DE102013215544A1

DE102013215544A1 - Reinigungsmittel und/oder Verpackungsmittel

Info

Publication number: DE102013215544A1
Application number: DE201310215544
Authority: DE
Inventors: Thomas Woehrle; Alexander Reitzle; Markus Kohlberger; Stephan Leuthner; Rainer Kern
Original assignee: Robert Bosch GmbH; Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Robert Bosch GmbH; Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2013-08-07
Filing date: 2013-08-07
Publication date: 2015-02-12

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reinigungsmittel und/oder Verpackungsmittel (10), insbesondere zum Reinigen nach einem Beschädigungsfall einer Lithium-Zelle und/oder Lithium-Batterie (20) und/oder zum Verpacken mindestens einer Lithium-Zelle und/oder Lithium-Batterie (20). Um eine Kontamination der Umwelt durch Bestandteile und/oder Zersetzungsprodukte von Lithium-Zellen und/oder Lithium-Batterien (20) zu beseitigen und/oder zu verhindern, umfasst das Reinigungsmittel und/oder Verpackungsmittel (10) mindestens ein Erdalkalimetallsalz (11) und mindestens einen Flüssigkeitsabsorber (12). Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen mit einem derartigen Verpackungsmittel ausgestatteten Transportbehälter (30) zum Transport von Lithium-Zellen und/oder Lithium/Batterien (20).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reinigungsmittel und/oder Verpackungsmittel sowie einen Transportbehälter für Lithium-Zellen und/oder Batterien.
Stand der Technik
Es zeichnet sich ab, dass in Zukunft sowohl bei mobilen Anwendungen, beispielsweise Hybridfahrzeugen und Elektrofahrzeugen, als auch bei stationären Anwendungen, beispielsweise bei Windkraftanlagen und Photovoltaikanlagen, vermehrt Lithium-Batteriesysteme zum Einsatz kommen werden, an die allerhöchste Anforderungen bezüglich der Sicherheit gestellt werden.
Lithium-Ionen-Zellen, welche auch als Lithium-Polymer-Zellen beziehungsweise Lithium-Ionen-Polymer-Zellen bezeichnet werden, insbesondere wenn sie in einer Aluminiumverbundfolien verpackt sind, besitzen mindestens eine negative Elektrode (Anode) und eine positive Elektrode (Kathode), die Lithium-Ionen reversibel ein- beziehungsweise auslagern können; was auch als Interkalation beziehungsweise Deinterkalation bezeichnet wird.
Die Lithium-Interkalation beziehungsweise Deinterkalation findet in Anwesenheit eines Flüssigelektrolyten statt, welcher ein Elektrolytlösungsmittel und ein Lithium-Leitsalz enthält. Praktisch bei allen derzeitigen Lithium-Ionen-Zellen, sowohl im Consumer-Bereich, beispielsweise bei Mobiltelefonen, MP3-Playern oder akkumulatorbetriebene Werkzeuge (Powertools), als auch im Automobilbereich, beispielsweise bei Hybridelektrofahrzeugen (englisch: Hybrid Electric Vehicle, HEV), Plug-in-Hybridelektrofahrzeugen (englisch: Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV), Elektrofahrzeugen (englisch: Electric Vehicle, EV) und Mirco-Hybridfahrzeugen, wird Lithiumhexafluorophosphat (LiPF₆) als Lithium-Leitsalz eingesetzt. Lithiumhexafluorophosphat (LiPF₆) ist jedoch gegenüber Feuchtigkeit äußerst reaktiv und kann mit Feuchtigkeit in mehreren Stufen bis hin zu Fluorwasserstoff (HF) hydrolysieren.
In Extremsituationen, beispielsweise bei abnormalem Verhalten durch Überladung und/oder mechanischem Missbrauch, können Zellbestandteile, beispielsweise flüssiger oder gelifizierter Elektrolyt, austreten, zum Beispiel auslaufen und/oder ausgasen, und/oder Feuchtigkeit in die Zelle eindringen. Dabei ist es möglich, dass toxische und/oder korrosive Stoffe emittiert werden und/oder sich die Zelle entzündet.
Besonders auf dem Transportweg, beispielsweise nach Testläufen, zum Beispiel Umwelt- und Sicherheitserprobungen, oder auch nach einem Unfall sowie nach Ende der Betriebszeit, zu einem Sammelpunkt oder Recycler kann es unter Umständen zum Öffnen und/oder Brennen von Lithium-Ionen-Zelle kommen, wodurch Elektrolyt beziehungsweise dessen Hydrolyseprodukte in die Umwelt gelangen können.
Nach Nature 2003, 424, S. 635–636 kann dabei Fluorwasserstoff (HF) entstehen. Nach J. Pow. Sources, 2006, 161, S. 573–579 kann auch Phosphoroxytrifluorid (POF₃) entstehen, welches mit Feuchte zu Fluorwasserstoff (HF) und Phosphorsäure (H₃PO₄) weiter reagieren kann. Auch können, beispielsweise durch unvollständige Verbrennung, feinstverteilte Ruße emittiert werden. Im Brandfall können große flächige Bereiche um den Brandherd mit diesen Stoffen bedeckt werden.
Die DE 10 2009 035 908 A1 und WO 2011 015 411 A1 beschreiben ein Verfahren zur Bekämpfung und Vorbeugung eines Brandes von Lithium-Ionen-Zellen.
Die DE 10 2010 001 741 A1 beschreibt ein Löschmittel zur Brandbekämpfung und Brandvorbeugung bei Lithium-Ionen-Batterien.
Die US 2012/0028107 A1 beschreibt ein so genanntes Batteriepack, also eine Baugruppe, welche eine Vielzahl von verschalteten Batterien in einem Gehäuse aufweist.
Die US 2011/0026207 A1 beschreibt ein tragbares, elektronisches Gerät, welches einen Batteriegehäuseabschnitt zur Aufnahme einer Sekundärbatterie aufweist, dessen Oberfläche mit einer, einen Schaumbildner enthaltenden Schicht bedeckt ist.
Offenbarung der Erfindung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Reinigungsmittel und/oder Verpackungsmittel, insbesondere zum Reinigen nach einem Beschädigungsfall einer Lithium-Zelle und/oder Lithium-Batterie, zum Beispiel eines Batteriesystems, und/oder zum Verpacken einer Lithium-Zelle und/oder Lithium-Batterie, zum Beispiel eines Batteriesystems, welches mindestens ein Erdalkalimetallsalz und mindestens einen Flüssigkeitsabsorber umfasst.
Unter einer Lithium-Zelle kann insbesondere eine elektrochemische Zelle verstanden werden, deren negative Elektrode (Anode) Lithium umfasst. Beispielsweise kann es sich dabei um eine Lithium-Ionen-Zelle, eine Zelle deren negative Elektrode ein Interkalationsmaterial, zum Beispiel Graphit, umfasst, in welches Lithium reversibel ein- und auslagerbar ist, oder um eine Lithium-Metall-Zelle, eine Zelle mit einer negativen Elektrode aus metallischem Lithium oder einer Lithiumlegierung, handeln. Insbesondere kann die Lithium-Zelle eine Lithium-Ionen-Zelle sein.
Unter einem Batteriesystem kann insbesondere ein System aus mehreren miteinander verschalteten Zellen, beispielsweise ein Modul aus zwei oder mehr Zellen und/oder ein Pack aus zwei oder mehr Modulen und/oder eine Batterie aus zwei oder mehr Zellen und/oder Modulen und/oder Packs sein. Das Batteriesystem kann dabei insbesondere zusätzliche Komponenten zur Steuerung und/oder Regelung des Batterieverhaltens enthalten.
Unter einem Erdalkalimetallsalz kann insbesondere ein Salz mit mindestens einem Kation der zweiten Hauptgruppe, beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Beryllium, Calcium, Magnesium, Strontium und Barium, insbesondere Calcium, Magnesium, Strontium und Barium, verstanden werden. Insbesondere kann das mindestens eine Kation dabei Calcium umfassen oder sein. Das Salz kann dabei beispielsweise mindestens ein Anion, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Chloriden, Carboxylaten und Carbonaten, umfassen oder sein.
Unter einem Flüssigkeitsabsorber kann insbesondere ein Material, beispielsweise ein Gel oder ein Festkörper, verstanden werden, welches eine Flüssigkeit in dessen Inneren aufnehmen kann.
Unter einem Beschädigungsfall einer Lithium-Zelle, einer Lithium-Batterie beziehungsweise eines Batteriesystems kann insbesondere ein Fall verstanden werden, in dem eine Lithium-Zelle, eine Lithium-Batterie beziehungsweise ein Batteriesystem beschädigt wurde oder beschädigt worden sein könnte, zum Beispiel sodass Zellbestandteile austreten. Beispielsweise kann ein Beschädigungsfall einer Lithium-Zelle und/oder Lithium-Batterie und/oder eines Batteriesystems eine Undichtigkeit und/oder ein Leck und/oder ein Öffnen und/oder ein Ausgasen und/oder ein Brand einer Lithium-Zelle und/oder Lithium-Batterie und/oder eines Batteriesystems sein.
Im Beschädigungsfall einer Zelle kann aus dieser Flüssigelektrolyt austreten, welcher ein Elektrolytlösungsmittel, beispielsweise auf der Basis von organischen Carbonaten, und ein Lithium-Leitsalz, beispielsweise Lithiumhexafluorophosphat (LiPF₆), enthält. Zum Beispiel kann der Flüssigelektrolyt eine 1 molare Lösung von Lithiumhexafluorophosphat (LiPF₆) in einer Mischung aus, insbesondere hochsiedendem, Ethylencarbonat (EC) und, insbesondere niedersiedendem, Dimethylcarbonat (DMC) und/oder Diethylcarbonat (DEC) sein. Im Beschädigungsfall ist es möglich, dass leichtflüchtige Elektrolytkomponenten, beispielsweise Dimethylcarbonat (DMC) und/oder Diethylcarbonat (DEC), verdampfen und bei Raumtemperatur feste Elektrolytkomponenten, wie Lithiumhexafluorophosphat (LiPF₆) und Ethylencarbonat (EC), kristallisieren und gegebenenfalls, wie im Fall von Lithiumhexafluorophosphat (LiPF₆), zu Fluorwasserstoff (HF) und/oder Phosphorsäure (H₃PO₄) hydrolysieren.
Dadurch, dass das Mittel ein Erdalkalimetallsalz umfasst kann vorteilhafterweise bei einem Beschädigungsfall, beispielsweise einer Ausgasung und/oder einem Brand, einer Lithium-Zelle beziehungsweise Lithium-Batterie gegebenenfalls auftretender Fluorwasserstoff (HF) als schwerlösliches Erdalkalimetallfluorid, beispielsweise Calciumfluorid (CaF₂), chemisch abgebunden und unschädlich gemacht werden. Vorteilhafterweise kann dabei durch das Erdalkalimetallsalz auch Phosphorsäure (H₃PO₄), insbesondere als schwerlösliches Erdalkalimetallphosphat, beispielsweise Calciumphosphat (Ca₃(PO₄)₂), chemisch abgebunden und unschädlich gemacht werden.
Durch den Flüssigkeitsabsorber können dabei vorteilhafterweise Flüssigkeiten, beispielsweise Elektrolytflüssigkeit und/oder Löschwasser, aufgenommen werden, was sich sowohl beim Einsatz als Reinigungsmittel als auch als Verpackungsmittel vorteilhaft auswirkt. Durch die Kombination mit dem mindestens einen Erdalkalimetallsalz können dabei vorteilhafterweise auch Zersetzungs- beziehungsweise Hydrolyseprodukte, wie Fluorwasserstoff (HF) und/oder Phosphorsäure (H₃PO₄) gebunden werden, was mit herkömmlichen Flüssigkeitsabsorbern, beispielsweise Gelbildnern auf Basis von wasserabsorbierenden Polymeren und/oder Vermiculit, nicht in diesem Maß erzielt werden kann.
Zudem kann durch den Flüssigkeitsabsorber die Abrieb-Leistung des Mittels und die Anhaftung von Schmutzpartikeln an dem Mittel verbessert werden, was sich insbesondere beim Einsatz als Reinigungsmittel vorteilhaft auswirken kann. Insbesondere kann durch den Flüssigkeitsabsorber das Mittel mit reibenden und/oder anhaftenden Eigenschaft ausgestattet, welche es ermöglichen Schmutzpartikel von kontaminierten Oberflächen aufzunehmen, welche beispielsweise durch Lithium-Ionen-Zellen-Brände und/oder -Ausgasungen entstehen. Insbesondere kann dabei der Flüssigkeitsabsorber es auch ermöglichen, fein verteilten Ruß aufzunehmen, was mit reinem Wasser beziehungsweise wässrigen Lösungen nur sehr schwer bis gar nicht möglich ist, da diese abfließen und nicht genügend reibend und haftend gegenüber Rußen sind.
Insgesamt kann so eine Absorption, Abbindung und Neutralisierung von Elektrolyt beziehungsweise dessen Hydrolyse-Produkten und insbesondere eine Abbindung von Fluorwasserstoff (HF) erzielt werden und Reinigungsarbeiten nach einem Beschädigungsfall, beispielsweise einem Brand und/oder Undichtigkeit/Leck, einer Lithium-Zelle und/oder -Batterie beispielsweise durch den Einsatz des Mittels als Verpackungsmittel vermieden und/oder zumindest durch den Einsatz des Mittels als Reinigungsmittel vereinfacht werden.
Im Rahmen einer Ausführungsform ist das mindestens eine Erdalkalimetallsalz ein Calciumsalz. Calciumsalze sind vorteilhafterweise kostengünstig und nicht toxisch.
Insbesondere kann das das mindestens eine Erdalkalimetallsalz ausgewählt sein, aus der Gruppe bestehend aus Erdalkalimetallchoriden, Erdalkalimetallcarboxylaten, Erdalkalimetallcarbonaten und Kombinationen davon. Erdalkalimetallchoriden und Erdalkalimetallcarboxylaten weisen vorteilhafterweise eine akzeptable bis sehr gute Löslichkeit in Wasser auf, was sich vorteilhaft auf eine Bindung von Fluorwasserstoff (HF) in Form eines in Wasser schlecht schwerlöslichen oder unlöslichen Erdalkalimetallfluorids auswirken kann. Zudem ist dies für die Herstellung einer später erläuterten speziellen Ausführungsform vorteilhaft, bei welcher der mindestens eine Flüssigkeitsabsorber mit dem mindestens einen Erdalkalimetallsalz zumindest teilweise beschichtet ist. Erdalkalimetallcarbonate können vorteilhafterweise als kostengünstige, natürliche Mineralien eingesetzt werden, welche insbesondere poröse Strukturen aufweisen und dadurch eine verringerte Dichte und gegebenenfalls auch selbst flüssigkeitsabsorbierende Eigenschaften aufweisen können.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist das mindestens eine Erdalkalimetallsalz Calciumchlorid oder ein Calciumcarboxylat, beispielsweise Calciumacetat und/oder Calciumlactatgluconat, oder Calciumcarbonat oder eine Mischung davon. Diese haben sich aus den vorstehend erläuterten Gründen als besonders vorteilhaft erwiesen. Calciumchlorid, Calciumacetat und Calciumlactatgluconat sind vorteilhafterweise gut löslich in Wasser. Calciumchlorid ist vorteilhafterweise sehr kostengünstig.
Im Rahmen einer Ausgestaltung weist das das mindestens eine Erdalkalimetallsalz bei 20 °C eine Löslichkeit in Wasser von größer oder gleich 100 g/l, beispielsweise von größer oder gleich 200 g/l oder von größer oder gleich 300 g/l. Zum Beispiel kann dabei das mindestens eine Erdalkalimetallsalz ausgewählt sein, aus der Gruppe bestehend aus Erdalkalimetallchoriden, Erdalkalimetallcarboxylaten, insbesondere Calciumacetat und/oder Calciumlactatgluconat, und Kombinationen davon. Beispielsweise kann dabei das mindestens eine Erdalkalimetallsalz ein Erdalkalimetallchlorid sein. Zum Beispiel kann dabei das mindestens eine Erdalkalimetallsalz Calciumchlorid oder ein Calciumcarboxylat, beispielsweise Calciumacetat und/oder Calciumlactatgluconat, oder eine Mischung davon sein. Insbesondere kann das mindestens eine Erdalkalimetallsalz Calciumchlorid sein. Calciumchlorid weist vorteilhafterweise eine besonders gute Löslichkeit in Wasser auf.
Im Rahmen einer anderen alternativen oder zusätzlichen Ausgestaltung ist das mindestens eine Erdalkalimetallsalz ein Erdalkalimetallcarbonat. Insbesondere kann das mindestens eine Erdalkalimetallsalz Calciumcarbonat sein. Erdalkalimetallcarbonate, insbesondere Calciumcarbonat, können vorteilhafterweise als kostengünstige Mineralien, beispielsweise als kostengünstiger Kalk und insbesondere Naturkalk eingesetzt werden, welche insbesondere poröse Strukturen und dadurch eine verringerte Dichte sowie flüssigkeitsabsorbierende Eigenschaften aufweisen können, durch welche wiederum eine unterstützende Absorption von Flüssigkeiten, wie flüssigen Elektrolyt-Komponenten, erzielt werden kann.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist daher das mindestens eine Erdalkalimetallsalz Kalk, insbesondere Naturkalk. Naturkalk kann vorteilhafterweise direkt aus natürlichen Mineralien, zum Beispiel natürlichen Kalkstein-, Dolomit- und Kreidelagerstätten, gewonnen werden. Mit Naturkalk wurden besonders gute Ergebnisse erzielt, da dieser – gegenüber synthetischem Kalk – eine poröser Struktur und damit verbesserte flüssigkeitsabsorbierende Eigenschaften und ein verringertes spezifisches Gewicht aufweist.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist der mindestens eine Flüssigkeitsabsorber ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Gelbildnern, mineralischen Flüssigkeitsabsorbern und Kombinationen davon. Insbesondere kann der mindestens eine Flüssigkeitsabsorber ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus organischen und/oder polymeren Gelbildnern, mineralischen Flüssigkeitsabsorbern, beispielsweise Schichtsilikaten, und Kombinationen davon. Gelbildner und mineralische Flüssigkeitsabsorber können vorteilhafterweise in Reinigungsmitteln eingesetzt werden. Mineralische Flüssigkeitsabsorber können zudem vorteilhafterweise in Verpackungsmitteln eingesetzt werden.
Gelbildner können beispielweise in Wasser quellen und insbesondere wasserabsorbierende Polymere, welche auch als gelifizierbare beziehungsweise quellbare Polymere bezeichnet werden, enthalten oder sein. Die Herstellung von wasserabsorbierenden Polymeren wird beispielsweise in der Monographie 'Modern Superabsorbent Polymer Technology', F. L. Buchholz und A. T. Graham, Wiley-VCH, 1998, oder in UIImann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6. Auflage, Band 35, Seiten 73 bis 103, beschrieben. Darüber hinaus kann ein Gelbildner noch einen oder mehrere weitere Stoffe, beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe umfassend Alkalimetallcarboxylate, Verdickungsmittel, Wasser, Biozide, Lösungsvermittler, Schaummittel, umfassen.
Mineralische Flüssigkeitsabsorber können beispielsweise Schichtsilikate sein.
Im Rahmen einer Ausgestaltung dieser Ausführungsform ist der mindestens eine Flüssigkeitsabsorber ein Gelbildner, insbesondere organischer und/oder polymerer Gelbildnern. Gelbildner können besonders vorteilhaft in einem Reinigungsmittel eingesetzt werden.
Im Rahmen einer anderen Ausgestaltung dieser Ausführungsform ist der mindestens eine Flüssigkeitsabsorber ein mineralischer Flüssigkeitsabsorber, insbesondere ein Schichtsilikat. Mineralische Flüssigkeitsabsorber können vorteilhafterweise sowohl in einem Reinigungsmittel, beispielsweise in einem festen Reinigungsmittel, zum Beispiel in Form eines Schüttguts, beispielsweise ähnlich eines Ölbindemittels, und/oder in einem flüssigen Reinigungsmittel, zum Beispiel in Form einer wässrigen, gelartigen Lösung beziehungsweise Suspension, als auch in einem Verpackungsmittel, insbesondere in einem Verpackungsmittel, eingesetzt werden.
Im Rahmen einer speziellen Ausgestaltung dieser Ausführungsform umfasst oder ist der mindestens eine Flüssigkeitsabsorber Vermiculit, insbesondere expandiertes Vermiculit.
Vermiculit ist ein Aluminium-Eisen Magnesium-Silikat mit Schichtstruktur, welches der Gruppe der Schichtsilikate und insbesondere der Glimmerminerale zugeordnet werden kann und insbesondere auf der allgemeinen chemischen Formel (Mg, Fe, Al)₃(Al, Si)₄O₁₀(OH)₂·4H₂O basieren kann. Dabei ist es möglich, dass die in Klammern angegebenen Elemente sich gegenseitig vertreten (Substitution). Zudem ist es möglich, dass gegebenenfalls weitere Elemente enthalten sind.
Vermiculit ist kostengünstig, in ausreichenden Mengen verfügbar, gut händelbar, beispielsweise sauber und trocken verarbeitbar, wärmedämmend, nicht entzündlich, nicht brennbar und weist Poren beziehungsweise eine Porosität auf, welche Flüssigkeiten, wie Elektrolyt, absorbieren beziehungsweise aufsaugen kann und mit einem geringen spezifische Gewicht einhergeht. Durch die Porosität kann dabei auch vorteilhafterweise eine Abgabe von niedersiedenden organischen Elektrolytkomponenten, beispielsweise Carbonatkomponenten, verzögert werden, da der Flüssigelektrolyt in den Poren des Vermiculits verbleiben und dadurch eine Verdampfung erschwert werden kann. Durch die Anwesenheit beziehungsweise Beimengung des mindestens einen Erdalkalimetallsalzes und insbesondere durch das später erläuterte Einbringen des mindestens einen Erdalkalimetallsalzes in das Vermiculit, können dabei auch toxische und korrosive Verbindungen, wie mit der Zeit entstehende Hydrolyse-Produkte an Luft, beispielsweise Fluorwasserstoff (HF), gebunden werden, was mit Vermiculit als solchem nicht möglich ist. Insgesamt können so vorteilhafterweise Vorzüge des Vermiculits hinsichtlich des Aufsaugens von Flüssigkeiten und beispielsweise dessen Nichtbrennbarkeit mit Vorzügen des Erdalkalimetallsalzes hinsichtlich dessen chemischer Abbindung von Schadstoffen kombiniert werden.
Vermiculit kann besonders vorteilhaft sowohl in einem Reinigungsmittel als auch in einem Verpackungsmittel, insbesondere in einem Verpackungsmittel, eingesetzt werden.
Insbesondere zum Einsatz in einem Verpackungsmittel ist Vermiculit besonders geeignet, das dieses ein geringes Gewicht, gute sonstige Verpackungseigenschaften, wie Entfernbarkeit und/oder Stoßdämpfung, aufweist und zudem auch gut wieder verwendbar ist.
Unter expandiertem Vermiculit kann insbesondere ein Vermiculit verstanden werden, dessen glimmerartig Schichtstruktur, beispielsweise durch eine Temperaturbehandlung, auseinandergebracht beziehungsweise expandiert beziehungsweise aufgebläht wurde. insbesondere woraus – verglichen mit dem Ausgangsvermiculit – vergrößerte Schichtzwischenräume, Hohlräume beziehungsweise Porosität und ein verringertes spezifisches Gewicht resultieren. Expandiertes Vermiculit wird insbesondere auch unter der Bezeichnung Vermikulit vertrieben. Expandiertes Vermiculit ist zusätzlich zu den im Zusammenhang mit Vermiculit beschriebenen Vorteilen, thermisch äußerst stabil sowie sehr porös und sehr leicht, insbesondere ist expandiertes Vermiculit noch poröser und leichter als unexpandiertes Vermiculit, was beispielsweise beim Transport besonders vorteilhaft ist.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist das Mittel eine wässrige Lösung oder Suspension, beispielsweise Dispersion. Dies hat sich insbesondere für ein wässrig basiertes Reinigungsmittel als vorteilhaft erwiesen. Insbesondere kann dabei das Mittel beziehungsweise die Lösung/Suspension/Dispersion Wasser, das mindestens eine Erdalkalimetallsalz und mindestens einen Gelbildner umfassen. Der mindestens eine Gelbildner kann dabei insbesondere ein wasserabsorbierendes beziehungsweise gelifizierbares beziehungsweise quellbares Polymer umfassen oder sein. Beispielsweise kann das Mittel eine wässrige Polymer-Lösung umfassen oder sein.
Beispielsweise kann als Gelbildner dabei das unter dem Handelsnamen Firesorp von der Firma Degussa, Deutschland, vertriebenen Produkt und/oder das unter dem Handelsnamen Prevento von der Firma BASF, Deutschland, vertriebenen Produkt beziehungsweise die in EP 1 817 086 B1 beschriebene Zusammensetzung verwendet werden.
Eine derartige Lösung beziehungsweise Suspension kann beispielsweise dadurch hergestellt sein, dass in Wasser mindestens ein Erdalkalimetallsalz, beispielsweise Calciumsalz, und mindestens ein Gelbildner, beispielsweise ein wasserabsorbierendes Polymer/Gel, beziehungsweise eine Mischung daraus eingetragen werden. Der Gelbildner geliert dabei zu einem Gel, welches Wasser bindet, und erhöht dadurch vorteilhafterweise die Viskosität des Mittels. Durch die erhöhte Viskosität kann wiederum vorteilhafterweise eine – verglichen mit Wasser – erhöhte Reib- und Haftkraft und damit eine verbesserte Reibeigenschaft beziehungsweise Anhaftung gegenüber fein verteilten Partikeln, die sich nach einem Lithium-Zellen-Brand auf Oberflächen absetzen und diese kontaminieren können, bereitgestellt werden, welche es ermöglicht Schmutzpartikel von kontaminierten Oberflächen zu entfernen und dabei durch das Erdalkalimetallsalz auch eine chemische Abbindung von Fluorwasserstoff (HF) und gegebenenfalls Phosphorsäure (H₃PO₄) zu erreichen.
Erdalkalimetallsalze, beispielsweise Calciumsalze, wie Calciumchlorid, und Gelbildner auf der Basis von wasserabsorbierenden Polymeren sind vergleichsweise billige Reagenzien und selbst, zum Beispiel für das Reinigungspersonal, nicht toxisch. Zudem können daraus wässrige Lösungen beziehungsweise Suspensionen leicht hergestellt und beispielsweise maßgeschneidert auf den jeweiligen Reinigungseinsatz optimiert sowie vielfältig zum Einsatz gebracht werden. Insofern das mindestens eine Erdalkalimetallsalz in Wasser löslich ist, zum Beispiel Calciumchlorid, kann das mindestens eine Erdalkalimetallsalz gelöst in der Lösung beziehungsweise Suspension vorliegen und als Fluorfänger dienen. Es ist jedoch ebenso möglich Erdalkalimetallsalze mit einer geringen Wasserlöslichkeit, zum Beispiel Calciumcarbonat beziehungsweise Kalk, zum Beispiel Naturkalk, als Fluorfänger einzusetzen und diese in der Lösung beziehungsweise Suspension zu suspendieren.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist das Mittel ein Schüttgut. Dies hat sich sowohl für ein Reinigungsmittel als auch für ein Verpackungsmittel, insbesondere für ein Verpackungsmittel, als vorteilhaft erwiesen. Insbesondere kann dabei das Mittel beziehungsweise das Schüttgut das mindestens eine Erdalkalimetallsalz und den mindestens einen Flüssigkeitsabsorber umfassen. Der mindestens eine Flüssigkeitsabsorber kann dabei grundsätzlich sowohl ein Gelbildner als auch ein mineralischer Flüssigkeitsabsorber sein. Insbesondere kann dabei der mindestens eine Flüssigkeitsabsorber ein mineralischer Flüssigkeitsabsorber, beispielsweise ein Schichtsilikat, zum Beispiel expandiertes Vermiculit, sein.
Im Rahmen einer Ausgestaltung dieser Ausführungsform ist die Oberfläche des Flüssigkeitsabsorbers, zum Beispiel des mineralischen Flüssigkeitsabsorbers, beispielsweise des Schichtsilikats, zum Beispiel des expandierten Vermiculits, zumindest teilweise mit dem mindestens einen Erdalkalimetallsalz bedeckt. Insbesondere kann dabei der mindestens eine Flüssigkeitsabsorber, zum Beispiel der mineralische Flüssigkeitsabsorber, beispielsweise das Schichtsilikat, zum Beispiel das expandierte Vermiculit, Schichtzwischenräume beziehungsweise Partikel mit Schichtzwischenräumen aufweisen. Dabei können insbesondere die Schichtzwischenräume, beispielsweise der Partikel, zumindest teilweise das mindestens eine Erdalkalimetallsalz enthalten. Insbesondere kann dabei die Oberfläche von Schichtzwischenräume begrenzenden Schichten, beispielsweise der Partikel, zumindest teilweise mit dem mindestens einen Erdalkalimetallsalz bedeckt sein.
Mit Erdalkalimetallsalz bedeckte Flüssigkeitsabsorber beziehungsweise darauf basierte oder daraus ausgebildete Mittel können insbesondere durch Tränken des mindestens einen Flüssigkeitsabsorbers, insbesondere des mineralischen Flüssigkeitsabsorbers, beispielsweise des Schichtsilikats, zum Beispiel des expandierten Vermiculits, mit einer, beispielsweise ≥ 3 Gew.-%-igen bis ≤ 50 Gew.-%-igen beziehungsweise gesättigten, zum Beispiel wässrigen, Lösung beziehungsweise Suspension des mindestens einen Erdalkalimetallsalzes in mindestens einem Lösungsmittel, beispielsweise Wasser, und Entfernen des mindestens einen Lösungsmittels, beispielsweise Wassers, beziehungsweise Trocknen des Erdalkalimetallsalz haltigen Flüssigkeitsabsorbers, beispielsweise Schichtsilikats, zum Beispiel Vermiculits, hergestellt sein. Hierfür haben sich Erdalkalimetallsalze mit einer Löslichkeit in Wasser bei 20°C von größer oder gleich 100 g/l, zum Beispiel Erdalkalimetallchloride und/oder Erdalkalimetallcarboxylate, insbesondere Calciumchlorid, als besonders vorteilhaft herausgestellt.
Dementsprechend betrifft die vorliegende Erfindung insbesondere auch ein Verfahren zur Herstellung eines Reinigungsmittels und/oder Verpackungsmittels, insbesondere Verpackungsmittels, umfassend die Verfahrensschritte: Tränken mindestens eines Flüssigkeitsabsorbers, insbesondere eines mineralischen Flüssigkeitsabsorbers, beispielsweise eines Schichtsilikats, zum Beispiel von expandiertem Vermiculit, mit einer, beispielsweise ≥ 3 Gew.-%-igen bis ≤ 50 Gew.-%-igen beziehungsweise gesättigten, zum Beispiel wässrigen, Lösung mindestens eines Erdalkalimetallsalzes in mindestens einem Lösungsmittel, beispielsweise Wasser, und Entfernen des mindestens einen Lösungsmittels, beispielsweise Wassers, beziehungsweise Trocknen des Erdalkalimetallsalz haltigen Flüssigkeitsabsorbers, beispielsweise Schichtsilikats, insbesondere Vermiculits. Zum Beispiel kann dabei Vermiculit mit einer geeigneten Salzlösung oder Salzsuspension, beispielsweise einer Konzentration zwischen ≥ 3 Gew.-% und ≤ 50 Gew.-% beziehungsweise einer gesättigten Lösung (je nach Salz), zum Beispiel für etwa 30 min getränkt werden, wobei durch eine anschließende Trocknung das Lösungsmittel, zum Beispiel Wasser, wieder entfernt wird und sich im porösen Teil des Vermiculits und/oder auf dessen Oberfläche das Salz ablagert. Hinsichtlich weiterer technischer Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird hiermit explizit auf die übrigen Erläuterungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Mittel und dessen Verwendung sowie auf den erfindungsgemäßen Transportbehälter und auf die Figuren und die Figurenbeschreibung verwiesen.
Im Rahmen einer anderen, alternativen oder zusätzlichen Ausgestaltung dieser Ausführungsform umfasst oder ist das Mittel ein Gemisch beziehungsweise Gemenge aus dem mindestens einen Erdalkalimetallsalz und dem mindestens einen Flüssigkeitsabsorber, gegebenenfalls Gelbildner und/oder mineralischen Flüssigkeitsabsorber, beispielsweise Schichtsilikat, zum Beispiel Vermiculit, beispielsweise expandiertem Vermiculit. Beispielsweise kann es sich hierbei um eine Beimengung des mindestens einen Erdalkalimetallsalzes zudem mindestens einen Flüssigkeitsabsorber handeln. Insbesondere können hierbei Naturkalk und/oder Kalkmehl (besonders feiner Kalk) vorteilhaft eingesetzt werden. Das Gemisch kann dabei beispielsweise Erdalkalimetallsalzpartikel, beispielsweise Naturkalkpartikel, und Flüssigkeitsabsorberpartikeln, zum Beispiel Partikel aus Vermiculit, beispielsweise aus expandiertem Vermiculit, umfassen oder daraus ausgebildet sein. Die Flüssigkeitsabsorberpartikel können dabei, insbesondere Erdalkalimetallsalz unbedeckte beziehungsweise reine, Flüssigkeitsabsorberpartikel, zum Beispiel Partikel aus Vermiculit, beispielsweise expandiertem Vermiculit, oder Erdalkalimetallsalz bedeckte Flüssigkeitsabsorberpartikel, zum Beispiel Partikel aus Vermiculit, beispielsweise aus expandiertem Vermiculit, oder eine Mischung davon sein. Zum Beispiel kann das Mittel in Form eines Gemischs beziehungsweise Gemenges durch, beispielsweise inniges, Mischen von, insbesondere expandiertem, Vermiculit mit Naturkalk und/oder Kalkmehl, beispielsweise in einem Gewichtsverhältnis von 3 Teilen Vermiculit zu 1 Teil Naturkalk und/oder Kalkmehl, hergestellt sein.
Im Rahmen einer speziellen Ausgestaltung dieser Ausführungsform weist das Mittel beziehungsweise der mindestens eine Flüssigkeitsabsorber, zum Beispiel der mineralische Flüssigkeitsabsorber, beispielsweise das Schichtsilikat, zum Beispiel das Vermiculits, beispielsweise das expandierte Vermiculit, eine Schüttdichte in einem Bereich von ≥ 50 kg/m³ bis ≤ 150 kg/m³ auf. Eine derartige Schüttdichte hat sich insbesondere für ein Verpackungsmittel als besonders vorteilhaft erwiesen, da das Verpackungsmittel hierbei zum Einen gut händelbar ist, und sich beispielsweise gut von dem darin verpackten Produkt entfernen lässt, und zum Anderen eine geringe Dichte und damit ein geringes Eigengewicht aufweist, was sich vorteilhaft auf die Transportkosten auswirkt. Das Mittel beziehungsweise der mindestens eine Flüssigkeitsabsorber, zum Beispiel der mineralische Flüssigkeitsabsorber, beispielsweise das Schichtsilikat, zum Beispiel das Vermiculits, beispielsweise das expandierte Vermiculit, kann beispielsweise eine Körnung von ≥ 2 mm oder ≥ 3 mm oder ≥ 4 mm, beispielsweise von ≥ 5 mm oder ≥ 6 mm oder ≥ 7 mm oder ≥ 8 mm oder ≥ 9 mm oder ≥ 10 mm, zum Beispiel bis ≤ 15 mm oder ≤ 13 mm, aufweisen. Dies kann sich vorteilhaft auf die Handhabung auswirken.
Das Mittel beziehungsweise die Lösung beziehungsweise Suspension beziehungsweise der Erdalkalimetall bedeckte Flüssigkeitsabsorber beziehungsweise das Gemisch/Schüttgut kann zum Beispiel, bezogen auf das Gesamtgewicht des Mittels beziehungsweise der Lösung/Suspension/Dispersion beziehungsweise des Erdalkalimetall bedeckten Flüssigkeitsabsorbers beziehungsweise des Gemischs/Schüttguts, ≥ 1,0 Gew.-% bis ≤ 40,0 Gew.-%, insbesondere ≥ 1,0 Gew.-% bis ≤ 30,0 Gew.-%, beispielsweise ≥ 5,0 Gew.-% bis ≤ 40,0 Gew.-% oder ≤ 30,0 Gew.-% oder ≤ 20,0 Gew.-% oder ≤ 15,0 Gew.-%, zum Beispiel etwa 10,0 Gew.-%, des mindestens einen Erdalkalimetallsalzes umfassen.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst das Mittel beziehungsweise die Lösung/Suspension/Dispersion beziehungsweise der Erdalkalimetall bedeckte Flüssigkeitsabsorber beziehungsweise das Gemisch/Schüttgut, bezogen auf das Gesamtgewicht des Mittels beziehungsweise der Lösung/Suspension/Dispersion beziehungsweise des Erdalkalimetall bedeckten Flüssigkeitsabsorbers beziehungsweise des Gemischs/Schüttguts, ≥ 5 Gew.-% bis < 20,0 Gew.-% oder < 15,0 Gew.-%, des mindestens einen Erdalkalimetallsalzes.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform liegt das Gewichtsverhältnis von dem mindestens einen Erdalkalimetallsalz zu dem mindestens einen Flüssigkeitsabsorber, zum Beispiel mineralischen Flüssigkeitsabsorber, beispielsweise Schichtsilikat, zum Beispiel Vermiculit, beispielsweise expandiertem Vermiculit, in einem Bereich von 0,2:1 oder 0,3:1 oder 1:1 oder 2:1 bis 4:1. So können vorteilhafterweise gute Ergebnisse für die Aufnahme von Flüssigelektrolyten erzielt werden. Insofern das Mittel ein Gemisch beziehungsweise Schüttgut umfasst oder ist, kann das Gewichtsverhältnis von dem mindestens einen Erdalkalimetallsalz zu dem mindestens einen Flüssigkeitsabsorber, zum Beispiel mineralischen Flüssigkeitsabsorber, beispielsweise Schichtsilikat, zum Beispiel Vermiculit, beispielsweise expandiertem Vermiculit, insbesondere in einem Bereich von 2:1 bis 4:1, zum Beispiel bei etwa 3:1, liegen.
Das Mittel beziehungsweise die Lösung/Suspension/Dispersion beziehungsweise der Erdalkalimetall bedeckte Flüssigkeitsabsorber beziehungsweise das Gemisch/Schüttgut kann zum Beispiel, bezogen auf das Gesamtgewicht des Mittels beziehungsweise der Lösung/Suspension/Dispersion beziehungsweise des Erdalkalimetall bedeckten Flüssigkeitsabsorbers beziehungsweise des Gemischs/Schüttguts, mehr als 2 Gew.-%, beispielsweise ≥ 2,5 Gew.-% oder ≥ 3 Gew.-% oder ≥ 5 Gew.-% oder ≥ 10 Gew.-% oder ≥ 15 Gew.-% oder ≥ 20 Gew.-%, zum Beispiel bis ≤ 95 Gew.-% oder ≤ 90 Gew.-% oder ≤ 85 Gew.-% oder ≤ 80 Gew.-%, des mindestens einen Flüssigkeitsabsorbers, beispielsweise Gelbildners und/oder mineralischen Flüssigkeitsabsorbers, umfassen. Insofern der mindestens eine Flüssigkeitsabsorber ein mineralischer Flüssigkeitsabsorber, beispielsweise ein Schichtsilikat, insbesondere Vermiculit, beispielsweise expandiertes Vermiculit, ist, kann das Mittel beziehungsweise das Gemisch/Schüttgut beispielsweise ≥ 50 Gew.-% oder ≥ 60 Gew.-%, zum Beispiel bis ≤ 95 Gew.-% oder ≤ 90 Gew.-% oder ≤ 85 Gew.-% oder ≤ 80 Gew.-%, des mindestens einen Flüssigkeitsabsorbers umfassen.
Im Rahmen einer speziellen Ausführungsform umfasst das Mittel beziehungsweise die Lösung/Suspension/Dispersion, bezogen auf das Gesamtgewicht des Mittels beziehungsweise der Lösung/Suspension/Dispersion, mehr als 2 Gew.-%, beispielsweise ≥ 2,5 Gew.-%, des mindestens einen Gelbildners. Beispielsweise kann das Mittel beziehungsweise die Lösung/Suspension/Dispersion, bezogen auf das Gesamtgewicht des Mittels beziehungsweise der Lösung/Suspension/Dispersion, ≥ 2,5 Gew.-% bis ≤ 12,0 Gew.-% oder ≤ 10,0 Gew.-%, insbesondere ≥ 2,5 Gew.-% oder ≥ 3,0 Gew.-% bis ≤ 8,0 Gew.-% oder ≤ 5,0 Gew.-%, zum Beispiel etwa 3,0 Gew.-% bis/oder etwa 4,0 Gew.-%, des mindestens einen Gelbildners umfassen. So kann vorteilhafterweise ein zur Aufnahme von Schmutzpartikeln, beispielsweise von fein verteiltem Ruß, besonders geeignete Viskosität des Reinigungsmittels erzielt werden.
Das Mittel, insbesondere die Lösung/Suspension/Dispersion, kann zum Beispiel, bezogen auf das Gesamtgewicht des Mittels beziehungsweise der Lösung/Suspension/Dispersion, ≥ 40 Gew.-% oder ≥ 45 Gew.-% oder ≥ 50 Gew.-% oder ≥ 55 Gew.-% oder ≥ 60 Gew.-% oder ≥ 65 Gew.-% oder ≥ 70 Gew.-% oder ≥ 75 Gew.-% oder ≥ 80 Gew.-% oder ≥ 85 Gew.-% bis ≤ 97 Gew.-% oder ≤ 96,5 Gew.-% oder ≤ 96 Gew.-% oder ≤ 93 Gew.-% oder ≤ 92,5 Gew.-% oder ≤ 92 Gew.-% Wasser umfassen.
Das erfindungsgemäße Mittel kann insbesondere zum Reinigen nach einem Beschädigungsfall, beispielsweise Brand und/oder Ausgasung, einer Lithium-Zelle und/oder Lithium-Batterie und/oder zum Verpacken mindestens einer Lithium-Zelle und/oder Lithium-Batterie, zum Beispiel eines Batteriesystems oder einer Vielzahl von Batteriesystemen, beispielsweise in einem Transportbehälter zum Transport von Lithium-Zellen und/oder Lithium-Batterien, zum Beispiel von Batteriesystemen, insbesondere in einem erfindungsgemäßen Transportbehälter, verwendet werden.
Hinsichtlich weiterer technischer Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Mittels wird hiermit explizit auf die übrigen Erläuterungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Herstellung und Verwendung sowie auf den erfindungsgemäßen Transportbehälter und auf die Figuren und die Figurenbeschreibung verwiesen.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Reinigungsmittels und/oder Verpackungsmittels zum Reinigen nach einem Beschädigungsfall, beispielsweise Brand und/oder Ausgasung, einer Lithium-Zelle und/oder Lithium-Batterie und/oder zum Verpacken mindestens einer Lithium-Zelle und/oder Lithium-Batterie, insbesondere einer Vielzahl von Lithium-Zellen und/oder Lithium-Batterien, zum Beispiel eines Batteriesystems oder einer Vielzahl von Batteriesystemen, beispielsweise beim Transport in einem Transportbehälter und/oder zur Auslieferung und/oder zur Überführung, beispielsweise nach einem Testlauf, zum Beispiel einer Umwelt- und/oder Sicherheitserprobung, und/oder an einen Sammelpunkt, zum Beispiel zu einem Recycler, und/oder zur Rücknahme, zum Beispiel zum Recycling, und/oder zur Bergung, zum Beispiel nach einem Unfall.
Hinsichtlich weiterer technischer Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Verwendung wird hiermit explizit auf die übrigen Erläuterungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Mittel und dessen Herstellung sowie auf den erfindungsgemäßen Transportbehälter und auf die Figuren und die Figurenbeschreibung verwiesen.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Transportbehälter zum Transport von Lithium-Zellen und/oder Lithium-Batterien, insbesondere einer Vielzahl von Lithium-Zellen und/oder Lithium-Batterien, zum Beispiel eines Batteriesystems oder einer Vielzahl von Batteriesystemen, beispielsweise zur Auslieferung und/oder zur Überführung, beispielsweise nach einem Testlauf, zum Beispiel einer Umwelt- und/oder Sicherheitserprobung, und/oder an einen Sammelpunkt, zum Beispiel zu einem Recycler, und/oder zur Rücknahme, zum Beispiel zum Recycling, und/oder zur Bergung, zum Beispiel nach einem Unfall, welcher ein erfindungsgemäßes Verpackungsmittel umfasst.
Der Transportbehälter kann insbesondere einen Transportbehältergrundkörper mit einem Innenraum zur Aufnahme von Lithium-Zellen und/oder Lithium-Batterien, insbesondere einer Vielzahl von Lithium-Zellen und/oder Lithium-Batterien, aufweisen. Der Innenraum kann dabei insbesondere zumindest teilweise mit dem erfindungsgemäßen Verpackungsmittel gefüllt beziehungsweise aufgefüllt sein. Das erfindungsgemäße Verpackungsmittel kann dabei lose oder in Beutel gefüllt sein.
Weiterhin kann der Transportbehälter einen Transportbehälterdeckel zum Verschließen des Innenraums des Transportbehältergrundkörpers aufweisen. Der Transportbehälterdeckel kann dabei den Innenraum des Transportbehältergrundkörpers nur locker beziehungsweise luftdurchlässig verschließen und muss den Innenraum insbesondere nicht luftdicht beziehungsweise hermetisch dicht verschließen.
Weiterhin kann der Transportbehälter Griffelemente zum Transport des Transportbehälters aufweisen.
Der Transportbehälter kann beispielsweise aus Aluminium oder Holz ausgebildet sein.
Hinsichtlich weiterer technischer Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Transportbehälters wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Mittel und dessen Herstellung und Verwendung sowie auf die Figuren und die Figurenbeschreibung verwiesen.
Zeichnungen und Beispiele
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnungen und Beispiele veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnungen und Beispiele nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen
1 eine schematische Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reinigungsmittels in Form einer wässrigen Lösung oder Suspension aus einem Erdalkalimetallsalz und einem Gelbildner;
2 eine schematische Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reinigungs- und/oder Verpackungsmittels in Form eines Gemischs/Schüttguts aus einem Erdalkalimetallsalz und expandiertem Vermiculit;
3 eine schematische Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reinigungs- und/oder Verpackungsmittels in Form eines Schüttguts aus Erdalkalimetallsalz bedecktem, expandiertem Vermiculit;
4 eine schematische Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reinigungs- und/oder Verpackungsmittels in Form eines Gemischs/Schüttguts aus einem Erdalkalimetallsalz bedecktem, expandiertem Vermiculit und Erdalkalimetallsalz-unbedecktem, expandiertem Vermiculit; und
5 eine schematischen Querschnitt durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Transportbehälter.
1 zeigt eine Ausführungsform eines Reinigungsmittel 10 in Form einer wässrigen Lösung beziehungsweise Suspension aus einem Erdalkalimetallsalz 11, beispielsweise Calciumchlorid, und einem Flüssigkeitsabsorber 12 in Form eines Gelbildners auf der Basis eines wasserabsorbierenden Polymers. Das Reinigungsmittel 10 kann insbesondere zum Reinigen von kontaminierten Bereichen nach einem Brand beziehungsweise einer Ausgasung von Lithium-Ionen-Zellen und/oder -Batterien verwendet werden. In dem Reinigungsmittel 10 kann die Konzentration des Gelbildners auf wasserabsorbierender Polymer-Basis beispielsweise 3 Gew.-% bis/oder 4 Gew.-% betragen. Insbesondere kann das wässrig basierte Reinigungsmittel 10 im Wesentlichen auf diesen zwei Bestandteilen 11, 12 basieren.
2 zeigt eine Ausführungsform eines Reinigungs- und/oder Verpackungsmittels 10 in Form eines Gemischs beziehungsweise Schüttguts aus einem Erdalkalimetallsalz 11, beispielsweise Kalk, insbesondere Naturkalk, und einem Flüssigkeitsabsorber 12 in Form von expandiertem Vermiculit. Expandiertes Vermiculit ist ein Aluminium-Eisen-Magnesium-Silikat mit Schichtstruktur, dessen Schichtenzwischenräume durch eine gegebenenfalls vakuumunterstützte Temperaturbehandlung vergrößert beziehungsweise expandiert sind. Die Schraffur der Vermiculitpartikel 12 in 2 (sowie in den 3 und 4) deutet diese Schichtstruktur mit Schichtzwischenräumen an. Ein derartiges Mittel kann beispielsweise als Medium für den Transport von Lithium-Ionen-Zellen und/oder -Batterien eingesetzt werden. Dabei hat sich insbesondere eine Schüttdichte in einem Bereich von 50 kg/m³ bis 150 kg/m³ hinsichtlich eines geringen Gewichts und sonstigen Verpackungseigenschaften, wie Entfernbarkeit und Stoßdämpfung, als vorteilhaft erwiesen. Durch das geringe Gewicht des Vermiculits 12 bleibt das Gewicht des Gemischs beziehungsweise der Mischung aus Vermiculit 12 und Erdalkalimetallsalz 11, beispielsweise Kalk, insbesondere Naturkalk, akzeptabel. Insbesondere kann dabei das Gemisch 11, 12 vorteilhafterweise ein deutlich geringeres Gewicht und eine deutlich höhere Flüssigkeitsaufnahme als reines Erdalkalimetallsalz, beispielsweise Kalk/Calciumcarbonat, aufweisen.
3 zeigt eine Ausführungsform eines Reinigungs- und/oder Verpackungsmittels 10 in Form eines Schüttguts aus Erdalkalimetallsalz 11, beispielsweise Calciumchlorid, bedecktem, expandiertem Vermiculit 12 als Flüssigkeitsabsorber. 3 veranschaulicht, dass dabei sowohl die äußere Oberfläche des expandierten Vermiculits 12 mit dem Erdalkalimetallsalz bedeckt ist als auch die Schichtzwischenräume des expandierten Vermiculits 12 das Erdalkalimetallsalz 11 enthalten. Insbesondere kann dabei die Oberfläche von Schichtzwischenräume begrenzenden Schichten des expandierten Vermiculits 12 zumindest teilweise mit dem Erdalkalimetallsalz 11 bedeckt sein.
4 zeigt eine Ausführungsform eines Reinigungs- und/oder Verpackungsmittels 10 in Form eines Gemischs beziehungsweise Schüttguts aus, insbesondere Erdalkalimetallsalz unbedecktem, expandiertem Vermiculit 12 und Erdalkalimetallsalz 11, beispielsweise Calciumchlorid, bedecktem, expandiertem Vermiculit 12.
