DE102017222914A1 - Electrochemical energy storage device and method for its production - Google Patents
Electrochemical energy storage device and method for its production Download PDFInfo
- Publication number
- DE102017222914A1 DE102017222914A1 DE102017222914.4A DE102017222914A DE102017222914A1 DE 102017222914 A1 DE102017222914 A1 DE 102017222914A1 DE 102017222914 A DE102017222914 A DE 102017222914A DE 102017222914 A1 DE102017222914 A1 DE 102017222914A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- energy storage
- housing
- neutralizing agent
- electrochemical energy
- neutralizing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrochemischen Energiespeicher, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen elektrochemischen Energiespeichers sowie ein Fahrzeug mit einem solchen elektrochemischen Energiespeicher. Der elektrochemische Energiespeicher, insbesondere eine Lithium-Ionen-Batterie, weist ein Gehäuse, mindestens eine im Gehäuse angeordnete elektrochemische Energiespeicherzelle, welche eine schwefelhaltige Komponente enthält, und ein im Gehäuse angeordnetes Neutralisierungsmittel zum Neutralisieren von Schwefelwasserstoff auf.The present invention relates to an electrochemical energy store, a method for producing such an electrochemical energy store, and a vehicle having such an electrochemical energy store. The electrochemical energy store, in particular a lithium-ion battery, has a housing, at least one electrochemical energy storage cell arranged in the housing, which contains a sulfur-containing component, and a neutralizing agent arranged in the housing for neutralizing hydrogen sulphide.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrochemischen Energiespeicher, insbesondere eine Lithium-Ionen-Batterie, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen elektrochemischen Energiespeichers sowie ein Fahrzeug mit einem solchen elektrochemischen Energiespeicher.The present invention relates to an electrochemical energy store, in particular a lithium-ion battery, a method for producing such an electrochemical energy store and a vehicle having such an electrochemical energy store.
Nahezu dauerhaft betreibbare elektrochemische Energiespeicher mit hohen Kapazitäten sind bereits heute in nahezu allen tragbaren Kommunikationsgeräten verbaut. Mit der zunehmenden Verbreitung von elektromotorisch betriebenen Fahrzeugen wird die Entwicklung solcher Energiespeicher, insbesondere hinsichtlich Leistungsfähigkeit, Lebensdauer und Sicherheit, weiter vorangetrieben. Ein vielversprechender Kandidat diesbezüglich sind Energiespeicher, etwa Lithiumbatterien, die einen Festkörperelektrolyt enthalten und dadurch eine hohe Zyklenstabilität und Lebensdauer bei geringer Selbstentladung und/oder eine positive Elektrode mit einem speziehen chemischen Element oder einer chemischen Verbindung zur Erhöhung der Energiedichte aufweisen.Almost permanently operable electrochemical energy storage devices with high capacities are already installed in almost all portable communication devices. With the increasing use of electric motor vehicles, the development of such energy storage, especially in terms of performance, durability and safety, further promoted. A promising candidate in this regard are energy storage devices, such as lithium batteries, which contain a solid electrolyte and thereby have a high cycle stability and low self-discharge life and / or a positive electrode with a chemical element or chemical compound to increase the energy density.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrochemischen Energiespeicher anzugeben, der eine erhöhte Sicherheit bezüglich des Austritts eines korrosiven Gases aufweist.It is an object of the present invention to provide an electrochemical energy store which has increased safety with respect to the discharge of a corrosive gas.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen elektrochemischen Energiespeicher, insbesondere eine Lithium-Ionen-Batterie, gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen elektrochemischen Energiespeichers gemäß Anspruch 9.This object is achieved by an electrochemical energy store, in particular a lithium-ion battery, according to
Ein Aspekt der Erfindung betrifft einen elektrochemischer Energiespeicher, insbesondere eine Lithium-Ionen-Batterie, die ein Gehäuse, mindestens eine im Gehäuse angeordnete elektrochemische Energiespeicherzelle, welche eine schwefelhaltige Komponente enthält, und ein im Gehäuse angeordnetes Neutralisierungsmittel zum Neutralisieren von Schwefelwasserstoff aufweist.One aspect of the invention relates to an electrochemical energy store, in particular a lithium-ion battery, which has a housing, at least one electrochemical energy storage cell arranged in the housing, which contains a sulfur-containing component, and a neutralizing agent arranged in the housing for neutralizing hydrogen sulphide.
