[发明专利]用于冷却电化学蓄电池的方法和装置

说明书

描述

本发明涉及用于冷却电化学蓄电池，特别是锂离子蓄电池的方法和装置，这种电化学蓄电池可以用于例如汽车应用中。本发明也可以用于无锂离子的电化学蓄电池中并且也不依赖于汽车应用。

现有技术中有不同的用于冷却电化学蓄电池的装置和方法。

德国专利DE 10 2005 017 648 A1公开了一种液体冷却的蓄电池，该蓄电池包括多个储能电池和至少一个与所述储能电池处于热传导接触的体积，该体积是可让冷却介质流过的。其中，每一个储能电池有一个安全阀，在超过储能电池中预定的介质压力时所述安全阀打开这些储能电池，并且该安全阀将储能电池的体积与周围环境相连。其中，安全阀被安装在储能电池中，这样使得在安全阀开启的情况下，在可让冷却介质流过的体积和安全阀开启了的储能电池的内部之间形成了连接。

用于冷却电化学蓄电池的其他装置和方法也是已知的，这里并不详尽无遗地或近似有代表性地对其进行描述。尽管，这些装置和方法也有不同，但它们所共有的特点在于，它们没有绝对把握可以避免电化学蓄电池的过热以及之后该蓄电池可能引起的燃烧(Brand)。

本发明根本上要实现的任务是，提供用于冷却电化学蓄电池的装置和方法，该装置及方法能够减轻过热的后果而且尤其是避免蓄电池的火灾。

该任务通过按照任一独立权利要求所述的装置和方法来解决。其他有益的实施例受到从属权利保护。

根据本发明提供了用于冷却电化学蓄电池，特别是冷却含有锂离子的伽伐尼电池的装置和方法，在该装置和方法中，一种在发生火灾时可以发挥灭火作用的冷却剂可环流或流经该蓄电池、其外壳、或者该蓄电池的一部分或其外壳。

此外，该任务可以通过使用由聚合物、表面活性剂、酯类油和水组成的混合物来解决，或者通过使用以包括聚合物、表面活性剂、和/或酯类油的混合物形式的添加剂结合作为冷却剂的水来解决，所述冷却剂用于冷却电化学蓄电池，特别是冷却含有锂离子的伽伐尼电池，其中，该冷却剂可环流或流经该蓄电池、其外壳、或者该蓄电池的一部分或其外壳，并且在发生火灾时可以发挥灭火作用。

根据本发明的描述，电化学蓄电池应该理解为可从中提取电能量的各种蓄电池，其中，电化学反应在蓄电池内部进行。该概念包括特别是所有类型的伽伐尼电池、尤其是原电池、蓄电池以及这些电池到由这些电池组成的电池组的连接电路。这些电化学蓄电池一般显示具有负电极和正电极，这些电极通过所谓的分离器被分开。在这两个电极之间会通过电解质发生离子运输。

本发明所指的冷却剂应该理解为可流动的材料，特别是气态的或液体的热传输介质，该材料从它周围的环境吸收热量，并通过流动传输这些热量，而且也能够将这些热量释放到其周围的环境中，并且该材料基于其物理特性适合于，通过热传导和/或通过空气动力的或流体动力的流动，特别是对流流动，在热量传输介质中传输热量。一般来说现有技术中使用的热传输介质的重要的例子有，比如，空气或水或其他常见的冷却剂。根据应用相互关系，其他气体或液体也是常用的，例如，化学惰性(反应能力低的)气体或液体，例如，惰性气体或液态的惰性气体或具有较高热容量和/或热传导能力的物质。

可流动的材料应该理解为与各种材料有关联，其中，能够形成空气动力或流体动力意义上的流动，或者其中这种流动能够被维持。例如，这种材料特别有气体和液体。但是，在由液体或气体以及被精细分割的固体，即所谓的微粒状物质，所组成的混合物中，或者在胶体溶液中，也能在这个意义上维持或形成流动。

基于本发明，灭火作用应该理解为能对抗火灾的作用，也就是说，能够避免或减轻火灾的后果或发生。

基于此，火灾可理解为其中蓄电池或部分蓄电池或其周围环境以一个不期望的化学反应进行转化或分解的任何过程。在这个意义上，火灾特别是指蓄电池或其周围环境的元件或组件的放热化学反应，该反应经常作为蓄电池或其组件过热的结果而发生。

基于本发明的描述，粘弹性流体应该理解为具有粘弹性特性的流体。(理想的)流体被理解为相对任意慢的剪切(近似)没有阻力的物质。可区分为可压缩流体(气体)和不可压缩的流体(液体)。采用通用术语“流体”，是因为大多数物理定律(近似)同样适用于气体和液体，而且许多气体和液体相互间的特性差异只是数量上的不同而并非基本性质上的不同。真实的流体基于他们的性能可以被分为描述了流体力学的“牛顿流体”和描述了流变学的非牛顿流体。这里的区别在于介质的流动行为，该流动行为由扭转应力或剪切应力和变形速率以及剪切速率来描述。