一种用于蓄电池单元的保护机制的制作方法

一种用于蓄电池单元的保护机制的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种蓄电池单元，其包括具有激活的层（28）的电极装置（12），该激活的层具有至少一个涂层的正的电极层（18）和至少一个涂层的负的电极层（20），在至少一个涂层的正的电极层（18）和至少一个涂层的负的电极层（20）之间设置有至少一个隔离层（22），其中，该电极装置（12）被设置在壳体（14、14.1、14.2、14.3）之中并且该电极装置（12）附加地包括至少一个未激活的层（30），该未激活的层包括至少一个绝缘层（26），该至少一个绝缘层含有至少一种高熔点的聚合物、至少一种陶器（32）或者其组合。此外，本发明涉及一种具有至少两个这样的蓄电池单元的蓄电池模块以及一种装备有至少一个这样的蓄电池单元的车辆。
【专利说明】—种用于蓄电池单元的保护机制
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种蓄电池单元，其包括具有至少一个涂层的正的电极层和至少一个涂层的负的电极层的电极装置，在至少一个涂层的正的电极层和至少一个涂层的负的电极层之间设置有至少一个隔离层。此外，本发明涉及一种具有至少两个这样的蓄电池单元的蓄电池模块以及一种装备有至少一个这样的蓄电池单元的车辆。
【背景技术】
[0002]可重复充电的蓄电池单元，亦被称作次级单元或者蓄能器单元，通常以直流的单元的形式来实施，其被用作电化学能量存储器和能量转换器。其中，此类的蓄电池单元以蓄电池组或者蓄电池模块的形式被用在用于乘客交通服务的混合动力车辆和电动车辆中，该蓄电池组或者蓄电池模块包括多个串联或者并联连接的电化学蓄电池单元。为了驱动该类车辆将越来越多地使用锂离子蓄电池单元，其中，电极将借助于活性物质加以涂层，从而使得锂离子可逆地在嵌入时被存储或者在脱嵌时被释放。
[0003]在现有技术之中已知了不同的蓄电池单元。由US2008/010796A1中已知了一种蓄电池单元，其中，电极和安置于其间的隔离层以卷绕的配置来存在。为了接触该蓄电池单元而在相应的电极和外置的端子之间设置集电极。
[0004]特别是将此类的蓄电池单元应用于用于车辆乘客交通服务的车辆中时，安全技术方面扮演了至关重要的角色。所以例如蓄电池单元的电极装置内的短路可能导致过热并且由此引起蓄电池单元的点燃。因此，防火和消防是特别重要的安全方面，应该持续改进。
[0005]为了阻止此类的反应，通常在锂离子蓄电池单元中设置保护装置，例如二极管、熔断丝或者在单元的壳体中设置适当的突破口，由此在单元内出现气体过压时实现可控的开口，以便释放气体。由DE102011008792A1已知了一种蓄电池，其包括多个电化学的能量存储器。在这些能量存储器之间设置由分离元件并且被设计用于在存在或者出现确定的前提时从分离元件之中能够放出阻燃材料或者灭活介质。该机制能够在此通过控制装置的信号或者可能通过在该分离元件处的温度上升来触发。
[0006]该已知的保护装置的缺点在于，即首先该机制必须在该保护装置被激活之前就被触发。由此能够引起在出发该保护措施时的延时或者该机制在最糟糕的情况下将出毛病。缘于该风险，从中尤其是在机动车中对于驾驶员和乘客来说可以得出:存在持续不断的利益，即尽可能可靠地并且简单地设置此类的保护机制。

【发明内容】

[0007]依据本发明提出了一种具有电极装置的蓄电池单元，其包括具有激活的层的电极装置，所述激活的层具有至少一个涂层的正的电极层和至少一个涂层的负的电极层，在所述至少一个涂层的正的电极层和所述至少一个涂层的负的电极层之间设置有至少一个隔离层，其中，所述电极装置被设置在壳体之中，其中，所述电极装置附加地包括至少一个未激活的层，所述未激活的层包括至少一个绝缘层，所述至少一个绝缘层含有至少一种高熔点的聚合物、至少一种陶器或者其组合。
[0008]在本发明的范围内的蓄电池单元描绘了一种次级单元，其被构建为可再充电的电化学单元。此类的单元还被熟知为概念蓄能器单元并且能够存储电能量，其尤其是被用于驱动电动车辆或者混合动力车辆。其中，混合动力车辆与纯电驱动的电动车辆的区别在于其包括基于燃料燃烧的额外的驱动总成。
[0009]依据本发明的蓄电池单元的电极装置能够以不同的配置来实施。特别地，电极装置能够卷绕或者堆叠。在堆叠的配置中，电极层和其间设置的隔离层堆叠。在卷绕单元时也被描述为包卷法，电极层和其间设置的隔离层卷绕成卷。其中，特别地，电极层和隔离层由弹性材料制成，以便实现该卷绕。
[0010]电极装置的激活的层包括至少一个涂层的正的电极层和至少一个涂层的负的电极层，它们能够作为导电膜或者导电板借助于活性物质加以涂层。其中，膜能够具有5至20 μ m的厚度，优选为7至12 μ m的厚度并且尤其是适于卷绕的电极装置。板则能够具有5至20 μ m的厚度，优选为10至15 μ m的厚度并且尤其是适于堆叠的电极装置。在此，借助于其来涂层所述板或者膜的所述活性物质提供相应的属性，以便将电极层设置为确定的离子的受体或者施主。涂层的膜能够具有75至200 μ m的厚度。涂层的板则能够具有75至200 μ m的厚度。
[0011]在一个优选的实施形式之中，所述蓄电池单元被实施为锂离子蓄电池单元。其中，所述活性物质为针对锂离子的受体或者施主。所以，所述涂层的正的电极层提供一种介质，在该介质之中带正电荷的锂离子能够在蓄电池放电时嵌入到其中。
[0012]所述正的电极层(阴极)能够例如包括铝膜，其借助于以活性物质来加以涂层，例如锂金属氧化物、钒氧化物、橄榄石和可再充电的锂氧化物。其中，铝膜能够例如具有5至20 μ m的厚度，优选为10至15 μ m的厚度。而涂层的铝膜能够具有75至200 μ m的厚度。涂层的铝板能够具有75至250 μ m的厚度。此类的涂层包含过渡金属氧化物(LiM02、M=Co, N1、Fe、Mn、Al)、锂氧化钴(LiCo204)、锂磷酸铁(LiFePO4)或者锂锰氧化物(LiMn04)、裡-镇-钻-猛氧化物。
[0013]与之相反地，所述负的电极层(阳极)能够提供带正电荷的锂离子并且能够例如包括铜膜，其借助于诸如锂、石墨、锂合金材料或者金属间化合物的活性材料加以涂层。其中，所述铜膜能够具有5至20 μ m的厚度，优选为7至12 μ m的厚度。所述涂层的铜膜能够具有75至200 μ m的厚度。涂层的铜板能够具有75至250 μ m的厚度。优选地，所述负的电极层包括借助于石墨涂层的铜膜。例如，所述负的电极层能够通过具有5至20 μ m的厚度优选地具有8至10 μ m的厚度的铜膜来实施，该铜膜借助于10至200 μ m的厚度优选地具有50至150 μ m的厚度的石墨层来加以涂层。附加地，所述负的电极层借助于I至15 μ m的厚度优选地具有3至10 μ m的厚度特别优选地具有4至5 μ m的厚度的陶器层来加以涂层。
[0014]在本发明的范围内的未激活的层描述了这样的一种层，其包括至少一个导电的材料层并且在蓄电池单元的区域内无离子尤其是锂离子嵌入或者脱嵌。因此，所述未激活的层并未涉及能量存储或者能量供给，而是如此地设计，即在所述蓄电池单元内出现短路反应时在所述未激活的层上把电流引开。所以，所述蓄电池单元能够转变入安全的状态之下，例如能够避免所述蓄电池单元的过热。[0015]附加地，具有未激活的层的电极装置能够包括至少一个绝缘层，其尤其是用于单个的材料层和/或所述壳体的绝缘。所述绝缘层能够贴附于所述未激活的层的材料层或者所述壳体上或者被卷绕在所述卷绕配置之中。为了进一步阻止短路反应并且抑制所述蓄电池单元的过热,所述绝缘层包括至少一个高熔点的聚合物、陶器或者其组合。在此,高熔点的聚合物描述了其熔点温度>150°，优选地>200°的聚合物。
[0016]在一个实施形式之中，所述绝缘层包括至少一个从以下组中选出的高熔点的聚合物，所述组由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚磺、聚醚砜、聚酰亚胺、聚芳醚酮、聚苯硫醚、氟系聚合物和基于有机硅的聚合物组成。合适的氟系聚合物例如为全氟烷氧基树脂、聚四氟乙烯和氟系乙烯聚合物。合适的基于有机硅的聚合物例如为聚甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅醚、硅橡胶。优选地，高熔点的聚合物为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酰亚胺(PI)或者其组合。
[0017]在优选的实施形式之中，所述绝缘层被实施为厚度为12至250 μ m的优选为厚度为23至200 μ m的膜。例如，所述绝缘层能够包括由至少一种高熔点的聚合物组成的膜，其具有12至250 μ m的厚度优选地具有23至200 μ m的厚度特别优选地具有30至100 μ m的厚度。特别地，能够使用具有厚度为50 μ m的膜，以便避免由于所述绝缘层的熔化或者变软而引起的短路。
[0018]在另一个实施形式之中，所述绝缘层包括至少一种从以下组中选出的至少一种陶器，所述组由元素铝、锆、镁、钛、硅、硼、钡中的至少一种元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硅化物、钛酸盐、硅酸盐、磷酸盐、硫酸盐、氟化物组成。优选地，所述绝缘层包括铝或者锌中的至少一种的氧化物。特别优选地，所述绝缘层包括铝氧化物。
[0019]其中，所述陶器被实施为由高熔点的聚合物、所述未激活的层的材料层、所述壳体或者这些成分中的多种所制成的膜上的涂层。例如，由至少一个高熔点的聚合物尤其是聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺制成的借助于陶器涂层的膜至少部分地覆盖所述激活的层。例如，所述膜能够完全地或者在边缘区域覆盖所述激活的层。
[0020]附加地或者替代地，所述未激活的层的材料层能够借助于陶器来涂层。在此，尤其是相应于未激活的层的负的电极层的材料层是合适的。例如，所述材料层能够包括其厚度为5至20 μ m的优选为厚度为8至10 μ m的铜膜，该铜膜借助于具有10至250 μ m厚度的优选为10至120 μ m厚度的陶器层来加以涂层。
[0021]所述蓄电池单元的所述壳体能够处于接地电位、负的电位或者正的电位之上。在此，负的电位描述了如下的电位，其相应于负的电极并且正的电位描述了相应于正的电极的电位。此外，所述壳体能够被实施为具有棱角状或者圆形底面的以圆柱状为形式的硬箱。对于此类的硬箱来说，例如钢、铝、铝合金的导电的金属或者塑料等材料是合适的。除了硬箱的实施形式之外，所述壳体能够被实施为软包或者袋子，其典型地由膜尤其是诸如铝复合膜之类的复合膜制成。
[0022]在一个实施形式之中，所述未激活的层包括相应于未涂层的正的电极层的至少一个材料层和/或相应于涂层的或者未涂层的负的电极层的至少一个材料层。在壳体位于接地电位之上时，所述未激活的层那个包括相应于未涂层的正的电极层的至少一个材料层和相应于涂层的或者未涂层的负的电极层的至少一个材料层。在该实施形式之中，所述未激活的层包括在其间设置有至少一个绝缘层或者隔离层的至少两个材料层。[0023]在所述电极装置的另一个设计方案中，未激活的层包括相应于未涂层的或者涂层的电极层的至少一个材料层，该电极层处于与所述壳体相反的电位之上。在一个优选的实施形式之中，所述未激活的层在壳体位于正的电位之上时包括至少一个材料层，其相应于涂层的或者未涂层的负的电极层。在另一个优选的实施形式之中，所述未激活的层在壳体位于负的电位之上时包括至少一个相应于未涂层的正的电极层的材料层。
[0024]附加地或者替代地，在所述未激活的层和所述壳体之间设置至少一个绝缘层。附加地或者替代地，在所述未激活的层和所述激活的层之间设置至少一个绝缘层。
[0025]此外，所述未激活的层能够至少部分地包围所述激活的层。在堆叠的电极装置中，所述未激活的层单侧地或者双侧地封闭所述激活的层的堆叠。在卷绕的电极装置之中，所述激活的层卷由所述未激活的层至少部分地优选地至少一次性地包裹。
[0026]此外，依据本发明提出了一种蓄电池模块，其包括至少两个依据本发明的蓄电池单元。其中，所述蓄电池单元能够串联地或者并联地连接。此外，多个蓄电池单元能够以矩阵的方式连接，其中，这些蓄电池单元以组的方式串联地或者并联地加以连接。
[0027]本发明的另一主题是至少一个依据本发明的蓄电池单元在车辆中的应用，尤其是作为在车辆中作为驱动总成的应用，以及一种车辆，其包括至少一个依据本发明的蓄电池单元尤其是作为驱动总成。
[0028]发明优点
[0029]本发明实现了使得蓄电池单元设置有简单地实现的保护机制，其尤其是阻止蓄电池单元的过热。所以，将电极装置内的未激活的层设置为泄流层，当该激活的层短路时。以这样的方式能够使得蓄电池单元借助于在电极装置的激活的层中的短路的消除而转变入安全的状态之中。附加地，通过在未激活的层内设置绝缘层的设计方案避免了绝缘层的软化或者熔化。由此确保了在该未激活的层内即便在短路是也能够提供绝缘，并且由此使得未激活的层保持作为保护装置的功能性。总体来说，这样也将保护未激活的层免于热的影响并且维持其保护机制。
[0030]此外，依据本发明所提出的解决方案能够简单地集成至蓄电池单元的生产之中，因为除了控制技术上的改变之外无需附加的措施。未激活的层的所附加的电极层、绝缘层和隔离层能够尤其是在卷绕的电极装置时简单地集成，而无须另外的生产步骤或者对于生产线进行改变。
【专利附图】

【附图说明】
[0031 ]在附图中进一步阐述了本发明的实施例。
[0032]其中:
[0033]图1示出了具有卷绕的电极装置的依据本发明的蓄电池单元的分解图；
[0034]图2示出了用于根据图1所示的依据本发明的蓄电池单元的电极装置的第一示例；
[0035]图3示出了用于根据图1所示的依据本发明的蓄电池单元的电极装置的第二示例；
[0036]图4示出了用于根据图1所示的依据本发明的蓄电池单元的电极装置的第三示例；[0037]图5示出了具有绝缘的材料层的未激活的层的第一实施例；
[0038]图6示出了具有绝缘的材料层的未激活的层的第二实施例；
[0039]图7示出了具有与壳体相邻的绝缘层的第一实施例；
[0040]图8示出了具有与壳体相邻的绝缘层的第二实施例。
【具体实施方式】
[0041]图1示意性地以分解图示出了具有卷绕的电极装置12的依据本发明的蓄电池单元10。
[0042]蓄电池单元10包括壳体14，在该壳体中容纳有电极装置12。此外，该壳体14由端子盖16所封闭，该端子盖能够实现从该壳体14的外部至电极装置12的电连接。为此，该端子盖16提供有集电极(未示出)，该些集电极分别与涂层的正的和涂层的负的电极层18、20的未涂层的区域15、24电连接。
[0043]图1的壳体14被实施为具有棱角的底面的以圆柱状为形式的硬箱。在其他的实施形式中，该壳体14也能够实现为其他具有圆形底面的类圆柱的形式。此外，壳体14能够由不同的材料制成。对于硬箱来说，例如诸如钢、铝或者铝合金的导电的金属或者塑料是合适的。除了该壳体14的硬箱的实施形式之外，软包实施形式也是可能的，例如由薄膜尤其是诸如铝复合膜的复合膜来制成。
[0044]容纳在壳体14之内的电极装置12包括涂层的负的电极层20 (阳极)和涂层的正的电极层18 (阴极)，在它们之间嵌入了隔离层22。在图1的示例性的电极装置12之中，其被实施为卷绕电极，其中卷绕有由涂层的负的和正的电极层组成的堆叠的装置，在该涂层的负的和正的电极层之间设置有隔离层22。此外，该电极装置设计有未涂层的区域15、24，这些区域用于将电极层18、20电连接至集电极。
[0045]电极层18、20包括具有相应的涂层的导电的薄膜。其中，该涂层的正的电极层18(阴极)提供了一种介质，在放电时带正电荷的锂离子(Li+)能够嵌入该介质之中。涂层的正的电极层18能够例如包括铝膜，该铝膜以活性物质来加以涂层，例如锂金属氧化物、钒氧化物、橄榄石和可再充电的锂氧化物。常见的涂层包含过渡金属氧化物(LiM02、M=Co、N1、Fe、Mn、Al )、锂氧化钴(LiCo204)、锂磷酸铁(LiFePO4)或者锂锰氧化物(LiMnO4)15与之相反地，该涂层的负的电极层20 (阳极)提供带正电荷的锂离子并且能够例如包括铜膜，该铜膜以以下活性物质来涂层，例如锂、石墨、锂合金材料或者金属间化合物。
[0046]此外，在电极18、20之间引入了隔离层22，其对于锂离子来说是可渗透的并且同时起到电绝缘的作用，以便阻止电极层18、20之间的直接接触并且由此阻止短路。对于隔离层22来说，尤其是高熔点的聚合物、陶器或者其组合是合适的。优选地，该隔离层22含有能够附加地以诸如铝氧化物的陶器来涂层的PET、聚烯烃或者PI。
[0047]此外，图1中的蓄电池单元10能够单独地或者由多个蓄电池单元复合在一个蓄电池模块之中而制成。典型地，此类的蓄电池模块包括至少两个蓄电池单元10。在此，该蓄电池单元10在蓄电池模块之中能够串联地或者并联地连接。在另一种实现方式之中，该蓄电池模块的蓄电池单元10能够以矩阵的方式加以连接，其中，单个的蓄电池单元10以组的形式串联地或者并联地加以连接。
[0048]图2示出了用于依据图1所示的依据本发明的蓄电池单元10的电极装置12，其中，该电极装置12包括附加的未激活的层30。
[0049]在依据图2所示的实施形式之中，该蓄电池单元10的壳体14.1与电极18、20相反地位于接地电位上。在此，该电极装置12在包括电极层18、20和隔离层22的激活的层28和壳体14.1之间包括未激活的层30。其中，该壳体14.1、电极层18、20和隔离层22能够如前所描述那样来设计。尤其是能够将壳体14.1、电极层18、20和隔离层22由如前所提及的材料制成。
[0050]在依据图2所示的实施形式之中，该未激活的层30包括相应于该正的电极层18无涂层时的材料层24和相应于以涂层或者未涂层为形式的负的电极层20的材料层23。通过使得相应于正的电极层18的材料层24未涂层，使得该层24未充电并且因此未激活。如果蓄电池单元10受损了，从而引起在该激活的层28的正的和负的电极装置18、20之间的短路，那么电流在该未激活的层之上流过尤其是在该相应于正的电极层18的未涂层的材料层24之上流过。蓄电池单元10能够这样地转变入安全的状态并且降低蓄电池单元10的后续的反应的可能性。
[0051]为了电绝缘的目的，在未激活的层30和激活的层28的材料层23、24之间设置绝缘层。对于该绝缘层26来说，尤其是高熔点的聚合物、陶器或者其组合是合适的。优选地，该绝缘层26含有附加地以诸如铝氧化物的陶器加以涂层的PET或者PI。在材料层23和24之间引入另一个绝缘层26。附加地，根据壳体14.1的材料选择的不同而在壳体14.1和未激活的层30之间设置绝缘层26。当为塑料壳体14.1时或许能够省掉该另外的绝缘层26。
[0052]通过该未激活的层30具有含有至少一种高熔点的聚合物的绝缘层26能够更加可靠地设计保护机制。所以，能够尤其是鲁棒地设计未激活的层30，因为该未激活的层30的绝缘层26也是耐高温的。由此降低了该未激活的层30内的短路风险并且能够可靠地即便在蓄电池单元10内温度升高的情况下采用该保护机制。此外，电极装置12的改进的结构实现了使得蓄电池单元10具有包围电极装置12的未激活的层30来保护其免受其他物体的侵入。
[0053]图3示出了用于依据图1所示的蓄电池单元的电极装置12的另一个实施形式，其中，壳体14.2相较于电极层18、20被设置在正的电位或者设置在正的电极18的电位上。
[0054]在依据图3的实施形式之中，蓄电池单元10的壳体14.2相较于电极18、20设置在正的电位之上。此外，该电极装置12在激活的层28和壳体14.2之间包括未激活的层30，该激活的层28包括电极层18、20和隔离层22。其中，壳体14.2、电极层18、20和隔离层22能够如前所述地设计。特别地，壳体14.2、电极层18、20和隔离层22能够由如前所提及的材料制成。
[0055]在该实施形式之中，在激活的层28和壳体14.2之间具有未激活的层30，其具有相应于负的电极层20的材料层24。该材料层24在该配置之中没有作为相反的一极的正的电极并且因此是未激活的。为了电绝缘的目的，在相继设置的电极20和24之间设置有绝缘层26。对于该绝缘层26来说，尤其是高熔点的聚合物、陶器或者其组合是合适的。优选地，该绝缘层26含有附加地以诸如铝氧化物的陶器加以涂层的PET或者PI。在材料层24和壳体14.2之间的绝缘同样能够通过绝缘层26来实现。
[0056]在激活的层28中发生短路时，在依据图3所示的实施形式之中的电流流过未激活的层24和壳体14.2。由此能够提供一种保护装置，其将蓄电池单元10转变入安全的状态。借助于在未激活的层30之中的耐高温的绝缘层26的该附加的安全措施能够阻止在未激活的层30之中的短路，从而能够可靠地采取该保护机制。附加地，在卷绕的设计之中相较于堆叠的设计具有以下优点，即未激活的层30的附加的层24、26能够简单地并且快速地在生产过程之中集成，因为仅需进行控制技术上的改变并且无需对生产设备进行改建。
[0057]图4示出了用于依据图1所示的蓄电池单元10的电极装置的另一个实施形式，其中，壳体14相较于电极层18、20被设置在负的电位或者被设置在负的电极20的电位之上。
[0058]在图4中所示出的实施形式也包括涂层的负的电极层20和涂层的正的电极层18，在它们之间设置有至少一个隔离层22。此外，该电极装置12在包括电极装置18、20和隔离层22的激活的层28和壳体14.3之间包括未激活的层30。其中，该壳体14.3、电极装置18,20和隔离层22能够如前所述地设计。特别地，该壳体14.3、电极装置18、20和隔离层22能够由如前所述的材料制成。
[0059]在该实施形式之中，在激活的层28和壳体14之间具有未激活的层30，其具有相应于正的电极层18的未涂层的材料的材料层24。为了电绝缘的目的，在相继设置的正的和负的电极20、24之间设置有绝缘层26。对于该绝缘层26来说，尤其是高熔点的聚合物、陶器或者其组合是合适的。优选地，该绝缘层26含有附加地以诸如铝氧化物的陶器加以涂层的PET或者PI。在负的材料层24和壳体14.3之间的绝缘同样能够通过绝缘层26来实现。
[0060]图5示出了该未激活的层30的第一实施例，其中材料层23、24借助于绝缘层26来绝缘。
[0061]在此，该绝缘层26包括高熔点的聚合物34，优选地为同样借助于诸如铝氧化物的陶器32来涂层的PET或者PI。绝缘层26在所示出的实施例中双侧地邻近材料层23、24。在其他的实施例中，该绝缘层26也能够单侧地邻近材料层23、24。
[0062]图6示出了未激活的层30的第二实施例，其中材料层23、24借助于绝缘层26来绝缘。
[0063]在此，材料层23、24借助于陶器32，优选地借助于铝氧化物加以涂层。该实施形式在依据图3所示的电极装置12之中尤其是有利的，因为继续实施尤其是继续卷绕负的电极层20。该实施形式在激活的层28的区域内优选地包括利用石墨和陶器来涂层的铜膜。为了实现依据本发明的保护机制，因此尤其是以卷绕的配置是足以将外部的卷之上的石墨层去除并且涂厚陶器层的。例如，此类的材料层24相较于具有3至10 μ m的陶器层厚度的负的电极层20来说具有10至120 μ m的陶器层厚度。
[0064]和在图5和图6中示出的材料层23、24相类似地，也能够绝缘壳体14。图7示出了第一实施例，其中，绝缘层26邻近壳体14。其中，绝缘层26包括高熔点的聚合物34，优选为PET或者PI，它们在所示出的实施例中借助于诸如铝氧化物的陶器来涂层。绝缘层26在所示出的实施例中单侧地邻近壳体14，以便实现至未激活的层30的绝缘。
[0065]图8示出了第二实施例,其中，绝缘层26邻近壳体14。在该实施例中，绝缘层26包括陶器32，优选地为铝氧化物。
[0066]依据图5至图8的绝缘层26的实施例能够单独地或者以不同的组合的方式与图2至图4的电极装置12相组合。此外，本发明并不限于在此所描述的实施例以及在其中所提及的方面。相反地，在通过从属权利要求所给出的范围内也能够实现在专业人员的手段的框架内的多种变型方案。
【权利要求】
1.一种蓄电池单元(10)，其包括具有激活的层(28)的电极装置(12)，所述激活的层具有至少一个涂层的正的电极层(18)和至少一个涂层的负的电极层(20)，在所述至少一个涂层的正的电极层(18)和所述至少一个涂层的负的电极层(20)之间设置有至少一个隔离层(22)，其中，所述电极装置(12)被设置在壳体(14、14.1,14.2,14.3)之中，其特征在于，所述电极装置(12)附加地包括至少一个未激活的层(30)，所述未激活的层包括至少一个绝缘层(26)，所述绝缘层含有至少一种高熔点的聚合物、至少一种陶器(32)或者其组合。
2.根据权利要求1所述的蓄电池单元(10)，其特征在于，所述绝缘层(26)含有至少一种从以下组中选出的高熔点的聚合物(34)，所述组由聚对苯二甲酸乙二酯、聚磺、聚醚砜、聚酰亚胺、聚芳醚酮、聚苯硫醚、氟系聚合物和基于有机硅的聚合物组成。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电池单元(10)，其特征在于，所述绝缘层(26)含有至少一个从以下组中选出的至少一种陶器(32)，所述组由元素铝、锆、镁、钛、硅、硼、钡中的至少一种元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硅化物、钛酸盐、硅酸盐、磷酸盐、硫酸盐、氟化物组成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的蓄电池单元(10)，其特征在于，所述绝缘层(26)被实施为20至200 μ m厚度的膜。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的蓄电池单元(10)，其特征在于，所述未激活的层(30)包括至少一个相应于未涂层的正的电极层(18)的材料层(24)和至少一个相应于涂层的或者未涂层的负的电极层(20)的材料层(23)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的蓄电池单元(10)，其特征在于，所述陶器(32)被实施为在膜上的涂层，所述涂层由至少一种高熔点的聚合物(34)、所述未激活的层(30)的材料层(23、24)、所述壳体(14、14.1、14.2、14.3)或者多种这样的成分组成。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的蓄电池单元(10)，其特征在于，在壳体(14、14.1,14.2,14.3)在接地电位之上时所述未激活的层(30)包括至少一个相应于未涂层的正的电极层(18)的材料层(24)和至少一个相应于涂层的或者未涂层的负的电极层(20)的材料层(23)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的蓄电池单元(10)，其特征在于，在壳体(14、14.1、14.2、14.3)在接地电位之上时所述未激活的层(30)包括至少两个材料层(23、24)，在所述至少两个材料层之间设置有至少一个绝缘层(26)或者至少一个隔离层(22)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的蓄电池单元(10)，其特征在于，在所述未激活的层(30)和所述壳体(14、14.1,14.2,14.3)之间和/或在所述未激活的层(30)和所述激活的层(28 )之间设置有至少一个绝缘层(26 )。
10.一种蓄电池模块，其包括至少两个根据权利要求1至9中任一项所述的蓄电池单元(10)。
11.一种根据权利要求1至9中任一项所述的蓄电池单元(10)在车辆中的应用。
12.—种车辆，其包括至少一个根据权利要求1至9中任一项所述的蓄电池单元。
【文档编号】H01M2/34GK104037383SQ201410072678
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2013年3月4日
【发明者】J·戈尔克, M·科尔贝格尔, H·赖因谢根 申请人:罗伯特·博世有限公司, 三星Sdi株式会社