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CN104115301A - 用于具有用于电绝缘的漆涂层的蓄电池单池的壳体、蓄电池单池、蓄电池以及机动车 - Google Patents

用于具有用于电绝缘的漆涂层的蓄电池单池的壳体、蓄电池单池、蓄电池以及机动车 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于蓄电池单池的壳体，该壳体具有用于电绝缘的漆涂层(111)，其中，漆涂层(111)包括含有粘合剂的颗粒(114)，颗粒的粘合剂在特定条件下是可活化的，优选地在夹紧具有这种壳体(100)的多个蓄电池单池时通过压力是可活化的，从而提高壳体的接触面的摩擦系数。本发明还涉及一种蓄电池单池、优选为锂离子单池、一种蓄电池以及一种机动车。

Description

用于具有用于电绝缘的漆涂层的蓄电池单池的壳体、蓄电池单池、蓄电池以及机动车
技术领域
本发明涉及一种用于具有用于电绝缘的漆涂层的蓄电池单池的壳体、一种蓄电池单池、一种蓄电池以及一种机动车。
背景技术
在至少部分地电驱动的车辆中使用电的能量存储器，以用于存储用于电机的电的能量，该电机支持驱动装置或者作为驱动装置使用。在新一代的车辆中使用所谓的锂离子蓄电池。锂离子蓄电池通过高的能量密度和尤其小的自放电脱颖而出。锂离子蓄电池单池具有至少一个正电极和至少一个负电极(阴极或者阳极)，锂离子(Li+)能够以可逆的方式嵌入(Intercalation)或者重新脱嵌(Deintercalation)。
图1示出了单个的蓄电池单池10如何能够组合为蓄电池模块12、并且再组合为蓄电池14，这通过未示出的多个极的并联或串联电路实现。在此按照定义，蓄电池模块12或者蓄电池14由至少两个蓄电池单池10构成。
图2示出了用于锂离子蓄电池单池的不同的壳体和封装类型，这里示例性地示出了圆柱形的硬壳单池40、所谓的袋装单池50(软包)和棱柱形的硬壳蓄电池60。具有硬壳壳体的这两种实施方式在此分别具有金属的基体，使用不导电材料制成的薄膜、漆或者类似材料覆盖该金属的基体以实现绝缘。对于其壳体上存在电势的锂离子蓄电池单池，将其组装成为高压蓄电池的时候必须使其纯金属的蓄电池单池壳体对外绝缘。尤其使用特殊的绝缘漆以用于多个单池的电绝缘。
按照现有技术，尤其将多个锂离子蓄电池单池相互夹紧，从而在很大程度上抑制工作过程中由于离子向内和向外迁移而引起的膨胀。夹紧此外保证相互连接的多个蓄电池单池与用于调温的部件接触并且在正常的产品使用过程中以及碰撞情况下均为力连接的。
分别根据锂离子蓄电池的结构，为了实现上述的夹紧作用，以力连接的方式连接的多个单池的表面还必须具有高的摩擦值，其大小取决于锂离子蓄电池的设计。
如果以力连接的方式连接的多个蓄电池表面之间的摩擦值太小，多个单池之间能够出现能够引起锂离子蓄电池的损坏的相对运动。
根据文献DE 10 2010 009 901 A1已知，使用一种提高摩擦力的涂层、例如使用钼涂层来实现多个构件的稳定的连接。
发明内容
按照本发明所述，提供一种用于蓄电池单池、优选地用于锂离子蓄电池单池的壳体，该壳体具有用于电绝缘的漆涂层，该漆涂层包括含有粘合剂的颗粒，所述颗粒的粘合剂在特定的条件下是可活化的。
如前所述，将多个蓄电池单池、尤其是多个锂离子蓄电池单池彼此夹紧，其中，以力连接的方式连接的蓄电池单池的壳体的表面应具有规定的摩擦值，以保证蓄电池的稳定性。
通过漆涂层的含有粘合剂的颗粒，能够在组装期间有针对性地提高多个蓄电池单池的壳体的摩擦系数，该颗粒在特定条件下释放粘合剂，优选地能够通过压力触发、通过温度触发、通过辐射触发或者能够化学地激发，尤其优选地是能够通过压力或力触发地爆裂。由此粘合剂到达漆涂层的表面。
由此能够以有利的方式容易地实现各个壳体的相互排列，并且只有当夹紧多个蓄电池单池时才会导致通过活化的粘合剂的摩擦系数的提高。
有利地，在此也仅仅活化用于夹紧所需的功能面的含有粘合剂的颗粒，以使得所夹紧的蓄电池在其外表面上具有较小的摩擦系数，即仅仅影响位于力线通量中的表面的摩擦系数，由此实质上便于相应的蓄电池的操纵或生产过程。
粘合剂的活化也能够被设置在蓄电池例如与冷却元件接触时，通常将蓄电池布置在冷却元件上，因为在此也需要可靠的接触，以便对蓄电池进行可靠的调温。
本领域技术人员由现有技术已知用于制作相应的颗粒的材料，其中，该材料优选地能够通过粘合剂本身形成。例如能够为此使得用于形成颗粒的粘合剂的外层固化。该层经过活化就会破裂，使得包含的粘合剂能够流出并且因此活化。
此外，含有粘合剂的颗粒能够是不同的形态，其中，优选地被构造为填充了粘合剂的空心体。
如下也是可能的，颗粒具有多孔的结构，粘合剂位于该结构之中，其中，该粘合剂能够通过活化从该结构中流出或者将其挤压出来。
本领域技术人员通常已知来自物理的凝固粘合剂、化学的固化粘合剂或者没有紧固机制的粘合剂的范围内的合适粘合剂，其中，该合适的粘合剂分别根据要求被选出。
在此，使用双组分粘合剂也是可能的，其中，为此仅需将两种不同的颗粒嵌入到漆涂层中。例如当通过压力释放出组分时，发生期望的用于形成粘合剂的化学反应。
原则上能够任意选择颗粒的尺寸并且能够在肉眼可见、显微镜下可见或者纳米范围内。
利用颗粒的尺寸和相对于表面积的使用数量，也能够通过对粘合剂的相应的选择，有针对性地调整期望的摩擦系数。
通过使得破裂的含有粘合剂的颗粒的数量取决于位于力线通量中的表面的初始的压紧力，即当初始的压紧力较小时获得较小的摩擦系数，并且当初始的压紧力较高时获得较高的摩擦系数，来实现摩擦系数的选择性的匹配。该特性通过适当选择颗粒和所使用的粘合剂或者通过使用不同尺寸的颗粒来实现。
通过依据本发明所述的用于多个蓄电池单池的多个壳体的实施方式，能够有利地主要根据绝缘特性来实现对用于绝缘目的的漆系统的选择。
按照本发明的一种尤其优选的实施方式，漆涂层具有两个层。因此设置不具有颗粒的基本绝缘层并且保证优化的绝缘，该基本绝缘层又能够由一个层构成或者具有多个层。至少一个包含颗粒的第二漆层位于该基本绝缘层上面。
两个层能够由相同的漆构成，但也能够选择不同的漆。
通过这种优选的漆层的结构能够有利地不改变基本绝缘层系统地实现摩擦系数的调整。
因此提供具有自身的可调整的摩擦系数的漆系统，其提高了产品可靠性，并且防止上文所述的危险。
参考上述实施方式这是可能的，使用在几何形状和尺寸方面不同类型的颗粒的混合、由不同材料构成的颗粒的混合、具有不同类型的构造、例如空心体和多孔体的颗粒的混合、具有不同类型的机械、电、化学和热特性及其组合的颗粒的混合。
一种蓄电池单池，其布置在依据本发明所述的壳体中并且优选是锂离子单池、一种具有至少两个这种蓄电池单池的蓄电池、以及具有用于驱动机动车的驱动电机的并且具有与驱动电机相连或者可连接的蓄电池的机动车也是本发明的客体。
本发明的有利的改进在从属权利要求中给出或者在说明书中说明。
附图说明
根据附图和下面的说明进一步解释本发明的实施例，其中
图1示出了蓄电池单池、模块和蓄电池；
图2示出了锂离子单池的不同壳体和封装类型；
图3示出了依据本发明所述的用于具有未活化的含有粘合剂的颗粒的蓄电池单池的壳体的详细图示；以及
图4示出了依据本发明所述的用于具有已活化的含有粘合剂的颗粒的蓄电池单池的壳体的详细图示。
具体实施方式
已经根据图1和2解释了现有技术。
图3示出了用于蓄电池单池的壳体100的详细图示。用于电绝缘的漆涂层111位于壳体100的壁110的外侧上。漆涂层111由至少两层构成，其中，配备有外侧的漆层113的基本绝缘层112直接在设置在壁110上。多个含有粘合剂的颗粒114分布在外侧的漆层113之中，能够通过特定的条件活化或者释放该些颗粒的粘合剂。
图4示出了依据本发明所述的壳体100，通过活化多个含有粘合剂的颗粒114将该壳体的相互接触的表面彼此粘合在一起。附图标记相当于附图3中的附图标记。此外，将两个壳体100布置在用于调温的冷却板115上，其中，也通过活化多个含有粘合剂的颗粒114将多个接触的面彼此粘合在一起。

Claims (9)

1.一种用于蓄电池单池的壳体，所述壳体具有用于电绝缘的漆涂层(111)，其特征在于，所述漆涂层(111)包括含有粘合剂的颗粒(114)，所述颗粒(114)的粘合剂在特定的条件下是可活化的。
2.根据权利要求1所述的壳体，其中，所述粘合剂的活化能够通过压力触发、通过温度触发、通过辐射触发或者能够化学地激发。
3.根据权利要1或2所述的壳体，其中，所述颗粒(114)是填充了粘合剂的空心体或者所述颗粒(114)具有多孔的结构，所述粘合剂位于所述结构之中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的壳体，其中，所述颗粒(114)以至少两种不同的尺寸存在。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的壳体，其中，所述漆涂层(111)具有直接布置在所述壳体(100)上的基本绝缘层(112)和至少一个位于所述基本绝缘层(112)上的漆层(113)，所述漆层配备有含有所述粘合剂的所述颗粒(114)。
6.一种蓄电池单池，其特征在于，所述蓄电池单池具有根据权利要求1至5中任一项所述的壳体(100)。
7.根据权利要求6所述的蓄电池单池，其中，所述蓄电池单池是锂离子单池。
8.一种蓄电池，其具有至少两个根据权利要求6或7所述的蓄电池单池。
9.一种机动车，其具有用于驱动所述机动车的驱动电机和与所述驱动电机相连接或者可连接的根据权利要求8所述的蓄电池。
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