[发明专利]电池电芯模块、电池电芯模块运行方法以及电池和机动车

说明书

技术领域

本发明涉及包括多个电池电芯的电池电芯模块。本发明还涉及用于运行本发明的电池电芯模块的方法以及具有多个本发明的电池电芯模块的电池和机动车。

在此，本发明尤其涉及锂离子电池电芯或者锂离子电池或相应的电池电芯模块。

背景技术

人们对用于广泛应用领域例如用于车辆、固定不动的设备(例如像风力发电设备)和移动电子设备(例如像笔记本电脑和通讯器材)的电池有着显著需求。在可靠性、使用寿命和容量方面对电池提出很严格的要求。

锂离子技术注定用于广泛应用领域。它的特点尤其是高能量密度和极低程度的自动放电。

锂离子电池至少具有一个正极和一个负极(阴极或阳极)，它们能借助电解质成分可逆地充入(嵌入)和又释放(脱嵌)锂离子(Li+)。

在此，嵌入在电池电芯的充电过程中进行，而脱嵌在电池电芯放电过程中进行以便给电气设备供电。

为了嵌入和脱嵌，需要存在所谓的锂离子导电盐。不仅对于例如像用在便携式电子设备中的充电较少的电池电芯，而且在用于汽车领域的电池电芯中，作为锂导电盐而采用六氟磷酸锂(LiPF₆)。该导电盐相对于湿气极具反应性，因而可以实现水解，直至出现氟化氢(HF)。

锂离子技术中的一个关键点是各电池电芯或由此组装成的电池在过度充电时的性能。此时可能在释放出强烈氧化介质的情况下出现阴极分解。这可能导致与电解质的强烈放热反应。此时，生成灼热气体，其增大电池电芯内室中的压力。

该压力可能造成在电芯内的不可控的温度升高(所谓的热失控)以及由压力决定的电芯安全机构(例如所谓“安全排气口”)的打开。如果不进行电芯打开，则存在电芯爆炸的危险。

一种呈所谓“安全排气口”形式的安全机构可从US2009/0068550A1中得到，它在电池电芯内出现不允许的过压时打开排气口。

此时，这种排气口能以额定开裂点形式构成。流出的气体包含电解质并且与水反应生成氢氟酸。为避免针对机组和人员的危险而需要从电池电芯流出的气体被可控而有目的地送走。

通常，安装在电池电芯模块上的所谓的模块盖子负责有害物质的截留和送走。

DE202004004335U1与此相关地公开一种用于蓄电池的排气系统，其中，逸出的气体必须流经迷宫式密封装置以便分离固体和液体，随后气体进入盖子内的所谓排气腔室。此实施方式牵扯到相对高的构造成本和进而加工成本。

DE10257918B4公开一种蓄电池，其上安置有所谓的密封盖，密封盖又具有上盖和下盖。在密封盖中，对应于电池电芯数量地分别设有气体空间用于酸沉积。容纳气体的盖子的这个实施方式也由结构设计决定地在尤其大批量加工和安装时是比较昂贵和高成本的。

发明内容

本发明提供一种电池电芯模块，其包括尤其可以是锂离子电池电芯的多个电池电芯。每个电池电芯具有一个排气口。该电池电芯模块还包括一个配属于多个电池电芯的容气腔室用于至少暂时容纳从这些电池电芯逸出的气体，在这里，容气腔室的体积直接与排气口相连通。

就是说，该容气腔室优选共同配属于该电池电芯模块的所有电池电芯，因而同时供多个电池电芯使用。

因此，不必实现从排气口逸出的气体流动的转向，由此实现了简单而低成本的气体汇集和气体排出。

优选该容气腔室的体积与排气口直接连通，就是说，不需要流过设于中间的腔室。必要时只流过相对短的管接头。由此，可以在容气腔室内产生流动时在所有排气口高效地产生负压，从而能可靠快速地排出流出气体。

根据本发明，容气腔室的敞开区可延伸经过多个电池电芯。

在此实施方式中，优选全面实现盖子相对于电池电芯表面的密封，就是说至少流体密封且在优选实施方式中是完全气密的。该盖子密封贴靠多个电池电芯，其中同一敞开区布置在多个电池电芯上方，从而由所述多个电池电芯逸出的气体可以通过相同的敞开区进入该盖子的容气腔室中。所述密封此时通过在盖子和/或电池电芯上的适当的密封元件例如通过海绵橡胶密封件来实现。盖子所贴靠的电池电芯表面优选是端子所伸出的各电池电芯顶面。