电化学电池制造技术

一种电化学电池(1)，其具有被外壳(2)密封的，特别是被气密地和/或液密地密封的电极堆栈(13)，和至少一个特别是以额定破裂点形式的泄压装置(4)，其中，泄压装置(4)具有易碎片(5)，所述易碎片密封了外壳(2)的穿孔(6)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电化学电池描述本专利技术涉及一种电化学电池以及一种包括至少一个这种电化学电池的电池组组合(Batterieanordnung)。德国专利DE 102007063193A1公开了一种平面结构形式的锂离子电池组，在所述锂离子电池组的外壳框架上提供了破裂区域(Berstbereich)。其中，在开口处引入了超压安全装置(Uberdrucksicherang X该超压安全装置包括一种防护膜(Sicherungsmembran),该防护膜在定义的临界超压状态下裂开,从而使气体能够溢出。本专利技术的任务是提供一种改进的电化学电池。该任务通过一种具有根据权利要求I所述的特征的电化学电池来解决。本专利技术其他有益的实施方式由从属权利要求给出。 根据本专利技术提供了一种电化学电池，该电化学电池具有被外壳密封，特别是被气密地和/或液密地密封的电极组，以及至少一个特别是以额定破裂点(Sollbruchstelle)形式的泄压装置，其中，所述至少一个泄压装置具有易碎片(Berstscheibe)，该易碎片可以密封外壳的穿孔。在本专利技术范围内，外壳可以理解为至少部分将外界与电极堆栈隔开的界限。该外壳最好是气密性的和液密性的，这样才不会与周围环境发生物质交换。电极堆栈被安装在外壳内部。外壳具有至少一个外壳部分，特别是多个外壳部分。例如，一个夕卜壳部分可以由模制件(Formteil)制成。可以使用两个模制件。此外，框架或框架部分也可以组成外壳部分。至少一个电流导体，特别是两个电流导体延伸到外壳之外，并用于连接电极堆栈。其中，该向外延伸的电流导体最好是构成了电化学电池的正极端口和负极端口。然而，也可以有多个电流导体延伸出外壳，特别是4个电流导体延伸出外壳。其中，如果电化学电池具有两个互相串联的电极堆栈时，那么不同的电极堆栈的两个电极相互连接。从本专利技术意义上来说，电极堆栈被理解为一种装置，这种被用作电化学电池或伽伐尼电池的组件(Baugruppe)的装置还被用于存储化学能并且用于释放电能。为此，该电极堆栈具有多个片状元件；至少两个电极(阳极和阴极)；以及，至少部分容纳了电解质的隔离物。最好将至少一个阳极、一个隔离物和一个阴极堆叠安放或堆积一起，其中，隔离物至少部分被布置在阳极和阴极之间。这种阳极、隔离物和阴极的序列可在电极组内部任意多次地重复。片状元件最好被卷绕成电极卷轴(Elektrodenwickel)。在下文中，概念“电极堆栈”也适用于电极卷轴。在释放电能之前，存储的化学能被转化为电能。在充电过程中，为电极堆栈或伽伐尼电池提供的电能被转化为化学能并存储起来。电极堆栈最好具有多个电极对和隔离物。特别优选的是，一些电极相互连接，特别是电连接。从本专利技术意义上来说，框架应当被理解为任何结构性的装置，该装置适用于针对周围环境的影响来机械地稳定电池，特别是针对由外部或内部产生的力，并且该装置可以在生产电池时与电池的外包装固定在一起。如所选术语字面上表现出的，框架最好是基本上为框架状的装置，该装置的作用基本在于，赋予伽伐尼电池机械稳定性。该框架可以构成外壳的一部分。在一定条件下，特别是过度充电、短路或过热会在电化学电池中形成超压。在极端情况下，这种超压会引起外壳的破裂和/或引起火灾。在这种情况下，相邻的电化学电池也会受损害。提供泄压装置能够有助于缓和上述条件下产生的后果。其中，泄压装置特别是一种这样的装置，该装置在出现确定的压力时，即破裂压力时，特别允许材料从电化学电池的内部空间向外溢出。此外，如果达到或超过了确定的温度，即破裂温度时，则泄压装置允许材料从电化学电池的内部空间向外溢出。就这点而言，泄压装置也可以不依赖于压力，仅在出现破裂温度时就开始进行泄压过程。如果电化学电池内部的材料能够特别基于泄压装置的开口向外溢出，那么特别地存在一个泄压过程。在此，以额定破裂点的形式设计泄压装置。其中，额定破裂点被特别设计成，使得泄压装置的一部分在有泄压过程的情况下可以毁坏。根据本专利技术，该泄压装置具有密封外壳的穿孔的易碎片。其中，该易碎片只有在不存在泄压过程的情况下才密封外壳的穿孔。在有泄压过程的情况下，穿孔的密封本身受到易碎片的破坏，使得易碎片至少不能完全阻止材料通过穿孔。更准确地布置易碎片以及通过易碎片密封穿孔的相应的能力，将在下面进行详细地讨论。该易碎片可由塑料制成，尤其由聚合物形成。该易碎片可以根据它的几何尺寸和/或机械特性来设计，使得其在达到破裂压力或破裂温度时，失去它的机械强度，并因此不再能密封外壳。用于制造易碎片的塑料可以被描述为选自PE、PP、PTFE、CTFE、FEP、HFP或者其他特别的含氟聚合物。易碎片最好由薄膜制成。该薄膜能够在达到或超过破裂压力时被部分毁坏，尤其是撕开。该薄膜也可以在达到或超过破裂温度时熔化。易碎片和外壳最好由实质上相同的材料制成。其中，首先该外壳可以被完全密封地制成，并且易碎片随后从外壳中被分离出来，特别是被切割出来或被冲孔出来。易碎片可以紧接着再次紧密地固定到外壳上。由此外壳连同泄压装置的生产成本可以被降低。易碎片最好具有多层，其中特别包括用于降低扩散的层。用于降低扩散的层最好能够基于含氟聚合物、有机硅或石蜡。此外，易碎片中的一层可以由金属，特别是铝制成。易碎片的某一层可以气相沉积到其他的层上，特别地，铝层可以气相沉积到塑料层上。基于烃的塑料尤其能够促进水或水蒸气的扩散。其中，用于降低扩散的层最好是通过易碎片阻止水或水蒸气的扩散。这同样可以由金属层实现。这些实施方式也普遍适用于外壳部分。为了确保两个层中的一层对易碎片的破裂特性只能施加可忽略的机械影响，这样的层可以被穿孔。该外壳的金属层，S卩，尤其是外壳部分和/或易碎片的金属层可以借助聚合物膜来涂覆。这可以避免金属层可能的腐蚀。特别地，如果金属层是面向电化学电池的内部空间，这可以避免由电极堆栈和包括在其中的材料造成的腐蚀。金属层可以通过形成致密的氧化层的、有针对性的氧化，特别是通过阳极氧化来进行预处理。由此可以得出对腐蚀的进一步的抗性。此外，金属层也可以经受其他的预处理，这些预处理特别具有抗腐蚀的作用。所述预处理特别包括应用金属氧化层、金属氮化层或其他保护层，这特别是通过等离子体方法、喷涂或电解处理来应用。泄压装置最好在达到破裂温度时触发泄压过程。易碎片中的一层是由一种熔化温度低于破裂温度的材料制成。由此可以实现，特别地在达到破裂温度之前，所述一个熔化温度低于破裂温度的层熔化，并且由此失去了机械特性。因为该层在达到破裂温度时仅仅具有可忽略的机械特性，对破裂点确切的设定只能在其他层上设定。其中，在破裂点意味着以下工作状态，即在该工作状态下通过泄压装置触发泄压过程。破裂点特别通过破裂温度和/或破裂压力来确定。易碎片最好由聚合物层和石蜡层形成，其中，石蜡层的熔点低于85°C并且特别是大约80°C，而聚合物层具有最好高于95°C的熔点，特别是大约100°C。穿孔可以具有为圆形的形状。其中，该圆形可特别借助钻孔简单地形成。可选地，该穿孔也可以具有为方形的形状。特别地，如果穿孔位于外壳的窄边上，该穿孔具有长形的形状是有益的，也就是说，穿孔在第一截面方向上具有比在与其垂直的第二尺度中的尺度大很多倍，特别是至少大2倍的尺度。易碎片最好被设计为大于穿孔。由此可以实现，易碎片覆盖住本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.10.05 DE 102009048236.91.一种电化学电池(I)，所述电化学电池具有被外壳(2)密封的电极堆栈(13)，特别是被气密地和/或液密地密封的电极堆栈(13)，以及至少一个泄压装置(4)，特别是以额定破裂点形式的泄压装置(4)，其特征在于， 所述至少一个泄压装置(4)具有易碎片(5)，所述易碎片密封了所述外壳(2)的穿孔(6)。2.如权利要求I所述的电化学电池，其特征在于， 所述易碎片(5)由塑料制成，尤其是由聚合物制成。3.如前述权利要求中至少一项所述的电化学电池，其特征在于， 所述易碎片(5)由薄膜制成。4.如前述权利要求中至少一项所述的电化学电池，其特征在于， 所述易碎片(5)和所述外壳(2)由本质上相同的材料制成。5.如前述权利要求中至少一项所述的电化学电池，其特征在于， 所述易碎片(5)具有多个层(7、8)，其中特别包括用于降低扩散的层。6.如前述权利要求中至少一项所述的电化学电池，其特征在于， 所述泄压装置(4)被设计为，使得在达到破裂温度(Tb)时触发泄压过程，其中，易碎片(5)中的至少一个层是由其熔化温度(Ts)低于破裂温度(Tb)的材料制成的。7.如前述权利要求中至少一项所述的电化学电池，其特征在于， 所述易碎片(5)借助石蜡涂覆。8.如前述权利要求中至少一项所述的电化学电池，其特征在于， 所述易碎片(5)具有至少一个层，该层是由金属，特别是由铝制成的，所述层最好是气相沉积到所述易碎片(5)上的。9.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈特·艾兴格，蒂姆·谢弗，
申请(专利权)人：锂电池科技有限公司，
类型：发明
国别省市：