JP2013541131A

JP2013541131A - 電気化学的エネルギー貯蔵装置

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Publication number: JP2013541131A
Application number: JP2013525173A
Authority: JP
Inventors: ティム・シェーファー; エアハルト・シュレッテラー; クラウス−ルーペルト・ホーエンタナー; イェルク・カイザー
Original assignee: リ−テック・バッテリー・ゲーエムベーハー
Priority date: 2010-08-19
Filing date: 2011-08-17
Publication date: 2013-11-07
Also published as: WO2012022479A3; CN103069608A; DE102010034825A1; EP2606521A2; WO2012022479A2; KR20140004065A; US20130209852A1

Abstract

ハウジング（１）と、当該ハウジング（１）内に設けられている少なくとも一つの電気化学セル（２）と、を有する電気化学的エネルギー貯蔵装置において、前記ハウジング（１）の少なくとも一つの壁は、少なくとも領域的に、消火剤または消火剤添加物で（７−９）コーティングされているか、または、消火剤または消火剤添加物が供給されている。

Description

本発明は電気化学的エネルギー貯蔵装置に関する。このようなエネルギー貯蔵装置に関連して、防火および／または消火は特に重要である。特にこのようなエネルギー貯蔵装置を、人間を搬送するための車両に対して用いるとき、防火または消火はこのようなエネルギー貯蔵装置の安全性を高めるための特に重要な手段である。

特許文献１は、車両、特に自動車のリチウムイオンバッテリーのための防火および／または消火を行うための方法および装置を開示している。当該装置において、バッテリーの単セルを有する当該バッテリーの内部空間は、非常線を介して消火剤貯蔵装置と接続されており、前記装置において、バッテリーの内部空間と消火剤貯蔵装置は、非常用開口部を介して少なくとも一時的に流体的に接続されている。

特許文献２は、冷却剤回路と消火装置を有する車両における防火および／または消火のための方法および装置を開示している。消火装置は非常用開口部を有しており、当該非常用開口部は消火および／または防火のために開かれ得るとともに、当該非常用開口部を介して消火剤が取り出され得る。

特許文献３は、車両のリチウムイオンバッテリーを動作させるための方法および装置を開示している。当該車両において防火および／または消火のために、バッテリーの単セルを有する当該バッテリーの内部空間は、導線を介してバッテリーの冷却剤回路と流体的に接続され、必要な場合、冷却剤は少なくとも一時的に、冷却剤回路から内部空間内に導かれる。

独国特許出願公開第１０２００８０５９９４８号明細書独国特許出願公開第１０２００８０５９９４２号明細書独国特許出願公開第１０２００８０５９９６８号明細書

本発明は電気化学的エネルギー貯蔵装置に関する防火および／または消火のための技術的な教示を記載するとともに、その際、可能な限り、既知の解決の制限または不利点を克服することを課題とする。

前記の課題は、独立請求項のうちの一つに記載の電気化学的エネルギー貯蔵装置、もしくは、当該電気化学的エネルギー貯蔵装置を製造するための方法、あるいは電気化学的エネルギー貯蔵装置に関する消火または防火のための方法によって解決される。従属請求項によって、本発明の有利なさらなる構成を保護すべきものとする。

本発明により、ハウジングと、当該ハウジング内に設けられている少なくとも一つの電気化学セルと、を有する電気化学的エネルギー貯蔵装置が提供され、当該電気化学的エネルギー貯蔵装置においてハウジングの少なくとも一つの壁は、少なくとも領域的に、消火剤または消火剤添加物でコーティングされているか、または、消火剤または消火剤添加物が供給（beaufschlagen）されている。

これに関連して電気化学的エネルギー貯蔵装置とは、エネルギーを化学的な形で貯蔵するとともに、当該エネルギーを電気的な形で外部の消費部に放出できる装置と理解すべきである。このようなエネルギー貯蔵装置の重要な例は燃料セルおよびガルバニセルおよび多数のこのようなセルから成る集合体である。このときセルは好ましくは二次セル、すなわち、化学的な形で貯蔵されたエネルギーを電気的な形で消費部に放出できるだけでなく、電気エネルギーを使用可能とする際に、当該電気エネルギーを化学的な形で貯蔵することもできる、すなわち充電され得る電気化学的エネルギー貯蔵装置である。

電気化学的エネルギー貯蔵装置のためのハウジングとは、電気化学的エネルギー貯蔵装置の構成要素と当該電気化学的エネルギー貯蔵装置の環境の間の物質輸送を防止するか、または、困難にするのに適しており、かつ、そのために作られているあらゆる装置のことである。ハウジングは好ましくは、電気化学的エネルギー貯蔵装置と当該電気化学的エネルギー貯蔵装置の環境との望ましくないエネルギー交換を防止するか、または、困難にするのにも適しており、かつ、そのために作られている。このとき特にエネルギーが、特に電気的な形でなくても、例えば熱エネルギーまたは機械的エネルギーが、望ましくない方法で交換されるような場合、電気化学的エネルギー貯蔵装置と当該電気化学的エネルギー貯蔵装置の環境との望ましくないエネルギー交換を防止するか、または、困難にするのに適しており、かつ、そのために作られている。すなわちハウジングは好ましくは、電気化学的エネルギー貯蔵装置を、当該電気化学的エネルギー貯蔵装置の環境による望ましくない影響から保護するのに役立つ一方、電気化学的エネルギー貯蔵装置から発生し得る負荷または危険から環境を保護するのにも役立つ。このようなハウジングは多くの場合、完全に閉じられているが、常に完全に閉じられているわけではなく、エネルギー貯蔵装置と当該エネルギー貯蔵装置の環境との間の管理されたガス交換のために構成されている場合もある。

このようなエネルギー貯蔵装置のためのハウジングの壁は、当該ハウジングの構成要素であって、エネルギー貯蔵装置と当該エネルギー貯蔵装置の環境との間の望ましくない物質交換または望ましくないエネルギー交換を防止するか、または、困難にするのに適している構成要素である。前記壁は特に、ハウジングの様々な部分領域を互いに分離する、当該ハウジングの構成要素も含んでいる。

これに関連して火災とは、エネルギー貯蔵装置またはエネルギー貯蔵装置の部分または当該エネルギー貯蔵装置の環境が、望ましくない化学反応において変換または分解されるあらゆる過程のことである。この意味で火災とは特に、エネルギー貯蔵装置または当該エネルギー貯蔵装置の環境の構成要素または成分の発熱化学反応である。当該発熱化学反応は、エネルギー貯蔵装置または当該エネルギー貯蔵装置の成分の過熱の結果、生じる場合が多い。

これに関連して消火剤とは、火災に対して消火作用、すなわち好ましくは阻害作用を及ぼす、および／または、火災の発生を防ぐか、困難にする物質または物質の混合物と理解すべきである。本発明との関連において消火作用とは好ましくは、火災に抵抗するように作用する、すなわち、火災の結果または発生を防止するか、緩和することができる作用と理解すべきである。消火剤または当該消火剤の好適な内容物質の重要な例は、火元から、化学的反応体であってそれなしでは火災が維持され得ない化学的反応体を取り去るか、あるいは、火災の開始または維持に有利に働く化学反応を抑制する物質である。消火剤は好ましくは、消火剤添加物を溶媒または担体物質と混合することによって製造される。

本発明との関連において好適な消火剤添加物はいわゆるゲル化剤であって、好ましくは水のような他の物質、溶媒または担体物質と関連して好ましくは粘着性を有するとともに、好ましくは粘性を有するゲルまたは粘弾性を有する流体を形成するゲル化剤であり、当該粘着性を有するとともに粘性を有するゲルまたは粘弾性を有する流体は、好ましくは燃焼する物体および当該物体の表面に対して、当該粘着性を有するとともに粘性を有するゲルまたは粘弾性を有する流体が高度な粘着性を有することを特徴とする。ゲル化剤は、好ましくはいわゆる超吸収体をベースとし、好ましくは粉末または固体物質として、あるいはエマルジョンとしても備蓄される消火剤添加物の好適な例である。超吸収体は多くの場合、自身の重量または容量の何倍もの水または他の担体物質を受容することができる。相応の超吸収体を水と混合することによって形成される、水をベースとするゲルは、従来の泡カーペットに対して、気密な遮蔽層が形成されるという有利点を有する。当該遮蔽層は従来の泡カーペットの場合に比べて長持ちするとともに、燃焼物質に対して放出する水がはるかに少ない。

本発明の詳細な説明との関連において粘弾性の流体とは、粘弾性の特性を有する流体と理解すべきである。（理想的な）流体とは、任意の緩慢なせん断に対して（近似的に）抵抗しない物質のことである。圧縮性の流体（気体）と非圧縮性の流体（液体）とが区別される。「流体」という上位概念が用いられるのは、ほとんどの物理法則が気体と液体に対して（近似的に）同様に当てはまるとともに、気体と液体の特性の多くは量的に相違するのみであり、質的には互いに基本的な相違がないためである。現実の流体は当該流体の挙動に基づいて、流体力学で説明される「ニュートン流体」と、流動学で説明される非ニュートン流体と、に分類される。この場合の相違点は、接線応力もしくはせん断応力と変形速度もしくはせん断速度との関数関係によって表される媒体の流動挙動にある。

粘弾性とは、例えばポリマー溶融物のような流体、または例えばプラスチックのような固体の、時間、温度、および／または振動数に依存する弾性のことである。粘弾性は部分的に弾性かつ、部分的に粘性である挙動によって特徴づけられる。物質は外部から作用する力が除去された後、不完全にしか初期状態に戻らない。残りのエネルギーは流動プロセスの形で消失する。

本発明の詳細な説明との関連においてゲルは、少なくとも一つの、多くの場合、固相の第一の相と、少なくとも一つの、多くの場合、液相の第二の相から成る微細分散系と理解すべきである。ゲルは多くの場合、コロイドを表す。このとき固相はスポンジ状の三次元網状構造を形成しており、当該三次元網状構造の孔は液体により、あるいは気体によっても充填されている。このとき二つの相は多くの場合、完全に浸透し合っている。他の媒質（固体、気体または液体）、すなわち分散媒質において微細に分散されている粒子または液滴をコロイドと称する。

本発明の好適な実施の形態によれば、電気化学的エネルギー貯蔵装置は、複数の電気化学セルを有して設けられており、当該電気化学セルの間に、少なくとも領域的に消火剤または消火剤添加物が設けられている。当該電気化学的エネルギー貯蔵装置は特に好適に、フレームを有しておらず、かつ、自身の側面または接触子を介して電気的に接続された角柱型の電気化学セルを有する。

本発明のさらなる好適な実施の形態によれば、電気化学的エネルギー貯蔵装置が設けられており、当該電気化学的エネルギー貯蔵装置では、少なくとも一つの電気化学セルは少なくとも領域的に消火剤または消火剤添加物でコーティングされているか、あるいは、消火剤または消火剤添加物が供給されている。このとき特に好適なのは、電気化学セルが少なくとも領域的に、当該電気化学セルの側面と、消火剤または消火剤添加物と、が互いに積層された状態にある電気化学的エネルギー貯蔵装置である。

本発明のさらなる好適な実施の形態によれば、電気化学的エネルギー貯蔵装置が設けられており、当該電気化学的エネルギー貯蔵装置では、消火剤または消火剤添加物は固体物質または弾性変形可能な物質であり、または、このような物質に含まれている。これに関連して固体物質という概念は、粉末から成る圧縮型構造体、または発泡材料、特に弾性変形可能な発泡材料も含むべきである。

本発明のさらなる好適な実施の形態によれば、電気化学的エネルギー貯蔵装置が設けられており、当該電気化学的エネルギー貯蔵装置では、消火剤または消火剤添加物は、例えばそれぞれ二つの隣接する電気化学セルの間、または、電気化学セルとハウジング壁との間のスペーサまたはエッジ保護プレートの形での中間要素として設けられている。

本発明のさらなる好適な実施の形態によれば、電気化学的エネルギー貯蔵装置が設けられており、当該電気化学的エネルギー貯蔵装置では、消火剤または消火剤添加物は、自身の容量の何倍もの水を受容することができるか、または含んでいる。これに関連して特に好適なのは、ゲル化剤をベースとする消火剤、特にいわゆる超吸収体をベースとする消火剤添加物を含んでいる消火剤である。

本発明のさらなる好適な実施の形態によれば、電気化学的エネルギー貯蔵装置が設けられており、当該電気化学的エネルギー貯蔵装置では、消火剤または消火剤添加物は、少なくとも一つのポリマー、好ましくは共重合体、特に好ましくはアクリルアミド共重合体またはアクリル酸ナトリウム共重合体を含んでいる。

本発明のさらなる好適な実施の形態によれば、電気化学的エネルギー貯蔵装置が設けられており、当該電気化学的エネルギー貯蔵装置では、消火剤または消火剤添加物は、少なくとも一つの脂肪酸エステルを含んでいる。

本発明のさらなる好適な実施の形態によれば、電気化学的エネルギー貯蔵装置が設けられており、当該電気化学的エネルギー貯蔵装置では、消火剤または消火剤添加物は、少なくとも一つの界面活性剤を含んでいる。

本発明のさらなる好適な実施の形態によれば、電気化学的エネルギー貯蔵装置が設けられており、当該電気化学的エネルギー貯蔵装置では、消火剤または消火剤添加物は、水と少なくとも一つの脂肪酸エステル、少なくとも一つのポリマー、好ましくは共重合体、特に好ましくはアクリルアミド共重合体またはアクリル酸ナトリウム共重合体とから成る少なくとも一つの混合物またはエマルジョンを含んでいる。

本発明のさらなる好適な実施の形態によれば、電気化学的エネルギー貯蔵装置が設けられており、当該電気化学的エネルギー貯蔵装置では、消火剤は、約２８％の少なくとも一つのポリマーと、約６％の少なくとも一つの界面活性剤と、約２３％の少なくとも一つのエステル油と、約４３％の水とから成る混合物またはエマルジョンを含んでいる。

本発明のさらなる好適な実施の形態によれば、電気化学的エネルギー貯蔵装置が設けられており、当該電気化学的エネルギー貯蔵装置では、消火剤添加物は、水と結合されて用いられ、約５０％の少なくとも一つのポリマーと、約１０％の少なくとも一つの界面活性剤と、約４０％の少なくとも一つのエステル油とから成る混合物またはエマルジョンを含んでいる。

さらなる好適な実施の形態によれば、担体物質であって、当該担体物質と消火剤添加物が混合されて消火剤となり得る担体物質は、冷却剤である。当該冷却剤は、エネルギー貯蔵装置の通常動作時は閉じられている冷却回路を還流しており、当該冷却回路は、冷却剤が火災の場合、閉じられた冷却回路から特定の箇所において漏出するとともに、当該箇所において消火作用を果たし得るように形成されている。このように消火作用は、火災が生じている特定の場所に目標を定めて果たされ得る。同時に冷却剤としての作用は保持され得る。

本発明において冷却剤とは、流動性を有する物質、特に気体または液体の熱輸送媒体と理解されるべきである。当該熱輸送媒体は当該熱輸送媒体の環境から熱を受容し、当該熱を、流れを介して輸送し、かつ、当該熱を当該熱輸送媒体の環境に放出し得る。当該熱輸送媒体は当該熱輸送媒体の物理的特性に基づいて、熱を熱伝導および／または熱輸送により、空気力学的流れまたは流体力学的流れを介して、特にまた対流を介して、熱輸送媒体において輸送するのに好適である。技術において一般的に用いられる熱輸送媒体の重要な例は、例えば空気または水または他の一般的な冷却剤である。応用上の関連に応じて、他の気体または液体も用いられる。例えば化学的に不活性な（反応性が小さい）気体または液体、例えば希ガスまたは液化希ガスまたは高い熱容量および／または熱伝導性を有する物質である。

これに関連して流動性を有する物質とは、当該物質において空気力学的または流体力学的意味での流れが形成され得るか、または、当該物質においてこのような流れが保持され得るあらゆる物質と理解すべきである。このような物質の例は特に気体および液体であるが、液体もしくは気体と、微細に分散されている固体との混合物、いわゆるエアロゾルまたはコロイド溶液においても、このような意味での流れは保持され得るか、生じ得る。

特に好適な本発明に係る装置は、火災時に冷却剤が冷却剤回路から場所によって漏出する際、冷却剤の圧力を安定させるための装置を有している。本発明の当該実施の形態は、冷却剤が冷却回路から場所によって漏出し、それによって当該場所において冷却剤の消火作用を果たす際、冷却剤の圧力をほぼ維持すること、または完全に維持することと結びついており、それによって冷却作用をほぼ維持すること、または完全に維持することと結びついているといえる。

水が冷却剤として用いられ、当該冷却剤が、エネルギー貯蔵装置の通常動作時は閉じられている冷却回路を還流する本発明の実施の形態も好適である。当該冷却回路は、火災の場合、特定の箇所において水が、閉じられた冷却剤回路から漏出し得るとともに、冷却剤回路から漏出する際に消火剤添加物と混合され、その際ゲルまたは粘弾性を有する流体が形成されるように構成されている。

このとき、少なくとも一つのポリマーと、少なくとも一つの界面活性剤と、少なくとも一つのエステル油とから成る混合物から成る消火剤添加物の使用が特に好適である。

さらに、約５０％の少なくとも一つのポリマーと、約１０％の少なくとも一つの界面活性剤と、約４０％の少なくとも一つのエステル油とから成る混合物から成る添加物が特に好適である。

混合比率を調整する際、好ましくは以下の点を考慮すべきである。すなわち、冷却および消火混合物または添加剤の有利な作用は、冷却および消火混合物の粘弾性と、当該冷却および消火混合物の有する水を凝固させる能力とに基づいている。これにより、冷却剤の粘着力は平滑な面でも高められ得る。液体が無駄に排出されることはない。

特にポリマーと、エステル油と、界面活性剤と、水とから成る混合物において、運動エネルギーの影響下で混合比率を好適に調整すると、休止期にある場合と比べて、粘性を大幅に減少させることができる。これにより、このような混合物は低い粘性を有して冷却回路を還流すると同時に、火災箇所において当該冷却回路から漏出する際は、高い粘性を有し得る。したがってこのような混合物の流動性は、主に流速に依存する。

液体をゲル構造体に化学・物理的に組み込むことにより、液体の蒸発率は、比較的高い温度においても著しく低下され得る。これにより、液体の消費は大幅に低下され得る。火災箇所においてゲル構造体に組み込まれた液体は、比較的大きな層厚と低下された蒸発速度とによって、増大された冷却作用を果たし得る。当該効果は非常に高い温度を有する火災を消す際、特に重要である。

消火剤添加物はいくつかの好適な実施の形態において、好ましくは当該添加物の全体量に対してＰ重量％の少なくとも一つのポリマーと、Ｔ重量％の少なくとも一つの界面活性剤と、Ｅ重量％の少なくとも一つのエステル油とから成る混合物の形を有し、以下の式４５≦Ｐ≦５５、
８≦Ｔ≦１２、
３５≦Ｅ≦４５
および以下の式
Ｐ＋Ｔ＋Ｅ＝１００
で表される。

以下に本発明を好適な実施の形態に基づき、図面を用いてより詳しく説明する。図に示すのは以下の通りである。

本発明の第一の実施の形態を示す図である。本発明の第二の実施の形態を示す図である。本発明の第三の実施の形態を示す図である。本発明の第四の実施の形態を示す図である。本発明の第五の実施の形態を示す図である。本発明の第六の実施の形態を示す図である。本発明の第七の実施の形態を示す図である。

本発明に係る電気化学的エネルギー貯蔵装置の、図１において概略的に表されている実施の形態はハウジング１を有しており、当該ハウジングの壁の内側は、消火剤または消火剤添加物７，８でコーティングされているか、または、消火剤または消火剤添加物が供給されており、当該ハウジングの底部は、消火剤または消火剤添加物９でコーティングされているか、または、消火剤または消火剤添加物が供給されている。当該実施の形態において、電気化学的エネルギー貯蔵装置は複数、この場合は４個の電気化学セル２を有しており、当該電気化学セルの導体、すなわち当該電気化学セルの電気的接続部３は互いに電気的接続部材６を用いて電気的な直列接続となるように接続されており、それによって、ハウジングから外部にガイドされている導体４および導体５には、図１に示される電気化学セル２によって作られる電圧の合計が供給されている。

当該実施の形態は、電気化学的エネルギー貯蔵装置の既知の構成型式に対して、以下のような有利点を有している。すなわち、ハウジングの内部における火災の際、燃焼している物質または燃焼可能な物質は重力の作用を受けてハウジング１の底部プレートに沈み、ハウジングの壁および底部プレートに塗布された消火剤または消火剤添加物７，８および９は、燃焼可能な物質または燃焼している物質に対して防火的な作用を果たし、それによって、火災または当該火災の進行に効果的に対抗する作用が果たされる。コーティング７，８および９が消火剤ではなく、消火剤添加物である場合、消火剤添加物と共に消火剤を作り出す物質は、燃焼している電気化学セル２の破壊によって、あるいは燃焼している電気化学セル２が破壊される際に、開放されるとともに、消火剤となるように消火剤添加物と混合されるか、または、消火剤となるように当該消火剤添加物と反応し得ると有利である。他の場合、火災において、または外部から火災を防止するために、例えば水のような担体物質が取り込まれ得、当該水と消火剤添加物は、消火剤となるように混合されるか、消火剤となるように結合され得る。

本発明の以下のような実施の形態も好適である。すなわち、ハウジングの壁をコーティングしているか、ハウジングの壁に供給されている物質が複合材料であり、当該複合材料はまた、領域的に消火剤添加物と、当該消火剤添加物と共に消火剤を作り出す担体物質とから成り、それによって当該複合材料は火災の際、進行につれて高まる温度の影響を受けて混合されるか、あるいは化学的に反応し、このようにして消火剤を形成する。他の好適な実施の形態では、ハウジングの内壁に、またはハウジングの外壁にも、消火剤添加物がコーティングによって、または他の方法によって塗布されており、それによって溶媒または他の担体物質、例えば水が外部から供給される際、ハウジングの壁またはハウジングの底部に塗布されている消火剤添加物は、外部から供給される溶媒、好ましくは水と結合し、そのようにして消火剤となるように反応する。

好適な消火剤添加物は少なくとも一つのポリマーと、少なくとも一つの界面活性剤と、少なくとも一つのエステル油と、から成る混合物またはエマルジョンである。このような混合物またはエマルジョンは、水と混ざって消火剤となり、当該消火剤は燃焼する表面に水を持続的に保持し、そのために消火剤添加物を有さない水よりも、より持続的かつ効果的に火災の阻止と冷却とを行う。このとき消火剤添加物は好ましくは、約５０％の少なくとも一つのポリマーと、好ましくは約１０％の少なくとも一つの界面活性剤と、好ましくは約４０％の少なくとも一つのエステル油とを含有する。

消火剤添加物がすでに当該消火剤添加物の溶媒または担体物質と結びついて、特に水と結びついて、混合物またはエマルジョンとして、ハウジングの壁またはハウジングの底部または電気化学的エネルギー貯蔵装置の他の構成要素に塗布される場合、消火剤は好適にゲル状の、特に粘性のあるコンシステンシーを有するとともに、好ましくは約２８％の少なくとも一つのポリマーと、約６％の少なくとも一つの界面活性剤と、約２３％の少なくとも一つのエステル油と、約４３％の水とから成る。

図に示すか、または説明された本発明の全ての実施例または実施の形態であって、当該実施例または実施の形態の特徴が他にも好適に互いに組み合わされ得る全ての実施例または実施の形態に関連して、ゲルまたは粘性を有する流体である消火剤または消火剤添加物が好ましい。本発明の他の実施の形態は、固体物質または弾性変形可能な物質である消火剤または消火剤添加物を提供するか、当該消火剤または消火剤添加物は、そのような固体物質または弾性変形可能な物質に含まれている。

図２において概略的に示される本発明の実施の形態では、ハウジングの壁に設けられた消火剤または消火剤添加物７，８と、ハウジングの底部に設けられた消火剤または消火剤添加物９に加えて、電気化学セル２の間に消火剤または消火剤添加物１０が設けられており、当該消火剤または消火剤添加物の配置は、図２に概略的に表されている通り、好ましくは領域的に行われる。

図３は、本発明の実施の形態を示しており、当該実施の形態において電気化学セル２はセルハウジングまたはセルパッケージから外部にガイドされた電気的導体３を有さずに、電気化学セル２が当該電気化学セルのセル壁またはセルパッケージ側壁１１を介して接触させられ、それによって、電導性を有するセル壁または少なくとも領域的に電導性を有するセル壁が互いに接触することにより、図３に表されている通り、複数のセル２の電気的な直列接続が行われ得る。

多数のセル２から成るセルスタックの端部において、外側の電気化学セルのセル壁に接触している電気的導体４，５がハウジング１の外部にガイドされている。当該実施の形態において、消火剤または消火剤添加物は領域的にセル壁に設けられている消火剤または消火剤添加物７，８か、底部プレート９に塗布されている。図３に示されているセルスタックは二つの部分スタックから成り、当該部分スタックはそれぞれ３個のセルを含んでおり、当該セルは電気的導体３および電気的導体６を介して接続されている。電気的接続部材６は、二つの部分セルスタックの間に領域的に消火剤または消火剤添加物１０が設けられ得るように実装されている。

図４は、本発明の実施の形態を概略的に示しており、当該実施の形態では電気化学セルもしくは当該電気化学セルの側壁は、少なくとも領域的に消火剤または消火剤添加物１２でコーティングされている。セルパッケージが破裂した際、そのように燃焼する物質または燃焼可能な物質が漏出することによって発生する火災は、セルパッケージ壁に塗布された消火剤または消火剤添加物によって阻止される。

図５は、本発明の実施の形態を概略的に示しており、当該実施の形態では電気化学セル２は少なくとも領域的に、当該電気化学セルの側面と、消火剤１３または消火剤添加物１３と、が積層されている。消火剤または消火剤添加物１３が設けられていないセル壁の領域には、好ましくは導電性材料１４から成る接触要素または接触層が設けられており、当該接触要素または接触層はセル同志の電気的相互接続を行う。電気化学セルの間に電気的な接触部１４が設けられていないところ、および、このような電気化学セルの間に好ましくは消火剤または消火剤添加物１０が設けられているところでは、セルのハウジングまたはセルパッケージから外部に延伸しているセルの導体３は、本発明の他の実施の形態におけるように、電導性を有する接続部材６を介して互いに接続され得る。

図６は、図５に示す実施の形態の変化形態を示しており、当該実施の形態では消火剤または消火剤添加物による壁コーティング７および８と、底部コーティング９は、当該コーティングが電気化学セルの端部および壁まで及ぶように拡張されている。部分セルスタックの間に設けられている消火剤または消火剤添加物１０も、電気化学セルの間の空間と、電気化学セルの下方の空間が、実際に完全に充填されているように拡張されている。本発明の当該実施の形態では、消火剤が持つ火災を阻止する作用および冷却作用は、電気化学セル２のハウジング壁またはパッケージ壁に直接的に働く。

図７は、図５および図６に示す本発明の実施の形態のさらなる変化形態を示しており、当該実施の形態では、セルハウジング縁の上方および下方の空間領域であって、好ましくは導体がセルハウジングまたはパッケージから外部にガイドされている空間領域も、消火剤または消火剤添加物１５，１６および１７によって充填されている。

図面に基づいて行われる本発明の詳細な説明に関連して、以下の参照番号が用いられた。

１ハウジング
２電気化学セル
３電気化学セルの電気的接続部（導体）
４，５ハウジングから外部に延伸する導体
６導体間の導電接続
７，８ハウジングの壁の内側に設けられている消火剤または消火剤添加物
９ハウジングの底部に設けられている消火剤または消火剤添加物
１０電気化学セルの間に設けられている消火剤または消火剤添加物
１１接触し合うセル壁
１２消火剤または消火剤添加物によるセル壁のコーティング
１３電気化学セルの間に設けられているか、または、積層されている消火剤または消火剤添加物
１４セル壁同志の導電的接続
１５，１６，１７セル縁に設けられている消火剤または消火剤添加物

Claims

ハウジング（１）と、当該ハウジング（１）内に設けられている少なくとも一つの電気化学セル（２）と、を有する電気化学的エネルギー貯蔵装置において、
前記ハウジングの少なくとも一つの壁は、少なくとも領域的に、消火剤または消火剤添加物でコーティングされているか、または、消火剤または消火剤添加物が供給されていることを特徴とする電気化学的エネルギー貯蔵装置。
複数の電気化学セルを有する電気化学的エネルギー貯蔵装置であって、当該電気化学セルの間に、少なくとも領域的に消火剤または消火剤添加物が設けられている請求項１に記載の電気化学的エネルギー貯蔵装置。
請求項２に記載の電気化学的エネルギー貯蔵装置であって、フレームを有しておらず、かつ、自身の側面または接触子を介して電気的に接続された角柱型の電気化学セルを有する、請求項２に記載の電気化学的エネルギー貯蔵装置。
請求項１から３のいずれか一項に記載の電気化学的エネルギー貯蔵装置であって、当該電気化学的エネルギー貯蔵装置において、少なくとも一つの電気化学セルは少なくとも領域的に消火剤または消火剤添加物でコーティングされているか、または消火剤または消火剤添加物が供給されている、電気化学的エネルギー貯蔵装置。
請求項３または４に記載の電気化学的エネルギー貯蔵装置であって、当該電気化学的エネルギー貯蔵装置において、前記電気化学セルが少なくとも領域的に、当該電気化学セルの側面と、前記消火剤または消火剤添加物とが互いに積層された状態にある、電気化学的エネルギー貯蔵装置。
請求項１から５のいずれか一項に記載の電気化学的エネルギー貯蔵装置であって、当該電気化学的エネルギー貯蔵装置において、前記消火剤もしくは消火剤添加物はゲルまたは粘性を有する流体である、電気化学的エネルギー貯蔵装置。
請求項１から６のいずれか一項に記載の電気化学的エネルギー貯蔵装置であって、当該電気化学的エネルギー貯蔵装置において、前記消火剤もしくは消火剤添加物は固体物質または弾性変形可能な材料であり、または、このような材料に含まれている、電気化学的エネルギー貯蔵装置。
請求項１から７のいずれか一項に記載の電気化学的エネルギー貯蔵装置であって、当該電気化学的エネルギー貯蔵装置において、消火剤または消火剤添加物は、それぞれ二つの隣接する電気化学セルの間、または、電気化学セルとハウジング壁との間の中間要素として設けられている、電気化学的エネルギー貯蔵装置。
請求項１から８のいずれか一項に記載の電気化学的エネルギー貯蔵装置であって、当該電気化学的エネルギー貯蔵装置において、前記消火剤もしくは消火剤添加物は自身の容量の何倍もの水を受容することができるか、または含んでいる、電気化学的エネルギー貯蔵装置。
請求項１から９のいずれか一項に記載の電気化学的エネルギー貯蔵装置であって、当該電気化学的エネルギー貯蔵装置において、前記消火剤もしくは消火剤添加物は少なくとも一つのポリマー、好ましくは共重合体、特に好ましくはアクリルアミド共重合体またはアクリル酸ナトリウム共重合体を含んでいる、電気化学的エネルギー貯蔵装置。
請求項１から１０のいずれか一項に記載の電気化学的エネルギー貯蔵装置であって、当該電気化学的エネルギー貯蔵装置において、前記消火剤もしくは消火剤添加物は少なくとも一つの脂肪酸エステルを含んでいる、電気化学的エネルギー貯蔵装置。
請求項１から１１のいずれか一項に記載の電気化学的エネルギー貯蔵装置であって、当該電気化学的エネルギー貯蔵装置において、前記消火剤もしくは消火剤添加物は少なくとも一つの界面活性剤を含んでいる、電気化学的エネルギー貯蔵装置。
請求項１から１２のいずれか一項に記載の電気化学的エネルギー貯蔵装置であって、当該電気化学的エネルギー貯蔵装置において、前記消火剤もしくは消火剤添加物は、水と少なくとも一つの脂肪酸エステル、少なくとも一つのポリマー、好ましくは共重合体、特に好ましくはアクリルアミド共重合体またはアクリル酸ナトリウム共重合体とから成る少なくとも一つの混合物またはエマルジョンを含んでいる、電気化学的エネルギー貯蔵装置。
請求項１から１３のいずれか一項に記載の電気化学的エネルギー貯蔵装置であって、当該電気化学的エネルギー貯蔵装置において、前記消火剤は、
約２８％の少なくとも一つのポリマーと、
約６％の少なくとも一つの界面活性剤と、
約２３％の少なくとも一つのエステル油と、
約４３％の水と、
から成る混合物またはエマルジョンを含んでいる、電気化学的エネルギー貯蔵装置。
請求項１から１４のいずれか一項に記載の電気化学的エネルギー貯蔵装置であって、当該電気化学的エネルギー貯蔵装置において、前記消火剤添加物は、水と結合されて用いられ、
約５０％の少なくとも一つのポリマーと、
約１０％の少なくとも一つの界面活性剤と、
約４０％の少なくとも一つのエステル油と、
から成る混合物またはエマルジョンを含んでいる、電気化学的エネルギー貯蔵装置。
特に請求項１から１５のいずれか一項に記載の電気化学的エネルギー貯蔵装置を製造するための方法であって、当該方法において、前記電気化学的エネルギー貯蔵装置の前記ハウジングの少なくとも一つの壁は、少なくとも領域的に、消火剤または消火剤添加物でコーティングされているか、または、消火剤または消火剤添加物が供給されている、方法。
電気化学的エネルギー貯蔵装置に関連する消火または防火を行うための方法であって、当該方法において、前記電気化学的エネルギー貯蔵装置のハウジングの少なくとも一つの壁は、少なくとも領域的に、消火剤または消火剤添加物でコーティングされているか、または、消火剤または消火剤添加物が供給されている、方法。