DE102020112118A1 - Temperature detection device and electrochemical system - Google Patents

Temperature detection device and electrochemical system Download PDF

Info

Publication number
DE102020112118A1
DE102020112118A1 DE102020112118.0A DE102020112118A DE102020112118A1 DE 102020112118 A1 DE102020112118 A1 DE 102020112118A1 DE 102020112118 A DE102020112118 A DE 102020112118A DE 102020112118 A1 DE102020112118 A1 DE 102020112118A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrically conductive
conductive element
temperature detection
detection device
intumescent material
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
Application number
DE102020112118.0A
Other languages
German (de)
Inventor
Mathias Widmaier
Stefanie Arnold
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ElringKlinger AG
Original Assignee
ElringKlinger AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ElringKlinger AG filed Critical ElringKlinger AG
Priority to DE102020112118.0A priority Critical patent/DE102020112118A1/en
Publication of DE102020112118A1 publication Critical patent/DE102020112118A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00Thermally-actuated switches
    • H01H37/74Switches in which only the opening movement or only the closing movement of a contact is effected by heating or cooling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

Um eine Temperaturdetektionsvorrichtung, insbesondere für ein elektrochemisches System, bereitzustellen, welche eine Detektion eines Erreichens oder eines Übersteigens einer kritischen Temperatur schnell und zuverlässig ermöglicht und welche sich möglichst einfach in bestehenden Systemen nutzen lässt, wird vorgeschlagen, dass die Temperaturdetektionsvorrichtung eine Auslösevorrichtung, welche ein intumeszentes Material umfasst oder daraus gebildet ist, umfasst, wobei die Auslösevorrichtung so ausgebildet ist, dass sie bei einem Erreichen oder einem Übersteigen einer Auslösetemperatur des intumeszenten Materials von einem Normalzustand in einen ausgelösten Zustand übergeht, wodurch die Temperaturdetektionsvorrichtung von einem Normalzustand in einen Detektionszustand gelangt.In order to provide a temperature detection device, in particular for an electrochemical system, which enables the detection of reaching or exceeding a critical temperature quickly and reliably and which can be used as easily as possible in existing systems, it is proposed that the temperature detection device be a triggering device which has an intumescent Material comprises or is formed therefrom, wherein the triggering device is designed such that it changes from a normal state to a triggered state when a trigger temperature of the intumescent material is reached or exceeded, whereby the temperature detection device moves from a normal state to a detection state.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Temperaturdetektionsvorrichtung zur Detektion einer kritischen Temperatur, insbesondere für ein elektrochemisches System.The present invention relates to a temperature detection device for detecting a critical temperature, in particular for an electrochemical system.

Temperaturdetektionsvorrichtungen können beispielsweise als Temperatursicherungen ausgebildet sein.Temperature detection devices can be designed as temperature fuses, for example.

In herkömmlichen Temperatursicherungen werden häufig niedrig-schmelzende Metalllegierungen, wie beispielsweise Roses Metall oder Woodsches Metall, verwendet. Derartige Legierungen basieren häufig auf den hoch-toxischen Elementen Cadmium oder Blei.In conventional thermal fuses, low-melting metal alloys, such as Rose's metal or Wood's metal, are often used. Such alloys are often based on the highly toxic elements cadmium or lead.

Ferner wird häufig Indium in aus dem Stand der Technik bekannten Temperatursicherungen eingesetzt, dessen natürliches Vorkommen sehr gering und das daher nur begrenzt verfügbar ist. Insbesondere aufgrund eines hohen Indiumbedarfs im Bereich Elektronik sind die Kosten für die Verwendung von Indium hoch.Furthermore, indium is often used in temperature fuses known from the prior art, the natural occurrence of which is very low and which is therefore only available to a limited extent. In particular because of the high demand for indium in the electronics sector, the costs for using indium are high.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein elektrochemisches System.The present invention also relates to an electrochemical system.

Das elektrochemische System kann insbesondere ein Modul sein, welches eine oder mehrere elektrochemische Zellen enthält.The electrochemical system can in particular be a module which contains one or more electrochemical cells.

Die eine oder die mehreren elektrochemischen Zellen können insbesondere eine oder mehrere Akkumulatorzellen oder eine oder mehrere Batteriezellen sein.The one or more electrochemical cells can in particular be one or more accumulator cells or one or more battery cells.

Lithium-Ionen-Batteriezellen stellen eine Schlüsseltechnologie für Antriebskonzepte in der Elektromobilität dar.Lithium-ion battery cells represent a key technology for drive concepts in electromobility.

Um das elektrochemische Element, welches die elektrochemisch aktive Einheit der Zelle, beispielsweise einer Lithium-Ionen-Batteriezelle, enthält, vor schädlichen Umwelteinflüssen zu schützen, wird das elektrochemische Element mit einem Gehäuse gasdicht umschlossen.In order to protect the electrochemical element, which contains the electrochemically active unit of the cell, for example a lithium-ion battery cell, from harmful environmental influences, the electrochemical element is enclosed in a gas-tight housing.

Bei einer Überladung der elektrochemischen Zelle können im Innenraum des Gehäuses große Mengen an Gasen freigesetzt werden. Diese können durch das geschlossene Gehäuse nicht entweichen, was zu einem drastischen Druckanstieg in dem Gehäuse der elektrochemischen Zelle führt.If the electrochemical cell is overcharged, large quantities of gases can be released in the interior of the housing. These cannot escape through the closed housing, which leads to a drastic increase in pressure in the housing of the electrochemical cell.

Ferner verursacht eine Überladung der elektrochemischen Zelle eine sich selbst verstärkende Erwärmung der elektrochemischen Zelle, die zu einer explosionsartigen Entzündung („thermal runaway“) führen kann.Furthermore, an overcharging of the electrochemical cell causes self-reinforcing heating of the electrochemical cell, which can lead to an explosive ignition (“thermal runaway”).

Zur Vermeidung eines „thermal runaway“ werden unter anderem intumeszente Materialien eingesetzt.To avoid a “thermal runaway”, intumescent materials are used, among other things.

Intumeszente Materialien, mittels welcher in einem ausgelösten Zustand eine Wärmeleitung zwischen mehreren Batteriezellen unterbrochen ist, sind aus der WO 2017/106195 A1 und der US 2017/0179554 A1 bekannt.Intumescent materials, by means of which heat conduction between several battery cells is interrupted in a triggered state, are made of WO 2017/106195 A1 and the US 2017/0179554 A1 known.

Herkömmlicherweise werden intumeszente Materialien in Flammschutz-Zusammensetzungen zur Verwendung im Brandschutz von Gebäuden eingesetzt. Für einen verbesserten Brandschutz sollten die intumeszenten Materialien zumindest in ausgelöstem Zustand nicht elektrisch leitfähig sein. Derartige intumeszente Materialien sind in der DE 101 62 532 C1 , der DE 10 2012 223 515 A1 , der DE 10 2013 205 348 A1 , der DE 10 2012 224 300 A1 , der DE 102 56 963 B4 , der WO 2008/129242 A2 und der WO 2009/013532 A2 offenbart.Conventionally, intumescent materials are used in flame retardant compositions for use in the fire protection of buildings. For improved fire protection, the intumescent materials should not be electrically conductive, at least when triggered. Such intumescent materials are in the DE 101 62 532 C1 , the DE 10 2012 223 515 A1 , the DE 10 2013 205 348 A1 , the DE 10 2012 224 300 A1 , the DE 102 56 963 B4 , the WO 2008/129242 A2 and the WO 2009/013532 A2 disclosed.

Aus der US 2012/0043552 A1 sind intumeszente Materialien für Spezialanwendungen im Bereich Luftfahrt bekannt.From the US 2012/0043552 A1 intumescent materials are known for special applications in the aerospace sector.

Weitere intumeszente Materialien und Herstellungsverfahren derselben sind in der DE 101 40 490 A1 , der US 6,410,137 B1 , der US 2008/0224105 A1 und der US 5,116,537 A offenbart.Further intumescent materials and manufacturing processes of the same are in the DE 101 40 490 A1 , the US 6,410,137 B1 , the US 2008/0224105 A1 and the U.S. 5,116,537 A disclosed.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Temperaturdetektionsvorrichtung bereitzustellen, welche eine Detektion eines Erreichens oder eines Übersteigens einer kritischen Temperatur schnell und zuverlässig ermöglicht und welche sich möglichst einfach in bestehenden Systemen nutzen lässt.The present invention is based on the object of providing a temperature detection device which enables the detection of reaching or exceeding a critical temperature quickly and reliably and which can be used as simply as possible in existing systems.

Diese Aufgabe wird durch eine Temperaturdetektionsvorrichtung zur Detektion einer kritischen Temperatur gelöst, welche eine Auslösevorrichtung, die ein intumeszentes Material umfasst oder daraus gebildet ist, umfasst. Die Auslösevorrichtung ist so ausgebildet, dass sie bei einem Erreichen oder einem Übersteigen einer Auslösetemperatur des intumeszenten Materials von einem Normalzustand in einen ausgelösten Zustand übergeht, wodurch die Temperaturdetektionsvorrichtung von einem Normalzustand in einen Detektionszustand gelangt.This object is achieved by a temperature detection device for the detection of a critical temperature which comprises a triggering device which comprises an intumescent material or is formed therefrom. The triggering device is designed such that when the intumescent material reaches or exceeds a triggering temperature, it changes from a normal state to a triggered state, whereby the temperature detection device changes from a normal state to a detection state.

Durch die Verwendung eines intumeszenten Materials in der oder als Auslösevorrichtung sind hoch-toxische oder seltene Materialien, wie beispielsweise Cadmium, Blei und/oder Indium, entbehrlich.By using an intumescent material in or as a triggering device, highly toxic or rare materials such as cadmium, lead and / or indium can be dispensed with.

Die Auslösetemperatur des intumeszenten Materials liegt vorzugsweise bei mindestens ungefähr 60 °C. Vorzugsweise liegt die Auslösetemperatur des intumeszenten Materials bei höchstens ungefähr 120 °C.The trigger temperature of the intumescent material is preferably at least about 60 ° C. The trigger temperature of the intumescent material is preferably at most approximately 120 ° C.

Die Temperaturdetektionsvorrichtung eignet sich vorzugsweise für die Verwendung in einem elektrochemischen System, insbesondere zur Detektion einer Überhitzung einer oder mehrerer elektrochemischer Zellen.The temperature detection device is preferably suitable for use in an electrochemical system, in particular for detecting overheating of one or more electrochemical cells.

Ein intumeszentes Material nimmt bei Erwärmung auf eine Auslösetemperatur schlagartig an Volumen zu und an Dichte ab.An intumescent material suddenly increases in volume and decreases in density when heated to a trigger temperature.

Der ausgelöste Zustand der Auslösevorrichtung und/oder des intumeszenten Materials bezeichnet einen Zustand der Auslösevorrichtung und/oder des intumeszenten Materials, in welchem diese ausgelöst worden sind und in welchem eine Volumenzunahme des intumeszenten Materials erfolgt ist.The triggered state of the triggering device and / or the intumescent material denotes a state of the triggering device and / or the intumescent material in which they have been triggered and in which there has been an increase in volume of the intumescent material.

Durch die Volumenzunahme des intumeszenten Materials bei der Auslösetemperatur wird die Temperaturdetektionsvorrichtung von dem Normalzustand in den Detektionszustand gebracht.Due to the increase in volume of the intumescent material at the trigger temperature, the temperature detection device is brought from the normal state into the detection state.

Die kritische Temperatur, welche von der Temperaturdetektionsvorrichtung detektiert wird, entspricht vorzugsweise der Auslösetemperatur des intumeszenten Materials. Durch die Verwendung des intumeszenten Materials in der oder als Auslösevorrichtung ist ein Erreichen oder Übersteigen der kritischen Temperatur schnell und zuverlässig detektierbar. Hierdurch lässt sich beispielsweise ein nicht ordnungsgemäßer Zustand einer oder mehrerer elektrochemischer Zellen identifizieren.The critical temperature which is detected by the temperature detection device preferably corresponds to the trigger temperature of the intumescent material. By using the intumescent material in or as a triggering device, reaching or exceeding the critical temperature can be detected quickly and reliably. In this way, for example, an improper state of one or more electrochemical cells can be identified.

Beispielsweise kann durch eine Auslösetemperatur des intumeszenten Materials von mindestens ungefähr 60 °C und/oder höchstens ungefähr 120 °C ein nicht ordnungsgemäßer Zustand einer oder mehrerer elektrochemischer Zellen identifiziert werden, bevor es zu einer explosionsartigen Entzündung kommt.For example, an improper state of one or more electrochemical cells can be identified by a triggering temperature of the intumescent material of at least approximately 60 ° C. and / or at most approximately 120 ° C. before an explosive ignition occurs.

So können irreversible Schäden in einem elektrochemischen System vermieden werden.In this way, irreversible damage to an electrochemical system can be avoided.

Vorzugsweise bildet die Temperaturdetektionsvorrichtung eine Temperatursicherungsvorrichtung, insbesondere eine direkte Temperatursicherungsvorrichtung.The temperature detection device preferably forms a temperature safety device, in particular a direct temperature safety device.

Insbesondere bildet die Temperaturdetektionsvorrichtung eine Sensorvorrichtung und/oder eine Schaltvorrichtung.In particular, the temperature detection device forms a sensor device and / or a switching device.

Beispielsweise wird ein elektrisches Signal, welches ein Sensorelement der Sensorvorrichtung in einem Normalzustand detektiert, durch den ausgelösten Zustand der Auslösevorrichtung verändert, wodurch das Sensorelement in einen Detektionszustand gelangt.For example, an electrical signal which a sensor element of the sensor device detects in a normal state is changed by the triggered state of the triggering device, as a result of which the sensor element enters a detection state.

Vorzugsweise wird durch das Auslösen des intumeszenten Materials ein Strompfad geschlossen oder unterbrochen. Hierzu kann es günstig sein, wenn die Temperaturdetektionsvorrichtung eine Spannungsquelle umfasst.A current path is preferably closed or interrupted by the release of the intumescent material. For this purpose, it can be favorable if the temperature detection device comprises a voltage source.

In Ausführungsformen, in welchen die Temperaturdetektionsvorrichtung eine Schaltvorrichtung ist, kann es vorteilhaft sein, wenn die Auslösevorrichtung im ausgelösten Zustand elektrisch isolierend ist und/oder wenn die Auslösevorrichtung im ausgelösten Zustand einen elektrischen Widerstand aufweist, welcher um einen Faktor zwei oder mehr, insbesondere um einen Faktor drei oder mehr, größer ist als der elektrische Widerstand der Auslösevorrichtung im Normalzustand.In embodiments in which the temperature detection device is a switching device, it can be advantageous if the triggering device in the triggered state is electrically insulating and / or if the triggering device in the triggered state has an electrical resistance which is by a factor of two or more, in particular by one A factor of three or more, is greater than the electrical resistance of the release device in the normal state.

Vorzugsweise beträgt der spezifische elektrische Widerstand der Auslösevorrichtung und/oder des intumeszenten Materials im ausgelösten Zustand ungefähr 106 Ω·m oder mehr.The specific electrical resistance of the triggering device and / or of the intumescent material in the triggered state is preferably approximately 10 6 Ω · m or more.

Ergänzend oder alternativ ist eine elektrische Leitfähigkeit der Auslösevorrichtung und/oder des intumeszenten Materials im ausgelösten Zustand um einen Faktor zwei oder mehr, insbesondere um einen Faktor drei oder mehr, kleiner als die elektrische Leitfähigkeit der Auslösevorrichtung und/oder des intumeszenten Materials im Normalzustand/im nicht ausgelösten Zustand.In addition or as an alternative, the electrical conductivity of the triggering device and / or the intumescent material in the triggered state is lower by a factor of two or more, in particular by a factor of three or more, than the electrical conductivity of the triggering device and / or the intumescent material in the normal state / in not triggered state.

„Elektrisch isolierend“ bedeutet vorzugsweise, dass hierdurch beschriebene Materialien oder Elemente bei 25 °C eine Leitfähigkeit von weniger als ungefähr 10-8 S/m aufweisen.“Electrically insulating” preferably means that materials or elements described here have a conductivity of less than approximately 10 -8 S / m at 25 ° C.

Vorzugsweise umfasst die eine Schaltvorrichtung bildende Temperaturdetektionsvorrichtung ein erstes elektrisch leitfähiges Element und/oder ein zweites elektrisch leitfähiges Element.The temperature detection device forming a switching device preferably comprises a first electrically conductive element and / or a second electrically conductive element.

Im ausgelösten Zustand der Auslösevorrichtung sind das erste elektrisch leitfähige Element und das zweite elektrisch leitfähige Element vorzugsweise elektrisch voneinander getrennt und/oder ein Stromfluss zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element ist unterbrochen.In the triggered state of the triggering device, the first electrically conductive element and the second electrically conductive element are preferably electrically separated from one another and / or a current flow between the first electrically conductive element and the second electrically conductive element is interrupted.

Im Normalzustand der Auslösevorrichtung sind das erste elektrisch leitfähige Element und das zweite elektrisch leitfähige Element vorzugsweise elektrisch miteinander kontaktiert und/oder durch die Auslösevorrichtung elektrisch leitend miteinander verbindbar oder verbunden.In the normal state of the triggering device, the first electrically conductive element and the second electrically conductive element are preferably in electrical contact with one another and / or through the triggering device can be connected or connected to one another in an electrically conductive manner.

Vorteilhaft kann es sein, wenn aufgrund einer Volumenzunahme des intumeszenten Materials im ausgelösten Zustand ein minimaler Abstand zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element vergrößert ist und/oder wird.It can be advantageous if, due to an increase in volume of the intumescent material in the triggered state, a minimal distance between the first electrically conductive element and the second electrically conductive element is and / or is increased.

Beispielsweise ist der minimale Abstand zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element im Detektionszustand der Temperaturdetektionsvorrichtung um mindestens ungefähr 10 % größer als der minimale Abstand zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element im Normalzustand der Temperaturdetektionsvorrichtung.For example, the minimum distance between the first electrically conductive element and the second electrically conductive element in the detection state of the temperature detection device is at least approximately 10% greater than the minimum distance between the first electrically conductive element and the second electrically conductive element in the normal state of the temperature detection device.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das intumeszente Material im nicht ausgelösten Zustand elektrisch leitfähig und das erste elektrisch leitfähige Element und das zweite elektrisch leitfähige Element sind im Normalzustand der Temperaturdetektionsvorrichtung durch das intumeszente Material elektrisch leitend miteinander verbunden. Insbesondere bildet das intumeszente Material ein Verbindungsmaterial, beispielsweise ein Klebematerial zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element.According to a preferred embodiment, the intumescent material is electrically conductive in the non-triggered state and the first electrically conductive element and the second electrically conductive element are electrically conductively connected to one another by the intumescent material in the normal state of the temperature detection device. In particular, the intumescent material forms a connection material, for example an adhesive material, between the first electrically conductive element and the second electrically conductive element.

Durch das Auslösen des intumeszenten Materials und die damit einhergehende Volumenzunahme werden das erste elektrisch leitfähige Element und das zweite elektrisch leitfähige Element beim Auslösen des intumeszenten Materials voneinander wegbewegt.By triggering the intumescent material and the associated increase in volume, the first electrically conductive element and the second electrically conductive element are moved away from one another when the intumescent material is triggered.

Durch den erhöhten elektrischen Widerstand der Auslösevorrichtung und/oder des intumeszenten Materials im ausgelösten Zustand ist und/oder wird ein Stromfluss zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element im Detektionszustand der Temperaturdetektionsvorrichtung vorzugsweise unterbrochen und/oder getrennt.Due to the increased electrical resistance of the triggering device and / or the intumescent material in the triggered state, a current flow between the first electrically conductive element and the second electrically conductive element is preferably interrupted and / or separated in the detection state of the temperature detection device.

Beispielsweise ist und/oder wird so eine Stromversorgung eines elektrischen Verbrauchers, welcher sich im selben Strompfad wie die Temperaturdetektionsvorrichtung befindet, unterbrochen.For example, a power supply to an electrical consumer that is located in the same current path as the temperature detection device is and / or is interrupted.

Der elektrische Verbraucher kann beispielsweise ein elektrochemisches System im Ladezustand sein.The electrical consumer can be, for example, an electrochemical system in the state of charge.

Alternativ dazu, dass das erste elektrisch leitfähige Element und das zweite elektrisch leitfähige Element im Normalzustand elektrisch leitend durch die Auslösevorrichtung verbunden sind, kann gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein, dass das erste elektrisch leitfähige Element und das zweite elektrisch leitfähige Element im Normalzustand der Temperaturdetektionsvorrichtung mittels eines weiteren elektrisch leitfähigen Elements über mindestens eine Sollbruchstelle miteinander verbunden sind.Alternatively to the fact that the first electrically conductive element and the second electrically conductive element are electrically conductively connected in the normal state by the triggering device, it can be provided according to a further preferred embodiment that the first electrically conductive element and the second electrically conductive element in the normal state of the temperature detection device are connected to one another by means of a further electrically conductive element via at least one predetermined breaking point.

Durch Auslösen der Auslösevorrichtung bricht vorzugsweise mindestens eine Sollbruchstelle zwischen dem weiteren elektrisch leitfähigen Element und dem ersten elektrisch leitfähigen Element und/oder mindestens eine Sollbruchstelle zwischen dem weiteren elektrisch leitfähigen Element und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element aufgrund der Volumenzunahme des intumeszenten Materials.By triggering the triggering device, at least one predetermined breaking point breaks between the further electrically conductive element and the first electrically conductive element and / or at least one predetermined breaking point between the further electrically conductive element and the second electrically conductive element due to the increase in volume of the intumescent material.

Wie bereits erwähnt, kann es ergänzend oder alternativ vorteilhaft sein, wenn die Temperaturdetektionsvorrichtung eine Sensorvorrichtung ist und ein Sensorelement zur Detektion eines ausgelösten Zustands der Auslösevorrichtung umfasst, wobei die Auslösevorrichtung bei einem Erreichen oder einem Übersteigen einer Auslösetemperatur des intumeszenten Materials vom Normalzustand in den ausgelösten Zustand übergeht, wodurch das Sensorelement von einem Normalzustand in einen Detektionszustand gelangt.As already mentioned, it can additionally or alternatively be advantageous if the temperature detection device is a sensor device and comprises a sensor element for detecting a triggered state of the triggering device, the triggering device when a triggering temperature of the intumescent material is reached or exceeded from the normal state to the triggered state passes, whereby the sensor element passes from a normal state into a detection state.

Gemäß bevorzugten Ausführungsformen wird durch den ausgelösten Zustand der Auslösevorrichtung ein Kurzschluss erzeugt oder ein Stromfluss unterbrochen und hierdurch wird das Sensorelement jeweils in den Detektionszustand gebracht.According to preferred embodiments, a short circuit is generated or a current flow is interrupted by the triggered state of the triggering device, and the sensor element is thereby brought into the detection state in each case.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass durch den ausgelösten Zustand der Auslösevorrichtung ein optisches Signal oder ein Funksignal, welches das Sensorelement detektiert, verändert wird und das Sensorelement hierdurch in den Detektionszustand gebracht wird.Alternatively, it can be provided that an optical signal or a radio signal which the sensor element detects is changed by the triggered state of the triggering device and the sensor element is thereby brought into the detection state.

Vorteilhaft kann es sein, wenn das Sensorelement ein Binärsensor ist.It can be advantageous if the sensor element is a binary sensor.

Günstig kann es sein, wenn die Temperaturdetektionsvorrichtung eine Spannungsquelle aufweist, welche insbesondere elektrisch mit dem ersten elektrisch leifähigen Element und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element verbunden ist.It can be favorable if the temperature detection device has a voltage source which is in particular electrically connected to the first electrically conductive element and the second electrically conductive element.

Die Spannungsquelle kann beispielsweise eine Gleichstromspannungsquelle oder eine Wechselstromspannungsquelle sein.The voltage source can be, for example, a direct current voltage source or an alternating current voltage source.

Vorteilhaft kann es sein, wenn das Sensorelement einen Stromsensor und/oder einen Spannungssensor umfasst oder daraus gebildet ist und wenn die Auslösevorrichtung im ausgelösten Zustand elektrisch leitfähig ist.It can be advantageous if the sensor element comprises a current sensor and / or a voltage sensor or is formed therefrom, and if so the release device is electrically conductive in the released state.

Vorzugsweise umfasst die Temperaturdetektionsvorrichtung ein erstes elektrisch leitfähiges Element und/oder ein zweites elektrisch leitfähiges Element. Vorzugsweise sind und/oder werden das erste elektrisch leitfähige Element und das zweite elektrisch leitfähige Element im ausgelösten Zustand der Auslösevorrichtung durch die Auslösevorrichtung und/oder das intumeszente Material elektrisch leitend miteinander verbunden.The temperature detection device preferably comprises a first electrically conductive element and / or a second electrically conductive element. The first electrically conductive element and the second electrically conductive element are preferably and / or are connected to one another in an electrically conductive manner in the triggered state of the triggering device by the triggering device and / or the intumescent material.

„Elektrisch leitfähig“ bedeutet vorzugsweise, dass hierdurch beschriebene Materialien oder Elemente bei 25 °C eine Leitfähigkeit von ungefähr 10-8 S/m oder mehr aufweisen.“Electrically conductive” preferably means that the materials or elements described here have a conductivity of approximately 10 -8 S / m or more at 25 ° C.

Im Normalzustand der Auslösevorrichtung sind das erste elektrisch leitfähige Element und das zweite elektrisch leitfähige Element vorzugsweise räumlich voneinander getrennt und/oder elektrisch voneinander isoliert.In the normal state of the triggering device, the first electrically conductive element and the second electrically conductive element are preferably spatially separated from one another and / or electrically isolated from one another.

