DE102022104035A1 - Accumulator with at least one accumulator cell and method for producing an accumulator - Google Patents

Accumulator with at least one accumulator cell and method for producing an accumulator Download PDF

Info

Publication number
DE102022104035A1
DE102022104035A1 DE102022104035.6A DE102022104035A DE102022104035A1 DE 102022104035 A1 DE102022104035 A1 DE 102022104035A1 DE 102022104035 A DE102022104035 A DE 102022104035A DE 102022104035 A1 DE102022104035 A1 DE 102022104035A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
accumulator
textile structure
cell
crystallization
cells
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022104035.6A
Other languages
German (de)
Inventor
David Sieb
Alexander Linz
Christoph HACKER
Robert Knein-Linz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KTex Knein Technische Textilien GmbH
Original Assignee
KTex Knein Technische Textilien GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KTex Knein Technische Textilien GmbH filed Critical KTex Knein Technische Textilien GmbH
Priority to DE102022104035.6A priority Critical patent/DE102022104035A1/en
Publication of DE102022104035A1 publication Critical patent/DE102022104035A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H01M50/264Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks for cells or batteries, e.g. straps, tie rods or peripheral frames
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/291Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by their shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/293Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by the material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Akkumulator (10) mit (a) zumindest einer Akkumulatorzelle (12), wobei (b) die Akkumulatorzelle (12) von einem flächenförmigen oder räumlichen textilen Gebilde (24), das eine kristallwasserhaltige Substanz, insbesondere Ettringit enthält, in Umfangsrichtung zumindest im Wesentlichen vollständig umgeben ist.The invention relates to an accumulator (10) with (a) at least one accumulator cell (12), wherein (b) the accumulator cell (12) is surrounded in the circumferential direction by a flat or three-dimensional textile structure (24) containing a substance containing water of crystallization, in particular ettringite is at least substantially completely surrounded.

Description

Die Erfindung betrifft einen Akkumulator mit zumindest einer Akkumulatorzelle. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Akkumulators.The invention relates to an accumulator with at least one accumulator cell. According to a second aspect, the invention relates to a method for producing an accumulator.

Derartige Akkumulatoren sind beispielsweise aus der DE 10 2017 127 337 A1 bekannt und dienen der Speicherung elektrischer Energie. In der Regel bestehen derartige Akkumulatoren aus einer Vielzahl an Akkumulatorzellen. Jede Akkumulatorzelle besteht aus einem oder mehr als einem galvanischen Element. Sind zwei oder mehr Akkumulatorzellen vorhanden, so sind diese in der Regel in Reihe geschaltet, sodass sich die Zellspannungen addieren. Solche Akkumulatoren werden beispielsweise in stationären Energiespeichern eingesetzt, also in solchen Energiespeichern, die dazu ausgebildet sind, beim Betrieb nicht bewegt zu werden. Derartige Akkumulatoren werden aber bevorzugt in Fahrzeugen eingesetzt, insbesondere in Landfahrzeugen und vermehrt in Flugzeugen.Such accumulators are, for example, from DE 10 2017 127 337 A1 known and are used to store electrical energy. As a rule, such accumulators consist of a large number of accumulator cells. Each accumulator cell consists of one or more than one galvanic element. If there are two or more accumulator cells, they are usually connected in series, so that the cell voltages add up. Such accumulators are used, for example, in stationary energy stores, ie in energy stores that are designed not to be moved during operation. However, such accumulators are preferably used in vehicles, in particular in land vehicles and increasingly in airplanes.

Akkumulatorzellen können, insbesondere aufgrund von Alterung und/oder ungünstiger Lade- oder Entladebelastung durchgehen. Unter einem Durchgehen wird verstanden, dass es zu einer elektrochemischen Reaktion kommt, die so viel Wärme freisetzt, dass die elektrochemische Reaktion sich selbst verstärkt. Auf diese Weise entsteht in so kurzer Zeit eine so große Wärme, dass der Akkumulator vollständig zerstört wird.Accumulator cells can run away, in particular due to aging and/or unfavorable charging or discharging loads. A runaway is understood to mean that an electrochemical reaction occurs that releases enough heat that the electrochemical reaction amplifies itself. In this way, so much heat is generated in such a short time that the accumulator is completely destroyed.

Um das zu verhindern ist aus der US 10 008 704 B2 bekannt, die Stirnseiten der Akkumulatorzellen mit einer Abdeckung abzudecken, die ein Einwegventil bildet. To prevent this from the U.S. 10,008,704 B2 known to cover the end faces of the accumulator cells with a cover that forms a one-way valve.

Explodiert einer Akkumulatorzelle, tritt das Gas durch die Abdeckung aus, ohne dass die anderen Zellen thermisch so stark geschädigt werden, dass auch sie versagen.If an accumulator cell explodes, the gas escapes through the cover without causing such severe thermal damage to the other cells that they too fail.

Die US 7,749,650 B1 beschreibt eine Batterie, die von einer zumindest zweilagigen Folie umgeben ist. Die erste Folienlage ist isolierend ausgebildet, die zweite Folienlage besitzt eine Perforation. Eine ähnliche Batterie ist aus der US 8 361 649 B2 bekannt.The U.S. 7,749,650 B1 describes a battery that is surrounded by at least a two-layer film. The first film layer is designed to be insulating, the second film layer has a perforation. A similar battery is from the U.S. 8,361,649 B2 known.

Die US 8 541 126 B2 beschreibt ein Batteriepack, bei dem Gruppen von Akkumulatorzellen durch eine Barriere voneinander getrennt sind. Auf diese Weise können zwar die Akkumulatorzellen einer Gruppe durchgehen, wenn eine Akkumulatorzelle der Gruppe versagt, ein Übergreifen der Schädigung auf eine andere Gruppe wird jedoch verhindert.The U.S. 8,541,126 B2 describes a battery pack in which groups of accumulator cells are separated from one another by a barrier. In this way, although the accumulator cells in a group can fail if one accumulator cell in the group fails, the damage is prevented from spreading to another group.

Aus der US 9 093 726 B2 ist ein Batteriepack bekannt, der einen mit Flüssigkeit gefüllten Kanal aufweist. Der Kanal besitzt Sollbruchstellen, die bei erhöhter Temperatur versagen. Kommt es zum thermischen Durchgehen, also einer stark exothermen Reaktion eines Akkumulatorelements, bricht die Sollbruchstelle, die Flüssigkeit tritt aus und kühlt den Batteriepack an der übersetzten Stelle.From the U.S. 9,093,726 B2 a battery pack is known which has a channel filled with liquid. The channel has predetermined breaking points that fail at elevated temperatures. If thermal runaway occurs, i.e. a strongly exothermic reaction of a battery element, the predetermined breaking point breaks, the liquid escapes and cools the battery pack at the translated point.

In der US 2010/0151308 A1 ist ein Batteriepack beschrieben, bei dem zwischen zwei Lagen an Rundzellen Luftspalte angeordnet sind. Die Wärmekapazität der Rundzellen einerseits und die Dimensionen des Luftspalts sind so gewählt, dass ein Übergreifen des Durchgehens von einer havarierten Batteriezelle auf eine benachbarte Lage verhindert wird.In the U.S. 2010/0151308 A1 describes a battery pack in which air gaps are arranged between two layers of round cells. The thermal capacity of the round cells on the one hand and the dimensions of the air gap are selected in such a way that the runaway from a damaged battery cell is prevented from spreading to an adjacent layer.

Bei dem Akkumulator, der aus der US 8,592,076 B2 bekannt ist, sind einzelne Batterien durch eine Trennplatte voneinander getrennt, die intumeszierendes Material enthält. Im Havariefall schäumt das intumeszierende Material auf und verhindert so eine Ausbreitung der Schädigung.In the accumulator from the U.S. 8,592,076 B2 is known, individual batteries are separated from one another by a separator plate containing intumescent material. In the event of an accident, the intumescent material foams up and thus prevents the damage from spreading.

