WO2013020704A2 - Sicherheitsbehälter zur handhabung einer elektrochemischen vorrichtung und verfahren zur handhabung einer in einem sicherheitsbehälter angeordneten elektrochemischen vorrichtung - Google Patents

Sicherheitsbehälter zur handhabung einer elektrochemischen vorrichtung und verfahren zur handhabung einer in einem sicherheitsbehälter angeordneten elektrochemischen vorrichtung Download PDF

Info

Publication number
WO2013020704A2
WO2013020704A2 PCT/EP2012/003389 EP2012003389W WO2013020704A2 WO 2013020704 A2 WO2013020704 A2 WO 2013020704A2 EP 2012003389 W EP2012003389 W EP 2012003389W WO 2013020704 A2 WO2013020704 A2 WO 2013020704A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
container
security container
safety
security
safety container
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/003389
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2013020704A3 (de
Inventor
Roland Weixler
Erhard Schletterer
Original Assignee
Li-Tec Battery Gmbh
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 Li-Tec Battery Gmbh filed Critical Li-Tec Battery Gmbh
Priority to DE201211003291 priority Critical patent/DE112012003291A5/de
Publication of WO2013020704A2 publication Critical patent/WO2013020704A2/de
Publication of WO2013020704A3 publication Critical patent/WO2013020704A3/de

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/16—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in electrical installations, e.g. cableways
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/651—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by parameters specified by a numeric value or mathematical formula, e.g. ratios, sizes or concentrations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • 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

  • Security container for handling an electrochemical device and method for handling one in one
  • the invention relates to a security container for storing / handling an electrochemical device and to a method for storing / handling an electrochemical device arranged in a security container; and more particularly, it relates to a method of extinguishing a fire of an electrochemical device disposed in a containment vessel and a security container for a battery, such as a lithium-ion battery.
  • Batteries such as lithium-ion batteries, in particular in those cases in which individual cells of the battery are damaged for example by handling errors or other adverse external influences, the problem that it may be due to overheating and concomitant electrochemical reactions to the outbreak of a fire the battery or single cell comes.
  • the control of such a fire proves to be particularly difficult because above a certain reaction temperature, typically of the order of 200 ° C, are released by chemical reactions of the components of the batteries / cells oxygen or other reagents.
  • This circumstance means that it is not possible to extinguish a battery fire by, for example, suffocation with C0 2 or another suitable gas, since oxygen is released by the fire itself.
  • this problem has in the past meant that damaged batteries or battery cells with a mass above 500 g in the territory of the Federal Republic of Germany could not be transported without a special permit. As a result, the handling of such batteries has been made considerably more difficult in the past.
  • the invention thus has the task of specifying a device and a method which simplifies the handling of damaged batteries or battery cells, which may possibly be in an undefined state.
  • This object is achieved by a safety container for an electrochemical device according to claim 1 and a method for handling an electrochemical device according to claim 33.
  • the subclaims relate to advantageous embodiments and variants of the invention.
  • a safety container for an electrochemical device in particular for a preferably designed for use in a motor vehicle lithium-ion battery, the object of the invention is achieved by at least a first, preferably a first thermal protection element havinghydroxy electunterteil with a receiving area for Electrochemical device and at least a second, preferably a second thermal protection element having structurilectoberteil having an exhaust port, wherein the receiving portion of therice electerunterteils for receiving at least one electrochemical device is configured and wherein theconfidence electerunterteil with at least a first connecting part and themé electoberteil at least one second connecting part to a releasable connection of the safety container lower part are designed with the safety container shell.
  • An advantage of this embodiment is that the handling of the electrochemical device is simplified by the two-part design of the containment. Another advantage of this embodiment is that due to the detachable connection both the handling as It also increases safety and reduces environmental impact.
  • an electrochemical energy storage with at least one electrochemical cell to understand, so a device that store energy in chemical form, deliver in electrical form to a consumer and preferably can also record in electrical form from a charging device.
  • electrochemical energy stores are galvanic cells or fuel cells.
  • the electrochemical cell has at least a first and a second device for storing electrically different charges, which are configured as an electrode arrangement, as well as a means for establishing an electrically operative connection of both said devices, wherein charge carriers can be displaced between these two devices.
  • a filter element in particular an organ is arranged ikfilterelement in the security container in the interior of the containment shell upstream of the exhaust port.
  • the filter element has a filter material with activated carbon, in particular with granulated activated carbon and / or with extruded activated carbon, wherein preferably the granulated activated carbon and / or the extruded activated carbon particle sizes, which are selected from a size group, the particle sizes of 4mm x 6mm, 4mm x 8mm or 4mm x 10mm.
  • an advantage of the embodiment with granulated activated carbon and / or extruded activated carbon is that particularly effective the reaction products of a vulnerable lithium-ion battery can be filtered out.
  • the filter material has a weight fraction of activated carbon in the range of 70% to 95% and preferably in the range of 80% to 90%.
  • an advantage of this embodiment is that these weight fractions have proven to be particularly effective for filtering.
  • an acid neutralization element in particular a hydrofluoric acid neutralization element, is preferably arranged in front of the organic filter element on the inflow side upstream of the organic filter element and upstream of the exhaust air opening.
  • the acid neutralization element comprises clacium carbonate and / or clacium chloride and / or sodium hydroxide.
  • a dust filter element for metal oxides is preferably arranged in the safety container in the interior of the safety container upper part on the inflow side in front of the acid neutralization element and in front of the organic filter element and in front of the exhaust air opening.
  • the dust filter element for metal oxides particularly preferably has heat-resistant fabric filters.
  • an exhaust air cooling element is arranged in the safety container in the interior of the safety container upper part upstream of the dust filter element for metal oxides and in front of the acid neutralization element and in front of the organic filter element and in front of the exhaust air opening.
  • the exhaust air cooling element on a metal wire mesh, which is arranged and designed for heat dissipation.
  • the first thermal protection element comprises first fire retardant materials, wherein preferably the first fire retardant materials are selected from a group of inorganic flame retardants which comprises: aluminum hydroxide (Al (OH) 3), magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ), ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 S0 4 ), ammonium phosphate ((NH 4 ) 3 P0 4 ), red phosphorus, antimony trioxide (Sb 2 0 3 ), antimony pentoxide (Sb 2 0 5 ) and slaked lime (Ca (OH) 2 ).
  • Al (OH) 3 aluminum hydroxide
  • Mg (OH) 2 magnesium hydroxide
  • ammonium sulfate (NH 4 ) 2 S0 4 )
  • ammonium phosphate (NH 4 ) 3 P0 4 )
  • red phosphorus antimony trioxide
  • Sb 2 0 3 antimony pentoxide
  • Sb 2 0 5 slaked lime
  • the second thermal protection element comprises second fire retardant materials, preferably wherein the second fire retardant materials are selected from a group of inorganic flame retardants comprising: aluminum hydroxide (Al (OH) 3), magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ), ammonium sulfate (( NH 4 ) 2 S0 4 ), ammonium phosphate ((NH 4 ) 3 P0 4 ), red phosphorus, antimony trioxide (Sb 2 0 3 ), antimony pentoxide (Sb 2 0 5 ) and slaked lime (Ca (OH) 2 ).
  • Al (OH) 3 aluminum hydroxide
  • Mg (OH) 2 magnesium hydroxide
  • ammonium sulfate (( NH 4 ) 2 S0 4 )
  • ammonium phosphate (NH 4 ) 3 P0 4 )
  • red phosphorus antimony trioxide
  • Sb 2 0 3 antimony pentoxide
  • Sb 2 0 5 slaked lime
  • the safety container lower part preferably has a first arc protection element and / or the safety container upper part has a second arc protection element, wherein preferably the first arc protection element has a ceramic and / or the second arc protection element has a ceramic.
  • the security container upper part preferably has at least one grip element, preferably two grip elements and particularly preferably four grip elements.
  • the exhaust air opening of the safety container upper part preferably has an exhaust air opening cover in the safety container.
  • a safety arrangement in particular a safety valve arrangement, is preferably introduced into the exhaust air opening of the safety container upper part.
  • the safety arrangement to a pressure relief device, which is preferably resealable, and in particular a valve, for example a Hörbiger valve and / or flap, for example, a multiple flap, which may for example have multiple fins, with adjacent fins in can touch closed state.
  • the flap may in particular be a spring-loaded flap.
  • the safety device may further comprise a predetermined breaking point, in particular in a part of the receiving device, for example in the closure device.
  • the first connection part of the safety container lower part and the second connection part of the safety container upper part are preferably designed as a tension lock.
  • the first connection part of the safety container lower part and the second connection part of the safety container upper part are preferably designed as a toggle lever closure.
  • An advantage of this embodiment is that the seal between the lower container part and the upper part of the container can be improved.
  • the first connection part of the safety container lower part and the second connection part of the safety container upper part are preferably designed as an adjustable clamp closure.
  • An advantage this embodiment is that the seal between the lower part of the safety container and the upper part of the safety container can be improved.
  • At least one damping element preferably four damping elements, are preferably arranged on the safety container lower part in the safety container.
  • the damping element preferably the four damping elements, is preferably arranged to extend beyond a bottom surface of the safety container lower part.
  • the security container lower part is preferably configured as a parallelepiped with four security container lower part edges arranged vertically in the operating state of the security container.
  • the safety container shell is configured with four, in the operating state of the containment container vertically arranged safety container upper edge.
  • the four damping elements are preferably arranged on the outside of the four vertically arranged lower security container edges.
  • the security container for transporting, storing or testing an electrochemical device comprises a sensor unit for detecting a fire or overheating of the electrochemical device and means for flooding the interior of the container with a liquid medium, which can be controlled by the sensor unit.
  • the security container is designed as a watertight container in the sense that liquid filled in it remains up to a certain level in it.
  • the sensor unit can in particular show a temperature sensor and / or a smoke detector. Because the liquid medium has a specific heat capacity of at least 2.5 J / (g * K), preferably at least 4 J / (g * K), efficient cooling can be achieved.
  • the liquid medium may preferably be, for example, water.
  • the electrochemical device can be a battery or a single cell, in particular a Li-ion battery or cell.
  • the opening has a filter element, which in particular contains rock wool.
  • the said opening can preferably be connected to an external flue.
  • said filter element has the effect of roughly pre-cleaning possibly exiting flue gas; on the other hand, it can be achieved by the filter element that a certain protection against the penetration of a flame from the inside of the container into the outside area is ensured.
  • the security container has a tank for the liquid medium with a pressure generating means, a certain mobility of the container can be achieved due to the then existing independence of a fire extinguishing water connection.
  • the said tank can in particular have a compressed air cartridge for rapid pressure generation.
  • a mechanical pressure generating unit for example in the form of a compressed spiral spring connected to a piston, is also conceivable here.
  • the security container will preferably contain an opening flap for introducing and removing the electrochemical device. Characterized in that in the area of the opening flap a swellable fire string is arranged, which swells at temperatures above 150 ° C and thus improves the sealing of the containment, a further increase in fire safety can be achieved.
  • the containment may also be used within automotive repair shops for the storage of vehicle batteries during maintenance and repair.
  • a method for handling an electrochemical device in particular a preferably designed for use in a motor vehicle lithium-ion battery, the object of the invention is achieved in that the to be handled electrochemical device for recovering and / or extinguishing a fire and / or for avoiding a fire and / or for transport and / or storage in a security container described above is brought.
  • overheating or burning is preferably detected by means of a sensor unit, and subsequently an extinguishing process is triggered.
  • the interior of the containment is flooded with an amount of a liquid medium for extinguishing or cooling.
  • the electrochemical device which may be in particular a battery such as a lithium-ion battery, is cooled rapidly below a temperature at which the fire is based lying chemical reactions come to a standstill.
  • the fire in a preferred embodiment of the Process not stifled, but it is a targeted, rapid cooling of the burning battery made.
  • a fire prevention can be achieved by cooling in case of overheating, before a fire arises.
  • the strong cooling effect ensures that a so-called “thermal runaway” of an optionally overheated electrochemical element is effectively avoided.
  • a “thermal runaway” is understood to mean a situation in which the electrochemical element, such as a battery, reaches a temperature in the range of about 200 ° C., where it or it is no longer effective in a noncritical state by conventional spraying or by deoxygenation Condition can be brought, so that, if necessary, a practically no longer controllable fire arises.
  • the mass of the liquid medium corresponds at least to the mass of the electrochemical device to be extinguished, preferably at least one and a half times the mass of the electrochemical device to be extinguished, an optimum cooling effect is achieved.
  • the cooling effect can be further increased by the liquid medium having a specific heat capacity of at least 2.5 J / (g * K), preferably at least 4.0 J / (g * K); in particular the use of water as a liquid medium is to be mentioned here.
  • the low conductivity of additional water is beneficial.
  • the use of additives can increase the conductivity id R, so that the risk of oxyhydrogen gas formation would arise. Safety can be further increased by using demineralized water.
  • liquids with a conductance comparable to water are advantageous here.
  • the liquid medium may include an extinguishing agent additive.
  • at least one extinguishing agent additive consisting of a polymer preparation which takes up a multiple of its weight in water, and an adhesive and heat-shielding gel, without air inclusions, consisting of uniformly thickened water is used.
  • At least one extinguishing agent additive has a good adhesion even on smooth, vertical surfaces.
  • layer thicknesses up to 10 mm are formed.
  • the layer thickness can also be larger or smaller.
  • the at least one extinguishing agent additive reduces the rate of evaporation of the water, even at high temperatures, due to physico-chemical properties. Furthermore, preferably the extinguishing water consumption is lowered.
  • the at least one extinguishing agent additive is at least partially biodegradable.
  • Particularly preferred extinguishing agent additives have a product viscosity of 200 to 500 mPas at 20 ° C. The product viscosity can also be larger or smaller.
  • particularly preferred extinguishing agent additives have densities of 1.05 g / cm3. The density can also be larger or smaller.
  • extinguishing agent additives have a pH between 6.9 and 7.1 at 20 ° C.
  • the pH can also be larger or smaller.
  • the preferred dosage rate of the extinguishing agent additives is 1, 0% to 1, 5% for fire fighting, 2.0% to 3.0% for shielding, and 1, 0% to 2.0% for extinguishing systems.
  • the dosing rate can also be larger or smaller.
  • Such an extinguishing agent additive is sold, for example, under the trade name "Firesorb” by Evonik (2010, approval number PL 1-98).
  • a smoke detector with an external contact to trigger a deletion or flooding device come. Regardless of the presence of a temperature sensor, it is advantageous to initiate the extinguishing or cooling process immediately, as soon as the presence of smoke is determined by the smoke detector - possibly even at normal temperatures.
  • control logic for a deletion or flooding device may be such that in case of detection of smoke in each case, the flooding process is initiated, but at the latest when a temperature of 100 ° C is exceeded.
  • outflowing gas in particular flue gas
  • flue gas is passed through the liquid medium for at least partial purification
  • the outflowing gas can be filtered out of the container.
  • the outflowing gas can be discharged from the interior of the containment into the environment, in particular by means of an opening provided, for example, with a filter element for pressure equalization.
  • the filter element may in particular contain rock wool.
  • Efficient, rapid cooling can be achieved by flooding the interior of the containment within a period of less than 40 seconds, preferably less than 30 seconds.
  • the flooding of the containment can be stopped as soon as a certain amount of liquid medium has been introduced into the tank or a certain level in the tank has been reached; Further, after flooding the medium can be pumped through the above-mentioned opening.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a security container according to a first exemplary embodiment of the present invention, a longitudinal side view of a security container according to a second exemplary embodiment of the present invention, an end view of the security container after the second
  • Fig. 1 shows a security container 1 according to a first embodiment of the present invention
  • the outer wall 2 is made of double-walled steel with an insulation made of rock wool. Alternatively, it is also possible to use highly dispersed silicic acid for the isolation.
  • the total thickness of the outer wall 2 is approximately 50 mm in the present example.
  • an opening 3 for pressure equalization through which any flue gases that may arise can escape.
  • a not designated in the figure 1 filter element for filtering the flue gases and optionally arranged to avoid a flameout.
  • the cross-sectional area of the opening 2 is about 300 cm 2 .
  • the safety container 1 shows a fire water connection 4 as a means for flooding its interior.
  • the extinguishing water connection 4 may in particular contain a bayonet closure or a fire service connection.
  • a Opening flap 5 is arranged, which can be additionally sealed by means of a swelling cord 6 in case of fire.
  • the safety container 1 shown in Figure 1 the inner housing 7, which is designed in the present example as a two-layer perforated plate.
  • a rock wool filling is arranged between the two layers of the perforated plate, which provides further protection against flameout.
  • the rock wool layer between the two walls shows a thickness of approx. 50 mm.
  • the inner housing 7 can be easily penetrated by the fluid used for flooding, so that the interior of the inner housing 7 can be effectively cooled.
  • an additional coolant reservoir 8 is arranged in the interior of the inner housing 7, which can be filled, for example, with auxiliary cooling means.
  • the sensor unit 9 located inside the inner housing 7, the sensor unit 9, which includes a combination of a smoke detector and a temperature sensor in the present case; Of course, the use of only one of the two sensor components mentioned is conceivable.
  • the sensor unit 9 triggers the flooding process, for example, by causing the opening of an extinguishing water valve, not shown, or else the triggering of a print cartridge in a tank (also not shown).
  • the electrochemical device 10 here a lithium-ion battery, is located inside the inner housing 7.
  • the safety container 1 shown has a volume of about 250 liters, although other sizes, such as 500 milliliters or 500 liters, are conceivable.
  • the rock wool used for the insulation has a density of about 33 kg / cm 3 in the present embodiment.
  • Figures 2 to 5 show a security container 20 according to a second embodiment of the present invention, wherein the Figure 2 shows a longitudinal side view of the security container 20 and Figure 3 shows an end view of the security container 20 and Figure 4 shows a perspective view of the security container 20 and FIG. 5 shows a cross-sectional view of the containment 20.
  • the security container 20 has a security container bottom part 21 and a security container upper part 22, wherein a first attached to thecousticianteil 21 connecting part 31 and a second attached to thestrong matterseroberteil 22 connecting part 32 has a substantially sealed connection between the sports ascertainerunterteil 21 and cause the safety container shell 22, wherein in the embodiment shown in these figures on the longitudinal sides of the safety container base 21 each have three first connection parts 31 and on the front sides of the safety container lower part 21 two first connecting parts 31 are arranged.
  • two second connecting parts 32 are arranged on the longitudinal sides of the safety container upper part 22, and two second connecting parts 32 are respectively arranged on the end sides of the safety container upper part 22.
  • handle elements 29 can be arranged on the safety container upper part 22 for easier and safe handling.
  • handle elements 29 can be arranged on the safety container upper part 22 for easier and safe handling.
  • four handles are arranged on the outer surface of the lid side of the safety container upper part 22.
  • the handles may also be arranged laterally on the upper part of the safety container 22
  • an exhaust air opening 24 can be introduced in the cover side of the safety container upper part 22 and an exhaust air opening cover 30 can be attached.
  • attenuation elements 33 which extend beyond a bottom surface 34 of the safety container lower part 21, can be arranged on four vertically oriented safety container lower part edges of the essentially cuboid-shaped safety container lower part 21. At the bottom of the damping elements 33 foot parts 35 may continue to be arranged.
  • the safety container upper part 22 has an exhaust air opening 24.
  • a filter element 24, an acid neutralization element 25, a dust filter element 26 and an exhaust air cooling element 28 are arranged in this order in front of the exhaust port 24 in the safety container shell 22.
  • the filter element 24, the acid neutralization element 25, the dust filter element 26 and the exhaust air cooling element 28 can be held in the ceiling part of the safety container shell 22 mounted brackets 36, which may be formed in particular as support rods.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsbehälter (20) für eine elektrochemische Vorrichtung. Der Sicherheitsbehälter (20) weist ein mindestens ein erstes, bevorzugt ein erstes thermisches Schutzelement (21 a) aufweisendes Sicherheitsbehälterunterteil (21) mit einem Aufnahmebereich (23) für die elektrochemische Vorrichtung und ein mindestens ein zweites, bevorzugt ein zweites thermisches Schutzelement (22b) aufweisendes Sicherheitsbehälteroberteil (22) mit einer Abluftöffnung (24) auf, wobei der Aufnahmebereich (23) des Sicherheitsbehälterunterteils (21) zur Aufnahme mindestens einer elektrochemischen Vorrichtung ausgestaltet ist und wobei das Sicherheitsbehälterunterteil (21) mit mindestens einem ersten Verbindungsteil (31) und das Sicherheitsbehälteroberteil (22) mindestens einem zweiten Verbindungsteil (32) zu einer lösbaren Verbindung von dem Sicherheitsbehälterunterteil (21 ) mit dem Sicherheitsbehälteroberteil (22) ausgestaltet sind.

