具有可解除的連接區域的原電池的製作方法

2023-05-07 12:11:46

專利名稱：具有可解除的連接區域的原電池的製作方法
技術領域：
本發明涉及根據權利要求1前序部分的原電池。結合用於為汽車供電的鋰離子電池描述本發明。在此應指出的是本發明也可與原電池的化學特性、結構類型或者與其為之供電的驅動器的類型無關地使用。
背景技術：
在現有技術中公開了例如在機械損傷或者在高溫的情況下可能無控地釋放所儲存的能量的原電池。由此可能會危害環境。

發明內容
本發明的目的在於，使得原電池變得更加安全。該目的通過具有權利要求1的特徵的原電池實現。優選和有利的改進方案是從屬權利要求的主題。根據本發明的原電池的優選使用是一獨立權利要求的主題。根據本發明的原電池具有大致稜柱形的電極堆疊、電解質和殼體。該殼體被設置成至少部分地包圍電極堆疊。電極堆疊被構建成多層的，且具有至少一個陽極層、一個陰極層和一個隔板層。該至少一個隔板層至少部分地布置在陽極層和陰極層之間。該至少一個隔板層至少部分地容納電解質。至少一個陽極層、至少一個陰極層和至少一個隔板層設置成在至少一個連接區域中特別是藉助於至少一個可解除的連接裝置可解除地相互連接。在本發明的意義下，原電池為用於儲存化學能和用於提供電能的設備。對此，根據本發明的原電池還擁有電極堆疊和電解質。原電池也可以被構建成在充電時接收電能。 人們也將其稱為二次電池或者蓄電池。在本發明的意義下，電極堆疊為用於儲存化學能和用於提供電能的作為原電池的部件的裝置。在提供電能之前，所儲存的化學能被轉化為電能。在充電期間，導入電極堆疊或者原電池的電能被轉化成化學能且儲存。對此，電極堆疊具有多個層，具有至少一個陽極層、一個陰極層以及一個隔板層。這些層相互疊放或疊置，其中隔板層至少部分地布置在陽極層和陰極層之間。優選地，這樣的層次序在電極堆疊內多次重複。優選地，一些電極相互特別是導電地連接，特別是並聯。優選地，這些層捲成電極線圈。在下文中，概念「電極堆疊」也用於電極線圈。在本發明的意義下，陽極層或者陽極為在充電時接收電子和/或正電荷離子的裝
置，特別是儲存在間隙位置(Zwischengitterplatzen )。優選地，陽極構建成薄壁，特別優
選地，陽極的厚度小於其周長的5%。優選地，陽極具有金屬薄膜或者金屬網狀結構。優選地，陽極構建成大致矩形的。在本發明的意義下，陰極層或者陰極為在放電時或者在提供電能期間接收電子和 /或正電荷離子的裝置。優選地，陰極構建成薄壁，特別優選地，陰極的厚度小於其周長的 5%。優選地，陰極具有金屬薄膜或者金屬網狀結構。優選地，陰極的形狀基本對應於電極堆疊的陽極的形狀。陰極設置成用於與陽極和電解質電化學能量變換。在本發明的意義下，隔板層或者隔板為將陽極與陰極分開且相間隔的電絕緣裝置。優選地，隔板層覆蓋於陽極層和/或陰極層。隔板層或者隔板也至少部分地容納電解質，其中電解質優選包括鋰離子。電解質也與電極堆疊的鄰近層電化學有效連接。優選地， 隔板的形狀基本對應於電極堆疊的陽極的形狀。優選地，隔板層或者隔板至少局部在至少一個特別是鄰近的電極的邊界邊緣之上延伸。特別優選地，隔板層或者隔板在特別是鄰近的電極的全部邊界邊緣之上延伸。在本發明的意義下，殼體為將電極堆疊與環境分開的裝置。對此，殼體或者殼基本完全以壁包圍電極堆疊。不相違背的是特別是上一級電池的不同的電極堆疊或者原電池分別被包圍或者密封。優選地，殼體與電極堆疊至少局部材料接合地(stoffschlilssig)連接。優選地，殼體被構建成複合薄膜。優選地，殼體由至少兩個主體構成，它們圍繞電極堆疊相互特別是材料接合地連接。至少兩個主體在幾何形狀方面相互配合。優選地，至少兩個主體的至少一個具有至少一種導電的材料，特別是金屬。在本發明的意義下，連接區域為在其中電極堆疊的層與至少另一層、特別是鄰近的層可解除地連接的區域。優選地，多個連接區域至少部分相互覆蓋。優選地，鄰近的層在連接區域內特別是材料接合和/或力配合地(kraftschlilssig)相互可解除地連接。優選地，可解除的連接區域布置在電極堆疊的層的邊界區域中或者沿著電極堆疊的層的邊界邊緣布置。優選地，電極堆疊的鄰近的層具有多個連接區域。在本發明的意義下，連接裝置為設置成將電極堆疊的至少兩個鄰近的層在連接區域中相互可解除地連接的裝置。優選地，不同的可解除的連接區域分別配置有連接裝置。優選地，電極堆疊的兩個鄰近層的多個可解除的連接區域配置有共有的可解除的連接裝置。 優選地，連接裝置選自下述裝置組該組特別包括接合裝置、接合夾、接合纖維、粘結劑點、 粘結帶、夾緊裝置、卡夾、帶、由編織物製成的環形帶。隨著原電池電極堆疊的區域溫度升高，電解質的活性提高。因此，電極堆疊的該區域提供或者接收提高的電流。該提高的電流隨著溫度升高特別由於所涉及的導電體的電阻而提高了發熱量。由此原電池的溫度升高所涉及的區域強化。該能量轉換可以導致點燃原電池。而根據本發明的原電池的特徵在於，至少一個可解除的連接區域或者可解除的連接裝置失效。根據本發明，電極堆疊的鄰近的層至少局部相互分開。該相互分開的區域的電化學能量轉換減少或者中斷。有利地阻止了溫度進一步升高或者所儲存的能量的不受控釋放。因此，實現了本發明的目的。下文中將描述本發明的優選改進方案。有利地，殼體大體上緊靠電極堆疊。優選地，殼體至少部分地形配合地 (formschlussig)包圍電極堆疊、支承電極堆疊且將其單一的層保持在一起。優選地，殼體預受力且迫使電極堆疊的層緊靠在一起。在此，殼體特別作為可解除的連接裝置。優選地， 殼體由下述材料製成，該材料在預定條件下失效，特別是軟化，破裂和/或是可透的。優選地，殼體具有至少一個連接縫，該連接縫在預定的條件下特別是在溫度和/或壓力過高時至少部分地失效。在材料軟化之後或者在殼體或連接縫至少部分破損之後，殼體對電極堆疊的壓緊作用降低。因此可解除的連接區域至少部分地解除，且特別是在電極堆疊內的電化學能量轉換降低。優選地，殼體構建有至少一個薄弱位置，該薄弱位置在預定條件下失效，特別是在溫度和/或壓力過高時。在密封區域中，殼體與電極堆疊局部連接，特別是以材料接合的方式。優選地，密封區域適應於對驅動原電池的要求，特別是適應於出現的剪切應力。優選地，密封區域部分地薄化，且具有額定破裂位置。優選地，電解質附加添加劑，該添加劑在預定的條件下軟化殼體和/或密封區域或者降低了密封性。優選地，電解質或者添加劑在預定的溫度之上釋放反應成分，特別是HF。反應成分特別設置成通過化學反應至少部分破壞殼體。優選地，反應成分穿透殼體，使其軟化和/或使其可透。優選地，至少一個打開裝置構建成由熱成形材料或者複合材料製成的置入器(Einleger)。複合材料優選具有不同的熱膨脹的區域。因此由複合材料製成的置入器取決於溫度變化地改變其形狀。取決於置入器的形狀，置入器優選將作用力施加在殼體上，該作用力特別至少部分地破壞殼體。該置入器優選具有鋒利邊的或者尖的元件，該元件在預定的溫度之上破壞或者穿透殼體。優選地，該置入器由下述材料製成，該材料由於與反應成分的化學反應，特別是存在氣體時溶解或者彎曲，且因此形成開口。有利地，至少一個可解除的連接區域或者至少一個可解除的連接裝置在預定的條件下、特別是在超過預定壓力和/或預定溫度時失效。優選地，材料接合和/或形配合的連接通過至少一個涉及的層的軟化和/或變形而失效。優選地，結合裝置或者夾緊裝置具有在預定條件下特別是在預定溫度之上軟化和/或失效的材料。優選地，夾緊裝置具有帶有下述材料的部件，該材料在預定條件下、特別是在預定溫度之上，特別損失其強度。優選地， 夾緊裝置是彈簧施加負荷的。有利地，殼體配置有可解除的連接裝置。優選地，至少一個可解除的連接裝置與殼體連接。優選地，至少一個可解除的連接裝置與殼體可彎曲地(gelenkig)連接。優選地， 至少一個可解除的連接裝置是彈簧施加負荷的。優選地，至少一個可解除的連接裝置配置有打開裝置。因此，確保電極堆疊在殼體內部特別不會具有所不期望的位移。有利地，至少一個可解除的連接裝置具有至少一個極點接觸(Polkontakt)，該極點接觸特別用於電接觸電極堆疊。有利地，至少一個可解除的連接裝置具有至少兩個相互電絕緣的區域，所述區域與不同極性的電極有效連接。有利地，可解除的連接裝置的所述區域的每個具有其自己的用於電接觸電極堆疊的極點接觸。若可解除的連接裝置打開，則在此根據本發明特別至少部分地中斷電極堆疊的接觸。優選地，在可解除的連接裝置打開之後，解除至少一個連接區域且所屬的層至少部分地相互分離。優選地，至少一個極點接觸被引導通過殼體的壁，且在殼體外至少電接觸。優選地，可解除的連接裝置具有至少一個框元件。優選地，該至少一個框元件與殼體連接。優選地，該框元件形成殼體壁的一部分。有利地，殼體配置有至少一個打開裝置。該打開裝置設置為在預定條件下、特別是在預定溫度和/或預定壓力之上，打開殼體。根據本發明，殼體或者殼體的連接縫的打開特別導致至少一個連接區域解除。電極堆疊的所屬層至少局部相互分開，且至少減少其電化學能量轉換。打開裝置優選構建成在沒有外部操作的情況下打開殼體。優選地，至少一個打開裝置為殼體的一部分。優選地，至少一個打開裝置具有尖的和/或鋒利邊的幾何形狀。優選地，打開裝置被布置成殼體的壁在預定的變形的情況下穿破或者打開。優選地，至少一個打開裝置構建成刀刃或者針，特別是空心針。優選地，液體通過空心針被導入殼體內為其預先提供的空間或者位置。優選地，至少一個打開裝置構建成過壓閥。優選地，至少一個打開裝置配置有促發器，其中該促發器由機械裝置、電池管理系統和/或控制裝置操作。優選地，促發器為打開裝置的部分。優選地，促發器通過電脈衝、機械的、電的和/ 或其他能量驅動。優選地，一旦特別是在殼體表面上的溫度超過60度，至少一個打開裝置打開殼體。優選地，打開裝置被布置成在殼體打開之後揮發的物質被引導至車輛的冷卻系統和/或為其提供的空間、特別是冷凝筒。優選地，冷凝筒可以在維修時更換。優選地，殼體具有多個打開裝置，所述打開裝置在不同的條件下打開殼體。因此，隨著壓力和/或溫度的上升，另外的打開裝置可以額外地打開殼體。優選地，殼體具有額定破裂位置，所述額定破裂位特別被布置在密封區域中。優選地，殼體或者密封區域在額定破裂位置的區域中薄化。優選地，用於設置確定的破裂負荷的密封區域以電磁輻射處理，在熱方面和/或機械方面被弱化，特別是在其產生之後。優選地，至少一種其他材料在產生密封區域之前置入殼體和電極堆疊之間或者固定到所產生的密封區域外。該其他材料設置為在預定條件下特別被來自殼體內部的化學試劑弱化和/或改變其幾何形狀。該化學試劑優選附加於電極堆疊。優選地，化學試劑在預定的條件下通過注入針被引導至殼體的內部空間或者其壁。提供該化學試劑用於弱化殼體的材料。優選地， 打開裝置與車輛的製冷裝置連接，其中由製冷裝置接納揮發出殼體的物質，特別是製冷裝置的冷卻劑。優選地，從殼體中揮發出的物質被引導至一空間。優選地，從殼體中揮發出的物質在該空間中冷卻或者凝結。優選地，藉助熱管實現冷卻。優選地，用於容納從殼體中揮發出的物質的空間被構建成冷凝筒。優選地，冷凝筒在維修時更換。優選地，多個打開裝置與共同的冷凝筒連接。優選地，打開裝置被構建成旋轉封閉或者螺紋封閉。優選地，打開裝置被構建成以限定的力將栓塞壓出套管(Stutzen)，其中該套管為殼體的部分。優選地， 打開裝置構建成殼體的弱點位置，其具有線性的薄位置或者凹口。優選地，薄位置被衝壓在殼體中，特別是在密封位置中。優選地，打開裝置具有彈簧施加負荷的槓桿。有利地，至少一個可解除的連接區域被構建成沿著電極堆疊的至少一個邊界邊緣延伸。優選地，至少一個可解除的連接區域被構建成沿著電極堆疊的至少一個邊界邊緣延伸。優選地，電極堆疊被構建成大致方形，且具有四個邊，這些邊大致相互平行地延伸，且長於長方體的其餘邊界邊緣。優選地，至少一個連接區域沿著至少一個這樣的較長的邊延伸。優選地，至少一個可解除的連接裝置相對於電極堆疊以下述方式布置連接裝置產生且大致覆蓋至少一個略帶長形的連接區域。優選地，原電池具有至少兩個可解除的連接裝置， 所述連接裝置沿著電極堆疊的兩個對置的邊界邊緣布置。電極堆疊具有至少兩個略帶長形的、可解除的連接裝置。優選地，該至少一個可解除的連接裝置與原電池的殼體連接。優選地，該至少一個連接裝置在預定的條件下釋放電極堆疊，或者允許解除至少一個連接區域。有利地，原電池配置有至少一個測量裝置，特別用於獲取原電池的溫度和/或壓力。測量裝置至少短時間地提供由不屬於該原電池的控制裝置處理的信號。優選地，原電池具有至少一個冷卻裝置，該冷卻裝置在預定的條件下向原電池提供熱能或者從原電池抽取熱能。優選地，該至少一個冷卻裝置是可開關的。優選地，考慮至少一個測量裝置的用於至少一個冷卻裝置的開關過程的信號。優選地，原電池具有至少一個用於解除可解除的連接區域或者可解除的連接裝置的器件。優選地，該器件在預定的條件下生效，特別是在超過預定的溫度和/或預定壓力時。在此，該器件選自包括下述器件的組槓桿、楔子、螺釘、具有針對其軟化的限定破裂負
7荷或者限定條件的成形件。優選地，這些器件或者成形件與可解除的連接區域或者可解除的連接裝置以下述方式連接在預定的條件下解除至少一個可解除的連接區域。根據本發明，優選使用隔板，該隔板由可透過物質的載體構成，優選局部可透過物質，也就是基本上相對至少一個材料可透過且基本上相對於至少另一種材料不可透過。載體在至少一側上塗覆有無機材料。優選使用有機材料作為可透過物質的載體，該材料優選構成為無紡布。該有機材料優選為聚合物且特別優選地為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)， 該有機材料由無機離子導電材料塗覆，該無機離子傳導材料優選在-40°C至200°C的溫度範圍內是離子導電的，該無機離子導電材料優選是來自Zr、Al、Li的至少一種元素的氧化物、磷酸鹽、硫酸鹽、鈦酸鹽、矽酸鹽、鋁矽酸鹽所構成的組的至少一種化合物，特別優選氧化鋯。所述無機離子導電材料優選具有最大直徑在IOOnm以下的微粒。這樣的隔板例如由德國Evonik AG以商品名「kparion」銷售。有利地，原電池、其電極和隔板在至少一個可解除的連接區域中可解除地相互連接，以下述方式驅動在超過預定條件時，特別是在超過一溫度和/或壓力時，解除至少一個可解除的連接區域。優選地，使用用於解除至少一個連接區域的器件。在解除至少一個連接區域之後，電極堆疊的至少兩個層至少部分地相互分開。因此，減少了這兩個層之間的電化學能量轉換。在解除連接裝置之後，電極堆疊的至少兩個層至少部分地相互分開和/ 或電極堆疊的接觸中斷。有利地，具有殼體和至少一個打開裝置的原電池以下述方式驅動至少一個打開裝置在預定的條件下打開殼體，特別是在超過預定壓力和/或預定溫度時。優選地，使用用於操作至少一個打開裝置的器件。有利地，根據本發明的原電池用於為具有電驅動或者混合動力驅動的機動車而提供驅動。


本發明的另外的優點、特點和使用可能性從如下結合附圖的描述中得到。各圖中圖1示出根據本發明的原電池的電極堆疊；圖2示出根據本發明的原電池，該原電池具有可解除的連接區域且具有密封區域；圖3示出根據本發明的原電池的另一實施方式的電極堆疊，該原電池具有可解除的連接區域；圖4示出根據本發明的原電池的另一實施方式的電極堆疊，該原電池具有多個可解除的連接區域；圖5示出根據本發明的原電池的另一實施方式的電極堆疊，該原電池具有兩個可解除的連接裝置；圖6示出根據本發明的原電池的另一實施方式的電極堆疊，該原電池具有不同的可解除的連接裝置；圖7示出根據本發明的原電池的另一實施方式的電極堆疊，該原電池具有帶有極點接觸(Polkontakt)的可解除的連接裝置；圖8示出根據本發明的原電池的另一實施方式的電極堆疊，該原電池具有框元件和兩個可解除的連接裝置；圖9示出根據本發明的原電池的另一實施方式；以及圖10示出用於根據本發明的原電池的置入器。
具體實施例方式下文中，相同或類似的組件或者元件具有相同的標記。圖1示出了分開的電極堆疊6，該電極堆疊具有多個陽極層2、多個陰極層3和多個隔板層4。隔板層4的尺寸設計為其周邊突出於電極層2、3。隔板層4通過離子液浸漬。未示出的是相同極性的電極層相互導電連接。圖2示出根據本發明的原電池1，該原電池在殼體5內具有電極堆疊。該電極堆疊具有陽極2、陰極3、隔板4。不同的層在連接區域7、7a(虛線部分)中連接。殼體5在密封區域8中與電極堆疊材料接合地連接。殼體5具有連接縫51，該連接縫被構建成在預定條件下不起作用。在產生密封區域8之前，在殼體5內產生負壓。因此，殼體5緊靠電極堆疊，且將電極堆疊限制在一起。通過連接縫51的失效降低了殼體5對電極堆疊的壓合作用。接著，連接區域7a解除，且電極堆疊的所屬層至少部分地相互分開。因此，至少部分中斷電極堆疊的電化學能量轉換。圖3示出具有兩個電極堆疊2、3和一個隔板層4的電極堆疊6。這些層與可解除的連接區域7連接。連接區域7通過環繞的編織帶9形成，其中編織帶9在預定溫度之上軟化，且特別是明顯地變長。然後，連接區域7解除，且電極堆疊的所屬層至少部分地相互分開。因此，至少部分中斷電極堆疊的電化學能量轉換。圖4示出具有兩個電極堆疊2、3和一個隔板層4的電極堆疊6。這些層在可解除的連接區域7、7a中通過夾緊條9a、9b連接。夾緊條9a、9b由未示出的彈簧彈性地加載。彈簧被構建成，其彈簧常數隨著溫度的升高而連續下降。因此，隨著溫度的升高夾緊條9a、9b 越來越軟，連接區域7、7a持續解除，且電極堆疊的所屬層至少部分地相互分開。因此，減少或者中斷電極堆疊的電化學能量轉換。圖5以側視圖示出電極堆疊6。陽極2和陰極3包圍隔板4，隔板在電極2、3的表面上延伸而出。在多個連接區域(未標記)中，夾板藉助於連接裝置9、9a、10連接。此外， 為電極堆疊6提供用於導出熱量的冷卻裝置11，該冷卻裝置導熱地接觸電極堆疊6。冷卻裝置可局部具有用於增大表面的幾何形狀。隨著溫度升高，夾緊裝置9、9a軟化，由此解除連接區域。不導電的接合裝置10在端部構建有薄弱位置。為電解質提供添加劑。在預定的溫度之上，添加劑破壞性地影響接合裝置10的材料。其薄弱位置優選失效，且解除所屬的連接區域。可替換地，夾緊裝置9、9a由具有不同熱膨脹係數範圍的複合材料、例如雙金屬材料製成。圖6示出具有兩個電極層2、3和一個隔板層4的電極堆疊6。這些層在可解除的連接區域7、7a、7b、7c中相互連接。可解除的連接區域7、7a形成有粘結劑，該粘結劑在預定的溫度之上失效。不導電的連接鉚釘10在預定的溫度之上失效。同樣不導電的接合夾 11由於電解質的添加劑的破壞性作用而失效，該添加劑在一定的溫度之上釋放。接合纖維特別由於熱影響而變脆弱或者斷裂。未示出的催化劑對電極堆疊施加作用力，使得帶狀物或者接合纖維斷裂。圖7和圖8示出原電池1，其電極堆疊由殼體5包圍。電極堆疊的層2、4在連接區域7中可解除地連接。夾緊裝置9、9a將電極堆疊的層連接。夾緊裝置9、9a的邊相互電絕緣，且各具有極點接觸12、1加。夾緊裝置9、9a的邊接觸電極堆疊。極點接觸12、1加突出於殼體5。極點接觸12、1加分別被密封。夾緊裝置9的未示出的彈簧件構建成其彈簧常數隨著溫度的升高持續減弱。因此隨著溫度升高，夾緊裝置9、9a施加在電極堆疊上的力減小。可替換地，彈簧件由在預定的溫度之上被電解質的添加劑持續弱化的材料構建。在夾緊裝置9、9a打開或者失效之後，電極堆疊的接觸中斷。未示出的是，夾緊裝置特別具有槓桿用於解除。該槓桿特別由催化劑控制。未示出的是，夾緊裝置特別藉助於由彈簧施加負荷的曲柄槓桿而閉合。該由彈簧施加負荷的曲柄槓桿設置為特別在預定溫度和/或預定壓力之上打開。圖8示出具有多個由彈簧施加負荷的夾緊裝置9、9a的原電池。這些夾緊裝置與框元件13特別是材料接合地連接。未示出的是，夾緊裝置9、9a旋轉運動地與框元件13連接，且閉鎖彈簧支承在框元件13處。框元件13為殼體5的部分，且與其特別是材料接合地連接。由彈簧施加負荷的夾緊裝置特別平衡熱引發的密度變化。特別由催化劑對電極堆疊施加的力導致堆疊延長出夾緊裝置。由此特別地，電極堆疊的接觸中斷。圖9示出根據本發明的具有陽極2、陰極3、殼體5和密封區域8的原電池1。密封區域8具有構建為薄位置14的區域。在預定的壓力的情況下，薄位置14失效，且特別地消除了殼體5內的過壓。此外，原電池1構建有不同的打開裝置15、15a、15b，該打開裝置設置成在預定情況下打開殼體5。過壓閥1 在打開之後使得消除了電池的內壓與環境之間的壓差。優選地，殼體5具有多個安全閥15a，安全閥在不同的壓差的情況下打開。刀刃段 (Klingenabschnitt) 15布置成距殼體一定距離。若殼體5膨脹，殼體5的區域達到刀刃段 15。刀刃段15打開殼體5。優選地，多個刀刃段15布置在不同的位置和/或距殼體5不同的距離。打開裝置15也可由尖部件構成。針狀物1 被布置距殼體5—定距離。膨脹的殼體5與針狀物1 接觸，該針狀物打開殼體5。針狀物15b由管件包圍，該管件將溢出的氣體引導至冷凝筒。電解質在此聚集且必要時液化。冷凝筒可以在維修時更換。優選地， 多個管件或者打開裝置與相同的冷凝筒連接。未示出的是，殼體除容納電極裝置外還容納置入器。該置入器設置成至少短暫地在殼體上施加力。在預定的條件下，由置入器在殼體上施加的力大得使殼體失效。由此至少一個連接區域解除，且電極堆疊的所屬的層至少局部相互分開。圖10示出打開裝置，該打開裝置構建成置入器16。置入器15由複合材料製成，複合材料包括具有不同的熱膨脹係數的區域16a、16b。此外，置入器16具有刺狀件17。置入器16c、16d取決於溫度改變其幾何形狀，且特別將力施加在未示出的殼體上。根據本發明， 殼體特別在穿孔、薄弱位置或者連接縫處失效和/或由刺狀件穿破。上述用於中斷電極堆疊的內部電接觸的可能性優選與手動或者自動的電池緊急開關組合。在本發明的意義下，上述用於將電池堆疊接合和夾緊在框處的可能性也可以相互組合。根據本發明而將電池堆疊夾緊和/或接合在框處也可以擴展到多個電極堆疊，這些電極堆疊以相同的方式接合和/或被夾緊。同樣地也可以是，僅單一的隔板、電極或者其導電體被夾緊和/或接合。 作為上述實施方式的變型，本發明也可以用於圓柱電池(Wickelzelle)。
權利要求
1.一種原電池(1)，具有大致稜柱形的電極堆疊(6)、電解質和殼體(5)，該殼體設置成至少部分地包圍所述電極堆疊(6)，其中所述電極堆疊(6)構造成多層的，且具有至少一個陽極層O)、一個陰極層( 和一個隔板層G)，其中所述至少一個隔板層(4)至少部分地布置在陽極層( 和陰極層C3)之間，且其中所述至少一個隔板層(4)至少部分地容納所述電解質，其特徵在於，所述至少一個陽極層(2)、所述至少一個陰極層(3)和所述至少一個隔板層(4)設置成在至少一個連接區域(7、7a)中特別是藉助於至少一個可解除的連接裝置(9、9a、9b)可解除地相互連接。
2.根據權利要求1所述的原電池(1)，其特徵在於，所述殼體(5)至少局部緊靠所述電極堆疊(6)，使得所述殼體( 特別在密封區域(8)中特別是材料接合地與所述電極堆疊 (6)連接，和/或使得所述殼體( 具有至少一個薄弱位置(14)。
3.根據前述權利要求中至少一項所述的原電池(1)，其特徵在於，所述至少一個可解除的連接區域(7、7a)設置為或者所述至少一個可解除的連接裝置(9、9a、9b)設置為在預定條件下解除。
4.根據前述權利要求中至少一項所述的原電池(1)，其特徵在於，所述殼體(5)配置有所述至少一個可解除的連接裝置(9、9a、9b)。
5.根據前述權利要求中至少一項所述的原電池(1)，其特徵在於，所述至少一個可解除的連接裝置(9、9a、9b)具有至少一個極點接觸(12、12a)和/或框元件(13)，其中所述框元件(1 至少部分地包圍所述電極堆疊(5)。