So kann im Normalzustand der Auslösevorrichtung im Vergleich zu Temperaturdetektionsvorrichtungen mit einem dauerhaften Stromfluss zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element Strom gespart werden.Thus, in the normal state of the triggering device, electricity can be saved compared to temperature detection devices with a permanent current flow between the first electrically conductive element and the second electrically conductive element.

Ein Abstand zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element ist vorzugsweise derart gewählt, dass kein Spannungsüberschlag zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element stattfinden kann.A distance between the first electrically conductive element and the second electrically conductive element is preferably selected such that no voltage flashover can take place between the first electrically conductive element and the second electrically conductive element.

Insbesondere ist der Abstand derart gewählt, dass eine Kriechstrecke entlang einer Oberfläche, beispielsweise eines Isolationselements, und/oder eine Luftstrecke zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element und der Auslösevorrichtung oder dem zweiten elektrisch leitfähigen Element und der Auslösevorrichtung so groß sind, dass kein Spannungsüberschlag zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element stattfinden kann.In particular, the distance is chosen such that a creepage distance along a surface, for example an insulation element, and / or an air gap between the first electrically conductive element and the triggering device or the second electrically conductive element and the triggering device are so large that no voltage flashover between the first electrically conductive element and the second electrically conductive element can take place.

Als „Luftstrecke“ wird vorzugsweise eine kürzeste Entfernung zwischen zwei leitenden Teilen bezeichnet.The “air gap” is preferably the shortest distance between two conductive parts.

Als „Kriechstrecke“ wird vorzugsweise eine kürzeste Entfernung entlang einer Oberfläche eines festen elektrisch isolierenden Stoffes zwischen zwei leitenden Teilen bezeichnet.A “creepage distance” is preferably a shortest distance along a surface of a solid electrically insulating material between two conductive parts.

Insbesondere fließt im ausgelösten Zustand der Auslösevorrichtung aufgrund der elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element ein Kurzschlussstrom.In particular, in the triggered state of the triggering device, a short-circuit current flows due to the electrically conductive connection between the first electrically conductive element and the second electrically conductive element.

Im ausgelösten Zustand der Auslösevorrichtung sind das erste elektrisch leitfähige Element und die Auslösevorrichtung und/oder das zweite elektrisch leitfähige Element und die Auslösevorrichtung insbesondere in einem Kontaktbereich in elektrisch leitendem Kontakt und/oder in einem stofflichen Kontakt.In the triggered state of the triggering device, the first electrically conductive element and the triggering device and / or the second electrically conductive element and the triggering device are in electrically conductive contact and / or in material contact, in particular in a contact area.

Insbesondere detektiert das Sensorelement im Detektionszustand einen Kurzschlussstrom und/oder einen Spannungsabfall zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element. In particular, the sensor element detects a short-circuit current and / or a voltage drop between the first electrically conductive element and the second electrically conductive element in the detection state.

Vorzugsweise bildet die Auslösevorrichtung in Ausführungsformen, in welchen das erste elektrisch leitfähige Element und das zweite elektrisch leitfähige Element im ausgelösten Zustand elektrisch kontaktiert sind und/oder werden, eine Kurzschließvorrichtung.In embodiments in which the first electrically conductive element and the second electrically conductive element are and / or are electrically contacted in the triggered state, the triggering device preferably forms a short-circuiting device.

Dabei kann ein elektrischer Widerstand der Auslösevorrichtung im ausgelösten Zustand auch hochohmig sein, solange er gering genug ist, dass ein Kurzschlussstrom und/oder ein Spannungsabfall von dem Sensorelement detektierbar sind.In this case, an electrical resistance of the triggering device in the triggered state can also have a high resistance, as long as it is low enough that a short-circuit current and / or a voltage drop can be detected by the sensor element.

Es kann vorgesehen sein, dass durch ein Gelangen des Sensorelements in den Detektionszustand ein Signal, beispielsweise ein Notfallsignal, an eine Schnittstelle abgegeben wird, welche dieses an eine Funktionseinheit weiterleiten kann. Die Schnittstelle und/oder die Funktionseinheit können einen Bestandteil der Temperaturdetektionsvorrichtung bilden.It can be provided that when the sensor element reaches the detection state, a signal, for example an emergency signal, is output to an interface which can forward this to a functional unit. The interface and / or the functional unit can form part of the temperature detection device.

Das erste elektrisch leitfähige Element und das zweite elektrisch leitfähige Element sind insbesondere mittels eines oder mehrerer Isolationselemente verbindbar oder verbunden.The first electrically conductive element and the second electrically conductive element can be or are connected in particular by means of one or more insulation elements.

Günstig kann es sein, wenn das eine oder die mehreren Isolationselemente ein oder mehrere Abstandhalterelemente umfassen, welche einerseits mit dem ersten elektrisch leitfähigen Element verbunden sind und welche, insbesondere jeweils mittels eines Verbindungsmaterials, mit dem zweiten elektrisch leitfähigen Element andererseits verbindbar oder verbunden sind.It can be favorable if the one or more insulation elements comprise one or more spacer elements which are connected to the first electrically conductive element on the one hand and which, in particular in each case by means of a connecting material, can be or are connected to the second electrically conductive element on the other hand.

Das erste elektrisch leitfähige Element und das eine oder die mehreren Abstandhalterelemente können stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden sein. Beispielsweise sind sie miteinander verschraubt und/oder verklebt und/oder verschweißt.The first electrically conductive element and the one or more spacer elements can be connected to one another with a material fit and / or a force fit and / or a form fit. For example, they are screwed and / or glued and / or welded to one another.

In Ausführungsformen, in welchen kein Verbindungsmaterial vorgesehen ist, sind das zweite elektrisch leitfähige Element und das eine oder die mehreren Abstandhalterelemente vorzugsweise unmittelbar stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden, beispielsweise miteinander verschraubt und/oder verklebt und/oder verschweißt.In embodiments in which no connection material is provided, the second electrically conductive element and the one or more spacer elements are preferably directly connected to one another in a materially bonded and / or non-positive and / or form-fitting manner, for example screwed and / or glued and / or welded to one another.

Es kann vorgesehen sein, dass ein erstes Abstandhalterelement mittels eines ersten Verbindungsmaterials und ein zweites Abstandhalterelement mittels eines zweiten Verbindungsmaterials an dem zweiten elektrisch leitfähigen Element festgelegt sind.It can be provided that a first spacer element is fixed to the second electrically conductive element by means of a first connecting material and a second spacer element by means of a second connecting material.

Das erste Verbindungsmaterial und das zweite Verbindungsmaterial sind vorzugsweise chemisch identisch.The first connecting material and the second connecting material are preferably chemically identical.

Alternativ können auch voneinander verschiedene Verbindungsmaterialien zur Festlegung des ersten Abstandhalterelements und des zweiten Abstandhalterelements verwendet werden.Alternatively, connection materials that differ from one another can also be used to fix the first spacer element and the second spacer element.

Vorzugsweise sind das eine oder die mehreren Abstandhalterelemente elektrisch isolierend. Ergänzend oder alternativ ist das Verbindungsmaterial elektrisch isolierend.The one or more spacer elements are preferably electrically insulating. In addition or as an alternative, the connecting material is electrically insulating.

Insbesondere sind das eine oder die mehreren Abstandhalterelemente und/oder das Verbindungsmaterial elektrische Isolatoren.In particular, the one or more spacer elements and / or the connecting material are electrical insulators.

Es kann vorgesehen sein, dass das eine oder die mehreren Abstandhalterelemente sowohl mit dem ersten elektrisch leitfähigen Element als auch mit dem zweiten elektrisch leitfähigen Element jeweils mittels eines oder mehrerer Verbindungsmaterialien verbunden sind.It can be provided that the one or more spacer elements are connected both to the first electrically conductive element and to the second electrically conductive element in each case by means of one or more connecting materials.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bilden das erste elektrisch leitfähige Element, das erste Abstandhalterelement, das zweite Abstandhalterelement und das zweite elektrisch leitfähige Element gemeinsam zumindest näherungsweise eine Quaderform und/oder umgeben einen Detektionsbereich der Temperaturdetektionsvorrichtung vierseitig.According to a preferred embodiment, the first electrically conductive element, the first spacer element, the second spacer element and the second electrically conductive element together at least approximately form a cuboid shape and / or surround a detection area of the temperature detection device on four sides.

Beispielsweise ist das Verbindungsmaterial oder sind die Verbindungsmaterialien jeweils Klebematerialien, mittels welcher das eine oder die mehreren Abstandhalterelemente mit dem zweiten elektrisch leitfähigen Element verklebbar sind und/oder verklebt sind.For example, the connecting material or the connecting materials are each adhesive materials, by means of which the one or more spacer elements can be glued and / or glued to the second electrically conductive element.

Beispielsweise wird eine Einheit aus dem ersten elektrisch leitfähigen Material, einem ersten Abstandhalterelement und einem zweiten Abstandhalterelement mittels eines oder zweier Verbindungsmaterialien an einem elektrisch leitfähigen Bauteil, welches das zweite elektrisch leitfähige Element bildet, festgelegt, beispielsweise festgeklebt.For example, a unit composed of the first electrically conductive material, a first spacer element and a second spacer element is fixed, for example glued, to an electrically conductive component which forms the second electrically conductive element by means of one or two connecting materials.

Zuvor, anschließend oder währenddessen werden vorzugsweise das erste elektrisch leitfähige Element und das zweite elektrisch leitfähige Element jeweils mit einer Spannungsquelle verbunden, beispielsweise mittels eines oder mehrerer Kabel. Die Spannungsquelle ist vorzugsweise elektrisch mit dem Sensorelement verbunden.Before, after or during this time, the first electrically conductive element and the second electrically conductive element are each connected to a voltage source, for example by means of one or more cables. The voltage source is preferably electrically connected to the sensor element.

Durch die unmittelbare Verbindung der Temperaturdetektionsvorrichtung mit dem elektrisch leitfähigen Bauteil wird ein Detektionsbereich der Temperaturdetektionsvorrichtung insbesondere unmittelbar durch das Bauteil begrenzt und/oder die Temperatur kann unmittelbar an dem Bauteil gemessen werden.As a result of the direct connection of the temperature detection device to the electrically conductive component, a detection area of the temperature detection device is in particular delimited directly by the component and / or the temperature can be measured directly on the component.

Durch die Festlegung der Temperaturdetektionsvorrichtung unmittelbar an einem zu überwachenden Bauteil kann Material, beispielsweise in Form von Kabeln und/oder Zwischenelementen, reduziert werden.By fixing the temperature detection device directly on a component to be monitored, material, for example in the form of cables and / or intermediate elements, can be reduced.

Alternativ dazu, dass das erste elektrisch leitfähige Element und das zweite elektrisch leitfähige Element im Normalzustand der Auslösevorrichtung elektrisch voneinander isoliert sind, kann vorgesehen sein, dass das Sensorelement einen Stromsensor und/oder einen Spannungssensor umfasst oder daraus gebildet ist und dass die Auslösevorrichtung im ausgelösten Zustand elektrisch isolierend ist. Vorzugsweise umfasst die Temperaturdetektionsvorrichtung ein erstes elektrisch leitfähiges Element und/oder ein zweites elektrisch leitfähiges Element, wobei vorzugsweise das erste elektrisch leitfähige Element und das zweite elektrisch leitfähige Element im Normalzustand der Auslösevorrichtung elektrisch leitend miteinander verbindbar oder verbunden sind.As an alternative to the fact that the first electrically conductive element and the second electrically conductive element are electrically isolated from one another in the normal state of the triggering device, it can be provided that the sensor element comprises or is formed from a current sensor and / or a voltage sensor and that the triggering device in the triggered state is electrically insulating. The temperature detection device preferably comprises a first electrically conductive element and / or a second electrically conductive element, wherein the first electrically conductive element and the second electrically conductive element can or are connected to one another in an electrically conductive manner in the normal state of the triggering device.

Vorzugsweise sind und/oder werden das erste elektrisch leitfähige Element und das zweite elektrisch leitfähige Element im ausgelösten Zustand der Auslösevorrichtung durch das intumeszente Material elektrisch voneinander getrennt. Die Trennung erfolgt vorzugsweise durch die Volumenzunahme des intumeszenten Materials im ausgelösten Zustand.Preferably, the first electrically conductive element and the second electrically conductive element are and / or are electrically separated from one another by the intumescent material in the triggered state of the triggering device. The separation takes place preferably through the increase in volume of the intumescent material in the triggered state.

In Ausführungsformen, in welchen das erste elektrisch leitfähige Element und das zweite elektrisch leitfähige Element bei einem Erreichen oder einem Übersteigen der Auslösetemperatur durch das intumeszente Material elektrisch voneinander getrennt werden, detektiert das Sensorelement im Detektionszustand insbesondere einen Anstieg eines Betrags der Spannung zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element und/oder einen Stromabfall.In embodiments in which the first electrically conductive element and the second electrically conductive element are electrically separated from each other when the trigger temperature is reached or exceeded by the intumescent material, the sensor element in the detection state detects in particular an increase in an amount of the voltage between the first electrically conductive Element and the second electrically conductive element and / or a current drop.

Beispielsweise befinden sich das erste elektrisch leitfähige Element und das zweite elektrisch leitfähige Element im Normalzustand der Auslösevorrichtung zumindest teilweise in direktem stofflichem Kontakt zueinander.For example, the first electrically conductive element and the second electrically conductive element are at least partially in direct material contact with one another in the normal state of the triggering device.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass das erste elektrisch leitfähige Element und das zweite elektrisch leitfähige Element durch ein weiteres elektrisch leitfähiges Element elektrisch leitend miteinander verbunden sind.Alternatively, it can be provided that the first electrically conductive element and the second electrically conductive element are connected to one another in an electrically conductive manner by a further electrically conductive element.

In Ausführungsformen, in welchen die Auslösevorrichtung im ausgelösten Zustand elektrisch isolierend ist, kann es vorteilhaft sein, wenn das intumeszente Material nicht elektrisch leitfähig und/oder elektrisch isolierend ist.In embodiments in which the triggering device is electrically insulating in the triggered state, it can be advantageous if the intumescent material is not electrically conductive and / or electrically insulating.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass das intumeszente Material mit einer elektrisch isolierenden Folie und/oder einer elektrisch isolierenden Beschichtung versehen ist.Alternatively, it can be provided that the intumescent material is provided with an electrically insulating film and / or an electrically insulating coating.

Vorzugsweise bilden das erste elektrisch leitfähige Element und/oder das zweite elektrisch leitfähige Element jeweils ein elektrisch leitfähiges Bauteil.The first electrically conductive element and / or the second electrically conductive element preferably each form an electrically conductive component.

Vorzugsweise sind das erste elektrisch leitfähige Element und/oder das zweite elektrisch leitfähige Element ausgewählt aus folgenden Elementen:

  • - ein Zellverbinder oder ein Teil davon;
  • - ein Zuganker oder ein Teil davon;
  • - ein Zellkontaktierungssystem oder ein Teil davon;
  • - eine Gehäusewandung oder ein Teil davon.
The first electrically conductive element and / or the second electrically conductive element are preferably selected from the following elements:
  • - a cell connector or a part thereof;
  • - a tie rod or a part thereof;
  • - a cell contacting system or a part thereof;
  • - a housing wall or part of it.

Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen sein, dass das erste elektrisch leitfähige Element und/oder das zweite elektrisch leitfähige Element eine Beschichtung an einem der genannten Elemente bilden.In addition or as an alternative, it can be provided that the first electrically conductive element and / or the second electrically conductive element form a coating on one of the elements mentioned.

In Ausführungsformen, in welchen das erste elektrisch leitfähige Element und/oder das zweite elektrisch leitfähige Element eine Gehäusewandung oder einen Teil davon bilden, ist die Gehäusewandung beispielsweise eine Gehäusewandung eines elektrochemischen Systems als Ganzes oder eine Gehäusewandung einer elektrochemischen Zelle eines elektrochemischen Systems. In embodiments in which the first electrically conductive element and / or the second electrically conductive element form a housing wall or a part thereof, the housing wall is, for example, a housing wall of an electrochemical system as a whole or a housing wall of an electrochemical cell of an electrochemical system.

Temperaturdetektionsvorrichtungen, welche sowohl ein erstes elektrisch leitfähiges Element als auch ein zweites elektrisch leitfähiges Element umfassen, können als Ganzes stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder formschlüssig an einem zu überwachenden Element festgelegt werden und/oder sein. Beispielsweise ist die Temperaturdetektionsvorrichtung an dem zu überwachenden Element festgeschraubt und/oder festgeklebt und/oder angeschweißt.Temperature detection devices, which include both a first electrically conductive element and a second electrically conductive element, can be and / or be attached as a whole to an element to be monitored in a materially and / or non-positively and / or positively locked manner. For example, the temperature detection device is screwed and / or glued and / or welded to the element to be monitored.

Temperaturdetektionsvorrichtungen, welche sowohl ein erstes elektrisch leitfähiges Element als auch ein zweites elektrisch leitfähiges Element umfassen, haben den Vorteil, dass das zu überwachende Element selbst nicht elektrisch leitfähig sein muss.Temperature detection devices which include both a first electrically conductive element and a second electrically conductive element have the advantage that the element to be monitored does not have to be electrically conductive itself.

Vorzugsweise ist die Auslösevorrichtung an einer dem zweiten elektrisch leitfähigen Element zugewandten Seite des ersten elektrisch leitfähigen Elements angeordnet und insbesondere im Normalzustand der Auslösevorrichtung von dem zweiten elektrisch leitfähigen Element beabstandet.The triggering device is preferably arranged on a side of the first electrically conductive element facing the second electrically conductive element and, in particular, is spaced apart from the second electrically conductive element in the normal state of the triggering device.

Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Auslösevorrichtung an einer dem ersten elektrisch leitfähigen Element zugewandten Seite des zweiten elektrisch leitfähigen Elements angeordnet ist und insbesondere im Normalzustand der Auslösevorrichtung von dem ersten elektrisch leitfähigen Element beabstandet ist.Additionally or alternatively, it can be provided that the triggering device is arranged on a side of the second electrically conductive element facing the first electrically conductive element and, in particular, is spaced apart from the first electrically conductive element in the normal state of the triggering device.

Vorteilhaft kann es sein, wenn das intumeszente Material eine Beschichtung an einer dem zweiten elektrisch leitfähigen Element zugewandten Seite des ersten elektrisch leitfähigen Elements bildet und/oder wenn das intumeszente Material eine Beschichtung an einer dem ersten elektrisch leitfähigen Element zugewandten Seite des zweiten elektrisch leitfähigen Elements bildet.It can be advantageous if the intumescent material forms a coating on a side of the first electrically conductive element facing the second electrically conductive element and / or if the intumescent material forms a coating on a side of the second electrically conductive element facing the first electrically conductive element .

In Ausführungsformen, in welchen das erste elektrisch leitfähige Element und das zweite elektrisch leitfähige Element im Normalzustand der Auslösevorrichtung elektrisch voneinander isoliert sind, und/oder in Ausführungsformen, in welchen das erste elektrisch leitfähige Element und das zweite elektrisch leitfähige Element im Normalzustand der Auslösevorrichtung mittels eines weiteren elektrisch leitfähigen Elements kontaktiert sind, bildet das intumeszente Material vorzugsweise entweder eine Beschichtung an dem ersten elektrisch leitfähigen Element oder an dem zweiten elektrisch leitfähigen Element. Das intumeszente Material ist im Normalzustand der Auslösevorrichtung in den genannten Ausführungsformen vorzugsweise von dem elektrisch leitfähigen Element, an welchem es keine Beschichtung bildet, beabstandet.In embodiments in which the first electrically conductive element and the second electrically conductive element are electrically isolated from one another in the normal state of the triggering device, and / or in embodiments in which the first electrically conductive element and the second electrically conductive element in the normal state of the triggering device by means of a further electrically conductive element are contacted, the intumescent material preferably forms either a coating on the first electrically conductive element or on the second electrically conductive element. In the specified embodiments, the intumescent material is preferably at a distance from the electrically conductive element on which it does not form a coating in the normal state of the release device.

In Ausführungsformen, in welchen die Auslösevorrichtung das erste elektrisch leitfähige Element und das zweite elektrisch leitfähige Element im ausgelösten Zustand elektrisch leitend kontaktiert, kann es vorteilhaft sein, wenn das intumeszente Material im ausgelösten Zustand elektrisch leitfähig ist.In embodiments in which the triggering device makes electrically conductive contact with the first electrically conductive element and the second electrically conductive element in the triggered state, it can be advantageous if the intumescent material is electrically conductive in the triggered state.

Alternativ zu einer intrinsischen elektrischen Leitfähigkeit des intumeszenten Materials im ausgelösten Zustand kann vorgesehen sein, dass ein elektrisch leitfähiges Material, beispielsweise in Form einer oder mehrerer Folien und/oder Beschichtungen, mit dem intumeszenten Material verbunden ist und durch eine Volumenzunahme des intumeszenten Materials beim Auslösen desselben in elektrisch leitenden Kontakt mit dem ersten elektrisch leitfähigen Element und/oder dem zweiten elektrisch leitfähigen Element gebracht wird.As an alternative to an intrinsic electrical conductivity of the intumescent material in the triggered state can be provided that an electrically conductive material, for example in the form of one or more foils and / or coatings, is connected to the intumescent material and through an increase in volume of the intumescent material when it is triggered in electrically conductive contact with the first electrically conductive element and / or is brought to the second electrically conductive element.

Günstig kann es sein, wenn das intumeszente Material ein Treibmaterial umfasst, welches expandierbare Mikrokapseln umfasst oder daraus gebildet ist. Die expandierbaren Mikrokapseln bilden vorzugsweise ein Treibmittel.It can be favorable if the intumescent material comprises a propellant material which comprises expandable microcapsules or is formed therefrom. The expandable microcapsules preferably form a propellant.

Im Folgenden wird auf eine Gesamtmasse des intumeszenten Materials Bezug genommen. Dies bezieht sich insbesondere auf das intumeszente Material in einem getrockneten und/oder ausgehärteten Zustand, beispielsweise in einem Zustand vor einem Auslösen des intumeszenten Materials.In the following, reference is made to a total mass of the intumescent material. This relates in particular to the intumescent material in a dried and / or hardened state, for example in a state before the intumescent material was triggered.

Ein Anteil der expandierbaren Mikrokapseln an dem intumeszenten Material beträgt vorzugsweise ungefähr 1 Gew.-% oder mehr, insbesondere ungefähr 5 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmasse des intumeszenten Materials.A proportion of the expandable microcapsules in the intumescent material is preferably approximately 1% by weight or more, in particular approximately 5% by weight or more, based on the total mass of the intumescent material.

Insbesondere beträgt der Anteil der expandierbaren Mikrokapseln ungefähr 40 Gew.-% oder weniger, insbesondere ungefähr 15 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse des intumeszenten Materials.In particular, the proportion of expandable microcapsules is approximately 40% by weight or less, in particular approximately 15% by weight or less, based on the total mass of the intumescent material.

In Ausführungsformen, in welchen das intumeszente Material im ausgelösten Zustand einen erhöhten elektrischen Widerstand und/oder eine verringerte elektrische Leitfähigkeit aufweisen soll, ist ein Anteil des Treibmaterials vorzugsweise erhöht, beispielsweise um mindestens ungefähr 5 Gew.-% mehr als der zuvor beschriebene Anteil, bezogen auf die Gesamtmasse des intumeszenten Materials.In embodiments in which the intumescent material is intended to have increased electrical resistance and / or reduced electrical conductivity in the triggered state, a proportion of the propellant material is preferably increased, for example by at least approximately 5% by weight more than the proportion described above on the total mass of the intumescent material.

Hierdurch kann eine stärkere Expansion des intumeszenten Materials erfolgen. Eine Anzahl elektrischer Leitpfade durch das intumeszente Material im ausgelösten Zustand kann dadurch verringert werden.This can result in greater expansion of the intumescent material. A number of electrical conduction paths through the intumescent material in the triggered state can thereby be reduced.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die expandierbaren Mikrokapseln jeweils zumindest näherungsweise sphärisch ausgebildet sind.It can be advantageous if the expandable microcapsules are each at least approximately spherical.

Durch die Verwendung des Treibmaterials, insbesondere in Form der expandierbaren Mikrokapseln, kann auch bei vergleichsweise niedrigen Auslösetemperaturen von ungefähr 100 °C oder weniger eine optimierte Volumenzunahme des intumeszenten Materials erfolgen.By using the propellant material, in particular in the form of the expandable microcapsules, an optimized increase in volume of the intumescent material can take place even at comparatively low triggering temperatures of approximately 100 ° C. or less.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die expandierbaren Mikrokapseln einen mittleren Durchmesser von ungefähr 5 µm oder mehr und/oder ungefähr 50 µm oder weniger aufweisen.It can be advantageous if the expandable microcapsules have an average diameter of approximately 5 μm or more and / or approximately 50 μm or less.

Der „mittlere Durchmesser“ ist vorzugsweise als arithmetisches Mittel der einzelnen Durchmesser definiert und bezieht sich insbesondere auf eine Ursprungsform der Mikrokapseln in nicht expandierter Form.The “mean diameter” is preferably defined as the arithmetic mean of the individual diameters and relates in particular to an original shape of the microcapsules in non-expanded form.

Die expandierbaren Mikrokapseln weisen vorzugsweise jeweils eine Hülle, beispielsweise aus einem thermoplastischen Polymermaterial, auf, in welcher sich ein aliphatischer Kohlenwasserstoff befindet. Übersteigt eine Temperatur der expandierbaren Mikrokapseln eine Siedetemperatur des in den expandierbaren Mikrokapseln enthaltenen aliphatischen Kohlenwasserstoffs, kommt es insbesondere zu einer Verdampfungsreaktion des aliphatischen Kohlenwasserstoffs.The expandable microcapsules preferably each have a shell, for example made of a thermoplastic polymer material, in which an aliphatic hydrocarbon is located. If a temperature of the expandable microcapsules exceeds a boiling point of the aliphatic hydrocarbon contained in the expandable microcapsules, in particular an evaporation reaction of the aliphatic hydrocarbon occurs.

Aufgrund der Verdampfungsreaktion des aliphatischen Kohlenwasserstoffs innerhalb der geschlossenen Hülle nimmt ein Volumen der jeweiligen expandierbaren Mikrokapsel im Vergleich zu einem Volumen der jeweiligen expandierbaren Mikrokapsel vor der Verdampfungsreaktion vorzugsweise um einen Faktor von ungefähr 2 oder mehr zu und/oder um einen Faktor von ungefähr 5 oder weniger zu.Due to the evaporation reaction of the aliphatic hydrocarbon within the closed shell, a volume of the respective expandable microcapsule compared to a volume of the respective expandable microcapsule before the evaporation reaction preferably increases by a factor of about 2 or more and / or by a factor of about 5 or less to.

Bevorzugte aliphatische Kohlenwasserstoffe in den expandierbaren Mikrokapseln weisen einen Siedepunkt von ungefähr 50 °C oder weniger auf.Preferred aliphatic hydrocarbons in the expandable microcapsules have a boiling point of about 50 ° C or less.

Beispielsweise werden expandierbare Mikrokapseln verwendet, welche Isobutan und/oder Isopentan enthalten.For example, expandable microcapsules are used which contain isobutane and / or isopentane.

Ergänzend oder alternativ zu der Verwendung von expandierbaren Mikrokapseln als Treibmaterial in dem intumeszenten Material kann vorgesehen sein, dass das intumeszente Material ein Treibmaterial umfasst, welches ein Treibmittel und insbesondere einen Reaktionsbeschleuniger umfasst oder daraus gebildet ist.In addition to or as an alternative to the use of expandable microcapsules as a propellant material in the intumescent material, it can be provided that the intumescent material comprises a propellant material which comprises or is formed from a propellant and in particular a reaction accelerator.

Auch ein Anteil des von den expandierbaren Mikrokapseln verschiedenen Treibmaterials an dem intumeszenten Material beträgt vorzugsweise ungefähr 1 Gew.-% oder mehr und/oder ungefähr 40 Gew.-% oder weniger, insbesondere ungefähr 5 Gew.-% oder mehr und/oder ungefähr 15 Gew.-% oder weniger, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse des intumeszenten Materials.A proportion of the propellant material different from the expandable microcapsules in the intumescent material is also preferably approximately 1% by weight or more and / or approximately 40% by weight or less, in particular approximately 5% by weight or more and / or approximately 15 % By weight or less, in each case based on the total mass of the intumescent material.

Das Treibmittel ist insbesondere ausgewählt aus einer oder mehreren der folgenden Substanzen:

  • - eine oder mehrere organische Säuren;
  • - eine oder mehrere anorganische Säuren;
  • - ein oder mehrere Salze der Kohlensäure;
  • - Harnstoff;
  • - Hydrazin und/oder Hydrazin-Derivate;
  • - eine oder mehrere Azo-Verbindungen; und
  • - ein oder mehrere Azide.
The propellant is selected in particular from one or more of the following substances:
  • - one or more organic acids;
  • - one or more inorganic acids;
  • - one or more salts of carbonic acid;
  • - urea;
  • - hydrazine and / or hydrazine derivatives;
  • - one or more azo compounds; and
  • - one or more azides.

Bevorzugte organische Säuren sind Methansäure, Ethansäure, Propandisäure, Citronensäure, 2,3-Dihydroxybutandisäure (Weinsäure), 2-Hydroxybernsteinsäure (Äpfelsäure), Ascorbinsäure, Propensäure (Acrylsäure), Ethandisäure (Oxalsäure), trans-Butendisäure (Fumarsäure), Benzoesäure, Nicotinsäure, Abietinsäure, Ölsäure, Agaricinsäure, Maleinsäure und/oder Salicylsäure.Preferred organic acids are methanoic acid, ethanoic acid, propanedioic acid, citric acid, 2,3-dihydroxybutanedioic acid (tartaric acid), 2-hydroxysuccinic acid (malic acid), ascorbic acid, propenoic acid (acrylic acid), ethanedioic acid (oxalic acid), trans-butenedioic acid (fumaric acid), benzoic acid, nicotinic acid , Abietic acid, oleic acid, agaric acid, maleic acid and / or salicylic acid.

Als anorganische Säuren sind Kohlensäure, Salpetersäure, Schwefelsäure und/oder Phosphorsäure bevorzugt.As inorganic acids, carbonic acid, nitric acid, sulfuric acid and / or phosphoric acid are preferred.

Bei den zuvor genannten Treibmitteln kommt es bei einem Erreichen der Auslösetemperatur vorzugsweise zu einer chemischen Reaktion, bei welcher Gas entsteht. Da dieses entstandene Gas nicht aus dem intumeszenten Material entweichen kann, erfolgt insbesondere eine Volumenzunahme des intumeszenten Materials.In the case of the aforementioned propellants, when the triggering temperature is reached, a chemical reaction preferably occurs, during which gas is generated. Since this resulting gas cannot escape from the intumescent material, there is in particular an increase in volume of the intumescent material.

In Ausführungsformen, in welchen Säure als Treibmittel verwendet wird, können - neben dem genannten Salz oder den genannten Salzen der Kohlensäure - auch ein Salz oder mehrere Salze der übrigen Säuren eingesetzt werden.In embodiments in which acid is used as the propellant, one or more salts of the other acids can also be used in addition to the stated salt or salts of carbonic acid.

Beispielsweise können Ammoniumsalz(e), Lithiumsalz(e), Natriumsalz(e), Kaliumsalz(e), Magnesiumsalz(e), Kalziumsalz(e), Eisensalz(e), insbesondere Eisen-II-Salz(e) und/oder Eisen-III-Salz(e), Aluminiumsalz(e), Zinksalz(e) und/oder Kupfersalz(e) der entsprechenden Säure verwendet werden.For example, ammonium salt (s), lithium salt (s), sodium salt (s), potassium salt (s), magnesium salt (s), calcium salt (s), iron salt (s), in particular iron (II) salt (s) and / or iron III salt (s), aluminum salt (s), zinc salt (s) and / or copper salt (s) of the corresponding acid can be used.

Als bevorzugte Reaktionsbeschleuniger haben sich eine oder mehrere organische Säuren, beispielsweise Citronensäure, 2,3-Dihydroxybutandisäure und/oder Stearinsäure, erwiesen. Durch den Zusatz eines Reaktionsbeschleunigers zu dem Treibmittel kann die Auslösetemperatur des intumeszenten Materials weiter verringert werden.One or more organic acids, for example citric acid, 2,3-dihydroxybutanedioic acid and / or stearic acid, have proven to be preferred reaction accelerators. By adding a reaction accelerator to the propellant, the release temperature of the intumescent material can be further reduced.

Es kann vorgesehen sein, dass das intumeszente Material ein Bindematerial umfasst. Vorzugsweise schmilzt das Bindematerial bei einem Erreichen oder Übersteigen der Auslösetemperatur auf und bildet eine Schicht über dem intumeszenten Material.It can be provided that the intumescent material comprises a binding material. The binding material preferably melts when the release temperature is reached or exceeded and forms a layer over the intumescent material.

Ein Anteil des Bindematerials beträgt vorzugsweise ungefähr 1 Gew.-% oder mehr und/oder ungefähr 40 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse des intumeszenten Materials.A proportion of the binding material is preferably approximately 1% by weight or more and / or approximately 40% by weight or less, based on the total mass of the intumescent material.

Insbesondere beträgt der Anteil des Bindematerials ungefähr 5 Gew.-% oder mehr und/oder ungefähr 15 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse des intumeszenten Materials.In particular, the proportion of the binding material is approximately 5% by weight or more and / or approximately 15% by weight or less, based on the total mass of the intumescent material.

Es kann vorgesehen sein, dass das Bindematerial ein Bindemittel und insbesondere einen Weichmacher umfasst oder daraus gebildet ist.It can be provided that the binding material comprises a binding agent and in particular a plasticizer or is formed therefrom.

Das Bindemittel ist insbesondere ausgewählt aus einem oder mehreren der folgenden Materialien: ein oder mehrere thermoplastische Polymermaterialien, ein oder mehrere duroplastische Polymermaterialien und ein oder mehrere elastomere Polymermaterialien.The binder is in particular selected from one or more of the following materials: one or more thermoplastic polymer materials, one or more thermosetting polymer materials and one or more elastomeric polymer materials.

Ein bevorzugtes thermoplastisches Polymermaterial/bevorzugte thermoplastische Polymermaterialien sind Cellulose und/oder Cellulose-Derivate, beispielsweise Carboxymethylcellulose, Polyvinylpyrrolidon, Polyacrylsäure, Polyacrylat und/oder Polyacrylat-Derivate, Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat, Polyethylenoxid, Polyacrylnitril, Polymethylmethacrylat, Polyvinylidenfluorid und/oder thermoplastisches Polyurethan.A preferred thermoplastic polymer material / preferred thermoplastic polymer materials are cellulose and / or cellulose derivatives, for example carboxymethyl cellulose, polyvinylpyrrolidone, polyacrylic acid, polyacrylate and / or polyacrylate derivatives, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polyethylene oxide, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, polyvinylidene fluoride and / or thermoplastic polyurethane.

Als duroplastisches Polymermaterial/duroplastische Polymermaterialien können Polyepoxid(e) und/oder duroplastische(s) Polyurethane verwendet werden.Polyepoxide (s) and / or thermosetting polyurethane (s) can be used as thermosetting polymer material / thermosetting polymer materials.

Ein bevorzugtes elastomeres Polymermaterial ist Polyharnstoff.A preferred elastomeric polymer material is polyurea.

Als bevorzugtes Bindematerial hat sich eine Mischung aus Polyvinylpyrrolidon, beispielsweise mit einem mittleren Molekulargewicht Mw von 360.000, und ein Weichmacher in Form von Polyethylenoxid, beispielsweise mit einem mittleren Molekulargewicht Mw von 1.000, erwiesen.A mixture of polyvinylpyrrolidone, for example with an average molecular weight M w of 360,000, and a plasticizer in the form of polyethylene oxide, for example with an average molecular weight M w of 1,000, has proven to be a preferred binding material.

Polyvinylpyrrolidon zeigt eine gute Löslichkeit in Ethanol und weist vorzugsweise optimierte Haftungseigenschaften auf Materialien auf, welche üblicherweise für Elemente elektrochemischer Systeme verwendet werden. Insbesondere haftet Polyvinylpyrrolidon auf Aluminium.Polyvinylpyrrolidone shows good solubility in ethanol and preferably has optimized adhesion properties on materials which are usually used for elements of electrochemical systems. In particular, polyvinylpyrrolidone adheres to aluminum.

Vorteilhaft kann es sein, wenn zur Herstellung des intumeszenten Materials das Bindematerial in einem Lösungsmittel gelöst wird.It can be advantageous if the binding material is dissolved in a solvent to produce the intumescent material.

Bevorzugte Lösungsmittel sind Dimethylsulfoxid, Ethanol, Aceton, Ethylacetat, Acetonitril, Anilin, Anisol, Benzol, Benzonitril, Isopropanol, tert-Butylmethylether, Gamma-Butyrolacton, Methylethylketon, Chlorbenzol, Chloroform, Cyclohexan, Dibutylether, Diethylether, Methyl-tert-butylether, Dimethylacetamid, Dimethylformamid, 1,4-Dioxan, Essigsäureanhydrid, Essigsäureethylester, Essigsäure, 1,2-Dichlorethan, Ethylenglykol, Ethylenglykoldimethylether, Formamid, n-Hexan, n-Heptan, Methanol, 3-Methyl-1-butanol, 2-Methyl-2-propanol, Methylenchlorid, Butanon, N-Methyl-2-pyrrolidon, N-Methylformamid, Nitrobenzol, Nitromethan, n-Pentan, Piperidin, Propanol, Propylencarbonat, Pyridin, Sulfanol, Tetrachlorethen, Tetrachlorkohlenstoff, Tetrahydrofuran, Toluol, 1,1,1-Trichlorethan, Trichlorethen, Triethylamin, Triethylenglykol, Triethylenglykoldimethylether, Wasser oder Mischungen daraus.Preferred solvents are dimethyl sulfoxide, ethanol, acetone, ethyl acetate, acetonitrile, aniline, anisole, benzene, benzonitrile, isopropanol, tert- Butyl methyl ether, gamma-butyrolactone, methyl ethyl ketone, chlorobenzene, chloroform, cyclohexane, dibutyl ether, diethyl ether, methyl tert-butyl ether, dimethylacetamide, dimethylformamide, 1,4-dioxane, acetic anhydride, ethyl acetate, acetic acid, 1,2-dichloroethane, ethylene glycol, Formamide, n-hexane, n-heptane, methanol, 3-methyl-1-butanol, 2-methyl-2-propanol, methylene chloride, butanone, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methylformamide, nitrobenzene, nitromethane, n- Pentane, piperidine, propanol, propylene carbonate, pyridine, sulfanol, tetrachlorethylene, carbon tetrachloride, tetrahydrofuran, toluene, 1,1,1-trichloroethane, trichlorethylene, triethylamine, triethylene glycol, triethylene glycol dimethyl ether, water or mixtures thereof.

Als besonders bevorzugtes Lösungsmittel hat sich Ethanol erwiesen.Ethanol has proven to be a particularly preferred solvent.

Vorzugsweise wird eine Bindematerialmischung aus Polyvinylpyrrolidon, beispielsweise ungefähr 16 Gew.-%, Polyethylenoxid, beispielsweise ungefähr 4 Gew.-%, und reinem Ethanol, beispielsweise ungefähr 80 Gew.-%, jeweils bezogen auf eine Gesamtmasse der resultierenden Bindematerialmischung, hergestellt.A binding material mixture is preferably produced from polyvinylpyrrolidone, for example approximately 16% by weight, polyethylene oxide, for example approximately 4% by weight, and pure ethanol, for example approximately 80% by weight, each based on a total mass of the resulting binding material mixture.

Zu der Bindematerialmischung werden vorzugsweise ein oder mehrere elektrisch leitfähige Additive hinzugegeben und die Bestandteile werden miteinander vermischt, insbesondere derart, dass eine fließfähige Mischung entsteht.One or more electrically conductive additives are preferably added to the binding material mixture and the constituents are mixed with one another, in particular in such a way that a flowable mixture is produced.

Die fließfähige Mischung wird vorzugsweise an dem ersten elektrisch leitfähigen Element oder dem zweiten elektrisch leitfähigen Element aufgetragen und anschließend bei Raumtemperatur getrocknet, wobei das Ethanol durch Verdampfen entfernt wird.The flowable mixture is preferably applied to the first electrically conductive element or the second electrically conductive element and then dried at room temperature, the ethanol being removed by evaporation.

Alternativ zu einem Versetzen des Bindematerials und insbesondere weiterer Komponenten mit einem Lösungsmittel und einem anschließenden Entfernen des Lösungsmittels durch Verdampfen kann vorgesehen sein, dass das intumeszente Material durch eine Aushärtung, beispielsweise aktiviert durch UV(ultraviolett)-Bestrahlung, hergestellt ist und/oder wird.As an alternative to adding a solvent to the binding material and in particular further components and then removing the solvent by evaporation, it can be provided that the intumescent material is and / or is produced by curing, for example activated by UV (ultraviolet) radiation.

Auch hierbei kann eines der zuvor beschriebenen Lösungsmittel oder Mischungen daraus verwendet werden.Here, too, one of the solvents described above or mixtures thereof can be used.

Ergänzend oder alternativ zu einer UV-Bestrahlungs-aktivierten Aushärtung kann auch eine thermisch-aktivierte Aushärtung, beispielsweise bei Temperaturen von weniger als ungefähr 60 °C, durchgeführt werden.In addition to or as an alternative to UV radiation-activated curing, thermally activated curing, for example at temperatures of less than approximately 60 ° C., can also be carried out.

Vorzugsweise reagieren mehrere, beispielsweise zwei, Komponenten unter Bildung des Bindematerials.Preferably several, for example two, components react to form the binding material.

Durch die thermisch-aktivierte und/oder UV-Bestrahlungs-aktivierte Aushärtung kann eine Aushärtereaktion der Komponenten zu dem Bindematerial stattfinden, es kommt jedoch nicht zu einem unerwünschten vorzeitigen Auslösen des intumeszenten Materials oder Präkursoren davon.Due to the thermally activated and / or UV radiation activated curing, a curing reaction of the components to the binding material can take place, but there is no undesired premature release of the intumescent material or precursors thereof.

Beispielsweise eignen sich folgende Komponenten für eine UV-Bestrahlungs-aktivierten Aushärtung zu dem Bindematerial des intumeszenten Materials:

  • - ein Isocyanat und ein Polyol, wobei bei einer Aushärtereaktion durch eine Polyadditionsreaktion ein Polyurethan entsteht;
  • - ein Isocyanat und ein Amin, wobei bei einer Aushärtereaktion durch eine Polyadditionsreaktion ein Polyharnstoff entsteht;
  • - ein erstes Präpolymer, insbesondere hergestellt durch eine Kondensationsreaktion von Verbindungen mit einer Epoxygruppe, beispielsweise Epichlorhydrin, und Bisphenolen, Novolaken oder Aminen, und ein Anhydrid, beispielsweise Phthalsäureanhydrid oder Tetrahydrophthalsäureanhydrid, wobei bei einer Aushärtereaktion durch eine Polyadditionsreaktion ein Polyepoxid entsteht;
  • - ein erstes Präpolymer, beispielsweise hergestellt durch eine Kondensationsreaktion von Verbindungen mit einer Epoxygruppe, beispielsweise Epichlorhydrin, und Bisphenolen, Novolaken oder Aminen, und ein Amin, beispielsweise Diethylentriamin, Isophorondiamin oder 4,4'-Diaminodiphenylmethan, wobei bei einer Aushärtereaktion durch eine Polyadditionsreaktion ein Polyepoxid entsteht.
For example, the following components are suitable for UV radiation-activated curing to form the binding material of the intumescent material:
  • - An isocyanate and a polyol, a polyurethane being formed during a curing reaction through a polyaddition reaction;
  • an isocyanate and an amine, a polyurea being formed in a curing reaction by a polyaddition reaction;
  • a first prepolymer, in particular produced by a condensation reaction of compounds with an epoxy group, for example epichlorohydrin, and bisphenols, novolaks or amines, and an anhydride, for example phthalic anhydride or tetrahydrophthalic anhydride, a polyepoxide being formed in a curing reaction by a polyaddition reaction;
  • - A first prepolymer, for example prepared by a condensation reaction of compounds with an epoxy group, for example epichlorohydrin, and bisphenols, novolaks or amines, and an amine, for example diethylenetriamine, isophoronediamine or 4,4'-diaminodiphenylmethane, with a curing reaction by a polyaddition reaction Polyepoxide is formed.

Alternativ können auch weitere Stoffe, beispielsweise niedermolekulare Polymere mit einer C-C-Doppelbindung, UV-Monomere mit einer C-C-Doppelbindung und Fotoinitiatoren, in einer UV-Bestrahlungs-induzierten Aushärtung verwendet werden.Alternatively, other substances, for example low molecular weight polymers with a C-C double bond, UV monomers with a C-C double bond and photoinitiators, can be used in a UV-radiation-induced curing.

Durch die Verwendung eines UV-härtbaren Systems und/oder eines Systems, welches insbesondere bei Temperaturen von weniger als ungefähr 60 °C zu dem Bindematerial ausgehärtet werden kann, kann ein intumeszentes Material mit geringer Auslösetemperatur hergestellt werden. Ein unbeabsichtigtes Auslösen des intumeszenten Materials oder Präkursoren davon kann vermieden werden.By using a UV-curable system and / or a system which can be cured to the binding material, in particular at temperatures of less than approximately 60 ° C., an intumescent material with a low release temperature can be produced. Unintentional triggering of the intumescent material or precursors thereof can be avoided.

Vorteilhaft kann es sein, wenn das intumeszente Material ein oder mehrere elektrisch leitfähige Additive umfasst. Das eine oder die mehreren elektrisch leitfähigen Additive bilden bei einem Auslösen des intumeszenten Materials vorzugsweise ein Perkolationsnetzwerk und optimieren so die elektrische Leitfähigkeit des intumeszenten Materials im ausgelösten Zustand.It can be advantageous if the intumescent material comprises one or more electrically conductive additives. One or more When the intumescent material is triggered, electrically conductive additives preferably form a percolation network and thus optimize the electrical conductivity of the intumescent material in the triggered state.

Vorzugsweise beträgt ein Anteil des einen oder der mehreren elektrisch leitfähigen Additive an dem intumeszenten Material ungefähr 40 Gew.-% oder mehr und/oder ungefähr 95 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse des intumeszenten Materials.A proportion of the one or more electrically conductive additives in the intumescent material is preferably approximately 40% by weight or more and / or approximately 95% by weight or less, based on the total mass of the intumescent material.

Insbesondere beträgt der Anteil des einen oder der mehreren elektrisch leitfähigen Additive an dem intumeszenten Material ungefähr 50 Gew.-% oder mehr und/oder ungefähr 90 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse des intumeszenten Materials.In particular, the proportion of the one or more electrically conductive additives in the intumescent material is approximately 50% by weight or more and / or approximately 90% by weight or less, based on the total mass of the intumescent material.

In Ausführungsformen, in welchen die Auslösevorrichtung und/oder das intumeszente Material eine verringerte elektrische Leitfähigkeit im ausgelösten Zustand und/oder einen erhöhten elektrischen Widerstand im ausgelösten Zustand aufweisen sollen und/oder in welchen die Auslösevorrichtung und/oder das intumeszente Material im ausgelösten Zustand elektrisch isolierend sein sollen, wird vorzugsweise ein geringerer Anteil elektrisch leitfähiger Additive, vorzugsweise mindestens ungefähr 5 Gew.-% weniger, beispielsweise mindestens ungefähr 10 Gew.-% weniger, als zuvor beschrieben eingesetzt. So kann eine Anzahl elektrischer Leitpfade durch das intumeszente Material verringert werden.In embodiments in which the triggering device and / or the intumescent material should have a reduced electrical conductivity in the triggered state and / or an increased electrical resistance in the triggered state and / or in which the triggering device and / or the intumescent material in the triggered state are electrically insulating should be, preferably a smaller proportion of electrically conductive additives, preferably at least about 5 wt .-% less, for example at least about 10 wt .-% less, than described above is used. In this way, a number of electrical conduction paths through the intumescent material can be reduced.

Alternativ kann auf die Verwendung elektrisch leitfähiger Additive vollständig verzichtet werden, so dass das intumeszente Material keine elektrisch leitfähigen Additive aufweist.Alternatively, the use of electrically conductive additives can be completely dispensed with, so that the intumescent material does not have any electrically conductive additives.

Das eine oder die mehreren elektrisch leitfähigen Additive sind vorzugsweise ausgewählt aus einem oder mehreren der folgenden Materialien: ein oder mehrere Kohlenstoff-basierte Materialien, ein oder mehrere metallische Pulver, ein oder mehrere elektrisch leitfähige keramische Materialien und ein oder mehrere elektrisch leitfähige Polymermaterialien.The one or more electrically conductive additives are preferably selected from one or more of the following materials: one or more carbon-based materials, one or more metallic powders, one or more electrically conductive ceramic materials and one or more electrically conductive polymer materials.

Ein bevorzugtes Kohlenstoff-basiertes Material/bevorzugte Kohlenstoff-basierte Materialien sind Leitruß, Graphit, Graphen, Kohlenstoffnanoröhren, Kohlenstofffasern und/oder Kohlenstoffnanozwiebeln.A preferred carbon-based material / preferred carbon-based materials are carbon black, graphite, graphene, carbon nanotubes, carbon fibers and / or carbon nanobulbs.

Kohlenstofffasern bilden vorzugsweise ein Faseradditiv. Kohlenstofffasern können eine Haftung des intumeszenten Materials auf einer Oberfläche verbessern. Ferner dienen Kohlenstofffasern insbesondere einer Verbesserung einer Flexibilität des intumeszenten Materials und/oder einer homogenen Expansion desselben.Carbon fibers preferably form a fiber additive. Carbon fibers can improve the adhesion of the intumescent material to a surface. Furthermore, carbon fibers serve, in particular, to improve the flexibility of the intumescent material and / or a homogeneous expansion of the same.

Als metallische(s) Pulver sind Pulver aus Aluminium, Kupfer, Titan, Eisen und/oder Silber und/oder Legierungen davon bevorzugt.Powders of aluminum, copper, titanium, iron and / or silver and / or alloys thereof are preferred as metallic powder (s).

Als metallische(s) Pulver können auch Metall-beschichtete Metallpartikel, beispielsweise Silber-beschichtete Aluminiumpartikel, verwendet werden.Metal-coated metal particles, for example silver-coated aluminum particles, can also be used as metallic powder.

Als elektrisch leitfähige(s) keramische(s) Material(ien) werden vorzugsweise Nitride oder Carbide und/oder Mischungen daraus eingesetzt.Nitrides or carbides and / or mixtures thereof are preferably used as electrically conductive ceramic material (s).