Eine schwefelhaltige Komponente einer Energiespeicherzelle im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein schwefelhaltiger Festkörperelektrolyt oder eine schwefelhaltige positive Elektrode. Dabei weist die Energiespeicherzelle mindestens jeweils eine negative Elektrode, eine positive Elektrode und einen zwischen den Elektroden angeordneten Separator auf, der durch den Festkörperelektrolyt gebildet sein kann. Der in dem Festkörperelektrolyt oder der positiven Elektrode enthaltene Schwefel kann dabei als elementarer Schwefel und/oder als Schwefelverbindung vorliegen.A sulfur-containing component of an energy storage cell according to the invention is in particular a sulfur-containing solid electrolyte or a sulfur-containing positive electrode. In this case, the energy storage cell has at least in each case a negative electrode, a positive electrode and a separator arranged between the electrodes, which can be formed by the solid electrolyte. The sulfur contained in the solid electrolyte or the positive electrode may be present as elemental sulfur and / or as a sulfur compound.
Das Neutralisierungsmittel ist vorzugsweise dazu eingerichtet, korrosiv wirkenden Schwefelwasserstoff zu neutralisieren, der im Gehäuse, etwa durch Kontakt von Wasser mit der schwefelhaltigen Komponente oder aus der schwefelhaltigen Komponente ausgetretenem Schwefel, insbesondere einer aus der schwefelhaltigen Komponente ausgetretenen Schwefelverbindung, gebildet wird.The neutralizing agent is preferably adapted to neutralize corrosive hydrogen sulfide which is formed in the housing, for example, by contact of water with the sulfur-containing component or from the sulfur-containing component leaked sulfur, in particular a sulfur compound leaked from the sulfur component.
Das Neutralisierungsmittel ermöglicht dabei insbesondere das zuverlässige Herausfiltern von gasförmigem Schwefelwasserstoff aus dem Inneren des Gehäuses. Ein Eindringen von Wasser in das Gehäuse, insbesondere in eine der darin enthaltenen Energiespeicherzellen, und ein dadurch bedingter Kontakt von Wasser mit elementarem Schwefel oder Schwefelverbindungen aus der Energiespeicherzelle kann etwa im Falle einer Havarie des Energiespeichers, insbesondere bei einem Unfall eines mit dem Energiespeicher ausgestatteten Fahrzeugs, bei dem das Gehäuse und/oder die mindestens eine Energiespeicherzelle beschädigt wird, und/oder bei einem thermischen Durchgehen der mindestens einen Energiespeicherzelle, auftreten.The neutralizing agent allows in particular the reliable filtering out of gaseous hydrogen sulfide from the interior of the housing. An intrusion of water into the housing, in particular in one of the energy storage cells contained therein, and a consequent contact of water with elemental sulfur or sulfur compounds from the energy storage cell can be approximately in the event of an accident of the energy storage, especially in an accident of a vehicle equipped with the energy storage in which the housing and / or the at least one energy storage cell is damaged, and / or during a thermal run through the at least one energy storage cell occur.
Das sich daraufhin, gegebenenfalls mit weiteren flüchtigen Komponenten aus der mindestens einen Energiespeicherzelle, im Gehäuse ausbreitende Schwefelwasserstoffgas kann durch das Neutralisierungsmittel neutralisiert werden, bevor es, etwa durch ein bei der Havarie entstandenes Leck, unerwünschterweise aus dem Gehäuse kann.The then, optionally with other volatile components from the at least one energy storage cell, propagating in the housing hydrogen sulfide gas can be neutralized by the neutralizing agent before it can, for example, by a damage caused by the accident leak, undesirably from the housing.
Das Neutralisierungsmittel kann insbesondere eingerichtet sein, Schwefelwasserstoff zu binden, insbesondere zu adsorbieren, oder mittels einer chemischen Reaktion in ungefährliche oder zumindest weniger korrosive Schwefelverbindungen, insbesondere in als Festkörper vorliegende Reaktionsprodukte, umzuwandeln. Alternativ oder zusätzlich kann das Neutralisierungsmittel auch eingerichtet sein, Schwefelwasserstoff räumlich einzuschließen, etwa innerhalb von Poren des Neutralisierungsmittels oder eines Trägermaterials des Neutralisierungsmittels oder innerhalb eines definierten Bereichs des Gehäuses. Der Schwefelwasserstoff kann dadurch schnell und zuverlässig bereits innerhalb des Gehäuses aus einem Gasgemisch herausgezogen werden und gegebenenfalls sicher zurückgehalten, etwa eingelagert werden.The neutralizing agent may in particular be adapted to bind hydrogen sulphide, in particular to adsorb it, or to convert it by means of a chemical reaction into harmless or at least less corrosive sulfur compounds, in particular as reaction products in the form of solids. Alternatively, or additionally, the neutralizing agent may also be configured to spatially include hydrogen sulfide, such as within pores of the neutralizing agent or a carrier material of the neutralizing agent or within a defined area of the housing. The hydrogen sulfide can be quickly and reliably pulled out of the gas mixture within the housing and possibly retained safely, for example, stored.