Es ist wünschenswert, dass Akkumulatoren, insbesondere für den Einsatz in einem Fahrzeug, einerseits gut gegen ein thermisches Durchgehen geschützt sind und andererseits möglichst leicht sind. Beide Forderungen stehen jedoch im Widerstreit. It is desirable for accumulators, in particular for use in a vehicle, to be well protected against thermal runaway on the one hand and to be as light as possible on the other. However, both demands are in conflict.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Akkumulator vorzuschlagen, der gut gegen thermisches Durchgehen geschützt ist und dennoch im Vergleich zu anderen Lösungen mit geringem Gewicht herstellbar ist.The invention is based on the object of proposing an accumulator which is well protected against thermal runaway and which can nevertheless be manufactured with a low weight in comparison to other solutions.

Die Erfindung löst das Problem durch einen gattungsgemäßen Akkumulator, bei dem die Akkumulatorzelle von einem flächenförmigen oder räumlichen textilen Gebilde in Umfangsrichtung zumindest im Wesentlichen vollständig umgeben ist, das eine kristallwasserhaltige Substanz, insbesondere Ettringit enthält. Calciumaluminatsulfat wird ebenfalls als Ettringitpulver betrachtet.The invention solves the problem by means of a generic accumulator in which the accumulator cell is at least essentially completely surrounded in the circumferential direction by a flat or three-dimensional textile structure which contains a substance containing water of crystallization, in particular ettringite. Calcium aluminate sulfate is also considered an ettringite powder.

Gemäß einem zweiten Aspekt löst die Erfindung das Problem durch ein Verfahren zum Herstellen eines Akkumulators mit dem Schritt eines Umwickeln einer Akkumulatorzelle, insbesondere eines Gehäuses der Akkumulatorzelle, mit einem flächenförmigen oder räumlichen, textilen Gebilde, das eine kristallwasserhaltige Substanz, insbesondere eine ettringithaltige Substanz, enthält. Alternativ oder zusätzlich umfasst das Verfahren die Schritte (a) Umwickeln einer Hülse mit einem flächenförmigen oder räumlichen textilen Gebilde, das eine kristallwasserhaltige Substanz, insbesondere Ettringit, enthält und (b) Einbringen der Akkumulatorzelle in die Hülse.According to a second aspect, the invention solves the problem by a method for producing an accumulator with the step of wrapping an accumulator cell, in particular a housing of the accumulator cell, with a flat or three-dimensional textile structure that contains a substance containing water of crystallization, in particular a substance containing ettringite . Alternatively or additionally, the method comprises the steps (a) wrapping a sleeve with a flat or three-dimensional textile structure containing a substance containing water of crystallization, in particular ettringite and (b) inserting the storage battery cell into the sleeve.

Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass durch die Verwendung des flächenförmigen oder räumlichen textilen Gebildes einerseits meist nur ein geringes zusätzliches Gewicht in den Akkumulator eingebracht wird und andererseits ein Ausbreiten einer Havarie eingedämmt werden kann.The advantage of the invention is that the use of the flat or three-dimensional textile structure means that on the one hand only a small additional weight is introduced into the accumulator and on the other hand the spread of an accident can be contained.

Günstig ist zudem, dass ein solcher Akkumulator vergleichsweise einfach hergestellt werden kann. So ist es in der Regel einfach, eine Akkumulatorzelle, bei der es sich vorzugsweise um eine Rundzelle handelt, mit dem flächenförmigen oder räumlichen textilen Gebilde zu umgeben. Beispielsweise wird die Akkumulatorzelle mit einem flächenförmigen textilen Gebilde umwickelt. Das Versehen der Akkumulatorzelle mit dem Brandschutzelement aus dem flächenförmigen oder räumlichen textilen Gebilde, das die kristallwasserhaltige Substanz enthält, wird damit zum Teil der - in der Regel automatisierten - Fertigung der Akkumulatorzellen. Das nachfolgende Anordnen der Akkumulatorzellen zum Akkumulator bleibt unverändert, sodass ein bestehender Fertigungsablauf kaum geändert werden muss.It is also advantageous that such an accumulator can be manufactured comparatively easily. So it is usually easy to surround a storage battery cell, which is preferably a round cell, with the flat or three-dimensional textile structure. For example, the accumulator cell is wrapped with a flat textile structure. The provision of the accumulator cell with the fire protection element from the flat or three-dimensional textile structure that contains the substance containing water of crystallization is thus part of the—generally automated—manufacturing of the accumulator cells. The subsequent arrangement of the battery cells to the battery remains unchanged, so that an existing production process hardly needs to be changed.

Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter dem Merkmal, dass der Akkumulator zumindest eine Akkumulatorzelle aufweist, insbesondere verstanden, dass der Akkumulator 2, 3, 4, 5 oder eine größere Anzahl an Akkumulatorzellen aufweist. Vorzugsweise hat jede Akkumulatorzelle eine Nenn-Zellenspannung von mindestens 2 Volt, insbesondere zumindest 4 Volt. Vorzugsweise hat jede Akkumulatorzelle eine Nenn-Zellenspannung von höchstens 6 Volt.In the context of the present description, the feature that the accumulator has at least one accumulator cell means in particular that the accumulator has 2, 3, 4, 5 or a larger number of accumulator cells. Each accumulator cell preferably has a nominal cell voltage of at least 2 volts, in particular at least 4 volts. Each accumulator cell preferably has a nominal cell voltage of at most 6 volts.

Vorzugsweise beträgt eine Kapazität der Akkumulatorzellen zumindest 3 Amperestunden, insbesondere zumindest 4 Amperestunden, vorzugsweise bevorzugt 5 Amperestunden. Vorzugsweise beträgt eine Kapazität der Akkumulatorzellen höchstens 15 Amperestunden, insbesondere höchstens 10 Amperestunden.A capacity of the accumulator cells is preferably at least 3 ampere hours, in particular at least 4 ampere hours, preferably preferably 5 ampere hours. The capacity of the accumulator cells is preferably at most 15 ampere hours, in particular at most 10 ampere hours.

Vorzugsweise umfasst der Akkumulator so viele Akkumulatorzellen, dass diese, wenn sie in einer Reihenschaltung geschaltet sind, eine Spannung von zumindest 40 V abgibt.The accumulator preferably includes so many accumulator cells that they deliver a voltage of at least 40 V when they are connected in series.

Unter einer Akkumulatorzelle wird insbesondere eine in sich geschlossene Einheit verstanden, die genau ein galvanisches Element aufweist. Die Akkumulatorzelle besitzt insbesondere zwei elektrische Kontaktierungen, nämlich eine für den Pluspol und eine für den Minuspol. Die Akkumulatorzelle besitzt vorzugsweise ein Gehäuse. Das Gehäuse umgibt vorzugsweise keine Ladeschaltung. In anderen Worten stellt die Akkumulatorzelle nur das galvanische Element dar.An accumulator cell is understood to mean, in particular, a self-contained unit that has exactly one galvanic element. In particular, the accumulator cell has two electrical contacts, namely one for the positive pole and one for the negative pole. The accumulator cell preferably has a housing. The housing preferably does not enclose charging circuitry. In other words, the accumulator cell only represents the galvanic element.

Vorzugsweise handelt es sich bei den Akkumulatorzellen um Sekundärzellen, also um wieder aufladbare galvanische Elemente. Die Akkumulatorzellen sind beispielsweise Lithium-Zellen oder Natrium-Zellen. Insbesondere können die Akkumulatorzellen einen flüssigen Elektrolyten enthalten.The accumulator cells are preferably secondary cells, that is to say rechargeable galvanic elements. The accumulator cells are, for example, lithium cells or sodium cells. In particular, the accumulator cells can contain a liquid electrolyte.

Unter dem Merkmal, dass die Akkumulatorzelle von dem textilen Gebilde umgeben ist, wird insbesondere verstanden, dass jede Akkumulatorzelle von einem eigenen textilen Gebilde umgeben ist. Es ist zwar möglich, dass nicht alle Akkumulatorzellen von einem textilen Gebilde umgeben sind, günstig ist es jedoch, wenn keine zwei Akkumulatorzellen existieren, die nebeneinander liegend von demselben textilen Gebilde umgeben sind. In der Regel handelt es sich um das gleiche textile Gebilde, nicht aber dasselbe. Es ist aber möglich und gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass zwei, insbesondere prismatische Akkumulatorzellen, die in Längsrichtung hintereinander angeordnet sind, von demselben, insbesondere durchgängigen, textilen Gebilde umgeben sind. In anderen Worten wird für zumindest die Mehrzahl der Akkumulatorzellen das gleiche textile Material verwendet.The feature that the accumulator cell is surrounded by the textile structure means in particular that each accumulator cell is surrounded by its own textile structure. Although it is possible that not all battery cells are surrounded by a textile structure, it is favorable if there are no two battery cells that are surrounded by the same textile structure lying side by side. As a rule, it is the same textile structure, but not the same. However, it is possible and provided according to a preferred embodiment that two, in particular prismatic battery cells, which are arranged one behind the other in the longitudinal direction, are surrounded by the same, in particular continuous, textile structure. In other words, the same textile material is used for at least the majority of the battery cells.

Unter dem Merkmal, dass das textile Gebilde die Akkumulatorzelle in Umfangsrichtung zumindest im Wesentlichen vollständig umgibt, wird insbesondere verstanden, das vom geometrischen Schwerpunkt des Querschnitts der Akkumulatorzelle aus gesehen das Winkelintervall, entlang dem das Gebilde sich erstreckt, zumindest 0,9 ∗ 2π, insbesondere 0,95 ∗ 2π, beträgt. Besonders günstig ist es, wenn das textile Gebilde die Akkumulatorzelle in Umfangsrichtung vollständig umgibt. In diesem Fall ist das Winkelintervall 2π. Der Querschnitt der Akkumulatorzelle verläuft senkrecht zu einer Längsrichtung der Akkumulatorzelle. Wenn die Akkumulatorzelle, wie gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, prismatisch ist, verläuft die Längsrichtung entlang der die Längsachse des Prismas.The feature that the textile structure at least essentially completely surrounds the battery cell in the circumferential direction means in particular that, viewed from the geometric center of gravity of the cross section of the battery cell, the angular interval along which the structure extends is at least 0.9 * 2π, in particular 0.95 ∗ 2π. It is particularly favorable if the textile structure completely surrounds the accumulator cell in the circumferential direction. In this case the angular interval is 2π. The cross section of the battery cell runs perpendicular to a longitudinal direction of the battery cell. If the accumulator cell is prismatic, as provided according to a preferred embodiment, the longitudinal direction runs along the longitudinal axis of the prism.

Vorzugsweise hat die kristallwasserhaltige Substanz eine Aktivierungstemperatur, die unterhalb von 150°C, insbesondere unterhalb von 120°C liegt. Unter der Aktivierungstemperatur Unter der Aktivierungstemperatur wird insbesondere die extrapolierte Anfangstemperatur Tei,r gemäß EN ISO 11357-1/-5 verstanden. Oberhalb der Aktivierungstemperatur gibt die kristallwasserhaltige Substanz Kristallwasser ab. Wasser besitzt eine hohe Verdampfungswärme, sodass beim Verdampfen viel Wärme aufgenommen wird.The substance containing water of crystallization preferably has an activation temperature which is below 150.degree. C., in particular below 120.degree. The activation temperature is understood to mean, in particular, the extrapolated initial temperature T ei,r according to EN ISO 11357-1/-5. Above the activation temperature, the substance containing water of crystallization releases water of crystallization. Water has a high heat of vaporization, so that a lot of heat is absorbed during evaporation.

Günstig ist es, wenn die kristallwasserhaltige Substanz einen Binder aufweist, der die kristallwasserhaltigen Stoffe der kristallwasserhaltigen Substanz miteinander verbindet. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Binder um ein Polymer. Günstig ist es, wenn der Binder ein Polyacrylat enthält, insbesondere besteht der Binder bezogen auf Massenprozente zumindest überwiegend aus Polyacrylat. Beispielsweise enthält der Binder zumindest überwiegend Polyvinylacetat. Günstig ist es, wenn der Binder Ethylvinylacetat enthält. Beispielsweise enthält der Binder zumindest 15 Masseprozent Vinylacetat.It is favorable if the substance containing water of crystallization has a binder which connects the substances containing water of crystallization of the substance containing water of crystallization to one another. The binder is preferably a polymer. It is favorable if the binder contains a polyacrylate, in particular the binder consists at least predominantly of polyacrylate in relation to percentages by mass. For example, the binder contains at least predominantly polyvinyl acetate. It is favorable if the binder contains ethyl vinyl acetate. For example, the binder contains at least 15% by weight of vinyl acetate.

Unter der Wärmeaufnahmekapazität wird die Fähigkeit der kristallwasserhaltigen Substanz verstanden, oberhalb einer Aktivierungstemperatur, die auch Anfangstemperatur Tei,r genannt werden kann, Wärme aufzunehmen. Insbesondere ist die Wärmeaufnahmekapazität die Wärmeänderung Δq gem. EN ISO 11357-1 (3.5). Die Wärmeaufnahmekapazität Δq beträgt, insbesondere von der Anfangs-temperatur Tei,r bis 200°C zumindest 500 Kilojoule pro Kilogramm, insbesondere zumindest 750 kJ/kg. Eine Obergrenze für die Wärmeaufnahmekapazität Δq ist vorzugsweise 1000 kJ/kg. Die Wärmeaufnahme ist größer als die Wärme, die aufgrund der Wärmekapazität des Wärmeaufnahmestoffs beim Erwärmen aufgenommen wird.The heat absorption capacity means the ability of the substance containing water of crystallization to absorb heat above an activation temperature, which can also be called the initial temperature T ei,r . In particular, the heat absorption capacity is the heat change Δq according to EN ISO 11357-1 (3.5). The heat absorption capacity Δq, in particular from the initial temperature T ei,r to 200°C, is at least 500 kilojoules per kilogram, in particular at least 750 kJ/kg. An upper limit for the heat absorption capacity Δq is preferably 1000 kJ/kg. The heat absorption is greater than the heat absorbed due to the heat capacity of the heat absorbing substance when heated.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hat der Wärmeaufnahmestoff eine extrapolierte Anfangstemperatur Tei,r die unterhalb von 100°C, insbesondere unterhalb von 80°C, liegt. Besonders bevorzugt liegt die Reaktionsbeginn-Temperatur Ti,r nach EN ISO 11357-1/-5 unterhalb von 80°C. Das bewirkt, dass die kristallwasserhaltige Substanz rechtzeitig ihre Kühlwirkung entfaltet.According to a preferred embodiment, the heat absorbing substance has an extrapolated initial temperature T ei,r which is below 100°C, in particular below 80°C. The reaction onset temperature T i,r according to EN ISO 11357-1/-5 is particularly preferably below 80.degree. This causes the substance containing water of crystallization to develop its cooling effect in good time.

Die kristallwasserhaltige Substanz hat vorzugsweise eine Wärmeaufnahmekapazität von zumindest 500 Joule pro Gramm.The water of crystallization substance preferably has a heat capacity of at least 500 joules per gram.

Eine flächenspezifische Masse des textilen Gebildes an kristallwasserhaltiger Substanz beträgt vorzugsweise zumindest 300 Gramm pro Quadratmeter, vorzugsweise zumindest 450 Gramm pro Quadratmeter, insbesondere zumindest 600 Gramm pro Quadratmeter. Die Fläche ist dabei die jeweilige Fläche des Materials, das zum Herstellen des textilen Gebildes verwendet wird.An area-specific mass of the textile structure of substance containing water of crystallization is preferably at least 300 grams per square meter, preferably at least 450 grams per square meter, in particular at least 600 grams per square meter. The area is the respective area of the material that is used to produce the textile structure.

Vorzugsweise beträgt ein Anteil an kristallwasserhaltiger Substanz an der gesamten Flächenmasse des textilen Gebildes zumindest 60 Gewichtsprozent, vorzugsweise zumindest 80 Gewichtsprozent, besonders bevorzugt zumindest 95 Gewichtsprozent.The proportion of substance containing water of crystallization in the total mass per unit area of the textile structure is preferably at least 60 percent by weight, preferably at least 80 percent by weight, particularly preferably at least 95 percent by weight.

Das textile Gebilde hat vorzugsweise eine Gesamt-Wärmeaufnahmekapazität, die zumindest dem 0,2-fachen, insbesondere zumindest dem 0,4-fachen, des Energieinhalts der Akkumulatorzelle entspricht. Der Energieinhalt der Akkumulatorzelle ist diejenige Menge an elektrischer Energie, die in der Akkumulatorzelle maximal gespeichert werden kann, ohne die Nenn-Spannung zu überschreiten.The textile structure preferably has a total heat absorption capacity which corresponds to at least 0.2 times, in particular at least 0.4 times, the energy content of the accumulator cell. The energy content of the accumulator cell is the maximum amount of electrical energy that can be stored in the accumulator cell without exceeding the nominal voltage.

Vorzugsweise weist das textile Gebilde zumindest oder genau eine Substanz, insbesondere zumindest oder genau zwei Substanzen, insbesondere zumindest oder genau drei Substanzen aus der folgenden Liste auf: MgCO3·3H2O (Nesquehonit), 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O (Ettringit), AlNH4(SO4)2·12H2O, KAI(SO4)2·12H2O, Al2(SO4)3·12H2O (Alunogen), Al2(SO4)3·18 H2O; MgSO4·7 H2O (Bittersalz) + Derivate, MgCl2·6H2O; CUSO4·5H2O (+ Derivate), FeSO4·7H2O (+ Derivate), CaSO4·2H2O, Na3(HCO3)CO3·2H2O; H3BO3, Na2SiO3·9H2O (+ Derivate) und Mg(NO3)2·6H2O und andere Hydratationsstufen dieser Stoffe.The textile structure preferably has at least or exactly one substance, in particular at least or exactly two substances, in particular at least or exactly three substances from the following list: MgCO 3 .3H 2 O (nesquehonite), 3CaO.Al 2 O 3 .3CaSO 4 .32H 2 O (ettringite), AlNH 4 (SO 4 ) 2 .12H 2 O, KAI(SO 4 ) 2 .12H 2 O, Al 2 (SO 4 ) 3 .12H 2 O (alunogen), Al 2 (SO 4 ) 3 .18H 2 O; MgSO 4 .7H 2 O (Epsom salts) + derivatives, MgCl2 · 6H2 O; C U SO 4 .5H 2 O (+ derivatives), FeSO 4 .7H 2 O (+ derivatives), CaSO 4 .2H 2 O, Na3 ( HCO3 ) CO3.2H2O ; H3 BO3 , Na 2 SiO 3 .9H 2 O (+ derivatives) and Mg(NO 3 ) 2 .6H 2 O and other hydration levels of these substances.

Ettringit setzt bereits bei 80°C Kristallwasser frei, das verdunstet und beim Überschreiten von 100° verdampft. Die Verdampfungswärme von Wasser ist überaus hoch, sodass das vom Ettringit abgegebene Kristallwasser die durchgehende Batterie effektiv kühlt.Ettringite already releases water of crystallization at 80°C, which evaporates and vaporizes when it exceeds 100°C. The heat of vaporization of water is extremely high, so the crystal water released from ettringite effectively cools the continuous battery.

Bei dem textilen Gebilde handelt es sich insbesondere nicht um einen Faden oder ein Seil. Selbstverständlich kann das textile Gebilde aber aus einem Faden oder einem Seil aufgebaut sein. Maßgeblich ist, dass das textile Gebilde durch eine Vielzahl an Fäden und/oder durch zumindest einen Faden oder ein Seil gebildet ist, das ein flächiges oder räumliches Gebilde ausbildet. Das kann beispielsweise durch ein Vermaschen oder Verweben erfolgt sein.The textile structure is in particular not a thread or a rope. Of course, the textile structure can be made up of a thread or a rope. The decisive factor is that the textile structure is formed by a large number of threads and/or by at least one thread or a rope, which forms a flat or three-dimensional structure. This can be done, for example, by meshing or weaving.

Das textile Gebilde ist vorzugsweise ein Gewebe, Gewirk, Gestrick, Geflecht, Nähgewirk, Vliesstoff oder Filz. Günstig ist es, wenn das textile Gebilde eine Textilbahn bildet unter einer Textilware wird ein textiles Gebilde verstanden, dessen Länge zumindest zehnmal so groß ist wie seine Breite.The textile structure is preferably a woven, knitted or crocheted fabric, mesh, stitched fabric, non-woven fabric or felt. It is favorable if the textile structure forms a textile web under a textile product refers to a textile structure whose length is at least ten times greater than its width.

Vorzugsweise ist das textile Gebilde aus Brandschutztextil aufgebaut. Unter einem Brandschutztextil wird insbesondere ein Gewebe, Gelege oder Gestrick verstanden, das nicht brennbar ist und Temperaturbelastungen hinreichend lange widersteht, um einem Durchtritt von Flammen und/oder Rauch insbesondere für zumindest für 30 Minuten gemäß der EN 1634-3 und/oder DIN EN 12101-1 zu widerstehen. Vorteilhaft an der Verwendung von Brandschutztextilien ist der geringe Fertigungsaufwand. So ist es möglich, das Brandschutzelement aus ein, zwei, drei oder mehr flächigen Brandschutztextil-Stücken durch Verbinden, insbesondere Vernähen, herzustellen.The textile structure is preferably constructed from fire protection textile. A fire protection textile is understood to mean, in particular, a fabric, non-crimp fabric or knitted fabric that is non-combustible and withstands thermal stress for a sufficiently long period of time to prevent flames and/or smoke from passing through, in particular for at least 30 minutes in accordance with EN 1634-3 and/or DIN EN 12101 -1 to resist. The advantage of using fire protection textiles is the low production costs. It is thus possible to produce the fire protection element from one, two, three or more flat pieces of fire protection textile by connecting, in particular sewing.

Das textile Gebilde kann eine brennbare Substanz aufweisen, beispielsweise ein Polymer wie insbesondere Polyester. Insbesondere kann das textile Gebilde einen Gewichtsanteil von zumindest 10 Gewichtsprozent an brennbarer Substanz aufweisen. Vorzugsweise liegt der Gewichtsanteil an brennbarer Substanz bei höchstens 70 Gewichtsprozent, insbesondere höchstens 50 Gewichtsprozent, besonders bevorzugt höchstens 30 Gewichtsprozent. Intuitiv ergibt das Verwenden von brennbaren Substanzen in einer Vorrichtung, die ein Übergreifen eines thermischen Versagens von einem versagenden Akkumulatorelement auf benachbarte Akkumulatorenelemente verhindern soll, keinen Sinn. Es wurde aber überraschend herausgefunden, dass brennbares Material verwendbar ist. Das ist vorteilhaft, da brennbares Material in der Regel einfacher zu verarbeiten ist und/oder eine geringere Dichte hat als nicht brennbares Material. Unter brennbarem Material wird ein Material verstanden, das oberhalb einer Zündtemperatur in Luft exotherm reagiert. The textile structure can have a combustible substance, for example a polymer such as polyester in particular. In particular, the textile structure can have a proportion by weight of at least 10 percent by weight of combustible substance. The proportion by weight of combustible substance is preferably at most 70 percent by weight, in particular at most 50 percent by weight, particularly preferably at most 30 percent by weight. Intuitively, the use of combustible substances in a device intended to prevent a thermal failure from spreading from a failing battery element to adjacent battery elements makes no sense. However, it was surprisingly found that combustible material can be used. This is advantageous because combustible material is usually easier to process and/or has a lower density than non-combustible material. Combustible material is understood to mean a material that reacts exothermically in air above an ignition temperature.

Vorzugsweise hat das flächige textile Gebilde eine flächenspezifische Masse von 15-30 g/Quadratmeter. Alternativ oder zusätzlich hat das textile Gebilde eine Dicke von 0,7-2,5 mm, insbesondere 1,0-1,8 mm.The flat textile structure preferably has an area-specific mass of 15-30 g/square meter. Alternatively or additionally, the textile structure has a thickness of 0.7-2.5 mm, in particular 1.0-1.8 mm.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bildet das textile Gebilde zumindest zwei Wickellagen. Hierunter wird insbesondere verstanden, dass an jeder Stelle des Umfangs der Akkumulatorzelle zumindest zwei Schichten des textilen Gebildes in radialer Richtung hintereinander liegen.According to a preferred embodiment, the textile structure forms at least two winding layers. This means in particular that at every point on the circumference of the accumulator cell there are at least two layers of the textile structure one behind the other in the radial direction.