5 zeigt eine Ausführungsform eines Transportbehälters 30, welcher einen Transportbehältergrundkörper 31 mit einem Innenraum zur Aufnahme einer Vielzahl von Batterien 20 und einen den Innenraum verschließenden Transportbehälterdeckel 32 sowie Griffelemente 33 umfasst. 5 veranschaulicht, dass in dem Innenraum des Transportbehältergrundkörpers 31 eine Vielzahl von Batterien 20 angeordnet ist, wobei der Raum zwischen den Batterien 20 mit dem Verpackungsmittel 10 in Form eines Schüttguts aufgefüllt ist.
Ausführungsbeispiele
Handelsübliche Lithium-Ionen-Zellen wurden durch Überladungen in Brand gesteckt.

Nach dem Brand kontaminierte Bereiche wurden mit jeweils mit einer erfindungsgemäßen Reinigungsmittelzusammensetzung in Zellulose-Papier beziehungsweise mit reinem Wasser als Referenzreinigungsmittel in Zellulose-Papier oberflächlich geeinigt. Das Reinigungsbild der gereinigten Oberfläche wurde optisch bewertet. Zudem wurden die gereinigten Oberflächen sowie das verwendete Zellulose-Papier auf die Anwesenheit von freiem Fluorid analytisch untersucht. Die Ergebnisse der Reinigungsversuche sind in Tabelle 1 wiedergegeben. Tabelle 1: Reinigungsversuche

Reinigungsmittel	Zusammensetzung	optisches Reinigungsbild	Freies Fluorid auf Oberfläche	Freies Fluorid auf Papier
Wasser (Referenz)	Reines Wasser	wenig Säuberungseffekt	nachweisbar	nachweisbar
1	10 Gew.-% CaCl₂ 3 Gew.-% Prevento 87 Gew.-% Wasser	guter Säuberungseffekt	unter Nachweisgrenze	unter Nachweisgrenze
2	10 Gew.-% CaCl₂ 3 Gew.-% Firesorp 87 Gew.-% Wasser	guter Säuberungseffekt	unter Nachweisgrenze	unter Nachweisgrenze
3	10 Gew.-% CaCl₂ 4 Gew.-% Prevento 86 Gew.-% Wasser	sehr guter Säuberungseffekt	unter Nachweisgrenze	unter Nachweisgrenze
4	10 Gew.-% CaCl₂ 4 Gew.-% Firesorp 86 Gew.-% Wasser	sehr guter Säuberungseffekt	unter Nachweisgrenze	unter Nachweisgrenze

Prevento ist ein Handelsname für einen Gelbildner auf Basis eines wasserabsorbierenden Polymers der Firma BASF, Deutschland.
Firesorp ist ein Handelsname für einen Gelbildner auf Basis eines wasserabsorbierenden Polymers der Firma Degussa, Deutschland.
Die Ergebnisse der Reinigungsversuche zeigen, dass durch die erfindungsgemäßen Reinigungsmittel bessere Säuberungseffekte als durch reines Wasser erzielt werden können, wobei kein freies Fluorid mehr auf der gereinigten Oberfläche und dem verwendeten Zellulose-Papier nachweisbar ist. Tabelle 1 zeigt weiterhin, dass durch die Produkte Prevento und Firesorp analoge Ergebnisse erzielt werden können. Tabelle 1 zeigt weiterhin, dass durch eine Erhöhung des Gelbildneranteils und damit der Reinigungsmittelviskosität verbesserte Säuberungseffekte erzielt werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009035908 A1 [0008]
WO 2011015411 A1 [0008]
DE 102010001741 A1 [0009]
US 2012/0028107 A1 [0010]
US 2011/0026207 A1 [0011]
EP 1817086 B1 [0041]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Nature 2003, 424, S. 635–636 [0007]
J. Pow. Sources, 2006, 161, S. 573–579 [0007]
'Modern Superabsorbent Polymer Technology', F. L. Buchholz und A. T. Graham, Wiley-VCH, 1998 [0030]
UIImann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6. Auflage, Band 35, Seiten 73 bis 103 [0030]

Claims

Reinigungsmittel und/oder Verpackungsmittel (10), insbesondere zum Reinigen nach einem Beschädigungsfall einer Lithium-Zelle und/oder Lithium-Batterie (20) und/oder zum Verpacken mindestens einer Lithium-Zelle und/oder Lithium-Batterie (20), umfassend mindestens ein Erdalkalimetallsalz (11) und mindestens einen Flüssigkeitsabsorber (12).
Mittel (10) nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Erdalkalimetallsalz (11) ein Calciumsalz ist.
Mittel (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das mindestens eine Erdalkalimetallsalz (11) Calciumchlorid oder ein Calciumcarboxylat oder eine Mischung davon ist.
Mittel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das mindestens eine Erdalkalimetallsalz (11) Calciumcarbonat, insbesondere Naturkalk, ist.
Mittel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Mittel (10), bezogen auf das Gesamtgewicht des Mittels, ≥ 5 Gew.-% bis < 15,0 Gew.-% des mindestens einen Erdalkalimetallsalzes (11) umfasst.
Mittel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Gewichtsverhältnis von dem mindestens einen Erdalkalimetallsalz (11) zu dem mindestens einen Flüssigkeitsabsorber in einem Bereich von 0,2:1 bis 4:1 liegt.
Mittel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der mindestens eine Flüssigkeitsabsorber (12) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Gelbildnern, mineralischen Flüssigkeitsabsorbern und Kombinationen davon.
Mittel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Mittel (10) eine wässrige Lösung oder Suspension ist, welche Wasser, das mindestens eine Erdalkalimetallsalz (11) und mindestens einen Gelbildner (11) umfasst.
Mittel (10) nach Anspruch 8, wobei der mindestens eine Gelbildner (11) ein wasserabsorbierendes Polymer umfasst oder ist, wobei das Mittel (10), bezogen auf das Gesamtgewicht des Mittels (10), mehr als 2 Gew.-% des mindestens einen Gelbildners umfasst.
Mittel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der mindestens eine Flüssigkeitsabsorber (12) Vermiculit, insbesondere expandiertes Vermiculit, umfasst oder ist.
Mittel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder 10, wobei die Oberfläche des Flüssigkeitsabsorbers (12) zumindest teilweise mit dem mindestens einen Erdalkalimetallsalz (11) bedeckt ist, wobei der Flüssigkeitsabsorber (12) Schichtzwischenräume aufweist, wobei die Schichtzwischenräume zumindest teilweise das mindestens eine Erdalkalimetallsalz (11) enthalten.
Mittel (10) nach Anspruch 11, wobei das Mittel (10) hergestellt ist, durch Tränken des mindestens einen Flüssigkeitsabsorbers (12) mit einer Lösung des mindestens einen Erdalkalimetallsalzes (11) in mindestens einem Lösungsmittel und Entfernen des mindestens einen Lösungsmittels.
Mittel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Mittel (10) ein Gemisch aus dem mindestens einen Erdalkalimetallsalz (11) und dem mindestens einen Flüssigkeitsabsorber (12) umfasst oder ist.
Mittel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder 10 bis 13, wobei das Mittel (10) ein Schüttgut ist, wobei der mindestens eine Flüssigkeitsabsorber (12) eine Schüttdichte in einem Bereich von ≥ 50 kg/m³ bis ≤ 150 kg/m³ aufweist.
Transportbehälter (30) zum Transport von Lithium-Zellen und/oder Lithium-Batterien (20), umfassend mindestens ein Verpackungsmittel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14.