DE102022001347A1 - Battery cell for an electrical energy store of an at least partially electrically operated motor vehicle and arrangement - Google Patents

Battery cell for an electrical energy store of an at least partially electrically operated motor vehicle and arrangement Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batteriezelle (10) für einen elektrischen Energiespeicher eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs, mit einem Batteriezellengehäuse (12) mit einem Innenraum (14), wobei in dem Innenraum (14) ein Elektrodenwickel (16) ausgebildet ist, und mit einer Schmelzeinhausung (18), in welchem ein passivierendes Löschmittel (20) ausgebildet ist, wobei bei einem thermischen Durchgehen der Batteriezelle (10) das passivierende Löschmittel (20) durch Schmelzen der Schmelzeinhausung (18) in den Innenraum (14) gebracht ist, wobei die Schmelzeinhausung (18) aus Acrylnitril-Butadien-Styrol mit einem Schmelzpunkt von 105°C ausgebildet ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Anordnung (28).The invention relates to a battery cell (10) for an electrical energy store of an at least partially electrically operated motor vehicle, having a battery cell housing (12) with an interior (14), an electrode coil (16) being formed in the interior (14), and having a Fusible housing (18) in which a passivating extinguishing agent (20) is formed, with thermal runaway of the battery cell (10) bringing the passivating extinguishing agent (20) into the interior (14) by melting the fusible housing (18), the Melting enclosure (18) is formed from acrylonitrile butadiene styrene having a melting point of 105°C. The invention also relates to an arrangement (28).

Description

Die Erfindung betrifft eine Batteriezelle für einen elektrischen Energiespeicher eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 3. Ferner betrifft die Erfindung eine Anordnung mit einer Vielzahl von Batteriezellen.The invention relates to a battery cell for an electrical energy store in an at least partially electrically operated motor vehicle.

Aus dem Stand der Technik sind bereits elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge mit elektrischen Energiespeichern bekannt, welche insbesondere eine Vielzahl von in Reihe oder parallel geschalteter Batteriezellen aufweisen. Diese Batteriezellen können beispielsweise Lithium-Ionen-Batteriezellen sein. In einigen Fällen kommt es vor, dass die Batteriezelle in einem lawinenartigen Prozess thermisch durchgeht. Dieser Prozess startet in einer Batteriezelle, diese kann dann sehr heiß werden und dadurch die Nachbarzellen „anzünden“. Das Kraftfahrzeug kann dabei vollständig ausbrennen.Electrically driven motor vehicles with electrical energy stores are already known from the prior art, which in particular have a large number of battery cells connected in series or in parallel. These battery cells can be lithium-ion battery cells, for example. In some cases it happens that the battery cell thermally runs away in an avalanche-like process. This process starts in a battery cell, which can then become very hot and "ignite" the neighboring cells. The motor vehicle can burn out completely.

Die CN 11 201 844 5 A bezieht sich auf eine Selbstzerstörungsstruktur, eine Elektrode, ein Diaphragma und eine Batterie. Die Selbstzerstörungsstruktur wird durch Unterbringung in einer Batterie verwendet. Die Selbstzerstörungsstruktur umfasst eine erste Hülle und einen chemischen Inhibitor. Ein erster Raum wird durch die erste Schale definiert. Der chemische Inhibitor ist in dem ersten Raum untergebracht. Der chemische Inhibitor wird zur Hemmung der Redoxreaktion während des thermischen Durchgehens der Batterie verwendet, und die Vergasungstemperatur des chemischen Inhibitors ist niedriger als die Auslösetemperatur des thermischen Durchgehens der Batterie. Wenn die Batterie überladen, überhitzt oder kurzgeschlossen ist, wird die Redoxreaktion in der Batterie beschleunigt, und es entsteht eine große Menge an Wärme und die Gesamttemperatur der Selbstzerstörungsstruktur steigt an. Die Temperatur des chemischen Inhibitors in der Selbstzerstörungsstruktur steigt an, und das Vergasungsvolumen vergrößert sich. Der chemische Inhibitor durchbricht das erste Gehäuse und diffundiert in den Batterieelektrolyten. Der chemische Inhibitor wird verwendet, um die Redoxreaktion während des thermischen Durchgehens der Batterie zu blockieren, so dass das thermische Durchgehen der Batterie gehemmt und die Sicherheit der Batterie verbessert wird. Die Selbstzerstörungsstruktur kann ein wichtiger Wert für das Sicherheitsdesign der Lithium-Ionen-Batterie mit hoher spezifischer Energie sein.the CN 11 201 844 5A refers to a self-destruct structure, an electrode, a diaphragm and a battery. The self-destruct structure is used by accommodating it in a battery. The self-destruct structure includes a first shell and a chemical inhibitor. A first space is defined by the first shell. The chemical inhibitor is housed in the first space. The chemical inhibitor is used to inhibit the redox reaction during battery thermal runaway, and the gasification temperature of the chemical inhibitor is lower than the battery thermal runaway initiation temperature. When the battery is overcharged, overheated or short-circuited, the redox reaction in the battery is accelerated, and a large amount of heat is generated and the overall temperature of the self-destruct structure increases. The temperature of the chemical inhibitor in the self-destruct structure increases and the gasification volume increases. The chemical inhibitor breaks through the first case and diffuses into the battery electrolyte. The chemical inhibitor is used to block the redox reaction during the thermal runaway of the battery, so that the thermal runaway of the battery is inhibited and the safety of the battery is improved. The self-destruct structure can be an important value for the safety design of the high specific energy lithium-ion battery.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Batteriezelle sowie eine Anordnung zu schaffen, mittels welcher ein sicherer Betrieb eines elektrischen Energiespeichers realisiert werden kann.The object of the present invention is to create a battery cell and an arrangement by means of which safe operation of an electrical energy store can be implemented.

Diese Aufgabe wird durch eine Batteriezelle gemäß dem Patentanspruch 1, gemäß dem Patentanspruch 3 sowie durch eine Anordnung gemäß dem Patentanspruch 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a battery cell according to patent claim 1, according to patent claim 3 and by an arrangement according to patent claim 4. Advantageous embodiments are specified in the dependent claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Batteriezelle für einen elektrischen Energiespeicher eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs, mit einem Batteriezellengehäuse mit einem Innenraum, wobei in dem Innenraum ein Elektrodenwickel ausgebildet ist, und mit einer Schmelzeinhausung, in welcher ein passivierendes Löschmittel ausgebildet ist, wobei bei einem thermischen Durchgehen der Batteriezelle das passivierende Löschmittel durch Schmelzen der Schmelzeinhausung in den Innenraum gebracht ist.A first aspect of the invention relates to a battery cell for an electrical energy store of an at least partially electrically operated motor vehicle, having a battery cell housing with an interior space, with an electrode coil being formed in the interior space, and with a melted housing, in which a passivating extinguishing agent is formed, with a thermal runaway of the battery cell, the passivating extinguishing agent is brought into the interior by melting the melting enclosure.

Es ist dabei vorgesehen, dass die Schmelzeinhausung aus Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) mit einem Schmelzpunkt von 105 °C ausgebildet ist.It is provided that the melt housing is made of acrylonitrile butadiene styrene (ABS) with a melting point of 105 °C.

Insbesondere ist somit eine Batteriezelle vorgeschlagen, welche eine Einrichtung aufweist, welche diese im Überlastfall chemisch passiviert. Zur chemischen Passivierung wird beispielsweise ein Fluid in die Zelle freigesetzt.In particular, a battery cell is therefore proposed which has a device which chemically passivates it in the event of an overload. For chemical passivation, for example, a fluid is released into the cell.

Dies hat insbesondere den Vorteil, dass die Batteriezelle nicht mehr thermisch durchgehen kann, da sie vor Erreichen der kritischen Temperaturgrenze passiviert wird.This has the particular advantage that the battery cell can no longer thermally run away, since it is passivated before the critical temperature limit is reached.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform ist das passive Löschmittel Kohlenstoff-Monoxid.According to an advantageous embodiment, the passive extinguishing agent is carbon monoxide.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Batteriezelle für einen elektrischen Energiespeicher eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs, mit einem Batteriezellengehäuse mit einem Innenraum, wobei in dem Innenraum ein Elektrodenwickel ausgebildet ist.A second aspect of the invention relates to a battery cell for an electrical energy store of an at least partially electrically operated motor vehicle, having a battery cell housing with an interior space, with an electrode coil being formed in the interior space.

Es ist dabei vorgesehen, dass in dem Innenraum zusätzlich ein Elektrolyt ausgebildet ist, wobei der Elektrolyt der Batteriezelle durch Hydrochinon stabilisiertes Vinylbenzol enthält, wobei im Falle der Überhitzung des Vinylbenzols durch die selbsttätig ablaufende Kettenpolymerisation zu Polystyrol polymerisiert und sich verfestigt.It is provided that an electrolyte is additionally formed in the interior, the electrolyte of the battery cell containing vinylbenzene stabilized by hydroquinone, with the event of overheating of the vinylbenzene being polymerized and solidified by the automatically occurring chain polymerization to form polystyrene.

Dadurch kann insbesondere eine chemische Passivierung selbsttätig geschehen und durch Überschreitung der Grenztemperatur die Batteriezelle selbsttätig passiviert werden.As a result, in particular chemical passivation can take place automatically and the battery cell can be passivated automatically if the limit temperature is exceeded.

Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Anordnung mit einer Vielzahl von Batteriezellen, wobei die Vielzahl von Batteriezellen in Reihe geschaltet ist, wobei nur eine der in Reihe geschalteten Batteriezellen nach einem der Ansprüche 1 oder 2 oder 3 ausgebildet ist.Yet another aspect of the invention relates to an arrangement having a plurality of batteries ry cells, wherein the plurality of battery cells are connected in series, wherein only one of the battery cells connected in series is formed according to one of claims 1 or 2 or 3.

Dies hat insbesondere den Vorteil, dass ein Batteriemodul beziehungsweise die Anordnung, in welcher lediglich eine Batteriezelle mit der einen Sicherheitsrichtung ausgebildet ist, alle anderen Zellen des Moduls schützt, indem sie den Stromfluss überwacht und/oder thermisch mit zu überwachenden Zellen gekoppelt ist und im Fehlerfall den Stromfluss unterbricht. Eine solche Anordnung ist kostengünstig und betriebssicher, da nur eine Zelle eine Sicherungseinrichtung aufweisen muss, und diese an andere Zellen des Moduls vor thermischem Durchgehen schützt.This has the particular advantage that a battery module or the arrangement in which only one battery cell is configured with one safety direction protects all other cells of the module by monitoring the current flow and/or being thermally coupled to cells to be monitored and in the event of a fault interrupts the flow of electricity. Such an arrangement is inexpensive and operationally reliable, since only one cell needs to have a safety device, and this protects other cells of the module from thermal runaway.

Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Batteriezelle nach dem ersten Aspekt oder nach dem zweiten Aspekt sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Anordnung anzusehen.Advantageous configurations of the battery cell according to the first aspect or according to the second aspect are to be regarded as advantageous configurations of the arrangement.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments and from the drawings. The features and combinations of features mentioned above in the description and the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown alone in the figures can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without going beyond the scope of the leave invention.

Dabei zeigen:

  • 1 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer Batteriezelle; und
  • 2 eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform einer Anordnung.
show:
  • 1 a schematic side view of an embodiment of a battery cell; and
  • 2 a schematic plan view of an embodiment of an arrangement.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Elements that are the same or have the same function are provided with the same reference symbols in the figures.

1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer Batteriezelle 10 gemäß einer ersten Ausführungsform. Die Batteriezelle 10 ist für einen elektrischen Energiespeicher ausgebildet, welcher vorliegend nicht gezeigt ist. Der elektrische Energiespeicher ist wiederum für ein nicht dargestelltes elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug ausgebildet. Die Batteriezelle 10 weist zumindest ein Batteriezellengehäuse 12 mit einem Innenraum 14 auf. In dem Innenraum 14 ist insbesondere ein Elektrodenwickel 16 ausgebildet. Ferner weist die Batteriezelle 10 eine Schmelzeinhausung 18 auf, in welcher ein passivierendes Löschmittel 20 ausgebildet ist, wobei bei einem thermischen Durchgehen der Batteriezelle 10 das passivierende Löschmittel 20 durch Schmelzen der Schmelzeinhausung 18 in den Innenraum 16 gebracht ist. Es ist dabei vorgesehen, dass die Schmelzeinhausung aus Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) mit einem Schmelzpunkt von 105 °C ausgebildet ist. 1 shows a schematic side view of an embodiment of a battery cell 10 according to a first embodiment. The battery cell 10 is designed for an electrical energy store, which is not shown here. The electrical energy store is in turn designed for an electrically operated motor vehicle, not shown. The battery cell 10 has at least one battery cell housing 12 with an interior 14 . In particular, an electrode coil 16 is formed in the interior space 14 . The battery cell 10 also has a fusible housing 18 in which a passivating extinguishing agent 20 is formed, with the passivating quenching agent 20 being brought into the interior 16 by melting the fusible housing 18 in the event of a thermal runaway of the battery cell 10 . It is provided that the melt housing is made of acrylonitrile butadiene styrene (ABS) with a melting point of 105 °C.

Das passivierende Löschmittel 20 ist dabei insbesondere Kohlenstoff-Monoxid.The passivating extinguishing agent 20 is in particular carbon monoxide.

Das Batteriezellengehäuse 12 kann beispielsweise in Form eines Zellbechers ausgebildet sein, und beispielsweise aus einem Aluminium-Tiefziehblech (AIMg3) ausgebildet sein. In diesem Zellbecher befindet sich wiederum der Aktivstack, welcher insbesondere dem Elektrodenwickel 16 entspricht, wobei dieser insbesondere als Mehrfachstapel ausgebildet ist. Dieser Mehrfachstapel weist wiederum eine Vielzahl von Anodenblechen, Anodenmaterial, Separatoren, Kathodenmaterial und Kathodenblechen auf. Der Zellbecher ist bis zur Höhe des Aktivstacks mit Elektrolyt gefüllt. Auf der Oberseite des Batteriezellengehäuses 12 sind die Pole 22, 24 ausgebildet, welche insbesondere als Pluspol und Minuspol ausgebildet sind. Ferner sind Polverbinder 26 gezeigt, welche die Anode und Kathode des Aktivstacks mit den entsprechenden Polen 22, 24 verbinden. Über dem Aktivstack ist ein Kohlenstoff-Monoxid als passivierendes Löschmittel 20 ausgebildet und steht beispielsweise unter einem Druck von 1,8 bar in einem Gasniederdruckbehälter, welcher wiederum der Schmelzeinhausung entspricht. Wegen der geringen Wandstärke dieses Gasdruckbehälters wirkt dieser auch als Gasfeder und stützt sich oben am Zellbecher und unten am Aktivstack ab.The battery cell housing 12 can be in the form of a cell cup, for example, and can be made of deep-drawn aluminum sheet metal (AIMg3), for example. The active stack, which corresponds in particular to the electrode coil 16 in particular, is in turn located in this cell cup, with this being designed in particular as a multiple stack. This multiple stack in turn has a large number of anode sheets, anode material, separators, cathode material and cathode sheets. The cell cup is filled with electrolyte up to the level of the active stack. On the top of the battery cell housing 12, the poles 22, 24 are formed, which are formed in particular as a positive pole and negative pole. Also shown are pin connectors 26 which connect the anode and cathode of the active stack to the corresponding pins 22,24. A carbon monoxide is formed as a passivating extinguishing agent 20 above the active stack and is, for example, under a pressure of 1.8 bar in a low-pressure gas container, which in turn corresponds to the melting enclosure. Due to the low wall thickness of this gas pressure vessel, it also acts as a gas spring and is supported on the cell cup at the top and on the active stack at the bottom.

Im Normalbetrieb beaufschlagt er daher den Aktivstack mit einer Druckkraft, welche einem Zelldickenwachstum entgegenwirkt.In normal operation, it therefore applies a compressive force to the active stack, which counteracts cell thickness growth.

Als Anodenmaterial wird Lithium-Kobalt (III) Oxid und Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Mischoxid eingesetzt. Da dieses oberhalb von etwa 81 °C Sauerstoff freisetzt, kann dieser exotherm mit dem Elektrolyt reagieren. Wenn dieser Prozess einmal begonnen hat, setzt er sich lawinenartig fort, so dass die Batteriezelle 10 thermisch durchgeht.Lithium-cobalt (III) oxide and lithium-nickel-manganese-cobalt mixed oxide are used as anode material. Since this releases oxygen above about 81 °C, it can react exothermically with the electrolyte. Once this process has started, it will avalanche-like, causing the battery cell 10 to thermally run away.

Die Batteriezelle 10 beinhaltet daher die Schmelzeinhausung 18, welche mit dem Reduktionsmittel Kohlenstoff-Monoxid gefüllt ist. Der Gasbehälter ist insbesondere aus Acrylnitril-Butadien-Styrol mit einem Schmelzpunkt von 105 °C ausgebildet. Da die Schmelzeinhausung 18 ab 95 °C ihre Formstabilität verliert, und somit insbesondere weich wird, wird das Kohlenstoff-Monoxid bei 100 +/- 5 °C in das Innere des Zellbechers abgegeben. Das Kohlenstoff-Monoxid-Gas reagiert dann endotherm mit dem Anodenwerkstoff und reduziert diesen teilweise zu kristallinem Kobalt und bildet das Inertgas Kohlendioxid.The battery cell 10 therefore includes the melted housing 18, which is filled with the reducing agent carbon monoxide. The gas container is made in particular from acrylonitrile butadiene styrene with a melting point of 105°C. Since the melt housing 18 loses its dimensional stability from 95° C. and thus becomes particularly soft, the carbon monoxide is released into the interior of the cell cup at 100 +/- 5° C. The carbon monoxide gas then reacts endo therm with the anode material and partially reduces it to crystalline cobalt and forms the inert gas carbon dioxide.

Bei Überschreitung der Grenztemperatur wird, bevor die Gefahr des thermischen Durchgehens der Batteriezelle 10 auftritt, die Anode chemisch umgewandelt, so dass die Anordnung ihre Batteriefunktion verliert. Die Batterie wird also durch chemische Passivierung abgeschaltet. Der Stromfluss kommt zum Erliegen, die Batteriezelle 10 und alle mit der in Reihe geschalteten weiteren Batteriezellen kühlen ab. Ferner kühlt die endotherme Reaktion der Kobaltoxide den Aktivstack ab und wirkt daher der Ursache eines potentiellen thermischen Durchgehens entgegen. Die Freisetzung von Inertgas im Innenraum 16 wirkt ferner einer Brandgefahr entgegen.If the limit temperature is exceeded, the anode is chemically converted before the risk of thermal runaway of the battery cell 10 occurs, so that the arrangement loses its battery function. The battery is thus switched off by chemical passivation. The flow of current comes to a standstill, the battery cell 10 and all other battery cells connected in series cool down. Furthermore, the endothermic reaction of the cobalt oxides cools the active stack and therefore counteracts the cause of a potential thermal runaway. The release of inert gas in the interior 16 also counteracts a risk of fire.

Alternativ zu dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel kann auch vorgesehen sein, dass in dem Innenraum 16 zusätzlich ein Elektrolyt ausgebildet ist, wobei der Elektrolyt der Batteriezelle durch Hydrochinon stabilisiertes Vinylbenzol ausgebildet enthält, wobei im Falle der Überhitzung das Vinylbenzol durch die selbsttätig ablaufende Kettenpolymerisation zu Polystyrol polymerisiert und sich verfestigt.As an alternative to the in 1 In the exemplary embodiment shown, provision can also be made for an electrolyte to be additionally formed in the interior 16, with the electrolyte of the battery cell containing vinylbenzene stabilized by hydroquinone, with the vinylbenzene polymerizing and solidifying to polystyrene in the event of overheating as a result of the automatically occurring chain polymerization.

Insbesondere ist somit vorgeschlagen, dass beim Überschreiten der Grenztemperatur es zur thermischen Polymerisation kommt. Das Vinylbenzol wird durch die selbsttätig ablaufende Kettenpolymerisation zu Polystyrol polymerisiert und damit verfestigt. Dies führt insgesamt zur Gelierung des Elektrolyten, welcher den lonendurchgang dadurch hemmt und die Batteriezelle 10 somit passiviert. Der Ionenfluss ist unterbrochen und die Batteriezelle 10 kühlt auf Umgebungstemperatur ab.In particular, it is therefore proposed that thermal polymerization occurs when the limit temperature is exceeded. The vinyl benzene is polymerized to polystyrene by the automatically occurring chain polymerization and is thus solidified. Overall, this leads to the gelling of the electrolyte, which inhibits the passage of ions therethrough and thus passivates the battery cell 10 . The flow of ions is interrupted and the battery cell 10 cools down to ambient temperature.

2 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform einer Anordnung 28, wobei die Anordnung 28 vorliegend insbesondere auch als elektrischer Energiespeicher bezeichnet beziehungsweise bereitgestellt werden kann. Die Anordnung 28 weist eine Vielzahl von weiteren Batteriezellen 30 auf. Insbesondere sind die Batteriezellen 30 in Reihe geschaltet. Ferner weist die Anordnung 28 zumindest eine Batteriezelle 10 auf, welche nach dem ersten Ausführungsbeispiel oder dem zweiten Ausführungsbeispiel ausgebildet sein kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Batteriezelle 10 nach dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet und weist insbesondere die Schmelzeinhausung 18 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann somit die Schmelzeinhausung 18 auch als Schutzeinrichtung bezeichnet werden. Die Anordnung 28 kann ferner auch als Batteriemodul bezeichnet werden. Insbesondere ist somit die Anordnung 28 vorgeschlagen, bei der nur eine Batteriezelle 10 mit der Schutzeinrichtung wie beispielsweise hier der Schmelzeinhausung 18 mit, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel sieben weiteren Batteriezellen 30 in Reihe geschaltet ist. Dadurch, dass die Batteriezellen 10, 30 in Reihe geschaltet sind, wird die Schutzeinrichtung vom Gesamtstrom durchflossen. Wenn der Stromfluss in der Anordnung 28 aufgrund von Überlast, Kurzschluss oder einem anderen Fehler unzulässig hoch wird, unterbricht somit die Schutzeinrichtung diesen Punkt. Wegen der Reihenschaltung der Batteriezellen 10, 30 fließt in keiner Batteriezellen 10, 30 mehr Strom und diese können abkühlen und sind vor dem thermischen Durchgehen geschützt. 2 1 shows a schematic top view of an embodiment of an arrangement 28, wherein the arrangement 28 can also be referred to or provided as an electrical energy store in particular in the present case. The arrangement 28 has a multiplicity of further battery cells 30 . In particular, the battery cells 30 are connected in series. Furthermore, the arrangement 28 has at least one battery cell 10, which can be designed according to the first exemplary embodiment or the second exemplary embodiment. In the present exemplary embodiment, the battery cell 10 is designed according to the first exemplary embodiment and has, in particular, the fusible housing 18 . In the present exemplary embodiment, the fusible housing 18 can therefore also be referred to as a protective device. The arrangement 28 can also be referred to as a battery module. In particular, the arrangement 28 is therefore proposed in which only one battery cell 10 with the protective device, such as the fusible housing 18 here, is connected in series with seven other battery cells 30, as in the present exemplary embodiment. Because the battery cells 10, 30 are connected in series, the total current flows through the protective device. Thus, if the current flow in the assembly 28 becomes unacceptably high due to overload, short circuit or some other fault, the protection device interrupts that point. Because the battery cells 10, 30 are connected in series, no more current flows in any battery cells 10, 30 and they can cool down and are protected from thermal runaway.

Wenn alternativ die Schutzeinrichtung durch Temperatur aktiviert wird, sind alle Batteriezellen 10, 30 der Anordnung 28 thermisch gekoppelt, so dass die Schutzeinrichtung auch auf Überlast oder Übertemperatur einer Nachbarzelle ansprechen kann.If, alternatively, the protection device is activated by temperature, all battery cells 10, 30 of the arrangement 28 are thermally coupled, so that the protection device can also respond to overload or overheating of a neighboring cell.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Batteriezellebattery cell
1212
Batteriezellengehäusebattery cell housing
1414
Innenrauminner space
1616
Elektrodenwickelelectrode coil
1818
Schmelzeinhausungmelt containment
2020
passives Löschmittelpassive extinguishing agent
2222
Polpole
2424
Polpole
2626
Polverbinderpole connector
2828
Anordnungarrangement
3030
weitere Batteriezelleanother battery cell

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • CN 112018445 A [0003]CN112018445A [0003]

Claims (4)

Batteriezelle (10) für einen elektrischen Energiespeicher eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs, mit einem Batteriezellengehäuse (12) mit einem Innenraum (14), wobei in dem Innenraum (14) ein Elektrodenwickel (16) ausgebildet ist, und mit einer Schmelzeinhausung (18), in welchem ein passivierendes Löschmittel (20) ausgebildet ist, wobei bei einem thermischen Durchgehen der Batteriezelle (10) das passivierende Löschmittel (20) durch Schmelzen der Schmelzeinhausung (18) in den Innenraum (14) gebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelzeinhausung (18) aus Acrylnitril-Butadien-Styrol mit einem Schmelzpunkt von 105 °C ausgebildet ist.Battery cell (10) for an electrical energy store of an at least partially electrically operated motor vehicle, having a battery cell housing (12) with an interior (14), an electrode coil (16) being formed in the interior (14), and having a fusible housing (18) , in which a passivating extinguishing agent (20) is formed, with thermal runaway of the battery cell (10) the passivating extinguishing agent (20) being brought into the interior (14) by melting the fusible housing (18), characterized in that the fusible housing (18) is formed from acrylonitrile butadiene styrene having a melting point of 105°C. Batteriezelle (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das passivierende Löschmittel (20) Kohlenstoff-Monoxid ist.Battery cell (10) after claim 1 , characterized in that the passivating extinguishing agent (20) is carbon monoxide. Batteriezelle (10) für einen elektrischen Energiespeicher eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs, mit einem Batteriezellengehäuse (12) mit einem Innenraum (14), wobei in dem Innenraum ein Elektrodenwickel (16) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Innenraum (14) zusätzlich ein Elektrolyt ausgebildet ist, wobei der Elektrolyt der Batteriezelle (10) durch Hydrochinon stabilisiertes Vinylbenzol enthält, wobei im Falle der Überhitzung das Vinylbenzol durch die selbsttätig ablaufende Kettenpolymerisation zu Polystyrol polymerisiert und sich verfestigt.Battery cell (10) for an electrical energy store of an at least partially electrically operated motor vehicle, having a battery cell housing (12) with an interior (14), an electrode coil (16) being formed in the interior, characterized in that in the interior (14) an electrolyte is additionally formed, the electrolyte of the battery cell (10) containing vinylbenzene stabilized by hydroquinone, with the vinylbenzene polymerizing and solidifying in the event of overheating to form polystyrene as a result of the automatically occurring chain polymerization. Anordnung (28) mit einer Vielzahl von Batteriezellen (10, 30), wobei die Vielzahl von Batteriezellen (10, 30) in Reihe geschaltet ist, wobei nur eine der in Reihe geschalteten Batteriezellen (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2 oder 3 ausgebildet ist.Arrangement (28) with a plurality of battery cells (10, 30), wherein the plurality of battery cells (10, 30) is connected in series, wherein only one of the series-connected battery cells (10) according to one of Claims 1 or 2 or 3 is trained.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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