Insgesamt ermöglicht die Erfindung das Erhöhen der Sicherheit eines elektrochemischen Energiespeichers.Overall, the invention makes it possible to increase the safety of an electrochemical energy store.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Neutralisierungsmittel Aktivkohle auf. Das Neutralisierungsmittel ist dabei insbesondere eingerichtet, Schwefelwasserstoff im Bereich des Neutralisierungsmittels, etwa innerhalb der Aktivkohle, zu binden und dadurch ein Austreten von Schwefelwasserstoff aus dem Gehäuse zu verhindern. Der Einsatz von Aktivkohle ist dabei besonders vorteilhaft, da Aktivkohle eine große effektive Oberfläche aufweist, auf der Schwefelwasserstoffmoleküle adsorbiert werden können. Dem Innenraum des Gehäuses kann Schwefelwasserstoff so effektiv entzogen werden.In a preferred embodiment, the neutralizing agent comprises activated carbon. The neutralizing agent is in particular adapted to hydrogen sulfide in the region of the neutralizing agent, for example within the activated carbon bind and thereby prevent leakage of hydrogen sulfide from the housing. The use of activated carbon is particularly advantageous since activated carbon has a large effective surface on which hydrogen sulfide molecules can be adsorbed. Hydrogen sulfide can be effectively removed from the interior of the housing.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Neutralisierungsmittel Natriumhydroxid auf. Das Neutralisierungsmittel ist dabei insbesondere eingerichtet, Schwefelwasserstoff in ungiftige oder zumindest weniger korrosive Schwefelverbindungen, zumindest jedoch feste, d.h. als Festkörper vorliegende, Schwefelverbindungen, etwa Natriumsulfid und/oder Natriumhydrogensulfid, umzuwandeln. Zusätzlich ist das Neutralisierungsmittel vorzugsweise eingerichtet, die umgewandelten Schwefelverbindungen zu speichern, etwa innerhalb von Poren des Neutralisierungsmittels oder eines Trägermaterials des Neutralisierungsmittels einzulagern. Dadurch kann ein Austreten von Schwefelwasserstoff aus dem Gehäuse auch bei Beschädigung des Gehäuses zuverlässig verhindert werden.In a further preferred embodiment, the neutralizing agent comprises sodium hydroxide. The neutralizing agent is especially adapted to hydrogen sulfide in non-toxic or at least less corrosive sulfur compounds, but at least solid, i. as solid, sulfur compounds, such as sodium sulfide and / or sodium hydrogen sulfide, convert. In addition, the neutralizing agent is preferably arranged to store the converted sulfur compounds, for example, to be incorporated within pores of the neutralizing agent or a carrier material of the neutralizing agent. Thereby, leakage of hydrogen sulfide from the housing can be reliably prevented even if the housing is damaged.
Zusätzlich zu dem Natriumhydroxid weist das Neutralisierungsmittel vorzugsweise ein Trägermaterial auf, in dem das Natriumhydroxid, insbesondere in Partikelform, enthalten ist. Durch die Partikelform des Natriumhydroxids wird die effektive, zur Reaktion mit dem Schwefelwasserstoff zu Verfügung stehende Oberfläche des Natriumhydroxids erhöht, und die infolge der Reaktion von Natriumhydroxid mit Schwefelwasserstoff gebildeten Schwefelverbindungen können sicher eingeschlossen werden. Das Trägermaterial kann dabei verhindern, dass das Natriumhydroxid, insbesondere die Natriumhydroxidpartikel, mit der mindestens einen Energiespeicherzelle in Kontakt kommen und dabei eine Korrosion derselben bewirken.In addition to the sodium hydroxide, the neutralizing agent preferably comprises a carrier material in which the sodium hydroxide, in particular in particulate form, is contained. The particulate form of the sodium hydroxide increases the effective surface area of the sodium hydroxide available for reaction with the hydrogen sulfide, and the sulfur compounds formed as a result of the reaction of sodium hydroxide with hydrogen sulfide can be confined safely. The carrier material can prevent the sodium hydroxide, in particular the sodium hydroxide particles, from coming into contact with the at least one energy storage cell and thereby causing it to corrode.