Ein bevorzugtes elektrisch leitfähiges Polymermaterial/bevorzugte elektrisch leitfähige Polymermaterialien sind trans-Polyacetylen, Polypyrrol, Polyanilin, Poly-(p-phenylen), Polythiophen, Polystyrolsulfonat-dotiertes Poly-3,4-ethylen-dioxythiophen (PEDOT: PSS) und/oder Mischungen daraus.A preferred electrically conductive polymer material / preferred electrically conductive polymer materials are trans-polyacetylene, polypyrrole, polyaniline, poly (p-phenylene), polythiophene, polystyrene sulfonate-doped poly-3,4-ethylene-dioxythiophene (PEDOT: PSS) and / or mixtures from it.

Eine mittlere Partikelgröße D50 von Partikeln eines als elektrisch leitfähiges Additiv verwendeten metallischen Pulvers liegt insbesondere bei ungefähr 5 µm oder mehr und/oder bei ungefähr 30 µm oder weniger, beispielsweise bei ungefähr 18 µm.An average particle size D 50 of particles of a metallic powder used as an electrically conductive additive is in particular approximately 5 μm or more and / or approximately 30 μm or less, for example approximately 18 μm.

Ein Anteil des metallischen Pulvers liegt vorzugsweise bei ungefähr 40 Gew.-% oder mehr und/oder bei ungefähr 90 Gew.-% oder weniger, insbesondere bei ungefähr 60 Gew.-% oder mehr und/oder bei ungefähr 70 Gew.-% oder weniger, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse des intumeszenten Materials.A proportion of the metallic powder is preferably about 40% by weight or more and / or about 90% by weight or less, in particular about 60% by weight or more and / or about 70% by weight or less, in each case based on the total mass of the intumescent material.

Als Leitruß wird vorzugsweise ein Leitruß mit einer mittleren Partikelgröße D50 von ungefähr 5 nm oder mehr und/oder von ungefähr 15 nm oder weniger, beispielsweise von ungefähr 10 nm, verwendet. So kann eine Perkolation zwischen größeren Partikeln verbessert werden.A conductive carbon black with a mean particle size D 50 of approximately 5 nm or more and / or of approximately 15 nm or less, for example approximately 10 nm, is preferably used as the conductive carbon black. In this way, percolation between larger particles can be improved.

Ein Anteil des Leitrußes liegt vorzugsweise bei ungefähr 0,01 Gew.-% oder mehr und/oder bei ungefähr 5 Gew.-% oder weniger, insbesondere bei ungefähr 0,5 Gew.-% oder mehr und/oder ungefähr 1,5 Gew.-% oder weniger, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse des intumeszenten Materials.A proportion of the conductive carbon black is preferably approximately 0.01% by weight or more and / or approximately 5% by weight or less, in particular approximately 0.5% by weight or more and / or approximately 1.5% by weight .-% or less, in each case based on the total mass of the intumescent material.

In Ausführungsformen, in welchen Graphit eingesetzt wird, hat sich Graphit mit einer mittleren Partikelgröße D50 von ungefähr 2 µm oder mehr und/oder von ungefähr 5 µm oder weniger, beispielsweise von ungefähr 3,4 µm, als besonders bevorzugt herausgestellt.In embodiments in which graphite is used, graphite with a mean particle size D 50 of approximately 2 μm or more and / or of approximately 5 μm or less, for example of approximately 3.4 μm, has proven to be particularly preferred.

Ein Anteil des Graphits beträgt vorzugsweise ungefähr 0,1 Gew.-% oder mehr und/oder ungefähr 10 Gew.-% oder weniger, insbesondere ungefähr 1 Gew.-% oder mehr und/oder ungefähr 5 Gew.-% oder weniger, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse des intumeszenten Materials.A proportion of the graphite is preferably about 0.1 % By weight or more and / or about 10% by weight or less, in particular about 1% by weight or more and / or about 5% by weight or less, in each case based on the total mass of the intumescent material.

Graphit erleichtert vorzugsweise ein Auslösen des intumeszenten Materials und/oder wirkt als „innerer Schmierstoff“.Graphite preferably facilitates the release of the intumescent material and / or acts as an “internal lubricant”.

Vorzugsweise umfasst das intumeszente Material folgende Materialien oder ist daraus gebildet:

  • - ein Treibmaterial in Form von expandierbaren Mikrokapseln;
  • - ein Bindematerial in Form einer Mischung aus einem Bindemittel, insbesondere Polyvinylpyrrolidon, und einem Weichmacher, insbesondere Polyethylenoxid; und
  • - elektrisch leitfähige Additive in Form von Kohlenstofffasern, Silber-beschichteten Aluminiumpartikeln, Graphit und Leitruß.
The intumescent material preferably comprises or is formed from the following materials:
  • - a propellant material in the form of expandable microcapsules;
  • a binding material in the form of a mixture of a binding agent, in particular polyvinylpyrrolidone, and a plasticizer, in particular polyethylene oxide; and
  • - electrically conductive additives in the form of carbon fibers, silver-coated aluminum particles, graphite and carbon black.

Das als Weichmacher verwendete Polyethylenoxid wird auch als Polyethylenglykol bezeichnet.The polyethylene oxide used as a plasticizer is also known as polyethylene glycol.

Als Kohlenstofffasern werden vorzugsweise Kurzfasern verwendet, welche insbesondere eine durchschnittliche Länge von ungefähr 0,01 mm bis ungefähr 10 mm.Short fibers are preferably used as carbon fibers, which in particular have an average length of approximately 0.01 mm to approximately 10 mm.

Die Kohlenstofffasern sind vorzugsweise mit einem Anteil von ungefähr 1 Gew.-% oder mehr und/oder von ungefähr 50 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse des intumeszenten Materials, in dem intumeszenten Material enthalten.The carbon fibers are preferably contained in the intumescent material in a proportion of approximately 1% by weight or more and / or approximately 50% by weight or less, based on the total mass of the intumescent material.

Es kann vorgesehen sein, dass das intumeszente Material eine intumeszente Zusammensetzung und ein exotherm reagierendes Material umfasst.It can be provided that the intumescent material comprises an intumescent composition and an exothermically reacting material.

Das exotherm reagierende Material reagiert vorzugsweise bei einer Reaktionstemperatur im Bereich der Auslösetemperatur des intumeszenten Materials, also beispielsweise bei mindestens ungefähr 60 °C und/oder höchstens ungefähr 120 °C, exotherm.The exothermic reacting material preferably reacts exothermically at a reaction temperature in the range of the release temperature of the intumescent material, for example at least approximately 60 ° C. and / or at most approximately 120 ° C.

Aufgrund einer bei der exothermen Reaktion freigesetzten thermischen Energie ist das intumeszente Material insbesondere auf eine Auslösetemperatur der intumeszenten Zusammensetzung erwärmbar und/oder wird erwärmt.Due to the thermal energy released during the exothermic reaction, the intumescent material can be heated and / or is heated in particular to a trigger temperature of the intumescent composition.

Die intumeszente Zusammensetzung kann eine Auslösetemperatur aufweisen, welche oberhalb der Auslösetemperatur des intumeszenten Materials liegt.The intumescent composition can have a release temperature which is above the release temperature of the intumescent material.

Bei einem Erreichen der Auslösetemperatur des intumeszenten Materials kommt es vorzugsweise zunächst zu einer exothermen Reaktion des exotherm reagierenden Materials. Bei der exothermen Reaktion wird thermische Energie freigesetzt, durch welche das intumeszente Material zumindest auf eine Auslösetemperatur der intumeszenten Zusammensetzung erwärmt wird. Durch das Erreichen der Auslösetemperatur wird ein Auslösen der intumeszenten Zusammensetzung herbeigeführt und es kommt zu einem Auslösen des intumeszenten Materials als Ganzes.When the release temperature of the intumescent material is reached, an exothermic reaction of the exothermic reacting material preferably occurs first. During the exothermic reaction, thermal energy is released, by means of which the intumescent material is heated at least to a trigger temperature of the intumescent composition. When the triggering temperature is reached, the intumescent composition is triggered and the intumescent material as a whole is triggered.

In Ausführungsformen, in welchen das intumeszente Material eine intumeszente Zusammensetzung und ein exotherm reagierendes Material umfasst, bezeichnet der ausgelöste Zustand des intumeszenten Materials insbesondere auch den ausgelösten Zustand der intumeszenten Zusammensetzung.In embodiments in which the intumescent material comprises an intumescent composition and an exothermically reacting material, the triggered state of the intumescent material in particular also designates the triggered state of the intumescent composition.

Beispielsweise ist die intumeszente Zusammensetzung eine Mischung aus

  • - einem Katalysator, beispielsweise Ammoniumpolyphosphat, Monoammoniumphosphat, Diammoniumphosphat, Melaminphosphat, Melaminpolyphosphat, Melaminpyrophosphat, Guanylharnstoffphosphat, Harnstoffphosphat und/oder Ammoniumtetraborat;
  • - einer Kohlenstoffquelle, beispielsweise einem polyfunktionellen Alkohol, einem Kohlenhydrat, einem Protein und/oder Stärke;
  • - einem Treibmittel, beispielsweise einem Amin, einem Amid und/oder Chlorparaffin; und
  • - einem Binder, beispielsweise einem thermoplastischen Polymermaterial, einem duroplastischen Polymermaterial und/oder einem elastomeren Polymermaterial.
For example, the intumescent composition is a mixture of
  • a catalyst, for example ammonium polyphosphate, monoammonium phosphate, diammonium phosphate, melamine phosphate, melamine polyphosphate, melamine pyrophosphate, guanyl urea phosphate, urea phosphate and / or ammonium tetraborate;
  • - a carbon source, for example a polyfunctional alcohol, a carbohydrate, a protein and / or starch;
  • - A propellant, for example an amine, an amide and / or chlorinated paraffin; and
  • - A binder, for example a thermoplastic polymer material, a thermosetting polymer material and / or an elastomeric polymer material.

Alternativ können auch sogenannte „3-in-1-Systeme“ als intumeszente Zusammensetzung verwendet werden, in welchen ein einzelner Inhaltsstoff mehrere der genannten Funktionen erfüllt. Beispielsweise kann die intumeszente Zusammensetzung Natriumsilikat oder eine Schichtstruktur mit eingelagerten Verbindungen in den Zwischenschichten, beispielsweise Blähgraphit, Schichtsilikate, MXene (M: Übergangsmetall), Bornitrid oder R2Ti3O7-Verbindungen (R: H, Li, Na, K oder NH4), umfassen oder daraus gebildet sein.Alternatively, so-called “3-in-1 systems” can also be used as intumescent compositions in which a single ingredient fulfills several of the functions mentioned. For example, the intumescent composition can be sodium silicate or a layer structure with embedded compounds in the intermediate layers, for example expandable graphite, sheet silicates, MXene (M: transition metal), boron nitride or R 2 Ti 3 O 7 compounds (R: H, Li, Na, K or NH 4 ), include or be formed from it.

Bei „MXenen“ handelt es sich um zweidimensionale anorganische Verbindungen, welche Strukturen aus wenigen Atomlagen dicken Schichten aus Übergangsmetall-Carbiden, Übergangsmetall-Nitriden, oder Übergangsmetall-Carbonitriden umfassen oder daraus gebildet sind."MXenes" are two-dimensional inorganic compounds, which structures made up of layers of transition metal carbides, transition metal nitrides, or transition metal carbonitrides, which are a few atomic layers thick, comprise or are formed from them.

Alternativ zu den beschriebenen intumeszenten Zusammensetzungen kann vorgesehen sein, dass die intumeszente Zusammensetzung gemäß den zuvor beschriebenen Ausführungsformen des intumeszenten Materials ausgebildet ist.As an alternative to the described intumescent compositions, it can be provided that the intumescent composition according to the previously described embodiments of the intumescent material is formed.

Das exotherm reagierende Material umfasst vorzugsweise eine oder mehrere der folgenden Substanzen oder ist daraus gebildet: Azodicarboxamid, Oxydi(benzolsulfonohydrazid), p-Toluolsulfonylhydrazid, Toluolsulfonylsemicarbazid und Benzolsulfonhydrazid.The exothermic reacting material preferably comprises one or more of the following substances or is formed therefrom: azodicarboxamide, oxydi (benzenesulfonohydrazide), p-toluenesulfonylhydrazide, toluenesulfonylsemicarbazide and benzenesulfonohydrazide.

Beispielsweise zersetzt sich das exotherm reagierende Material bei einer Reaktionstemperatur, welche im Wesentlichen der Auslösetemperatur des intumeszenten Materials entspricht.For example, the exothermic reacting material decomposes at a reaction temperature which essentially corresponds to the release temperature of the intumescent material.

Vorteilhaft kann es sein, wenn das intumeszente Material eine spezifische Wärmeleitfähigkeit von ungefähr 0,5 W/(m.K) oder mehr aufweist. Dies kann Wärmeinhomogenitäten innerhalb des intumeszenten Materials verringern, wodurch insbesondere ein gleichmäßiges Auslösen des intumeszenten Materials erfolgt.It can be advantageous if the intumescent material has a specific thermal conductivity of approximately 0.5 W / (m.K) or more. This can reduce heat inhomogeneities within the intumescent material, which in particular results in a uniform release of the intumescent material.

Es kann vorgesehen sein, dass das intumeszente Material ein oder mehrere Wärmeleitadditive umfasst. Das eine oder die mehreren Wärmeleitadditive weisen vorzugsweise eine spezifische Wärmeleitfähigkeit von ungefähr 5 W/(m·K) oder mehr auf.It can be provided that the intumescent material comprises one or more heat-conducting additives. The one or more heat conduction additives preferably have a specific heat conductivity of approximately 5 W / (m · K) or more.

Günstig kann es sein, wenn das eine oder die mehreren Wärmeleitadditive pulverförmig und/oder partikuläre Materialien sind. Dies kann eine vereinfachte Handhabung und/oder Dosierung ermöglichen.It can be favorable if the one or more heat-conducting additives are powdery and / or particulate materials. This can enable simplified handling and / or dosing.

Beispielsweise sind das eine oder die mehreren Wärmeleitadditive keramische Materialien.For example, the one or more heat-conducting additives are ceramic materials.

Ein bevorzugtes keramisches Material/bevorzugte keramische Materialien sind Bornitrid, Aluminiumoxid und/oder Aluminiumnitrid und/oder Mischungen daraus.A preferred ceramic material / preferred ceramic materials are boron nitride, aluminum oxide and / or aluminum nitride and / or mixtures thereof.

Durch die Verwendung eines oder mehrerer Wärmeleitadditive können Wärmeinhomogenitäten innerhalb des intumeszenten Materials verringert werden, so dass ein homogenes Auslösen des intumeszenten Materials ermöglicht werden kann.By using one or more heat conduction additives, heat inhomogeneities within the intumescent material can be reduced, so that a homogeneous release of the intumescent material can be made possible.

Es kann vorgesehen sein, dass das intumeszente Material einen oder mehrere anorganische Füllstoffe, beispielsweise Siliziumdioxid, Titandioxid, Kreide und/oder Mischungen daraus, umfasst.It can be provided that the intumescent material comprises one or more inorganic fillers, for example silicon dioxide, titanium dioxide, chalk and / or mixtures thereof.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verhältnis des Volumens der Auslösevorrichtung nach dem Auslösen des intumeszenten Materials bei einer Temperatur von 50 K über der Auslösetemperatur zu dem Volumen der Auslösevorrichtung vor dem Auslösen des intumeszenten Materials bei einer Temperatur von 50 K unter der Auslösetemperatur mindestens 5:1, insbesondere mindestens 100:1, besonders bevorzugt mindestens 200:1, beträgt.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the ratio of the volume of the release device after the release of the intumescent material at a temperature of 50 K above the release temperature to the volume of the release device before the release of the intumescent material at a temperature of 50 K below the Trigger temperature is at least 5: 1, in particular at least 100: 1, particularly preferably at least 200: 1.

Ferner betrifft die Erfindung ein elektrochemisches System, welches eine oder mehrere erfindungsgemäße Temperaturdetektionsvorrichtungen umfasst.The invention also relates to an electrochemical system which comprises one or more temperature detection devices according to the invention.

Eines oder mehrere der im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Temperaturdetektionsvorrichtung beschriebenen Merkmale und/oder einer oder mehrere der im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Temperaturdetektionsvorrichtung beschriebenen Vorteile gelten für die eine oder die mehreren Temperaturdetektionsvorrichtungen des erfindungsgemäßen elektrochemischen Systems vorzugsweise gleichermaßen.One or more of the features described in connection with the temperature detection device according to the invention and / or one or more of the advantages described in connection with the temperature detection device according to the invention preferably apply equally to the one or more temperature detection devices of the electrochemical system according to the invention.

Das elektrochemische System ist beispielsweise ein Modul, welches eine oder mehrere elektrochemische Zellen umfasst.The electrochemical system is, for example, a module which comprises one or more electrochemical cells.

Zumindest eine der elektrochemischen Zellen ist vorzugsweise als eine Lithium-Ionen-Akkumulatorzelle ausgebildet.At least one of the electrochemical cells is preferably designed as a lithium-ion accumulator cell.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Zellchemie zumindest einer der elektrochemischen Zellen auf Li4Ti5O12 basiert.In particular, it can be provided that the cell chemistry of at least one of the electrochemical cells is based on Li 4 Ti 5 O 12 .

Ein solches Modul kann insbesondere als eine Energiequelle für ein Elektrofahrzeug, insbesondere ein Elektroautomobil, verwendet werden.Such a module can in particular be used as an energy source for an electric vehicle, in particular an electric automobile.

Durch die eine oder die mehreren Temperaturdetektionsvorrichtungen ist ein nicht ordnungsgemäßer Zustand, welcher mit einer Temperaturerhöhung einhergeht, einer der mehreren elektrochemischen Zellen oder des Moduls als Ganzes detektierbar.The one or more temperature detection devices can be used to detect an improper state, which is associated with an increase in temperature, of one of the plurality of electrochemical cells or of the module as a whole.

In einem Normalbetriebszustand des elektrochemischen Systems befindet sich die Auslösevorrichtung vorzugsweise im Normalzustand und/oder das intumeszente Material im nicht ausgelösten Zustand.In a normal operating state of the electrochemical system, the triggering device is preferably in the normal state and / or the intumescent material is in the non-triggered state.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.Further features and advantages of the invention are the subject matter of the following description and the graphic representation of exemplary embodiments.

Die Zeichnungen zeigen:

  • 1: eine schematische Schnittdarstellung durch eine erste Ausführungsform einer Temperaturdetektionsvorrichtung, welche eine Sensorvorrichtung bildet, wobei die Schnittebene durch ein erstes elektrisch leitfähiges Element der Temperaturdetektionsvorrichtung, ein erstes Isolationselement, ein zweites Isolationselement und ein zweites elektrisch leitfähiges Element sowie durch eine Auslösevorrichtung und ein Sensorelement verläuft, wobei sich die Auslösevorrichtung in einem Normalzustand befindet, in welchem die Auslösevorrichtung an dem ersten elektrisch leitfähigen Element festgelegt und von dem zweiten elektrisch leitfähigen Element beabstandet ist und in welchem ein Stromfluss zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element unterbrochen ist;
  • 2: eine der 1 entsprechende schematische Darstellung der Temperaturdetektionsvorrichtung, wobei die Auslösevorrichtung sich in einem ausgelösten Zustand befindet, in welchem sich ein Volumen des intumeszenten Materials aufgrund eines Erreichens oder Übersteigens der Auslösetemperatur so weit vergrößert hat, dass die Auslösevorrichtung in elektrisch leitendem Kontakt mit dem zweiten elektrisch leitfähigen Element steht, und wobei sich das Sensorelement in einem Detektionszustand befindet, in welchem das Sensorelement einen elektrischen Kurzschlussstrom und/oder einen Spannungsabfall zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element detektiert;
  • 3: eine der 1 entsprechende schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Temperaturdetektionsvorrichtung, bei welcher das erste elektrisch leitfähige Element und das zweite elektrisch leitfähige Element einen Bestandteil der Temperaturdetektionsvorrichtung bilden und mittels zweier Abstandhalterelemente miteinander verbunden sind, wobei sich die Auslösevorrichtung in einem Normalzustand befindet, in welchem die Auslösevorrichtung an dem zweiten elektrisch leitfähigen Element festgelegt und von dem ersten elektrisch leitfähigen Element beabstandet ist und in welchem der Stromfluss zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element unterbrochen ist;
  • 4: eine der 3 entsprechende schematische Darstellung der Temperaturdetektionsvorrichtung, wobei die Auslösevorrichtung sich in einem ausgelösten Zustand befindet, in welchem sich ein Volumen des intumeszenten Materials aufgrund eines Erreichens oder Übersteigens der Auslösetemperatur so weit vergrößert hat, dass die Auslösevorrichtung in elektrisch leitendem Kontakt mit dem ersten elektrisch leitfähigen Element steht, und wobei das Sensorelement sich in einem Detektionszustand befindet, in welcher das Sensorelement einen elektrischen Kurzschlussstrom und/oder einen Spannungsabfall zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element detektiert;
  • 5 eine schematische Schnittdarstellung einer dritten Ausführungsform einer Temperaturdetektionsvorrichtung, wobei die Temperaturdetektionsvorrichtung eine Schaltvorrichtung bildet, welche mit einem elektrischen Verbraucher verbunden ist, wobei die Temperaturdetektionsvorrichtung sich in einem Normalzustand befindet, in welchem ein erstes elektrisch leitfähiges Element und ein zweites elektrisch leitfähiges Element durch die Auslösevorrichtung elektrisch leitend kontaktiert sind, so dass ein Stromkreis, in welchem sich der elektrische Verbraucher befindet, geschlossen ist;
  • 6 eine der 5 entsprechende schematische Darstellung der Temperaturdetektionsvorrichtung, wobei die Temperaturdetektionsvorrichtung sich in einem Detektionszustand befindet, in welchem eine Volumenzunahme des intumeszenten Materials erfolgt ist und aufgrund dessen das erste elektrisch leitfähige Element von dem zweiten elektrisch leitfähigen Element wegbewegt wurde, wodurch ein Stromfluss zu dem elektrischen Verbraucher unterbrochen ist;
  • 7 eine schematische Schnittdarstellung einer vierten Ausführungsform einer Temperaturdetektionsvorrichtung, wobei die Temperaturdetektionsvorrichtung eine Schaltvorrichtung bildet, welche mit einem elektrischen Verbraucher verbunden ist, wobei die Temperaturdetektionsvorrichtung sich in einem Normalzustand befindet, in welchem ein erstes elektrisch leitfähiges Element mittels eines weiteren elektrisch leitfähigen Elements mit einem zweiten elektrisch leitfähigen Element elektrisch leitend verbunden ist, so dass ein Stromkreis, in welchem sich ein elektrischer Verbraucher befindet, geschlossen ist; und
  • 8 eine der 7 entsprechende schematische Darstellung der Temperaturdetektionsvorrichtung, wobei die Temperaturdetektionsvorrichtung sich in einem Detektionszustand befindet, in welchem eine Volumenzunahme des intumeszenten Materials erfolgt ist und aufgrund dessen das erste elektrisch leitfähige Element von dem weiteren elektrisch leitfähigen Element wegbewegt wurde, wodurch ein Stromfluss zu dem elektrischen Verbraucher unterbrochen ist.
The drawings show:
  • 1 : a schematic sectional illustration through a first embodiment of a temperature detection device, which forms a sensor device, wherein the sectional plane through a first electrically conductive element the temperature detection device, a first insulation element, a second insulation element and a second electrically conductive element and runs through a triggering device and a sensor element, wherein the triggering device is in a normal state in which the triggering device is fixed to the first electrically conductive element and electrically from the second conductive element is spaced and in which a current flow between the first electrically conductive element and the second electrically conductive element is interrupted;
  • 2 : one of the 1 Corresponding schematic representation of the temperature detection device, the triggering device being in a triggered state in which a volume of the intumescent material has increased due to reaching or exceeding the triggering temperature to such an extent that the triggering device is in electrically conductive contact with the second electrically conductive element and wherein the sensor element is in a detection state in which the sensor element detects an electrical short-circuit current and / or a voltage drop between the first electrically conductive element and the second electrically conductive element;
  • 3 : one of the 1 corresponding schematic representation of a second embodiment of the temperature detection device, in which the first electrically conductive element and the second electrically conductive element form part of the temperature detection device and are connected to one another by means of two spacer elements, the triggering device being in a normal state in which the triggering device is attached to the second electrically conductive element is set and spaced from the first electrically conductive element and in which the flow of current between the first electrically conductive element and the second electrically conductive element is interrupted;
  • 4th : one of the 3 Corresponding schematic representation of the temperature detection device, the triggering device being in a triggered state in which a volume of the intumescent material has increased due to reaching or exceeding the triggering temperature to such an extent that the triggering device is in electrically conductive contact with the first electrically conductive element and wherein the sensor element is in a detection state in which the sensor element detects an electrical short-circuit current and / or a voltage drop between the first electrically conductive element and the second electrically conductive element;
  • 5 a schematic sectional view of a third embodiment of a temperature detection device, wherein the temperature detection device forms a switching device which is connected to an electrical load, wherein the temperature detection device is in a normal state in which a first electrically conductive element and a second electrically conductive element electrically through the triggering device are conductively contacted, so that a circuit in which the electrical consumer is located is closed;
  • 6th one of the 5 Corresponding schematic representation of the temperature detection device, the temperature detection device being in a detection state in which there has been an increase in volume of the intumescent material and due to which the first electrically conductive element has been moved away from the second electrically conductive element, whereby a current flow to the electrical consumer is interrupted ;
  • 7th a schematic sectional view of a fourth embodiment of a temperature detection device, wherein the temperature detection device forms a switching device which is connected to an electrical load, wherein the temperature detection device is in a normal state in which a first electrically conductive element by means of a further electrically conductive element with a second electrically conductive element is electrically conductively connected, so that a circuit in which an electrical consumer is located is closed; and
  • 8th one of the 7th Corresponding schematic representation of the temperature detection device, the temperature detection device being in a detection state in which the intumescent material has increased in volume and as a result of which the first electrically conductive element has been moved away from the further electrically conductive element, whereby a current flow to the electrical consumer is interrupted .

