EP4334996A1 - Elektrischer energiespeicher - Google Patents

Elektrischer energiespeicher

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Publication number
EP4334996A1
EP4334996A1 EP22725854.8A EP22725854A EP4334996A1 EP 4334996 A1 EP4334996 A1 EP 4334996A1 EP 22725854 A EP22725854 A EP 22725854A EP 4334996 A1 EP4334996 A1 EP 4334996A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrical energy
energy store
layer
individual cells
cell
Prior art date
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Pending
Application number
EP22725854.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Benedikt Frieß
Harry DÖRING
Marius Bauer
Daniel Becher
Olaf BÖSE
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Mercedes Benz Group 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 Mercedes Benz Group AG filed Critical Mercedes Benz Group AG
Publication of EP4334996A1 publication Critical patent/EP4334996A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/658—Means for temperature control structurally associated with the cells by thermal insulation or shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
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    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/293—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by the material
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    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H01M10/6555—Rods or plates arranged between the cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the invention relates to an electrical energy storage device with a plurality of individual cells electrically connected in series and/or in parallel with one another and a plurality of thermal barrier elements arranged at least between two individual cells to reduce the risk of thermal runaway spreading from a faulty individual cell to at least one neighboring individual cell
  • a hydrophilic polymer thermal barrier system is known from US 2014/0224465 A1 in order to prevent a thermal runaway from spreading from a defective individual cell to a non-defective individual cell in a cell assembly of an electrical energy store.
  • the hydrophilic polymer thermal barrier system includes a thermal barrier disposed between each of the individual cells and optionally between the individual cells and the electrical energy storage device housing.
  • a cross-sectional area of the thermal barrier is at least equal to an adjacent single cell.
  • the thermal barrier contains a heat absorbing material in an amount sufficient to absorb the heat dissipated by a failed single cell.
  • WO 2010/017169 A1 describes an arrangement for suppressing thermal runaway in a cell assembly of an electrical energy store.
  • packs with hydrated hydrogel are used at physical interfaces between groups of one or more individual cells.
  • the hydrogel diffuses and absorbs the thermal energy released by the individual cells in the event of cell failure.
  • the water stored by the hydrogel undergoes a phase transition and vaporizes, thereby absorbing comparatively large amounts of thermal energy and preventing thermal runaway of an adjacent cell.
  • the invention is based on the object of specifying an electrical energy store and a use of the electrical energy store.
  • An electrical energy store comprises a plurality of individual cells electrically connected in series and/or in parallel with one another and a plurality of thermal barrier elements arranged at least between two individual cells to reduce the risk of thermal runaway spreading from a faulty individual cell to at least one adjacent individual cell.
  • the respective heat blocking element has one or two compressible outer layers to compensate for a change in volume of the respective adjacent individual cell and an incompressible layer arranged adjacent to the one compressible outer layer or between the two compressible outer layers.
  • the safety of the electrical energy store's in relation to a thermal runaway can be significantly increased.
  • the heat blocking element is designed to compensate for changes in volume of the individual cells, so that no additional clamping mat or the like is required. As a result, a number of components of the electrical energy store can be reduced, as a result of which the assembly effort is reduced and cost savings can be achieved.
  • the thermal barrier element thus combines the properties of a required compressibility for volume compensation and security with regard to preventing the thermal runaway from spreading from a faulty individual cell to a neighboring individual cell.
  • Adjacent individual cells of the electrical energy storage device can be electrically insulated by means of the respective heat blocking element (although the electrical insulation can also be implemented by other elements (cell insulation)), with the heat blocking element being able to compensate for a cyclic and irreversible increase in cell thickness and Risk of a chain reaction in the event of thermal overheating, i.e. in the event of a thermal runaway, of an individual cell can be reduced.
  • the incompressible layer comprises a carrier matrix with a hydrogel as a filler, with the incompressible layer being surrounded by an envelope, ie packaging.
  • the shell can be impermeable to water vapor and/or gas-tight.
  • the filler can be introduced into the carrier matrix essentially without any problems.
  • the filler is characterized by a relatively high specific energy absorption during its decomposition and/or a phase transition and is stable over the long term in a water-vapour-tight and/or gas-tight shell.
  • a combination of carrier matrix and hydrogel as a thermal barrier leads to a relatively effective limitation of an internal temperature of adjacent individual cells below a critical limit temperature, which is necessary for a thermal runaway of the adjacent individual cell and other individual cells of the electrical energy store. As a result, propagation can be largely prevented and an error can be limited to a single cell.
  • the incompressible layer is designed as a solid layer, the risk of the filler, ie the hydrogel, being discharged, even if a mechanical force is applied to the incompressible layer, can be largely ruled out.
  • the carrier matrix is designed as a lattice structure and/or honeycomb structure.
  • Thermal properties of the heat barrier element are determined on the one hand by the lattice structure and/or honeycomb structure and on the other hand to a large extent by the filler.
  • the lattice structure and/or the honeycomb structure of the incompressible layer maintains a distance between the faulty individual cell and a neighboring intact individual cell, so that thermal energy can be transferred from the faulty single cell can be minimized to the neighboring single cell.
  • Ambient air in the lattice structure and/or the honeycomb structure serves as a thermal isolator.
  • the shell which surrounds the carrier matrix with the hydrogel, is gas-impermeable in one embodiment.
  • the shell is impermeable to vapor and serves as a vapor barrier, which means that the shell is designed to be gas-tight in the long term and thus no gas can diffuse through the shell.
  • the cover is made of polyethylene foils, in particular with different densities, and/or coated aluminum foils.
  • the shell and the stability of the carrier matrix ensure that the filler introduced into the carrier matrix evaporates almost completely in its corresponding chamber of the lattice structure and/or honeycomb structure.
  • the carrier matrix is welded into the shell with the hydrogel, so that the shell is gas-tight and the chambers of the carrier matrix with the introduced filler are separated from one another. Since the shell is welded and the shell is designed to be gas-tight, the hydrogel, ie the filler or any water vapor released by it, can largely be prevented from escaping.
  • the cover has a predetermined breaking point so that the cover, ie the packaging, can be opened if necessary.
  • the shell can be opened using the predetermined breaking point in order to fill an additional or alternative filler into the chambers.
  • the respective outer layer comprises a polyurethane foam which is glued onto the incompressible layer.
  • the polyurethane foam is selected in such a way that it deforms elastically to compensate for cell thickness growth, for example due to aging.
  • a change in volume of the respective individual cell that depends on the state of charge can also be compensated for by means of the outer layers.
  • the incompressible layer can be coated with mats and/or foamable materials to form the outer layers.
  • the materials can be foamable silicones, foamable polyurethane materials, polyethylene terephthalate nonwovens, foam rubber, polyethylene foams and/or the like.
  • a thermally conductive intermediate layer is arranged between at least one outer layer and the incompressible layer.
  • the thermally conductive intermediate layer is formed from a comparatively stable material, so that pressing of a compressible material of the respective outer layer into the incompressible layer can be largely prevented.
  • the thermally conductive layer is made of glass, carbon fiber plates and/or carbon fiber foils.
  • a schematic sectional view of a thermal barrier element for an electrical energy store comprising a plurality of individual cells
  • FIG. 1 shows a sectional view of a greatly simplified heat blocking element 1 for an electrical energy storage device 3 comprising a plurality of individual cells 2, which is shown in a fragmentary perspective exploded view in FIG.
  • the electrical energy store 3 can be, for example, a traction battery for an electric vehicle, a hybrid vehicle or a vehicle operated with fuel cells, or a home storage battery, power tools, emergency power batteries, industrial storage etc.
  • the individual cells 2 are in particular lithium-ion individual cells and are electrically connected to one another in series and/or in parallel by means of so-called cell connectors 4 .
  • a faulty individual cell 2 can, under certain circumstances, lead to an uncontrolled release of energy in this individual cell 2 .
  • a comparatively high packing density in cell modules of the electrical energy store 3 can result in the released thermal energy being distributed to neighboring individual cells 2 using the second law of thermodynamics. If a maximum permissible operating temperature of the individual cells 2 is exceeded, neighboring individual cells 2 can react exothermically in a self-reinforcing process. Storage of lithium in electrodes of the respective individual cell 2 results in changes in volume in relation to the respective individual cell 2, with a cell thickness increasing and possibly decreasing again. Such changes in volume are dependent on the material and are determined by a charge level of the respective individual cell 2, ie by a state of charge, and the changes in volume are not completely reversible.
  • Pressure conditions caused by the changes in volume also lead to disturbances within the individual cells 2, can affect an electrode structure, stability, an electrolyte and current distribution, whereby an electrical capacitance of the individual cell 2, e.g. B. by a so-called lithium plating can reduce.
  • a heat blocking element 1 described below is provided.
  • such a thermal barrier element 1 is arranged between two individual cells 2 of a cell module.
  • the heat blocking element 1 is arranged in particular between two flat sides of the two individual cells 2 in each case.
  • the thermal barrier elements 1 can be arranged at irregular intervals after the individual cells 2 . It is important that the thermal barrier elements 1 are arranged between the individual cells 2 or between groups of individual cells 2 that thereby thermal propagation up to an uncontrollable thermal runaway of the entire cell module is prevented.
  • a heat blocking element 1 can be arranged between a wall of a housing (not shown in detail) of the electrical energy store 3 and an individual cell 2 arranged at the edge of the cell module.
  • the thermal barrier element 1 which can also be referred to as a hybrid barrier, comprises a combination of materials with thermal properties and materials with endothermic properties and an at least partially flexible structure to compensate for changes in volume.
  • the heat blocking element 1 absorbs thermal energy through endothermic reactions in the event of a fault in an individual cell 2, with a thermal barrier still being present when the endothermic reactions have ended.
  • Heat propagation beyond a system boundary can lead to further individual cells 2 thermally running away, with an extension of the thermal runaway to the entire electrical energy store 3 having catastrophic effects.
  • the heat blocking element 1 arranged between two individual cells 2 has a so-called sandwich construction.
  • the thermal barrier element 1 comprises two compressible outer layers S1, two intermediate layers S2 and an incompressible layer S3 arranged between the intermediate layers S2.
  • the incompressible layer S3 comprises a lattice structure and/or honeycomb structure as a carrier matrix.
  • a filler is introduced into a respective chamber of the carrier matrix.
  • the filler is selected in such a way that it decomposes endothermically at a specific temperature or undergoes a phase transformation and, in the event of a significant increase in temperature, absorbs at least part of the thermal energy.
  • the combination of the hydrogel, i. H. from the filler, and the carrier matrix as a thermal barrier or barrier leads to an effective limitation of the internal temperature of adjacent individual cells 2 below the critical limit temperature. Since the critical limit temperature can be largely prevented by means of the heat blocking element 1 , thermal propagation can be prevented and a fault can thus be limited to a thermally runaway individual cell 2 .
  • the thermal energy released in the event of a thermal runaway of an individual cell 2 is usually far higher than an endothermic uptake potential of the filler, so that an energy level can only be lowered by a limited amount.
  • an enthalpy of vaporization of the bound water can be used.
  • the enthalpy of vaporization compared to other fillers, e.g. B. salt hydrates, many times higher.
  • the combination of the hydrogel, i. H. from the filler, and the carrier matrix as a thermal barrier or barrier leads to an effective limitation of the internal temperature of adjacent individual cells 2 below the critical limit temperature. Since the critical limit temperature can be largely prevented by means of the heat blocking element 1 , thermal propagation can be prevented and a fault can thus be limited to a thermally runaway individual cell 2 .
  • the carrier matrix with the introduced filler is completely encased, in particular welded, by a cover, ie a packaging.
  • the envelope is made of polyethylene foils with different densities and/or coated aluminum foils.
  • the shell is impermeable to vapor and has the function of a vapor barrier, so that the shell is gas-tight at least for a predetermined period of time.
  • the shell can have a predetermined breaking point for defined opening during thermal propagation.
  • the cover itself forms the outer layer S1 of the thermal barrier element 1 and is designed to be compressible, ie compressible.
  • An embodiment in which the shell of the incompressible layer S3 and the outer layers S1 form separate components is in all likelihood at least more cost-effective and scalable.
  • the carrier matrix in the form of the lattice structure and/or honeycomb structure is comparatively stable. This stability ensures that the hydrogel contained therein evaporates almost completely in the respective chamber due to a phase transition of the water stored therein in all directions in the event of a thermal runaway in an adjacent individual cell 2 and then leaves the carrier matrix. As a result, a large part of the available evaporation enthalpy of the filler, i.e. the hydrogel, can be used.
  • a further advantage of the lattice structure and/or honeycomb structure is that it still functions as a spacer and as a thermal barrier between the corresponding individual cells 2 after the water has completely evaporated. Because if it were compressible, the corresponding individual cells 2 would lie on top of each other after the water had evaporated and the thermal resistance between the two individual cells would be lower.
  • the compressible outer layers S1 are designed as tension mats, for example.
  • the outer layers S1 can also be made of other materials, e.g. B. foamable silicones, foamable polyurethane materials, polyurethane materials, polyethylene terephthalate nonwovens, foam rubber, polyethylene foams and / or the like.
  • the outer layers S1 of the thermal barrier element 1 can be designed independently and without affecting protection against propagation, depending on the requirement. A minimum thickness of the propagation protection is ensured in particular by means of the incompressible layer.
  • the outer layers S1 and the incompressible layer S3 can be designed independently of one another and then connected to one another.
  • the outer layers S1 can be glued onto the shell of the incompressible layer S3 and/or can be fastened in a materially bonded manner in another way if the arrangement of the intermediate layers S2 is not intended.
  • the outer layers S3 are designed to be elastically deformable to compensate for the change in volume of the individual cells 2, so that a pressure acting on the adjacent individual cells 2 can be distributed uniformly. Point loading of the individual cells 2 and the resulting accelerated aging of the individual cells 2 can thus be prevented.
  • the heat barrier element 1 shown in FIG. 1 comprises an intermediate layer S2 arranged between an outer layer S1 and the incompressible layer S3.
  • intermediate layers S2 are designed to be thermally conductive in order to optimize thermal conduction into the incompressible layer S3.
  • the intermediate layers S2 are provided for temperature homogenization over the adjacent surface of the individual cells 2, i.e. in the plane ("in-plane") in relation to the thermal barrier element 1 is released can be dissipated "in-plane" in the direction of a cooling element arranged next to the cell module, e.g. a cooling plate.
  • the intermediate layers S2 are designed as a coating on a surface of the carrier matrix and/or the shell.
  • the respective intermediate layer S2 is formed from a comparatively stable material, so that the outer layers S1 can largely be prevented from being pressed into the chambers of the carrier matrix.
  • the intermediate layers S2 are formed from glass and/or carbon fiber plates and/or foils.
  • the heat blocking element 1 can be designed to be electrically insulating, e.g. to prevent short circuits between individual cells 2 between which it is arranged.
  • the heat blocking element 1 as a hybrid barrier represents a solution for an electrical energy store 3 with more than one individual cell 2 .
  • the individual cell 2 is partially surrounded by at least one heat blocking element 1 .
  • the risk of spreading to neighboring individual cells 2 in the event of a thermal runaway from an individual cell 2 can be significantly reduced by means of the thermal barrier element 1 .
  • a change in volume of a respective individual cell 2 in a cell module can be compensated for by means of the heat blocking element 1 .

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher (3) mit einer Mehrzahl elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschalteter Einzelzellen (2) und einer Mehrzahl von zumindest zwischen zwei Einzelzellen (2) angeordneten Wärmesperrelementen (1) zur Verringerung eines Ausbreitungsrisikos eines thermischen Durchgehens von einer fehlerhaften Einzelzelle (2) auf zumindest eine benachbarte Einzelzelle (2). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das jeweilige Wärmesperrelement (1) - eine oder zwei komprimierbare äußere Schichten (S1) und - eine benachbart zu der einen komprimierbaren äußeren Schicht (S1) oder zwischen den komprimierbaren zwei äußeren Schichten (S1) angeordnete inkompressible Schicht (S3) aufweist.

Description

Elektrischer Energiespeicher
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher mit einer Mehrzahl elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschalteter Einzelzellen und einer Mehrzahl von zumindest zwischen zwei Einzelzellen angeordneten Wärmesperrelementen zur Verringerung eines Ausbreitungsrisikos eines thermischen Durchgehens von einer fehlerhaften Einzelzelle auf zumindest eine benachbarte Einzelzelle
Aus der US 2014/0224465 A1 ist ein hydrophiles Polymer-Wärmesperrsystem bekannt, um eine Ausbreitung eines thermischen Durchgehens von einer fehlerhaften Einzelzelle zu einer nicht fehlerhaften Einzelzelle in einem Zellverbund eines elektrischen Energiespeichers zu verhindern. Das hydrophile Polymer-Wärmesperrsystem umfasst eine Wärmesperre, die zwischen jeder der Einzelzellen und gegebenenfalls zwischen den Einzelzellen und dem Gehäuse des elektrischen Energiespeichers angeordnet ist. Eine Querschnittsfläche der Wärmesperre ist mindestens gleich einer benachbarten Einzelzelle. Die Wärmesperre enthält ein Wärmeabsorptionsmaterial in einer ausreichenden Menge, um die von einer fehlerhaften Einzelzelle abgegebene Wärme zu absorbieren.
Darüber hinaus beschreibt die WO 2010/017169 A1 eine Anordnung, um ein thermisches Durchgehen in einem Zellverbund eines elektrischen Energiespeichers zu unterdrücken. Hierzu sind Packungen mit hydratisiertem Hydrogel an physikalischen Grenzflächen zwischen Gruppen einer oder mehrerer Einzelzellen eingesetzt. Das Hydrogel diffundiert und absorbiert die von den Einzelzellen bei einem Zellversagen freigesetzte Wärmeenergie. Während einer extremen Überhitzung einer Einzelzelle führt das vom Hydrogel gespeicherte Wasser einen Phasenübergang durch und verdampft, wodurch vergleichsweise große Mengen an Wärmeenergie absorbiert und ein thermisches Durchgehen einer benachbarten Zelle verhindert wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Energiespeicher und eine Verwendung des elektrischen Energiespeichers anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen elektrischen Energiespeicher gelöst, wel cher die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein elektrischer Energiespeicher umfasst eine Mehrzahl elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschalteter Einzelzellen und einer Mehrzahl von zumindest zwischen zwei Einzelzellen angeordneten Wärmesperrelementen zur Verringerung eines Ausbreitungsri sikos eines thermischen Durchgehens von einer fehlerhaften Einzelzelle auf zumindest eine benachbarte Einzelzelle. Erfindungsgemäß weist das jeweilige Wärmesperrelement eine oder zwei komprimierbare äußere Schichten zum Ausgleich einer Volumenänderung der jeweils benachbarten Einzelzelle und eine benachbart zu der einen komprimierbaren äußeren Schicht oder zwischen den zwei komprimierbaren äußeren Schichten angeord nete inkompressible Schicht auf.
Mittels eines derart ausgebildeten Wärmesperrelementes kann die Sicherheit des elektri schen Energiespeichers in Bezug auf ein thermisches Durchgehen wesentlich erhöht wer den. Zudem ist das Wärmesperrelement aufgrund der ein oder zwei komprimierbaren äu ßeren Schichten zum Ausgleich einer Volumenänderung der jeweils benachbarten Einzel zelle dazu ausgebildet, Volumenänderungen der Einzelzellen zu kompensieren, so dass keine zusätzliche Spannmatte oder dergleichen erforderlich ist. Dadurch kann eine Anzahl von Komponenten des elektrischen Energiespeichers verringert werden, wodurch ein Montageaufwand sinkt und eine Kostenersparnis erzielt werden kann.
Das Wärmesperrelement vereint also die Eigenschaften einer erforderlichen Kompressibi lität zum Volumenausgleich sowie eine Sicherheit in Bezug auf eine Verhinderung der Ausbreitung des thermischen Durchgehens von einer fehlerhaften Einzelzelle auf eine be nachbarte Einzelzelle. Benachbarte Einzelzellen des elektrischen Energiespeichers können mittels des jeweili gen Wärmesperrelementes elektrisch isoliert sein (wobei die elektrische Isolation aber auch durch andere Elemente (Zellisolation) realisiert sein kann), wobei mittels des Wär mesperrelementes eine Kompensation einer zyklischen und irreversiblen Zunahme einer Zelldicke möglich ist und eine Gefahr einer Kettenreaktion im Fall einer thermischen Über hitzung, also im Fall eines thermischen Durchgehens, einer Einzelzelle verringert werden kann.
In einer Ausbildung des Wärmesperrelementes umfasst die inkompressible Schicht eine Trägermatrix mit einem Hydrogel als Füllstoff, wobei die inkompressible Schicht von einer Hülle, also einer Verpackung, umgeben ist. Die Hülle kann wasserdampfdicht und/oder gasdicht ausgebildet sein. Dabei ist der Füllstoff im Wesentlichen problemlos in die Trä germatrix einbringbar. Insbesondere zeichnet sich der Füllstoff durch eine verhältnismäßig hohe spezifische Energieabsorption bei seiner Zersetzung und/oder einem Phasenüber gang aus und ist in einer wasserdampfdichten und/oder gasdichten Hülle langzeitstabil.
Eine Kombination von Trägermatrix und Hydrogel als thermische Barriere führt zu einer relativ wirksamen Begrenzung einer internen Temperatur benachbarter Einzelzellen unter halb einer kritischen Grenztemperatur, welche für ein thermisches Durchgehen der be nachbarten Einzelzelle und weiteren Einzelzellen des elektrischen Energiespeichers erfor derlich ist. Dadurch kann eine Propagation weitestgehend unterbunden und ein Fehlerfall auf eine Einzelzelle begrenzt werden.
Da die inkompressible Schicht als feste Schicht ausgebildet ist, kann ein Risiko eines Austrages des Füllstoffes, also des Hydrogels, auch bei einer mechanischen Krafteinwir kung auf die inkompressible Schicht, weitestgehend ausgeschlossen werden.
Eine Weiterbildung des elektrischen Energiespeichers sieht vor, dass die Trägermatrix als Gitterstruktur und/oder Wabenstruktur ausgebildet ist. Thermische Eigenschaften des Wärmesperrelementes werden einerseits durch die Gitterstruktur und/oder Wabenstruktur und andererseits maßgeblich durch den Füllstoff bestimmt. Im Verlauf des thermischen Durchgehens, insbesondere nach einem Ablauf endothermer Reaktionen hält bzw. halten die Gitterstruktur und/oder die Wabenstruktur der inkompres- siblen Schicht einen Abstand zwischen der fehlerhaften Einzelzelle und einer benachbar ten intakten Einzelzelle aufrecht, so dass ein Übertrag thermischer Energie von der fehler haften Einzelzelle auf die benachbarte Einzelzelle minimiert werden kann. Dabei dient eine Umgebungsluft in der Gitterstruktur und/oder der Wabenstruktur als thermischer Iso lator.
Die Hülle, welche die Trägermatrix mit dem Hydrogel umgibt, ist in einer Ausführung gas undurchlässig ausgebildet. Dabei ist die Hülle dampfundurchlässig und dient als Dampf sperre, womit die Hülle auf Dauer gasdicht ausgeführt ist und somit kein Gas durch die Hülle diffundieren kann.
In einer weiteren Ausführung ist die Hülle aus Polyethylenfolien, insbesondere mit unter schiedlichen Dichten, und/oder beschichteten Aluminiumfolien ausgebildet. Mittels der Hülle und einer Stabilität der Trägermatrix wird erreicht, dass der in die Trägermatrix ein- gebrachte Füllstoff in seiner entsprechenden Kammer der Gitterstruktur und/oder Waben struktur nahezu vollständig verdampft.
Die Trägermatrix ist mit dem Hydrogel in die Hülle eingeschweißt, so dass die Hülle gas dicht ausgeführt ist und die Kammern der Trägermatrix mit dem eingebrachten Füllstoff voneinander separiert sind. Da die Hülle verschweißt ist und die Hülle gasdicht ausgeführt ist, kann ein Entweichen des Hydrogels, also des Füllstoffes oder eines von ihm freige setzten Wasserdampfes, weitestgehend vermieden werden.
In einer möglichen Weiterbildung weist die Hülle eine Sollbruchstelle auf, so dass die Hülle, d. h. die Verpackung, bei Bedarf geöffnet werden kann. Beispielsweise kann die Hülle mittels der Sollbruchstelle geöffnet werden, um einen zusätzlichen oder alternativen Füllstoff in die Kammern einzufüllen. Die jeweilige äußere Schicht umfasst in einer weiteren Ausführung des Wärmesperrele mentes einen Polyurethan-Schaumstoff, welcher auf die inkompressible Schicht aufge klebt ist. Dabei ist der Polyurethan-Schaumstoff derart gewählt, dass dieser sich zur Kom pensation eines, beispielsweise alterungsbedingten, Zelldickenwachstums elastisch ver formt. Auch eine ladezustandsabhängige Volumenänderung der jeweiligen Einzelzelle kann mittels der äußeren Schichten ausgeglichen werden. Mittels der elastisch verformba ren, den Polyurethan-Schaumstoff umfassenden äußeren Schichten ist eine gleichmäßige Druckverteilung auf benachbarte Einzelzellen möglich, wodurch eine beschleunigte Alte rung aufgrund einer punktuellen Belastung der Einzelzelle weitestgehend verhindert wer den kann.
Alternativ oder zusätzlich kann die inkompressible Schicht mit Spannmatten und/oder schäumbaren Materialien zur Ausbildung der äußeren Schichten beschichtet sein. Bei den Materialien kann es sich um schäumbare Silikone, schäumbare Polyurethan-Materialien, Polyethylenterephthalat-Vliese, Moosgummi, Polyethylen-Schäume und/oder dergleichen handeln.
Des Weiteren ist in einer weiteren möglichen Ausführungsform des Wärmesperrelemen tes zwischen zumindest einer äußeren Schicht und der inkompressiblen Schicht eine wär meleitfähige Zwischenschicht angeordnet. Insbesondere ist die wärmeleitfähige Zwi schenschicht aus einem vergleichsweise stabilen Material gebildet, so dass ein Eindrü cken eines kompressiblen Materials der jeweiligen äußeren Schicht in die inkompressible Schicht weitestgehend verhindert werden kann. Beispielsweise ist die wärmeleitfähige Schicht aus Glas, Kohlenstofffaserplatten und/oder Kohlenstofffaserfolien ausgebildet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen nä her erläutert. Dabei zeigen:
1. schematisch eine Schnittdarstellung eines Wärmesperrelementes für einen eine Mehrzahl von Einzelzellen umfassenden elektrischen Energiespeicher und
2. schematisch eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Ausschnittes eines elektrischen Energiespeichers mit Einzelzellen und Wärmesperrelemen ten.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen ver sehen.
Figur 1 zeigt eine Schnittdarstellung eines stark vereinfacht dargestellten Wärmesperrelementes 1 für einen eine Mehrzahl von Einzelzellen 2 umfassenden elektrischen Energiespeicher 3, welcher ausschnittsweise in einer perspektivischen Explosionsdarstellung in Figur 2 gezeigt ist.
Bei dem elektrischen Energiespeicher 3 kann es sich z.B. um eine Traktionsbatterie für ein Elektrofahrzeug, ein Hybridfahrzeug oder ein mit Brennstoffzellen betriebenes Fahrzeug handeln, oder um eine Heimspeicherbatterie, Elektrowerkzeuge, Notstrombatterien, Industriespeicher usw.
Die Einzelzellen 2 sind insbesondere Lithium-Ionen-Einzelzellen und elektrisch seriell und/oder parallel mittels sogenannter Zellverbinder 4 miteinander verschaltet.
Durch eine fehlerhafte Einzelzelle 2 kann unter Umständen eine unkontrollierte Energiefreisetzung in dieser Einzelzelle 2 auftreten. Eine vergleichsweise hohe Packungsdichte in Zellmodulen des elektrischen Energiespeichers 3 kann zur Folge haben, dass sich die freigesetzte thermische Energie unter Anwendung des Zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik auf benachbarte Einzelzellen 2 verteilt. Im Fall eines Überschreitens einer maximal zulässigen Betriebstemperatur der Einzelzellen 2 können benachbarte Einzelzellen 2 in einem selbstverstärkten Prozess exotherm reagieren. Durch eine Einlagerung von Lithium in Elektroden der jeweiligen Einzelzelle 2 treten Volumenänderungen in Bezug auf die jeweilige Einzelzelle 2 auf, wobei eine Zelldicke zunimmt und gegebenenfalls wieder abnimmt. Derartige Volumenänderungen sind materialabhängig und werden durch ein Ladeniveau der jeweiligen Einzelzelle 2, also durch einen Ladezustand, bestimmt und die Volumenänderungen sind nicht vollständig reversibel.
Insbesondere bei Einzelzellen 2 mit vergleichsweise hoher spezifischer Energiedichte werden zum Teil auf einer Anodenseite Kombinationen aus Kohlenstoff und Silizium eingesetzt. Durch das Einbringen dieser Siliziumanteile treten beim Laden und Entladen der jeweiligen Einzelzelle 2 größere reversible Volumenänderungen auf. Dadurch wirken mechanische Kräfte auf ein Zellgehäuse und unter Umständen auf einen Modulrahmen und/oder ein Gehäuse des elektrischen Energiespeichers 3. Überschreiten diese mechanischen Kräfte ein gewisses Maß, können mechanische Schäden auftreten.
Auch innerhalb der Einzelzellen 2 führen durch die Volumenänderungen hervorgerufene Druckverhältnisse zu Störungen, können eine Elektrodenstruktur, eine Stabilität, eine Elektrolyt- und Stromverteilung beeinflussen, wodurch sich eine elektrische Kapazität der Einzelzelle 2, z. B. durch ein sogenanntes Lithium-Plating, verringern kann.
Um eine Ausbreitung eines thermischen Durchgehens in einem Zellmodul eines elektrischen Energiespeichers 3 weitestgehend zu verhindern sowie um eine reversible und irreversible Volumenänderung der Einzelzellen 2 während einer Betriebsdauer und Lebensdauer des elektrischen Energiespeichers 3 weitestgehend zu kompensieren, ist ein im Folgenden beschriebenes Wärmesperrelement 1 vorgesehen.
Ein solches Wärmesperrelement 1 ist, wie in Figur 2 gezeigt ist, jeweils zwischen zwei Einzelzellen 2 eines Zellmoduls angeordnet. Dabei ist das Wärmesperrelement 1 insbesondere zwischen zwei Flachseiten der jeweils zwei Einzelzellen 2 angeordnet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es aber nicht erforderlich, dass zwischen allen Einzelzellen 2 ein Wärmesperrelement 1 angeordnet ist. Stattdessen kann z.B. auch erst nach jeder zweiten, dritten oder n-ten (n = natürliche Zahl) Einzelzelle 2 ein Wärmesperrelement 1 angeordnet sein. Ebenso können die Wärmesperrelemente 1 in unregelmäßigen Abständen nach den Einzelzellen 2 angeordnet sein. Wichtig ist, dass die Wärmesperrelemente 1 so zwischen den Einzelzellen 2 oder zwischen Gruppen von Einzelzellen 2 angeordnet werden, dass dadurch eine thermische Propagation bis hin zu einem unkontrollierbaren thermischen Durchgehen des gesamten Zellmoduls verhindert wird.
Zusätzlich kann ein Wärmsperrelement 1 jeweils zwischen einer Wandung eines nicht näher gezeigten Gehäuses des elektrischen Energiespeichers 3 und einer in Bezug auf das Zellmodul randseitig angeordneten Einzelzelle 2 angeordnet sein.
Das Wärmesperrelement 1, welches auch als Hybridbarriere bezeichnet werden kann, umfasst eine Kombination von Materialien mit thermischen Eigenschaften und Materialien mit endothermischen Eigenschaften sowie eine zumindest teilweise flexible Struktur zur Kompensation der Volumenänderungen.
Insbesondere erfolgt durch das Wärmesperrelement 1 eine Aufnahme von thermischer Energie durch endotherme Reaktionen im Fehlerfall einer Einzelzelle 2, wobei eine thermische Barriere weiterhin vorhanden ist, wenn die endothermen Reaktionen abgeschlossen sind.
Bei einem thermischen Durchgehen einer Einzelzelle 2, beispielsweise aufgrund äußerer Einflüsse und/oder aufgrund eines singulären Fehlers in der Einzelzelle 2, wird die Einzelzelle 2 durch interne exotherme Reaktionen zerstört und setzt vergleichsweise große thermische Energiemengen frei. Diese thermische Energie in Form von direkter Wärme und Wärme aus einer Verbrennung, z. B. von Elektrolyt, führt zu einer vergleichsweise starken Erwärmung der jeweils benachbarten Einzelzelle 2.
Eine Wärmeausbreitung über eine Systemgrenze hinaus kann dazu führen, dass weitere Einzelzellen 2 thermisch durchgehen, wobei eine Ausweitung des thermischen Durchgehens auf den gesamten elektrischen Energiespeicher 3 katastrophale Auswirkungen zur Folge haben kann.
Das jeweils zwischen zwei Einzelzellen 2 angeordnete Wärmesperrelement 1 weist eine sogenannte Sandwichbauweise auf.
Dabei umfasst das Wärmesperrelement 1 gemäß einer in Figur 1 gezeigten Ausführung zwei komprimierbare äußere Schichten S1, zwei Zwischenschichten S2 und eine zwischen den Zwischenschichten S2 angeordnete inkompressible Schicht S3. Die inkompressible Schicht S3 umfasst eine Gitterstruktur und/oder Wabenstruktur als Trägermatrix. In eine jeweilige Kammer der Trägermatrix ist ein Füllstoff eingebracht. Insbesondere ist der Füllstoff derart gewählt, dass sich dieser bei einer bestimmten Temperatur endotherm zersetzt bzw. eine Phasenumwandlung erfährt und im Fall einer signifikanten Erhöhung einer Temperatur zumindest einen Teil der thermischen Energie aufnimmt.
Die Kombination aus dem Hydrogel, d. h. aus dem Füllstoff, und der Trägermatrix als thermische Barriere oder Sperre führt zu einer wirksamen Begrenzung der internen Temperatur benachbarter Einzelzellen 2 unterhalb der kritischen Grenztemperatur. Da mittels des Wärmesperrelementes 1 ein Erreichen der kritischen Grenztemperatur weitestgehend verhindert werden kann, kann die thermische Propagation verhindert werden und ein Fehlerfall kann somit auf eine thermisch durchgegangene Einzelzelle 2 begrenzt werden.
Üblicherweise ist die freigesetzte thermische Energie bei einem thermischen Durchgehen einer Einzelzelle 2 weitaus höher als ein endothermes Aufnahmepotential des Füllstoffes, so dass ein Energieniveau nur um einen begrenzten Teil gesenkt werden kann.
Durch einen Einsatz eines sogenannten Superabsorbers als Füllstoff der Kammern der Trägermatrix der inkompressiblen Schicht S3, der mit Wasser kombiniert mit Ethylen getränkt ist, wodurch ein Hydrogel gebildet ist, kann eine Verdampfungsenthalpie des gebundenen Wassers genutzt werden. Dabei ist die Verdampfungsenthalpie im Vergleich zu andern Füllstoffen, z. B. Salzhydraten, um ein Vielfaches höher.
Die Kombination aus dem Hydrogel, d. h. aus dem Füllstoff, und der Trägermatrix als thermische Barriere oder Sperre führt zu einer wirksamen Begrenzung der internen Temperatur benachbarter Einzelzellen 2 unterhalb der kritischen Grenztemperatur. Da mittels des Wärmesperrelementes 1 ein Erreichen der kritischen Grenztemperatur weitestgehend verhindert werden kann, kann die thermische Propagation verhindert werden und ein Fehlerfall kann somit auf eine thermisch durchgegangene Einzelzelle 2 begrenzt werden.
Dieses Hydrogel ist zudem aufgrund der verwendeten Zusammensetzung gegen Frost geschützt. Eine Eisbildung des Hydrogels bei Minusgraden ist somit weitestgehend vermieden. Die Trägermatrix mit dem eingebrachten Füllstoff ist von einer Hülle, d. h. einer Verpackung, vollständig umhüllt, insbesondere eingeschweißt. Die Hülle ist aus Polyethylen-Folien mit unterschiedlichen Dichten und/oder aus beschichteten Aluminiumfolien gebildet. Insbesondere ist die Hülle dampfundurchlässig ausgebildet und weist die Funktion einer Dampfsperre auf, so dass die Hülle zumindest für eine vorgegebene Zeitdauer gasdicht ausgebildet ist.
Beispielsweise kann die Hülle eine Sollbruchstelle zum definierten Öffnen bei einer thermischen Propagation aufweisen. Zudem kann vorgesehen sein, dass die Hülle selbst die äußere Schicht S1 des Wärmesperrelementes 1 bildet und komprimierbar, also kompressibel, ausgebildet ist.
Eine Ausführungsform, in welcher die Hülle der inkompressiblen Schicht S3 und die äußeren Schichten S1 separate Komponenten bilden, ist aller Voraussicht nach zumindest kostengünstiger und skalierbarer.
Die Trägermatrix in Form der Gitterstruktur und/oder Wabenstruktur ist vergleichsweise stabil ausgebildet. Durch diese Stabilität wird dafür Sorge getragen, dass das darin befindliche Hydrogel durch einen Phasenübergang des darin gespeicherten Wassers in alle Richtungen im Fall eines thermischen Durchgehens in einer benachbarten Einzelzelle 2 in der jeweiligen Kammer nahezu vollständig verdampft und anschließend die Trägermatrix verlässt. Dadurch kann ein Großteil der zur Verfügung stehenden Verdampfungsenthalpie des Füllstoffes, also des Hydrogels, genutzt werden. Ein weiterer Vorteil der Gitterstruktur und/oder Wabenstruktur ist, dass sie nach dem vollständigen Verdampfen des Wassers noch als Abstandshalter und als thermische Barriere zwischen den entsprechenden Einzelzellen 2 fungiert. Denn wäre sie kompressibel, dann würden die entsprechenden Einzelzellen 2 nach dem Verdampfen des Wassers aufeinanderliegen und der thermische Widerstand zwischen den beiden Einzelzellen wäre geringer.
Die komprimierbaren äußeren Schichten S1 sind beispielsweise als Spannmatten ausgeführt. Alternativ oder zusätzlich können die äußeren Schichten S1 auch andere Materialien wie z. B. schäumbare Silikone, schäumbare Polyurethan-Materialien, Polyurethan-Materialien, Polyethylenterephthalat-Vliese, Moosgummi, Polyethylen- Schäume und/oder dergleichen umfassen. Insbesondere können die äußeren Schichten S1 des Wärmesperrelementes 1 je nach Anforderung unabhängig und ohne Auswirkung auf einen Propagationsschutz ausgeführt sein. Eine Mindestdicke des Propagationsschutzes ist insbesondere mittels der inkompressiblen Schicht sichergestellt.
Durch den Sandwichaufbau des Wärmesperrelementes 1 können die äußeren Schichten S1 und die inkompressible Schicht S3 unabhängig voneinander ausgelegt und anschließend miteinander verbunden werden.
Insbesondere sind die äußeren Schichten S1 auf die Hülle der inkompressiblen Schicht S3 aufklebbar und/oder anderweitig stoffschlüssig befestigbar, sofern die Anordnung der Zwischenschichten S2 nicht vorgesehen ist.
Die äußeren Schichten S3 sind zur Kompensation der Volumenänderung der Einzelzellen 2 elastisch verformbar ausgebildet, so dass ein auf die angrenzenden Einzelzellen 2 wirkender Druck gleichmäßig verteilbar ist. Eine punktuelle Belastung der Einzelzellen 2 und eine dadurch bedingte beschleunigte Alterung der Einzelzellen 2 können somit verhindert werden.
Wie oben beschrieben, umfasst das in Figur 1 gezeigte Wärmesperrelement 1 eine jeweils zwischen einer äußeren Schicht S1 und der inkompressiblen Schicht S3 angeordnete Zwischenschicht S2.
Diese Zwischenschichten S2 sind wärmeleitfähig ausgeführt, um eine Wärmeleitung in die inkompressible Schicht S3 zu optimieren. Zudem sind die Zwischenschichten S2 zur Temperaturhomogenisierung über die angrenzende Fläche der Einzelzellen 2 vorgesehen, also in der Ebene („in-plane“) in Bezug auf das Wärmesperrelement 1. Dadurch ist Wärme, die während des ordnungsgemäßen Betriebs oder beim thermischen Durchgehen einer Einzelzelle 2 freigesetzt wird, „in-plane“ in Richtung auf ein neben dem Zellmodul angeordnetes Kühlelement, z.B. eine Kühlplatte, ableitbar.
Beispielsweise sind die Zwischenschichten S2 als Beschichtung einer Oberfläche der Trägermatrix und/oder der Hülle ausgeführt.
In einer möglichen Ausführung ist die jeweilige Zwischenschicht S2 aus einem vergleichsweise stabilen Material gebildet, so dass ein Eindrücken der äußeren Schichten S1 in die Kammern der Trägermatrix weitestehend verhindert werden kann. Beispielsweise sind die Zwischenschichten S2 aus Glas und/oder Kohlenstofffaserplatten und/oder -folien ausgebildet.
Das Wärmesperrelement 1 kann elektrisch isolierend ausgebildet sein, z.B. um Kurzschlüsse zwischen Einzelzellen 2, zwischen denen es angeordnet ist, zu verhindern.
Das Wärmesperrelement 1 als Hybridbarriere stellt eine Lösung für einen elektrischen Energiespeicher 3 mit mehr als einer Einzelzelle 2 dar. Dabei ist die Einzelzelle 2 von zumindest einem Wärmesperrelement 1 teilweise umgeben. Mittels des Wärmesperrelementes 1 kann ein Ausbreitungsrisiko im Fall eines thermischen Durchgehens einer Einzelzelle 2 auf benachbarte Einzelzellen 2 erheblich verringert werden. Zudem ist eine Volumenänderung einer jeweiligen Einzelzelle 2 in einem Zellmodul mittels des Wärmesperrelementes 1 kompensierbar.
Bezugszeichenliste
1 Wärmesperrelement
2 Einzelzelle
3 elektrischer Energiespeicher
4 Zellverbinder
51 äußere Schicht
52 Zwischenschicht
53 inkompressible Schicht

Claims

Patentansprüche
1. Elektrischer Energiespeicher (3) mit einer Mehrzahl elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschalteter Einzelzellen (2) und einer Mehrzahl von zumindest zwischen zwei Einzelzellen (2) angeordneten Wärmesperrelementen (1) zur Verringerung eines Ausbreitungsrisikos eines thermischen Durchgehens von einer fehlerhaften Einzelzelle (2) auf zumindest eine benachbarte Einzelzelle (2), dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Wärmesperrelement (1)
- eine oder zwei komprimierbare äußere Schichten (S1) und
- eine benachbart zu der einen komprimierbaren äußeren Schicht (S1) oder zwischen den zwei komprimierbaren äußeren Schichten (S1) angeordnete inkompressible Schicht (S3) aufweist.
2. Elektrischer Energiespeicher (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die inkompressible Schicht (3) eine Trägermatrix mit einem Hydrogel als Füllstoff umfasst und von einer Hülle umgeben ist.
3. Elektrischer Energiespeicher (3) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägermatrix als Gitterstruktur und/oder Wabenstruktur ausgebildet ist.
4. Elektrischer Energiespeicher (3) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle gasundurchlässig ausgebildet ist.
5. Elektrischer Energiespeicher (3) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle aus Polyethylenfolien und/oder beschichteten Aluminiumfolien ausgebildet ist.
6. Elektrischer Energiespeicher (3) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägermatrix mit dem Hydrogel in die Hülle eingeschweißt ist.
7. Elektrischer Energiespeicher (3) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle eine Sollbruchstelle aufweist.
8. Elektrischer Energiespeicher (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige äußere Schicht (S1) Polyurethan-Schaumstoff umfasst, welcher auf die inkompressible Schicht (S3) aufgeklebt ist.
9. Elektrischer Energiespeicher (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zumindest einer äußeren Schicht (S1) und der inkompressiblen Schicht (S3) eine wärmeleitfähige Zwischenschicht (S2) angeordnet ist.
10. Elektrischer Energiespeicher (3) nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass mit der Zwischenschicht (S2) Wärme in Bezug auf das Wärmesperrelement (1) in der Ebene in Richtung auf ein neben dem Zellmodul angeordnetes Kühlelement ableitbar ist.
11. Elektrischer Energiespeicher (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmesperrelemente (1) elektrisch isolierend ausgebildet sind.
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