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Neutralisierungsmittel, insbesondere die Aktivkohle, gegebenenfalls auch ein Trägermaterial des Neutralisierungsmittels, eine poröse Struktur auf. Vorzugsweise sind dabei in zumindest einigen der Poren der porösen Struktur Natriumhydroxidpartikel angeordnet. Das Neutralisierungsmittel kann etwa als mindestens eine poröse Aktivkohleschicht ausgeführt sein, in deren Poren die Natriumhydroxidpartikel angeordnet sind. Schwefelwasserstoff kann dadurch besonders effektiv neutralisiert, insbesondere gebunden und eingelagert, werden, da vorzugsweise ein Teil der Schwefelwasserstoffmoleküle aus dem Gehäuseinneren beim Eindringen in die Poren von der Aktivkohle adsorbiert, und der nicht adsorbierte Teil von den Natriumhydroxidpartikeln in andere, insbesondere feste und daher gut einschließbare, Schwefelverbindungen umgewandelt wird.In a further preferred embodiment, the neutralizing agent, in particular the activated carbon, optionally also a carrier material of the neutralizing agent, has a porous structure. Preferably, sodium hydroxide particles are arranged in at least some of the pores of the porous structure. The neutralizing agent can be embodied, for example, as at least one porous activated carbon layer in whose pores the sodium hydroxide particles are arranged. Hydrogen sulfide can be particularly effectively neutralized, especially bound and stored, since preferably a portion of the hydrogen sulfide molecules from the housing interior adsorbs when penetrating into the pores of the activated carbon, and the non-adsorbed part of the sodium hydroxide particles in other, especially solid and therefore easily trappable , Sulfur compounds is converted.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der elektrochemische Energiespeicher des Weiteren wenigstens ein Neutralisierungselement, insbesondere eine Aktivkohleschicht, auf, das zumindest abschnittsweise zu einer Außenfläche einer der mindestens einen Energiespeicherzelle benachbart oder darauf aufgebracht ist und das Neutralisierungsmittel aufweist. Das Neutralisierungselement kann etwa durch ein Beschichtungsverfahren vor der Montage des Energiespeichers direkt auf die Außenfläche der mindestens einen Energiespeicherzelle aufgebracht werden. Das Neutralisierungselement kann insbesondere schichtartig ausgebildet sein und eine Aktivkohleschicht aufweisen, die auf wenigstens einer Außenfläche der mindestens einen Energiespeicherzelle, die einer Außenfläche einer benachbarten Energiespeicherzellen gegenüberliegt, angeordnet ist. Dadurch kann eine Oberfläche des Neutralisierungsmittels, insbesondere der Aktivkohle und/oder des Natriumhydroxids, vergrößert werden, so dass Schwefelwasserstoff schneller und zuverlässiger, insbesondere direkt nach einem Austreten aus der Energiespeicherzelle, neutralisiert werden kann.In a further preferred embodiment, the electrochemical energy store further comprises at least one neutralizing element, in particular an activated carbon layer, which is at least partially adjacent to or applied to an outer surface of one of the at least one energy storage cell and having the neutralizing agent. The neutralization element can be applied directly to the outer surface of the at least one energy storage cell, for example, by a coating method before the energy storage device is mounted. The neutralization element may in particular be layered and have an activated carbon layer which is arranged on at least one outer surface of the at least one energy storage cell, which is opposite to an outer surface of an adjacent energy storage cell. As a result, a surface of the neutralizing agent, in particular of the activated carbon and / or of the sodium hydroxide, can be increased, so that hydrogen sulphide can be neutralized faster and more reliably, in particular directly after it leaves the energy storage cell.
Darüber hinaus kann das wenigstens eine Neutralisierungselement eingerichtet sein, auf das Gehäuse, insbesondere auf die mindestens eine Energiespeicherzelle, einwirkende mechanische Energie, etwa durch Verformung, aufzunehmen und dadurch weiter zu Sicherheit des Energiespeichers beizutragen. Bei auf das Gehäuse einwirkenden Stößen, etwa bei einem Unfall eines Fahrzeugs, in dem der Energiespeicher verbaut ist, kann das wenigstens eine Neutralisierungselement zumindest einen Teil der wirkenden Kräfte abfangen und dadurch gegebenenfalls eine Beschädigung des Gehäuses, insbesondere der mindestens einen Energiespeicherzelle, durch die Wasser in das Gehäuse bzw. die Energiespeicherzelle eintreten und mit der schwefelhaltigen Komponente in Kontakt kommen könnte, vermeiden, so dass die Bildung von Schwefelwasserstoff im Gehäuse verhindert wird.In addition, the at least one neutralizing element can be set up to receive mechanical energy acting on the housing, in particular on the at least one energy storage cell, for example by deformation, and thereby further contribute to the safety of the energy store. When acting on the housing shocks, such as in an accident of a vehicle in which the energy storage is installed, the at least one neutralizing element can absorb at least a portion of the forces acting and thereby possibly damage the housing, in particular the at least one energy storage cell through the water into the housing or the energy storage cell and could come into contact with the sulfur-containing component, avoid, so that the formation of hydrogen sulfide in the housing is prevented.
Alternativ oder zusätzlich ist das wenigstens eine Neutralisierungselement zur Verbindung mit der mindestens einen Energiespeicherzelle, insbesondere in zumindest einem Abschnitt der Außenfläche der mindestens einen Energiespeicherzelle, und/oder dem Gehäuse eingerichtet. Vorzugsweise weist eine Außenseite des Neutralisierungselements, insbesondere eine darin enthaltenen Aktivkohleschicht, dabei im Wesentlichen die gleichen Maße auf wie die Außenfläche der mindestens einen Energiespeicherzelle, so dass das mindestens eine Neutralisierungselement mit der mindestens einen Energiespeicherzelle im Wesentlichen bündig mit einander gegenüberliegenden Außenflächen stapelbar ist. Dabei ist das mindestens eine Neutralisierungselement vorzugsweise plattenartig ausgebildet. Das Neutralisierungselement kann insbesondere als Fassung der Aktivkohleschicht ausgebildet sein und ein Verbindungsmittel, etwa einen Rastmechanismus, zur Verbindung mit wenigstens einer Energiespeicherzelle und/oder dem Gehäuse aufweisen. Dadurch kann der Energiespeicher modular aufgebaut werden, wobei weiterhin das Austreten von Schwefelwasserstoff aus dem Gehäuse verhindert wird.Alternatively or additionally, the at least one neutralizing element is arranged for connection to the at least one energy storage cell, in particular in at least a portion of the outer surface of the at least one energy storage cell, and / or the housing. Preferably, an outer side of the neutralizing element, in particular an activated carbon layer contained therein, substantially the same dimensions as the outer surface of the at least one energy storage cell, so that the at least one neutralizing element with the at least one energy storage cell is substantially flush with opposing outer surfaces stacked. In this case, the at least one neutralizing element is preferably formed plate-like. The Neutralization element may be formed in particular as a version of the activated carbon layer and a connection means, such as a latching mechanism, for connection to at least one energy storage cell and / or the housing. As a result, the energy storage device can be constructed in a modular manner, wherein furthermore the escape of hydrogen sulphide from the housing is prevented.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Energiespeicher des Weiteren eine für das Neutralisierungsmittel, insbesondere für Aktivkohle und/oder Natriumhydroxidpartikel, undurchlässige Membran auf, die so in dem Gehäuse angeordnet ist, dass sie das Neutralisierungsmittel räumlich von der wenigstens einen Energiespeicherzelle separiert. Durch die Anordnung der Membran im Gehäuse wird vorzugsweise ein Bereich, insbesondere ein Volumen, definiert, in dem das Neutralisierungsmittel angeordnet ist und Schwefelwasserstoff gebunden oder in wenigstens eine andere, insbesondere feste, schwefelhaltige Verbindung umgewandelt werden kann. Die Membran ist dabei insbesondere eingerichtet, Gase, insbesondere gasförmigen Schwefelwasserstoff, passieren zu lassen, so dass der Schwefelwasserstoff in den von der Membran separierten Bereich im Gehäuse diffundieren und dort vom Neutralisierungsmittel neutralisiert werden kann. Dadurch kann ein Kontakt des Neutralisierungsmittels, insbesondere von Natriumhydroxid, mit anderen Komponenten des Energiespeichers, insbesondere mit der mindestens einen Energiespeicherzelle, zuverlässig vermieden werden. Zudem können etwaige, bei der Wechselwirkung des Neutralisierungsmittels mit Schwefelwasserstoff erzeugte und als Festkörper vorliegende Schwefelverbindungen, insbesondere bezüglich eines Austritts aus dem Gehäuse, gesichert werden.In a further preferred embodiment, the energy store further comprises a membrane impermeable to the neutralizing agent, in particular for activated carbon and / or sodium hydroxide particles, which is arranged in the housing such that it spatially separates the neutralizing agent from the at least one energy storage cell. The arrangement of the membrane in the housing preferably defines a region, in particular a volume, in which the neutralizing agent is arranged and hydrogen sulphide can be bound or converted into at least one other, in particular solid, sulfur-containing compound. The membrane is in particular designed to allow gases, in particular gaseous hydrogen sulfide, to pass, so that the hydrogen sulfide can diffuse into the region separated from the membrane in the housing and can be neutralized there by the neutralizing agent. As a result, contact of the neutralizing agent, in particular of sodium hydroxide, with other components of the energy store, in particular with the at least one energy storage cell, can be reliably avoided. In addition, any, in the interaction of the neutralizing agent with hydrogen sulfide generated and present as a solid sulfur compounds, in particular with respect to an exit from the housing, can be secured.