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.Identical or functionally equivalent elements are denoted by the same reference symbols in all figures.

Eine in den 1 und 2 dargestellte, als Ganzes mit 100 bezeichnete Temperaturdetektionsvorrichtung bildet eine Sensorvorrichtung 101 und umfasst ein erstes elektrisch leitfähiges Element 102, ein erstes Abstandhalterelement 104 und ein zweites Abstandhalterelement 106, welche vorliegend einen Detektionsbereich 108 der Temperaturdetektionsvorrichtung 100 dreiseitig umgeben.One in the 1 and 2 The temperature detection device illustrated and designated as a whole by 100 forms a sensor device 101 and comprises a first electrically conductive element 102 , a first spacer element 104 and a second spacer element 106 , which in the present case has a detection area 108 the temperature detection device 100 surrounded on three sides.

Die Temperaturdetektionsvorrichtung 100 bildet vorliegend eine direkte Temperatursicherungsvorrichtung zur Vermeidung einer Überhitzung.The temperature detection device 100 in the present case forms a direct temperature safety device to avoid overheating.

Das erste Abstandhalterelement 104 und/oder das zweite Abstandhalterelement 106 sind vorzugsweise stoffschlüssig und/oder formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem ersten elektrisch leitfähigen Element 102 verbunden, beispielsweise daran festgeschweißt und/oder festgeklebt und/oder festgeschraubt.The first spacer element 104 and / or the second spacer element 106 are preferably cohesively and / or positively and / or non-positively with the first electrically conductive element 102 connected, for example welded and / or glued and / or screwed to it.

Das erste Abstandhalterelement 104 und das zweite Abstandhalterelement 106 sind vorliegend aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise einem elektrisch isolierenden Polymermaterial, gebildet und dienen als Abstandhalter zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element 102 und einem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110. Das erste Abstandhalterelement 104 und das zweite Abstandhalterelement 106 sind vorliegend elektrische Isolatoren.The first spacer element 104 and the second spacer element 106 are presently formed from an electrically insulating material, for example an electrically insulating polymer material, and serve as spacers between the first electrically conductive element 102 and a second electrically conductive element 110 . The first spacer element 104 and the second spacer element 106 are in the present case electrical insulators.

Vorliegend sind das erste elektrisch leitfähige Element 102 und das zweite elektrisch leitfähige Element 110 als elektrisch leitfähige Bauteile ausgebildet.The present is the first electrically conductive element 102 and the second electrically conductive element 110 designed as electrically conductive components.

Vorzugsweise umfassen das erste elektrisch leitfähige Element 102 und/oder das zweite elektrisch leitfähige Element 110 ein Metallmaterial oder sind daraus gebildet.Preferably comprise the first electrically conductive element 102 and / or the second electrically conductive element 110 a metal material or are formed therefrom.

Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen sein, dass das erste elektrisch leitfähige Element 102 und/oder das zweite elektrisch leitfähige Element 110 ein elektrisch leitfähiges Polymermaterial umfassen oder daraus gebildet sind.In addition or as an alternative, it can be provided that the first electrically conductive element 102 and / or the second electrically conductive element 110 comprise or are formed from an electrically conductive polymer material.

Das erste elektrisch leitfähige Element 102 und das zweite elektrisch leitfähige Element 110 sind einander gegenüberliegend angeordnet und vorliegend zumindest näherungsweise parallel zueinander angeordnet.The first electrically conductive element 102 and the second electrically conductive element 110 are arranged opposite one another and in the present case are arranged at least approximately parallel to one another.

Das erste Abstandhalterelement 104 ist vorliegend mit dem ersten elektrisch leitfähigen Element 102 einerseits und mittels eines ersten Verbindungsmaterials 112 mit dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 andererseits verbindbar oder verbunden.The first spacer element 104 is present with the first electrically conductive element 102 on the one hand and by means of a first connecting material 112 with the second electrically conductive element 110 on the other hand connectable or connected.

Das zweite Abstandhalterelement 106 ist vorliegend mit dem ersten elektrisch leitfähigen Element 102 einerseits und mittels eines zweiten Verbindungsmaterials 114 mit dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 andererseits verbindbar oder verbunden.The second spacer element 106 is present with the first electrically conductive element 102 on the one hand and by means of a second connecting material 114 with the second electrically conductive element 110 on the other hand connectable or connected.

Insbesondere ist eine Einheit aus dem ersten elektrisch leitfähigen Element 102, dem ersten Abstandhalterelement 104 und dem zweiten Abstandhalterelement 106 separat handhabbar und/oder hergestellt.In particular, there is a unit made up of the first electrically conductive element 102 , the first spacer element 104 and the second spacer element 106 can be handled and / or manufactured separately.

Die genannte Einheit kann dann mittels des ersten Verbindungsmaterials 112 und des zweiten Verbindungsmaterials 114 an dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 festgelegt werden.Said unit can then by means of the first connecting material 112 and the second connecting material 114 on the second electrically conductive element 110 be determined.

Das zweite elektrisch leitfähige Element 110 kann beispielsweise ein (metallischer) Zuganker eines Batteriemoduls oder ein Teil davon sein. Alternativ hierzu kann das zweite elektrisch leitfähige Element 110 eine Gehäusewandung einer elektrochemischen Zelle oder eines elektrochemischen Systems 130 oder ein Teil davon oder ein Zellverbinder oder ein Teil davon sein.The second electrically conductive element 110 can for example be a (metallic) tie rod of a battery module or a part thereof. Alternatively, the second electrically conductive element 110 a housing wall of an electrochemical cell or an electrochemical system 130 or a part thereof or a cell connector or a part thereof.

Durch die Anbindung der Temperaturdetektionsvorrichtung 100 mittels des ersten Verbindungsmaterials 112 und des zweiten Verbindungsmaterials 114 kann unmittelbar an einem Element eines elektrochemischen Systems (welches das zweite elektrisch leitfähige Element 110 bildet) eine kritische Temperatur detektiert werden.By connecting the temperature detection device 100 by means of the first connecting material 112 and the second connecting material 114 can be connected directly to an element of an electrochemical system (which is the second electrically conductive element 110 forms) a critical temperature can be detected.

Das erste Verbindungsmaterial 112 und das zweite Verbindungsmaterial 114 sind vorzugsweise chemisch identisch und/oder elektrisch isolierend. The first connecting material 112 and the second connecting material 114 are preferably chemically identical and / or electrically insulating.

Beispielsweise sind das erste Verbindungsmaterial 112 und das zweite Verbindungsmaterial 114 ein Klebematerial, mittels wessen eine aus dem ersten elektrisch leitfähigen Element 102, dem ersten Abstandhalterelement 104 und dem zweiten Abstandhalterelement 106 gebildete Einheit an dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 festlegbar oder festgelegt ist.For example, the first connection material 112 and the second connecting material 114 an adhesive material by means of which one of the first electrically conductive element 102 , the first spacer element 104 and the second spacer element 106 formed unit on the second electrically conductive element 110 determinable or fixed.

Alternativ dazu, dass das erste Verbindungsmaterial 112 und das zweite Verbindungsmaterial 114 chemisch identisch sind, kann vorgesehen sein, dass das erste Verbindungsmaterial 112 und das zweite Verbindungsmaterial 114 voneinander verschiedene Materialien sind.Alternatively, that the first connecting material 112 and the second connecting material 114 are chemically identical, it can be provided that the first connecting material 112 and the second connecting material 114 are different materials from each other.

Das erste elektrisch leitfähige Element 102, das erste Abstandhalterelement 104, das zweite Abstandhalterelement 106 und das zweite elektrisch leitfähige Element 110 sind gemeinsam vorliegend zumindest näherungsweise quaderförmig ausgebildet.The first electrically conductive element 102 , the first spacer element 104 , the second spacer element 106 and the second electrically conductive element 110 are at least approximately cuboid in the present case.

Die Temperaturdetektionsvorrichtung 100 umfasst ferner eine Auslösevorrichtung 116, welche vorzugsweise bei einem Erreichen oder einem Übersteigen einer kritischen Temperatur in dem Detektionsbereich 108 ausgelöst wird.The temperature detection device 100 further comprises a release device 116 , which preferably when reaching or exceeding a critical temperature in the detection area 108 is triggered.

In dem in 1 dargestellten Normalzustand der Auslösevorrichtung 116 ist die Auslösevorrichtung 116 von dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 beabstandet, so dass kein elektrisch leitender Kontakt zwischen der Auslösevorrichtung 116 und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 besteht.In the in 1 normal state of the release device shown 116 is the release device 116 from the second electrically conductive element 110 spaced so that no electrically conductive contact between the trigger device 116 and the second electrically conductive element 110 consists.

Die Auslösevorrichtung 116 umfasst ein intumeszentes Material 115 oder ist vorzugsweise daraus gebildet.The trigger device 116 comprises an intumescent material 115 or is preferably formed therefrom.

Das intumeszente Material 115 bildet vorzugsweise eine Beschichtung an und/oder auf einer dem Detektionsbereich 108 der Temperaturdetektionsvorrichtung 100 zugewandten Seite des ersten elektrisch leitfähigen Elements 102.The intumescent material 115 preferably forms a coating on and / or on one of the detection area 108 the temperature detection device 100 facing side of the first electrically conductive element 102 .

Ein Abstand 118 zwischen dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 und der Auslösevorrichtung 116 in einer senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des ersten elektrisch leitfähigen Elements 102 genommenen Richtung ist vorzugsweise derart gewählt, dass es zu keinem Spannungsüberschlag zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element 102 und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 und/oder der Auslösevorrichtung 116 und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 kommt.A distance 118 between the second electrically conductive element 110 and the trigger device 116 in a plane perpendicular to a main extension plane of the first electrically conductive element 102 The direction taken is preferably selected such that there is no voltage flashover between the first electrically conductive element 102 and the second electrically conductive element 110 and / or the triggering device 116 and the second electrically conductive element 110 comes.

Ein Betrag des Abstands 118 stimmt vorzugsweise mit einem Betrag der Luftstrecke überein.An amount of the distance 118 preferably corresponds to an amount of the air gap.

Insbesondere ist eine Kriechstrecke längs einer Oberfläche des ersten Abstandhalterelements 104 und/oder des zweiten Abstandhalterelements 106 so groß, dass ein Spannungsüberschlag von dem ersten elektrisch leitfähigen Element 102 und/oder von der Auslösevorrichtung 116 auf das zweite elektrisch leitfähige Element 110 vermieden wird.In particular, there is a creepage distance along a surface of the first spacer element 104 and / or the second spacer element 106 so large that a voltage flashover from the first electrically conductive element 102 and / or from the triggering device 116 on the second electrically conductive element 110 is avoided.

Vorzugsweise bilden das erste Abstandhalterelement 104 und das erste Verbindungsmaterial 112 ein erstes Isolationselement 120 der Temperaturdetektionsvorrichtung 100.Preferably form the first spacer element 104 and the first connecting material 112 a first insulation element 120 the temperature detection device 100 .

Das zweite Abstandhalterelement 106 und das zweite Verbindungsmaterial 114 bilden vorliegend ein zweites Isolationselement 122 der Temperaturdetektionsvorrichtung 100.The second spacer element 106 and the second connecting material 114 in the present case form a second insulation element 122 the temperature detection device 100 .

Vorteilhaft kann es sein, wenn das intumeszente Material 115 ein Bindematerial umfasst, welches aus einem Bindemittel und einem Weichmacher gebildet ist oder diese umfasst.It can be advantageous if the intumescent material 115 comprises a binding material which is formed from or comprises a binding agent and a plasticizer.

Ein Anteil des Bindematerials an dem intumeszenten Material 115 beträgt vorzugsweise ungefähr 1 Gew.-% oder mehr und/oder ungefähr 40 Gew.-% oder weniger, bezogen auf eine Gesamtmasse des intumeszenten Materials 115.A proportion of the binding material in the intumescent material 115 is preferably approximately 1% by weight or more and / or approximately 40% by weight or less, based on a total mass of the intumescent material 115 .

Als Bindemittel hat sich Polyvinylpyrrolidon als besonders bevorzugt erwiesen. Ein bevorzugter Weichmacher ist Polyethylenoxid. Der Weichmacher verhindert insbesondere eine Rissbildung und/oder ein Zerfallen des intumeszenten Materials 115 bei dessen Auslösen.Polyvinylpyrrolidone has proven to be particularly preferred as a binder. A preferred plasticizer is polyethylene oxide. In particular, the plasticizer prevents cracking and / or disintegration of the intumescent material 115 when it is triggered.

Vorteilhaft kann es sein, wenn das intumeszente Material 115 ein Treibmaterial in Form von expandierbaren Mikrokapseln, beispielsweise mit einem Anteil von ungefähr 1 Gew.-% oder mehr und/oder von ungefähr 40 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse des intumeszenten Materials 115, enthält.It can be advantageous if the intumescent material 115 a propellant material in the form of expandable microcapsules, for example with a proportion of approximately 1% by weight or more and / or of approximately 40% by weight or less, based on the total mass of the intumescent material 115 , contains.

Die expandierbaren Mikrokapseln weisen vorzugsweise einen mittleren Durchmesser von ungefähr 5 µm oder mehr und/oder von ungefähr 50 µm oder weniger auf.The expandable microcapsules preferably have an average diameter of approximately 5 μm or more and / or of approximately 50 μm or less.

Vorzugsweise umfassen die expandierbaren Mikrokapseln eine Hülle aus einem thermoplastischen Polymermaterial, in welcher ein aliphatischer Kohlenwasserstoff mit einem Siedepunkt von ungefähr 50 °C oder weniger, beispielsweise Isobutan und/oder Isopentan, enthalten ist.The expandable microcapsules preferably comprise a shell made of a thermoplastic polymer material in which an aliphatic hydrocarbon with a boiling point of approximately 50 ° C. or less, for example isobutane and / or isopentane, is contained.

Expandierbare Mikrokapseln sind beispielsweise unter der Bezeichnung 031 DU 40 des Unternehmens Nouryon, 85013 Sundsvall, Schweden, erhältlich. Expandable microcapsules are for example under the name 031 YOU 40 from Nouryon, 85013 Sundsvall, Sweden.

Vorteilhaft kann es sein, wenn das intumeszente Material 115 ein oder mehrere elektrisch leitfähige Additive umfasst.It can be advantageous if the intumescent material 115 comprises one or more electrically conductive additives.

Bevorzugte elektrisch leitfähige Additive sind eine Mischung aus Kohlenstofffasern, Graphit, Leitruß und einem metallischen Pulver, beispielsweise Silber-beschichtete Aluminiumpartikel.Preferred electrically conductive additives are a mixture of carbon fibers, graphite, conductive black and a metallic powder, for example silver-coated aluminum particles.

Die Kohlenstofffasern bilden hierbei beispielsweise ein Faseradditiv.The carbon fibers here form a fiber additive, for example.

Ein Anteil der Kohlenstofffasern an dem intumeszenten Material 115 beträgt vorzugsweise ungefähr 1 Gew.-% oder mehr und/oder ungefähr 50 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse des intumeszenten Materials 115.A proportion of the carbon fibers in the intumescent material 115 is preferably approximately 1% by weight or more and / or approximately 50% by weight or less, based on the total mass of the intumescent material 115 .

Als Kohlenstofffasern werden vorzugsweise Kurzfasern verwendet.Short fibers are preferably used as carbon fibers.

Als Kurzfasern werden vorzugsweise Fasern bezeichnet, welche eine durchschnittliche Länge von ungefähr 0,01 mm bis ungefähr 10 mm.Short fibers are preferably referred to as fibers which have an average length of approximately 0.01 mm to approximately 10 mm.

Bevorzugte Kohlenstofffasern sind beispielsweise unter der Bezeichnung Donacarbo S-241 des Unternehmens ASK Chemicals, 40721 Hilden, erhältlich.Preferred carbon fibers are available, for example, under the name Donacarbo S-241 from ASK Chemicals, 40721 Hilden.

Vorzugsweise beträgt der Anteil des metallischen Pulvers an dem intumeszenten Material 115 ungefähr 40 Gew.-% oder mehr und/oder ungefähr 90 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse des intumeszenten Materials 115.The proportion of the metallic powder in the intumescent material is preferably 115 about 40% by weight or more and / or about 90% by weight or less, based on the total mass of the intumescent material 115 .

Graphit wird insbesondere in einem Anteil von ungefähr 0,1 Gew.-% oder mehr und/oder von ungefähr 10 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse des intumeszenten Materials 115, eingesetzt.Graphite is used in particular in a proportion of approximately 0.1% by weight or more and / or of approximately 10% by weight or less, based on the total mass of the intumescent material 115 , used.

Beispielsweise wird Graphit mit einer mittleren Partikelgröße D50 von ungefähr 2 µm oder mehr und/oder von ungefähr 6 µm oder weniger, beispielsweise von ungefähr 3,4 µm, eingesetzt. Beispielsweise ist geeignetes Graphit unter der Bezeichnung C-NERGY™ KS6L der Imerys Graphite & Carbon Switzerland Ltd, 6804 Bironico, Schweiz, erhältlich.For example, graphite with an average particle size D 50 of approximately 2 μm or more and / or of approximately 6 μm or less, for example of approximately 3.4 μm, is used. For example, suitable graphite is available under the name C-NERGY ™ KS6L from Imerys Graphite & Carbon Switzerland Ltd, 6804 Bironico, Switzerland.

Graphit kann expansionshemmende Eigenschaften des Leitrußes kompensieren.Graphite can compensate for the expansion-inhibiting properties of carbon black.

Vorteilhaft kann es sein, wenn Leitruß mit einer mittleren Partikelgröße D50 von ungefähr 5 nm oder mehr und/oder ungefähr 15 nm oder weniger, beispielsweise von ungefähr 10 nm, verwendet wird. Ein Anteil des Leitrußes beträgt vorzugsweise ungefähr 0,01 Gew.-% oder mehr und/oder ungefähr 5 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse des intumeszenten Materials 115.It can be advantageous if carbon black with an average particle size D 50 of approximately 5 nm or more and / or approximately 15 nm or less, for example approximately 10 nm, is used. A proportion of the conductive carbon black is preferably approximately 0.01% by weight or more and / or approximately 5% by weight or less, based on the total mass of the intumescent material 115 .

Leitruß ist beispielsweise unter der Bezeichnung C-NERGY™ Super C65 der Imerys Graphite & Carbon Switzerland Ltd, 6804 Bironico, Schweiz, erhältlich.Conductive black is available, for example, under the name C-NERGY ™ Super C65 from Imerys Graphite & Carbon Switzerland Ltd, 6804 Bironico, Switzerland.

Partikel des metallischen Pulvers weisen vorzugsweise eine mittlere Partikelgröße D50 von ungefähr 15 µm oder mehr und/oder von ungefähr 20 µm oder weniger, beispielsweise von ungefähr 18 µm, auf.Particles of the metallic powder preferably have a mean particle size D 50 of approximately 15 μm or more and / or of approximately 20 μm or less, for example of approximately 18 μm.

Ein Anteil des metallischen Pulvers liegt vorzugsweise bei ungefähr 40 Gew.-% oder mehr und/oder bei ungefähr 90 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse des intumeszenten Materials 115.A proportion of the metallic powder is preferably approximately 40% by weight or more and / or approximately 90% by weight or less, based on the total mass of the intumescent material 115 .

Silber-beschichtete Aluminiumpartikel mit einer mittleren Partikelgröße D50 von ungefähr 18 µm sind beispielsweise unter der Bezeichnung eConduct AI 202000 als Silber-beschichteter Aluminiumgrieß bei dem Unternehmen Eckart GmbH, 91235 Hartenstein, erhältlich.Silver-coated aluminum particles with a mean particle size D 50 of approximately 18 μm are, for example, under the name eConduct AI 202000 available as silver-coated aluminum grit from Eckart GmbH, 91235 Hartenstein.

Zur Herstellung des intumeszenten Materials wird vorzugsweise zunächst eine Bindematerialmischung aus Bindemittel, einem Weichmacher und einem Lösungsmittel hergestellt.To produce the intumescent material, a binding material mixture of binding agent, a plasticizer and a solvent is preferably first produced.

Anschließend wird die Bindematerialmischung mit einem oder mehreren elektrisch leitfähigen Additiven vermischt, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme weiteren Lösungsmittels, so dass eine homogene fließfähige Mischung entsteht.The binding material mixture is then mixed with one or more electrically conductive additives, optionally with the aid of further solvents, so that a homogeneous, flowable mixture is produced.

Anschließend wird die fließfähige Mischung an dem und/oder auf das erste elektrisch leitfähige Element 102 oder gemäß weiteren Ausführungsformen an dem und/oder auf das zweite elektrisch leitfähige Element 110 aufgetragen und bei Raumtemperatur getrocknet, wobei das Lösungsmittel verdampft. Bei der Trocknung wird das intumeszente Material 115 gebildet.The flowable mixture is then applied to and / or onto the first electrically conductive element 102 or according to further embodiments on and / or on the second electrically conductive element 110 applied and dried at room temperature, the solvent evaporating. When drying, the intumescent material becomes 115 educated.

Alternativ zu dem beschriebenen Bindemittel können folgende Substanzen als Bindemittel verwendet werden: ein oder mehrere thermoplastische Polymermaterialien, ein oder mehrere duroplastische Polymermaterialien und/oder ein oder mehrere elastomere Polymermaterialien.As an alternative to the binder described, the following substances can be used as binders: one or more thermoplastic polymer materials, one or more thermosetting polymer materials and / or one or more elastomeric polymer materials.

Als thermoplastisches Polymermaterial/thermoplastische Polymermaterialien können neben Polyvinylpyrrolidon auch eines oder mehrere der folgenden Materialien verwendet werden: Cellulose und/oder Cellulose-Derivate, beispielsweise Carboxymethylcellulose, Polyacrylsäure, Polyacrylat und/oder Polyacrylat-Derivate, Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat, Polyethylenoxid, Polyacrylnitril, Polymethylmethacrylat, Polyvinylidenfluorid und/oder thermoplastisches Polyurethan.In addition to polyvinylpyrrolidone, one or more of the following materials can also be used as thermoplastic polymer material / thermoplastic polymer materials: cellulose and / or cellulose derivatives, for example carboxymethyl cellulose, polyacrylic acid, polyacrylate and / or polyacrylate derivatives, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polyethylene oxide, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, Polyvinylidene fluoride and / or thermoplastic polyurethane.

Ein bevorzugtes duroplastisches Polymermaterial/bevorzugte duroplastische Polymermaterialien sind Polyepoxid(e) und/oder duroplastische(s) Polyurethane.A preferred thermosetting polymer material / preferred thermosetting polymer materials are polyepoxide (s) and / or thermosetting polyurethane (s).

Als bevorzugtes elastomeres Polymermaterial wird Polyharnstoff als Bindemittel verwendet.As a preferred elastomeric polymer material, polyurea is used as a binder.

Je nach Auswahl des Bindemittels können folgende Lösungsmittel zur Herstellung der Bindematerialmischung verwendet werden: Dimethylsulfoxid, Ethanol, Aceton, Ethylacetat, Acetonitril, Anilin, Anisol, Benzol, Benzonitril, Isopropanol, tert-Butylmethylether, Gamma-Butyrolacton, Methylethylketon, Chlorbenzol, Chloroform, Cyclohexan, Dibutylether, Diethylether, Methyl-tert-butylether, Dimethylacetamid, Dimethylformamid, 1,4-Dioxan, Essigsäureanhydrid, Essigsäureethylester, Essigsäure, 1,2-Dichlorethan, Ethylenglykol, Ethylenglykoldimethylether, Formamid, n-Hexan, n-Heptan, Methanol, 3-Methyl-1-butanol, 2-Methyl-2-propanol, Methylenchlorid, Butanon, N-Methyl-2-pyrrolidon, N-Methylformamid, Nitrobenzol, Nitromethan, n-Pentan, Piperidin, Propanol, Propylencarbonat, Pyridin, Sulfanol, Tetrachlorethen, Tetrachlorkohlenstoff, Tetrahydrofuran, Toluol, 1,1,1-Trichlorethan, Trichlorethen, Triethylamin, Triethylenglykol, Triethylenglykoldimethylether, Wasser oder Mischungen daraus.Depending on the selection of the binding agent, the following solvents can be used to produce the binding material mixture: dimethyl sulfoxide, ethanol, acetone, ethyl acetate, acetonitrile, aniline, anisole, benzene, benzonitrile, isopropanol, tert-butyl methyl ether, gamma-butyrolactone, methyl ethyl ketone, chlorobenzene, chloroform, cyclohexane , Dibutyl ether, diethyl ether, methyl tert-butyl ether, dimethylacetamide, dimethylformamide, 1,4-dioxane, acetic anhydride, ethyl acetate, acetic acid, 1,2-dichloroethane, ethylene glycol, ethylene glycol dimethyl ether, formamide, n-hexane, n-heptane, methanol, 3- Methyl-1-butanol, 2-methyl-2-propanol, methylene chloride, butanone, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methylformamide, nitrobenzene, nitromethane, n-pentane, piperidine, propanol, propylene carbonate, pyridine, sulfanol, tetrachlorethylene, Carbon tetrachloride, tetrahydrofuran, toluene, 1,1,1-trichloroethane, trichloroethene, triethylamine, triethylene glycol, triethylene glycol dimethyl ether, water or mixtures thereof.