6.根據前述權利要求中至少一項所述的原電池(1)，其特徵在於，所述殼體(5)配置有至少一個打開裝置(15、lfe、1 )，所述至少一個打開裝置設置為在預定條件下打開所述殼體(5)。
7.根據前述權利要求中至少一項所述的原電池(1)，其特徵在於，所述電極堆疊(6)具有至少一個邊界邊緣，且所述電極堆疊(6)至少部分地沿著所述邊界邊緣可解除地連接， 特別是藉助於可解除的連接裝置(9、9a、9b)而可解除地連接。
8.根據前述權利要求中至少一項所述的原電池(1)，其特徵在於，所述原電池(1)配置有至少一個測量裝置(16)和/或至少一個冷卻裝置(11)。
9.根據前述權利要求中至少一項所述的原電池(1)，其特徵在於，所述隔板層(4)以由不導電的纖維製成的無紡布形成，其中該無紡布在至少一側上塗覆無機材料。
10.根據前述權利要求中至少一項所述的原電池(1)，其特徵在於，所述原電池(1)具有用於解除可解除的連接區域(7、7a)或者可解除的連接裝置(9、9a、9b)的至少一個部件 (16)。
11.根據前述權利要求中至少一項所述的原電池(1)，其特徵在於，所述至少一個隔板由可透過物質的載體構成，優選局部可透過物質，從而基本上相對於至少一種材料可透過且基本上相對於至少另一種材料不可透過，其中所述載體在至少一側上塗覆有無機材料，其中優選使用有機材料作為可透過物質的載體，該材料優選構成為無紡布，其中所述有機材料優選具有聚合物且特別優選地具有聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，其中所述有機材料由無機離子導電材料塗覆，該無機離子導電材料優選在_40°C至200°C的溫度範圍內是離子導電的，其中所述無機離子導電材料優選是來自&、Al、Li的至少一種元素的氧化物、磷酸鹽、 硫酸鹽、鈦酸鹽、矽酸鹽、鋁矽酸鹽所構成的組的至少一種化合物，特別是氧化鋯， 且其中所述無機離子導電材料優選具有最大直徑在IOOnm以下的微粒。
12.一種用於驅動原電池(1)的方法，所述原電池(1)具有至少一個陽極層O)、一個陰極層(3)和一個隔板層G)，這些層在至少一個連接區域(7、7a)中特別是藉助於至少一個可解除的連接裝置(9、9a、9b)可解除地相互連接，其特徵在於，至少一個連接區域(7、 7a)和/或一個連接裝置(9、9a、9b)在預定的條件下解除。
13.根據權利要求12所述的用於驅動原電池(1)的方法，所述原電池(1)具有殼體(5) 和至少一個打開裝置(15、I^u 1 )，其特徵在於，所述至少一個打開裝置(15、15a、15b)在預定條件下打開所述殼體(5)。
全文摘要
根據本發明的原電池(1)具有大致稜柱形的電極堆疊(6)、電解質和殼體。該殼體設置成至少部分地包圍電極堆疊。電極堆疊構造為多層，且具有至少一個陽極層(2)、一個陰極層(3)和一個隔板層(4)。隔板層(4)至少部分地布置在陽極層(2)和陰極層(3)之間。隔板層(4)至少部分地容納電解質。所述至少一個陽極層(2)、至少一個陰極層(3)和至少一個隔板層(4)設置成在至少一個連接區域中特別是藉助於至少一個可解除的連接裝置可解除地相互連接。
文檔編號H01M2/02GK102369616SQ201080014666
公開日2012年3月7日 申請日期2010年2月10日 優先權日2009年3月31日
發明者安德列亞斯·古奇, 蒂姆·舍費爾 申請人:鋰電池科技有限公司