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Neutralisierungsmittel zumindest teilweise zwischen der zumindest einen Energiespeicherzelle und einer Wandung des Gehäuses angeordnet. Vorzugsweise ist das Neutralisierungsmittel dabei zumindest teilweise in das Gehäuse, zumindest in einen Teil des Gehäuses, integriert, insbesondere eingelassen. Zu diesem Zweck kann das Gehäuse, zumindest ein Teil des Gehäuses, etwa ein Gehäusedeckel und/oder ein Gehäuseboden, eine oder mehrere Aussparungen aufweisen, in die das Neutralisierungsmittel eingefügt ist. Dadurch kann Schwefelwasserstoff im Bereich der Gehäusewände, d.h. vor seinem Austreten aus dem Gehäuse, neutralisiert werden. Zudem ermöglicht auch die Anordnung des Neutralisierungsmittels zwischen der Gehäusewandung und der Energiespeicherzelle eine Aufnahme von Kräften, wie sie etwa bei Fahrzeugunfällen auftreten, durch das Neutralisierungsmittel, so dass das Risiko einer Perforation des Gehäuses und/oder der mindestens einen Energiespeicherzelle, durch die Schwefelwasserstoff austreten kann, verringert wird.In a further preferred embodiment, the neutralizing agent is at least partially disposed between the at least one energy storage cell and a wall of the housing. Preferably, the neutralizing agent is at least partially integrated into the housing, at least in a part of the housing, in particular embedded. For this purpose, the housing, at least a part of the housing, such as a housing cover and / or a housing bottom, one or more recesses, in which the neutralizing agent is inserted. As a result, hydrogen sulfide in the region of the housing walls, i. be neutralized before it exits the case. In addition, the arrangement of the neutralizing agent between the housing wall and the energy storage cell allows absorption of forces, such as occur in vehicle accidents, by the neutralizing agent, so that the risk of perforation of the housing and / or the at least one energy storage cell through which hydrogen sulfide can escape , is reduced.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem elektrochemischen Energiespeicher nach dem ersten Aspekt der Erfindung.A second aspect of the invention relates to a vehicle, in particular a motor vehicle, with an electrochemical energy store according to the first aspect of the invention.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektrochemischen Energiespeichers nach dem ersten Aspekt der Erfindung, wobei die mindestens eine elektrochemische Energiespeicherzelle, welche eine schwefelhaltige Komponente enthält, und das Neutralisierungsmittel in das Gehäuse eingebracht werden. Dabei kann das Einbringen des Neutralisierungsmittels getrennt vom Einbringen der mindestens einen Energiespeicherzelle, etwa durch ein Anordnen des Neutralisierungsmittels in einer Aussparung einer Wandung des Gehäuses, erfolgen. Alternativ kann das Einbringen der mindestens einen Energiespeicherzelle und des Neutralisierungsmittels auch zeitgleich erfolgen, insbesondere, wenn das Neutralisierungsmittel zumindest abschnittsweise benachbart einer Seitenfläche der mindestens einen Energiespeicherzelle angeordnet oder darauf aufgebracht ist. Insbesondere kann das Verfahren einen weiteren Verfahrensschritt aufweisen, in dem das Neutralisierungsmittel auf die wenigstens eine Energiespeicherzelle, etwa eine Aktivkohleschicht oder ein Trägermaterial mit darin enthaltenen Natriumhydroxidpartikeln, durch ein Beschichtungsverfahren, aufgebracht wird. Vorzugsweise wird das Gehäuse in einem weiteren Verfahrensschritt, insbesondere gasdicht, versiegelt, etwa mit einem Gehäusedeckel verschlossen, in dem auch zumindest ein Teil des Neutralisierungsmittels angeordnet sein kann.A third aspect of the invention relates to a method for producing an electrochemical energy store according to the first aspect of the invention, wherein the at least one electrochemical energy storage cell, which contains a sulfur-containing component, and the neutralizing agent are introduced into the housing. In this case, the introduction of the neutralizing agent can be carried out separately from the introduction of the at least one energy storage cell, for example by arranging the neutralizing agent in a recess of a wall of the housing. Alternatively, the introduction of the at least one energy storage cell and of the neutralizing agent can also take place at the same time, in particular if the neutralizing agent is arranged at least in sections adjacent to or applied to a side surface of the at least one energy storage cell. In particular, the method can have a further method step in which the neutralizing agent is applied to the at least one energy storage cell, for example an activated carbon layer or a carrier material with sodium hydroxide particles contained therein, by a coating method. Preferably, the housing is sealed in a further method step, in particular gas-tight, sealed, for example with a housing cover, in which also at least a part of the neutralizing agent can be arranged.