一种蓄电池单体(10)包括：阴极(16)、阳极(18)和电解质(14)以及设置在蓄电池单体(10)中并且具有至少两个传感器电极(26、28)的传感器(24)。在此，传感器(24)至少局部无护套地安置在蓄电池单体(10)中。此外，所述至少两个传感器电极(26、28)在保护传感器(24)和/或传感器电极(26、28)免受电解质(14)腐蚀的电势范围中运行。此外，提供一种制造并且运行这样的蓄电池单体(10)的方法。
Battery monomer and method for manufacturing and operating battery monomer
A battery monomer (10) includes a cathode (16), an anode (18) and an electrolyte (14), and a sensor (24) provided with at least two sensor electrodes (26, 28) in the battery monomer (10). Here, the sensor (24) is placed at least partially without a sheath in the battery monomer (10). In addition, at least two sensor electrodes (26, 28) operate in the potential range of protection sensors (24) and / or sensor electrodes (26, 28) from electrolytes (14) corrosion. In addition, a method for manufacturing and operating such battery monomer (10) is provided.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蓄电池单体和用于制造并且运行蓄电池单体的方法
本专利技术涉及一种蓄电池单体以及一种用于制造并且运行蓄电池单体的方法。
技术介绍
蓄电池单体是已知的，并且用于提供分散的电能。与其他的蓄存器单体、例如干电池相比的优点是，蓄电池单体是可再充电的。蓄电池单体的性能与许多参数、尤其是与温度、充电状态和已经经历过的充电周期次数有关。为了更好地监控蓄电池单体的状态，将传感器直接设置在蓄电池单体中，以便在那里例如测量温度、电阻或气体压力。然而，在蓄电池单体中，这些传感器通常暴露于可能导致传感器腐蚀损坏的含电解质的环境。为了防止由于腐蚀造成的这样的损坏并且因此延长传感器的使用寿命，必须用护套保护不耐久的传感器。然而，护套不仅与附加的成本相关，而且通常导致传感器的较差的响应特性。此外，护套不提供持久完整的保护。例如由于制造误差或由于老化过程可能出现的小的不密封的部位已经足以造成可能导致传感器失效的腐蚀损坏。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种制造成本低廉且可靠的蓄电池单体。为了解决该任务，提供一种蓄电池单体，其包括：阴极、阳极和电解质以及设置在蓄电池单体中并且具有至少两个传感器电极的传感器。在此，传感器至少局部地或完全地无护套地安置在蓄电池单体中。此外，所述至少两个传感器电极在保护传感器和/或传感器电极免受电解质腐蚀的电势范围内运行。通过在传感器电极上施加抵抗腐蚀电势的电压，防止传感器被腐蚀，并且可以省去保护性的护套、尤其是完全省去保护性的护套。这种主动防腐蚀保护的型式形成阴极防腐蚀保护。传感器在没有该阴极防腐蚀保护的情况下直接暴露于电解质，并且将会立即受腐蚀并且受损。这具有如下优点：由此确保了持久的防腐蚀保护，传感器提供更好的响应特性并且可以降低制造成本。根据一种优选的实施方式，第一传感器电极这样连接在蓄电池单体中，使得所述第一传感器电极以阴极的电势运行，和/或第二传感器电极这样连接在蓄电池单体中，使得所述第二传感器电极以阳极的电势运行。以这种方式，将现有的电势用于防腐蚀，由此简化传感器的连接。优选地，第一传感器电极与阴极耦联并且以阴极的电势运行，和/或第二传感器电极与阳极耦联并且以阳极的电势运行。通过传感器直接与阴极和/或阳极连接，传感器的简单且成本低廉的连接是可能的。根据一种进一步优选的实施方式，存在与传感器耦联的控制器，该控制器尤其是蓄电池单体的一部分，控制器操控传感器，尤其是控制器能无线地或经由设置的端子从外部被读取。控制器能实现有针对性地控制传感器电极的电势并且确保优化的防腐蚀保护。由此，电势也可以直接与改变的边界条件、例如蓄电池的温度或充电状态适配。例如，控制器安装、例如浇铸在壳体中。传感器可以与电解质直接接触。因此，无须采取防止与电解质直接接触的特别的预防措施，由此降低成本并且使传感器的应用领域变得灵活。在一种有利的实施方式中，传感器电极不受被动的防腐蚀保护。优选地，所述传感器电极这样连接在蓄电池单体中，使得所述传感器电极在相对于电解质的大于0V至3V、尤其是0.1V至2V的电势范围中运行，因为在该电势范围中腐蚀电势最小化。在一种进一步优选的实施方式中，传感器是温度传感器、电阻传感器、气体压力传感器或应变传感器。优选地，蓄电池单体是锂离子蓄电池。按照本专利技术，为了解决上面提到的任务，也规定一种用于制造并且运行按照本专利技术的蓄电池单体的方法，包括以下步骤：a)将传感器设置在蓄电池单体的内部，从而传感器直接暴露于电解质，b)将传感器电极连接到蓄电池单体的阳极和/或阴极上，和c)在免受电解质腐蚀的电势范围中运行传感器电极。尤其是当传感器能与电解质相互作用时，亦即，当传感器例如与电解质直接接触时或当传感器遭受含电解质的环境时，该传感器便暴露于电解质。