Description

Sicherheitsbehälter zur Handhabung einer elektrochemischen Vorrichtung und Verfahren zur Handhabung einer in einem
Sicherheitsbehälter angeordneten elektrochemischen Vorrichtung
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsbehälter zur Aufbewahrung/Handhabung einer elektrochemischen Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Aufbewahrung/Handhabung einer in einem Sicherheitsbehälter angeordneten elektrochemischen Vorrichtung; und insbesondere betrifft sie ein Verfahren zum Löschen eines Brands einer in einem Sicherheitsbehälter angeordneten elektrochemischen Vorrichtung sowie einen Sicherheitsbehälter für eine Batterie, wie beispielsweise eine Lithium-Ionen-Batterie.
Batterien, wie beispielsweise Lithium-Ionen-Batterien zeigen insbesondere in denjenigen Fällen, in welchen einzelne Zellen der Batterie beispielsweise durch Handhabungsfehler oder sonstige nachteilige äußere Einflüsse beschädigt sind, die Problematik, dass es gegebenenfalls aufgrund von Überhitzung und damit einhergehenden elektrochemischen Reaktionen zum Ausbruch eines Brands der Batterie oder einzelner Zellen kommt. Die Bekämpfung eines derartigen Brands erweist sich dabei insbesondere deswegen als besonders schwierig, weil oberhalb einer bestimmten Reaktionstemperatur, typischerweise größenordnungsmäßig 200 °C, durch chemische Reaktionen der Bestandteile der Batterien/Zellen Sauerstoff oder andere Reagenzien freigesetzt werden. Dieser Umstand führt dazu, dass ein Löschen eines Batteriebrandes durch beispielsweise Ersticken mit C02 oder einem anderen geeigneten Gas nicht möglich ist, da durch den Brand selbst Sauerstoff freigesetzt wird. Insbesondere diese Problematik hat in der Vergangenheit dazu geführt, dass beschädigte Batterien oder Batteriezellen mit einer Masse über 500 g auf dem Gebiet der Bundesrepublik Deutschland nicht ohne Ausnahmegenehmigung transportiert werden durften. Dadurch wurde der Umgang mit derartigen Batterien in der Vergangenheit erheblich erschwert.
Die Erfindung stellt sich damit die Aufgabe, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, welche den Umgang mit beschädigten Batterien bzw. Batteriezellen, die sich gegebenenfalls in einem Undefinierten Zustand befinden können, vereinfacht. Diese Aufgabe wird durch einen Sicherheitsbehälter für eine elektrochemische Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren zur Handhabung einer elektrochemischen Vorrichtung nach Anspruch 33 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.
Bei einem Sicherheitsbehälter für eine elektrochemische Vorrichtung, ins- besondere für eine vorzugsweis zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug ausgestalteten Lithium-Ionen-Batterie, wird die Aufgabe der Erfindung gelöst durch ein mindestens ein erstes, bevorzugt ein erstes thermisches Schutzelement aufweisendes Sicherheitsbehälterunterteil mit einem Aufnahmebereich für die elektrochemische Vorrichtung und ein mindestens ein zweites, bevorzugt ein zweites thermisches Schutzelement aufweisendes Sicherheitsbehälteroberteil mit einer Abluftöffnung, wobei der Aufnahmebereich des Sicherheitsbehälterunterteils zur Aufnahme mindestens einer elektrochemischen Vorrichtung ausgestaltet ist und wobei das Sicherheitsbehälterunterteil mit mindestens einem ersten Verbindungsteil und das Sicherheitsbehälteroberteil mindestens einem zweiten Verbindungsteil zu einer lösbaren Verbindung von dem Sicherheitsbehälterunterteil mit dem Sicherheitsbehälteroberteil ausgestaltet sind. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass durch die zweiteilige Ausgestaltung des Sicherheitsbehälters die Handhabbarkeit der elektrochemischen Vorrichtung vereinfacht wird. Ein anderer Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass aufgrund der lösbaren Verbindung sowohl die Handhabbarkeit als auch die Sicherheit erhöht und Beeinträchtigungen der Umgebung verringert werden können.
Unter einer elektrochemischer Vorrichtung ist für die vorliegende Erfindung ein elektrochemischer Energiespeicher mit mindestens einer elektrochemischen Zelle zu verstehen, also eine Einrichtung, die Energie in chemischer Form speichern, in elektrischer Form an einen Verbraucher abgeben und vorzugsweise auch in elektrischer Form aus einer Ladeeinrichtung aufnehmen kann. Wichtige Beispiele solcher elektrochemischen Energiespeicher sind galvanische Zellen oder Brennstoffzellen. Die elektrochemische Zelle weist wenigstens eine erste und eine zweite Einrichtung zur Speicherung elektrisch unterschiedlicher Ladungen, die als eine Elektrodenanordnung ausgestaltet sind, sowie ein Mittel zur Herstellung einer elektrischen Wirkverbindung beider genannten Einrichtungen auf, wobei Ladungsträger zwischen diesen beiden Einrichtungen verschoben werden können. Unter dem Mittel zur Herstellung einer elektrischen Wirkverbindung ist z. B. ein Elektrolyt zu verstehen, welcher als lonenleiter wirkt.
Bevorzugt ist bei dem Sicherheitsbehälter im Inneren des Sicherheitsbehälteroberteils zuströmseitig vor der Abluftöffnung ein Filterelement, insbesondere ein Organ ikfilterelement angeordnet. Besonders bevorzugt weist bei dem Sicherheitsbehälter das Filterelement ein Filtermaterial mit Aktivkohle, insbesondere mit granulierter Aktivkohle und/oder mit extrudierter Aktivkohle, auf, wobei vorzugsweise die granulierte Aktivkohle und/oder die extrudierte Aktivkohle Korngrößen aufweist, die aus einer Größengruppe ausgewählt werden, die Korngrößen von 4 mm x 6 mm, 4 mm x 8 mm oder 4 mm x 10 mm umfasst. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass durch Herausfilterung von Schadstoffen aus der Abluft aus dem Sicherheitsbehälter Beeinträchtigungen der Umgebung weiter verringert werden können. Ein Vorteil der Ausgestaltung mit granulierter Aktivkohle und/oder extrudierter Aktivkohle liegt darin, dass besonders wirksam die Reaktionsprodukte einer gefährdeten Lithium-Ionen-Batterie herausgefiltert werden können. Weiterhin bevorzugt weist das Filtermaterial einen Gewichtsanteil an Aktivkohle im Bereich von 70 % bis 95 % und vorzugsweise im Bereich von 80 % bis 90 % aufweist. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass diese Gewichtsanteile als besonders wirksam für die Filterung erwiesen haben. Bevorzugt ist bei dem Sicherheitsbehälter im Inneren des Sicherheitsbehälteroberteils zuströmseitig vor dem Organikfilterelement und vor der Abluftöffnung ein Säurenneutralisationselement, insbesondere ein Flusssäurenneutralisations- element angeordnet. Besonders bevorzugt weist bei dem Sicherheitsbehälter das Säurenneutralisationselement Claciumcarbonat und/oder Claciumchlorid und/oder Natriumhydroxid auf. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass durch Neutralisierung von Säuren, insbesondere der Flusssäure in der Abluft aus dem Sicherheitsbehälter Beeinträchtigungen der Umgebung zusätzlich verringert werden können.
Bevorzugt ist bei dem Sicherheitsbehälter im Inneren des Sicherheitsbehälter- Oberteils zuströmseitig vor dem Säurenneutralisationselement und vor dem Organikfilterelement und vor der Abluftöffnung ein Staubfilterelement für Metalloxide angeordnet. Besonders bevorzugt weist bei dem Sicherheitsbehälter das Staubfilterelement für Metalloxide hitzebeständige Gewebefilter auf. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass durch Herausfilterung von Metalloxiden aus der Abluft aus dem Sicherheitsbehälter Beeinträchtigungen der Umgebung besonders wirkungsvoll verringert werden können.
Bevorzugt ist bei dem Sicherheitsbehälter im Inneren des Sicherheitsbehälteroberteils zuströmseitig vor dem Staubfilterelement für Metalloxide und vor dem Säurenneutralisationselement und vor dem Organikfilterelement und vor der Abluftöffnung ein Abluftkühlelement angeordnet. Bevorzugt weist bei dem Sicherheitsbehälter das Abluftkühlelement ein Metalldrahtgeflecht auf, welches zur Wärmeableitung angeordnet und ausgestaltet ist. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass schädliche Hitzeeinwirkungen auf das Staubfilterelement, das Säurenneutralisationselement und das Organikfilter- element verringert werden können. Bevorzugt weist bei dem Sicherheitsbehälter das erste thermische Schutzelement Steinwolle und/oder das zweite thermisches Schutzelement Steinwolle auf. Besonders bevorzugt weist das erste thermische Schutzelement erste brandhemmende Materialien auf, wobei vorzugsweise die ersten brand- hemmenden Materialien aus einer Gruppe anorganischer Flammschutzmittel ausgewählt werden, die umfasst: Aluminiumhydroxid (AI(OH)3), Magnesiumhydroxid (Mg(OH)2), Ammoniumsulfat ((NH4)2S04), Ammoniumphosphat ((NH4)3P04), roter Phosphor, Antimontrioxid (Sb203) Antimonpentoxid (Sb205) und gelöschter Kalk (Ca(OH)2). Weiterhin bevorzugt weist das zweite thermische Schutzelement zweite brandhemmende Materialien auf, wobei vorzugsweise die zweiten brandhemmenden Materialien aus einer Gruppe anorganischer Flammschutzmittel ausgewählt werden, die umfasst: Aluminiumhydroxid (AI(OH)3), Magnesiumhydroxid (Mg(OH)2), Ammoniumsulfat ((NH4)2S04), Ammoniumphosphat ((NH4)3P04), roter Phosphor, Antimontrioxid (Sb203) Antimonpentoxid (Sb205) und gelöschter Kalk (Ca(OH)2). Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Brandgefahr verringert werden kann.
Bevorzugt weist bei dem Sicherheitsbehälter das Sicherheitsbehälterunterteil ein erstes Lichtbogenschutzelement und/oder dass das Sicherheitsbehälteroberteil ein zweites Lichtbogenschutzelement auf, wobei vorzugsweise das erste Lichtbogenschutzelement eine Keramik und/oder das zweite Lichtbogenschutzelement eine Keramik aufweist. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass der Schutz der Umgebung verbessert und die die Brandgefahr verringert werden kann.
Bevorzugt weist bei dem Sicherheitsbehälters das Sicherheitsbehälteroberteil mindestens ein Griffelement, bevorzugt zwei Griffelemente und besonders bevorzugt vier Griffelemente auf. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Handhabung vereinfacht wird.
Bevorzugt weist bei dem Sicherheitsbehälter die Abluftöffnung des Sicherheitsbehälteroberteils eine Abluftöffnungsabdeckung auf. Ein Vorteil dieser Aus- gestaltung liegt darin, dass Einwirkungen auf den Innenraum des Sicherheitsbehälters vermieden werden können.
Bevorzugt ist bei dem Sicherheitsbehälter in die Abluftöffnung des Sicherheitsbehälteroberteils eine Sicherheitsanordnung, insbesondere eine Sicherheits- ventilanordnung eingebracht.
Bevorzugt weist die Sicherheitsanordnung eine Druckentlastungseinrichtung auf, die vorzugsweise wiederverschließbar ist, und die insbesondere ein Ventil, zum Beispiel ein Hörbiger-Ventil und/oder Klappe, zum Beispiel eine Mehrfach- Klappe, die zum Beispiel mehrere Lamellen aufweisen kann, wobei sich benachbarte Lamellen im geschlossenen Zustand berühren können. Die Klappe kann insbesondere eine federbeaufschlagte Klappe sein. Die Sicherheitseinrichtung kann ferner eine Sollbruchstelle aufweisen, insbesondere in einem Teil der Aufnahmevorrichtung, zum Beispiel in der Verschlusseinrichtung. Bevorzugt sind bei dem Sicherheitsbehälter das erste Verbindungsteil des Sicherheitsbehälterunterteils und das zweite Verbindungsteil des Sicherheitsbehälteroberteils als ein Spannverschluss ausgebildet. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Abdichtung zwischen dem Sicherheitsbehälterunterteil und dem Sicherheitsbehälteroberteil verbessert werden kann. Bevorzugt sind bei dem Sicherheitsbehälter das erste Verbindungsteil des Sicherheitsbehälterunterteils und das zweite Verbindungsteil des Sicherheitsbehälteroberteils als ein Kniehebelverschluss ausgebildet. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Abdichtung zwischen dem Sicherheitsbehälterunterteil und dem Sicherheitsbehälteroberteil verbessert werden kann. Bevorzugt sind bei dem Sicherheitsbehälter das erste Verbindungsteil des Sicherheitsbehälterunterteils und das zweite Verbindungsteil des Sicherheitsbehälteroberteils als ein einstellbarer Klemmverschluss ausgebildet. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Abdichtung zwischen dem Sicherheitsbehälterunterteil und dem Sicherheitsbehälteroberteil verbessert werden kann.
Bevorzugt sind bei dem Sicherheitsbehälter an dem Sicherheitsbehälterunterteil mindestens ein Dämpfungselement, bevorzugt vier Dämpfungselemente ange- ordnet.
Bevorzugt sind bei dem Sicherheitsbehälter das Dämpfungselement, bevorzugt die vier Dämpfungselemente über eine Bodenfläche des Sicherheitsbehälterunterteiles hinaus erstreckend angeordnet.
Bevorzugt ist bei dem Sicherheitsbehälter das Sicherheitsbehälterunterteil quaderförmig mit vier, im Betriebszustand des Sicherheitsbehälters vertikal angeordneten Sicherheitsbehälterunterteilkanten ausgestaltet. Weiterhin bevorzugt ist das Sicherheitsbehälteroberteil mit vier, im Betriebszustand des Sicherheitsbehälters vertikal angeordneten Sicherheitsbehälteroberteilkanten ausgestaltet. Bevorzugt sind bei dem Sicherheitsbehälter die vier Dämpfungselemente an den vier vertikal angeordneten Sicherheitsbehälterunterteilkanten außen angeordnet.
Bevorzugt weist der Sicherheitsbehälter zum Transport, zur Lagerung oder zum Test einer elektrochemischen Vorrichtung eine Sensoreinheit zur Detektion eines Brandes oder einer Überhitzung der elektrochemischen Vorrichtung und Mittel zum Fluten des Inneren des Behälters mit einem flüssigen Medium auf, welche von der Sensoreinheit angesteuert werden können.
Bevorzugt ist es, wenn der Sicherheitsbehälter als wasserdichter Behälter in dem Sinne, dass in ihn eingefüllte Flüssigkeit bis zu einem bestimmten Füllstand in ihm verbleibt, ausgeführt ist. Bevorzugt kann die Sensoreinheit insbesondere einen Temperatursensor und/oder einen Rauchmelder zeigen. Dadurch, dass das flüssige Medium eine spezifische Wärmekapazität von mindestens 2,5 J/(g*K), vorzugsweise mindestens 4 J/(g*K) besitzt, kann eine effiziente Kühlung erreicht werden.
Bevorzugt kann es sich bei dem flüssigen Medium beispielsweise um Wasser handeln.
Bei der elektrochemischen Vorrichtung kann es sich um eine Batterie oder eine einzelne Zelle, insbesondere eine Li-Ionen Batterie bzw. -Zelle handeln.
Dadurch, dass der Sicherheitsbehälter eine Öffnung zum Druckausgleich aufweist, kann eine Explosion des Sicherheitsbehälters im Brandfall vermieden werden.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die Öffnung ein Filterelement, welches insbesondere Steinwolle enthält, aufweist.
Die genannte Öffnung kann dabei bevorzugt mit einem externen Rauchabzug verbunden sein. Das genannte Filterelement hat einerseits die Wirkung, eventuell austretendes Rauchgas grob vorzureinigen, andererseits kann durch das Filterelement erreicht werden, dass ein gewisser Schutz gegen das Durchschlagen einer Flamme vom Inneren des Behälters in den Außenbereich gewährleistet wird.
Dadurch, dass der Sicherheitsbehälter einen Tank für das flüssige Medium mit einem Druckerzeugungsmittel aufweist, kann eine gewisse Mobilität des Behälters aufgrund der dann vorhandenen Unabhängigkeit von einem Löschwasseranschluss erreicht werden. Der genannte Tank kann dabei insbesondere eine Druckluftpatrone zur schnellen Druckerzeugung aufweisen. Auch eine mechanische Druckerzeugungseinheit, beispielsweise in Form einer mit einem Kolben verbundenen komprimierten Spiralfeder ist hier denkbar. Bevorzugt wird der Sicherheitsbehälter eine Öffnungsklappe zum Einbringen und Entnehmen der elektrochemischen Vorrichtung enthalten. Dadurch, dass im Bereich der Öffnungsklappe eine aufquellbare Brandschnur angeordnet ist, welche bei Temperaturen von oberhalb 150 °C aufquillt und somit die Abdichtung des Sicherheitsbehälters verbessert, kann eine weitere Erhöhung der Brandsicherheit erreicht werden.
Der Sicherheitsbehälter kann auch innerhalb von Kraftfahrzeug-Werkstätten zur Aufbewahrung von Fahrzeugbatterien während Wartung und Reparatur zur Anwendung kommen. Bei einem Verfahren zur Handhabung einer elektrochemische Vorrichtung, insbesondere einer vorzugsweis zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug ausgestalteten Lithium-Ionen-Batterie, wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, dass die zu handhabende elektrochemische Vorrichtung zum Bergen und/oder zum Löschen eines Brandes und/oder zum Vermeiden eines Brandes und/oder zum Transportieren und/oder zum Lagern in einen vorstehend beschriebenen Sicherheitsbehälter gebracht wird.
Bevorzugt wird bei dem Verfahren zum Löschen oder Vermeiden eines Brandes einer in einem Sicherheitsbehälter angeordneten elektrochemischen Vorrichtung eine Überhitzung oder ein Brand mittels einer Sensoreinheit detektiert und nach- folgend ein Löschvorgang ausgelöst. Dabei wird zum Löschen oder Kühlen das Innere des Sicherheitsbehälters mit einer Menge eines flüssigen Mediums geflutet.
Durch das Fluten des Behälterinneren mit dem flüssigen Medium wird erreicht, dass die elektrochemische Vorrichtung, bei welcher es sich insbesondere um eine Batterie, wie beispielsweise eine Lithium-Ionen-Batterie handeln kann, schnell unter eine Temperatur abgekühlt wird, bei welcher die dem Brand zugrunde liegenden chemischen Reaktionen zum Erliegen kommen. Mit anderen Worten wird der Brand bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Verfahrens nicht erstickt, sondern es wird eine gezielte, schnelle Kühlung der brennenden Batterie vorgenommen.
Ebenso kann durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Brandvermeidung durch eine Kühlung bei Überhitzung erreicht werden, bevor ein Brand entsteht. Durch die starke Kühlwirkung wird erreicht, dass ein sogenannter "Thermal Runaway" eines gegebenenfalls überhitzten elektrochemischen Elementes wirksam vermieden wird. Unter einem "Thermal Runaway" wird eine Situation verstanden, bei welcher das elektrochemische Element wie bspw. eine Batterie eine Temperatur im Bereich von ca. 200°C erreicht, wo es bzw. sie mit konventionellen Sprühverfahren oder durch Sauerstoffentzug nicht mehr wirksam in einen unkritischen Zustand gebracht werden kann, so dass gegebenenfalls ein praktisch nicht mehr kontrollierbarer Brand entsteht.
Bevorzugt wird dadurch, dass die Masse des flüssigen Mediums mindestens der Masse der zu löschenden elektrochemischen Vorrichtung, vorzugsweise mindestens dem Anderthalbfachen der Masse der zu löschenden elektrochemischen Vorrichtung entspricht, eine optimale Kühlwirkung erreicht.
Die Kühlwirkung kann darüber hinaus dadurch gesteigert werden, dass das flüssige Medium eine spezifische Wärmekapazität von mindestens 2,5 J/(g*K), vorzugsweise mindesten 4,0 J/(g*K) besitzt; insbesondere die Verwendung von Wasser als flüssiges Medium ist hier zu nennen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die geringe Leitfähigkeit von zusatzfreiem Wasser von Vorteil. Die Verwendung von Zusätzen kann die Leitfähigkeit i. d. R erhöhen, so dass die Gefahr einer Knallgasbildung entstehen würde. Die Sicherheit kann dadurch weiter erhöht werden, dass vollentsalztes oder demineralisiertes Wasser verwendet wird. Prinzipiell sind hier Flüssigkeiten mit einem dem Wasser vergleichbaren Leitwert vorteilhaft. Bei einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel kann das flüssige Medium einen Löschmittelzusatz aufweisen. Vorzugsweise wird mindestens ein Löschmittelzusatz bestehend aus einer Polymerzubereitung, welche ein Vielfaches ihres Gewichtes an Wasser aufnimmt, und ein haftfähiges und hitzeabschirmendes Gel, ohne Lufteinschlüsse, bestehend aus gleichmäßig verdicktem Wasser, verwendet.
Vorzugsweise besitzt mindestens ein Löschmittelzusatz eine gute Adhäsionsfähigkeit auch an glatten, senkrechten Flächen. Bevorzugt werden Schichtdicken bis 10 mm gebildet. Die Schichtdicke kann aber auch größer oder kleiner sein. Vorzugsweise reduziert der mindestens eine Löschmittelzusatz aufgrund physikalisch-chemischer Eigenschaften die Verdunstungsrate des Wassers auch bei hohen Temperaturen. Weiterhin bevorzugt wird dadurch der Löschwasserverbrauch gesenkt. Vorzugsweise ist der mindestens eine Löschmittelzusatz zumindest teilweise biologisch abbaubar. Besonders bevorzugte Löschmittelzusätze weisen eine Produktviskosität von 200 bis 500 mPas bei 20 °C auf. Die Produktviskosität kann aber auch größer oder kleiner sein. Weiterhin besonders bevorzugte Löschmittelzusätze weisen Dichten von 1 ,05 g/cm3 auf. Die Dichte kann aber auch größer oder kleiner sein.