Alternativ zu einer Bildung des intumeszenten Materials 115 durch Verdampfen des Lösungsmittels kann vorgesehen sein, dass das Bindematerial durch eine Aushärtereaktion, beispielsweise unter UV-Bestrahlung und/oder thermisch bei Temperaturen von weniger als ungefähr 60 °C, entsteht.As an alternative to forming the intumescent material 115 by evaporation of the solvent it can be provided that the binding material is produced by a curing reaction, for example under UV radiation and / or thermally at temperatures of less than approximately 60 ° C.

Hierzu werden bevorzugt Zwei-Komponenten-Systeme verwendet, welche bei einem Vermischen der Komponenten zu dem Bindematerial reagieren.For this purpose, two-component systems are preferably used which react when the components are mixed to form the binding material.

Ein Isocyanat und ein Polyol können in einer UV-Bestrahlungs-induzierten Aushärtereaktion durch eine Polyadditionsreaktion zu einem Polyurethan reagieren.An isocyanate and a polyol can react in a curing reaction induced by UV radiation by means of a polyaddition reaction to form a polyurethane.

Es kann ein Isocyanat und ein Amin in einer UV-Bestrahlungs-induzierten Aushärtereaktion durch eine Polyadditionsreaktion zu einem Polyharnstoff reagieren.An isocyanate and an amine can react in a curing reaction induced by UV radiation by means of a polyaddition reaction to form a polyurea.

Ein erstes Präpolymer kann mit einem Anhydrid in einer UV-Bestrahlungs-induzierten Aushärtereaktion in einer Polyadditionsreaktion zu einem Polyepoxid reagieren.A first prepolymer can react with an anhydride in a curing reaction induced by UV radiation in a polyaddition reaction to form a polyepoxide.

Das erste Präpolymer ist insbesondere hergestellt durch eine Kondensationsreaktion von Verbindungen mit einer Epoxygruppe, beispielsweise Epichlorhydrin, und Bisphenolen, Novolaken oder Aminen.In particular, the first prepolymer is produced by a condensation reaction of compounds having an epoxy group, for example epichlorohydrin, and bisphenols, novolaks or amines.

Als Anhydrid sind Phthalsäureanhydrid oder Tetrahydrophthalsäureanhydrid bevorzugt.Phthalic anhydride or tetrahydrophthalic anhydride are preferred as the anhydride.

Alternativ kann das erste Präpolymer mit einem Amin in einer UV-Bestrahlungs-induzierten Aushärtereaktion in einer Polyadditionsreaktion zu einem Polyepoxid reagieren.Alternatively, the first prepolymer can react with an amine in a UV-radiation-induced curing reaction in a polyaddition reaction to form a polyepoxide.

Als Amin kann beispielsweise Diethylentriamin, Isophorondiamin oder 4,4'-Diaminodiphenylmethan verwendet werden.Diethylenetriamine, isophoronediamine or 4,4'-diaminodiphenylmethane, for example, can be used as the amine.

Bei jeder der zuvor beschriebenen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass das intumeszente Material 115 ein exotherm reagierendes Material umfasst, welches insbesondere bei einer Reaktionstemperatur von mindestens ungefähr 60 °C und/oder höchstens ungefähr 120 °C exotherm reagiert.In each of the embodiments described above, it can be provided that the intumescent material 115 comprises an exothermic reacting material which reacts exothermically in particular at a reaction temperature of at least approximately 60 ° C. and / or at most approximately 120 ° C.

In Ausführungsformen, in welchen ein exotherm reagierendes Material in dem intumeszenten Material 115 enthalten ist, kann vorgesehen sein, dass das intumeszente Material 115 eine intumeszente Zusammensetzung umfasst, welche eine Auslösetemperatur von mehr als 120 °C aufweist sofern das intumeszente Material 115 durch bei der exothermen Reaktion des exotherm reagierenden Materials freigesetzte thermische Energie auf die Auslösetemperatur der intumeszenten Zusammensetzung erwärmt wird.In embodiments in which an exothermic reacting material is in the intumescent material 115 is included, it can be provided that the intumescent material 115 comprises an intumescent composition which has a release temperature of more than 120 ° C. provided the intumescent material 115 is heated to the release temperature of the intumescent composition by the thermal energy released during the exothermic reaction of the exothermic reacting material.

Die intumeszente Zusammensetzung umfasst vorzugsweise einen Katalysator, eine Kohlenstoffquelle, ein Bindemittel und ein Treibmittel.The intumescent composition preferably comprises a catalyst, a carbon source, a binder and a propellant.

Als Katalysator kann beispielsweise ein Ammoniumpolyphosphat, Monoammoniumphosphat, Diammoniumphosphat, Melaminphosphat, Melaminpolyphosphat, Melaminpyrophosphat, Guanylharnstoffphosphat, Harnstoffphosphat und/oder Ammoniumtetraborat verwendet werden.For example, an ammonium polyphosphate, monoammonium phosphate, diammonium phosphate, melamine phosphate, melamine polyphosphate, melamine pyrophosphate, guanyl urea phosphate, urea phosphate and / or ammonium tetraborate can be used as the catalyst.

Als Kohlenstoffquelle kann beispielsweise ein polyfunktioneller Alkohol, ein Kohlenhydrat, ein Protein und/oder Stärke verwendet werden.For example, a polyfunctional alcohol, a carbohydrate, a protein and / or starch can be used as the carbon source.

Als Treibmittel kann beispielsweise ein Amin, ein Amid und/oder ein Chlorparaffin verwendet werden.An amine, an amide and / or a chlorinated paraffin, for example, can be used as the blowing agent.

Als Bindemittel kann beispielsweise ein Thermoplast, ein Duroplast und/oder ein Elastomer verwendet werden.A thermoplastic, a thermosetting plastic and / or an elastomer, for example, can be used as the binding agent.

Es können auch sogenannte „3-in-l-Systeme“ als intumeszente Zusammensetzung verwendet werden, in welchen ein Bestandteil drei Funktionen innehat.So-called “3-in-1 systems” can also be used as intumescent compositions in which one component has three functions.

Beispielsweise kann die intumeszente Zusammensetzung Natriumsilikat oder Schichtstrukturen mit eingelagerten Verbindungen in den Zwischenschichten, beispielsweise Blähgraphit, Schichtsilikate, MXene (M: Übergangsmetall), Bornitrid oder R2Ti3O7-Verbindungen (R: H, Li, Na, K oder NH4), umfassen oder daraus gebildet sein.For example, the intumescent composition can be sodium silicate or layer structures with embedded compounds in the intermediate layers, for example expandable graphite, layered silicates, MXene (M: transition metal), boron nitride or R 2 Ti 3 O 7 compounds (R: H, Li, Na, K or NH 4 ), include or be formed from it.

Als exotherm reagierendes Material können eine oder mehrere der folgenden Substanzen verwendet werden: Azodicarboxamid, Oxydi(benzolsulfonohydrazid), p-Toluolsulfonylhydrazid, Toluolsulfonylsemicarbazid und Benzolsulfonhydrazid.One or more of the following substances can be used as exothermic reacting material: Azodicarboxamide, Oxydi ( benzenesulfonohydrazide), p-toluenesulfonylhydrazide, toluenesulfonylsemicarbazide and benzenesulfonhydrazide.

Ergänzend oder alternativ zu dem beschriebenen Treibmaterial kann vorgesehen sein, dass das intumeszente Material 115 eine oder mehrere der folgenden Substanzen als Treibmittel umfasst:

  • - eine oder mehrere organische Säuren;
  • - eine oder mehrere anorganische Säuren;
  • - ein oder mehrere Salze der Kohlensäure;
  • - Harnstoff;
  • - Hydrazin und/oder Hydrazin-Derivate;
  • - eine oder mehrere Azo-Verbindungen; und
  • - ein oder mehrere Azide.
In addition to or as an alternative to the propellant material described, it can be provided that the intumescent material 115 comprises one or more of the following substances as propellants:
  • - one or more organic acids;
  • - one or more inorganic acids;
  • - one or more salts of carbonic acid;
  • - urea;
  • - hydrazine and / or hydrazine derivatives;
  • - one or more azo compounds; and
  • - one or more azides.

Vorzugsweise wird/werden Methansäure, Ethansäure, Propandisäure, Citronensäure, 2,3-Dihydroxybutandisäure (Weinsäure), 2-Hydroxybernsteinsäure (Äpfelsäure), Ascorbinsäure, Propensäure (Acrylsäure), Ethandisäure (Oxalsäure), trans-Butendisäure (Fumarsäure), Benzoesäure, Nicotinsäure, Abietinsäure, Ölsäure, Agaricinsäure, Maleinsäure und/oder Salicylsäure als organische Säure(n) in dem Treibmittel oder als Treibmittel verwendet.Methanoic acid, ethanoic acid, propanedioic acid, citric acid, 2,3-dihydroxybutanedioic acid (tartaric acid), 2-hydroxysuccinic acid (malic acid), ascorbic acid, propenoic acid (acrylic acid), ethanedioic acid (oxalic acid), trans-butenedioic acid (fumaric acid), benzoic acid, nicotinic acid are preferred , Abietic acid, oleic acid, agaricic acid, maleic acid and / or salicylic acid are used as organic acid (s) in the propellant or as propellant.

Eine bevorzugte anorganische Säure/bevorzugte anorganische Säuren sind Kohlensäure, Salpetersäure, Schwefelsäure und/oder Phosphorsäure.A preferred inorganic acid / preferred inorganic acids are carbonic acid, nitric acid, sulfuric acid and / or phosphoric acid.

In Ausführungsformen, in welchen Säure als Treibmittel verwendet wird, können auch ein oder mehrere Salze der entsprechenden Säure eingesetzt werden. Beispielsweise können Ammoniumsalz(e), Lithiumsalz(e), Natriumsalz(e), Kaliumsalz(e), Magnesiumsalz(e), Kalziumsalz(e), Eisensalz(e), insbesondere Eisen-II-Salz(e) und/oder Eisen-III-Salz(e), Aluminiumsalz(e), Zinksalz(e) und/oder Kupfersalz(e) verwendet werden.In embodiments in which acid is used as the propellant, one or more salts of the corresponding acid can also be used. For example, ammonium salt (s), lithium salt (s), sodium salt (s), potassium salt (s), magnesium salt (s), calcium salt (s), iron salt (s), in particular iron (II) salt (s) and / or iron III salt (s), aluminum salt (s), zinc salt (s) and / or copper salt (s) can be used.

Es kann vorgesehen sein, dass das Treibmaterial ferner einen Reaktionsbeschleuniger, beispielsweise eine oder mehrere (weitere) organische Säuren, umfasst, um eine Auslösetemperatur zu verringern.It can be provided that the propellant material further comprises a reaction accelerator, for example one or more (further) organic acids, in order to reduce a triggering temperature.

Als organische Säure(n), welche als Reaktionsbeschleuniger eingesetzt werden/wird, sind Citronensäure, Weinsäure und/oder Stearinsäure bevorzugt.Citric acid, tartaric acid and / or stearic acid are preferred as organic acid (s) which are / is used as reaction accelerators.

Bei sämtlichen zuvor beschriebenen Ausführungsformen des intumeszenten Materials 115 kann vorgesehen sein, dass das intumeszente Material 115 ferner einen oder mehrere Wärmeleitadditive umfasst.In all of the previously described embodiments of the intumescent material 115 it can be provided that the intumescent material 115 further comprises one or more heat conduction additives.

Vorzugsweise weist das intumeszente Material 115 als Ganzes eine spezifische Wärmeleitfähigkeit von ungefähr 0,5 W/(m.K) oder mehr auf.The intumescent material preferably has 115 as a whole has a specific thermal conductivity of about 0.5 W / (mK) or more.

Das eine oder die mehreren Wärmeleitadditive weisen vorzugsweise eine spezifische Wärmeleitfähigkeit von ungefähr 5 W/(m.K) oder mehr auf.The one or more heat conduction additives preferably have a specific heat conductivity of approximately 5 W / (m.K) or more.

Bevorzugte Wärmeleitadditive sind aus keramischen Materialien, beispielsweise Bornitrid, Aluminiumoxid und/oder Aluminiumnitrid und/oder Mischungen daraus.Preferred heat-conducting additives are made from ceramic materials, for example boron nitride, aluminum oxide and / or aluminum nitride and / or mixtures thereof.

Es kann vorgesehen sein, dass das intumeszente Material 115 ferner einen oder mehrere anorganische Füllstoffe umfasst. Der eine oder die mehreren anorganischen Füllstoffe sind beispielsweise Siliziumdioxid, Titandioxid, Kreide oder Mischungen daraus.It can be provided that the intumescent material 115 further comprises one or more inorganic fillers. The one or more inorganic fillers are, for example, silicon dioxide, titanium dioxide, chalk or mixtures thereof.

Alternativ dazu, dass das intumeszente Material 115 während der Herstellung unmittelbar an dem ersten elektrisch leitfähigen Element 102 ausgebildet wird, kann das intumeszente Material 115 auch separat hergestellt werden und anschließend stoffschlüssig, beispielsweise durch Kleben, an dem ersten elektrisch leitfähigen Element 102 festgelegt sein und/oder werden.Alternatively, that the intumescent material 115 directly on the first electrically conductive element during manufacture 102 is formed, the intumescent material 115 can also be produced separately and then cohesively, for example by gluing, to the first electrically conductive element 102 be and / or will be set.

Ein besonders bevorzugte Ausführungsform des intumeszenten Materials 115 wird wie folgt hergestellt:

  • Zunächst wird eine Bindematerialmischung aus ungefähr 16 Gew.-% Polyvinylpyrrolidon, beispielsweise mit einem mittleren Molekulargewicht Mw von 360 kg/mol, und ungefähr 4 Gew.-% Polyethylenoxid, beispielsweise mit einem mittleren Molekulargewicht Mw von 1 kg/mol, und ungefähr 80 Gew.-% reinem Ethanol hergestellt.
A particularly preferred embodiment of the intumescent material 115 is made as follows:
  • First, a binding material mixture of approximately 16% by weight of polyvinylpyrrolidone, for example with an average molecular weight M w of 360 kg / mol, and approximately 4% by weight of polyethylene oxide, for example with an average molecular weight M w of 1 kg / mol, and approximately 80 wt .-% pure ethanol produced.

Die Bestandteile der fließfähigen Mischung werden in einem Mixer, beispielsweise in einem Speedmixer, bei ungefähr 800 rpm bis ungefähr 1.200 rpm, beispielsweise für ungefähr drei Minuten, miteinander vermischt. Zur homogeneren Vermischung und zur Erhöhung der Fließfähigkeit wird zusätzliches Lösungsmittel in Form von reinem Ethanol hinzugefügt.The constituents of the flowable mixture are mixed with one another in a mixer, for example in a speed mixer, at about 800 rpm to about 1200 rpm, for example for about three minutes. Additional solvent in the form of pure ethanol is added for a more homogeneous mixing and to increase the flowability.

Die resultierende fließfähige Mischung hat folgende Zusammensetzung:

  • - 49,6 Gew.-% Feststoffanteil aus Kohlenstofffasern, Graphit, Leitruß, metallischem Pulver und expandierbaren Mikrokapseln;
  • - 23,2 Gew.-% Lösungsmittel in Form von reinem Ethanol; und
  • - 27,2 Gew.-% Bindematerialmischung.
The resulting flowable mixture has the following composition:
  • - 49.6 wt .-% solids content of carbon fibers, graphite, conductive black, metallic powder and expandable microcapsules;
  • - 23.2% by weight solvent in the form of pure ethanol; and
  • - 27.2% by weight of binding material mixture.

Die Gewichtsprozente der fließfähigen Mischung sind auf eine Gesamtmasse der fließfähigen Mischung (einschließlich des Lösungsmittels) bezogen.The percentages by weight of the flowable mixture are based on a total mass of the flowable mixture (including the solvent).

Die resultierende Zusammensetzung der besonders bevorzugten Ausführungsform des intumeszenten Material 115 hat folgende Zusammensetzung:

  • - ungefähr 10 Gew.-% expandierbare Mikrokapseln;
  • - ungefähr 10 Gew.-% Bindematerial (ungefähr 8 Gew.-% Polyvinylpyrrolidon und ungefähr 2 Gew.-% Polyethylenoxid);
  • - ungefähr 10 Gew.-% Kohlenstofffasern;
  • - ungefähr 66 Gew.-% Silber-beschichtete Aluminiumpartikel;
  • - ungefähr 3 Gew.-% Graphit; und
  • - ungefähr 1 Gew.-% Leitruß.
The resulting composition of the particularly preferred embodiment of the intumescent material 115 has the following composition:
  • - approximately 10% by weight of expandable microcapsules;
  • - about 10% by weight of binding material (about 8% by weight of polyvinylpyrrolidone and about 2% by weight of polyethylene oxide);
  • - about 10% by weight of carbon fibers;
  • - approximately 66% by weight of silver-coated aluminum particles;
  • - about 3% by weight of graphite; and
  • - about 1% by weight of carbon black.

Die Gewichtsprozente des intumeszenten Materials 115 sind auf die Gesamtmasse des intumeszenten Materials 115, insbesondere in einem Zustand vor dem Auslösen, bezogen.The weight percent of the intumescent material 115 are based on the total mass of the intumescent material 115 , in particular in a state before it was triggered.

Die Temperaturdetektionsvorrichtung 100 umfasst ferner ein Sensorelement 124, welches beispielsweise einen Stromsensor und/oder einen Spannungssensor umfasst oder daraus gebildet ist.The temperature detection device 100 further comprises a sensor element 124 , which comprises, for example, a current sensor and / or a voltage sensor or is formed therefrom.

Vorliegend umfasst die Temperaturdetektionsvorrichtung 100 ferner eine Spannungsquelle 126, mittels welcher eine Spannung zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element 102 und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 anlegbar ist oder angelegt ist.In the present case, the temperature detection device comprises 100 also a voltage source 126 , by means of which a voltage between the first electrically conductive element 102 and the second electrically conductive element 110 can be applied or is applied.

Das erste elektrisch leitfähige Element 102, das Sensorelement 124, die Spannungsquelle 126 und das zweite elektrisch leitfähige Element 110 sind vorzugsweise elektrisch, beispielsweise mittels Kabel, miteinander verbunden.The first electrically conductive element 102 , the sensor element 124 , the voltage source 126 and the second electrically conductive element 110 are preferably electrically connected to one another, for example by means of a cable.

Die Spannungsquelle 126 kann beispielsweise eine Gleichstromspannungsquelle oder eine Wechselstromspannungsquelle sein.The voltage source 126 can for example be a direct current voltage source or an alternating current voltage source.

Da das erste elektrisch leitfähige Element 102 und das zweite elektrisch leitfähige Element 110 durch das erste Isolationselement 120 und das zweite Isolationselement 122 voneinander beabstandet sind und da die Auslösevorrichtung 116 im Normalzustand der Auslösevorrichtung 116 von dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 beabstandet ist, ist ein Stromfluss zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element 102 und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 im Normalzustand der Auslösevorrichtung 116 unterbrochen.As the first electrically conductive element 102 and the second electrically conductive element 110 through the first insulation element 120 and the second insulation element 122 are spaced from each other and there the trip device 116 in the normal state of the release device 116 from the second electrically conductive element 110 is spaced, is a current flow between the first electrically conductive element 102 and the second electrically conductive element 110 in the normal state of the release device 116 interrupted.

Bei einem Erreichen oder einem Übersteigen der Auslösetemperatur des intumeszenten Materials 115 (vorliegend bei mindestens ungefähr 60 °C und/oder höchstens ungefähr 120 °C) in dem Detektionsbereich 108 der Temperaturdetektionsvorrichtung 100 kommt es zu einer schlagartigen Volumenexpansion des intumeszenten Materials 115, wodurch die Auslösevorrichtung 116 in den ausgelösten Zustand gelangt (vgl. 2). Das Sensorelement 124 wird hierdurch in den Detektionszustand gebracht.When the trigger temperature of the intumescent material is reached or exceeded 115 (in the present case at least approximately 60 ° C. and / or at most approximately 120 ° C.) in the detection area 108 the temperature detection device 100 there is a sudden volume expansion of the intumescent material 115 , causing the trip device 116 reaches the triggered state (cf. 2 ). The sensor element 124 is thereby brought into the detection state.

Durch das Auslösen des intumeszenten Materials 115 kommt die Auslösevorrichtung 116 vorliegend in einem Kontaktbereich zur Anlage an dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110.By triggering the intumescent material 115 comes the release mechanism 116 present in a contact area for contact with the second electrically conductive element 110 .

Das erste elektrisch leitfähige Element 102 und das zweite elektrisch leitfähige Element 110 sind dann durch das intumeszente Material 115 elektrisch leitend kontaktiert, wodurch ein Stromfluss zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element 102 und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 hergestellt ist. Das Sensorelement 124 detektiert in dem Detektionszustand einen Kurzschlussstrom, welcher von null Ampere verschieden ist, und/oder einen Abfall der elektrischen Spannung zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element 102 und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110.The first electrically conductive element 102 and the second electrically conductive element 110 are then through the intumescent material 115 electrically conductively contacted, whereby a current flow between the first electrically conductive element 102 and the second electrically conductive element 110 is made. The sensor element 124 detects in the detection state a short-circuit current which is different from zero amperes and / or a drop in the electrical voltage between the first electrically conductive element 102 and the second electrically conductive element 110 .

Es kann vorgesehen sein, dass durch den Detektionszustand des Sensorelements 124 ein Signal, insbesondere ein Notfallsignal, an eine Schnittstelle gesendet wird. Das Signal kann an eine Funktionseinheit weitergeleitet werden. Die Schnittstelle und/oder die Funktionseinheit können einen Bestandteil des Temperaturdetektionsvorrichtung 100 bilden oder mit der Temperaturdetektionsvorrichtung 100 verbunden sein.It can be provided that the detection state of the sensor element 124 a signal, in particular an emergency signal, is sent to an interface. The signal can be forwarded to a functional unit. The interface and / or the functional unit can be part of the temperature detection device 100 form or with the temperature detection device 100 be connected.

Die Temperaturdetektionsvorrichtung 100 ist vorzugsweise ein Bestandteil eines elektrochemischen Systems 130.The temperature detection device 100 is preferably part of an electrochemical system 130 .

So kann eine Überhitzung des elektrochemischen Systems 130 als Ganzes oder eine Überhitzung einzelner elektrochemischer Zellen des elektrochemischen Systems 130 frühzeitig detektiert und/oder identifiziert und so ein „thermal runaway“ verhindert werden.This can cause overheating of the electrochemical system 130 as a whole or overheating of individual electrochemical cells of the electrochemical system 130 Detected and / or identified at an early stage, thus preventing a “thermal runaway”.

Eine in den 3 und 4 dargestellte zweite Ausführungsform einer Temperaturdetektionsvorrichtung 100 unterscheidet sich hinsichtlich Aufbau und Funktion im Wesentlichen dadurch von der in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform, dass die Auslösevorrichtung 116 in dem in 3 dargestellten Normalzustand der Auslösevorrichtung 116 an dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 festgelegt und von dem ersten elektrisch leitfähigen Element 102 beabstandet ist.One in the 3 and 4th illustrated second embodiment of a temperature detection device 100 essentially differs in terms of structure and function from that in the 1 and 2 illustrated first embodiment that the trigger device 116 in the in 3 normal state of the release device shown 116 on the second electrically conductive element 110 set and from the first electrically conductive element 102 is spaced.

Das erste Abstandhalterelement 104 ist vorliegend unmittelbar an dem ersten elektrisch leitfähigen Element 102 einerseits und an dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 andererseits festgelegt. Insbesondere ist das zweite Abstandhalterelement 106 unmittelbar an dem ersten elektrisch leitfähigen Element 102 einerseits und an dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 andererseits festgelegt.The first spacer element 104 is in the present case directly on the first electrically conductive element 102 on the one hand and on the second electrically conductive element 110 on the other hand set. In particular, the second spacer element is 106 directly on the first electrically conductive element 102 on the one hand and on the second electrically conductive element 110 on the other hand set.

Das erste Verbindungsmaterial 112 und das zweite Verbindungsmaterial 114 sind vorzugsweise entbehrlich.The first connecting material 112 and the second connecting material 114 are preferably dispensable.

Vorzugsweise bildet das zweite elektrisch leitfähige Element 110 einen Bestandteil der Temperaturdetektionsvorrichtung 100. Die Temperaturdetektionsvorrichtung 100 kann so auch an Elementen festgelegt werden, welche selbst nicht elektrisch leitfähig sind.The second electrically conductive element preferably forms 110 a component of the temperature detection device 100 . The temperature detection device 100 can also be set on elements that are not themselves electrically conductive.

Beispielsweise wird die Temperaturdetektionsvorrichtung 100 an einem Verbindungsbereich 132 an einem weiteren Element, beispielsweise einem weiteren Element eines elektrochemischen Systems 130, festgelegt.For example, the temperature detection device 100 at a connection area 132 on another element, for example another element of an electrochemical system 130 , set.

Beispielsweise wird die Temperaturdetektionsvorrichtung 100 an einer dem Detektionsbereich 108 abgewandten Seite des zweiten elektrisch leitfähigen Elements 110 formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig, beispielsweise mittels Kleben und/oder Verschrauben und/oder Schweißen, an dem weiteren Element festgelegt.For example, the temperature detection device 100 at one of the detection area 108 remote side of the second electrically conductive element 110 positively and / or non-positively and / or cohesively, for example by means of gluing and / or screwing and / or welding, fixed to the further element.