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden mehrere Energiespeicherzellen alternierend mit mehreren Neutralisierungselementen, die das Neutralisierungsmittel enthalten, in das Gehäuse eingebracht, so dass sich ein Stapel aus Energiespeicherzellen und Neutralisierungselementen ergibt, in dem zwischen zwei benachbarten Energiespeicherzellen jeweils ein Neutralisierungselement angeordnet ist. Durch den derart erzeugten Energiespeicher lässt sich ein Entweichen von Schwefelwasserstoff aus dem Gehäuse besonders zuverlässig erreichen.In a preferred embodiment, a plurality of energy storage cells are alternately introduced into the housing with a plurality of neutralization elements containing the neutralizing agent, resulting in a stack of energy storage cells and neutralization elements in which a neutralization element is arranged in each case between two adjacent energy storage cells. The energy accumulator generated in this way makes it possible to achieve particularly reliable escape of hydrogen sulphide from the housing.
Die in Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung und dessen vorteilhafte Ausgestaltung beschriebenen Merkmale und Vorteile gelten, zumindest wo technisch sinnvoll, auch für den zweiten und dritten Aspekt der Erfindung und dessen vorteilhafte Ausgestaltung sowie umgekehrt.The features and advantages described in relation to the first aspect of the invention and its advantageous embodiment apply, at least where technically feasible, for the second and third aspects of the invention and its advantageous embodiment and vice versa.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren, in denen durchgängig dieselben Bezugszeichen für dieselben oder einander entsprechende Elemente der Erfindung verwendet werden. Es zeigen wenigstens teilweise schematisch:
-
1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines elektrochemischen Energiespeichers mit einem Neutralisierungsmittel; -
2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines elektrochemischen Energiespeichers mit einem Neutralisationsmittel; und -
3 ein Ausführungsbeispiel eines Neutralisationsmittels.
-
1 a first embodiment of an electrochemical energy storage with a neutralizing agent; -
2 a second embodiment of an electrochemical energy storage with a neutralizing agent; and -
3 an embodiment of a neutralizing agent.
Bei den Energiespeicherzellen
Da der in den Energiespeicherzellen
Um ein Austreten des innerhalb des Gehäuses
Als Neutralisierungsmittel
Durch die mechanischen Eigenschaften der Aktivkohleschichten, insbesondere der Komprimierbarkeit der Aktivkohleschichten gegenüber dem Gehäuse
In
Das Neutralisierungsmittel
Der Energiespeicher
Als Neutralisierungsmittel
Das Natriumhydroxid liegt dabei vorzugsweise in Partikelform vor. Die Natriumhydroxidpartikel
Um eine Korrosion des Gehäuses
Zusätzlich kann das Neutralisierungsmittel
Das Neutralisierungsmittel
Schwefelwasserstoff, der mit dem Neutralisierungsmittel
Nicht adsorbierter Schwefelwasserstoff kommt in den Poren mit dem Natriumhydroxid der Natriumhydroxidpartikel
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Energiespeicherenergy storage
- 22
- EnergiespeicherzelleEnergy storage cell
- 33
- Neutralisierungsmittelneutralizer
- 44
- Gehäusecasing
- 55
- Neutralisierungselementneutralizing element
- 66
- Membranmembrane
- 77
- NatriumhydroxidpartikelNatriumhydroxidpartikel
- 88th
- AktivkohleschichtActivated carbon layer
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017222914.4A DE102017222914A1 (en) | 2017-12-15 | 2017-12-15 | Electrochemical energy storage device and method for its production |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017222914.4A DE102017222914A1 (en) | 2017-12-15 | 2017-12-15 | Electrochemical energy storage device and method for its production |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102017222914A1 true DE102017222914A1 (en) | 2019-06-19 |
Family
ID=66674438
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102017222914.4A Pending DE102017222914A1 (en) | 2017-12-15 | 2017-12-15 | Electrochemical energy storage device and method for its production |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102017222914A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020106866A1 (en) | 2020-03-12 | 2021-09-16 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Battery system with receiving coating and motor vehicle |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4072479A (en) * | 1976-03-01 | 1978-02-07 | Calgon Corporation | Impregnated activated carbon for improved removal of malodorous compounds |
US5024682A (en) * | 1990-09-04 | 1991-06-18 | J. Michael Brassey | Caustic-impregnated activated carbons for removal of hydrogen sulfide |
JP2003036883A (en) * | 2001-07-23 | 2003-02-07 | Hitachi Ltd | Sodium sulfur battery system |
JP2008103245A (en) * | 2006-10-20 | 2008-05-01 | Idemitsu Kosan Co Ltd | Sulfide based secondary battery |
US20170309975A1 (en) * | 2016-04-25 | 2017-10-26 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Battery and battery system |
-
2017
- 2017-12-15 DE DE102017222914.4A patent/DE102017222914A1/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4072479A (en) * | 1976-03-01 | 1978-02-07 | Calgon Corporation | Impregnated activated carbon for improved removal of malodorous compounds |
US5024682A (en) * | 1990-09-04 | 1991-06-18 | J. Michael Brassey | Caustic-impregnated activated carbons for removal of hydrogen sulfide |
JP2003036883A (en) * | 2001-07-23 | 2003-02-07 | Hitachi Ltd | Sodium sulfur battery system |
JP2008103245A (en) * | 2006-10-20 | 2008-05-01 | Idemitsu Kosan Co Ltd | Sulfide based secondary battery |
US20170309975A1 (en) * | 2016-04-25 | 2017-10-26 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Battery and battery system |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020106866A1 (en) | 2020-03-12 | 2021-09-16 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Battery system with receiving coating and motor vehicle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2939667C2 (en) | Non-aqueous battery | |
DE19929950B4 (en) | Bipolar stacked battery | |
DE102012001596A1 (en) | Lithium ion battery integrated vehicle e.g. electric car, has protection elements fillable with medium or permanently filled with medium, and arranged between vehicle body and battery housing side that faces vehicle body | |
DE102011088910A1 (en) | Lithium sulfur cell separator with polysulfide barrier | |
DE102010012998A1 (en) | Battery e.g. lithium ion battery, for storing traction energy in e.g. electric propelled car, has battery single cells comprising intermediate member whose surfaces correspondingly form recesses on surfaces of battery single cells | |
DE3136578A1 (en) | GALVANIC ELEMENT WITH INTEGRATED GETTER | |
DE3139317A1 (en) | MAINTENANCE-FREE LEAD / ACID CELL SUITABLE FOR DEEP DISCHARGE AND RAPID RECHARGE | |
DE3436115C2 (en) | Gas-tight lead accumulator cell | |
DE102017222914A1 (en) | Electrochemical energy storage device and method for its production | |
DE102012222111A1 (en) | Battery cell e.g. lithium-ion battery cells used in motor vehicle, has locking portion with channel structure which is adapted to guide gases in cell main portion to degassing vent | |
DE102011084745A1 (en) | Degassing system of battery, has releasable solid or liquid form bound in inert agent which is thermally induced into cavity | |
DE3117382C2 (en) | Electrochemical storage cell | |
DE3727763C1 (en) | Gas-tight, maintenance-free lead accumulator | |
DE102020121010A1 (en) | Filter element for energy storage | |
DE102020106866A1 (en) | Battery system with receiving coating and motor vehicle | |
DE102021202058A1 (en) | Gas purification unit for an energy store | |
DE3139352A1 (en) | SEALED, MAINTENANCE-FREE LEAD / ACID BATTERY FOR BUFFER APPLICATIONS | |
DE1671816A1 (en) | Storage battery and manufacturing process | |
DE2948985C2 (en) | Method for protecting electrochemical cells, holder for carrying out the method and electrochemical safety cell | |
DE102021132747A1 (en) | Battery cell and battery storage with the battery cell | |
WO2012072796A1 (en) | Battery and cover for same | |
DE443080C (en) | Separator to protect the negative plates of lead-acid batteries | |
DE102010051014A1 (en) | Device for storing electrical energy in e.g. electric drive system in e.g. portable computer, has housings provided with chemical substances that react with eventual critical substances of battery cell to convey to uncritical compounds | |
DE202021103671U1 (en) | Lithium battery cell with increased fire and environmental safety | |
DE3843906A1 (en) | ELECTROCHEMICAL STORAGE CELL |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified |