用於阻滯或防止電池中的熱失控的材料和方法
2023-06-21 10:38:46 3
專利名稱：用於阻滯或防止電池中的熱失控的材料和方法
技術領域：
本公開的領域涉及包含電池的電荷存儲裝置以及用於阻滯或防止熱事件諸如熱失控的方法。
背景技術：
現有技術中的許多潛在有用的熱事件化學阻滯劑可幹擾控制電池的主功能的電化學過程。現有技術中的防止可導致熱失控(runaway)的高度局部化的電流狀況(HLCC)的一種方法已經涉及對在HLCC狀況下電化學地聚合的電解質添加劑的使用。聚合反應關閉(封堵)電池隔板的孔隙(使離子的輸送停止)，增加電阻，並且從而防止高電流的進一步經過或進一步局部化的生熱貢獻狀況。
發明內容
一個實施例包含可再充電的電荷存儲裝置，包括用於阻滯或防止該可再充電的電荷存儲裝置的熱失控的事件可觸發的材料。另一實施例包含可再充電的存儲裝置，該存儲裝置包含多個熱可膨脹的中空聚合物微球，所述微球包含在球體中的具有低沸點的核心材料，使得在加熱後，殼體軟化，並且核心材料充分膨脹以阻滯或防止該可再充電的存儲裝置的熱失控。本發明的另一實施例包含熱可膨脹的微球，所述微球包含低重量的顆粒填料，其包含推進劑，該推進劑被圍陷在微球內並且被配置和布置成使得，微球在加熱之後在直徑上膨脹和/或改變長寬比，足以防止或阻滯布置有微球的可再充電的電荷存儲裝置的熱失控。本發明的另一實施例包含包括低密度、熱可膨脹的無機填料的形狀記憶聚合物的合併，該填料被配置和布置成在溫度突然上升之後自膨脹。本發明的另一實施例包含充滿電絕緣熱可膨脹的填料的形狀記憶聚合物。在一個實施例中，包含電絕緣熱可膨脹的填料的形狀記憶聚合物可包含在可再充電的電荷存儲裝置中，用於阻滯或防止該可再充電的電荷存儲裝置的熱失控。一個示例性實施例包含可再充電的電荷存儲裝置，包含布置在所述可再充電的電荷存儲裝置內用於阻滯或防止熱失控的材料。一個實施例包含被包含在所述微囊體內的熱阻滯劑化學物類，其中所述微囊體適於在所述電荷存儲裝置的不穩定的溫度上升之前或期間在被暴露於觸發事件時釋放所述化學物類。另一實施例包含避免或防止可再充電的電荷存儲裝置中的熱失控的方法，該方法包含:提供布置在所述電荷存儲裝置內的微囊體；其中所述微囊體含有在所述微囊體內的熱阻滯劑化學物類；以及在所述電荷存儲裝置的不穩定的溫度上升之前或期間，在所述微囊體被暴露於觸發事件時，使所述化學物類從所述微囊體釋放。其它實施例將從在下文中提供的詳細的描述變得明顯。應理解，詳細的描述和特定示例，在公開示例性實施例的同時，僅旨在用於說明的目的並且不旨在限制本發明的範圍。本發明還提供如下方案:
1.一種可再充電的電荷存儲裝置，包括:
布置在所述可再充電的電荷存儲裝置內的微囊體；以及
包含在所述微囊體內的熱阻滯劑化學物類，其中所述微囊體適於在所述電荷存儲裝置的不穩定的溫度上升之前或期間在被暴露於觸發事件時釋放所述化學物類。2.根據方案I所述的裝置，其特徵在於，所述電荷存儲裝置包括車輛電池和車輛超級電容器中的至少一種。3.根據方案I所述的裝置，其特徵在於，所述電荷存儲裝置包括鋰離子電池。4.根據方案3所述的裝置，其特徵在於，所述鋰離子電池包括非水碳酸酯電解質。5.根據方案4所述的裝置，其特徵在於，所述碳酸酯選自由乙烯和聚丙烯組成的組。6.根據方案I所述的裝置，其特徵在於，所述微囊體被布置在包括所述電荷存儲裝置的電極和電解質中的至少一個內。7.根據方案I所述的裝置，其特徵在於，所述微囊體被布置成與包括所述電荷存儲裝置的電極和分離器中的至少一個相鄰。8.根據方案I所述的裝置，其特徵在於，所述微囊體被夾在包括電極和分離中的至少一個的電池部件之間以維持分離距離。9.根據方案I所述的所述的裝置，其特徵在於，所述化學物類選自由含有機磷的化合物組成的組。10.根據方案I所述的所述的裝置，其特徵在於，所述化學物類選自由金屬氫氧化物、齒代化合物、增效劑、以及三氧化銻組成的組。11.根據方案I所述的裝置，其特徵在於，所述化學物類包括聚合引發劑。12.根據方案11所述的裝置，其特徵在於，所述聚合引發劑選自由呋喃、硫代乙酸S-苯脂、路易斯酸、以及路易斯鹼組成的組。13.根據方案I所述的裝置，其特徵在於，所述微囊體包括聚合物殼體以及含有所述化學物類的核心。14.根據方案13所述的裝置，其特徵在於，所述聚合物殼體包括與所述核心連通的孔隙。15.根據方案I所述的裝置，其特徵在於，所述觸發事件包括在所述微囊體之外的第二化學物類的存在和閾值溫度中的至少一個。16.一種避免或防止可再充電的電荷存儲裝置中的熱失控的方法，包括:
提供布置在所述電荷存儲裝置內的微囊體；
其中所述微囊體含有在所述微囊體內的熱阻滯劑化學物類；以及在所述電荷存儲裝置的不期望的溫度上升之前或期間，在所述微囊體被暴露於觸發事件時，從所述微囊體釋放所述化學物類。17.根據方案16所述的方法，其特徵在於，所述觸發事件包括在所述微囊體之外的第二化學物類的存在和閾值溫度中的至少一個。18.根據方案16所述的方法，其特徵在於，所述釋放所述化學物類阻滯所述不穩定的溫度上升。19.根據方案16所述的方法，其特徵在於，所述釋放所述化學物類促使聚合反應。20.根據方案19所述的方法，其特徵在於，所述聚合反應產生阻滯所述電荷存儲裝置的電化學運行以及阻滯起因於所述不期望的溫度上升的燃燒中的至少一個。21.一種可再充電的電荷存儲裝置，包括用於阻滯或防止所述可再充電的電荷存儲裝置的熱失控的事件可觸發材料。
(多個)實施例的下列描述在本質上僅僅是示例性(說明性)的，並且決非旨在限制本發明、其應用、或用途。圖1A是根據說明性實施例的示例性鋰離子電池的示意圖。圖1B是鋰離子電池的一個說明性實施例的示意圖，其具有環繞心軸纏繞以形成電池的長的單負電極和正電極。圖2A和圖2B是根據一個實施例的微囊體的示意圖。圖3是根據一個實施例的在電池內的隔板之間的微囊體、超級電容器、或利用隔板的其它電化學能量存儲裝置的示意圖。圖4圖示出根據一個實施例的用於阻滯熱失控事件的流程圖。圖5是根據一個實施例的包含電極以及具有填料在其中的分離器的鋰離子電池的一部分的圖示。圖6是圖示出根據一個實施例的過程的流程圖。
具體實施例方式(多個)實施例的下列描述在本質上僅僅是示例性(說明性)的，並且決非旨在限制本發明、其應用、或用途。本發明的一個實施例包含可再充電的電荷存儲裝置，其包括用於阻滯或防止該可再充電的電荷存儲裝置的熱失控的事件可觸發材料。保持不活躍或在第一狀態下的材料由諸如溫度突然上升或電流密度的快速增加的事件觸發以變為活躍或被轉變至第二狀態，從而在可再充電的電荷存儲裝置的運行期間產生阻滯或防止可能的熱失控狀況。另一實施例包含可再充電的存儲裝置，其包含多個熱可膨脹的中空聚合物微球，該多個微球包含在球體中的具有低沸點的核心材料，使得在加熱之後，殼體軟化，並且該核心材料膨脹，增加的壓力足以阻滯或防止該可再充電的存儲裝置的熱失控。在一個實施例中，低沸點核心包括石蠟材料。另一實施例包含熱可膨脹的微球，這些微球在加熱之後直徑增加足以防止布置有這些微球的可再充電的存儲裝置的熱失控。在一個實施例中，熱可膨脹的微球是中空的。在一個實施例中，熱可膨脹的微球被包含在可再充電的存儲裝置的電極之間的隔板材料中。本發明的另一實施例包含具有低重量的顆粒填料的熱可膨脹的微球，所述低重量的顆粒填料包含推進劑，該推進劑被捕集在微球內並且被配置和布置成使得:微球在加熱之後在直徑上膨脹，足以防止或阻滯布置有所述微球的可再充電的電荷存儲裝置的熱失控。本發明的另一實施例包含包括低密度、熱可膨脹的無機填料的形狀記憶聚合物的合併，該填料被配置和布置成在溫度突然上升之後自膨脹。在選擇中，適當的熱可膨脹的無機填料的說明性實施例包含珍珠巖、勃姆石(bohmite) (A10 (OH)),水合氧化鋁、粘土或蛭
O本發明的另一實施例包含充滿電絕緣熱可膨脹的填料的形狀記憶聚合物。在一個實施例中，包含電絕緣熱可膨脹的填料的形狀記憶聚合物可被包含在可再充電的電荷存儲裝置中，用於阻滯或防止該可再充電的電荷存儲裝置的熱失控。一個實施例包含交聯多孔聚烯烴形狀記憶聚合物和可膨脹非導電填料。本發明的另一實施例包含具有隔板材料的可再充電電荷存儲裝置，所述隔板材料被配置和布置成當到達某一溫度時改變其體積以便使存儲裝置的電極分離，使得存儲裝置的不受控反應或熱失控更困難。用於合併在存儲裝置隔板中的材料的選擇實施例的說明性示例包含:電活性聚合物，其被配置和布置成在暴露於相對高的電流密度時改變形狀並增加體積；發泡劑，其保持不活躍直到達到特定溫度為止，從而變得活躍並且增加隔板的體積；以及熱可膨脹的聚丙烯/聚苯乙烯材料，其用諸如戊烷的低蒸汽壓力溶劑、合併在隔板中的氟利昂吹制；以及膨脹性材料，其被配置和布置成當溫度在充電裝置的運行期間迅速上升時膨脹足以阻滯或防止存儲裝置的熱失控。在一個實施例中，發泡劑或起沫劑可包含重氮胺基苯或celogneOT,例如(P, P』 _氧代雙(苯磺醯肼))。在一個實施例中，諸如聚磷酸銨的膨脹性添加劑可被添加到隔板材料。在一示例性實施例中，一個或多個熱事件阻滯劑化學物類被隔絕(封裝)在微囊體中並且被放置在電化學能量儲存裝置或電荷存儲裝置內(例如，電池或超級電容器)中，其中它們可保持良性(不活躍)並且不幹擾電池的運行的化學過程。在發生觸發事件時，諸如第二化學物類在熱事件之前或期間存在於微囊體的外部和/或溫度上升到高於指示熱事件的預定閾值，微囊體中的 一個或多個(例如，通過打開或增加孔隙尺寸)可釋放所述一種或多種熱事件阻滯劑以阻滯(例如，減慢或猝熄)熱事件，包含中和諸如猝熄燃燒(例如，火焰)的熱事件的不期望的後果。在一個實施例中，熱事件可為熱失控，該熱失控可為不穩定的熱事件反饋迴路，在該迴路中，較高的溫度導致更快的電化學反應，這些電化學反應進一步導致更高的溫度，這可能導致包含電池部件的燃燒的不穩定和不受控制的溫度上升。在其它實施例中，包含一種或多種化學阻滯劑(物類)的微囊體可被配置成緩慢地釋放所述一種或多種化學阻滯劑，使得化學阻滯劑的濃度處在充分低濃度以不幹擾電池的運行，然而化學阻滯劑在發生熱事件時變得活躍。在其它實施例中，溫度增加高於第一閾值溫度可引起第一化學物類的低濃度的存在或釋放，這還可觸發封裝的一種或多種化學阻滯劑的快速和全部釋放，例如，至少部分地起到打開在第二閾值溫度以上的微囊體的作用。在一些實施例中，在熱事件之前或期間釋放的所述一種或多種化學阻滯劑的量選擇成使得:僅電池的目標區域或部分受到影響或中和，這可包含局部不能運行，同時維持電池的至少一些可運行性以提供受限的功率或功能持續一段時間，以允許操作員採取進一步的行動以獲得服務(例如，運輸至服務站)。在一些實施例中，電荷存儲裝置可以為本領域中已知的任何類型的可充電電池。在一些實施例中，可充電電池可包含液體電解質和/或液體電極材料。在其它實施例中，電解質可為凝膠或固體電解質。在一個實施例中，電池可為鋰離子電池。在一些實施例中，電荷存儲裝置可為用於至少部分地對電動或混合車輛提供功率的可再充電車輛電池或超級電容器。在一些實施例中，可充電電池可包含液體電極和/或液體電解質材料，其可包含任何已知的鋰鹽，諸如LiPF6、LiBF4、和LiClO4中的一種或多種。在一些實施例中，可充電電池可包含由聚合物材料形成的隔板。在一個實施例中，隔板聚合物材料可包含一種或多種飽和烴類，諸如聚乙烯和聚丙烯。在一個實施例中，隔板可以充滿溶劑材料。在另一實施例中，溶劑材料可為碳酸酯，諸如碳酸亞乙酯和碳酸二乙酯。在一些實施例中，可充電電池可包含固體電解質材料或凝膠電解質材料，其可包含本領域已知的任何材料，包含:聚合物複合物，包括聚合物諸如聚氧化乙烯(PEO)或聚丙烯腈；以及鋰鹽，諸如LiPF6、LiBF4、和LiClO4中的一種或多種；以及填料。在一個實施例中，含有一種或多種化學阻滯劑(物類)的微囊體可被包含在電池的電解質(例如，液體或凝膠)內。在其它實施例中，含有一種或多種化學阻滯劑的微囊體可被包含在電池的電極(例如，液體或凝膠)中的一個或多個內。例如，參照圖1A，圖1A示出具有固態正電極(在放電上陰極)IOA的示例性薄膜鋰離子電池單體的示意，該固態正電極IOA可與可為含有液體電解質12A (例如，例如LiPF6的鋰鹽的烴類溶液)的多孔或拉伸織造聚合物(例如，丙烯和乙烯)的隔板14相鄰，並且其也可與含有液體電解質12B的固態負電極(在放電上陽極)10B相鄰。電極可包含例如11A、IlB的金屬集流器，主電極材料(例如，金屬氧化物陰極和石墨陽極)分別附接到所述金屬集流器。例如，主電極材料可為約100微米厚的多孔材料層並且包含例如由導電粘合劑保持在一起的I至約5微米直徑的顆粒。隔板14可具有小於例如約25微米的電極厚度的厚度。含有一種或多種化學阻滯劑的微囊體例如16可被包含在電池單體內的任何位置，並且在一個實施例中在電極之間，例如，在隔板14內或與隔板14分離，並且在一實施例中，可輔助維持在相應的電極10AU0B之間的分離距離。參照圖1B，應了解，在一些實施例中，具有環繞芯棒纏繞的長的單個負電極和正電極以形成由相應的隔板例如14分離的單體例如IOA和IOB的鋰離子電池可被收容於疊層膜殼體15中。例如17A、17B的正端子和負端子可以被設置成在疊層膜殼體的外部延伸，如在本領域中所已知。在一些實施例中，所述一種或多種化學阻滯劑可為在電解質和/或電極中可溶解的。在其它實施例中，所述一種或多種化學阻滯劑可包含有機的含磷化合物。在其它實施例中，所述一種或多種化學阻滯劑可為在電解質和/或電極中不能溶解的和/或與電池的運行化學不兼容的。在一些實施例中，所述一種或多種化學阻滯劑可包含金屬氫氧化物、齒代化合物、以及諸如三氧化銻的增效劑中的一個或多個。在其它實施例中，所述一種或多種化學阻滯劑可包含聚合添加劑，其可引起例如在熱失控狀況之前或期間在閾值溫度以上的液體電極和/或電解質材料的聚合。在一個實施例中，所述一種或多種化學阻滯劑可包含呋喃和硫代乙酸S-苯脂(thioacetic acidS-phenyl ester)中的一個或多個。在其它實施例中，所述一種或多種化學阻滯劑可包含聚合添加劑，其引起液體電極和/或電解質材料的聚合，並且在由熱事件觸發時從微囊體釋放。所述一種或多種化學阻滯劑可阻滯(減慢和/或停止)熱事件，諸如通過阻滯電池的僅目標區域或一部分的正常電化學運行，例如，通過關閉隔板中的孔隙(聚合堵塞孔隙)來增加電池的內電阻，和/或阻滯熱事件的效果(例如，淬熄火焰)。該作用和結果也可作用在整個電池上。例如，在一些實施例中，在引起聚合反應的一種或多種化學阻滯劑的釋放之後，例如，化學阻滯劑可為單體、預聚合物等，諸如但不限於異氰酸酯(isocynate)。產生膨脹空間的對應的起泡作用可發生，該膨脹空間具有猝熄火焰的效果或熱失控事件的其它相關聯的後果。在其它實施例中，所述一種或多種化學阻滯劑可包含路易斯酸或鹼，其可以用於引起非水液體電解質溶劑中的聚合反應，例如包括含有環的有機碳酸酯(其包括有碳酸亞乙酯和/或碳酸亞丙酯)的溶劑。例如，當被暴露於在溫度的適度增加下的路易斯酸或鹼時，環狀碳酸酯可經歷開環聚合反應。此外，CO2的釋放可伴隨這樣的聚合，進一步增加到釋放的化學阻滯劑的熱阻滯劑效應(例如，火焰淬熄)。在一些實施例中，應了解，路易斯酸或鹼成分，當被封裝在微囊體內時，可以保持不活躍直至在由化學和/或熱事件觸發之後從微囊體釋放為止。參照圖2A和圖2B，在一些實施例中，微囊體例如20可為中空的，包含由聚合物形成的外部殼體22、和中空核心23。在一個實施例中，微囊體的外殼體厚度22和/或中空核心23的尺寸可受到控制以控制被包含在核心內的所述一種或多種化學阻滯劑的外擴散，例如，基本上防止外擴散或允許隨時間以相對慢的受控速率外擴散。在另一實施例中，另外或可替代地，為了控制殼體厚度，微囊體殼體可具有單尺寸和/或多尺寸孔隙，例如，22A，用以控制所述一種或多種化學阻滯劑的外擴散。例如，如在下文中解釋的，在一些實施例中，孔隙的尺寸可在諸如溫度上升到閾值溫度以上的觸發事件之後增加。參照圖2B，在一些實施例中，微囊體不必為圖2A中所描繪的球形，而在外形上可為半球形的、不對稱的、或橢圓形的。在其它實施例中，微囊體在外形上可為多邊形。在一些實施例中，殼體和/或孔隙的特性可被設計成在暴露於觸發事件之後改變，該觸發事件諸如溫度閾值或指示電化學驅動熱事件的外部化學品的存在正在或即將在電池內發生。例如，在一個實施例中，孔隙的尺寸可以在溫度上升到閾值以上之後增加，從而允許在溫度閾值以上的所述一種或多種化學阻滯劑的相對快速釋放，同時基本上防止在溫度閾值以下的外擴散。在其它實施例中，殼體的聚合物類型可經選擇，例如設置有預定的玻璃化轉變溫度(Tg)和/或殼體厚度，使得在溫度增加到閾值以上之後，殼體可以部分或完全地打開，和/或孔隙可以在尺寸上增加，使得所述一種或多種化學阻滯劑的相對快速釋放發生。在一些實施例中，中空聚合物微囊體可具有範圍從約0.1微米至約1000微米的外直徑。在其它實施例中，中空微囊體可具有範圍從約Inm至約500 nm的殼體厚度。在又一些其它實施例中，中空微囊體的殼體中可具有範圍從約Inm至約100 nm的孔隙尺寸。參照圖3，在再一些其它實施例中，例如26A、26B的微囊體的外直徑和形狀可經選擇且經定位，使得它們可具有維持在電池或超級電容器的部件諸如電池電極28A、28B或超級電容器隔板的隔板層24之間的預定間距的附加效果。在一些實施例中，所述一種或多種化學阻滯劑可通過允許所述一種或多種化學阻滯劑擴散到微囊體的中空核心部分而合併在中空聚合物微囊體內。在一個實施例中，微囊體可被最初形成為具有相對較大的孔隙尺寸(或臨時地形成在殼體中的開口)以允許所述一種或多種化學阻滯劑擴散到微囊體的中空部中，接著隨後進一步的聚合物交聯反應(例如，通過暴露於啟動進一步的聚合物交聯的能量和/或化學品的進一步的游離基聚合)以窄化和/或封堵孔隙以將所述一種或多種化學阻滯劑密封在微囊體內。在其它實施例中，所述一種或多種化學阻滯劑可通過如下方式合併在中空聚合物微囊體內:用微噴射器注入，接著由進一步聚合物交聯和/或部分熔化微囊體(例如，在玻璃化轉變溫度Tg以上)密封臨時地產生的孔。中空核心微囊體可通過各種過程形成並且由各種聚合物形成。在一些實施例中，聚合物微囊體可通過如在美國專利6，720，007中概述的表面限制活性自由基聚合而形成，該美國專利以引用方式併入本文。例如，在一些實施例中，例如二氧化矽微球的實心模板(核心)可被用來將聚合物類子接枝到模板上並且促進自由基聚合以在模板上形成聚合物殼體，接著溶解模板以留下中空核心聚合物微囊體(例如,微球)。在一些實施例中，中空聚合物微囊體可包含因聚合一個或多個單體形成的一種或多種聚合物，所述單體選自由下列組成的群:丙烯腈、苯乙烯、甲基丙烯酸苯甲基酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸乙酯、二乙烯基苯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸環己酯、P-甲基苯乙烯、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、異丁烯腈、甲基丙烯酸羥丙基酯、甲氧基苯乙烯、N-丙烯醯甘氨醯胺(N-acrylylglycinamide)、以及N-甲基丙烯醯甘氨醯胺(N-methacrylylglycinamide)。在其它實施例中，另外或可替代地，中空聚合物微囊體可包含共聚物(無規或嵌段)，其選自由下列組成的組:苯乙烯-PMMA、甲基丙烯酸苯甲基酯-PMMA、苯乙烯-PHEMA、苯乙烯-ΡΕΜΑ、苯乙烯-甲基丙烯酸酯、以及苯乙烯-丙烯酸丁酯。在一些實施例中，聚合物交聯的類型在量和類型上可變化以實現期望的機械和化學穩健度，例如，用於在選定的溫度(例如，玻璃化轉變溫度Tg)下實現選擇的性質。在一個實施例中，聚合物交聯(例如，尿烷相對於酯交鏈)的類型可更改(例如，在選定的溫度下改變孔隙尺寸和/或殼體開口)以實現微囊體的期望的性質。在其它實施例中，微囊體可包含聚烯烴-接枝-PEG (聚乙二醇)共聚物，例如，其中共聚物可被接枝到微囊體模板上，接著自由基聚合。參照圖4，根據一示例性實施例的方法的示例性工藝流程。在步驟401中，含有熱事件化學阻滯劑的微囊體被設置在車輛電池內。在步驟403中，熱觸發和/或化學觸發促使在電池內的熱事件化學阻滯劑的相對快速釋放。在步驟405中，在電池內的不期望的溫度上升被阻滯。在步驟407中，電池可維持一些可操作性以將車輛移動車輛服務區。現在參照圖5，本發明的一個實施例可包含可再充電的電荷存儲裝置，該可再充電的電荷存儲裝置包含正電極50Α和負電極50Β，且隔板54在它們之間。正電極50Α、負電極50Β和/或隔板54中的每一個可包含多個不同類型的填料，所述填料包含但不限於微球56，微球可為實心或中空的並且包含在以上實施例中描述的材料、形狀記憶聚合物51、或諸如顆粒或凝聚體52的其它填料中的任一種。填料51、52、56可被配置和布置成觸發事件之後變得活躍，或釋放材料或改變形狀以增加正電極50A與負電極50B之間的距離，和/或釋放或激活化學阻滯劑，和/或釋放或激活電絕緣填料以減小電池中的電流密度。填料51、52和56可被配置和布置成使得，在觸發事件之後，正電極50A與負電極50B之間的距離增加。該可通過如下完成:增加隔板54的體積或厚度，使得在一個實施例中填料51、52、56在隔板中可以膨脹；或減小正電極50A或負電極50B中的一個或多個的體積或厚度，使得在一個實施例中在電極50A、50B中的至少一個中的填料51、52、56收縮、壓縮或萎陷或以其它方式改變形狀。現在參照圖6，在一個實施例中，一種方法，包含:600，提供電池，該電池包含正電極和負電極以及在該正電極與該負電極之間的隔板；以及602，響應於觸發事件，校正動作(被動地)發生，從而通過如下降低電池的溫度或降低電池中的電流密度:(I)增加該正電極與該負電極之間的距離，和/或(2)釋放或激活化學阻滯劑，和/或(3)釋放或激活電絕緣纖維以減小電池中的電流密度。本發明的實施例的以上描述僅是示例性的，並且因此，其變型不應被視為偏離本發明的精神和範圍。
權利要求
1.一種可再充電的電荷存儲裝置，包括: 布置在所述可再充電的電荷存儲裝置內的微囊體；以及 包含在所述微囊體內的熱阻滯劑化學物類，其中所述微囊體適於在所述電荷存儲裝置的不穩定的溫度上升之前或期間在被暴露於觸發事件時釋放所述化學物類。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述電荷存儲裝置包括車輛電池和車輛超級電容器中的至少一種。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述電荷存儲裝置包括鋰離子電池。
4.根據權利要求3所述的裝置，其特徵在於，所述鋰離子電池包括非水碳酸酯電解質。
5.根據權利要求4所述的裝置，其特徵在於，所述碳酸酯選自由乙烯和聚丙烯組成的組。
6.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述微囊體被布置在包括所述電荷存儲裝置的電極和電解質中的至少一個內。
7.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述微囊體被布置成與包括所述電荷存儲裝置的電極和分離器中的至少一個相鄰。
8.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述微囊體被夾在包括電極和分離中的至少一個的電池部件之間以維持分離距離。
9.一種避免或防止可再充電的電荷存儲裝置中的熱失控的方法，包括: 提供布置在所述電荷存儲裝置內的微囊體； 其中所述微囊體含有在所述微囊體內的熱阻滯劑化學物類；以及在所述電荷存儲裝置的不期望的溫度上升之前或期間，在所述微囊體被暴露於觸發事件時，從所述微囊體釋放所述化學物類。
10.一種可再充電的電荷存儲裝置，包括用於阻滯或防止所述可再充電的電荷存儲裝置的熱失控的事件可觸發材料。
全文摘要
一個實施例包含可再充電的電荷存儲裝置，包含布置在所述可再充電的電荷存儲裝置內的微囊體；以及被包含在所述微囊體內的熱阻滯劑化學物類，其中所述微囊體適於在所述電荷存儲裝置的不穩定的溫度上升之前或期間在被暴露於觸發事件時釋放所述化學物類。
文檔編號H01G11/18GK103138016SQ20121050221
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月30日 優先權日2011年12月2日
發明者A.K.薩奇德夫, M.W.費爾布呂格, T.C.彼得森, W.R.羅傑斯, H.G.基亞, H.W.科克斯, P.D.法蘇洛, I.A.盧梭, T.謝 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司