WO2013102481A2 - Sekundärzelle und verfahren zum betrieb einer solchen - Google Patents

Sekundärzelle und verfahren zum betrieb einer solchen

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Definitions

  • the present invention relates to a rechargeable electrochemical
  • Secondary cell for a battery
  • a method for operating such a secondary cell The invention is described in connection with lithium-ion batteries for the supply of electric motors in motor vehicle drives. It should be noted that the invention can also be used regardless of the type of secondary cell or the battery and regardless of the type of powered drive or the application area.
  • Batteries with a plurality of secondary cells for the supply of electrical consumers, in particular motor vehicle drives, are known in the prior art.
  • the secondary cells each have a sheath, an electrode assembly for providing electrical energy and usually two Stromleit stylesen.
  • the Stromleit stylesen extend at least partially from the envelope into the environment of the secondary cell and / or are accessible via the enclosure from the environment.
  • the electrode assemblies and the Stromleit responded are electrically connected to each other.
  • at least one consumer can be electrically connected via the current conducting devices and thus an electric circuit can be closed in order to supply the consumer.
  • Thermal and mechanical stresses as well as penetration, in particular electrically conductive fluids can endanger the integrity of a secondary cell. This creates a danger to the environment of the secondary cell.
  • Claim 1 and a method for operating a secondary cell having the features of claim 9 solved.
  • Particularly preferred developments of the invention are the subject of the dependent claims.
  • the secondary cell according to the invention has a rechargeable electrode assembly, which is provided to provide electrical energy at least temporarily, and which has at least two electrodes of different polarity and a separator which is arranged between these electrodes. Furthermore, the secondary cell has at least one, usually two Stromleit drivenen, which is provided to provide a consumer electrical energy from the electrode assembly available, and which is electrically connected to the electrode assembly.
  • the secondary cell according to the invention further comprises: at least one measuring device, which is provided to detect an operating state, in particular an operating state of the electrode assembly, and a safety device which is provided to reduce a current flow cross-section of the current conducting device and thus bring about a safety state, when the measuring device detects a malfunctioning state that deviates from a normal operating state.
  • the current conducting device In the normal operating state of the secondary cell, the current conducting device has a specific current line cross section.
  • the safety device is configured to conduct this current line cross-section of the current then reduce, if a malfunction state of the secondary cell is detected by the at least one measuring device, which deviates from a normal operating state.
  • a transition to the safety state is initiated, in which the current line cross section of the current conducting device is reduced, if in particular on the basis of the value of at least one operating parameter an unsafe and / or uncertain state of the secondary cell and / or its environment is concluded.
  • By reducing the current conductor cross section the flow of current to the load is reduced.
  • the secondary cell is adapted to be placed in the safety state by the safety device when the temperature in the secondary cell 70, 80, 90, 100 or 110 ° C exceeds and / or if the ratio of internal pressure to ambient pressure of the secondary cell 1.1, 1.2 , 1.5, 1.7, 2, 5, or 10.
  • the electrode assembly is a device to understand, which is used in particular for the provision of electrical energy.
  • the electrode assembly has at least two electrodes of different polarity, wherein the electrodes are spaced apart by a separator.
  • the electrode assembly is dischargeable and rechargeable, with ions of the electrolyte diffusing through the separator during charging and discharging, respectively.
  • ions of the electrolyte diffusing through the separator during charging and discharging, respectively.
  • the secondary cell is charged, a conversion of the electrical energy of the charging current into chemical energy takes place in the electrode assembly.
  • discharging the chemical energy is returned to electrical energy. converted and generates an electron current with which in particular a consumer can be electrically supplied.
  • An electrode has in particular a metallic collector foil.
  • An active electrode mass is applied to the collector foil.
  • the collector foil comprises the materials copper and / or aluminum.
  • a separator is preferably used which is not or only poorly electron-conducting, and which consists of an at least partially permeable carrier.
  • the support is preferably coated on at least one side with an inorganic material.
  • at least partially permeable carrier is preferably a
  • the organic material which is preferably designed as a non-woven fabric.
  • the organic material which preferably comprises a polymer, and more preferably a polyethylene terephthalate (PET)
  • PET polyethylene terephthalate
  • the inorganic material preferably has at least one compound from the group of oxides, phosphates, sulfates, titanates, silicates, aluminosilicates with at least one of the elements Zr, Al, Li, particularly preferably zirconium oxide.
  • the inorganic, ion-conducting material preferably has particles with a largest diameter below 100 nm. Such a
  • Separator is sold in particular under the trade name "Separion” by Evonik AG in Germany.
  • the electrode assembly of the secondary cell is preferably at least partially surrounded by an envelope.
  • An enclosure in the sense of the invention is understood in particular to mean a device which at least partially surrounds the secondary cell and delimits the secondary cell to its surroundings.
  • the envelope is dimensionally stable, to a stable Provide structure and serve as a mechanical support for components of the secondary cell and / or for fixed arrangement of the secondary cell in a higher-level battery.
  • the sheath is formed with a metal, preferably aluminum, copper, iron and / or alloys thereof.
  • the envelope is formed like a foil to provide an at least partially adaptive mechanical structure in which components of the secondary cell are located. This embodiment has the advantage that the components of the secondary cell are protected against environmental influences, in particular against mechanical stress, against thermal stress, against fluids and / or liquids.
  • the sheath is formed with at least one polymer layer and a metal layer.
  • the secondary cell according to the invention preferably has lithium ions.
  • This embodiment offers the advantage of an increased energy density of the secondary cell, in particular an energy density of at least 40 Wh / kg.
  • the current-conducting device has an arrester lug, which is connected in one piece in particular to the collector foil.
  • the Ableiterfahne extends over an adjacent to the electrode
  • the current conducting device preferably has a current conductor, which protrudes in particular partially from the enclosure and / or an electrical supply line which is connected in particular to the consumer or with a device which serves to connect the supply line to the consumer, in particular a plug.
  • a state of the secondary cell is understood in which the integrity of the secondary cell, in particular by external influences, is not endangered. In particular, no exchange of substances with the environment takes place in the normal operating state.
  • a normal operating state may be a state in which an operating parameter is shorter than during a predetermined time interval outside a predetermined operating parameter interval.
  • a state is designated by the normal operating state, in which the secondary cell is used to supply energy to a load, hereinafter referred to as supply state, or is charged by a power source, hereinafter referred to as state of charge.
  • a state is designated by the normal operating state, in which the secondary cell can be converted into a supply state and / or a state of charge.
  • a malfunction state in the sense of the present invention is understood to be a state which deviates from the normal operating state of the secondary cell. Deviation in the sense of the invention is understood in particular to mean that the states are not identical according to a predetermined criterion.
  • a malfunctioning state can be understood as meaning a state of the secondary cell in which at least one operating parameter is outside a predetermined operating parameter interval, in particular longer than during a predetermined time interval.
  • An operating parameter in the sense of the invention is understood to mean a variable that is particularly time-dependent, which can preferably be detected by a sensor, in particular indirectly and / or directly, or a variable whose value is preferably determined by a processing unit, in particular by deductive and / or inductive causal Conclusions, is determined.
  • a current, a Voltage, a temperature, a time interval, a pressure, a pH, a position and / or their time derivatives understood.
  • variables that are composed in particular by mathematical-logical functions represent operating parameters.
  • operating parameters represent variables of the secondary cell.
  • An operating parameter interval in the sense of the invention means a set of values which an operating parameter may assume in order to ensure proper operation of the secondary cell.
  • the operating parameter interval can be defined as left-infinite interval [- oo, p] or as right-infinite interval [p, oo], if only one parameter limit p is specified. In this case, it is assumed that the operating parameter interval is left if the limit value p is exceeded (infinite interval on the left-hand side) or if the limit value p is undershot (infinite interval on the right-hand side).
  • the operating parameter interval is defined by a complementary exclusion interval. Accordingly, an operating parameter is outside of an operating parameter interval when in the exclusion interval.
  • a safety state in the sense of the present invention is understood to mean an operating state of the secondary cell in which the current line cross section of the current conducting device has been reduced by the safety device.
  • the secondary cell has a measuring device for detecting at least one operating state.
  • the measuring device has at least one sensor, which in particular can detect one of the operating parameters defined above.
  • the measuring device includes a computing unit in which measurement signals can be further processed mathematically and logically according to a predetermined manner.
  • the measuring device preferably has an output unit, in particular an analog and / or digital interface, via which measurement signals, the further processed measurement signals and / or information about the measurement signals can be provided.
  • the measuring device is associated with a memory unit in which in particular at least one operating parameter interval is stored.
  • the measuring device is integrated into the secondary cell and / or arranged next to it.
  • the secondary cell has a safety device.
  • This safety device is designed to bring about a safety state for the secondary cell by causing a reduction in the current line cross section of the current conducting device. This reduction leads to an increase in the electrical resistance of the Stromleit issued.
  • the safety device is adapted to effect a reduction of the power line cross-section to a value that is between at least 0.01, 0.05, 0.1 or 0.2 and / or at most 0.1, 0.2, 0.4 or 0.8 of the output power line cross section.
  • the safety device causes a reduction of the power line cross-section to zero, so that the load circuit is interrupted and the load from the secondary cell is no longer supplied with energy.
  • the safety device can be activated or triggered in particular on the instruction of a control device, in particular the cell control device.
  • the measuring device detects a malfunction state of the secondary cell, if an operating parameter, in particular an operating parameter of the secondary cell, is longer than during a predetermined time interval outside a predetermined operating parameter interval.
  • a transition of the secondary cell into the safety state can be prepared, but not yet triggered, if an operating parameter is not within the predetermined time interval during a predetermined time interval Operating parameter interval is located, and can be triggered in particular under this condition that the operating parameter during a predetermined time interval is outside the operating interval.
  • a cell control device which is adapted to initiate a state transition of the secondary cell.
  • the cell control device is preferably set up for processing at least one measured value.
  • such a measured value may represent either an operating parameter of the secondary cell or its surroundings and / or a mathematical-logical combination based on at least one such operating parameter.
  • An operating parameter of the environment of the secondary cell may in particular be an operating parameter of a battery which contains this secondary cell.
  • the cell control device is preferably integrated into the secondary cell and / or arranged next to it. As a result, in particular, a compact construction can be realized and / or the maintenance of the secondary cell, including the cell control device, can be simplified.
  • the cell control device is formed integrally with a control device of a higher-level battery or a motor vehicle.
  • the secondary cell has a cell control device which is set up for processing a measured value, in particular for processing a measured value which is representative of an operating parameter of this secondary cell; and / or for processing a measured value representing an operating parameter of an environment of the secondary cell, preferably a superordinate and / or a consumer to be supplied.
  • the safety device has a pyrotechnic device which at least indirectly serves to reduce the current line cross section of the current conducting device.
  • Activation of the safety device can in particular be an ignition cause an explosion charge.
  • mechanical forces are exerted on the current conducting device, in particular on parts of the current conducting device, so that in particular parts of the current conducting device can be released and / or interrupted by the mechanical forces, thereby at least partially reducing the electrically conductive cross section of the current conducting device.
  • the safety device has a bolt, which is driven by igniting a pyrotechnic explosion charge against the Stromleit Published and reduced by mechanical action, the power line cross section of the Stromleit adopted at this point, in particular severed.
  • the safety device has a temperature increase device, which in particular effects a melting process, thereby causing a reduction in the current line cross section of the current conducting device.
  • a temperature increase device which in particular effects a melting process, thereby causing a reduction in the current line cross section of the current conducting device.
  • the safety device acts by a Thermitre risk and / or a similar-acting chemical reaction, which is highly exothermic and thereby generates the necessary temperature to wegschwmelzen the current conductor at the or the designated places.
  • a temperature increase-based safety device advantageously offers in particular a high spatial control of the separation effect.
  • the safety device has a mechanical acting device, which serves by targeted mechanical deformation of a reduction of the current line cross section of the Stromleit Vietnamese.
  • this deformation can be a notch, which is caused by a safety device which preferably effects the specific mechanical change in the manner of a hammer.
  • an actuator has a movable edge or a movable bolt, which acts in particular on the current conducting device and at least partially displaces its material, thereby establishing the reduction of the current line cross section.
  • the safety device serves to reduce the current line cross-section of a current conductor of the current-conducting device
  • the safety device serves to reduce the current line cross section by acting on at least one web and / or a thin point of the current conducting device.
  • the safety device serves to reduce the current line cross section by acting on at least one web and / or a thin point of the current conducting device.
  • Stromleit raised at least one web, in particular two or more webs, on, wherein a plurality of webs are spaced in particular by at least one recess and / or a thin point.
  • Webs represent electrically conductive areas of the current conducting device or its current conductor, which are in particular designed to conduct the current through the current conductor. Thin areas represent areas in which the current conducting device has, in particular according to production, a reduced current line cross section.
  • Recesses represent areas in which no current-conducting material, in particular no material, is present.
  • Stromleit tone has in particular a perforated structure and / or a lattice structure.
  • the recesses and / or the thin areas represent the perforation holes or perforation depressions, which are in particular spaced apart by webs.
  • the bars represent the webs and their spaces are the recesses.
  • a perforated structure may be different Represent recesses and bars of different sizes.
  • a lattice structure can have lattices of different types, which in particular have ridges of different shape, orientation and / or size, and recesses and / or thin places of different shape, thickness and / or size.
  • a grid structure has a cross grid and / or a parallel grating.
  • the safety device acts on the webs and / or the thin points in order to bring the secondary cell into the safety state and to reduce the current line cross section.
  • a material network can be realized, which acts on the safety device.
  • the structuring of the current conducting device or of parts of the current conducting device offers the advantage of better control of the current line cross section in the second state, in particular if the structuring and the safety device are adapted to one another.
  • a perforated structure or a grid structure is limited to the current conductor, in particular to parts of the current conductor.
  • the safety device in this case acts solely on the current conductor and in particular on the corresponding parts of the current conductor, which are structured accordingly.
  • the secondary cell further comprises an unloading device, which is set up to close a circuit, in particular after the transition to the safety state, in order to at least partially discharge the secondary cell and thus convert it into an extended safety state.
  • This circuit is preferably connected in parallel with the load circuit.
  • Circuit is taken from the secondary cell stored energy.
  • this energy is dissipated in a resistor, in particular such that a temperature increase of the resistor does not exceed a predetermined limit, which is between at least -10, 0, 5, 10 and / or a maximum of 50, 60, 90 or 150 ° C.
  • the secondary cell is by the unloading device to a predetermined
  • Charge transferred which is particularly preferably zero.
  • this discharge circuit is protected by a diode circuit, so that charging of the secondary cell can not take place via this circuit of the secondary cell.
  • the diode circuit consists in a preferred embodiment of a single diode.
  • at least one web and / or at least one thin spot remains conducting during the transition to the second state, so that the circuit can be closed in order to carry out the discharge.
  • the remaining web or the remaining thin spot is provided with a diode, in particular designed as a diode.
  • the unloading device is integrated in the secondary cell or arranged next to it, in particular to facilitate simplified maintenance and / or to serve a compact construction.
  • the invention also provides a battery having at least two of the above-described secondary cells according to the invention.
  • the battery may be equipped with a control device which is adapted to communicate with one of the secondary cells and preferably to activate a safety device and / or a discharge device.
  • the battery is provided with a housing, which in particular has means for arranging two or more secondary cells and / or electrically connecting them to one another.
  • the battery can be provided in particular for the provision of electrical energy for a consumer of a motor vehicle, in particular for installation in a motor vehicle.
  • the battery is preferably adapted to supply a drive motor, in particular a main drive motor, to be replaced quickly and / or in addition arranged other battery units, in particular with these mechanically connected to be.
  • the invention further relates to a method for operating a secondary cell with a rechargeable electrode assembly, which is provided to provide electrical energy at least temporarily, and which has at least two electrodes of different polarity and a separator, wherein the separator is disposed between these electrodes, and at least one current conducting device which is provided to provide electrical energy from the electrode assembly to a consumer, and which is electrically conductively connected to the electrode assembly, in particular a secondary cell according to the invention, with the steps of determining whether the secondary cell is in a malfunctioning state which deviates from a normal operating state; and of
  • an operating parameter is detected in a further method step, in particular the state of charge of the electrode assembly in order to determine how high a residual risk emanating from the secondary cell in the security state.
  • an unloading device is then activated, in particular by a controller, preferably by a cell control device.
  • a controller preferably by a cell control device.
  • a further circuit can be closed, which leads via the unloading device.
  • Amount of charge remains in the secondary cell. Preferably, this is
  • the discharge cell discharges a predetermined amount of charge from the secondary cell and / or discharges the secondary cell to a specific state of charge, which in particular assumes a value between at least 0.05, 0.1 or 0.2 and / or at most 0.1, 0.2, 0.4 or 0.8 multiplied by the rated charge or preferably zero.
  • Fig. 1 is a schematic representation of the structure of an inventive
  • FIG. 2 is a schematic section of a secondary cell according to another preferred embodiment
  • FIG. 3 shows schematic representations of the construction of a safety device and its mode of action on a part of a current conducting device according to a preferred embodiment of the invention
  • Fig. 4 is a diagram for explaining the predetermined time interval
  • Fig. 5 is another diagram for explaining the predetermined time interval.
  • FIG. 1 schematically shows a secondary cell 1 according to the invention according to a preferred embodiment, with an electrode assembly 2, two current-conducting devices 3 and 4, wherein in each case a current-conducting device is connected to one of the two electrodes 2a, 2b of the electrode assembly 2.
  • the secondary cell has a cell control device 7.
  • the electrode assembly 2 has a negative and a positive electrode 2a, 2b and a measuring device 6 for data acquisition concerning
  • the left-side electrode 2a of the electrode assembly 2 is connected to a Stromleit worn 3, which extends partially from the sheath 5 and is protected against electrical contact with the sheath by insulators 1 1 and having a connected to the electrode 2a current conductor 9.
  • the right-side electrode 2b of the electrode assembly 2 is electrically conductively connected to the enclosure 5 via a further current conductor 4, which at the same time forms a further current-conducting device of the secondary cell.
  • the current conductor of the current conducting device 3 has in the connection region with the electrode 2a horizontal webs 12b and recesses 13, which are arranged alternately. About the horizontal webs 12b of the current arrester 9 is electrically contacted with the electrode 2a. Between two horizontal webs 12b and above the uppermost horizontal web 12d is in each case a vertical web 12a. About the vertical webs 12 a, the power is passed to the consumer. In addition to the vertical webs 12a, a security device 8 is arranged. This safety device 8 is adapted to sever at least one of the vertical webs 12a and thus to bring about a reduction in the power line cross section and thus to bring the secondary cell into the safety state.
  • a transection of the lowest vertical web 12e in the area of the safety device 8 causes a minimal discrete reduction of the power line cross section.
  • a transection of the web 12f causes a maximum reduction in the power line cross-section, which is thereby reduced to zero.
  • a transection of the central vertical webs causes a reduction of the power line cross section, wherein the amount of
  • the lowermost ridge 12c of the current collector 9 has a diode which sets the direction of current flow so that the electrode assembly 2 can not be charged via this ridge 12c.
  • a further electric circuit between the two electrodes 2 a, 2 b of the electrode assembly 2, which leads via the unloading device 10, can be closed via this web.
  • the unloading device 10 is configured to transfer the secondary cell into an extended security state.
  • This discharge device 10 has a ballast resistor, which reduces the electrical energy in the
  • Electrode assembly 2 is stored, dissipated.
  • the unloading device 10 is activated by the cell control device 7. Only when the discharge device 10 is activated, a circuit is closed via the discharge device and thus the charge of the electrode assembly 2 is reduced.
  • FIG. 2 shows schematically a section of a secondary cell 1 according to the invention, e.g. shown in Fig. 1, according to another preferred embodiment.
  • the left-side electrode 2a is electrically contacted with a current collector 9, which has thin areas 14 in the lower region, with horizontal and vertical webs 12a, 12b being arranged around these thin areas 14.
  • a safety device 8 is on the current collector 9 on the thin spots 14 and the horizontal webs 12b arranged.
  • the safety device 8 is set up to sever both the thin spots 14, in particular individually, as well as to cut through the horizontal webs 12 b, in order to reduce the current line cross-section of the current collector 9 or the current discharge device 3.
  • Electrode assembly 2 via the Stromleit responded 3 can no longer provide power because there is no electrical connection between the Stromleit addressed 3 and the electrode assembly 2 via the left-side electrode 2a.
  • Fig. 3 shows schematically the construction and the mode of action of a safety device according to a preferred embodiment.
  • the illustration shows an example of a disconnector from the company. Autoliv B.V. & Co. KG, Germany, whereby here the principle of the mode of action is transferred to a preferred embodiment of the secondary cell according to the invention.
  • the safety device has a separator 16, which is designed as a cylinder which is provided with a sharp cutting edge 17.
  • the cylinder is set up to be driven by a pyrotechnic ignition charge against the predetermined breaking parts of the current conducting device 3.
  • Part 3a shows the state of the safety device 8 and a part of the Stromleit Nur 3 in an explosion of the ignition charge.
  • Part 3b shows how the cylinder is driven by the explosion charge against the predetermined breaking point 15.
  • FIG. 3c shows how the separating edge 17 of the cylinder of the separating device 16 cuts through the current-conducting device 3 at the predetermined breaking point 15 and thereby a circuit that is closed via the Stromleit responded 3 interrupts.
  • Fig. 4 is a diagram showing the meaning of the predetermined time interval Ai according to a preferred embodiment.
  • the diagram shows time t on the horizontal axis.
  • the vertical axis represents an operating parameter BP.
  • the secondary cell is in the normal operating state when the operating parameter BP is within the operating parameter interval ⁇ or at least no longer than during the duration of the predetermined time interval At outside this operating parameter interval ⁇ .
  • a transfer of the secondary cell into the safety state can take place when the operating parameter BP of the secondary cell is longer than defined by the predetermined time interval At outside the operating parameter interval .DELTA. ⁇ . Compliance with the time interval At is monitored in real time.
  • FIG. 5 shows in a further diagram the meaning of the predetermined time interval ⁇ t according to a preferred embodiment.
  • the diagram shows time t on the horizontal axis.
  • the vertical axis represents, as in FIG. 4, an operating parameter BP.
  • the secondary cell is not transferred to the safety state. This causes that at a time irrelevant for the function of the secondary cell
  • the first two time intervals (left in the figure) are time-irrelevant intervals with time values ⁇ At.
  • a time-relevant for the function of the secondary cell leaving the operating parameter interval .DELTA. ⁇ represents the third marked interval (right in the figure).

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Description

Sekundärzelle und Verfahren zum Betrieb einer solchen
B e s c h r e i b u n g
Hiermit wird der gesamte Inhalt der Prioritätsanmeldung DE 10 2012 000 099.5 durch Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Anmeldung. Die vorliegende Erfindung betrifft eine wiederaufladbare elektrochemische
Energiespeicherzelle, nachfolgend Sekundärzelle genannt, für eine Batterie, und ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Sekundärzelle. Die Erfindung wird im Zusammenhang mit Lithium-Ionen-Batterien zur Versorgung von Elektromotoren in Kfz-Antrieben beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch unabhängig von der Art der Sekundärzelle bzw. der Batterie und unabhängig von der Art des versorgten Antriebs bzw. des Einsatzbereiches Verwendung finden kann.
Im Stand der Technik sind Batterien mit mehreren Sekundärzellen zur Ver- sorgung von elektrischen Verbrauchern, insbesondere von Kfz-Antrieben bekannt. Die Sekundärzellen weisen jeweils eine Umhüllung, eine Elektrodenbaugruppe zum Bereitstellen elektrischer Energie und zumeist zwei Stromleiteinrichtungen auf. Die Stromleiteinrichtungen erstrecken sich zumindest teilweise aus der Umhüllung in die Umgebung der Sekundärzelle und/oder sind über die Umhüllung aus der Umgebung zugänglich. Innerhalb der Umhüllung sind die Elektrodenbaugruppen und die Stromleiteinrichtung elektrisch leitend miteinander verbunden. Außerhalb der Umhüllung kann über die Stromleiteinrichtungen wenigstens ein Verbraucher elektrisch angeschlossen und somit ein elektrischer Stromkreis geschlossen werden, um den Verbraucher zu versorgen. Thermische und mechanische Belastungen sowie ein Eindringen, insbesondere elektrisch leitender Fluide, können die Integrität einer Sekundärzelle gefährden. Dadurch begründet sich eine Gefahr für die Umgebung der Sekundärzelle.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Sekundärzelle mit erhöhter Sicherheit zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Sekundärzelle mit den Merkmalen des
Anspruches 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer Sekundärzelle mit den Merkmalen des Anspruches 9 gelöst. Besonders bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Sekundärzelle weist eine wiederaufladbare Elektroden- baugruppe auf, welche vorgesehen ist, elektrische Energie zumindest zeitweise zur Verfügung zu stellen, und welche wenigstens zwei Elektroden unterschiedlicher Polarität und einen Separator, der zwischen diesen Elektroden angeordnet ist, aufweist. Weiter weist die Sekundärzelle wenigstens eine, zumeist zwei Stromleiteinrichtungen auf, welche vorgesehen ist, einem Verbraucher elektrische Energie aus der Elektrodenbaugruppe zur Verfügung zu stellen, und welche mit der Elektrodenbaugruppe elektrisch leitend verbunden ist. Die erfindungsgemäße Sekundärzelle weist zudem auf: wenigstens eine Messeinrichtung, welche dafür vorgesehen ist, einen Betriebszustand, insbesondere einen Betriebszustand der Elektrodenbaugruppe, zu detektieren, und eine Sicherheitsvorrichtung, die dafür vorgesehen ist, einen Strom leitquerschnitt der Stromleiteinrichtung zu reduzieren und damit einen Sicherheitszustand herbeizuführen, wenn die Messeinrichtung einen Fehlbetriebszustand detektiert, welcher von einem Normalbetriebszustand abweicht. Im Normalbetriebszustand der Sekundärzelle weist die Stromleiteinrichtung einen bestimmten Stromleitungsquerschnitt auf. Die Sicherheitsvorrichtung ist dazu ausgestaltet, diesen Stromleitungsquerschnitt der Strom leitein richtung dann zu reduzieren, wenn durch die wenigstens eine Messeinrichtung ein Fehlbetriebszustand der Sekundärzelle erfasst wird, der von einem Normal- betriebzustand abweicht. Bei der erfindungsgemäßen Sekundärzelle wird ein Übergang in den Sicherheitszustand initiiert, in dem der Stromleitungsquerschnitt der Stromleiteinrichtung verringert ist, wenn insbesondere auf Basis des Wertes wenigstens eines Betriebsparameters auf einen unsicheren und/oder ungewissen Zustand der Sekundärzelle und/oder ihrer Umgebung geschlossen wird. Durch die Verringerung des Stromleiterquerschnitts wird der Stromfluss zum Verbraucher verringert. Ein Austausch von Energie mit der Elektrodenbaugruppe der
Sekundärzelle ist dann nur noch eingeschränkt möglich. Damit sinkt das
Gefährdungspotenzial, insbesondere durch einen unkontrollierten Austausch von Energie mit der Elektrodenbaugruppe der Sekundärzelle, welches von dem durch die Sekundärzelle versorgten Stromkreis ausgeht.
Vorzugsweise ist die Sekundärzelle dazu eingerichtet, durch die Sicherheitsvorrichtung in den Sicherheitszustand überführt zu werden, wenn die Temperatur in der Sekundärzelle 70, 80, 90, 100 oder 110 °C übersteigt und/oder wenn das Verhältnis von Innendruck zu Umgebungsdruck der Sekundärzelle 1.1 , 1.2, 1.5, 1.7, 2, 5 oder 10 übersteigt.
Unter einer Elektrodenbaugruppe im Sinn der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere zur Bereitstellung elektrischer Energie dient. Dazu weist die Elektrodenbaugruppe wenigstens zwei Elektroden unterschiedlicher Polarität auf, wobei die Elektroden über einen Separator beabstandet sind. Die Elektrodenbaugruppe ist entladbar und wiederaufladbar, wobei während des Lade- bzw. Entladevorgangs Ionen des Elektrolyts durch den Separator hindurch diffundieren. Beim Laden der Sekundärzelle erfolgt in der Elektrodenbaugruppe eine Wandlung der elektrischen Energie des Ladestroms in chemische Energie. Beim Entladen wird die chemische Energie in elektrische Energie zurück- gewandelt und ein Elektronenstrom erzeugt, mit dem insbesondere ein Verbraucher elektrisch versorgt werden kann.
Eine Elektrode weist insbesondere eine metallische Kollektorfolie auf. Eine aktive Elektrodenmasse ist auf die Kollektorfolie aufgetragen. Vorzugsweise bleibt ein Bereich der Kollektorfolie frei von der aktiven Elektrodenmasse.
Vorzugsweise weist die Kollektorfolie die Materialen Kupfer und/oder Aluminium auf. Erfindungsgemäß wird vorzugsweise ein Separator verwendet, welcher nicht oder nur schlecht elektronenleitend ist, und welcher aus einem zumindest teilweise stoffdurchlässigen Träger besteht. Der Träger ist vorzugsweise auf mindestens einer Seite mit einem anorganischen Material beschichtet. Als wenigstens teilweise stoffdurchlässiger Träger wird vorzugsweise ein
organisches Material verwendet, welches vorzugsweise als nicht verwebtes Vlies ausgestaltet ist. Das organische Material, welches vorzugsweise ein Polymer und besonders bevorzugt ein Polyethylenterephthalat (PET) aufweist, ist mit einem anorganischen, vorzugsweise ionenleitenden Material beschichtet, welches weiter vorzugsweise in einem Temperaturbereich von - 40°C bis 200°C ionenleitend ist. Das anorganische Material weist bevorzugt wenigstens eine Verbindung aus der Gruppe der Oxide, Phosphate, Sulfate, Titanate, Silikate, Aluminosilikate mit wenigstens einem der Elemente Zr, AI, Li auf, besonders bevorzugt Zirkonoxid. Bevorzugt weist das anorganische, ionenleitende Material Partikel mit einem größten Durchmesser unter 100 nm auf. Ein solcher
Separator wird insbesondere unter dem Handelsnamen "Separion" von der Evonik AG in Deutschland vertrieben.
Die Elektrodenbaugruppe der Sekundärzelle ist vorzugsweise von einer Umhüllung zumindest teilweise umgeben. Unter einer Umhüllung im Sinn der Erfindung wird insbesondere eine Einrichtung verstanden, welche die Sekundärzelle zumindest teilweise umgibt und die Sekundärzelle zu ihrer Umgebung hin abgrenzt. Vorzugsweise ist die Umhüllung formsteif ausgebildet, um eine stabile Struktur bereitzustellen und als mechanische Aufnahme für Komponenten der Sekundärzelle zu dienen und/oder zur festen Anordnung der Sekundärzelle in eine übergeordnete Batterie. Besonders bevorzugt ist die Umhüllung mit einem Metall, bevorzugt Aluminium, Kupfer, Eisen und/oder Legierungen daraus ausgebildet. Vorzugsweise ist die Umhüllung folienartig ausgebildet, um eine zumindest teilweise adaptive mechanische Struktur bereitzustellen, in der sich Komponenten der Sekundärzelle befinden. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Komponenten der Sekundärzelle gegen Umwelteinflüsse geschützt sind, insbesondere gegen mechanische Belastung, gegen thermische Belastung, gegen Fluide und/oder Flüssigkeiten. Vorzugsweise ist die Umhüllung mit zumindest einer Polymerschicht und einer Metallschicht ausgebildet.
Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Sekundärzelle Lithium-Ionen auf. Diese Ausführung bietet den Vorteil einer erhöhten Energiedichte der Sekundär- zelle, insbesondere einer Energiedichte von wenigstens 40 Wh/kg.
Unter einer Stromleiteinrichtung im Sinn der Erfindung ist eine Einrichtung zur elektrischen Verbindung zwischen einer Elektrode der Elektrodenbaugruppe und einem Anschluss eines elektrischen Verbrauchers zu verstehen, so dass aus einer Verbindung der positiven Elektrode mit dem elektrischen Verbraucher und einer Verbindung der negativen Elektrode mit diesem Verbraucher über jeweils eine Stromleiteinrichtung ein elektrischer Stromkreis geschlossen werden kann. Die Stromleiteinrichtung weist insbesondere eine Ableiterfahne auf, die insbesondere mit der Kollektorfolie einstückig verbunden ist. Vorzugsweise erstreckt sich die Ableiterfahne über einen zur Elektrode benachbarten
Separator hinaus. Bevorzugt weist die Stromleiteinrichtung einen Stromableiter auf, der insbesondere teilweise aus der Umhüllung hervorsteht und/oder eine elektrische Zuleitung, die insbesondere mit dem Verbraucher verbunden ist oder mit einer Einrichtung, die einer Verbindung der Zuleitung zum Verbraucher dient, insbesondere einem Stecker. Unter einem Normalbetriebszustand im Sinn der Erfindung wird ein Zustand der Sekundärzelle verstanden, in dem die Integrität der Sekundärzelle, insbesondere durch äußere Einflüsse, nicht gefährdet ist. Insbesondere findet im Normalbetriebszustand kein Austausch von Substanzen mit der Umgebung statt. Vorzugsweise wird unter einem Normalbetriebszustand ein Zustand der
Sekundärzelle verstanden, in welchem sich ein Betriebsparameter in einem vorbestimmten, insbesondere zugehörigen Betriebsparameterintervall befindet. Insbesondere kann ein Normalbetriebszustand ein Zustand sein, in dem sich ein Betriebsparameter kürzer als während eines vorbestimmten Zeitintervalls außer- halb eines vorbestimmten Betriebsparameterintervalls befindet. Vorzugsweise ist durch den Normalbetriebszustand ein Zustand bezeichnet, in dem die Sekundärzelle zur Energieversorgung einer Last genutzt wird, nachfolgend Versorgungszustand genannt, oder durch eine Energiequelle aufgeladen wird, nachfolgend Ladezustand genannt. Weiterhin vorzugsweise ist durch den Normalbetriebs- zustand ein Zustand bezeichnet, in dem die Sekundärzelle in einen Versorgungszustand und/oder einen Ladezustand überführt werden kann.
Unter einem Fehlbetriebszustand im Sinn der vorliegenden Erfindung wird ein Zustand verstanden, der von dem Normalbetriebszustand der Sekundärzelle abweicht. Unter Abweichen im Sinn der Erfindung wird insbesondere verstanden, dass die Zustände nach einem vorgegebenen Kriterium nicht identisch sind. Insbesondere kann unter einem Fehlbetriebszustand ein Zustand der Sekundärzelle verstanden werden, in dem wenigstens ein Betriebsparameter sich außerhalb eines vorbestimmten Betriebsparameterintervalls befindet, insbesondere länger als während eines vorbestimmten Zeitintervalls.
Unter einem Betriebsparameter im Sinn der Erfindung wird eine insbesondere zeitabhängige Variable verstanden, welche vorzugsweise durch einen Sensor, insbesondere mittelbar und/oder unmittelbar, erfasst werden kann, oder eine Variable, deren Wert vorzugsweise durch eine Verarbeitungseinheit, insbesondere durch deduktive und/oder induktive kausale Schlüsse, ermittelt wird. Insbesondere werden unter einem Betriebsparameter eine Stromstärke, eine Spannung, eine Temperatur, ein Zeitintervall, ein Druck, ein pH-Wert, eine Position und/oder deren zeitliche Ableitungen verstanden. Weiterhin stellen insbesondere durch mathematisch-logische Funktionen zusammengesetzte Größen Betriebsparameter dar. Bevorzugt stellen Betriebsparameter Größen der Sekundärzelle dar.
Unter einem Betriebsparameterintervall im Sinn der Erfindung wird eine Menge von Werten verstanden, die ein Betriebsparameter annehmen darf, um einen ordnungsgemäßen Betrieb der Sekundärzelle zu gewährleisten. Insbesondere kann das Betriebsparameterintervall als linksseitig unendliches Intervall [- oo, p] oder als rechtsseitig unendliches Intervall [p, oo] definiert sein, wenn nur eine Parametergrenze p angegeben ist. In diesem Fall wird vom Verlassen des Betriebsparameterintervalls ausgegangen, falls der Grenzwert p überschritten wird (linksseitig unendliches Intervall) oder falls der Grenzwert p unterschritten wird (rechtsseitig unendliches Intervall). In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Betriebsparameterintervall durch ein komplementäres Ausschlussintervall definiert. Dementsprechend ist ein Betriebsparameter außerhalb eines Betriebsparameterintervalls, wenn er sich im Ausschlussintervall befindet. Unter einem Sicherheitszustand im Sinn der vorliegenden Erfindung wird ein Betriebszustand der Sekundärzelle verstanden, in dem der Stromleitungsquerschnitt der Stromleiteinrichtung durch die Sicherheitsvorrichtung verringert wurde. Erfindungsgemäß weist die Sekundärzelle eine Messeinrichtung zum Erfassen wenigstens eines Betriebszustandes auf. Insbesondere weist die Messeinrichtung wenigstens einen Sensor auf, der insbesondere einen der oben definierten Betriebsparameter erfassen kann. Vorzugsweise beinhaltet die Messeinrichtung eine Recheneinheit, in der Messsignale nach vorgegebener Art und Weise mathematisch-logisch weiterverarbeitet werden können. Außerdem weist die Messeinrichtung vorzugsweise eine Ausgabeeinheit auf, insbesondere eine analoge und/oder digitale Schnittstelle, über welche Messsignale, die weiterverarbeiteten Messsignale und/oder Informationen über die Messsignale bereitgestellt werden können. Vorzugsweise ist der Messeinrichtung eine Speichereinheit zugeordnet, in der insbesondere wenigstens ein Betriebsparameterintervall gespeichert ist. Bevorzugt ist die Messeinrichtung in die Sekundärzelle integriert und/oder neben dieser angeordnet. Dadurch kann insbesondere eine kompakte Bauweise realisiert und/oder die Wartung der Sekundärzelle samt Zellsteuereinrichtung vereinfacht werden.
Erfindungsgemäß weist die Sekundärzelle eine Sicherheitsvorrichtung auf.
Diese Sicherheitsvorrichtung ist dazu eingerichtet, einen Sicherheitszustand für die Sekundärzelle herbeizuführen, indem eine Verringerung des Stromleitungsquerschnitts der Stromleiteinrichtung bewirkt wird. Diese Verringerung führt zu einer Erhöhung des elektrischen Widerstands der Stromleiteinrichtung. Insbesondere ist die Sicherheitsvorrichtung dazu eingerichtet, eine Verringerung des Stromleitungsquerschnitts auf einen Wert, der zwischen wenigstens 0.01 , 0.05, 0.1 oder 0.2 und und/oder maximal 0.1 , 0.2, 0.4 oder 0.8 des Ausgangs- Stromleitungsquerschnitts liegt, zu bewirken. Vorzugsweise bewirkt die Sicherheitsvorrichtung eine Verringerung des Stromleitungsquerschnitts auf Null, sodass der Verbraucherstromkreis unterbrochen ist und der Verbraucher aus der Sekundärzelle nicht mehr mit Energie versorgt wird. Die Sicherheitsvorrichtung kann insbesondere auf Anweisung einer Steuereinrichtung, insbesondere der Zellsteuereinrichtung, aktiviert bzw. ausgelöst werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung detektiert die Messeinrichtung einen Fehlbetriebszustand der Sekundärzelle, falls ein Betriebsparameter, insbesondere ein Betriebsparameter der Sekundärzelle, länger als während eines vorbestimmten Zeitintervalls außerhalb eines vorbestimmten Betriebsparameterintervalls liegt. Vorzugsweise kann ein Übergang der Sekundärzelle in den Sicherheitszustand vorbereitet, aber noch nicht ausgelöst werden, wenn ein Betriebsparameter sich während eines vorbestimmten Zeitintervalls nicht in dem vorbestimmten Betriebsparameterintervall befindet, und kann insbesondere unter dieser Bedingung ausgelöst werden, dass sich der Betriebsparameter während eines vorbestimmten Zeitintervalls außerhalb des Betriebsintervalls befindet. Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist der Sekundärzelle eine Zellsteuereinrichtung zugeordnet, die dazu eingerichtet ist, einen Zustandsübergang der Sekundärzelle einzuleiten. Vorzugsweise ist die Zellsteuereinrichtung zum Verarbeiten wenigstens eines Messwerts eingerichtet. Ein solcher Messwert kann insbesondere entweder einen Betriebsparameter der Sekundärzelle oder ihrer Umgebung repräsentieren und/oder eine mathematisch-logische Verknüpfung basierend auf wenigstens einem solchen Betriebsparameter. Ein Betriebsparameter der Umgebung der Sekundärzelle kann insbesondere ein Betriebsparameter einer Batterie sein, welche diese Sekundärzelle beinhaltet. Bevorzugt ist die Zellsteuereinrichtung in die Sekundärzelle integriert und/oder neben dieser angeordnet. Dadurch kann insbesondere eine kompakte Bauweise realisiert und/oder die Wartung der Sekundärzelle samt Zellsteuereinrichtung vereinfacht werden. Vorzugsweise ist die Zellsteuereinrichtung einstückig mit einer Steuereinrichtung einer übergeordneten Batterie oder eines Kfz ausgebildet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Sekundärzelle eine Zellsteuereinrichtung auf, die eingerichtet ist zum Verarbeiten eines Messwerts, insbesondere zum Verarbeiten eines Messwerts, der stellvertretend für einen Betriebsparameter dieser Sekundärzelle ist; und/oder zum Verarbeiten eines Messwerts, der einen Betriebsparameter einer Umgebung der Sekundärzelle, vorzugsweise einer übergeordneten und/oder eines zu versorgenden Verbrauchers repräsentiert.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Sicher- heitsvorrichtung eine pyrotechnische Einrichtung auf, die zumindest mittelbar einer Verringerung des Stromleitungsquerschnitts der Stromleiteinrichtung dient. Eine Aktivierung der Sicherheitsvorrichtung kann insbesondere eine Zündung einer Explosionsladung bewirken. Dadurch werden mechanische Kräfte auf die Stromleiteinrichtung, insbesondere auf Teile der Stromleiteinrichtung ausgeübt, so dass insbesondere Teile der Stromleiteinrichtung durch die mechanische Kräfte herausgelöst und/oder unterbrochen werden können und dadurch der elektrisch leitende Querschnitt der Stromleiteinrichtung zumindest teilweise verringert wird. Vorzugsweise weist die Sicherheitsvorrichtung einen Bolzen auf, der durch Zünden einer pyrotechnischen Explosionsladung gegen die Stromleiteinrichtung getrieben wird und durch mechanische Einwirkung den Stromleitungsquerschnitt der Stromleiteinrichtung an dieser Stelle verringert, ins- besondere durchtrennt. Durch eine pyrotechnische Sicherheitsvorrichtung wird insbesondere die Übergangsgeschwindigkeit in den Sicherheitszustand maximiert.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Sicher- heitsvorrichtung eine Temperaturerhöhungseinrichtung auf, die insbesondere einen Schmelzvorgang bewirkt, so dass dadurch eine Verringerung des Stromleitungsquerschnitts der Stromleiteinrichtung bewirkt wird. Dadurch können insbesondere Teile der Stromleiteinrichtung weg- oder durchgeschmolzen werden, so dass an den erhitzen Bereichen eine Unterbrechung des Strom- kreises erwirkt wird und dadurch der elektrisch leitende Querschnitt der
Stromleiteinrichtung verringert wird. Vorzugsweise wirkt die Sicherheitsvorrichtung durch eine Thermitreaktion und/oder eine ähnlich wirkende chemische Reaktion, die stark exotherm abläuft und dabei die notwendige Temperatur erzeugt, um den Stromableiter an der oder den dafür vorgesehenen Stellen weg- oder durchzuschmelzen. Eine temperaturerhöhungsbasierte Sicherheitsvorrichtung bietet vorteilhaft insbesondere eine hohe räumliche Kontrolle der Trennwirkung.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Sicher- heitsvorrichtung eine mechanische Wirkeinrichtung auf, welche durch gezielte mechanische Verformung einer Verringerung des Stromleitungsquerschnitts der Stromleiteinrichtung dient. Vorzugsweise kann diese Verformung eine Ein- kerbung sein, die durch eine Sicherheitsvorrichtung bewirkt wird, die bevorzugt nach der Art und Weise eines Hammers die gezielte mechanische Veränderung bewirkt. Vorzugsweise weist ein Aktor eine bewegbare Kante oder einen bewegbaren Bolzen auf, welcher insbesondere auf die Stromleiteinrichtung wirkt und deren Material zumindest teilweise verdrängt und dadurch die Verringerung des Stromleitungsquerschnitts begründet. Eine solche Sicherheitsvorrichtung bietet vorteilhaft insbesondere eine hohe räumliche Kontrolle der Trennwirkung.
Bevorzugt dient die Sicherheitsvorrichtung einer Verringerung des Strom- leitungsquerschnitts eines Stromableiters der Strom leitein richtung der
Sekundärzelle, und dies in zumindest mittelbarer Weise.
In einer bevorzugten Ausführung dient die Sicherheitsvorrichtung einer Verringerung des Stromleitungsquerschnitts durch Wirken auf wenigstens einen Steg und/oder eine Dünnstelle der Stromleiteinrichtung. Dabei weist die
Stromleiteinrichtung wenigstens einen Steg, insbesondere zwei oder mehr Stege, auf, wobei mehrere Stege insbesondere durch wenigstens eine Ausnehmung und/oder eine Dünnstelle beabstandet sind. Stege stellen elektrisch leitende Bereiche der Stromleiteinrichtung oder ihres Stromableiters dar, die insbesondere dazu eingerichtet sind, den Strom durch den Stromleiter zu führen. Dünnstellen stellen Bereiche dar, in denen die Stromleiteinrichtung insbesondere fertigungsgemäß einen verringerten Stromleitungsquerschnitt aufweist. Ausnehmungen stellen Bereiche dar, in denen kein stromleitendes Material, insbesondere kein Material, vorhanden ist.
Eine durch Stege und Ausnehmungen und/oder Dünnstellen strukturierte
Stromleiteinrichtung weist insbesondere eine perforierte Struktur und/oder eine Gitterstruktur auf. Bei einer perforierten Struktur stellen die Ausnehmungen und/oder die Dünnstellen die Perforationslöcher bzw. Perforationsvertiefungen dar, die insbesondere durch Stege beabstandet sind. Bei einer Gitterstruktur stellen die Gitterstäbe die Stege dar und deren Zwischenräume die Ausnehmungen. Insbesondere kann eine perforierte Struktur unterschiedliche Ausnehmungen und Stege unterschiedlicher Größe darstellen. Weiterhin insbesondere kann eine Gitterstruktur Gitter unterschiedlicher Art aufweisen, die insbesondere Stege unterschiedlicher Form, Orientierung und/oder Größe besitzen sowie Ausnehmungen und/oder Dünnstellen unterschiedlicher Form, Dicke und/oder Größe. Insbesondere weist eine Gitterstruktur ein Kreuzgitter und/oder eine parallele Vergitterung auf.
Die Sicherheitsvorrichtung wirkt auf die Stege und/oder die Dünnstellen ein, um die Sekundärzelle in den Sicherheitszustand zu überführen und den Strom- leitungsquerschnitt zu verringern. Vorzugsweise kann durch eine Kombination von perforierter Struktur und Gitterstruktur ein Materialnetz verwirklicht sein, auf welches die Sicherheitsvorrichtung einwirkt. Die Strukturierung der Stromleiteinrichtung bzw. von Teilen der Stromleiteinrichtung, bietet insbesondere den Vorteil einer besseren Kontrolle des Stromleitungsquerschnitts im zweiten Zustand, insbesondere, wenn die Strukturierung und die Sicherheitsvorrichtung aneinander angepasst sind.
Vorzugsweise ist eine perforierte Struktur oder eine Gitterstruktur auf den Stromableiter, insbesondere auf Teile des Stromableiters begrenzt. Vorzugs- weise wirkt die Sicherheitsvorrichtung in diesem Fall allein auf den Stromableiter und insbesondere auf die entsprechenden Teile des Stromableiters, die entsprechend strukturiert sind. Durch einen solchen Stromableiter kann insbesondere die Implementierung einer erfindungsgemäßen Sekundärzelle vorteilhaft fertigungstechnisch modularisiert werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Sekundärzelle ferner eine Entladeeinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, insbesondere nach dem Übergang in den Sicherheitszustand einen Stromkreis zu schließen, um die Sekundärzelle zumindest teilweise zu entladen und somit in einen erweiterten Sicherheitszustand zu überführen. Dieser Stromkreis ist vorzugsweise parallel zu dem Verbraucherstromkreis geschaltet. Durch diesen
Stromkreis wird der Sekundärzelle gespeicherte Energie entnommen. Vorzugs- weise wird diese Energie in einem Widerstand dissipiert, insbesondere derart, dass eine Temperaturerhöhung des Widerstandes einen vorgegebenen Grenzwert nicht überschreitet, der zwischen wenigstens -10, 0, 5, 10 und/oder maximal 50, 60, 90 oder 150 °C beträgt. Weiterhin vorzugsweise wird die Sekundärzelle durch die Entladeinrichtung auf einen vorbestimmten
Ladezustand überführt, der besonders bevorzugt Null beträgt.
Vorzugsweise ist dieser Entladestromkreis mit einer Diodenschaltung abgesichert, so dass über diesen Stromkreis der Sekundärzelle ein Aufladen der Sekundärzelle nicht erfolgen kann. Die Diodenschaltung besteht in einer bevorzugten Ausführung aus einer einzigen Diode. Bevorzugt bleiben beim Übergang in den zweiten Zustand wenigstens ein Steg und/oder wenigstens eine Dünnstelle stromleitend, so dass darüber der Stromkreis geschlossen werden kann, um die Entladung durchzuführen. Besonders bevorzugt ist der verbleibende Steg bzw. die verbleibende Dünnstelle mit einer Diode versehen, insbesondere als Diode ausgeführt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Entladeeinrichtung in die Sekundärzelle integriert oder neben dieser angeordnet, um insbesondere eine vereinfachte Wartung zu ermöglichen und/oder einer kompakten Bausweise zu dienen.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Batterie mit wenigstens zwei der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Sekundärzellen. Insbesondere kann die Batterie mit einem Steuergerät ausgestattet sein, das dazu eingerichtet ist, mit einer der Sekundärzellen zu kommunizieren und vorzugsweise eine Sicherheits- Vorrichtung und/oder eine Entladevorrichtung zu aktivieren. Vorzugsweise ist die Batterie mit einem Gehäuse versehen, das insbesondere Mittel aufweist, um zwei oder mehr Sekundärzellen anzuordnen und/oder miteinander elektrisch zu verbinden. Die Batterie kann insbesondere zur Bereitstellung elektrischer Energie für einen Verbraucher eines Kraftfahrzeugs vorgesehen sein, ins- besondere zum Einbau in ein Kraftfahrzeug. Weiterhin ist die Batterie vorzugsweise dafür eingerichtet, einen Antriebsmotor, insbesondere einen Hauptantriebsmotor, zu versorgen, schnell ausgetauscht zu werden und/oder neben anderen Batterieeinheiten angeordnet, insbesondere mit diesen mechanisch verbunden, zu sein.
Gegenstand der Erfindung ist ferner Verfahren zum Betrieb einer Sekundärzelle mit einer wiederaufladbaren Elektrodenbaugruppe, welche vorgesehen ist, elektrische Energie zumindest zeitweise zur Verfügung zu stellen, und welche wenigstens zwei Elektroden unterschiedlicher Polarität und einen Separator aufweist, wobei der Separator zwischen diesen Elektroden angeordnet ist, und wenigstens einer Stromleiteinrichtung, welche vorgesehen ist, einem Ver- braucher elektrische Energie aus der Elektrodenbaugruppe zur Verfügung zu stellen, und welche mit der Elektrodenbaugruppe elektrisch leitend verbunden ist, insbesondere einer erfindungsgemäßen Sekundärzelle, mit den Schritten des Feststellens, ob sich die Sekundärzelle in einem Fehlbetriebszustand befindet, welcher von einem Normalbetriebszustand abweicht; und des
Reduzierens eines Stromleitungsquerschnitts der Stromleiteinrichtung und dadurch des Überführens der Sekundärzelle in den Sicherheitszustand, wenn sich die Sekundärzelle im Fehlbetriebszustand befindet.
Die Vorteile dieses Verfahrens der Erfindung, die Begriffsdefinitionen und die bevorzugten Weiterbildungen entsprechen jenen, die oben in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Sekundärzelle erläutert worden sind. Auf eine Wiederholung wird deshalb an dieser Stelle verzichtet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird nach dem Übergang in den Sicherheitszustand in einem weiteren Verfahrensschritt ein Betriebsparameter erfasst, insbesondere der Ladezustand der Elektrodenbaugruppe, um festzustellen, wie hoch ein Restrisiko ist, welches von der Sekundärzelle im Sicherheitszustand ausgeht. Entsprechend einem Ergebnis in diesem
Verfahrensschritt wird dann gegebenenfalls eine Entladeeinrichtung aktiviert, insbesondere durch eine Steuerung, vorzugsweise durch eine Zellsteuereinrichtung. Dadurch kann insbesondere ein weiterer Stromkreis geschlossen werden, der über die Entladevorrichtung führt. Danach wird in einem weiteren Verfahrenschritt eine insbesondere vorgegebene Ladungsmenge der
Sekundärzelle entnommen. Dies bewirkt, dass nur noch eine definierte
Ladungsmenge in der Sekundärzelle verbleibt. Vorzugsweise ist diese
Ladungsmenge Null. Vorzugsweise wird der Sekundärzelle durch die Entladung eine vorbestimmte Ladungsmenge entnommen und/oder die Sekundärzelle bis zu einem bestimmten Ladezustand entladen, der insbesondere einen Wert zwischen wenigstens 0.05, 0.1 oder 0.2 und/oder maximal 0.1 , 0.2, 0.4 oder 0.8 multipliziert mit der Nennladung annimmt oder vorzugsweise Null ist. Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen
Sekundärzelle gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
Fig. 2 einen schematischen Ausschnitt einer Sekundärzelle gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform; Fig. 3 schematische Darstellungen des Aufbaus einer Sicherheitsvorrichtung und deren Wirkweise auf einen Teil einer Stromleiteinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4 ein Diagramm zur Erklärung des vorbestimmten Zeitintervalls; und Fig. 5 ein weiteres Diagramm zur Erklärung des vorbestimmten Zeitintervalls.
Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Sekundärzelle 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, mit einer Elektrodenbaugruppe 2, zwei Strom- leiteinrichtungen 3 und 4, wobei jeweils eine Stromleiteinrichtung an eine der beiden Elektroden 2a, 2b der Elektrodenbaugruppe 2 angeschlossen ist. Weiter weist die Sekundärzelle eine Zellsteuereinrichtung 7 auf. Die Elektrodenbaugruppe 2 weist eine negative und eine positive Elektrode 2a, 2b auf sowie eine Messeinrichtung 6 zur Messwerterfassung betreffend
Betriebsparametern. Die linksseitige Elektrode 2a der Elektrodenbaugruppe 2 ist mit einer Stromleiteinrichtung 3 verbunden, die sich teilweise aus der Umhüllung 5 erstreckt und gegen elektrischen Kontakt mit der Umhüllung durch Isolatoren 1 1 geschützt ist sowie einen mit der Elektrode 2a verbundenen Stromableiter 9 aufweist. Die rechtsseitige Elektrode 2b der Elektrodenbaugruppe 2 ist über einen weiteren Stromableiter 4 elektrisch leitend mit der Umhüllung 5 ver- bunden, der zugleich eine weitere Stromleiteinrichtung der Sekundärzelle bildet.
Der Stromableiter der Stromleiteinrichtung 3 weist im Verbindungsbereich mit der Elektrode 2a horizontale Stege 12b und Ausnehmungen 13 auf, die abwechselnd angeordnet sind. Über die horizontalen Stege 12b ist der Strom- ableiter 9 mit der Elektrode 2a elektrisch kontaktiert. Zwischen zwei horizontalen Stegen 12b sowie über dem obersten horizontalen Steg 12d befindet sich jeweils ein vertikaler Steg 12a. Über die vertikalen Stege 12a wird der Strom zum Verbraucher geführt. Neben den vertikalen Stegen 12a ist eine Sicherheitsvorrichtung 8 angeordnet. Diese Sicherheitsvorrichtung 8 ist dazu eingerichtet, wenigstens einen der vertikalen Stege 12a zu durchtrennen und somit eine Verringerung des Stromleitungsquerschnitts herbeizuführen und so die Sekundärzelle in den Sicherheitszustand zu überführen.
Eine Durchtrennung des untersten vertikalen Stegs 12e im Bereich der Sicherheitsvorrichtung 8 verursacht eine minimale diskrete Verringerung des Stromleitungsquerschnitts. Eine Durchtrennung des Stegs 12f verursacht eine maximale Verringerung des Stromleitungsquerschnitt, der dadurch zu Null verringert wird. Eine Durchtrennung der mittleren vertikalen Stege verursacht eine Verringerung des Stromleitungsquerschnitts, wobei der Betrag der
Verringerung diskret, mit Höhe der Anordnung des jeweiligen Stegs, ansteigt. Eine Durchtrennung des obersten vertikalen Stegs hat zur Folge, dass die Elektrodenbaugruppe 2 über die Stromleiteinrichtung 3 keinen Strom mehr bereitstellen kann, da keine elektrische Verbindung zwischen der Stromleiteinrichtung 3 und der Elektrodenbaugruppe 2 über die linksseitige Elektrode 2a besteht.
Der unterste Steg 12c des Stromableiters 9, weist eine Diode auf, welche die Richtung des Stromflusses so festgelegt, dass die Elektrodenbaugruppe 2 über diesen Steg 12c nicht geladen werden kann. Über diesen Steg kann ein weiterer Stromkreis zwischen den beiden Elektroden 2a, 2b der Elektrodenbaugruppe 2 geschlossen werden, der über die Entladeeinrichtung 10 führt.
Die Entladeeinrichtung 10 ist dazu eingerichtet, die Sekundärzelle in einen erweiterten Sicherheitszustand zu überführen. Diese Entladeeinrichtung 10 weist einen Ballastwiderstand auf, der die elektrische Energie, die in der
Elektrodenbaugruppe 2 gespeichert ist, dissipiert. Die Entladeinrichtung 10 wird von der Zellsteuereinrichtung 7 aktiviert. Erst bei Aktivierung der Entladeeinrichtung 10 wird ein Stromkreis über die Entladeeinrichtung geschlossen und somit die Ladung der Elektrodenbaugruppe 2 verringert.
Wenn die Sicherheitsvorrichtung 8 zumindest den obersten vertikalen Steg 12f des Stromableiters 9 durchtrennt hat, ist eine Entladung der Sekundärzelle 1 lediglich über die Entladevorrichtung 10 möglich. Fig. 2 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Sekundärzelle 1 , wie z.B. in Fig. 1 dargestellt, gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform.
Die linksseitige Elektrode 2a ist mit einen Stromableiter 9 elektrisch kontaktiert, welcher im unteren Bereich Dünnstellen 14 aufweist, wobei um diese Dünnstellen 14 horizontale und vertikale Stege 12a, 12b angeordnet sind. Eine Sicherheitsvorrichtung 8 ist auf dem Stromableiter 9 auf den Dünnstellen 14 und den horizontalen Stegen 12b angeordnet. Die Sicherheitsvorrichtung 8 ist dazu eingerichtet, sowohl die Dünnstellen 14, insbesondere einzeln, zu durchtrennen, als auch die horizontalen Stege 12b zu durchtrennen, um den Stromleitungsquerschnitt des Stromableiters 9 bzw. der Stromableiteinrichtung 3 zu ver- ringern.
Falls sowohl die Dünnstellen 14 als auch die horizontalen Stege 12b durchtrennt sind, ist der Strom leitungsquerschnitt Null. Dies hat zur Folge, dass die
Elektrodenbaugruppe 2 über die Stromleiteinrichtung 3 keinen Strom mehr bereitstellen kann, da keine elektrische Verbindung zwischen der Stromleiteinrichtung 3 und der Elektrodenbaugruppe 2 über die linksseitige Elektrode 2a besteht.
Fig. 3 zeigt schematisch den Aufbau und die Wirkweise einer Sicherheits- Vorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform.
Die Abbildung zeigt beispielhaft einen Trennschalter der Fa. Autoliv B.V. & Co. KG, Deutschland, wobei hier das Prinzip der Wirkweise auf eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sekundärzelle übertragen ist.
Demnach ist ein Teil der Stromleiteinrichtung 3, insbesondere ein Teil eines Stromableiters 9 dargestellt, der eine Sollbruchstelle 15 aufweist. Außerdem weist die Sicherheitsvorrichtung eine Trennvorrichtung 16 auf, die als Zylinder ausgeführt ist, der mit einer scharfen Trennkante 17 versehen ist. Der Zylinder ist dazu eingerichtet von einer pyrotechnischen Zündladung gegen die Soll- bruchsteile der Stromleiteinrichtung 3 getrieben zu werden.
Teilfigur 3a zeigt den Zustand der Sicherheitsvorrichtung 8 und eines Teils der Stromleiteinrichtung 3 bei einer Explosion der Zündladung. Teilfigur 3b zeigt, wie der Zylinder durch die Explosionsladung gegen die Sollbruchstelle 15 getrieben wird. Teilfigur 3c zeigt, wie die Trennkante 17 des Zylinders der Trennvorrichtung 16 die Stromleiteinrichtung 3 an der Sollbruchstelle 15 durchtrennt und dadurch einen Stromkreis, der über die Stromleiteinrichtung 3 geschlossen ist, unterbricht.
Fig. 4 zeigt in einem Diagramm die Bedeutung des vorbestimmten Zeitintervalls Ai gemäß einer bevorzugten Ausführungsform.
Das Diagramm zeigt auf der horizontalen Achse die Zeit t an. Die vertikale Achse repräsentiert einen Betriebsparameter BP. Ein Betriebsparameterintervall ΔΒΡ für den repräsentierten Betriebsparameter BP ist zwischen den Werten BP^ und BP2 vorgegeben, d.h. ΔΒΡ = BP2 - BPi . Die Sekundärzelle befindet sich im Normalbetriebszustand, wenn sich der Betriebsparameter BP innerhalb des Betriebsparameterintervalls ΔΒΡ befindet oder zumindest nicht länger als während der Dauer des vorbestimmten Zeitintervalls At außerhalb dieses Betriebsparameterintervalls ΔΒΡ liegt.
Eine Überführung der Sekundärzelle in den Sicherheitszustand kann erfolgen, wenn sich der Betriebsparameter BP der Sekundärzelle länger als durch das vorbestimmte Zeitintervall At definiert außerhalb des Betriebsparameterintervalls ΔΒΡ befindet. Die Einhaltung des Zeitintervalls At wird in Echtzeit kontrolliert.
Fig.5 zeigt in einem weiteren Diagramm die Bedeutung des vorbestimmten Zeitintervalls At gemäß einer bevorzugten Ausführungsform.
Das Diagramm zeigt auf der horizontalen Achse die Zeit t an. Die vertikale Achse repräsentiert wie in Fig. 4 einen Betriebsparameter BP. Ein Betriebsparameterintervall ΔΒΡ für den repräsentierten Betriebsparameter BP ist zwischen den Werten BP3 und BP4 vorgegeben, d.h. ΔΒΡ = BP4 - BP3.
Gemäß dieser Ausführungsform wird die Sekundärzelle solange nicht in den Sicherheitszustand überführt, solange der Betriebsparameter BP nicht länger als das Zeitintervall A\ das Betriebsintervall verlassen hat. Dadurch wird bewirkt, dass bei einem für die Funktion der Sekundärzelle zeitlich irrelevanten
Verlassen des Betriebsparameterintervalls ΔΒΡ, in dem insbesondere kein Fehlbetriebszustand vorliegt, kein Überführen in den Sicherheitszustand der Sekundärzelle initiiert wird. Im Diagramm sind die beiden ersten Zeitintervalle (links in der Figur) zeitlich irrelevante Intervalle mit Zeitwerten < At. Ein für die Funktion der Sekundärzelle zeitlich relevantes Verlassen des Betriebsparameterintervalls ΔΒΡ stellt das dritte gekennzeichnete Intervall (rechts in der Figur) dar. Sobald die aktuell erfasste Zeitdauer größer als das vorbestimmte Zeitintervall At ist, also hier zum Zeitpunkt , wird automatisch eine Überführung der Sekundärzelle in den Sicherheitszustand eingeleitet. Die Einhaltung des Zeitintervalls At wird in Echtzeit kontrolliert.
BEZUGSZEICHEN
1 Sekundärzelle
2 Elektrodenbaugruppe
2a, 2b Elektroden
3, 4 Stromleiteinrichtung
5 Umhüllung
6 Messeinrichtung
7 Zellsteuereinrichtung
8 Sicherheitsvorrichtung
9 Stromableiter
10 Entladeeinrichtung
1 1 Isolator
12a vertikale Stege
12b horizontale Stege
12c horizontaler Steg, mit Diode gesichert
12d oberster horizontaler Steg
12e unterster vertikaler Steg im Bereich der Sicherheitsvorrichtung
12f oberster vertikaler Steg
13 Ausnehmung 14 Dünnstelle
15 Sollbruchstelle
16 Trennvorrichtung
17 Trennkante
BP Betriebsparameter
ΔΒΡ Betriebsparameterintervall t Zeit
At Zeitintervall

Claims

Patentansprüche
Sekundärzelle (1), mit
einer wiederaufladbaren Elektrodenbaugruppe (2), welche vorgesehen ist, elektrische Energie zumindest zeitweise zur Verfügung zu stellen, und welche wenigstens zwei Elektroden (2a, 2b) unterschiedlicher Polarität und einen Separator aufweist, wobei der Separator zwischen diesen Elektroden (2a, 2b) angeordnet ist;
wenigstens einer Stromleiteinrichtung (3), welche vorgesehen ist, einem Verbraucher elektrische Energie aus der Elektrodenbaugruppe (2) zur Verfügung zu stellen, und welche mit der Elektrodenbaugruppe (2) elektrisch leitend verbunden ist;
wenigstens einer Messeinrichtung (6), welche dafür vorgesehen ist, einen Betriebszustand, insbesondere einen Betriebszustand der Elektrodenbaugruppe, zu detektieren; und
einer Sicherheitsvorrichtung (8), welche dafür vorgesehen ist, einen Stromleitungsquerschnitt der Stromleiteinrichtung zu reduzieren und damit einen Sicherheitszustand herbeizuführen, wenn die Messeinrichtung einen Fehlbetriebszustand detektiert, welcher von einem Normalbetriebszustand abweicht.
Sekundärzelle nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Messeinrichtung (6) einen Fehlbetriebszustand detektiert, falls ein Betriebsparameter (BP), insbesondere ein Betriebsparameter der Sekundärzelle (1), länger als während eines vorbestimmten Zeitintervalls (At) außerhalb eines vorbestimmten Betriebsparameterintervalls (ΔΒΡ) liegt. Sekundärzelle nach einem der vorherigen Ansprüche,
gekennzeichnet durch
eine Zellsteuereinrichtung (7), die eingerichtet ist
• zum Verarbeiten eines Messwerts, insbesondere zum Verarbeiten eines Messwerts, der stellvertretend für einen Betriebsparameter dieser Sekundärzelle (1 ) ist; und/oder
• zum Verarbeiten eines Messwerts, der einen Betriebsparameter einer Umgebung der Sekundärzelle (1), vorzugsweise einer übergeordneten und/oder eines zu versorgenden Verbrauchers
repräsentiert.
Sekundärzelle nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Sicherheitsvorrichtung (8) aufweist:
• eine pyrotechnische Einrichtung, die zumindest mittelbar durch
mechanische Einwirkung auf die Stromleiteinrichtung (3) einer Verringerung des Stromleitungsquerschnitts dient; und/oder
• eine Wärmequelle, welche einer Temperaturerhöhung der Stromleiteinrichtung (3) dient und dadurch zumindest mittelbar einer Verringerung des Stromleitungsquerschnitts dient; und/oder
• eine mechanische Wirkeinrichtung, welche zumindest mittelbar eine Verformung der Stromleiteinrichtung (3) bewirkt und dadurch einer Verringerung des Stromleitungsquerschnitts dient.
Sekundärzelle nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Stromleiteinrichtung (3) einen mit der Elektrodenbaugruppe (2) verbundenen Stromableiter (9) aufweist und die Sicherheitsvorrichtung (8) vorgesehen ist, zumindest mittelbar einen Stromleitungsquerschnitt des Stromableiters (9) zu reduzieren. Sekundärzelle nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Stromleiteinrichtung (3) wenigstens einen Steg (12) und/oder wenigstens eine Dünnstelle (14) aufweist und die Sicherheitsvorrichtung (8) vorgesehen ist, wenigstens einen Steg (12) und/oder wenigstens eine Dünnstelle (14) zu durchtrennen.
Sekundärzelle nach einem der vorherigen Ansprüche,
gekennzeichnet durch
eine Entladeeinrichtung (10), die dazu eingerichtet ist, die Sekundärzelle (1 ), insbesondere nach dem Übergang in den Sicherheitszustand, in einen erweiterten Sicherheitszustand zu überführen, wobei in diesem erweiterten Sicherheitszustand ein Stromkreis geschlossen ist, um die Sekundärzelle (1 ) zumindest teilweise zu entladen, und wobei der durch die Entladeeinrichtung (10) geschlossene Stromkreis vorzugsweise mit einer Diodenschaltung (12c) abgesichert ist, insbesondere um allein eine Entladung der Sekundärzelle (1 ) zu ermöglichen.
Batterie mit wenigstens zwei Sekundärzellen (1) nach einem der
Ansprüche 1 bis 7, insbesondere zur Bereitstellung elektrischer Energ für einen Verbraucher eines Kraftfahrzeuges.
Verfahren zum Betrieb einer Sekundärzelle (1) mit einer wiederauflad- baren Elektrodenbaugruppe (2), welche vorgesehen ist, elektrische Energie zumindest zeitweise zur Verfügung zu stellen, und welche wenigstens zwei Elektroden (2a, 2b) unterschiedlicher Polarität und einen Separator aufweist, wobei der Separator zwischen diesen Elektroden (2a, 2b) angeordnet ist, und wenigstens einer Stromleiteinrichtung (3), welche vorgesehen ist, einem Verbraucher elektrische Energie aus der
Elektrodenbaugruppe (2) zur Verfügung zu stellen, und welche mit der Elektrodenbaugruppe (2) elektrisch leitend verbunden ist, insbesondere einer Sekundärzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit den Schritten:
Feststellen, ob sich die Sekundärzelle (1) in einem Fehlbetriebszustand befindet, welcher von einem Normalbetriebszustand abweicht; und Reduzieren eines Stromleitungsquerschnitts der Stromleiteinrichtung (3) und dadurch Überführen der Sekundärzelle (1 ) in den Sicherheitszustand, wenn sich die Sekundärzelle im Fehlbetriebszustand befindet.
Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Fehlbetriebszustand der Sekundärzelle (1 ) festgestellt wird, wenn ein Betriebsparameter (BP), insbesondere ein Betriebsparameter der Sekundärzelle (1 ), länger als während eines vorbestimmten Zeitintervalls (At) außerhalb eines vorbestimmten Betriebsparameterintervalls (ΔΒΡ) liegt.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Stromleitungsquerschnitt der Stromleiteinrichtung (3) reduziert wird, indem
• eine pyrotechnische Einrichtung zumindest mittelbar mechanisch auf die Stromleiteinrichtung (3) einwirkt; und/oder
• eine Temperatur der Stromleiteinrichtung (3) erhöht wird; und/oder
• eine mechanische Wirkeinrichtung zumindest mittelbar die Stromleiteinrichtung (3) verformt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Sekundärzelle (1 ) nach dem Überführen in den Sicherheitszustand in einen erweiterten Sicherheitszustand überführt wird, indem der
Sekundärzelle (1 ) eine insbesondere vorbestimmte Ladungsmenge entnommen wird, sodass die Sekundärzelle (1 ) einen geringeren, insbesondere vorbestimmten Ladezustand einnimmt als im Normal- betriebszustand oder im Fehlbetriebszustand.
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