Bei einem Erreichen oder einem Übersteigen der Auslösetemperatur des intumeszenten Materials 115 in dem Detektionsbereich 108 wird das intumeszente Material 115 ausgelöst und die Auslösevorrichtung 116 gelangt in den ausgelösten Zustand (vgl. 4).When the trigger temperature of the intumescent material is reached or exceeded 115 in the detection area 108 becomes the intumescent material 115 triggered and the release device 116 reaches the triggered state (cf. 4th ).

Im ausgelösten Zustand der Auslösevorrichtung 116 befindet sich die Auslösevorrichtung 116 in elektrisch leitendem Kontakt mit dem ersten elektrisch leitfähigen Element 102 einerseits und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 andererseits, wodurch das Sensorelement 124 in den Detektionszustand gebracht wird.In the released state of the release device 116 the release device is located 116 in electrically conductive contact with the first electrically conductive element 102 on the one hand and the second electrically conductive element 110 on the other hand, whereby the sensor element 124 is brought into the detection state.

Im Übrigen stimmt die in den 3 und 4 dargestellte zweite Ausführungsform einer Temperaturdetektionsvorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion im Wesentlichen mit der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsform überein, so dass auf deren Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, it is correct in the 3 and 4th illustrated second embodiment of a temperature detection device 100 in terms of structure and function essentially with that in the 1 and 2 illustrated embodiment, so that reference is made to the description thereof.

In den in den 1 bis 4. dargestellten Ausführungsformen bildet die Auslösevorrichtung 116 eine Kurzschließvorrichtung.In the in the 1 until 4th . The illustrated embodiments forms the triggering device 116 a shorting device.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass im Normalzustand der Auslösevorrichtung 116 eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element 102 und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 besteht, welche durch ein Erreichen oder Übersteigen der Auslösetemperatur des intumeszenten Materials 115 und einen dadurch ausgelösten Übergang der Auslösevorrichtung 116 im ausgelösten Zustand unterbrochen wird (nicht dargestellt).Alternatively, it can be provided that in the normal state of the release device 116 an electrically conductive connection between the first electrically conductive element 102 and the second electrically conductive element 110 exists, which is caused by reaching or exceeding the trigger temperature of the intumescent material 115 and a transition of the triggering device triggered thereby 116 is interrupted in the triggered state (not shown).

Gemäß diesen Ausführungsformen ist ein Stromfluss im Detektionszustand des Sensorelements 124 unterbrochen, während im Normalzustand des Sensorelements 124 ein Stromfluss zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element 102 und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 detektiert wird.According to these embodiments, a current flow is in the detection state of the sensor element 124 interrupted while in the normal state of the sensor element 124 a current flow between the first electrically conductive element 102 and the second electrically conductive element 110 is detected.

Eine in den 5 und 6 dargestellte dritte Ausführungsform einer Temperaturdetektionsvorrichtung 100 unterscheidet sich hinsichtlich Aufbau und Funktion im Wesentlichen dadurch von der in den 3 und 4 dargestellten zweiten Ausführungsform, dass die Temperaturdetektionsvorrichtung 100 eine Schaltvorrichtung 134 ist und dass das erste elektrisch leitfähige Element 102 und das zweite elektrisch leitfähige Element 110 im Normalzustand der Temperaturdetektionsvorrichtung 100 durch die Auslösevorrichtung 116 elektrisch leitend kontaktiert sind.One in the 5 and 6th illustrated third embodiment of a temperature detection device 100 essentially differs in terms of structure and function from that in the 3 and 4th illustrated second embodiment that the temperature detection device 100 a switching device 134 and that the first electrically conductive element 102 and the second electrically conductive element 110 in the normal state of the temperature detection device 100 by the release device 116 are electrically connected.

Anstelle eines Sensorelements 124 ist vorliegend ein elektrischer Verbraucher 136 über die Spannungsquelle 126 mit dem ersten elektrisch leitfähigen Element 102 und mit dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 verbunden, beispielsweise mittels Kabel.Instead of a sensor element 124 is in the present case an electrical consumer 136 via the voltage source 126 with the first electrically conductive element 102 and with the second electrically conductive element 110 connected, for example by means of cables.

Der elektrische Verbraucher 136 kann beispielsweise ein elektrochemisches System im Ladezustand sein.The electrical consumer 136 For example, an electrochemical system can be in the state of charge.

Die Auslösevorrichtung 116 ist vorliegend im Normalzustand elektrisch leitfähig. Vorzugsweise ist das intumeszente Material 115 im nicht ausgelösten Zustand elektrisch leitfähig.The trigger device 116 is presently electrically conductive in the normal state. Preferably the material is intumescent 115 Electrically conductive when not triggered.

Das intumeszente Material 115 dient vorliegend als Verbindungsmaterial 138, insbesondere als Klebematerial, mittels wessen das erste elektrisch leitfähige Element 102 an dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 festgelegt und mittels wessen insbesondere eine Position des ersten elektrisch leitfähigen Elements 102 relativ zu dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 fixiert ist.The intumescent material 115 serves here as a connecting material 138 , in particular as an adhesive material, by means of which the first electrically conductive element 102 on the second electrically conductive element 110 determined and by means of which in particular a position of the first electrically conductive element 102 relative to the second electrically conductive element 110 is fixed.

Vorliegend umfasst die Temperaturdetektionsvorrichtung 100 ein einziges Abstandhalterelement 104, welches insbesondere ein Isolationselement 120 bildet.In the present case, the temperature detection device comprises 100 a single spacer element 104 , which in particular is an insulation element 120 forms.

An einer von dem Abstandhalterelement 104 abgewandten Seite des ersten elektrisch leitfähigen Elements 102 ist das erste elektrisch leitfähige Element 102 vorliegend dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 zugeneigt. Ein minimaler Abstand 140 zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element 102 und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 ist vorliegend in einem Bereich, in welchem die Auslösevorrichtung 116 angeordnet ist, angeordnet.On one of the spacer element 104 remote side of the first electrically conductive element 102 is the first electrically conductive element 102 in the present case the second electrically conductive element 110 inclined to. A minimal distance 140 between the first electrically conductive element 102 and the second electrically conductive element 110 is present in an area in which the release device 116 is arranged, arranged.

In dem in 5 dargestellten Normalzustand ist ein Strompfad zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element 102 und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 durch die Auslösevorrichtung 116 geschlossen und der elektrische Verbraucher 136 kann mit elektrischem Strom versorgt werden.In the in 5 The normal state shown is a current path between the first electrically conductive element 102 and the second electrically conductive element 110 by the release device 116 closed and the electrical consumer 136 can be supplied with electricity.

Der Detektionsbereich 108 umgibt vorliegend die Auslösevorrichtung 116.The detection area 108 in the present case surrounds the release device 116 .

Bei einem Erreichen oder einem Übersteigen der Auslösetemperatur des intumeszenten Materials 115 gelangt die Auslösevorrichtung 116 in einen in 6 dargestellten ausgelösten Zustand. Die Temperaturdetektionsvorrichtung 100 als Ganzes gelangt hierdurch in den Detektionszustand.When the trigger temperature of the intumescent material is reached or exceeded 115 the release device arrives 116 into an in 6th tripped state shown. The temperature detection device 100 as a result, the whole arrives in the detection state.

Durch die mit dem Auslösen des intumeszenten Materials 115 einhergehende Volumenzunahme wird das erste elektrisch leitfähige Element 102 im Bereich der Auslösevorrichtung 116 von der Auslösevorrichtung 116 von dem zweiten elektrisch leitfähigen Element wegbewegt, insbesondere weggedrückt. Vorzugsweise kommt es durch das Auslösen des intumeszenten Materials 115 zu einer plastischen Verformung des ersten elektrisch leitfähigen Elements 102.By triggering the intumescent material 115 accompanying increase in volume becomes the first electrically conductive element 102 in the area of the release device 116 from the release device 116 moved away from the second electrically conductive element, in particular pushed away. Preferably it comes from the release of the intumescent material 115 to a plastic deformation of the first electrically conductive element 102 .

Vorliegend ist das erste elektrisch leitfähige Element 102 im Detektionszustand der Temperaturdetektionsvorrichtung 100 zumindest näherungsweise parallel zu dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 angeordnet. Der minimale Abstand 140 ist somit über die gesamte Erstreckung der Temperaturdetektionsvorrichtung 100 konstant.The present is the first electrically conductive element 102 in the detection state of the temperature detection device 100 at least approximately parallel to the second electrically conductive element 110 arranged. The minimum distance 140 is thus over the entire extent of the temperature detection device 100 constant.

Der minimale Abstand 140 zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element 102 und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 ist vorzugsweise in dem Detektionszustand der Temperaturdetektionsvorrichtung 100 um mindestens ungefähr 10 % größer als der minimale Abstand 140 zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element 102 und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 im Normalzustand der Temperaturdetektionsvorrichtung 100.The minimum distance 140 between the first electrically conductive element 102 and the second electrically conductive element 110 is preferably in the detection state of the temperature detection device 100 greater than the minimum distance by at least about 10% 140 between the first electrically conductive element 102 and the second electrically conductive element 110 in the normal state of the temperature detection device 100 .

Vorteilhaft kann es sein, wenn ein elektrischer Widerstand der Auslösevorrichtung 116 und/oder des intumeszenten Materials 115 im ausgelösten Zustand größer ist als der elektrische Widerstand der Auslösevorrichtung 116 und/oder des intumeszenten Materials 115 im Normalzustand/im nicht ausgelösten Zustand.It can be advantageous if an electrical resistance of the release device 116 and / or the intumescent material 115 when triggered is greater than the electrical resistance of the triggering device 116 and / or the intumescent material 115 in the normal state / in the non-triggered state.

Vorzugsweise ist der elektrische Widerstand der Auslösevorrichtung 116 und/oder des intumeszenten Materials 115 im ausgelösten Zustand um einen Faktor zwei oder mehr, insbesondere um einen Faktor drei oder mehr, größer als der elektrische Widerstand der Auslösevorrichtung 116 und/oder des intumeszenten Materials 115 im Normalzustand/im nicht ausgelösten Zustand. Preferably, the electrical resistance of the triggering device is 116 and / or the intumescent material 115 in the triggered state by a factor of two or more, in particular by a factor of three or more, greater than the electrical resistance of the triggering device 116 and / or the intumescent material 115 in the normal state / in the non-triggered state.

Beispielsweise beträgt der spezifische elektrische Widerstand der Auslösevorrichtung 116 und/oder des intumeszenten Materials 115 im ausgelösten Zustand ungefähr 106Ω·m oder mehr.For example, the specific electrical resistance of the release device 116 and / or the intumescent material 115 when triggered, about 10 6 Ω · m or more.

Günstig kann es sein, wenn eine elektrische Leitfähigkeit der Auslösevorrichtung 116 und/oder des intumeszenten Materials 115 im ausgelösten Zustand kleiner ist als die elektrische Leitfähigkeit der Auslösevorrichtung 116 und/oder des intumeszenten Materials 115 im Normalzustand/im nicht ausgelösten Zustand.It can be beneficial if the release device is electrically conductive 116 and / or the intumescent material 115 when triggered, is less than the electrical conductivity of the triggering device 116 and / or the intumescent material 115 in the normal state / in the non-triggered state.

Vorzugsweise ist die elektrische Leitfähigkeit der Auslösevorrichtung 116 und/oder des intumeszenten Materials 115 im ausgelösten Zustand um einen Faktor zwei oder mehr, beispielsweise um einen Faktor drei oder mehr, kleiner als die elektrische Leitfähigkeit der Auslösevorrichtung 116 und/oder des intumeszenten Materials 115 im Normalzustand/im nicht ausgelösten Zustand.Preferably the electrical conductivity of the triggering device is 116 and / or the intumescent material 115 in the triggered state by a factor of two or more, for example by a factor of three or more, less than the electrical conductivity of the triggering device 116 and / or the intumescent material 115 in the normal state / in the non-triggered state.

Hierzu weist das intumeszente Material 115 beispielsweise einen im Vergleich zu dem intumeszenten Material 115 gemäß der ersten oder der zweiten Ausführungsform einen erhöhten Anteil an Treibmaterial auf, beispielsweise mindestens ungefähr 5 Gew.-% mehr, als im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben, bezogen auf die Gesamtmasse des intumeszenten Materials 115.The intumescent material shows this 115 for example one compared to the intumescent material 115 According to the first or the second embodiment, an increased proportion of propellant material, for example at least approximately 5% by weight more than described in connection with the first embodiment, based on the total mass of the intumescent material 115 .

Vorzugsweise wird ein erhöhter Anteil, beispielsweise mindestens ungefähr 5 Gew.-% mehr als im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben, an expandierenden Mikrokapseln verwendet, bezogen auf die Gesamtmasse des intumeszenten Materials 115.An increased proportion, for example at least approximately 5% by weight more than described in connection with the first embodiment, of expanding microcapsules is preferably used, based on the total mass of the intumescent material 115 .

Hierdurch ist eine Volumenzunahme des intumeszenten Materials 115 beim Auslösen erhöht und eine Anzahl an Leitungspfaden durch das intumeszente Material im ausgelösten Zustand kann so verringert werden.This results in an increase in volume of the intumescent material 115 when triggered increases and a number of conduction paths through the intumescent material in the triggered state can thus be reduced.

Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen sein, dass das intumeszente Material 115 einen, vorzugsweise um ungefähr 5 Gew.-% oder mehr, insbesondere um ungefähr 10 Gew.-% oder mehr, geringeren Anteil an elektrisch leitfähigen Additiven umfasst als das intumeszente Material 115 gemäß der ersten Ausführungsform, bezogen auf die Gesamtmasse des intumeszenten Materials 115. So kann eine Anzahl an elektrischen Leitpfaden durch das intumeszente Material 115 im ausgelösten Zustand verringert werden.Additionally or alternatively, it can be provided that the intumescent material 115 comprises a proportion of electrically conductive additives that is preferably about 5% by weight or more, in particular about 10% by weight or more, less than the intumescent material 115 according to the first embodiment, based on the total mass of the intumescent material 115 . Thus a number of electrical conduction paths can be made through the intumescent material 115 can be reduced in the tripped state.

Durch die verringerte elektrische Leitfähigkeit und/oder den erhöhten elektrischen Widerstand der Auslösevorrichtung 116 ist und/oder wird ein Stromfluss zu dem Verbraucher 136 in dem in 6 dargestellten Detektionszustand der Temperaturdetektionsvorrichtung 100 unterbrochen.Due to the reduced electrical conductivity and / or the increased electrical resistance of the release device 116 is and / or becomes a current flow to the consumer 136 in the in 6th illustrated detection state of the temperature detection device 100 interrupted.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Auslösevorrichtung 116 und/oder das intumeszente Material 115 im ausgelösten Zustand elektrisch isolierend sind. Hierzu werden vorzugsweise keine elektrisch leitfähigen Additive in dem intumeszenten Material 115 verwendet.Alternatively, it can be provided that the release device 116 and / or the intumescent material 115 are electrically insulating when triggered. For this purpose, there are preferably no electrically conductive additives in the intumescent material 115 used.

Im Übrigen stimmt die in den 5 und 6 dargestellte dritte Ausführungsform hinsichtlich Aufbau und Funktion im Wesentlichen mit der in den 3 und 4 dargestellten zweiten Ausführungsform überein, so dass auf deren Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, it is correct in the 5 and 6th The third embodiment illustrated in terms of structure and function essentially corresponds to that in FIGS 3 and 4th second embodiment shown, so that reference is made to the description thereof.

Eine in den 7 und 8 dargestellte vierte Ausführungsform einer Temperaturdetektionsvorrichtung 100 unterscheidet sich hinsichtlich Aufbau und Funktion im Wesentlichen dadurch von der in den 5 und 6 dargestellten dritten Ausführungsform, dass die als Schaltvorrichtung 134 ausgebildete Temperaturdetektionsvorrichtung 100 ein weiteres elektrisch leitfähiges Element 142 umfasst, mittels wessen das erste elektrisch leitfähige Element 102 und das zweite elektrisch leitfähige Element 110 im Normalzustand der Temperaturdetektionsvorrichtung 100 elektrisch leitend miteinander verbunden sind, und dass die Auslösevorrichtung 116 in dem in 7 dargestellten Normalzustand mit dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 verbunden und von dem ersten elektrisch leitfähigen Element 110 beabstandet ist.One in the 7th and 8th illustrated fourth embodiment of a temperature detection device 100 essentially differs in terms of structure and function from that in the 5 and 6th illustrated third embodiment that as a switching device 134 trained temperature detection device 100 another electrically conductive element 142 comprises, by means of which the first electrically conductive element 102 and the second electrically conductive element 110 in the normal state of the temperature detection device 100 are electrically connected to each other, and that the release device 116 in the in 7th normal state shown with the second electrically conductive element 110 connected and from the first electrically conductive element 110 is spaced.

Das weitere elektrisch leitfähige Element 142 ist vorliegend zumindest näherungsweise senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des zweiten elektrisch leitfähigen Elements 110 und/oder zumindest näherungsweise parallel zu dem Abstandhalterelement 104 angeordnet.The other electrically conductive element 142 is presently at least approximately perpendicular to a main plane of extent of the second electrically conductive element 110 and / or at least approximately parallel to the spacer element 104 arranged.

Vorzugsweise umfasst das weitere elektrisch leitfähige Element 142 ein Metallmaterial oder ist daraus gebildet.The further electrically conductive element preferably comprises 142 a metal material or is formed therefrom.

Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen sein, dass das weitere elektrisch leitfähige Element 142 ein elektrisch leitfähiges Polymermaterial umfasst oder daraus gebildet ist.In addition or as an alternative, it can be provided that the further electrically conductive element 142 comprises or is formed from an electrically conductive polymer material.

Das weitere elektrisch leitfähige Element 142 ist vorliegend stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 verbunden, beispielsweise damit verschweißt und/oder elektrisch leitend verklebt und/oder verschraubt.The other electrically conductive element 142 is presently cohesively and / or non-positively and / or positively with the second electrically conductive element 110 connected, for example welded to it and / or glued in an electrically conductive manner and / or screwed.

Vorliegend ist das weitere elektrisch leitfähige Element 142 mittels einer Sollbruchstelle 144 mit dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 verbunden. Die Sollbruchstelle 144 kann beispielsweise durch einen Schweißpunkt oder durch eine bereichsweise Verklebung mit elektrisch leitfähigen Klebematerial gebildet sein.The present is the further electrically conductive element 142 by means of a predetermined breaking point 144 with the second electrically conductive element 110 tied together. The predetermined breaking point 144 can be formed, for example, by a spot weld or by gluing in areas with electrically conductive adhesive material.

Durch die Verbindung über das weitere elektrisch leitfähige Element 142 kann ein Stromfluss durch das erste elektrisch leitfähige Element 102 und das zweite Element 110 ausgebildet werden und der Verbraucher 136 mittels der Spannungsquelle 126 im Normalzustand der Temperaturdetektionsvorrichtung 100 mit Strom versorgt werden.Through the connection via the further electrically conductive element 142 can flow a current through the first electrically conductive element 102 and the second element 110 be trained and the consumer 136 by means of the voltage source 126 in the normal state of the temperature detection device 100 be supplied with electricity.

Bei einem Erreichen oder einem Übersteigen der Auslösetemperatur des intumeszenten Materials 115 kommt es zu einer Volumenzunahme des intumeszenten Materials 115, wodurch die Auslösevorrichtung 116 in den in 8 dargestellten ausgelösten Zustand gelangt.When the trigger temperature of the intumescent material is reached or exceeded 115 there is an increase in volume of the intumescent material 115 , causing the trip device 116 in the in 8th tripped state shown.

Durch die Volumenzunahme des intumeszenten Materials 115 wird die Auslösevorrichtung 116 in Kontakt mit dem ersten elektrisch leitfähigen Element 102 gebracht und drückt von einer dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 zugewandten Seite aus dagegen. Hierdurch entsteht eine mechanische Belastung im Bereich der Sollbruchstelle und/oder es wirkt eine Kraft auf die Sollbruchstelle 144.Due to the increase in volume of the intumescent material 115 becomes the release device 116 in contact with the first electrically conductive element 102 brought and pushes one of the second electrically conductive element 110 facing side off against it. This creates a mechanical load in the area of the predetermined breaking point and / or a force acts on the predetermined breaking point 144 .

Durch die Belastung und/oder Krafteinwirkung bricht die Sollbruchstelle 144 und ein elektrisch leitender Kontakt zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element 102 und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 ist und/oder wird unterbrochen.The predetermined breaking point breaks as a result of the load and / or force 144 and an electrically conductive contact between the first electrically conductive element 102 and the second electrically conductive element 110 is and / or is interrupted.

Das intumeszente Material 115 ist vorliegend im ausgelösten Zustand elektrisch isolierend. In dem nicht ausgelösten Zustand kann das intumeszente Material 115 sowohl elektrisch leitfähig als auch elektrisch isolierend sein.The intumescent material 115 is presently electrically insulating in the triggered state. In the non-triggered state, the intumescent material 115 be both electrically conductive and electrically insulating.

Zur Ausbildung des intumeszenten Materials 115 derart, dass es im ausgelösten Zustand elektrisch isolierend ist, wird vorzugsweise - wie im Zusammenhang mit der vorherigen Ausführungsform beschrieben - ein erhöhter Anteil an Treibmaterial, beispielsweise expandierbare Mikrokapseln, verwendet. Ergänzend oder alternativ weist das intumeszente Material 115 keine elektrisch leitfähigen Additive auf.For the formation of the intumescent material 115 in such a way that it is electrically insulating in the triggered state, an increased proportion of propellant material, for example expandable microcapsules, is preferably used - as described in connection with the previous embodiment. Additionally or alternatively, the intumescent material 115 no electrically conductive additives.

Ergänzend oder alternativ zu elektrisch isolierenden Eigenschaften des intumeszenten Materials 115 im ausgelösten Zustand kann vorgesehen sein, dass die Auslösevorrichtung 116 eine elektrisch isolierende Folie und/oder Beschichtung aufweist, welche im ausgelösten Zustand der Auslösevorrichtung 116 in Expansionsrichtung zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element 102 und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 angeordnet ist (nicht dargestellt).In addition or as an alternative to the electrically insulating properties of the intumescent material 115 in the triggered state it can be provided that the triggering device 116 has an electrically insulating film and / or coating, which in the triggered state of the triggering device 116 in the expansion direction between the first electrically conductive element 102 and the second electrically conductive element 110 is arranged (not shown).

In dem Detektionszustand der Temperaturdetektionsvorrichtung 100 ist der Stromfluss zu dem Verbraucher 136 unterbrochen.In the detection state of the temperature detection device 100 is the current flow to the consumer 136 interrupted.

Das erste elektrisch leitfähige Element 102 ist vorliegend in dem Detektionszustand der Temperaturdetektionsvorrichtung 100 an einer der Auslösevorrichtung 116 zugewandten Seite von dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 110 weggebogen.The first electrically conductive element 102 is presently in the detection state of the temperature detection device 100 on one of the release devices 116 facing side of the second electrically conductive element 110 bent away.

Im Übrigen stimmt die in den 7 und 8 dargestellte vierte Ausführungsform einer Temperaturdetektionsvorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in den 5 und 6 dargestellten dritten Ausführungsform überein, so dass auf deren Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, it is correct in the 7th and 8th illustrated fourth embodiment of a temperature detection device 100 in terms of structure and function with the 5 and 6th shown third embodiment, so that reference is made to the description thereof.

Mit der Temperaturdetektionsvorrichtung 100 lässt sich vorzugsweise eine an die jeweiligen Anforderungen angepasste Temperaturüberwachung ausbilden.With the temperature detection device 100 temperature monitoring adapted to the respective requirements can preferably be implemented.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • WO 2017/106195 A1 [0013]WO 2017/106195 A1 [0013]
  • US 2017/0179554 A1 [0013]US 2017/0179554 A1 [0013]
  • DE 10162532 C1 [0014]DE 10162532 C1 [0014]
  • DE 102012223515 A1 [0014]DE 102012223515 A1 [0014]
  • DE 102013205348 A1 [0014]DE 102013205348 A1 [0014]
  • DE 102012224300 A1 [0014]DE 102012224300 A1 [0014]
  • DE 10256963 B4 [0014]DE 10256963 B4 [0014]
  • WO 2008/129242 A2 [0014]WO 2008/129242 A2 [0014]
  • WO 2009/013532 A2 [0014]WO 2009/013532 A2 [0014]
  • US 2012/0043552 A1 [0015]US 2012/0043552 A1 [0015]
  • DE 10140490 A1 [0016]DE 10140490 A1 [0016]
  • US 6410137 B1 [0016]US 6410137 B1 [0016]
  • US 2008/0224105 A1 [0016]US 2008/0224105 A1 [0016]
  • US 5116537 A [0016]US 5116537 A [0016]

Claims (19)

Temperaturdetektionsvorrichtung (100) zur Detektion einer kritischen Temperatur, insbesondere für ein elektrochemisches System (130), dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturdetektionsvorrichtung (100) eine Auslösevorrichtung (116), welche ein intumeszentes Material (115) umfasst oder daraus gebildet ist, umfasst, wobei die Auslösevorrichtung (116) so ausgebildet ist, dass sie bei einem Erreichen oder einem Übersteigen einer Auslösetemperatur des intumeszenten Materials (115) von einem Normalzustand in einen ausgelösten Zustand übergeht, wodurch die Temperaturdetektionsvorrichtung (100) von einem Normalzustand in einen Detektionszustand gelangt.Temperature detection device (100) for detecting a critical temperature, in particular for an electrochemical system (130), characterized in that the temperature detection device (100) comprises a triggering device (116) which comprises or is formed from an intumescent material (115), wherein the triggering device (116) is designed such that it changes from a normal state to a triggered state when a triggering temperature of the intumescent material (115) is reached or exceeded, whereby the temperature detection device (100) moves from a normal state to a detection state. Temperaturdetektionsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturdetektionsvorrichtung (100) eine Schaltvorrichtung (134) ist und dass die Auslösevorrichtung (116) im ausgelösten Zustand elektrisch isolierend ist und/oder dass die Auslösevorrichtung (116) im ausgelösten Zustand einen elektrischen Widerstand aufweist, welcher um einen Faktor zwei oder mehr größer ist als der elektrische Widerstand der Auslösevorrichtung (116) im Normalzustand, wobei insbesondere die Temperaturdetektionsvorrichtung (100) ein erstes elektrisch leitfähiges Element (102) und/oder ein zweites elektrisch leitfähiges Element (110) umfasst, wobei vorzugsweise im ausgelösten Zustand der Auslösevorrichtung (116) das erste elektrisch leitfähige Element (102) und das zweite elektrisch leitfähige Element (110) durch die Auslösevorrichtung (116) elektrisch voneinander getrennt sind.Temperature detection device (100) according to Claim 1 , characterized in that the temperature detection device (100) is a switching device (134) and that the triggering device (116) is electrically insulating in the triggered state and / or that the triggering device (116) has an electrical resistance in the triggered state, which by a factor is two or more greater than the electrical resistance of the triggering device (116) in the normal state, wherein in particular the temperature detection device (100) comprises a first electrically conductive element (102) and / or a second electrically conductive element (110), preferably in the triggered state of the triggering device (116), the first electrically conductive element (102) and the second electrically conductive element (110) are electrically separated from one another by the triggering device (116). Temperaturdetektionsvorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund einer Volumenzunahme des intumeszenten Materials (115) im ausgelösten Zustand ein minimaler Abstand (140) zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element (102) und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element (110) vergrößert wird, wobei durch Auslösen der Auslösevorrichtung (116) insbesondere mindestens eine Solbruchstelle (144) zwischen einem weiteren elektrisch leitfähigen Element (142) und dem ersten elektrisch leitfähigen Element (102) und/oder mindestens eine Sollbruchstelle (138) zwischen dem weiteren elektrisch leitfähigen Element (142) und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element (110) aufgrund der Volumenzunahme des intumeszenten Materials (115) bricht.Temperature detection device (100) according to Claim 1 or 2 , characterized in that due to an increase in volume of the intumescent material (115) in the triggered state, a minimum distance (140) between the first electrically conductive element (102) and the second electrically conductive element (110) is increased, whereby by triggering the triggering device ( 116) in particular at least one breaking point (144) between a further electrically conductive element (142) and the first electrically conductive element (102) and / or at least one predetermined breaking point (138) between the further electrically conductive element (142) and the second electrically conductive Element (110) breaks due to the increase in volume of the intumescent material (115). Temperaturdetektionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturdetektionsvorrichtung (100) eine Sensorvorrichtung (101) ist und ein Sensorelement (124) zur Detektion eines ausgelösten Zustands der Auslösevorrichtung (116) umfasst, wobei die Auslösevorrichtung (116) bei einem Erreichen oder einem Übersteigen einer Auslösetemperatur des intumeszenten Materials (115) vom Normalzustand in den ausgelösten Zustand übergeht, wodurch das Sensorelement (124) von einem Normalzustand in einen Detektionszustand gelangt.Temperature detection device (100) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the temperature detection device (100) is a sensor device (101) and comprises a sensor element (124) for detecting a triggered state of the triggering device (116), the triggering device (116) when a triggering temperature of the intumescent is reached or exceeded Material (115) changes from the normal state to the triggered state, whereby the sensor element (124) passes from a normal state to a detection state. Temperaturdetektionsvorrichtung (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (124) einen Stromsensor und/oder einen Spannungssensor umfasst oder daraus gebildet ist und dass die Auslösevorrichtung (116) im ausgelösten Zustand elektrisch leitfähig ist, wobei insbesondere die Temperaturdetektionsvorrichtung (100) ein erstes elektrisch leitfähiges Element (102) und/oder ein zweites elektrisch leitfähiges Element (110) umfasst, wobei vorzugsweise das erste elektrisch leitfähige Element (102) und das zweite elektrisch leitfähige Element (110) im ausgelösten Zustand der Auslösevorrichtung (116) durch das intumeszente Material (115) elektrisch leitend miteinander verbunden sind.Temperature detection device (100) according to Claim 4 , characterized in that the sensor element (124) comprises or is formed from a current sensor and / or a voltage sensor and that the triggering device (116) is electrically conductive in the triggered state, in particular the temperature detection device (100) having a first electrically conductive element (102 ) and / or a second electrically conductive element (110), the first electrically conductive element (102) and the second electrically conductive element (110) preferably being electrically conductive in the triggered state of the triggering device (116) through the intumescent material (115) are connected to each other. Temperaturdetektionsvorrichtung (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (124) einen Stromsensor und/oder einen Spannungssensor umfasst oder daraus gebildet ist und dass die Auslösevorrichtung (116) im ausgelösten Zustand elektrisch isolierend ist, wobei insbesondere die Temperaturdetektionsvorrichtung (100) ein erstes elektrisch leitfähiges Element (102) und/oder ein zweites elektrisch leitfähiges Element (110) umfasst, wobei vorzugsweise das erste elektrisch leitfähige Element (102) und das zweite elektrisch leitfähige Element (110) im Normalzustand der Auslösevorrichtung (116) elektrisch leitend miteinander verbindbar oder verbunden sind und wobei das erste elektrisch leitfähige Element (102) und das zweite elektrisch leitfähige Element (110) im ausgelösten Zustand der Auslösevorrichtung (116) durch die Auslösevorrichtung (116) elektrisch voneinander getrennt sind.Temperature detection device (100) according to Claim 4 , characterized in that the sensor element (124) comprises or is formed from a current sensor and / or a voltage sensor and that the triggering device (116) is electrically insulating in the triggered state, in particular the temperature detection device (100) having a first electrically conductive element (102 ) and / or a second electrically conductive element (110), wherein preferably the first electrically conductive element (102) and the second electrically conductive element (110) can be or are connected to one another in an electrically conductive manner in the normal state of the triggering device (116) and wherein the the first electrically conductive element (102) and the second electrically conductive element (110) are electrically separated from one another by the triggering device (116) in the triggered state of the triggering device (116). Temperaturdetektionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste elektrisch leitfähige Element (102) und das zweite elektrisch leitfähige Element (110) mittels eines oder mehrerer Isolationselemente (120, 122) verbindbar oder verbunden sind, wobei das eine oder die mehreren Isolationselemente (120, 122) ein oder mehrere Abstandhalterelemente (104, 106) umfassen, welche mit dem ersten elektrisch leitfähigen Element (102) einerseits verbunden sind und welche, insbesondere jeweils mittels eines Verbindungsmaterials (112, 114), mit dem zweiten elektrisch leitfähigen Element (110) andererseits verbindbar oder verbunden sind, wobei vorzugsweise das eine oder die mehreren Abstandhalterelemente (104, 106) und/oder das Verbindungsmaterial (112, 114) elektrisch isolierend sind.Temperature detection device (100) according to one of the Claims 2 until 6th , characterized in that the first electrically conductive element (102) and the second electrically conductive element (110) can be or are connected by means of one or more insulation elements (120, 122), the one or more insulation elements (120, 122) being a or a plurality of spacer elements (104, 106) which are connected to the first electrically conductive element (102) on the one hand and which, in particular in each case by means of a connecting material (112, 114), can be connected or connected to the second electrically conductive element (110) on the other hand are, wherein preferably the one or more spacer elements (104, 106) and / or the connecting material (112, 114) are electrically insulating. Temperaturdetektionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste elektrisch leitfähige Element (102) und/oder das zweite elektrisch leitfähige Element (110) ausgewählt sind aus folgenden Elementen: - ein Zellverbinder oder ein Teil davon; - ein Zuganker oder ein Teil davon; - ein Zellkontaktierungssystem oder ein Teil davon; und - eine Gehäusewandung oder ein Teil davon.Temperature detection device (100) according to one of the Claims 2 until 7th , characterized in that the first electrically conductive element (102) and / or the second electrically conductive element (110) are selected from the following elements: a cell connector or a part thereof; - a tie rod or a part thereof; - a cell contacting system or a part thereof; and - a housing wall or a part thereof. Temperaturdetektionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslösevorrichtung (116) an einer dem zweiten elektrisch leitfähigen Element (110) zugewandten Seite des ersten elektrisch leitfähigen Elements (102) angeordnet ist und insbesondere im Normalzustand der Auslösevorrichtung (116) von dem zweiten elektrisch leitfähigen Element (102) beabstandet ist und/oder dass die Auslösevorrichtung (116) an einer dem ersten elektrisch leitfähigen Element (102) zugewandten Seite des zweiten elektrisch leitfähigen Elements (110) angeordnet ist und insbesondere im Normalzustand der Auslösevorrichtung (116) von dem zweiten elektrisch leitfähigen Element (110) beabstandet ist.Temperature detection device (100) according to one of the Claims 2 until 8th , characterized in that the release device (116) is arranged on a side of the first electrically conductive element (102) facing the second electrically conductive element (110) and in particular in the normal state of the release device (116) from the second electrically conductive element (102) is spaced apart and / or that the triggering device (116) is arranged on a side of the second electrically conductive element (110) facing the first electrically conductive element (102) and in particular from the second electrically conductive element (110) in the normal state of the triggering device (116) ) is spaced apart. Temperaturdetektionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das intumeszente Material (115) eine Beschichtung an einer dem zweiten elektrisch leitfähigen Element (110) zugewandten Seite des ersten elektrisch leitfähigen Elements (102) bildet und/oder dass das intumeszente Material (115) eine Beschichtung an einer dem ersten elektrisch leitfähigen Element (102) zugewandten Seite des zweiten elektrisch leitfähigen Elements (110) bildet.Temperature detection device (100) according to one of the Claims 2 until 9 , characterized in that the intumescent material (115) forms a coating on a side of the first electrically conductive element (102) facing the second electrically conductive element (110) and / or that the intumescent material (115) forms a coating on one of the first electrically conductive element (102) facing side of the second electrically conductive element (110) forms. Temperaturdetektionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das intumeszente Material (115) in ausgelöstem Zustand elektrisch leitfähig ist und/oder das die Auslösetemperatur des intumeszenten Materials (115) höchstens ungefähr 120 °C beträgt.Temperature detection device (100) according to one of the Claims 1 until 10 , characterized in that the intumescent material (115) is electrically conductive in the triggered state and / or that the trigger temperature of the intumescent material (115) is at most approximately 120 ° C. Temperaturdetektionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das intumeszente Material (115) ein Treibmaterial umfasst, welches expandierbare Mikrokapseln umfasst oder daraus gebildet ist.Temperature detection device (100) according to one of the Claims 1 until 11 , characterized in that the intumescent material (115) comprises a propellant material which comprises or is formed from expandable microcapsules. Temperaturdetektionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das intumeszente Material (115) ein Treibmaterial umfasst, welches ein Treibmittel und insbesondere einen Reaktionsbeschleuniger umfasst oder daraus gebildet ist, wobei vorzugsweise das Treibmittel ausgewählt ist aus einer oder mehreren der folgenden Substanzen: a1) eine oder mehrere organische Säuren, insbesondere Methansäure, Ethansäure, Propandisäure, Citronensäure, 2,3-Dihydroxybutandisäure, 2-Hydroxybernsteinsäure, Ascorbinsäure, Propensäure, Oxalsäure, Fumarsäure, Benzoesäure, Nicotinsäure, Abietinsäure, Ölsäure, Agaricinsäure, Maleinsäure und/oder Salicylsäure; a2) eine oder mehrere anorganische Säuren, insbesondere Kohlensäure, Salpetersäure, Schwefelsäure und/oder Phosphorsäure; a3) ein oder mehrere Salze der Kohlensäure; a4) Harnstoff; a5) Hydrazin und/oder Hydrazin-Derivate; a6) eine oder mehrere Azo-Verbindungen; und a7) ein oder mehrere Azide.Temperature detection device (100) according to one of the Claims 1 until 12th , characterized in that the intumescent material (115) comprises a propellant material which comprises a propellant and in particular a reaction accelerator or is formed therefrom, wherein the propellant is preferably selected from one or more of the following substances: a 1 ) one or more organic acids , in particular methanoic acid, ethanoic acid, propanedioic acid, citric acid, 2,3-dihydroxybutanedioic acid, 2-hydroxysuccinic acid, ascorbic acid, propenoic acid, oxalic acid, fumaric acid, benzoic acid, nicotinic acid, abietic acid, oleic acid, agaricic acid, maleic acid and / or salicylic acid; a 2 ) one or more inorganic acids, in particular carbonic acid, nitric acid, sulfuric acid and / or phosphoric acid; a 3 ) one or more salts of carbonic acid; a 4 ) urea; a 5 ) hydrazine and / or hydrazine derivatives; a 6 ) one or more azo compounds; and a 7 ) one or more azides. Temperaturdetektionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das intumeszente Material (115) ein Bindematerial umfasst, wobei das Bindematerial ein Bindemittel und insbesondere einen Weichmacher umfasst oder daraus gebildet ist, wobei vorzugsweise das Bindemittel ausgewählt ist aus einem oder mehreren der folgenden Materialien: b1) ein oder mehrere thermoplastische Polymermaterialien, insbesondere Cellulose und/oder Cellulose-Derivaten, Polyvinylpyrrolidon, Polyacrylsäure, Polyacrylat und/oder Polyacrylat-Derivaten, Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat, Polyethylenoxid, Polyacrylnitril, Polymethylmethacrylat, Polyvinylidenfluorid und/oder Polyurethan; b2) ein oder mehrere duroplastische Polymermaterialien, insbesondere Polyepoxid und/oder Polyurethan; und b3) ein oder mehrere elastomere Polymermaterialien, insbesondere Polyharnstoff.Temperature detection device (100) according to one of the Claims 1 until 13th , characterized in that the intumescent material (115) comprises a binding material, wherein the binding material comprises a binding agent and in particular a plasticizer or is formed therefrom, the binding agent preferably being selected from one or more of the following materials: b 1 ) one or more thermoplastic polymer materials, in particular cellulose and / or cellulose derivatives, polyvinylpyrrolidone, polyacrylic acid, polyacrylate and / or polyacrylate derivatives, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polyethylene oxide, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, polyvinylidene fluoride and / or polyurethane; b 2 ) one or more thermosetting polymer materials, in particular polyepoxide and / or polyurethane; and b 3 ) one or more elastomeric polymer materials, in particular polyurea. Temperaturdetektionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das intumeszente Material (115) ein oder mehrere elektrisch leitfähige Additive umfasst, wobei ein Anteil des einen oder der mehreren elektrisch leitfähigen Additive an dem intumeszenten Material (115) ungefähr 40 Gew.-% bis ungefähr 95 Gew.-%, bezogen auf eine Gesamtmasse des intumeszenten Materials (115), beträgt.Temperature detection device (100) according to one of the Claims 1 until 14th , characterized in that the intumescent material (115) comprises one or more electrically conductive additives, a proportion of the one or more electrically conductive additives in the intumescent material (115) being approximately 40% by weight to approximately 95% by weight , based on a total mass of the intumescent material (115). Temperaturdetektionsvorrichtung (100) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das eine oder die mehreren elektrisch leitfähigen Additive ausgewählt sind aus einem oder mehreren der folgenden Materialien: c1) ein oder mehrere Kohlenstoff-basierte Materialien, insbesondere Leitruß, Graphit, Graphen, Kohlenstoffnanoröhren, Kohlenstofffasern und/oder Kohlenstoffnanozwiebeln; c2) ein oder mehrere metallische Pulver, insbesondere aus Aluminium, Kupfer, Titan, Eisen und/oder Silber und/oder Legierungen daraus; c3) ein oder mehrere elektrisch leitfähige keramische Materialien, insbesondere Nitriden oder Carbiden und/oder Mischungen daraus; und c4) ein oder mehrere elektrisch leitfähige Polymermaterialien, insbesondere trans-Polyacetylen, Polypyrrol, Polyanilin, Poly-(p-phenylen), Polythiophen, Polystyrolsulfonat-dotiertem Poly-3,4-ethylendioxythiophen (PEDOT: PSS) und/oder Mischungen daraus.Temperature detection device (100) according to Claim 15 , characterized in that the one or more electrically conductive additives are selected from one or more of the following materials: c 1 ) one or more carbon-based materials, in particular carbon black, graphite, graphene, carbon nanotubes, carbon fibers and / or carbon nanobulbs; c 2 ) one or more metallic powders, in particular made of aluminum, copper, titanium, iron and / or silver and / or alloys thereof; c 3 ) one or more electrically conductive ceramic materials, in particular nitrides or carbides and / or mixtures thereof; and c 4 ) one or more electrically conductive polymer materials, in particular trans-polyacetylene, polypyrrole, polyaniline, poly (p-phenylene), polythiophene, polystyrene sulfonate-doped poly-3,4-ethylenedioxythiophene (PEDOT: PSS) and / or mixtures thereof . Temperaturdetektionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das intumeszente Material (115) folgende Materialien umfasst oder daraus gebildet ist: - ein Treibmaterial in Form von expandierbaren Mikrokapseln; - ein Bindematerial in Form einer Mischung aus einem Bindemittel, vorzugsweise Polyvinylpyrrolidon, und einem Weichmacher, vorzugsweise Polyethylenoxid; und - elektrisch leitfähige Additive in Form von Kohlenstofffasern, Silber-beschichteten Aluminiumpartikeln, Graphit und Leitruß.Temperature detection device (100) according to one of the Claims 1 until 16 , characterized in that the intumescent material (115) comprises or is formed from the following materials: - a propellant material in the form of expandable microcapsules; a binding material in the form of a mixture of a binding agent, preferably polyvinylpyrrolidone, and a plasticizer, preferably polyethylene oxide; and - electrically conductive additives in the form of carbon fibers, silver-coated aluminum particles, graphite and conductive black. Temperaturdetektionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das intumeszente Material (115) eine intumeszente Zusammensetzung und ein exotherm reagierendes Material umfasst, welches insbesondere bei einer Reaktionstemperatur von mindestens ungefähr 60 °C und/oder höchstens ungefähr 120 °C exotherm reagiert, wobei das intumeszente Material (115) aufgrund einer bei der exothermen Reaktion freigesetzten thermischen Energie auf eine Auslösetemperatur der intumeszenten Zusammensetzung erwärmbar ist.Temperature detection device (100) according to one of the Claims 1 until 17th , characterized in that the intumescent material (115) comprises an intumescent composition and an exothermically reacting material which reacts exothermically in particular at a reaction temperature of at least approximately 60 ° C and / or at most approximately 120 ° C, the intumescent material (115) can be heated to a triggering temperature of the intumescent composition due to a thermal energy released during the exothermic reaction. Elektrochemisches System (130), umfassend eine oder mehrere Temperaturdetektionsvorrichtungen (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 18.An electrochemical system (130) comprising one or more temperature detection devices (100) according to one of the Claims 1 until 18th .
DE102020112118.0A 2020-05-05 2020-05-05 Temperature detection device and electrochemical system Pending DE102020112118A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020112118.0A DE102020112118A1 (en) 2020-05-05 2020-05-05 Temperature detection device and electrochemical system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020112118.0A DE102020112118A1 (en) 2020-05-05 2020-05-05 Temperature detection device and electrochemical system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020112118A1 true DE102020112118A1 (en) 2021-11-11

Family

ID=78231783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020112118.0A Pending DE102020112118A1 (en) 2020-05-05 2020-05-05 Temperature detection device and electrochemical system

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102020112118A1 (en)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5116537A (en) 1989-11-15 1992-05-26 W. R. Grace & Co.-Conn. Low temperature expandable vermiculite and intumescent sheet material containing same
DE10140490A1 (en) 2000-08-18 2002-04-11 Graftech Inc Expandable graphite and manufacturing process
US6410137B1 (en) 1998-10-22 2002-06-25 Parker-Hannifin Corporation Intumescent, flame retardant pressure sensitive adhesive composition for EMI shielding applications
DE10162532C1 (en) 2001-12-19 2003-10-09 Hilti Ag Expandable graphite intercalation compounds, process for their preparation and their use
DE10256963B4 (en) 2002-12-05 2006-10-19 Hilti Ag Method for controlling the expansion properties of thermally expandable sulfuric acid-graphite particles and their use
US20080224105A1 (en) 2003-06-24 2008-09-18 John Daryl Green Intumescent Coating Compositions
WO2008129242A2 (en) 2007-04-18 2008-10-30 Sheffield Hallam University Water based intumescent coating formulation especially suitable for structural steel components in civil engineering
WO2009013532A2 (en) 2007-07-21 2009-01-29 Leighs Paints Coating compositions
US20120043552A1 (en) 2010-08-19 2012-02-23 Soraa, Inc. System and Method for Selected Pump LEDs with Multiple Phosphors
DE102012223515A1 (en) 2012-12-18 2014-06-18 Hilti Aktiengesellschaft Intumescent composition and its use
DE102012224300A1 (en) 2012-12-21 2014-06-26 Hilti Aktiengesellschaft Intumescent composition and its use
DE102013205348A1 (en) 2013-03-26 2014-10-02 Hilti Aktiengesellschaft Intumescent composition and its use
WO2017106195A1 (en) 2015-12-18 2017-06-22 Amazon Technologies, Inc. Passive thermal management system for battery

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5116537A (en) 1989-11-15 1992-05-26 W. R. Grace & Co.-Conn. Low temperature expandable vermiculite and intumescent sheet material containing same
US6410137B1 (en) 1998-10-22 2002-06-25 Parker-Hannifin Corporation Intumescent, flame retardant pressure sensitive adhesive composition for EMI shielding applications
DE10140490A1 (en) 2000-08-18 2002-04-11 Graftech Inc Expandable graphite and manufacturing process
DE10162532C1 (en) 2001-12-19 2003-10-09 Hilti Ag Expandable graphite intercalation compounds, process for their preparation and their use
DE10256963B4 (en) 2002-12-05 2006-10-19 Hilti Ag Method for controlling the expansion properties of thermally expandable sulfuric acid-graphite particles and their use
US20080224105A1 (en) 2003-06-24 2008-09-18 John Daryl Green Intumescent Coating Compositions
WO2008129242A2 (en) 2007-04-18 2008-10-30 Sheffield Hallam University Water based intumescent coating formulation especially suitable for structural steel components in civil engineering
WO2009013532A2 (en) 2007-07-21 2009-01-29 Leighs Paints Coating compositions
US20120043552A1 (en) 2010-08-19 2012-02-23 Soraa, Inc. System and Method for Selected Pump LEDs with Multiple Phosphors
DE102012223515A1 (en) 2012-12-18 2014-06-18 Hilti Aktiengesellschaft Intumescent composition and its use
DE102012224300A1 (en) 2012-12-21 2014-06-26 Hilti Aktiengesellschaft Intumescent composition and its use
DE102013205348A1 (en) 2013-03-26 2014-10-02 Hilti Aktiengesellschaft Intumescent composition and its use
WO2017106195A1 (en) 2015-12-18 2017-06-22 Amazon Technologies, Inc. Passive thermal management system for battery
US20170179554A1 (en) 2015-12-18 2017-06-22 Amazon Technologies, Inc. Passive thermal management system for battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2303774B1 (en) Intercalation of silicon and/or tin into porous carbon substrates
EP2454192B1 (en) Method for producing nanostructured silicon-carbon composites for battery electrodes
EP1419544B1 (en) Electric separator, method for producing the same and the use thereof
Wang et al. Hyperelastic, robust, fire‐safe multifunctional MXene aerogels with unprecedented electromagnetic interference shielding efficiency
EP2934792B1 (en) Suspension and method for preparing a lithium powder anode
CN103814465B (en) Carbon material for lithium ion secondary batteries, anode material for lithium-ion secondary battery and lithium rechargeable battery
JP4949146B2 (en) Secondary battery with improved safety
DE102020112115A1 (en) Electrochemical cell
JP2008509519A (en) Battery system with capsule containing phase change material in internal structure
DE102014202156A1 (en) Si / G / C composites for lithium-ion batteries
DE102009033251A1 (en) Producing an electrically conductive porous carbon material useful as a battery anode material comprises incorporating silicon and/or tin nanoparticles into a polymer matrix and carbonizing the product
WO2009127396A1 (en) Electrochemical cell with an irreversible fuse
DE112018004448T5 (en) FLUORIDION BATTERY ANODE
EP2573845B1 (en) Structural active material for battery electrodes
DE102012222876A1 (en) Energy storage with safety coating
US20200335792A1 (en) Particulates of conducting polymer network-protected anode active material particles for lithium-ion batteries
DE102010038308A1 (en) Lithium cells and batteries with improved stability and safety, process for their preparation and use in mobile and stationary electrical energy storage
DE102019115058A1 (en) CURING LIGHTWEIGHT HEAT-CONDUCTING INTERFACE
DE102013218681A1 (en) Method for operating a battery cell
DE102020112118A1 (en) Temperature detection device and electrochemical system
DE102010027950A1 (en) Cathode composition for lithium-sulfur cells
KR102409850B1 (en) Method for Fabricating Coating Structures of Sulfide-based Solid Electrolytes Using Solution Process
EP3560009B1 (en) Separator-electrode-unit with a ceramic separator
KR101482026B1 (en) Electrode formulation, method for preparing the same, and electrode commprising the same
DE102018129452A1 (en) Electrochemical cell

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified