermore, out-of-cell ordering may, in principle, mean local spacing from the active region of the cell, such as the active region of a cell coil.
Somit ist zu erkennen, dass in dieser Ausgestaltung als weiterer Vorteil bewirkt werden kann, dass das fluidisierbare Material, beispielsweise wenn ein entsprechendes, den Zellwickel und die Stromableiter umgebendes Gehäuse geöffnet wird, sichtbar und analysierbar sein kann. Dadurch kann zu jeder Zeit sichergestellt werden, dass das fluidisierbare Material keinen alterungsbedingten Effekten unterlegen ist, so dass ein sicheres Arbeiten des fluidisierbaren Materials jederzeit vorliegt beziehungsweise überprüfbar sein kann. Weiterhin kann das fluidisierbare Material gegebenenfalls auf einfache Weise ausgetauscht werden, um so den Energiespeicher an ein anderes Anwendungsgebiet anpassen zu können, indem die Fluidisierungstemperatur des fluidisierbaren Materials angepasst werden kann. Daher ist in dieser Ausgestaltung eine besonders große Anwendungsvielfalt des Energiespeichers möglich. Als weiterer Vorteil ist zu erkennen, dass das fluidisierbare Material nicht den elektrochemischen Prozessen während eines normalen Arbeitens des Energiespeichers ausgesetzt ist. Dadurch kann das fluidisierbare Material besonders langlebig sein, was den Energiespeicher auch nach einem längeren Gebrauch noch besonders sicher machen kann.Thus, it can be seen that in this embodiment can be brought as a further advantage that the fluidizable material, for example, when a corresponding, the cell coil and the current conductor surrounding housing is opened, can be visible and analyzable. As a result, it can be ensured at all times that the fluidisable material is not subject to age-related effects, so that safe working of the fluidizable material can always be present or can be checked. Furthermore, the fluidisable material can optionally be exchanged in a simple manner so as to be able to adapt the energy store to another field of application by adjusting the fluidization temperature of the fluidizable material. Therefore, a particularly large variety of applications of the energy storage is possible in this embodiment. As a further advantage, it can be seen that the fluidisable material is not exposed to the electrochemical processes during normal operation of the energy store. As a result, the fluidizable material can be particularly durable, which can make the energy storage even after prolonged use even more secure.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann das fluidisierbare Material eine ionische Flüssigkeit oder ein Polymer umfassen. In dieser Ausgestaltung kann das fluidisierbare Material selbst bereits chemisch inert sein und somit selbst in das Innere des Zellraums gelangen, um so beispielsweise die im Inneren des Zellraums ablaufende exotherme elektrochemischen Reaktion zu unterbinden. Dadurch kann eine derartige Reaktion beziehungsweise ein für eine derartige Reaktion notwendiger Stoff- und/oder Ionentransport im Inneren des Zellraums beziehungsweise in der galvanischen Zell zumindest teilweise beziehungsweise zumindest lokal unterdrückt, begrenzt oder ganz verhindert werden. Dadurch kann das Freisetzen weiterer Hitze verhindert werden, was ein thermisches stabilisieren des Energiespeichers bedingt. In dieser Ausgestaltung kann somit das fluidisierbare Material in ausreichender Menge auf dem Stromableiter angeordnet sein, um den Energiespeicher thermisch stabilisieren zu können. Die genaue Masse beziehungsweise Menge des fluidisierbaren Materials kann der Fachmann dabei problemlos in Abhängigkeit der genauen Ausgestaltung des Energiespeichers, wie insbesondere der Zellgröße beziehungsweise Zellgeometrie, wählen. Rein beispielhaft kann die gewählte Menge beziehungsweise Masse des fluidisierbaren Materials kleiner gleich der Menge beziehungsweise Masse des Elektrolyten sein. Beispiele für geeignete ionische Flüssigkeiten umfassen beispielsweise 1,2,3-Trimethylimidazolium-methyl-sulfat, welches einen Schmelzpunkt von 113°C aufweist. Beispiele für geeignete Polymere umfassen beispielsweise Thermoplaste. Konkret können rein beispielhaft Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyacrylate oder Polyvinylidenfluorid-Hexafluoropropylen (PVDF-HFP) oder ähnliche insbesondere chemisch inerte Substanzen Verwendung finden. Grundsätzlich lässt sich die Fluidisierungstemperatur bei Polymeren in für den Fachmann verständlicher Weise über das Molekulargewicht und/oder die Kristallinität steuern.In a further embodiment, the fluidizable material may comprise an ionic liquid or a polymer. In this embodiment, the fluidizable material itself already be chemically inert and thus reach even into the interior of the cell space, so as to prevent, for example, the running inside the cell space exothermic electrochemical reaction. As a result, such a reaction or a transport of substances and / or ions necessary for such a reaction can be at least partly or at least locally suppressed, limited or completely prevented in the interior of the cell space or in the galvanic cell. Thereby, the release of further heat can be prevented, which causes a thermal stabilization of the energy storage. In this embodiment, therefore, the fluidizable material can be arranged in sufficient quantity on the current collector in order to thermally stabilize the energy storage can. The exact mass or amount of the fluidizable material can be easily selected by the person skilled in the art as a function of the exact design of the energy store, in particular the cell size or cell geometry. For example only, the selected amount or mass of the fluidizable material may be less than or equal to the amount or mass of the electrolyte. Examples of suitable ionic liquids include, for example, 1,2,3-trimethylimidazolium methyl sulfate, which has a melting point of 113 ° C. Examples of suitable polymers include, for example, thermoplastics. Specifically, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyacrylates or polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene (PVDF-HFP) or similar, in particular, chemically inert substances can be used purely by way of example. In principle, the fluidization temperature of polymers can be controlled in a manner understandable to the person skilled in the art via the molecular weight and / or the crystallinity.
Chemisch inert kann dabei im Sinne der vorliegenden Erfindung, insbesondere eine Reaktionsträgheit beziehungsweise Inaktivität gegenüber innerhalb des Zellraums und insbesondere an der elektrochemischen Reaktion des Energiespeichers teilnehmenden Komponenten, bevorzugt unter den im Inneren des Zellraums möglichen Bedingungen bedeuten.In the context of the present invention, chemically inert can mean in particular a reaction inertness or inactivity towards components participating within the cell space and, in particular, in the electrochemical reaction of the energy store, preferably under the conditions possible in the interior of the cell space.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann das fluidisierbare Material eingebettet in ein Bindermaterial vorliegen. In dieser Ausgestaltung kann durch eine geeignete Wahl an Materialien in besonders einfacher und vorteilhafter Weise Einfluss auf das Fließverhalten genommen werden. Weiterhin kann in dieser Ausgestaltung in besonders vorteilhafter Weise das Haftungsvermögen des Fluids an dem Stromableiter verbessert werden. Beispielsweise kann die Mischung durch Laminieren aufgebracht werden. Geeignete fluidisierbare Materialien können in dieser Ausgestaltung insbesondere bei Raumtemperatur feste Substanzen umfassen, wie beispielsweise Pulver oder ionische Flüssigkeiten, wohingegen geeignete Bindermaterialien insbesondere Polymere, wie etwa Polyethylen, Polypropylen oder weitere insbesondere thermoplastische Polymere umfassen können, die bei einer Fluidisierungstemperatur oder in einem Bereich der letzteren ebenfalls fluid sein können beziehungsweise werden. Ein Einbetten des fluidiserbaren Materials in ein Bindermaterial kann dabei insbesondere bedeuten, dass das fluidisierbare Material zumindest teilweise von dem Bindermaterial umgeben ist beziehungsweise an diesem haftet.Within the scope of a further embodiment, the fluidisable material can be present embedded in a binder material. In this embodiment, influence can be taken on the flow behavior by a suitable choice of materials in a particularly simple and advantageous manner. Furthermore, in this embodiment, the adhesion of the fluid to the current conductor can be improved in a particularly advantageous manner. For example, the mixture may be applied by lamination. In this embodiment, suitable fluidisable materials may in particular comprise solids which are solid at room temperature, such as, for example, powders or ionic liquids, while suitable binder materials may in particular comprise polymers, such as polyethylene, polypropylene or other, in particular, thermoplastic polymers which are at a fluidization temperature or in a range of the latter can also be fluid or be. Embedding the fluidizable material in a binder material may in particular mean that the fluidisable material is at least partially surrounded by the binder material or adheres to it.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann das fluidisierbare Material als Beschichtung des Stromableiters ausgebildet sein. Eine Beschichtung ist besonders einfach und mit herkömmlichen Verfahren, wie etwa Laminieren, auf den Stromableiter aufbringbar, so dass ein Herstellen eines Energiespeichers in dieser Ausgestaltung besonders einfach sein kann. Darüber hinaus kann durch eine Beschichtung insbesondere ein guter und flächiger Kontakt zwischen dem Stromableiter und dem fluidisierbaren Material hergestellt werden, so dass bei dem Auftreten von ungewünschten Temperaturspitzen schnell und sicher das fluidisierbare Material flüssig werden kann, insbesondere in dem Zellraum gelangen kann, und so ein thermisches Stabilisieren bewirken kann. Weiterhin kann durch eine Variation der Schichtdicke der Beschichtung oder deren Ausdehnung auf besonders einfache Weise das vorhandene fluidisierbare Material beziehungsweise seine Menge an den entsprechenden Energiespeicher angepasst werden, so dass sichergestellt werden kann, dass eine ausreichende Menge an fluidisierbarem Material für ein thermisches Stabilisieren vorhanden sein kann. Geeignete Schichtdicken sind insbeosndere abhängig von dem verwendeten Energiespeicher und der Größe beziehungsweise Geometrie des Stromableiters, wobei die Beschichtungsdicke im Wesentlichen von der verwendeten Masse des fluidisierbaren Materials abhängen kann. Besonders geeignete fluidisierbare Materialien, die besonders vorteilhaft als Beschichtung verwendet werden können, umfassen Polyethylen und Polypropylen oder weitere, thermoplastische Polymere, wie vorstehend bereits ausgeführt.In a further embodiment, the fluidizable material may be formed as a coating of the current conductor. A coating is particularly simple and can be applied to the current collector by conventional methods, such as lamination, so that producing an energy store in this embodiment can be particularly simple. In addition, by a coating in particular a good and surface contact between the current collector and the fluidizable material can be prepared, so that when the occurrence of unwanted temperature peaks quickly and safely the fluidizable material can be liquid, especially in the cell space can pass, and so on can cause thermal stabilization. Furthermore, by varying the layer thickness of the coating or its extent, the existing fluidizable material or its quantity can be adapted to the corresponding energy store in a particularly simple manner, so that it can be ensured that a sufficient amount of fluidizable material for thermal stabilization can be present , Suitable layer thicknesses are in particular dependent on the energy store used and the size or geometry of the current conductor, wherein the coating thickness can essentially depend on the mass of the fluidizable material used. Particularly suitable fluidisable materials that can be used particularly advantageously as a coating include polyethylene and polypropylene or other thermoplastic polymers, as already explained above.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann das fluidisierbare Material ein auf dem Stromableiter angeordnetes Behältnis bilden, in dem ein chemisch inertes Fluid angeordnet ist. In dieser Ausgestaltung kann das fluidisierbare Material somit lediglich als Hülle beziehungsweise als Einhausung dienen, welche ein Material aufweist beziehungsweise umschließt, dass in den Zellraum gelangen und so ein thermisches Stabilisieren bewirken kann. In dieser Ausgestaltung wird somit das fluidisierbare Material fluidisieren, wenn ein Grenzwert der Temperatur des Stromableiters und somit die Fluidisierungstemperatur des fluidisierbaren Materials erreicht ist, und somit den Inhalt freigegeben. Besonders vorteilhaft als ein Behältnis verwendbar sind fluidisierbare Materialien, wie etwa Polyethylen oder Polypropylen oder weitere thermoplastische Materialien, etwa wie vorstehend beschrieben. Beispielsweise kann das Behältnis als ein Kunststoffsäckchen ausgebildet sein, welches auf dem Stromableiter befestigt ist. In dieser Ausgestaltung kann eine besonders freie Wahl an in den Zellraum einfließenden Fluiden gewählt werden. Dabei ist ersichtlich, dass die in dem Behältnis angeordnete Substanz schon bei Raumtemperatur beziehungsweise Betriebstemperatur des Stromableiters fluide beziehungsweise fließförmig sein kann, oder erst bei erhöhter Temperatur, welche gleich oder niedriger oder gegebenenfalls auch höher als die Fluidisierungstemperatur des Behältnisses sein kann, fluide werden kann beziehungsweise ein Fluid ausbilden kann. Der Begriff Fluid mit Bezug auf die in dem Behältnis angeordnete Substanz bezieht sich somit insbesondere auf ihren Zustand bei der Temperatur des Fluidisierens des Behältnisses oder der gewünschten Aktivierungstemperatur des Fluids. Weiterhin kann das Behältnis das Fluid vollständig oder teilweise umgeben.Within the scope of a further embodiment, the fluidisable material can form a container arranged on the current collector, in which a chemically inert fluid is arranged. In this embodiment, the fluidizable material can thus serve only as a casing or as an enclosure, which has or encloses a material that can enter the cell space and thus effect a thermal stabilization. In this embodiment, therefore, the fluidisable material will fluidize when a limit value of the temperature of the Stromableiters and thus the fluidization temperature of the fluidizable material is reached, and thus released the content. Particularly advantageously usable as a container are fluidisable materials, such as polyethylene or polypropylene or other thermoplastic materials, for example as described above. For example, the container may be formed as a plastic bag, which is mounted on the current conductor. In this embodiment, a particularly free choice of fluids flowing into the cell space can be selected. It can be seen that the substance arranged in the container can already be fluid or flow-shaped at room temperature or operating temperature of the current conductor, or only at elevated temperature, which may be the same or lower or possibly higher than the fluidization temperature of the container, fluid or can form a fluid. The term fluid with respect to the substance arranged in the container thus relates in particular to its state at the temperature of the fluidizing of the container or the desired activation temperature of the fluid. Furthermore, the container can completely or partially surround the fluid.
Weiterhin kann ein derartiges Behältnis auf verschiedenste Weise auf dem Stromableiter haften. Nicht beschränkende Beispiele umfassen beispielsweise ein mechanisches Verbinden mit einem Verbindungsmittel, wie etwa einer Klammer oder einer Mehrzahl an Klammern, das Vorsehen eines Haftungsvermittlers, wie beispielsweise carbonsäuremodifizierte oder anhydridmodifizierte Polyolefine, zwischen dem Behältnis und dem Stromableiter oder eines an der Unterseite des Behältnisses angeordneten Verbindungsmittels. In Abhängigkeit des für das Behältnis verwendeten Materials kann bereits das Material des Behältnisses an sich ausreichende Haftungseigenschaften aufweisen.Furthermore, such a container can adhere to the current conductor in various ways. Non-limiting examples include, for example, mechanical bonding to a bonding agent, such as a staple or a plurality of staples, providing an adhesion promoter, such as carboxylic acid modified or anhydride modified polyolefins, between the container and the current collector or a bonding agent disposed on the underside of the receptacle. Depending on the material used for the container may already have the material of the container in itself sufficient adhesion properties.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann das in dem Behältnis angeordnete Fluid eine ionische Flüssigkeit, ein Öl oder ein Pulver umfassen. Derartige Substanzen können besonders einfach in ein Behältnis gefüllt werden, und können ferner sicher ein thermisches Stabilisieren bewirken, da sie auf einfache Weise in den Zellraum gelangen und so eine elektrochemische Reaktion durch ihre chemische Inertheit reduzieren oder unterbinden können. Beispiele für geeignete ionische Flüssigkeiten umfassen rein beispielhaft 1-Butyl-3-methyl-imidazolium-trifluormethansulfonat (BMIM Otf) mit einem Schmelzpunkt von 16°C oder 1-Butyl-1-methyl-pyrrolidinium-bis-(trifluormethylsulfonyl)-imid (BMPyrr NTf2) mit einem Schmelzpunkt von –18°C, wohingegen Beispiele für ein Öl insbesondere hochschmelzende beziehungsweise hochsiedende Öle, wie etwa Silikonöle oder Paraffinöle, etwa chlorhaltige Paraffinöle, umfassen können. Geeignete Pulver umfassen weiterhin beispielsweise Siliziumdioxid, Aluminiumoxid oder Titanoxid. Beispielsweise können auch die Fluide beziehungsweise kann auch das Fluid, das in dem Behältnis angeordnet ist, einen zu dem fluidisierbaren Material des Behälters entsprechenden Fluidisierungspunkt aufweisen. Dadurch kann selbst bei einem Beschädigen des Behältnisses verhindert werden, dass das Fluid, insbesondere wenn es ein schmelzbares Fluid ist, welches bei Raumtemperatur oder der Betriebstemperatur des Energiespeichers fest ist, oder welches seine Viskosität bei erhöhter Temperatur signifikant verändert, sich von dem Stromableiter wegbewegt, und dann nicht mehr für ein thermisches Stabilisieren zur Verfügung steht. Für den rein beispielhaften Fall, dass das in dem Behältnis angeordnete Fluid ebenfalls eine fluidisierbare Substanz ist, die oberhalb der Betriebstemperatur des Stromableiters fluidisiert, kann dabei, wie vorstehend ausgeführt, auch auf das Vorsehen des Behältnisses verzichtet werden.In a further embodiment, the fluid arranged in the container may comprise an ionic liquid, an oil or a powder. Such substances can be particularly easily filled into a container, and can also safely cause a thermal stabilization, since they can easily enter the cell space and so reduce or prevent an electrochemical reaction by their chemical inertness. Examples of suitable ionic liquids include, purely by way of example, 1-butyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate (BMIM Otf) having a melting point of 16 ° C. or 1-butyl-1-methylpyrrolidinium-bis (trifluoromethylsulfonyl) -imide (BMPyrr NTf2) having a melting point of -18 ° C, whereas examples of an oil may include, in particular, high melting or high boiling oils, such as silicone oils or paraffin oils, such as paraffin oils containing chlorine. Suitable powders further include, for example, silica, alumina or titania. For example, the fluids or even the fluid which is arranged in the container can have a fluidization point corresponding to the fluidisable material of the container. As a result, even if the container is damaged, it can be prevented that the fluid, in particular if it is a fusible fluid which is solid at room temperature or the operating temperature of the energy store, or which significantly changes its viscosity at elevated temperature, moves away from the current conductor, and then no longer available for thermal stabilization. For the purely exemplary case, that the fluid arranged in the container is also a fluidisable substance, which fluidizes above the operating temperature of the current collector, can, as stated above, be dispensed with the provision of the container.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann in dem Behältnis wenigstens ein fluides polymerisierbares Monomer angeordnet sein. In dieser Ausgestaltung kann somit ein im Wesentlichen fluides Monomer in das Innere des Zellraums gelangen und dort etwa durch die entstandene Hitze polymerisieren. Durch einen Polymerisationsschritt unmittelbar im Inneren des Zellraums kann ein Stofffluss beziehungsweise ein Ionenfluss besonders wirksam reduziert und damit ein thermisches Durchgehen besonders sicher verhindert werden. In dieser Ausgestaltung ist dem Fachmann ersichtlich, dass chemisch inert Sinne der vorliegenden Erfindung, wie bereits beschrieben, insbesondere eine Reaktionsträgheit gegenüber innerhalb des Zellraums und insbesondere an der elektrochemischen Reaktion des Energiespeichers teilnehmenden Komponenten bedeuten kann. Eine Reaktion des Monomeren untereinander, gegebenenfalls zusätzlich zu einem etwa notwendigen Polymerisationskatalysator, ist im Sinne der Erfindung von dem Begriff chemisch inert umfasst. Beispiele für fluide polymerisierbare Monomere umfassen beispielsweise Styrol, Divinylbenzol oder Acrylate.In the context of a further embodiment, at least one fluid polymerizable monomer can be arranged in the container. In this embodiment, therefore, a substantially fluid monomer can reach the interior of the cell space and polymerize there, for example, by the resulting heat. By means of a polymerization step directly in the interior of the cell space, a material flow or an ion flow can be reduced particularly effectively and thus a thermal runaway can be prevented particularly reliably. In this embodiment, it is obvious to the person skilled in the art that chemically inert sense of the present invention, as already described, can in particular mean a reaction inertness to components participating within the cell space and in particular to the electrochemical reaction of the energy store. A reaction of the monomer with one another, optionally in addition to an approximately necessary polymerization catalyst, is included in the meaning of the invention of the term chemically inert. Examples of fluid polymerizable monomers include, for example, styrene, divinylbenzene or acrylates.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann auf wenigstens einem Stromableiter wenigstens eine Leiteinrichtung zum Führen eines Fluids in das Innere des Zellraums vorgesehen sein. Die Leiteinrichtung kann dabei beispielsweise dazu dienen, dass fluidisierbare Material und/oder das in einem Behältnis angeordnete Fluid in das Innere des Zellraums zu leiten. Dazu kann das Fluid beispielsweise gezielt zu einer Öffnung des Zellraums geleitet beziehungsweise geführt werden. In dieser Ausgestaltung kann besonders sicher realisiert werden, dass das Fluid in das Innere des Zellraums gelangt, um so ein thermisches Stabilisieren zu bewirken. Ein Verlust an Fluid durch ein Fließen an eine unbeabsichtigte Stelle etwa außerhalb des Zellraums kann so vermieden werden. In the context of a further embodiment, at least one guide device for guiding a fluid into the interior of the cell space can be provided on at least one current conductor. The guide device can serve, for example, to direct the fluidizable material and / or the fluid arranged in a container into the interior of the cell space. For this purpose, the fluid can for example be directed or guided to an opening of the cell space. In this embodiment, it can be realized with particular certainty that the fluid reaches the interior of the cell space in order to effect a thermal stabilization. A loss of fluid due to a flow to an unintentional Position outside of the cell space can thus be avoided.
Dabei kann die wenigstens eine Leiteinrichtung insbesondere als Leitschiene ausgestaltet sein. Diese kann beispielsweise einstückig mit dem Stromableiter ausgestaltet sein oder aber durch geeignete Befestigungsmittel oder etwa durch Kleben auf dem Stromableiter befestigt sein. Dies ist eine besonders einfache und kostengünstige Ausgestaltung, um ein sicheres Führen des Fluids in das Innere des Zellraums zu bewirken. Eine Leiteinrichtung wie beispielsweise eine Leitschiene kann dabei etwa aus einem Kunststoff oder aus Metall ausgestaltet sein, wobei die Leiteinrichtung auch oberhalb der Fluidisierungstemperatur des fluidisierbaren Materials fest sein sollte. In this case, the at least one guide device can be configured in particular as a guide rail. This can for example be designed in one piece with the current conductor or be attached by suitable fastening means or by gluing on the current conductor. This is a particularly simple and cost-effective embodiment, in order to effect a safe guiding of the fluid into the interior of the cell space. A guide such as a guide rail can be configured for example from a plastic or metal, wherein the guide should be fixed above the fluidization temperature of the fluidizable material.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann das fluidisierbare Material zusammen mit wenigstens einer flammhemmenden Substanz vorliegen. In dieser Ausgestaltung kann somit nicht nur die elektrochemische Reaktion unterbunden werden, und so ein weiteres thermisches Durchgehen verhindert werden, sondern es kann vielmehr auch darauf reagiert werden, dass gegebenenfalls schon negative Folgen, wie insbesondere Flammenbildung, erfolgt ist. Weiterhin kann die Flammenbildung unterdrückt werden, so dass selbst bei dem Erreichen von sehr hohen Temperaturen eine Flammenbildung reduziert oder verhindert wird, was einen weiteren Sicherheitsvorteil bietet. Die flammhemmenden Substanzen können beispielsweise in dem chemisch inerten und in dem Behältnis angeordneten Fluid fein verteilt vorliegen. Geeignete Beispiele für flammhemmende Substanzen umfassen beispielsweise Phosphorverbindungen, wie etwa Trimethylphosphat, Triethylphosphat.In a further embodiment, the fluidizable material may be present together with at least one flame-retardant substance. In this embodiment, thus not only the electrochemical reaction can be prevented, and thus a further thermal runaway be prevented, but it can also be responded to that possibly even negative consequences, such as in particular flame formation has occurred. Furthermore, the flame formation can be suppressed, so that even when reaching very high temperatures, flame formation is reduced or prevented, which offers a further safety advantage. The flame-retardant substances may, for example, be finely distributed in the chemically inert fluid arranged in the container. Suitable examples of flame retardant substances include, for example, phosphorus compounds such as trimethyl phosphate, triethyl phosphate.
Zeichnungen und BeispieleDrawings and examples
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnungen nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigenFurther advantages and advantageous embodiments of the subject invention are illustrated by the drawings and explained in the following description. It should be noted that the drawings have only descriptive character and are not intended to limit the invention in any way. Show it
In
Ein derartiger elektrochemischer Energiespeicher kann insbesondere eine Lithium-Ionen-Batterie sein. Er kann dabei einen Zellraum
Eine Anode einer Lithium-Schwefel-Batterie kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere an Elektrode sein, die vollständig aus Lithium ausgebildet ist, oder die zumindest teilweise Lithium umfasst. Weiterhin kann unter einer Anode im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Elektrode verstanden werden, die insbesondere reversibel Lithium-Ionen interkalieren kann. Eine Kathode kann beispielsweise Schwefel oder schwefelhaltige Komposite als Aktivmaterial, einen Leitungsverbesserer, wie etwa Ruß, und einen Binder umfassen, wenn der Energiespeicher etwa eine Lithium-Schwefel-Batterie ist. Als Separatoren können aus der konventionellen Lithium-Ionen-Technik bekannte Separatoren, wie beispielsweise Celgard, verwendet werden und als Elektrolyt können weiterhin Leitsalze wie LiPF6 oder Li-bis(trifluormethyl)sulfonimid in Ethern, wie beispielsweise 1,2-Dimethoxyethan oder 1,3-Dioxolan, oder in carbonathaltigen Lösungsmitteln Verwendung finden.In the context of the present invention, an anode of a lithium-sulfur battery may, in particular, be an electrode which is made entirely of lithium or at least partially comprises lithium. Furthermore, an anode in the context of the present invention may be understood to mean an electrode which, in particular, can reversibly intercalate lithium ions. For example, a cathode may include sulfur or sulfur-containing composites as the active material, a conduction improver such as carbon black, and a binder when the energy storage is about a lithium-sulfur battery. As separators known from the conventional lithium-ion technology separators, such as Celgard can be used and as the electrolyte may further conductive salts such as LiPF 6 or Li-bis (trifluoromethyl) sulfonimide in ethers, such as 1,2-dimethoxyethane or 1, 3-dioxolane, or find in carbonated solvents use.
Es ist ferner wenigstens ein mit der wenigstens einen Anode verbundener Stromableiter
In der Ausgestaltung gemäß
Beispielsweise kann das in dem Behältnis
Darüber hinaus, kann, um nicht nur ein thermisches Durchgehen sondern auch dessen Folgen zu reduzieren oder ganz zu verhindern, beispielsweise in dem Behältnis
Weiterhin sind in
In
Ein Beispiel für diese Ausgestaltung ist in
Ein weiteres Beispiel für eine mechanische Verbindung zwischen dem Behältnis
Ein weiteres Beispiel für eine mechanische Verbindung zwischen dem Behältnis
Insbesondere für letztere Ausgestaltung kann es von Vorteil sein, wenn ein Aufsteckkörper
In
Eine entsprechende Ausgestaltung gemäß
In einer weiteren Ausgestaltung, die in den
Eine entsprechende Ausgestaltung gemäß
Die
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
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