Besonders bevorzugte Löschmittelzusätze weisen einen pH-Wert zwischen 6,9 und 7,1 bei 20°C auf. Der pH-Wert kann aber auch größer oder kleiner sein. Die bevorzugte Dosierrate der Löschmittelzusätze beträgt 1 ,0% bis 1 ,5% bei Brandbekämpfung, 2,0% bis 3,0% bei Abschirmung, und 1 ,0% bis 2,0% bei Löschanlagen. Die Dosierrate kann aber auch größer oder kleiner sein. Solch ein Löschmittelzusatz wird beispielsweise unter dem Handelsnamen„Firesorb" von der Firma Evonik vertrieben (2010; Zulassungsnummer PL 1-98).
Dadurch, dass der Lösch- oder Kühlvorgang ausgelöst wird, sobald im Inneren des Sicherheitsbehälters eine Temperatur von > 80 °C gemessen wird, kann ein erhöhte Sicherheit erreicht werden. Durch diese vergleichsweise niedrige Temperaturschwelle wird der Tatsache Rechnung getragen, dass das Verfahren bei Transport, Lagerung und gegebenenfalls auch Test von beschädigten Batterien zur Anwendung kommt, wo die Gefahr eines Brandes gegenüber dem Fall einer vollständig intakten Batterie bzw. Zelle deutlich erhöht ist.
Zur Anwendung kann ferner beispielsweise ein Rauchmelder mit einem externen Kontakt zur Auslösung einer Lösch- bzw. Flutvorrichtung kommen. Un- abhängig vom Vorhandensein eines Temperatursensors ist es vorteilhaft, den Lösch- oder Kühlvorgang sofort einzuleiten, sobald durch den Rauchmelder - gegebenenfalls auch bei Normaltemperaturen - das Vorhandensein von Rauch ermittelt wird.
Im Fall einer Kombination aus Rauchmelder und Temperatursensor kann die Ansteuerlogik für eine Lösch- bzw. Flutvorrichtung insbesondere derart beschaffen sein, dass im Falle einer Detektion von Rauch in jedem Fall der Flutvorgang eingeleitet wird, bei Abwesenheit von Rauch spätestens jedoch dann, sobald eine Temperatur von ca. 100 °C überschritten ist.
Dadurch, dass ausströmendes Gas, insbesondere Rauchgas, zur mindestens teilweisen Reinigung durch das flüssige Medium hindurchgeleitet wird, kann eine Verringerung möglicher Kontaminationen der Umgebung erreicht werden.
Zusätzlich oder alternativ kann das ausströmende Gas gefiltert aus dem Behälter abgeführt werden.
Hierzu kann das ausströmende Gas insbesondere durch eine bspw. mit einem Filterelement versehene Öffnung zum Druckausgleich aus dem Inneren des Sicherheitsbehälters in die Umgebung abgeführt werden. Das Filterelement kann dabei insbesondere Steinwolle enthalten.
Eine effiziente, schnelle Kühlung kann dadurch erreicht werden, dass das Innere des Sicherheitsbehälters innerhalb eines Zeitraumes von unter 40 s, vorzugsweise von unter 30 s, geflutet wird. Das Fluten des Sicherheitsbehälters kann gestoppt werden, sobald eine bestimmte Menge flüssigen Mediums in den Behälter eingebracht wurde oder ein bestimmter Füllstand im Behälter erreicht ist; ferner kann nach dem Fluten das Medium durch die o. g. Öffnung abgepumpt werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und mit Hilfe von Figuren näher beschrieben. Dabei zeigt: eine perspektivische Darstellung eines Sicherheitsbehälters nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, eine Längsseitenansicht eines Sicherheitsbehälters nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, eine Stirnseitenansicht des Sicherheitsbehälters nach dem zweiten
Ausführungsbeispiel aus der Figur 2,
eine perspektivische Darstellung des Sicherheitsbehälters nach dem zweiten Ausführungsbeispiel aus den Figuren 2 und 3 und eine Querschnittsdarstellung des Sicherheitsbehälters nach dem zweiten Ausführungsbeispiel aus den Figuren 2, 3 und 4.
Fig. 1 zeigt einen Sicherheitsbehälter 1 nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, dessen Außenwand 2 aus doppelwandigem Stahlblech mit einer Isolierung aus Steinwolle ausgeführt ist. Alternativ kann zur Isolierung auch hochdisperse Kieselsäure verwendet werden. Die Gesamtdicke der Außenwand 2 beträgt im vorliegenden Beispiel ca. 50 mm. In die Außenwand 2 integriert ist eine Öffnung 3 zum Druckausgleich, durch welche eventuell entstehende Rauchgase entweichen können. In der Öffnung 3 ist ein in der Figur 1 nicht bezeichnetes Filterelement zur Filterung der Rauchgase und gegebenenfalls zur Vermeidung eines Flammendurchschlags angeordnet. Vorteilhafterweise beträgt die Querschnittsfläche der Öffnung 2 ca. 300 cm2. Ferner zeigt der Sicherheitsbehälter 1 einen Löschwasseranschluss 4 als Mittel zum Fluten seines Innenraums. Dabei kann der Löschwasseranschluss 4 insbesondere einen Bajonettverschluss oder auch einen Feuerwehranschluss enthalten. Im vorderen Bereich des Sicherheitsbehälters 1 ist eine Öffnungsklappe 5 angeordnet, die mittels einer aufquellenden Brandschnur 6 im Brandfall zusätzlich abgedichtet werden kann. Ferner zeigt der in Fig. 1 dargestellte Sicherheitsbehälter 1 das Innengehäuse 7, welches im vorliegenden Beispiel als zweilagiges Lochblech ausgeführt ist; dabei ist zwischen den beiden Lagen des Lochblechs eine Steinwollefüllung angeordnet, welche einen weiteren Schutz vor Flammendurchschlag bietet. Die Steinwolleschicht zwischen den beiden Wänden zeigt dabei eine Dicke von ca. 50 mm.
Im Falle einer Flutung des Sicherheitsbehälters 1 kann das Innengehäuse 7 leicht von der zur Flutung verwendeten Flüssigkeit durchtreten werden, so dass der Innenraum des Innengehäuses 7 wirksam gekühlt werden kann.
Zur weiteren Verbesserung der Sicherheit ist im Inneren des Innengehäuses 7 ein zusätzlicher Kühlmittelbehälter 8 angeordnet, der beispielsweise mit Hilfsmitteln zur Kühlung gefüllt sein kann. Ferner befindet sich im Inneren des Innengehäuses 7 die Sensoreinheit 9, welche im vorliegenden Fall eine Kombination aus einem Rauchmelder und einem Temperatursensor enthält; selbstverständlich ist auch die Verwendung lediglich von einer der beiden genannten Sensorkomponenten denkbar.
Die Sensoreinheit 9 löst nach der Detektion eines Brandes den Flutvorgang bspw. dadurch aus, dass sie das Öffnen eines nicht dargestellten Löschwasser- ventils oder auch das Auslösen eine Druckpatrone in einem ebenfalls nicht dargestellten Tank veranlasst.
Im gezeigten Beispiel befindet sich im Inneren des Innengehäuses 7 die elektrochemische Vorrichtung 10, hier eine Lithium-Ionen-Batterie.
Der gezeigte Sicherheitsbehälter 1 weist ein Volumen von ca. 250 Litern auf, wobei auch andere Größen, wie beispielsweise 500 Milliliter oder 500 Liter, denkbar sind. Die zur Isolierung verwendete Steinwolle hat im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Dichte von ca. 33 kg/cm3.
Die Figuren 2 bis 5 zeigen einen Sicherheitsbehälter 20 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei die Figur 2 eine Längs- Seitenansicht des Sicherheitsbehälters 20 zeigt und die Figur 3 eine Stirnseitenansicht des Sicherheitsbehälters 20 zeigt und die Figur 4 eine perspektivische Darstellung des Sicherheitsbehälters 20 zeigt und die Fig. 5 eine Querschnittsdarstellung des Sicherheitsbehälters 20 zeigt. Aus diesen Figuren ist zu erkennen, dass der Sicherheitsbehälter 20 ein Sicherheitsbehälterunterteil 21 und ein Sicherheitsbehälteroberteil 22 aufweist, wobei ein erstes an dem Sicherheitsbehälterunterteil 21 angebrachtes Verbindungsteil 31 und ein zweites an dem Sicherheitsbehälteroberteil 22 angebrachtes Verbindungsteil 32 eine im Wesentlichen abgedichtete Verbindung zwischen dem Sicherheitsbehälterunterteil 21 und dem Sicherheitsbehälteroberteil 22 bewirken, wobei bei dem in diesen Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel an den Längsseiten des Sicherheitsbehälterunterteiles 21 jeweils drei erste Verbindungsteile 31 und an den Stirnseiten des Sicherheitsbehälterunterteiles 21 jeweils zwei erste Verbindungsteile 31 angeordnet sind. Entsprechend sind bei diesem Ausführungsbeispiel an den Längsseiten des Sicherheitsbehälteroberteils 22 je- weils drei zweite Verbindungsteile 32 und an den Stirnseiten des Sicherheitsbehälteroberteils 22 jeweils zwei zweite Verbindungsteile 32 angeordnet.
Weiterhin können an dem Sicherheitsbehälteroberteil 22 zur einfacheren und sicheren Handhabung Griffelemente 29 angeordnet sein. Bei dem in den Figuren 2 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispiel sind vier Griffe an der äußeren Oberfläche der Deckelseite des Sicherheitsbehälteroberteils 22 angeordnet. Nach einem in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können die Griffe auch seitlich an dem Sicherheitsbehälteroberteil 22 angeordnet sein
Aus den Figuren 4 und 5 ist zu erkennen, dass in der Deckelseite des Sicherheitsbehälteroberteils 22 eine Abluftöffnung 24 eingebracht und eine Abluftöffnungsabdeckung 30 angebracht sein kann. Weiterhin ist aus den Figuren 2 bis 5 zu erkennen, dass an vier vertikal ausgerichteten Sicherheitsbehälterunterteilkanten des im wesentlichen quaderförmig ausgestalteten Sicherheitsbehälterunterteiles 21 Dämpfungselemente 33 angeordnet sein können, welche sich über eine Bodenfläche 34 des Sicherheits- behälterunterteiles 21 hinaus erstrecken. An der Unterseite der Dämpfungselemente 33 können weiterhin Fußteile 35 angeordnet sein.
Aus der Figur 5 ist zu erkennen, dass das Sicherheitsbehälteroberteil 22 eine Abluftöffnung 24 aufweist. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels sind ein Filterelement 24, ein Säurenneutralisationselement 25, ein Staubfilterelement 26 und ein Abluftkühlelement 28 in dieser Reihenfolge vor der Abluftöffnung 24 in dem Sicherheitsbehälteroberteil 22 angeordnet. Das Filterelement 24, das Säurenneutralisationselement 25, das Staubfilterelement 26 und das Abluftkühlelement 28 können über in das Deckenteil des Sicherheitsbehälteroberteiles 22 eingebrachte Halterungen 36 gehalten werden, welche insbesondere als Haltestäbe ausgebildet sein können.
Bezugszeichenliste
1 Sicherheitsbehälter nach einem ersten Ausführungsbeispiel
2 Außenwand
3 Öffnung
4 Löschwasseranschluss
5 Öffnungsklappe
6 Brandschnur
7 Innengehäuse
8 Kühlmittelbehälter
9 Sensoreinheit
10 elektrochemische Vorrichtung
20 Sicherheitsbehälter nach einem zweiten Ausführungsbeispie
21 Sicherheitsbehälterunterteil
21a erstes thermisches Schutzelement
22 Sicherheitsbehälteroberteil
22a zweites thermisches Schutzelement
23 Aufnahmebereich
24 Abluftöffnung
25 Filterelement
26 Säurenneutralisationselement
27 Staubfilterelement
28 Abluftkühlelement
29 Griffelement
30 Abluftöffnungsabdeckung
31 erstes Verbindungsteil
32 zweites Verbindungsteil
33 Dämpfungselement
34 Bodenfläche
35 Fußteil
36 Halterung

Claims

Patentansprüche
Sicherheitsbehälter (20) für eine elektrochemische Vorrichtung, insbesondere für eine vorzugsweise zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug ausgestaltete Lithium-Ionen-Batterie, gekennzeichnet durch ein, mindestens ein erstes, bevorzugt ein erstes thermisches Schutzelement (21 a) aufweisendes, Sicherheitsbehälterunterteil (21 ) mit einem Aufnahmebereich (23) für die elektrochemische Vorrichtung und ein, mindestens ein zweites, bevorzugt ein zweites thermisches Schutzelement (22b) aufweisendes, Sicherheitsbehälteroberteil (22) mit einer Abluftöffnung (24), wobei der Aufnahmebereich (23) des Sicherheitsbehälterunterteils (21) zur Aufnahme mindestens einer elektrochemischen Vorrichtung ausgestaltet ist und wobei das Sicherheitsbehälterunterteil (21) mit mindestens einem ersten Verbindungsteil (31 ) und das Sicherheitsbehälteroberteil (22) mindestens einem zweiten Verbindungsteil (32) zu einer lösbaren Verbindung von dem Sicherheitsbehälterunterteil (21 ) mit dem Sicherheitsbehälteroberteil (22) ausgestaltet sind.
Sicherheitsbehälter (20) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Sicherheitsbehälteroberteils (22) zuströmseitig vor der Abluftöffnung (24) ein Filterelement (25), insbesondere ein Organik- filterelement angeordnet ist.
Sicherheitsbehälter (20) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (25) ein Filtermaterial mit Aktivkohle, insbesondere mit granulierter Aktivkohle und/oder mit extrudierter Aktivkohle, aufweist, wobei vorzugsweise die granulierte Aktivkohle und/oder die extrudierte Aktivkohle Korngrößen aufweist, die aus einer Größengruppe ausgewählt werden, die Korngrößen von 4 mm x 6 mm, 4 mm x 8 mm oder 4 mm x 10 mm umfasst. Sicherheitsbehälter (20) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial einen Gewichtsanteil an Aktivkohle im Bereich von 70 % bis 95 % und vorzugsweise im Bereich von 80 % bis 90 % aufweist.
Sicherheitsbehälter (20) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Sicherheitsbehälteroberteils (22) zuströmseitig vor dem Organikfilterelement (25) und vor der Abluftöffnung (24) ein Säurenneutralisationselement (26), insbesondere ein Fluss- säurenneutralisationselement angeordnet ist.
Sicherheitsbehälter (20) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Säurenneutralisationselement (26) Claciumcarbonat und/oder Claciumchlorid und/oder Natriumhydroxid aufweist.
Sicherheitsbehälter (20) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Sicherheitsbehälteroberteils (22) zuströmseitig vor dem Säurenneutralisationselement (26) und vor dem Organikfilterelement (25) und vor der Abluftöffnung (24) ein Staubfilterelement (27) für Metalloxide angeordnet ist.
Sicherheitsbehälter (20) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Staubfilterelement (27) für Metalloxide hitzebeständige Gewebefilter aufweist.
Sicherheitsbehälter (20) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Sicherheitsbehälteroberteils (22) zuströmseitig vor dem Staubfilterelement (27) für Metalloxide und vor dem Säurenneutralisationselement (26) und vor dem Organikfilterelement (25) und vor der Abluftöffnung (24) ein Abluftkühlelement (28) angeordnet ist. Sicherheitsbehälter (20) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Abluftkühlelement (28) ein Metalldrahtgeflecht aufweist, welches zur Wärmeableitung angeordnet und ausgestaltet ist.
Sicherheitsbehälter (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste thermische Schutzelement (21a) Steinwolle und/oder dass das zweite thermisches Schutzelement (22b) Steinwolle aufweist.
Sicherheitsbehälter (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste thermische Schutzelement (21a) erste brandhemmende Materialien aufweist, wobei vorzugsweise die ersten brandhemmenden Materialien aus einer Gruppe anorganischer Flammschutzmittel ausgewählt werden, die umfasst: Aluminiumhydroxid (AI(OH)3), Magnesiumhydroxid (Mg(OH)2), Ammoniumsulfat ((NH4)2S04), Ammoniumphosphat ((NH4)3P04), roter Phosphor, Antimontrioxid (Sb203) Antimonpentoxid (Sb205) und gelöschter Kalk (Ca(OH)2) und/oder dass das zweite thermische Schutzelement (22b) zweite brandhemmende Materialien aufweist, wobei vorzugsweise die zweiten brandhemmenden Materialien aus einer Gruppe anorganischer Flammschutzmittel ausgewählt werden, die umfasst: Aluminiumhydroxid (AI(OH)3), Magnesiumhydroxid (Mg(OH)2), Ammoniumsulfat ((NH4)2S0 ), Ammoniumphosphat ((NH4)3P04), roter Phosphor, Antimontrioxid (Sb203) Antimonpentoxid (Sb205) und gelöschter Kalk (Ca(OH)2).
Sicherheitsbehälter (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsbehälterunterteil (21 ) ein erstes Lichtbogenschutzelement und/oder dass das Sicherheitsbehälteroberteil (22) ein zweites Lichtbogenschutzelement aufweist, wobei vorzugsweise das erste Lichtbogenschutzelement eine Keramik und/oder das zweite Lichtbogenschutzelement eine Keramik aufweist. Sicherheitsbehälter (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsbehälteroberteil (22) mindestens ein Griffelement (29), bevorzugt zwei Griffelemente (29) und besonders bevorzugt vier Griffelemente (29) aufweist.
Sicherheitsbehälter (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Abluftöffnung (24) des Sicherheitsbehälteroberteils (22) eine Abluftöffnungsabdeckung (30) aufweist.
Sicherheitsbehälter (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in die Abluftöffnung (24) des Sicherheitsbehälteroberteils (22) eine Sicherheitsventilanordnung eingebracht ist.
Sicherheitsbehälter (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verbindungsteil (31 ) des Sicherheitsbehälterunterteils (21) und das zweite Verbindungsteil (32) des Sicherheitsbehälteroberteils (22) als ein Spannverschluss ausgebildet sind.
Sicherheitsbehälter (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verbindungsteil (31) des Sicherheitsbehälterunterteils (21 ) und das zweite Verbindungsteil (32) des Sicherheitsbehälteroberteils (22) als ein Kniehebelverschluss ausgebildet sind.
Sicherheitsbehälter (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verbindungsteil (31 ) des Sicherheitsbehälterunterteils (21) und das zweite Verbindungsteil (32) des Sicherheitsbehälteroberteils (22) als ein einstellbarer Klemmverschluss ausgebildet sind.
Sicherheitsbehälter (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Sicherheitsbehälterunterteil (21 ) mindestens ein Dämpfungselement (33), bevorzugt vier Dämpfungselemente (33) angeordnet sind. Sicherheitsbehälter (20) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (33), bevorzugt die vier Dämpfungselemente (33) über eine Bodenfläche (34) des Sicherheitsbehälterunterteiles (21 ) hinaus erstreckend angeordnet sind.
Sicherheitsbehälter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsbehälterunterteil (21 ) quaderförmig mit vier, im Betriebszustand des Sicherheitsbehälters (1 ) vertikal angeordneten Sicherheitsbehälterunterteilkanten ausgestaltet ist und dass das Sicherheitsbehälteroberteil (22) mit vier, im Betriebszustand des Sicherheitsbehälters (1 ) vertikal angeordneten Sicherheitsbehälter- oberteilkanten ausgestaltet ist.
Sicherheitsbehälter (1) nach Anspruch 22 in Abhängigkeit von Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die vier Dämpfungselemente (33) an den vier vertikal angeordneten Sicherheitsbehälterunterteilkanten außen angeordnet sind.
Sicherheitsbehälter (1) für eine elektrochemische Vorrichtung (10), insbesondere Sicherheitsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 23, gekennzeichnet durch eine Sensoreinheit (9) zur Detektion eines Brandes oder einer Überhitzung der elektrochemischen Vorrichtung (10) und Mittel (4) zum Fluten des Inneren des Sicherheitsbehälters (1) mit einem flüssigen Medium, welche von der Sensoreinheit (9) angesteuert werden können.
Sicherheitsbehälter (1 ) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (9) einen Temperatursensor und/oder einen Rauchmelder zeigt.
Sicherheitsbehälter (1 ) nach einem der Ansprüche 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Medium eine spezifische Wärmekapazität von mindestens 2,5 J/(g*K), vorzugsweise mindestens 4,0 J/(g*K) besitzt.
Sicherheitsbehälter (1 ) nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Medium einen Löschmittelzusatz aufweist.
Sicherheitsbehälter (1 ) nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem flüssigen Medium um Wasser handelt.
Sicherheitsbehälter (1) nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der elektrochemischen Vorrichtung (10) um eine Batterie, insbesondere eine Lithium-Ionen-Batterie handelt.
Sicherheitsbehälter (1) nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsbehälter (1) eine Öffnung (3) zum Druckausgleich aufweist.
Sicherheitsbehälter (1 ) nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (3) ein Filterelement, welches insbesondere Steinwolle enthält, aufweist.
Sicherheitsbehälter (1 ) nach einem der Ansprüche 24 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsbehälter einen Tank für das flüssige Medium mit einem Druckerzeugungsmittel aufweist.
Sicherheitsbehälter (1 ) nach einem der Ansprüche 24 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsbehälter (1 ) eine Öffnungsklappe (5) enthält und wobei im Bereich der Öffnungsklappe (5) eine aufquellbare Brandschnur (6) angeordnet ist. Sicherheitsbehälter (1 ) nach einem der Ansprüche 24 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsbehälter (1) ein Innengehäuse (7) aufweist.
Verfahren zur Handhabung einer elektrochemische Vorrichtung, insbesondere einer vorzugsweis zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug ausgestalteten Lithium-Ionen-Batterie, dadurch gekennzeichnet, dass die zu handhabende elektrochemische Vorrichtung zum Bergen und/oder zum Löschen eines Brandes und/oder zum Vermeiden eines Brandes und/oder zum Transportieren und/oder zum Lagern in einen Sicherheitsbehälter (1 , 20) nach einem der Ansprüche 1 bis 34 gebracht wird.
Verfahren zur Handhabung einer elektrochemische Vorrichtung, insbesondere Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass zum Löschen und/oder Vermeiden eines Brandes der in dem Sicherheitsbehälter (1 ) angeordneten elektrochemischen Vorrichtung (10), der Brand oder eine Überhitzung mittels einer Sensoreinheit (9) detektiert und nachfolgend ein Löschvorgang ausgelöst wird, wobei zum Löschen oder Kühlen das Innere des Behälters (1 ) mit einer Menge eines flüssigen Mediums geflutet wird.
Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse des flüssigen Mediums mindestens der Masse der zu löschenden elektrochemischen Vorrichtung (10), vorzugsweise mindestens dem Anderthalbfachen der Masse der zu löschenden elektrochemischen Vorrichtung (10) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 36 oder 37, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Medium eine spezifische Wärmekapazität von mindestens 2,5 J/(g*K), vorzugsweise mindestens 4,0 J/(g*K) besitzt. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem flüssigen Medium um Wasser handelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Medium einen Löschmittelzusatz aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass der Lösch- oder Kühlvorgang ausgelöst wird, sobald im Inneren des Sicherheitsbehälters (1 ) eine Temperatur von > 80°C gemessen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 41 , dadurch gekennzeichnet, dass der Lösch- oder Kühlvorgang ausgelöst wird, sobald Rauch im Inneren des Sicherheitsbehälters (1 ) detektiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass ausströmendes Gas, insbesondere Rauchgas, zur mindestens teilweisen Reinigung durch das flüssige Medium geleitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der elektrochemischen, Vorrichtung (10) um eine Batterie, insbesondere eine Li-Ionen Batterie, handelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass ausströmendes Gas, insbesondere Rauchgas, gefiltert aus dem Sicherheitsbehälter (1 ) abgeführt wird.
46. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere des Sicherheitsbehälters (1) innerhalb eines Zeitraumes von unter 40 s, vorzugsweise von unter 30 s, geflutet wird.
47. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluten des Sicherheitsbehälters (1 ) gestoppt wird, sobald eine bestimmte Menge flüssiges Medium in den Sicherheitsbehälter (1) eingebracht wurde oder ein bestimmter Füllstand im Sicherheitsbehälter (1 ) erreicht ist.
48. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Fluten das Medium durch eine Öffnung (3) abgepumpt wird.
PCT/EP2012/003389 2011-08-09 2012-08-08 Sicherheitsbehälter zur handhabung einer elektrochemischen vorrichtung und verfahren zur handhabung einer in einem sicherheitsbehälter angeordneten elektrochemischen vorrichtung WO2013020704A2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201211003291 DE112012003291A5 (de) 2011-08-09 2012-08-08 Sicherheitsbehälter zur Handhabung einer elektrochemischen Vorrichtung und Verfahren zur Handhabung einer in einem Sicherheitsbehälter angeordneten elektrochemischen Vorrichtung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011080706.3 2011-08-09
DE201110080706 DE102011080706A1 (de) 2011-08-09 2011-08-09 Verfahren zum Löschen eines Brandes einer in einem Behälter angeordneten elektrochemischen Vorrichtung und Behälter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2013020704A2 true WO2013020704A2 (de) 2013-02-14
WO2013020704A3 WO2013020704A3 (de) 2014-03-20

Family

ID=46642477

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/003369 WO2013020699A2 (de) 2011-08-09 2012-08-07 Verfahren zum löschen eines brandes einer in einem behälter angeordneten elektrochemischen vorrichtung und behälter
PCT/EP2012/003389 WO2013020704A2 (de) 2011-08-09 2012-08-08 Sicherheitsbehälter zur handhabung einer elektrochemischen vorrichtung und verfahren zur handhabung einer in einem sicherheitsbehälter angeordneten elektrochemischen vorrichtung

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/003369 WO2013020699A2 (de) 2011-08-09 2012-08-07 Verfahren zum löschen eines brandes einer in einem behälter angeordneten elektrochemischen vorrichtung und behälter

Country Status (2)

Country Link
DE (2) DE102011080706A1 (de)
WO (2) WO2013020699A2 (de)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3466494A1 (de) * 2017-10-05 2019-04-10 aentron GmbH Akkumodul mit einer brandschutzeinrichtung
DE102018114183A1 (de) 2018-06-13 2019-12-19 Hofer Mechatronik Gmbh Testeinrichtung für elektrochemische Konverter sowie Betriebsverfahren hierfür
DE102019210367A1 (de) * 2019-02-04 2020-08-06 Volkswagen Aktiengesellschaft Sicherheitsbehälter für galvanische Zellen
DE102019125510A1 (de) * 2019-09-17 2021-03-18 Vetter Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Abtransport und zur Passivierung havarierter Kraftfahrzeuge
WO2021069187A1 (de) * 2019-10-10 2021-04-15 Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (Rwth) Aachen Verfahren zur kontaktierung der batteriezellen eines batteriemoduls und batterielöschvorrichtung dafür
EP3909653A1 (de) 2020-05-15 2021-11-17 Mattro GmbH Vorrichtung zur sicheren lagerung brennbarer stoffe
DE102021116438A1 (de) 2021-06-23 2022-12-29 Mts Maschinenbau Gmbh System zum Handling von Batterien
DE102022112810A1 (de) 2022-05-20 2023-11-23 FISACON GmbH Vorrichtung und Verfahren zum Laden einer elektrischen Batterie

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012213054A1 (de) * 2012-07-25 2014-01-30 Robert Bosch Gmbh Transportbehälter für eine defekte Lithium-Ionen-Batterie
FR3002910A1 (fr) * 2013-03-11 2014-09-12 Peugeot Citroen Automobiles Sa Structure porteuse d'un vehicule hybride ou electrique, pour l'extinction d'un incendie des batteries
US9912021B2 (en) * 2013-05-17 2018-03-06 Hamilton Sundstrand Corporation Electrical storage device thermal management systems
DE102013210154B4 (de) 2013-05-31 2021-05-06 Paul Müller GmbH Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch von Batteriesystemen
DE102014200180A1 (de) 2014-01-09 2015-07-09 Robert Bosch Gmbh Sicherheitseinrichtung für Lagerplätze von Batteriezellen, Batteriemodulen oder Batteriepacks
FR3027003B1 (fr) * 2014-10-09 2018-03-02 Psa Automobiles Sa. Systeme de batteries pour vehicule comportant des pentes de repartition de l'eau de refroidissement
DE102016224473A1 (de) 2016-12-08 2018-06-14 Audi Ag System zum Umschließen eines elektrischen Energiespeichers
CN107845751A (zh) * 2017-10-25 2018-03-27 成都远东高科科技有限公司 防水电池盒
CN107814046A (zh) * 2017-10-25 2018-03-20 成都远东高科科技有限公司 锂电池存放装置
TWI690350B (zh) * 2018-10-01 2020-04-11 協同能源科技股份有限公司 淹浸式電池滅火系統及其方法
EP4120434A1 (de) * 2021-07-12 2023-01-18 Volvo Truck Corporation Vorrichtung und verfahren zur steuerung der flutung wenigstens eines teils eines energiespeicherraumes
CN216917096U (zh) * 2022-01-14 2022-07-08 宁德时代新能源科技股份有限公司 用于电池的防爆箱
DE102022112824A1 (de) 2022-05-20 2023-11-23 RWE Technology International GmbH Speichern elektrischer Energie

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2810796B1 (fr) * 2000-06-26 2003-03-21 Cit Alcatel Batterie de generateurs electrochimiques comprenant un dispositif de securite
DE20318982U1 (de) * 2003-10-31 2004-04-22 F & B GmbH Feuerschutz & Brandbekämpfung Einrichtung zum Transport und Aufbewahrung von Gegenständen
DE102008041547A1 (de) * 2008-08-26 2010-03-04 Robert Bosch Gmbh Batteriemodul
DE102009028289A1 (de) * 2009-08-06 2011-02-10 Robert Bosch Gmbh Schutzvorrichtung für eine Testeinrichtung
DE102009045271A1 (de) * 2009-10-02 2011-04-07 Robert Bosch Gmbh Notfallkühleinrichtung
DE102009046496A1 (de) * 2009-11-06 2011-05-12 SB LiMotive Company Ltd., Suwon Notkühlverfahren und Notkühlsystem
DE102010035959A1 (de) * 2010-08-31 2012-03-01 Li-Tec Battery Gmbh Transportvorrichtung für elektrochemische Energiespeichervorrichtungen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3466494A1 (de) * 2017-10-05 2019-04-10 aentron GmbH Akkumodul mit einer brandschutzeinrichtung
DE102018114183A1 (de) 2018-06-13 2019-12-19 Hofer Mechatronik Gmbh Testeinrichtung für elektrochemische Konverter sowie Betriebsverfahren hierfür
DE102019210367A1 (de) * 2019-02-04 2020-08-06 Volkswagen Aktiengesellschaft Sicherheitsbehälter für galvanische Zellen
DE102019125510A1 (de) * 2019-09-17 2021-03-18 Vetter Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Abtransport und zur Passivierung havarierter Kraftfahrzeuge
WO2021069187A1 (de) * 2019-10-10 2021-04-15 Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (Rwth) Aachen Verfahren zur kontaktierung der batteriezellen eines batteriemoduls und batterielöschvorrichtung dafür
EP3909653A1 (de) 2020-05-15 2021-11-17 Mattro GmbH Vorrichtung zur sicheren lagerung brennbarer stoffe
DE102021116438A1 (de) 2021-06-23 2022-12-29 Mts Maschinenbau Gmbh System zum Handling von Batterien
DE102022112810A1 (de) 2022-05-20 2023-11-23 FISACON GmbH Vorrichtung und Verfahren zum Laden einer elektrischen Batterie

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013020704A3 (de) 2014-03-20
WO2013020699A2 (de) 2013-02-14
WO2013020699A3 (de) 2014-03-06
DE102011080706A1 (de) 2013-02-14
DE112012003291A5 (de) 2014-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013020704A2 (de) Sicherheitsbehälter zur handhabung einer elektrochemischen vorrichtung und verfahren zur handhabung einer in einem sicherheitsbehälter angeordneten elektrochemischen vorrichtung
EP3175504A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum transport von galvanischen zellen
DE102016206851B3 (de) Löschverfahren und Löscheinrichtung zum Einbringen wenigstens eines Löschmittels in eine Batterie
EP2922133B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Transport von galvanischen Zellen
US10991923B2 (en) Lithium ion battery suppression system
EP2611714A1 (de) Transportvorrichtung für elektrochemische energiespeichervorrichtungen
EP3005465B1 (de) Sicherheitsbehältnis für gefährliches ladegut, insbesondere für batterien
DE102014012568B4 (de) Akkumulatorvorrichtung
DE102008040863A1 (de) Vorrichtung zur Erzeugung oder Speicherung elektrischer oder mechanischer Energie und Verfahren zur Brandvermeidung
DE102008001707A1 (de) Energiewandler- und/oder Energiespeichervorrichtung mit fluorabsorberierender Ummantelung
WO2019166336A1 (de) Schutzvorrichtung für ein kraftfahrzeugbatteriegehäuse, traktionsbatterie und kraftfahrzeug
DE102016100223A1 (de) Elektrische Fahrzeug-Komponente mit hitzequellfähigem Brandschutzmaterial
DE102012222876A1 (de) Energiespeicher mit Sicherheitsbeschichtung
DE102012204033A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen und Unterdrücken des thermischen Durchgehens einer Energiespeichereinheit, die aus mindestens einer Zelle aufgebaut ist
DE202021001906U1 (de) Lagercontainer für Akkus
DE102012222870A1 (de) Energiespeicher mit Sicherheitsventil
EP0053732B1 (de) Verschlussanordnung für Bleiakkumulatoren
DE102013223361A1 (de) Batteriezelle mit Sicherheitsventil und semipermeablem Verschlusselement
DE102019108622A1 (de) Aufnahmevorrichtung für einen Akku
DE202013010308U1 (de) Anordnung für sicherere Batterien in Beförderung und Anwendung
DE102010006516A1 (de) Vorrichtung zum Speichern
DE102012009385A1 (de) Batterie für ein Fahrzeug sowie Verfahren zum Fertigen und zum Betreiben einer Batterie
DE102020121010A1 (de) Filterelement für Energiespeicher
DE102013201856A1 (de) Batteriezelle, Batteriesystem sowie Kraftfahrzeug
DE102013113880B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Transport von galvanischen Zellen

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1120120032918

Country of ref document: DE

Ref document number: 112012003291

Country of ref document: DE

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R225

Ref document number: 112012003291

Country of ref document: DE

Effective date: 20140430

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12745788

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2