“将传感器电极连接到蓄电池单体的阳极和/或阴极上”理解为，传感器电极直接连接到阳极和/或阴极上，或者也可能中间插接其他的电子构件、例如控制器或电阻。优选地，使传感器电极在相对于电解质的大于0V至3V、尤其是0.1V至2V的电势范围中运行，因为在该电势范围中确保了可靠的防腐蚀保护。如在蓄电池单体中已知的那样，一个蓄电池单体的各极根据运行模式——充电或放电——交换其电特性。因此，术语“阳极”和“阴极”的使用不应理解成限制性的。术语“阳极”和“阴极”仅用于更好地区分所述两极并且可以互相交换，以实现相应另外的运行模式。附图说明从以下结合附图的描述中得出进一步的优点和特征。在图中：图1示出按照本专利技术的蓄电池单体的示意图，和图2示出按照本专利技术的具有控制器的蓄电池单体的示意图。具体实施方式在图1中示出按照本专利技术的具有壳体12的蓄电池单体10，该蓄电池单体填充有电解质14并且包括阴极16以及与阴极16相对置的阳极18。阴极16和阳极18设置在电解质14中并且从蓄电池单体10的壳体12中引出，在那里所述阴极相应地形成阴极端子20并且所述阳极相应地形成阳极端子22。在蓄电池单体10的壳体12中设有带有第一传感器电极26和第二传感器电极28的传感器24。传感器24包括其传感器电极26、28在内不具有被动的防腐蚀保护、例如护套，并且直接暴露于电解质14，从而电解质会破坏该传感器。传感器24是温度传感器、电阻传感器、气体压力传感器或应变传感器。设置用于操控传感器24的传感器电极26、28穿过壳体12从蓄电池单体10中引出。第一传感器电极26经由电阻30与阴极端子20耦联。第二传感器电极28以阳极18的电势运行。备选地，传感器电极26、28也可以不与阴极16和阳极18耦联。在图2中示出按照本专利技术的具有浇铸在壳体12中的控制器32的蓄电池单体10的一种备选的实施方式。控制器32不仅与传感器24的传感器电极26、28耦联，而且经由阴极端子20和阳极端子22而与蓄电池单体10的阴极16或阳极18耦联。控制器32设置用于操控并且在确定的电势范围中运行传感器24。控制器32例如可以无线地或经由端子(未示出)被操控。传感器24例如可以直接经由端子(未示出)或经由控制器32被读取。在全部实施方式中，传感器24在借助阴极防腐蚀保护原理保护传感器24和/或传感器电极26、28免受腐蚀的电势范围中运行。在此，传感器24有针对性地以阴极16和/或阳极18的电势运行，并且将传感器24的运行电压限制在防止与电解质14发生有害反应的范围。尤其是，传感器24在相对于电解质14的大于0V至3V、优选0.1V至2V的电势范围中运行，以便实现在电解质14中的传感器24的表面上导致阴极极化的保护电流，该阴极极化防止离子从传感器24的表面被释放。如果例如蓄电池单体10是锂离子蓄电池并且传感器24是具有由铜制成的传感器电极26、28的传感器，则通过以阳极18的电势运行传感器电极26、28并且通过在传感器24上施加例如2V的运行电压，将由铜制成的传感器电极26、28的氧化还原电势拉至还原电势，该还原电势防止由于腐蚀而损坏传感器电极26、28。然而，本专利技术的技术方案不限于在上面提到的蓄电池类型和材料。更确切地说，阴极防腐蚀保护可以在蓄电池单体10中的全部传感器24中使用，所述传感器可以在防止传感器24腐蚀的相对于电解质14的合适的电势范围内运行。备选地，传感器24或传感器电极26、28可以部分地加套，其中，传感器24在防止传感器24和/本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.蓄电池单体，包括：阴极(16)、阳极(18)和电解质(14)以及设置在蓄电池单体(10)中并且具有至少两个传感器电极(26、28)的传感器(24)，其特征在于，所述传感器(24)至少局部无护套地安置在蓄电池单体(10)中，并且所述至少两个传感器电极(26、28)在保护传感器(24)和/或传感器电极(26、28)免受电解质(14)腐蚀的电势范围内运行。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.21 DE 102015226296.01.蓄电池单体，包括：阴极(16)、阳极(18)和电解质(14)以及设置在蓄电池单体(10)中并且具有至少两个传感器电极(26、28)的传感器(24)，其特征在于，所述传感器(24)至少局部无护套地安置在蓄电池单体(10)中，并且所述至少两个传感器电极(26、28)在保护传感器(24)和/或传感器电极(26、28)免受电解质(14)腐蚀的电势范围内运行。2.按照权利要求1所述的蓄电池单体，其特征在于，第一传感器电极(26)连接在蓄电池单体(10)中，使得所述第一传感器电极以阴极(16)的电势运行，和/或第二传感器电极(28)连接在蓄电池单体(10)中，使得所述第二传感器电极以阳极(18)的电势运行。3.按照上述权利要求之一所述的蓄电池单体，其特征在于，第一传感器电极(26)与阴极(16)耦联并且以阴极(16)的电势运行，和/或第二传感器电极(28)与阳极(18)耦联并且以阳极(18)的电势运行。4.按照上述权利要求之一所述的蓄电池单体，其特征在于，存在与传感器(24)耦联的控制器(32)，该控制器尤其是蓄电池单体(10)的一部分，控制器(32)操控传感器(24)，尤其是控制器(32)能无线地或经由设置的端子从外部被...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·P·施密特，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE
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