DE102016010405A1 - Electrolyte and electrochemical energy storage - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Elektrolyten (1.3) für einen elektrochemischen Energiespeicher (1) mit einem nichtwässrigen, insbesondere karbonat- oder etherhaltigen, Lösungsmittel. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Elektrolyt (1.3) mit zumindest zwei Additiven versetzt ist, wobei – ein Additiv (2S)2,6-Diamino-N-[(2S)-1-phenylpropan2-yl]-hexanamid enthält und – ein anderes Additiv (RS)-10-(2-Dimethylaminopropyl)-phenothiazin enthält.The invention relates to an electrolyte (1.3) for an electrochemical energy store (1) with a non-aqueous, in particular carbonate or ether-containing, solvent. According to the invention, it is provided that the electrolyte (1.3) is mixed with at least two additives, wherein - one additive (2S) contains 2,6-diamino-N - [(2S) -1-phenylpropan-2-yl] -hexanamide and - another Additive (RS) -10- (2-dimethylaminopropyl) phenothiazine.
Description
Die Erfindung betrifft einen Elektrolyten für einen elektrochemischen Energiespeicher gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin einen elektrochemischen Energiespeicher mit einem solchen Elektrolyten.The invention relates to an electrolyte for an electrochemical energy store according to the preamble of claim 1. The invention further relates to an electrochemical energy store with such an electrolyte.
Aus dem Stand der Technik sind elektrochemische Energiespeicher, z. B. Batteriezellen für eine Traktionsbatterie, bekannt. Beim Laden und Entladen eines solchen elektrochemischen Energiespeichers entsteht Wärme, die über eine geeignete Kühlvorrichtung abgeleitet werden kann. Damit treten beim Laden und Entladen des elektrochemischen Energiespeichers Temperaturänderungen auf, die einen Einfluss auf eine Effizienz und Lebensdauer des elektrochemischen Energiespeichers haben. Temperaturänderungen können dabei auch in sehr kleinen Temperaturbereichen, z. B. im Bereich weniger Millikelvin pro Wattstunde, auftreten. Diese Temperaturänderungen verhalten sich jedoch nicht linear, sondern folgen dem sogenannten elektrochemischen Potential einer jeweiligen Elektrode der Batteriezelle. Die Amplituden dieser Temperaturänderungen können dabei negative und positive Beiträge zu einer Gesamtenthalpie, d. h. ein Gesamtenergieumsatz beim Laden und Entladen des elektrochemischen Energiespeichers, leisten.From the prior art electrochemical energy storage, z. B. battery cells for a traction battery, known. When charging and discharging such an electrochemical energy storage heat is generated, which can be derived via a suitable cooling device. Thus occur during charging and discharging of the electrochemical energy storage temperature changes that have an impact on the efficiency and life of the electrochemical energy storage. Temperature changes can also in very small temperature ranges, eg. B. in the range less Millikelvin per watt-hour occur. However, these temperature changes do not behave linearly, but follow the so-called electrochemical potential of a respective electrode of the battery cell. The amplitudes of these temperature changes can thereby negative and positive contributions to a total enthalpy, d. H. a total energy conversion during charging and discharging of the electrochemical energy storage afford.
In der
Des Weiteren ist in der
Ferner ist aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Elektrolyten für einen elektrochemischen Energiespeicher sowie einen verbesserten elektrochemischen Energiespeicher anzugeben.The invention is based on the object to provide an improved over the prior art electrolyte for an electrochemical energy storage device and an improved electrochemical energy storage.
Hinsichtlich des Elektrolyten wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Hinsichtlich des elektrochemischen Energiespeichers wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 4 angegebenen Merkmalen gelöst.With regard to the electrolyte, the object is achieved according to the invention with the features specified in claim 1. With regard to the electrochemical energy storage, the object is achieved according to the invention with the features specified in claim 4.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Ein Elektrolyt für einen elektrochemischen Energiespeicher umfasst ein nicht-wässriges, insbesondere ein karbonat- oder etherhaltiges, Lösungsmittel.An electrolyte for an electrochemical energy store comprises a nonaqueous, especially a carbonate or ether, solvent.
Erfindungsgemäß ist der Elektrolyt mit zumindest zwei Additiven versetzt, wobei eines der Additive (2S)2,6-Diamino-N-[(2S)-1-phenylpropan2-yl]-hexanamid enthält und wobei ein anderes der Additive (RS)-10-(2-Dimethylaminopropyl)-phenothiazin enthält.According to the invention, the electrolyte is admixed with at least two additives, one of the additives (2S) comprising 2,6-diamino-N - [(2S) -1-phenylpropan-2-yl] -hexanamide, and another of the additives (RS) -10 Contains - (2-dimethylaminopropyl) phenothiazine.
Die Additive verstärken quantitativ Temperaturdifferenzen, die üblicherweise beim Lade- und Entladen des elektrochemischen Energiespeichers auftreten. Dabei können sowohl Temperaturspitzen bei einer Abkühlung als auch bei einer Erwärmung des elektrochemischen Energiespeichers verstärkt werden. Dadurch können Temperaturspitzen und somit Temperaturdifferenzen im Betrieb des elektrochemischen Energiespeichers gegenüber dem Stand der Technik einfacher und zuverlässiger analytisch ermittelt werden. Insbesondere ist dadurch eine mikrokalorimetrische Erfassung einer Enthalpie in allen Temperaturbereichen beim Laden und Entladen des elektrochemischen Energiespeichers, insbesondere auch bei elektrochemischen Energiespeichern mit nur geringen Abmessungen, möglich, welche zur optimalen Ausnutzung eines mit dem elektrochemischen Energiespeicher gekoppelten Kühlsystems verwendbar ist.The additives quantitatively increase temperature differences that usually occur during charging and discharging of the electrochemical energy storage. In this case, both temperature peaks can be amplified during cooling as well as during heating of the electrochemical energy store. As a result, temperature peaks and thus temperature differences in the operation of the electrochemical energy storage compared to the prior art can be determined easier and more reliable analytically. In particular, by a microcalorimetric detection of enthalpy in all temperature ranges during charging and discharging of the electrochemical energy storage, especially in electrochemical energy storage devices with only small dimensions, possible, which is used for optimum utilization of coupled to the electrochemical energy storage cooling system.
(2S)2,6-Diamino-N-[(2S)-1-phenylpropan2-yl]-hexanamid, auch bekannt als Lisdexamfetamin, ist eine Substanz aus der Stoffgruppe der Amphetamine und verstärkt abkühlende und wärmende Effekte im Betrieb des elektrochemischen Energiespeichers etwa um den Faktor 8,5. Im Elektrolyt bildet dieses Additiv eine Mischung aus einer Base und einem Salz. Ein Gleichgewicht zwischen diesen Komponenten des Additivs ist thermisch beeinflussbar, so dass die Temperaturspitzen im Betrieb des elektrochemischen Energiespeichers verstärkt werden und somit leichter erfassbar sind.(2S) 2,6-Diamino-N - [(2S) -1-phenylpropan-2-yl] -hexanamide, also known as lisdexamfetamine, is a substance from the substance group of amphetamines and enhances cooling and warming effects in the operation of the electrochemical Energy storage about by a factor of 8.5. In the electrolyte, this additive forms a mixture of a base and a salt. A balance between these components of the additive is thermally influenced, so that the temperature peaks are amplified during operation of the electrochemical energy storage and thus are easier to detect.
(RS)-10-(2-Dimethylaminopropyl)-phenothiazin, auch bekannt als Promethazin, ist ein Neuroleptikum aus der Gruppe der Phenothiazine und wird essentiell zur Einstellung einer Kinetik einer chemischen Reaktion beim Laden und Entladen des elektrochemischen Energiespeichers sowie eine Stabilität von chemischen Zwischenzuständen des Lisdexamfetamins, insbesondere hinsichtlich des Gleichgewichts zwischen den Komponenten des Lisdexamfetamin, benötigt. Eine Kinetik der chemischen Reaktion des elektrochemischen Energiespeichers wird somit in dessen Betrieb stabilisiert, wobei das Promethazin enthaltende Additiv weitgehend katalytisch wirkt.(RS) -10- (2-Dimethylaminopropyl) -phenothiazine, also known as promethazine, is a neuroleptic in the phenothiazines group and becomes essential for adjusting the kinetics of a chemical reaction during charging and discharging of the electrochemical energy storage device as well as stability of intermediate chemical states Lisdexamfetamins, especially with regard to the balance between the components of Lisdexamfetamin needed. A kinetics of the chemical reaction of the electrochemical energy store is thus stabilized in its operation, wherein the promethazine-containing additive acts largely catalytic.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention will be explained in more detail below with reference to a drawing.
Dabei zeigt:Showing:
Die einzige
Der elektrochemische Energiespeicher
Die Anode
Der Elektrolyt
Wie bereits eingangs erwähnt, treten beim Laden und Entladen des elektrochemischen Energiespeichers
Zur Ermittlung von Temperaturänderungen in sehr kleinen Temperaturbereichen, z. B. im Bereich weniger Millikelvin pro Wattstunde, wird der Elektrolyt
Als ein Additiv wird (2S)2,6-Diamino-N-[(2S)-1-phenylpropan2-yl]-hexanamid, auch bekannt als Lisdexamfetamin, verwendet. Insbesondere wird hierbei ein Anteil von 0,0625 mg/l Lisdexamfetamin im Elektrolyten
Als ein weiteres Additiv wird (RS)-10-(2-Dimethylaminopropyl)-phenothiazin, auch bekannt als Promethazin, verwendet. Insbesondere wird hierbei ein Anteil von 0,02 Gew.-% Promethazin im Elektrolyten
Mittels des mit den beschriebenen Additiven versetzten Elektrolyten
Mittels der erfassten Enthalpie kann zudem eine Entropie rechnerisch ermittelt werden. Die Enthalpie beschreibt hierbei den Energieumsatz der beim Laden und Entladen des elektrochemischen Energiespeichers
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102014208865 A1 [0003] DE 102014208865 A1 [0003]
- EP 1154256 A1 [0004] EP 1154256 A1 [0004]
- EP 2683014 A1 [0005] EP 2683014 A1 [0005]
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- 2016-08-25 DE DE102016010405.8A patent/DE102016010405A1/en not_active Withdrawn
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