锂电化学发电装置式电池的安全装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明的技术领域为锂电化学发电装置式电池领域。更具体地，本发明涉及用于锂电化学发电装置式电池的安全装置。
【背景技术】
[0002]电化学发电装置是将化学能转化为电能的电力生产装置。化学能是由沉积在位于电化学发电装置中的电极的至少一个面上的电化学活性化合物产生的。电能是通过在电化学发电装置的放电期间的电化学反应产生的。定位在容器中的电极电连接至电流输出端子，如此确保在电极与跟电化学发电装置相关联的电力消耗者之间的电连续性。正电流输出端子和负电流输出端子可以紧固在电化学发电装置的容器的相对两面的壁上或者容器的同一面的壁上。
[0003]根据电力消耗者的额定工作电压和计划要为该消耗者提供的能量的量，可以将多个电化学发电装置串联或并联连接在一起。因而，电化学发电装置被放置在共用的壳体中，该共用的壳体总体由箱体和盖构成，并且该壳体以及其容纳的多个电化学发电装置的组件通常被称作电池。为了便于放置在电池中的电化学发电装置之间的电连接，正输出电流端子和负输出电流端子常常固定在容器的同一面的壁上。
[0004]电池在工作中的异常可能是由电化学发电装置中的一者的故障(短路、过载等)、或是由外部干扰(撞击、温度上升等)、或是由对电池的发电装置的充电状态或其他参数进行管理的电子系统的失效所引起的。
[0005]例如，当锂电化学发电装置承受过载时，其温度上升。该温度上升导致充电电流的增加，这进一步促使温度上升。如果发电装置不具有充分的冷却系统用以排放所发出的热，则该发电装置处于热失控状态:温度上升是由发电装置自身馈入的。发电装置温度的不受控制的增加导致气体的产生以及所产生的气体在发电装置的容器内的膨胀。这种膨胀可导致发电装置内部的内压力的增加，这将使气体排放安全系统打开。在温度可能达到650°C的热气体被释放的情况下，这些气体与电池的其他发电装置相接触。因而，存在热失控现象扩散至电池的所有发电装置的危险，如此导致电池的彻底毁坏。这种危险在锂离子类型的发电装置的情况下尤其高。
[0006]已知的技术方案是仅使用电池系统对气体进行冷却。然而，对于要在通常包括通气孔的气体排放安全系统的输出部处被充分冷却的气体而言，这些技术方案目前未实现气体的充分冷却。因而，这些火对于与电池结合成一体的装备以及其使用者而言是危险的。
[0007]本发明的目的是提供一种安全装置，该安全装置首先能够容纳由锂电化学发电装置排出的任何气体、而后能够将这些气体排出到隔室外部以避免对隔室的任何污染以及避免所排出的气体的自燃的危险。
【发明内容】
[0008]本发明涉及用于锂电化学发电装置式电池的安全装置，该安全装置包括:
[0009]-箱体，所述箱体设计成被置于一隔室中，并且所述箱体构造成用以容置多个锂电化学发电装置，所述箱体包括经组装的多个壁、开口，其中，所述开口使得能够将所述电化学发电装置引入所述箱体；
[0010]-盖，所述盖设计成以气密的方式设置在所述箱体的允许将所述电化学发电装置引入所述箱体的所述开口上；
[0011]-形成通气口的开口，所述形成通气口的开口位于所述箱体的所述多个壁中的一者中或者位于所述盖中；
[0012]-管道，所述管道包括两个开口，其中，所述开口中的一者设计成以气密的方式与所述箱体的所述形成通气口的开口相连接；
[0013]-遮盖部件，所述遮盖部件设计成以气密的方式定位于所述隔室的壁的开口和所述管道的第二开口处，其中，所述遮盖部件包括适于在阈值压力Ps处破裂的部分；
[0014]其中，所述箱体的所述壁、所述盖、所述管道以及所述遮盖部件彼此固定以保证对气体的密封达到高于所述阈值压力Ps的压力，并且其中，能够与由所述锂电化学发电装置排出的气体相接触的所述箱体、所述盖、所述管道以及所述密封部件的材料是这样的材料:所述材料尺寸设定成用以承受由所述锂电化学发电装置排出的气体以及承受至少150 V的温度。
[0015]根据本发明的这种用于电池的安全装置可保证气体排放，从而不存在自燃，并且实现了气体的受控排放以及电池的外壳一一即围绕电池的箱体和盖一一的对压力变化的耐受力。
[0016]事实上，由于本发明，气体排放是经通道引导的，由此可避免气体释放到电池的环境中，例如飞行器机舱或任何其它乘客舱室。因此，安全装置的这种设置可以气密的方式对电池进行密封，同时承受由气体释放所产生的过压。
[0017]在本发明的上下文中，“锂电化学发电装置”指的是包括至少一个电极的发电装置，所述电极包括或者由能够添加和/或去除锂的材料构成的、或者由金属锂构成的电化学活性材料；根据一个实施方式，锂电化学发电装置选自如下列举项:锂离子蓄电池、聚合物锂蓄电池、锂电池。在锂电池的情况下，电化学联接例如选自:Li/S02C12、Li/S0C12、Li/S02、Li/Mn02、Li/CFx_Mn02、Li/FeS2、Li/V205、Li/12、Li/SV0(SV0 代表“氧化银 + 五氧化?凡” (Silver oxide+vanadium pentoxide))。
[0018]在本发明的上下文中，“隔室”指的是可以在其中定位多个锂电化学发电装置的封闭空间；隔室可以是运输工具或建筑物的一部分；通常，隔室设计成时常接纳人，特别是乘客；隔室也可以是人可能偶尔经过的场所，例如以便在定位有锂电化学发电装置的空间中执行监控操作。
[0019]在本发明的上下文中，“能够与由锂电化学发电装置排出的气体相接触的、尺寸设定成用以承受由锂电化学发电装置排出的气体的材料”指的是这样的材料:该材料对由锂电化学发电装置排出的气体具有耐受力达足够的时间，以允许气体所需的流动以及承受环境直至遮盖部件在阈值压力Ps处破裂；用于根据本发明的安全装置的各个部件的这种材料的选择和尺寸设定属于本领域普通技术人员的知识范围内，本领域普通技术人员知道如何根据电池的规格选择材料的类型、厚度以及任何其他相关参数。
[0020]在本发明的上下文中，“气密”指的是一种密封设置，其中，由锂电化学发电装置排出的气体受到限制直至压力高于阈值压力Ps，并且所述密封设置例如承受大于或等于阈值压力Ps的1.5倍的所述气体的内部压力、例如介于阈值压力Ps的2倍与5倍之间的压力。
[0021]根据可以根据所有技术上可行的解决方案来结合的不同的实施方式:
[0022]阈值压力Ps介于0.5bar与5bar之间，例如大于或等于IbarjP /或小于或等于2bar ；
[0023]隔室的壁是飞行器驾驶舱的一部分，并且阈值压力Ps介于Ibar与5bar之间，例如大于或等于1.5bar、和/或小于或等于3bar ;安全装置的这种设置可围绕电池使其承受可能在电池被容置在飞机中时出现的与高度增加有关的任何真空；
[0024]管道为刚性管或刚性化的挠性管；根据一个实施方式，管的直径介于1mm与10mm之间，且长度介