Günstig ist es, wenn das textile Gebilde als Schlauch oder Strumpf ausgebildet ist. In diesem Fall ist es günstig, wenn zwei, drei oder mehr Akkumulatorzellen in Längsrichtung, also entlang ihrer Längserstreckung, insbesondere koaxial, im gleichen Schlauch angeordnet sind. Unter einem Schlauch wird insbesondere ein textiles Gebilde verstanden, der bezüglich einer in radialer Richtung wirkenden Kraft nachgiebig und/oder nicht formstabil ist. In anderen Worten weicht ein Schlauch in radialer Richtung einer radial wirkenden Kraft aus. Alternativ oder zusätzlich ist ein Schlauch biegeelastisch. Das heißt insbesondere, dass er elastisch wiederholt biegbar ist, ohne zu brechen. Unter einem Strumpf wird ein einseitig geschlossener Schlauch verstanden.It is favorable if the textile structure is designed as a hose or stocking. In this case it is advantageous if two, three or more accumulator cells are arranged in the longitudinal direction, that is to say along their longitudinal extension, in particular coaxially, in the same tube. A hose is understood to mean, in particular, a textile structure which is flexible and/or not dimensionally stable with respect to a force acting in the radial direction. In other words, a hose deviates from a radially acting force in the radial direction. Alternatively or additionally, a tube is flexible. In particular, this means that it can be elastically repeatedly bent without breaking. A stocking is understood to mean a hose that is closed on one side.

Günstig ist es alternativ, wenn das textile Gebilde als Hülse ausgebildet ist oder Teil einer Hülse ist. Die Hülse umgibt eine Akkumulatorzelle, insbesondere genau eine Akkumulatorzelle oder zwei, drei oder mehr, insbesondere prismatische, Akkumulatorzellen, die in Längsrichtung hintereinander angeordnet sind.Alternatively, it is favorable if the textile structure is designed as a sleeve or is part of a sleeve. The sleeve surrounds an accumulator cell, in particular precisely one accumulator cell or two, three or more, in particular prismatic, accumulator cells which are arranged one behind the other in the longitudinal direction.

Die Hülse hat vorzugsweise eine Hülsendicke von 0,7-2,5 mm, insbesondere 1,0-1,8 mm. Die Hülsendicke ist die Differenz aus einem Umzylinderdurchmesser eines gedachten Ausgleichszylinders durch die äußere Oberfläche der Hülse einerseits und einem Innenzylinderdurchmesser eines gedachten Ausgleichszylinders durch die innere Oberfläche der Hülse andererseits.The sleeve preferably has a sleeve thickness of 0.7-2.5 mm, in particular 1.0-1.8 mm. The sleeve thickness is the difference between an outer cylinder diameter of an imaginary compensating cylinder through the outer surface of the sleeve on the one hand and an inner cylinder diameter of an imaginary compensating cylinder through the inner surface of the sleeve on the other hand.

Eine derartige Dicke hat den Vorteil, dass einerseits die Ausbreitung einer Havarie gestoppt werden kann und andererseits ein vergleichsweise nur geringes Zusatzgewicht entsteht.Such a thickness has the advantage that, on the one hand, the spread of an accident can be stopped and, on the other hand, there is only a comparatively small additional weight.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Akkumulatorzelle mit Spiel in der Hülse angeordnet. Insbesondere existiert eine Lücke, insbesondere ein Ringspalt, zwischen der Akkumulatorzelle und der Hülse. Die Lücke, insbesondere der Ringspalt, hat eine lichte Weite von vorzugsweise zumindest 0,05, insbesondere 0,1 mm. Versagt die Akkumulatorzelle, so kann sie an ihrer Mantelfläche platzen. Dadurch entsteht ein geringerer Spitzendruck, was eine Beschädigung benachbarter Zellen unwahrscheinlicher macht.According to a preferred embodiment, the accumulator cell is arranged with play in the sleeve. In particular, there is a gap, in particular an annular gap, between the battery cell and the sleeve. The gap, in particular the annular gap, has a clear width of preferably at least 0.05, in particular 0.1 mm. If the accumulator cell fails, it can burst on its lateral surface. This creates a lower peak pressure, making it less likely to damage adjacent cells.

Insbesondere wenn das textile Gebilde direkt auf die Akkumulatorzelle aufgebracht, ist, ist es günstig, wenn das textile Gebilde zumindest abschnittsweise einen Klebstoff aufweist, insbesondere selbstklebend ist. Als Klebstoff wird beispielsweise Acrylat verwendet. Es ist dann möglich und gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, das textile Gebilde mit der Akkumulatorzelle so in Kontakt zu bringen, dass der Klebstoff an der Akkumulatorzelle klebt. Das ermöglicht eine besonders einfache Fertigung. Alternativ kann das textile Gebilde auf einen Hülsengrundkörper aufgeklebt werden. Die Akkumulatorzelle wird dann vorzugsweise in den Hülsengrundkörper eingebracht, insbesondere eingeschoben.In particular when the textile structure is applied directly to the accumulator cell, it is favorable if the textile structure has an adhesive at least in sections, in particular if it is self-adhesive. Acrylate, for example, is used as an adhesive. It is then possible and provided according to a preferred embodiment of the method according to the invention to bring the textile structure into contact with the battery cell in such a way that the adhesive sticks to the battery cell. This enables a particularly simple production. Alternatively, the textile structure can be glued onto a core body. The battery cell is then preferably in the Introduced sleeve body, in particular inserted.

Vorzugsweise besitzt der Akkumulator zumindest eine zweite Akkumulatorzelle, wobei die zumindest eine zweite Akkumulatorzelle von einem zweiten flächenförmigen oder räumlichen kristallwasserhaltigen, insbesondere ettringithaltigen, textilen Gebilde zumindest im Wesentlichen umgeben ist.The accumulator preferably has at least one second accumulator cell, wherein the at least one second accumulator cell is at least essentially surrounded by a second planar or three-dimensional textile structure containing water of crystallization, in particular containing ettringite.

Vorzugsweise umgibt das Gebilde und/oder die Hülse die Akkumulatorzelle bezüglich der Längsrichtung der Akkumulatorzelle zu zumindest 80 %, insbesondere zu zumindest 90 %, vorzugsweise vollständig.The structure and/or the sleeve preferably encloses the accumulator cell by at least 80%, in particular at least 90%, preferably completely, with respect to the longitudinal direction of the accumulator cell.

Vorzugsweise ist das textile Gebilde aus zumindest einem Garn aufgebaut, das Ettringit enthält. In diesem Fall ist die kristallwasserhaltige Substanz, insbesondere das Ettringit, im Inneren des Garns angeordnet und ist von einem Hüllmaterial umgeben und/oder die kristallwasserhaltige Substanz ist auf einer Oberfläche des Garns vorhanden. Unter dem Garn wird insbesondere ein Garn gemäß DIN 60900-1:1988-07 verstanden, insbesondere ein linienförmiges, dünnes textiles Gebilde aus einer oder mehreren Fasern.The textile structure is preferably made up of at least one yarn which contains ettringite. In this case, the hydrous substance, particularly the ettringite, is located inside the yarn and is surrounded by a sheath material and/or the hydrous substance is present on a surface of the yarn. The yarn is understood to mean, in particular, a yarn in accordance with DIN 60900-1:1988-07, in particular a linear, thin textile structure made from one or more fibers.

Alternativ oder zusätzlich besitzt das textile Gebilde zumindest zwei Lagen aus textilem Material, zwischen denen die kristallwasserhaltige Substanz angeordnet ist.Alternatively or additionally, the textile structure has at least two layers of textile material, between which the substance containing water of crystallization is arranged.

Besonders günstig ist es, wenn das textile Gebilde eine kristallwasserhaltige, insbesondere ettringithaltige, Beschichtung aufweist.It is particularly favorable if the textile structure has a coating containing water of crystallization, in particular containing ettringite.

Um im Versagensfalle einer Akkumulatorzelle weitere Wärme abzuführen, ist es günstig, wenn das textile Gebilde ein Phasenwechselmaterial enthält und/oder damit beschichtet ist.In order to dissipate further heat in the event of a battery cell failure, it is favorable if the textile structure contains and/or is coated with a phase change material.

Vorzugsweise besitzt der Akkumulator eine Vielzahl an Akkumulatorzellen, die jeweils ein Gehäuse aufweisen und von einem flächenförmigen oder räumlichen, kristallwasserhaltigen, insbesondere ettringithaltigen, textilen Gebilde in Umfangsrichtung zumindest im Wesentlichen vollständig umgeben sind, wobei die Akkumulatorzellen in einem regelmäßigen Muster angeordnet sind.The accumulator preferably has a large number of accumulator cells, each of which has a housing and is at least essentially completely surrounded in the circumferential direction by a planar or three-dimensional textile structure containing water of crystallization, in particular containing ettringite, with the accumulator cells being arranged in a regular pattern.

Günstig ist es, wenn das textile Gebilde eine Hülle aus Metall, insbesondere aus Aluminiumfolie, besitzt. Erwärmt sich die Akkumulatorzelle und damit das textile Gebilde lokal, führt die Hülle aus Metall dazu, dass der Temperaturgradient sich verringert. Das wiederrum vermindert die Wahrscheinlichkeit einer Überhitzung einer benachbarten Akkumulatorzelle.It is favorable if the textile structure has a casing made of metal, in particular aluminum foil. If the accumulator cell and thus the textile structure heats up locally, the metal shell causes the temperature gradient to decrease. This in turn reduces the likelihood of an adjacent battery cell overheating.

Günstig ist es, wenn zumindest eine Mehrzahl der Akkumulatorzellen eine Stirnseite und eine der Stirnseite gegenüberliegende Bodenseite hat, die vom textilen Gebilde nicht vollständig umgeben ist. Havariert die Akkumulatorzelle, kann das entstehende heiße Gas über die Stirnseite oder die Bodenseite entweichen.It is favorable if at least a majority of the accumulator cells has a front side and a bottom side that is opposite the front side and is not completely surrounded by the textile structure. If the accumulator cell breaks down, the resulting hot gas can escape through the front or the bottom.

Besonders günstig ist es, wenn auf der Stirnseite und/oder der Bodenseite ein kristallwasserhaltiger, insbesondere ettringithaltiger, Deckel angeordnet ist. Beim Durchgehen der Akkumulatorzelle wird der Deckel abgestoßen, sodass heiße Gase der Zelle ausströmen können. Die benachbarten Akkumulatorzellen sind durch den Deckel vor der entstehenden Hitze geschützt.It is particularly favorable if a cover containing water of crystallization, in particular containing ettringite, is arranged on the front side and/or the bottom side. When the accumulator cell goes through, the cover is pushed off so that hot gases can escape from the cell. The adjacent accumulator cells are protected from the resulting heat by the cover.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt

  • 1 in der 1a einen erfindungsgemäßen Akkumulator in einer dreidimensionalen Ansicht, in der 1b eine perspektivische schematische Ansicht einer Akkumulatorzelle, die von einer Hülse umgeben ist und in der 1c die Hülse aus 1b,
  • 2 in der 2a einen schematischen Querschnitt durch das textile Gebilde, in der 2b einen Querschnitt quer zur Längsachse durch eine Akkumulatorzelle, die mit dem textilen Gebilde umgeben ist, das auf einer Hülse angeordnet ist, in der 2c einen Querschnitt quer zur Längsachse durch und eine Akkumulatorzelle, an deren Gehäuse das textile Gebilde angeklebt ist und in der 2d einen Querschnitt durch eine textiles Gebilde gemäß einer zweiten Ausführungsform, dass zwei Lagen hat.
  • 3 zeigt einen Querschnitt durch eine Akkumulatorzelle, die von einem textilen Gebilde umgeben ist und einen Deckel aufweist.
The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. while showing
  • 1 in the 1a an accumulator according to the invention in a three-dimensional view, in which 1b a perspective schematic view of a battery cell, which is surrounded by a sleeve and in which 1c the sleeve out 1b ,
  • 2 in the 2a a schematic cross section through the textile structure in which 2 B a cross-section transverse to the longitudinal axis through a battery cell, which is surrounded by the textile structure, which is arranged on a sleeve in which 2c a cross-section transverse to the longitudinal axis through and a battery cell, on the housing of which the textile structure is glued and in which 2d a cross section through a textile structure according to a second embodiment that has two layers.
  • 3 shows a cross section through an accumulator cell, which is surrounded by a textile structure and has a cover.

1 a zeigt eine dreidimensionale der Ansicht eines Akkumulators 10 mit mehreren Akkumulatorzellen 12.i (i = 1,2, ..., N), die von einem Zellhalter 13 gehalten werden. Es sind leere Plätze für Akkumulatorzellen eingezeichnet, die mit weiteren Akkumulatorzellen gefüllt werden können. 1 a shows a three-dimensional view of an accumulator 10 with a plurality of accumulator cells 12.i (i=1,2, . . . , N), which are held by a cell holder 13. Empty spaces for accumulator cells are shown, which can be filled with further accumulator cells.

Jede Akkumulatorzelle hat eine Stirnfläche 14, eine Bodenfläche 16 sowie eine Mantelfläche 18, die zwischen der Stirnfläche 14 und der Bodenfläche 16 verläuft. Bei den Akkumulatorzellen 12.i handelt es sich vorzugsweise - wie im vorliegenden Fall - um Rundzellen. Der Übersichtlichkeit halber ist in 1a eine Kontaktierung des Akkumulators nicht eingezeichnet, mittels der die Akkumulatorzellen 12.i in Reihe geschaltet sind. Der Deckelhalter 13 besitzt Öffnungen 17.i für die jeweilige Akkumulatorzelle 12.i (i = 1,2, ..., N). Die Öffnungen 17.i sind so angeordnet, dass die jeweiligen Stirnseiten S.i der Akkumulatorzellen 12.i zugänglich sind. 1 b zeigt schematisch die Akkumulatorzelle 12.1, die von einer Hülse 20 umgeben ist.Each accumulator cell has an end face 14 , a bottom face 16 and a lateral surface 18 which runs between the end face 14 and the bottom face 16 . The accumulator cells 12.i are preferably—as in the present case—round cells. For the sake of clarity, in 1a a contact of the accumulator is not shown, by means of which the accumulator cells 12.i are connected in series. The lid holder 13 has Openings 17.i for the respective accumulator cell 12.i (i=1.2,...,N). The openings 17.i are arranged in such a way that the respective end faces Si of the accumulator cells 12.i are accessible. 1 b shows schematically the accumulator cell 12.1, which is surrounded by a sleeve 20.

1c zeigt die Hülse 20, die einen optionalen Hülsengrundkörper 22 und zumindest eine Wickellage aus einem textilen Gebilde 24 aufweist. Im vorliegenden Fall ist das Gebilde 24 ein Band. Das Band, bei dem es sich um ein Vlies handeln kann, ist im vorliegenden Fall spiralförmig um den Hülsengrundkörper 22 gewickelt. Auf diese Weise ist der Hülsengrundkörper 22 und damit auch die Akkumulatorzelle in Umfangsrichtung vollständig von dem textilen Gebilde 24 umgeben. 1c shows the sleeve 20, which has an optional sleeve base body 22 and at least one winding layer made of a textile structure 24. In the present case the structure 24 is a band. The band, which can be a fleece, is wound spirally around the sleeve base body 22 in the present case. In this way, the sleeve base body 22 and thus also the accumulator cell are completely surrounded by the textile structure 24 in the circumferential direction.

2a zeigt einen Querschnitt durch das textile Gebilde 24, das eine Textillage 26, hier in Form einer Vlieslage, eine Klebeschicht 28 und eine Wärmeabsorptionsschicht 30 aufweist. Die Klebeschicht 28 und die Wärmeabsorptionsschicht 30 sind auf gegenüberliegenden Seiten der Textillage 26 angeordnet. 2a shows a cross section through the textile structure 24, which has a textile layer 26, here in the form of a fleece layer, an adhesive layer 28 and a heat absorption layer 30. The adhesive layer 28 and the heat absorption layer 30 are arranged on opposite sides of the textile layer 26 .

Die textile Lage 26 hat eine Lagen-Dicke d26 von beispielsweise d26= 50 µm bis 250 µm. Die Klebeschicht 28 hat eine Klebeschicht-Dicke d28 von beispielsweise bis d28= 50 µm 250 µm. Die Wärmeabsorptionsschicht 30 hat eine Dicke d30 von beispielsweise bis d30 = 250 µm bis 500 µm.The textile layer 26 has a layer thickness d 26 of, for example, d 26 =50 μm to 250 μm. The adhesive layer 28 has an adhesive layer thickness d 28 of, for example, up to d 28 =50 μm 250 μm. The heat absorption layer 30 has a thickness d 30 of, for example, d 30 = 250 μm to 500 μm.

Die textile Lage 26 kann aus verfilzten Glasfasern oder Glasfasern oder einem Polyestervlies, die mittels eines Klebstoffs miteinander verbunden sind, bestehen. Die Klebeschicht 28 besteht beispielsweise aus einem Acryl-Kleber. Die Wärmeabsorptionsschicht 30 umfasst Ettringitpulver, das mittels eines Binders, beispielsweise ebenfalls eines Acrylats, gebunden ist.The textile layer 26 can consist of felted glass fibers or glass fibers or a polyester nonwoven, which are connected to one another by means of an adhesive. The adhesive layer 28 consists of an acrylic adhesive, for example. The heat absorption layer 30 comprises ettringite powder, which is bound by means of a binder, for example also an acrylate.

2d zeigt einen Querschnitt durch ein textiles Gebilde 24, das zwei Lagen aufweist, nämlich zusätzlich zu der ersten textilen Lage 26 eine zweite textile Lage 26`. Zwischen den textilen Lagen 26, 26' ist die Wärmeabsorptionsschicht 30 angeordnet. An einer der textilen Lagen 26, 26' ist die Klebeschicht 28 angeordnet. 2d shows a cross section through a textile structure 24, which has two layers, namely, in addition to the first textile layer 26, a second textile layer 26'. The heat absorption layer 30 is arranged between the textile layers 26, 26'. The adhesive layer 28 is arranged on one of the textile layers 26, 26'.

2b zeigt einen Querschnitt durch die Akkumulatorzelle 12.1 mit der Hülse 20. Es ist zu erkennen, dass das textile Gebilde 24 spiralförmig um den Hülsengrundkörper 22 herum gewickelt ist. Im vorliegenden Fall bildet das textile Gebilde 24 zwei Wickellagen. Die Hülse 20 hat beispielsweise eine Hülsendicke d20 zwischen 0,5 mm und 2 mm. 2 B shows a cross section through the accumulator cell 12.1 with the sleeve 20. It can be seen that the textile structure 24 is wound spirally around the sleeve base body 22. In the present case, the textile structure 24 forms two winding layers. The sleeve 20 has, for example, a sleeve thickness d 20 between 0.5 mm and 2 mm.

2c zeigt eine zweite Ansicht auf eine Akkumulatorzelle 12.1, auf deren Gehäuse 32 das textile Gebilde 24 aufgewickelt ist und drei Wickellagen bildet. 2c shows a second view of an accumulator cell 12.1, on the housing 32 of which the textile structure 24 is wound and forms three wound layers.

3 zeigt einen Querschnitt durch eine Akkumulatorzelle 12, die von einem textilen Gebilde 24 umgeben ist, das in zwei Lagen um die Akkumulatorzelle 12 herum gewickelt ist. An der Stirnseite S ist ein Deckel 34 aus einem kristallwasserhaltigen Material angeordnet. Der Deckel 34 liegt in einer Plattenebene E des Zellhalters 13. Der Deckel 34 wird beispielsweise dadurch hergestellt, dass pastöses oder flüssiges kristallwasserhaltiges Material in die Öffnungen 17.i eingebracht, insbesondere eingegossen, wird. 3 shows a cross section through an accumulator cell 12, which is surrounded by a textile structure 24, which is wound around the accumulator cell 12 in two layers. A cover 34 made of a material containing water of crystallization is arranged on the end face S. The cover 34 lies in a plate plane E of the cell holder 13. The cover 34 is produced, for example, by introducing, in particular pouring, pasty or liquid material containing water of crystallization into the openings 17.i.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Akkumulatoraccumulator
1212
Akkumulatorzelleaccumulator cell
1313
Zellhaltercell holder
1414
Stirnflächeface
1616
Bodenflächefloor space
1818
Mantelfläche lateral surface
2020
Hülsesleeve
2222
Hülsengrundkörpersleeve body
2424
textiles Gebildetextile structure
2626
Textillagetextile layer
2828
Klebeschicht adhesive layer
3030
Wärmeabsorptionsschichtheat absorption layer
3232
GehäuseHousing
3434
Deckel Lid
d20d20
Hülsendickesleeve thickness
d26d26
Lagen-Dickeply thickness
d28d28
Klebeschicht-DickeAdhesive Layer Thickness
ii
Laufindex (Akkumulatorzellen)running index (accumulator cells)
LL
Längsachselongitudinal axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102017127337 A1 [0002]DE 102017127337 A1 [0002]
  • US 10008704 B2 [0004]US 10008704 B2 [0004]
  • US 7749650 B1 [0006]US7749650B1 [0006]
  • US 8361649 B2 [0006]US 8361649 B2 [0006]
  • US 8541126 B2 [0007]US 8541126 B2 [0007]
  • US 9093726 B2 [0008]US 9093726 B2 [0008]
  • US 20100151308 A1 [0009]US20100151308A1 [0009]
  • US 8592076 B2 [0010]US 8592076 B2 [0010]

Claims (11)

Akkumulator (10) mit (a) zumindest einer Akkumulatorzelle (12), dadurch gekennzeichnet, dass (b) die Akkumulatorzelle (12) von einem flächenförmigen oder räumlichen textilen Gebilde (24), das eine kristallwasserhaltige Substanz, insbesondere Ettringit enthält, in Umfangsrichtung zumindest im Wesentlichen vollständig umgeben ist.Accumulator (10) with (a) at least one accumulator cell (12), characterized in that (b) the accumulator cell (12) is surrounded by a flat or three-dimensional textile structure (24), which contains a substance containing water of crystallization, in particular ettringite, in the circumferential direction at least is substantially completely surrounded. Akkumulator (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass (a) das textile Gebilde (24) als Schlauch ausgebildet ist und eine Vielzahl an Akkumulatorzellen (12) von jeweils einem Schlauch umgeben ist und/oder (b) das textile Gebilde (24) als Hülse (20) ausgebildet oder Teil einer Hülse (20) ist, wobei die Hülse (20) eine Akkumulatorzelle (12) umgibt.Accumulator (10) after claim 1 , characterized in that (a) the textile structure (24) is designed as a hose and a large number of accumulator cells (12) are each surrounded by a hose and/or (b) the textile structure (24) is designed as a sleeve (20). or is part of a sleeve (20), the sleeve (20) surrounding an accumulator cell (12). Akkumulator (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das textile Gebilde (24) zumindest abschnittsweise selbstklebend ist.Accumulator (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the textile structure (24) is self-adhesive at least in sections. Akkumulator nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch (a) zumindest eine zweite Akkumulatorzelle (12), (b) wobei die zumindest eine zweite Akkumulatorzelle (12) von einem zweiten flächenförmigen oder räumlichen kristallwasserhaltigen textilen Gebilde (24) zumindest im Wesentlichen vollständig umgeben ist.Accumulator according to one of the preceding claims, characterized by (a) at least one second accumulator cell (12), (b) the at least one second accumulator cell (12) being at least essentially completely surrounded by a second planar or three-dimensional textile structure (24) containing water of crystallization . Akkumulator (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass (a) die Akkumulatorzellen (12) jeweils ein Gehäuse aufweisen und das textile Gebilde (24) am Gehäuse anliegt und/oder (b) das Gebilde (24) um die Akkumulatorzelle (12) herumgewickelt ist.Accumulator (10) after claim 1 , characterized in that (a) the accumulator cells (12) each have a housing and the textile structure (24) rests against the housing and/or (b) the structure (24) is wound around the accumulator cell (12). Akkumulator (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass (a) zumindest eine der Akkumulatorzellen (12) eine Rundzelle ist und/oder (b) das textile Gebilde (24) ein Gewebe, Gewirk, Gestrick, Geflecht, Nähgewirk, Vliesstoff oder Filz ist und zumindest zwei Lagen ausbildet.Accumulator (10) according to one of the preceding claims, characterized in that (a) at least one of the accumulator cells (12) is a round cell and/or (b) the textile structure (24) is a woven fabric, knitted fabric, knitted fabric, meshwork, stitched fabric, Nonwoven fabric or felt and forms at least two layers. Akkumulator (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass (a) das textile Gebilde (24) aus zumindest einem Garn oder zumindest einer Faser aufgebaut ist, das eine kristallwasserhaltige Substanz, insbesondere Ettringit, enthält und/oder (b) das textile Gebilde (24) zumindest zwei Lagen besitzt und eine kristallwasserhaltige Substanz, insbesondere Ettringit, zwischen zwei Lagen angeordnet ist und/oder (c) das textile Gebilde (24) eine kristallwasserhaltige, insbesondere ettringithaltige, Beschichtung hat.Accumulator (10) according to one of the preceding claims, characterized in that (a) the textile structure (24) is made up of at least one yarn or at least one fiber which contains a substance containing water of crystallization, in particular ettringite, and/or (b) the textile structure (24) has at least two layers and a substance containing water of crystallization, in particular ettringite, is arranged between two layers and/or (c) the textile structure (24) has a coating containing water of crystallization, in particular ettringite. Akkumulator (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das textile Gebilde (24) ein Phasenwechselmaterial enthält und/oder damit beschichtet ist.Accumulator (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the textile structure (24) contains a phase change material and/or is coated therewith. Akkumulator (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass um das textile Gebilde eine äußere Hülle aus Metall, insbesondere Aluminium, angeordnet ist.Accumulator (10) according to one of the preceding claims, characterized in that an outer casing made of metal, in particular aluminum, is arranged around the textile structure. Akkumulator (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass (a) zumindest eine Mehrzahl der Akkumulatorzellen (12) eine Stirnseite und eine der Stirnseite gegenüber liegende Bodenseite hat, die vom textilen Gebilde (24) nicht vollständig umgeben ist und einen auf der Stirnseite angeordneten, kristallwasserhaltigen, insbesondere ettringithaltigen, Deckel (34) aufweisen und/oder (b) dass die Akkumulatorzellen (12) von einem plattenförmigen Zellhalter (13) fixiert werden, wobei der Zellhalter Öffnungen für die Akkumulatorzellen aufweist und wobei die Deckel (34) zumindest auch in einer Plattenebene des Zellhalters (13) liegen.Accumulator (10) according to one of the preceding claims, characterized in that (a) at least a majority of the accumulator cells (12) has an end face and a bottom side lying opposite the end face, which is not completely surrounded by the textile structure (24) and has a have a cover (34) arranged on the end face that contains water of crystallization, in particular containing ettringite, and/or (b) that the accumulator cells (12) are fixed by a plate-shaped cell holder (13), the cell holder having openings for the accumulator cells and the covers (34 ) also lie at least in a plane of the plate of the cell holder (13). Verfahren zum Herstellen eines Akkumulators (10), gekennzeichnet durch die Schritte: (a) Umwickeln einer Akkumulatorzelle (12), insbesondere eines Gehäuses einer Akkumulatorzelle (12), mit einem flächenförmigen oder räumlichen, textilen Gebilde (24), das eine kristallwasserhaltige Substanz enthält oder (b) Umwickeln einer Hülse (20) mit einem flächenförmigen oder räumlichen, textilen Gebilde (24), das eine kristallwasserhaltige Substanz, insbesondere Ettringit enthält und Einbringen einer Akkumulatorzelle (12) in die Hülse (20).Method for producing an accumulator (10), characterized by the steps: (a) wrapping an accumulator cell (12), in particular a housing of an accumulator cell (12), with a flat or three-dimensional textile structure (24) containing a substance containing water of crystallization or (b) wrapping a sleeve (20) with a flat or three-dimensional textile structure (24) which contains a substance containing water of crystallization, in particular ettringite, and introducing an accumulator cell (12) into the sleeve (20).
DE102022104035.6A 2022-02-21 2022-02-21 Accumulator with at least one accumulator cell and method for producing an accumulator Pending DE102022104035A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022104035.6A DE102022104035A1 (en) 2022-02-21 2022-02-21 Accumulator with at least one accumulator cell and method for producing an accumulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022104035.6A DE102022104035A1 (en) 2022-02-21 2022-02-21 Accumulator with at least one accumulator cell and method for producing an accumulator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022104035A1 true DE102022104035A1 (en) 2023-08-24

Family

ID=87518486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022104035.6A Pending DE102022104035A1 (en) 2022-02-21 2022-02-21 Accumulator with at least one accumulator cell and method for producing an accumulator

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102022104035A1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100151308A1 (en) 2008-12-12 2010-06-17 Tesla Motors, Inc. Increased resistance to thermal runaway through differential heat transfer
US7749650B1 (en) 2009-07-17 2010-07-06 Tesla Motors, Inc. Method and apparatus for maintaining cell wall integrity during thermal runaway using multiple cell wall layers
US8361649B2 (en) 2009-07-17 2013-01-29 Tesla Motors, Inc. Method and apparatus for maintaining cell wall integrity using a high yield strength outer casing
US8541126B2 (en) 2009-08-31 2013-09-24 Tesla Motors, Inc. Thermal barrier structure for containing thermal runaway propagation within a battery pack
US8592076B2 (en) 2010-03-30 2013-11-26 Panasonic Corporation Battery pack
US9093726B2 (en) 2009-09-12 2015-07-28 Tesla Motors, Inc. Active thermal runaway mitigation system for use within a battery pack
US10008704B2 (en) 2014-07-25 2018-06-26 Faster Faster Inc. Thermal shield for preventing thermal runaway in a battery assembly
DE102017127337A1 (en) 2017-11-20 2019-05-23 K. TeX- Knein Technische Textilien GmbH battery pack

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100151308A1 (en) 2008-12-12 2010-06-17 Tesla Motors, Inc. Increased resistance to thermal runaway through differential heat transfer
US7749650B1 (en) 2009-07-17 2010-07-06 Tesla Motors, Inc. Method and apparatus for maintaining cell wall integrity during thermal runaway using multiple cell wall layers
US8361649B2 (en) 2009-07-17 2013-01-29 Tesla Motors, Inc. Method and apparatus for maintaining cell wall integrity using a high yield strength outer casing
US8541126B2 (en) 2009-08-31 2013-09-24 Tesla Motors, Inc. Thermal barrier structure for containing thermal runaway propagation within a battery pack
US9093726B2 (en) 2009-09-12 2015-07-28 Tesla Motors, Inc. Active thermal runaway mitigation system for use within a battery pack
US8592076B2 (en) 2010-03-30 2013-11-26 Panasonic Corporation Battery pack
US10008704B2 (en) 2014-07-25 2018-06-26 Faster Faster Inc. Thermal shield for preventing thermal runaway in a battery assembly
DE102017127337A1 (en) 2017-11-20 2019-05-23 K. TeX- Knein Technische Textilien GmbH battery pack

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102021000029A1 (en) Multi-layer protective element for a battery
DE69217180T2 (en) Bulletproof armor for the body
EP1311640B1 (en) Adhesive tapes comprising a textile support for enveloping elongated material, particularly looms of cables
EP3861575A1 (en) Fire protection device with a composite system, composite system and battery pack with a fire protection device
DE102014012568B4 (en) accumulator device
DE102015007408A1 (en) Battery with at least one heat insulation in the thickness direction increasing thermal insulation element
WO2009118069A1 (en) Rechargeable battery pack with at least one electrochemical cell arranged in a housing structure
DE102021002378A1 (en) Electrical energy storage
DE102022104035A1 (en) Accumulator with at least one accumulator cell and method for producing an accumulator
DE4126583C2 (en) Gas generator, process for its production and its use
EP0590357B1 (en) Multicell lead accumulator
DE102009046402A1 (en) Battery system with increased housing puncture resistance
DE102017127337A1 (en) battery pack
DE102021100727A1 (en) Electrical energy storage
DE102015204667A1 (en) Battery temperature control with sorbent-evaporator elements
DE69804675T2 (en) SUCTION SEPARATOR REINFORCED WITH FIBERGLASS
EP3982468A1 (en) Battery cell with a cell combination and method for the production of same
DE10391977B4 (en) battery assembly
DE60001129T2 (en) Method of arranging fibers in a container
DE102021127617A1 (en) Battery arrangement with a quenching device and motor vehicle
EP1950822B1 (en) Layer with insulated fibres and electrochemical cell
DE102021105935A1 (en) battery arrangement
WO2020143939A1 (en) Gas generator, module and vehicle safety system
EP0590356A1 (en) Multicell lead-acid accumulator
DE202013105547U1 (en) protective cover

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed