專利名稱：電池的運(yùn)行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于運(yùn)行電池的方法。本發(fā)明是結(jié)合為機(jī)動(dòng)車驅(qū)動(dòng)器供電的鋰離子電池來描述的。應(yīng)指出的是本發(fā)明也與電池的化學(xué)特性、電池的結(jié)構(gòu)類型無關(guān)，或與被供電的驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用的類型無關(guān)。
背景技術(shù)：
從現(xiàn)有技術(shù)中已知用于為機(jī)動(dòng)車驅(qū)動(dòng)器供電的帶有多個(gè)原電池的電池。一些結(jié)構(gòu)類型的共同之處在于它們可能不受控地釋放所存儲(chǔ)的能量，特別在最短的運(yùn)行持續(xù)時(shí)間之后。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)因此在于也在最短運(yùn)行持續(xù)時(shí)間之后明顯保持電池的運(yùn)行安全性。此任務(wù)根據(jù)本發(fā)明通過獨(dú)立權(quán)利要求的教示實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu)選的改進(jìn)是從屬權(quán)利要求的發(fā)明主題。本發(fā)明所基于的任務(wù)通過帶有至少一個(gè)原電池的電池的運(yùn)行方法解決。特別在電池或原電池的預(yù)先確定的運(yùn)行狀態(tài)中，所述至少一個(gè)原電池至少臨時(shí)地接受檢查。該至少一個(gè)原電池的檢查以無干擾的檢測(cè)方法進(jìn)行，其中至少一個(gè)檢測(cè)結(jié)果可供使用。該至少一個(gè)檢測(cè)結(jié)果然后與至少一個(gè)第一比較值相關(guān)聯(lián)。在本發(fā)明的意義中，電池理解為帶有至少一個(gè)原電池的、也用于為驅(qū)動(dòng)器供電的裝置。優(yōu)選地，電池具有多個(gè)相互電連接的原電池。優(yōu)選地，電池具有支持該至少一個(gè)原電池正常運(yùn)行的額外的裝置。根據(jù)該至少一個(gè)原電池的構(gòu)造，電池是可充電電池。對(duì)此，也稱為蓄電池或次級(jí)電池。在本發(fā)明的意義中，原電池理解為用于提供電能的裝置。原電池將能量以化學(xué)形式存儲(chǔ)。在釋放電流前將化學(xué)能轉(zhuǎn)化。原電池也可能適合于接收電能，將其轉(zhuǎn)化為化學(xué)能且存儲(chǔ)。為存儲(chǔ)能量，原電池還具有至少兩個(gè)不同極性的電極(即陽極和陰極)以及電解質(zhì)。優(yōu)選地，原電池具有另外的隔板，所述隔板將極性不同的兩個(gè)電極相互電絕緣且隔開。 優(yōu)選地，電極布置在電極堆疊中。優(yōu)選地，原電池具有外殼，所述外殼至少部分地包圍了電極。優(yōu)選地，外殼以復(fù)合薄膜和/或薄壁金屬形成。在本發(fā)明的意義中，檢查理解為一種過程，在該過程中也確定了參數(shù)、狀態(tài)和/或從第一狀態(tài)到第二狀態(tài)的過渡。優(yōu)選地，檢查按需要進(jìn)行。優(yōu)選地，檢查提供了可電子處理的結(jié)果。在本發(fā)明的意義中，運(yùn)行狀態(tài)理解為設(shè)備的狀態(tài)，其中狀態(tài)也可通過一系列物理參數(shù)描述。為確定運(yùn)行狀態(tài)，優(yōu)選地確定設(shè)備的至少一個(gè)物理參數(shù)，特別優(yōu)選地，同時(shí)確定進(jìn)行所述確定的時(shí)刻。至少一個(gè)物理參數(shù)的類型選擇為其獲知使得可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于設(shè)備狀態(tài)的說明。優(yōu)選地，運(yùn)行狀態(tài)通過多個(gè)測(cè)得的物理參數(shù)確定。通常還有將設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)分為期望的、不期望的和危險(xiǎn)的運(yùn)行狀態(tài)。在本發(fā)明的意義中，無干擾的檢測(cè)方法理解為用于檢查設(shè)備的方法。無干擾的檢測(cè)方法也導(dǎo)致被檢測(cè)的或檢查的設(shè)備在其功能性上受到盡可能小的影響，優(yōu)選地不受影響。優(yōu)選地，無干擾的檢測(cè)方法在至少一個(gè)原電池運(yùn)行期間執(zhí)行。優(yōu)選地，所應(yīng)用的無干擾的檢測(cè)方法與應(yīng)確定的物理參數(shù)相匹配。在實(shí)踐中被證明的、特別合適的檢測(cè)方法包括聲輻射檢測(cè)、聲共振分析、超聲波檢測(cè)、聲納成像、熱成像、密封性檢測(cè)、振動(dòng)檢測(cè)、幾何形狀測(cè)量、彈性變形之后的復(fù)位測(cè)量、溫度測(cè)量、稱重、負(fù)載下的電流測(cè)量和電壓測(cè)量測(cè)量。根據(jù)設(shè)備及其運(yùn)行的類型，另外的無干擾檢測(cè)方法也是合適的。優(yōu)選地，通過無干擾測(cè)量也確定了電極堆疊的層的正確凸出、電池的機(jī)械損壞、電極的腐蝕、材料的變色或溶解。優(yōu)選地，通過無干擾檢測(cè)確定原電池的未受損壞的狀態(tài)。在本發(fā)明的意義中，檢測(cè)結(jié)果理解為檢查的結(jié)果。優(yōu)選地，檢測(cè)結(jié)果以數(shù)據(jù)的形式存在，所述數(shù)據(jù)特別優(yōu)選地可電子處理。特別地，檢查導(dǎo)致可獲取電流或電壓形式的檢測(cè)結(jié)果。特別地，檢測(cè)結(jié)果作為可讀取的至少一維的讀數(shù)存在。在本發(fā)明的意義中，比較值理解為特別的物理參數(shù)的值，所述值與關(guān)于至少一個(gè)原電池的此物理參數(shù)的優(yōu)選的范圍相關(guān)聯(lián)。優(yōu)選地，比較值限制了原電池或電池的物理參數(shù)的期望的范圍。特別地，比較值與對(duì)于物理參數(shù)特別優(yōu)選的值相關(guān)。特別地，將原電池或電池運(yùn)行期間的物理參數(shù)的可能的范圍劃分為多個(gè)子區(qū)域。所述多個(gè)子區(qū)域也表征了原電池或電池的期望的或不期望的運(yùn)行狀態(tài)。優(yōu)選地，將至少一個(gè)比較值特別地耐久地存儲(chǔ)。對(duì)于物理參數(shù)的范圍優(yōu)選地存儲(chǔ)多個(gè)比較值。僅作為示例，在下文中將原電池的溫度描述為比較值。因此，運(yùn)行期間的期望的溫度范圍通過上限和下限表征。運(yùn)行期間的溫度也可能不期望地位于此優(yōu)選的溫度范圍之外。因此，作為比較值，在最低運(yùn)行溫度之下提供了最低溫度，且在上運(yùn)行溫度之上提供了最大溫度。當(dāng)超過兩個(gè)前述比較值之一時(shí)，優(yōu)選地將所涉及的原電池關(guān)斷或電絕緣。此外，可采取提高原電池的安全性的另外的措施。根據(jù)本發(fā)明， 也對(duì)于另外的有意義的物理參數(shù)存儲(chǔ)類似的比較值。在本發(fā)明的意義中，比較值也理解為時(shí)間的函數(shù)。在本發(fā)明的意義中，檢測(cè)結(jié)果與比較值的關(guān)聯(lián)理解為也由此值求差或求商。只要檢測(cè)結(jié)果或比較值以時(shí)間的變量存在，則關(guān)聯(lián)優(yōu)選也包括濾波、求平均值、進(jìn)行頻率分析的方法、求均方差和外推。本發(fā)明所基于的任務(wù)也通過帶有至少一個(gè)原電池的電池的運(yùn)行方法解決。所述電池具有帶有至少兩個(gè)平面層的至少一個(gè)電極堆疊，該至少一個(gè)電極堆疊特別具有至少一個(gè)陽極、隔板和陰極。至少一個(gè)原電池至少被時(shí)時(shí)檢查，特別地在電池或原電池的預(yù)先確定的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)被檢查。通過檢查確定電極堆疊的至少一個(gè)平面層的至少一個(gè)功能參數(shù)。然后， 將該至少一個(gè)功能參數(shù)與至少一個(gè)第二比較值相關(guān)聯(lián)。在本發(fā)明的意義中，電極堆疊理解為也用于以電化學(xué)形式存儲(chǔ)能量的裝置。電極堆疊的特征在于其組成部分或?qū)拥莫M窄的空間布置。優(yōu)選地，電極堆疊形成為棱柱形的。 在此，電極堆疊理解為至少兩個(gè)極性不同的電極以及布置在其間的電解質(zhì)的裝置。電極堆疊的層優(yōu)選地形成為平的且薄壁的，且特別優(yōu)選為彎曲松弛的。優(yōu)選地，隔板至少部分地布置在兩個(gè)極性不同的電極之間。優(yōu)選地，所述層的所述次序在電極堆疊內(nèi)多次重復(fù)。優(yōu)選地，電極堆疊的一些電極特別地相互電連接，特別地并聯(lián)連接。優(yōu)選地，所述層被卷為電極線圈。在下文中，概念“電極堆疊”也用于電極線圈。在本發(fā)明的意義中，陽極理解為在其所屬的原電池充電時(shí)接收帶正電的離子和電極的裝置。優(yōu)選地，陽極形成為薄壁的，特別優(yōu)選地，陽極的厚度小于其最大邊長(zhǎng)的5%。優(yōu)選地，陽極具有金屬薄膜或金屬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，陽極基本上形成為矩形的。優(yōu)選地，陽極形成為彎曲松弛的。在本發(fā)明的意義中，陰極理解為在其所屬的原電池放電期間或在釋放電能期間接收電極和帶正電的離子的裝置。優(yōu)選地，陰極形成為薄壁的，特別優(yōu)選地，陰極的厚度小于其最大邊長(zhǎng)的5%。優(yōu)選地，陰極具有金屬薄膜或金屬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，陰極的構(gòu)造基本上對(duì)應(yīng)于電極堆疊的陽極的構(gòu)造。陰極與陽極或電解質(zhì)一起用于進(jìn)行電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換。在本發(fā)明的意義中，隔板也理解為電絕緣的裝置，所述裝置將陽極與陰極分開且間隔開。優(yōu)選地，隔板作為層涂敷在相鄰的陽極和/或陰極上。隔板也至少部分地接收電解質(zhì)，其中電解質(zhì)優(yōu)選地含有鋰離子。電解質(zhì)與電極堆疊的相鄰的層通過電化學(xué)作用連接。 優(yōu)選地，隔板的構(gòu)造基本上對(duì)應(yīng)于電極堆疊的陽極的構(gòu)造。優(yōu)選地，隔板形成為薄壁的，特別優(yōu)選地形成為多孔薄膜。優(yōu)選地，隔板至少局部地在至少一個(gè)電極的邊界邊緣上延伸。特別優(yōu)選地，隔板在相鄰電極的整個(gè)邊界邊緣上延伸開。在本發(fā)明的意義中，功能參數(shù)理解為至少一個(gè)特征，該特征允許對(duì)所述的原電池或電極堆疊的平的層的運(yùn)行狀態(tài)給出說明。優(yōu)選地，多個(gè)功能參數(shù)一起用于描述電極堆疊的平的層的狀態(tài)。優(yōu)選地，對(duì)電極堆疊的層的狀態(tài)有意義的特征通過記錄有說服力的、所屬的物理參數(shù)來檢查。特別地，功能參數(shù)理解為電極(特別是銅集電器)的機(jī)械穩(wěn)定性、生產(chǎn)所產(chǎn)生的異物微粒、金屬枝狀晶體(特別是銅和/或鋰的)枝狀晶體的形成、電極的變色、電極的化學(xué)混合、特定離子的含量，電極堆疊的電極或者導(dǎo)電層的腐蝕、HF和H20的含量。優(yōu)選地，確定電極堆疊的各層的化學(xué)或物理特征。在本發(fā)明的意義中，第二比較值理解為對(duì)于功能參數(shù)有意義的值。根據(jù)本發(fā)明，特別地，在預(yù)先確定的運(yùn)行狀態(tài)下，檢查至少一個(gè)原電池或其組成部分。在本發(fā)明的意義中，預(yù)先確定的運(yùn)行狀態(tài)也理解為在原電池或電池的運(yùn)行期間的不同的時(shí)刻。優(yōu)選地，原電池或其組成部分在制造期間、特別地在選定的生產(chǎn)流程期間或之后已被檢查。優(yōu)選地，此檢測(cè)結(jié)果被存儲(chǔ)。優(yōu)選地，原電池或其組成部分也在在交付之前的較長(zhǎng)的存儲(chǔ)之后、且在原電池或其組成部分的運(yùn)行期間定期地檢查。在此，檢測(cè)結(jié)果被存儲(chǔ)。在運(yùn)行期間，原電池承受充放電過程、高電流負(fù)載、過熱或過冷、沖擊和振動(dòng)。這些負(fù)載也導(dǎo)致原電池的進(jìn)一步老化。通過重復(fù)執(zhí)行原電池或其組成部分的檢查，可及早識(shí)別到原電池的開始的和/或加速的老化或損壞。通過識(shí)別開始的和/或正在發(fā)生的損壞，可采取措施以獲得原電池的運(yùn)行安全性。特別地，可識(shí)別不同極性的電極之間的電絕緣的開始失效。以此方式，可及早識(shí)別到原電池的電極堆疊中的危險(xiǎn)的短路。因此，也可應(yīng)對(duì)由于電極堆疊內(nèi)不充分的電絕緣而導(dǎo)致的原電池自燃的傾向。因此，解決了本發(fā)明所基于的任務(wù)。在下文中將描述本發(fā)明的優(yōu)選改進(jìn)。有利地，至少一個(gè)原電池的檢查通過使用電磁輻射進(jìn)行。為此，待檢查的原電池沿至少一個(gè)方向矢量被電磁輻射。優(yōu)選地，電磁輻射的波長(zhǎng)在10米以下，特別優(yōu)選地在10_4 米以下。優(yōu)選地，波長(zhǎng)小于10_12米，使得電磁輻射更具有粒子的特征。在與原電池相互作用之后，電磁輻射在對(duì)于波長(zhǎng)以及原電池的幾何形狀或材料來說典型的反射角下被檢測(cè)器捕獲。在此，檢測(cè)器也與待接收的電磁輻射的波長(zhǎng)相匹配。因此，對(duì)于檢測(cè)器，可考慮不同的技術(shù)裝置，但也可以考慮裸眼。特別地，電磁輻射可通過用于輻射引導(dǎo)的裝置而偏轉(zhuǎn)。此裝置也包括可將電磁輻射集束、分散、遮擋、偏轉(zhuǎn)和/或反射的裝置。優(yōu)選地，檢測(cè)器提供可電子處理的信號(hào)。特別地，在實(shí)踐中，紅外輻射、可見光、X光輻射、伽馬輻射以及粒子輻射 (阿爾法輻射、負(fù)貝塔輻射、正貝塔輻射)被證明是有益的。優(yōu)選地，至少一個(gè)原電池也通過計(jì)算機(jī)斷層成像或磁共振斷層成像來檢查。優(yōu)選地，至少一個(gè)原電池的電磁輻射沿不同的方向矢量進(jìn)行。特別優(yōu)選地，至少兩個(gè)此方向矢量相互垂直。優(yōu)選地，沿至少兩個(gè)不同的方向矢量的電磁輻射的檢查結(jié)果相互特別地在計(jì)算上關(guān)聯(lián)。優(yōu)選地，電磁輻射脈沖式進(jìn)行，或帶有時(shí)變的強(qiáng)度。優(yōu)選地，電磁輻射也穿透外殼且給出關(guān)于其內(nèi)容物的信息，特別地關(guān)于電極堆疊的層的信息。優(yōu)選地，原電池至少部分地被電磁輻射加熱或透射。有利地，檢查結(jié)果與各檢查的時(shí)刻一起被存儲(chǔ)。由該存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)優(yōu)選地在需要時(shí)完成歷程記錄。此歷程記錄特別地支持原電池關(guān)于所使用的材料和制造過程的改進(jìn)的過程。有利地，檢查結(jié)果可與被檢查的電池的原電池的標(biāo)識(shí)一起被存儲(chǔ)。因此，優(yōu)選地形成電池特定的歷程記錄，所述歷程記錄在需要時(shí)也用于改進(jìn)原電池的構(gòu)造。優(yōu)選地，在維修工作中讀取所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)且傳送給制造商。有利地，至少一個(gè)原電池在不同的時(shí)刻、特別地以預(yù)先給定的時(shí)間間隔被檢查。優(yōu)選地，此檢查考慮到時(shí)間進(jìn)展被評(píng)估，使得能確定且識(shí)別原電池的開始的和逐步的老化或損壞。通過使用預(yù)先給定的計(jì)算規(guī)則，優(yōu)選地預(yù)測(cè)所涉及的檢查結(jié)果的未來的時(shí)間歷程。優(yōu)選地，在存在預(yù)先給定的實(shí)際的和/或預(yù)測(cè)的物理參數(shù)的歷程時(shí)，發(fā)出警告消息。此警告消息優(yōu)選地顯示給車輛操作者和/或維修人員。優(yōu)選地，實(shí)現(xiàn)關(guān)于待檢測(cè)的原電池的化學(xué)和 /或物理數(shù)據(jù)的特別由計(jì)算機(jī)支持的評(píng)估。此化學(xué)和/或物理數(shù)據(jù)特別地為 軌跡(Kalligraphie)，即具體在堆疊布置的情況下，電極(陽極/陰極)和一個(gè)或多個(gè)隔板之間的凸出；眷集電器、特別是銅集電器的化學(xué)和/或物理穩(wěn)定性； 與生產(chǎn)相關(guān)的異物微粒的影響和/或在材料和原料中的所存在的缺陷位置； 銅枝狀晶體的形成或構(gòu)造； 鋰枝狀晶體的形成或構(gòu)造； 被檢測(cè)的原電池或單獨(dú)的元件和/或部件-如特別是電極堆疊的單獨(dú)的層-的機(jī)械和/或熱損壞以及損傷，包括變色；在此，特別的方面例如在于檢查陶瓷隔板，特別是關(guān)于如撕裂和斷裂的機(jī)械損傷的檢查；·電極和/或隔板的化學(xué)成分；·電極和/或隔板的密度，且若可能還有電極的密度； 離子含量，特別是電解質(zhì)的離子含量； 材料和原料的溶解和/或分解跡象； 導(dǎo)體(接觸元件)和/或外殼且可能地也包括殼體的腐蝕；和· HF含量-濃度(氫氟酸)以及H20的含量-濃度。此外，可記錄惡化的嚴(yán)重狀態(tài)，如特別地為
碳部件上的開始的鋰析出； 開始的電解質(zhì)分解；和·開始的或完成的電極的脫鋰。此外，可記錄不同類型的電短路。有利地，對(duì)受托制造原電池的人員、維修人員和/或根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的使用者顯示檢查結(jié)果圖像。優(yōu)選地，顯示關(guān)于比較值和/或期望的狀態(tài)圖像的至少一個(gè)檢查結(jié)果， 即檢測(cè)結(jié)果、功能參數(shù)或物理參數(shù)。優(yōu)選地，以圖像圖示在顯示器或監(jiān)視器上。優(yōu)選地，在此顯示極限值、期望的歷程、期望的幾何形狀。優(yōu)選地，特別將由通過使用電磁輻射進(jìn)行的無干擾的檢測(cè)而得到的至少一個(gè)檢查結(jié)果進(jìn)行圖像圖示。有利地，觀察人員在短時(shí)間內(nèi)獲得對(duì)于至少一個(gè)原電池的狀態(tài)的印象。優(yōu)選地，在被檢測(cè)的原電池上執(zhí)行基于檢查的自動(dòng)化的缺陷分析。此自動(dòng)化的缺陷分析優(yōu)選地以計(jì)算機(jī)支持來進(jìn)行，例如基于存儲(chǔ)的計(jì)算步驟來執(zhí)行，所述計(jì)算步驟形成了可靠的安全性運(yùn)行窗。如果識(shí)別到可指示被檢測(cè)的原電池的嚴(yán)重和/或危險(xiǎn)的運(yùn)行狀態(tài)的化學(xué)和/或物理的臨界數(shù)據(jù)或值，則發(fā)出錯(cuò)誤消息，以避免未來的損壞且保證安全性。優(yōu)選地，檢查人員在檢查之后為原電池給出答復(fù)。優(yōu)選地，錯(cuò)誤消息和/或答復(fù)被存儲(chǔ)，特別優(yōu)選地帶有代表了檢查時(shí)刻和/或檢查人員的值。有利地，特別地在電池的電極堆疊的不同極性的電極之間的電絕緣出現(xiàn)老化和/ 或開始失效期間取出所述至少一個(gè)原電池。優(yōu)選地，所涉及的原電池由更不危險(xiǎn)的原電池替換。優(yōu)選地，待取出的原電池在維修工作期間取出。優(yōu)選地，待取出的原電池在取出前被電絕緣。優(yōu)選地，待取出的原電池在取出前被放電。有利地，電池布置有支持根據(jù)本發(fā)明的方法的執(zhí)行的另外的裝置。優(yōu)選地，至少一個(gè)測(cè)量裝置也用于記錄關(guān)于至少一個(gè)原電池的狀態(tài)的說明的至少一個(gè)功能參數(shù)或物理參數(shù)。優(yōu)選地，至少一個(gè)測(cè)量裝置在需要時(shí)由用于記錄測(cè)量值的控制裝置控制。優(yōu)選地，至少一個(gè)測(cè)量裝置為控制裝置提供測(cè)量值。優(yōu)選地，至少一個(gè)測(cè)量裝置具有多個(gè)測(cè)量器，所述測(cè)量器特別屬于不同的原電池。優(yōu)選地，在存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)涉及測(cè)量值和測(cè)量值的時(shí)間歷程的數(shù)據(jù)，特別是用于制定歷程記錄的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，至少一個(gè)測(cè)量裝置具有用于電磁輻射的檢測(cè)器，特別是用于X光輻射、紅外輻射的檢測(cè)器。優(yōu)選地，至少一個(gè)測(cè)量裝置具有用于聲波特別是超聲波的檢測(cè)器。優(yōu)選地，至少一個(gè)原電池的電極堆疊形成有隔板，所述隔板由可透過物質(zhì)的、優(yōu)選地部分可透過物質(zhì)的載體形成，因此所述載體基本上對(duì)于至少一種材料是可透過的且基本上對(duì)于至少一種另外的材料是不可透過的。載體在至少一側(cè)上涂覆以無機(jī)材料。作為可透過物質(zhì)的載體優(yōu)選地使用有機(jī)材料，所述有機(jī)材料優(yōu)選地構(gòu)造為無紡布。優(yōu)選地為聚合物且特別優(yōu)選地為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)的有機(jī)材料涂覆以無機(jī)離子導(dǎo)電材料，所述無機(jī)離子導(dǎo)電材料優(yōu)選地在_40°C至200°C的溫度范圍內(nèi)是離子導(dǎo)電的。無機(jī)離子導(dǎo)電材料優(yōu)選地包括至少一種來自如下組中的化合物帶有Zr、Al、Li元素的至少一種的氧化物、磷酸鹽、硫酸鹽、鈦酸鹽、硅酸鹽、鋁硅酸鹽，特別優(yōu)選地為氧化鋯。優(yōu)選地，無機(jī)離子導(dǎo)電材料具有最大直徑低于IOOnm的微粒。此隔板例如在德國由Evonik股份公司以商品名 “5印31^011”銷售。優(yōu)選地，用于運(yùn)行所述方法的設(shè)備附屬于被供電的驅(qū)動(dòng)器和/或機(jī)動(dòng)車。因此，特別地也可以在使用被供電的驅(qū)動(dòng)器期間執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。優(yōu)選地，用于運(yùn)行所述方法的設(shè)備在維修工作期間安裝在一位置處。


在下文中結(jié)合附圖描述本發(fā)明的另外的優(yōu)點(diǎn)、特點(diǎn)和應(yīng)用可能性。各圖為圖1在示意性原理圖中示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的實(shí)施方式；和圖2示出了被檢測(cè)的電池的四個(gè)不同的照片，所述照片基于X光技術(shù)得到。
具體實(shí)施例方式圖1示出了總體上以1指示的用于無干擾檢測(cè)原電池的檢測(cè)的設(shè)備。被檢測(cè)的原電池以2指示。根據(jù)構(gòu)造，設(shè)備1可檢測(cè)或檢查單獨(dú)的原電池2或多個(gè)原電池2。檢測(cè)裝置1包括輻射源3。替代地，檢測(cè)裝置1也可包括多個(gè)輻射源3，所述多個(gè)輻射源3圍繞被檢測(cè)的原電池2布置在不同的位置處。輻射源3例如是X射線輻射器。此輻射源3發(fā)出射線4，其中射線例如是X射線，所述射線4穿透被檢測(cè)的原電池2且被傳感器5記錄，其中傳感器例如是X射線傳感器。射線4特別地相互平行地定向。根據(jù)輻射源3的類型，從輻射源3發(fā)出的射線4穿透被檢測(cè)的原電池2和/或在所述原電池2上或內(nèi)反射，或至少部分地反射。附圖標(biāo)號(hào)如指示了反射的射線，該反射的射線被相應(yīng)的傳感器6a和6b記錄。為了控制輻射源3且為了處理傳感器5、6a和6b的傳感器信號(hào)，包括了計(jì)算機(jī)7。所述計(jì)算機(jī)7由傳感器信號(hào)計(jì)算出圖像，S卩用于圖示以裸眼無法觀察到的被檢測(cè)的原電池2的內(nèi)部的一系列圖像。此結(jié)果可在監(jiān)視器8上顯示，在所述監(jiān)視器8上，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員可通過不同的觀察點(diǎn)檢查被檢測(cè)的原電池2且可評(píng)估檢查結(jié)果。此外，通過計(jì)算機(jī)7可執(zhí)行自動(dòng)化的缺陷分析。此自動(dòng)化的缺陷分析例如根據(jù)軟件所存儲(chǔ)的算法或例如也通過與存儲(chǔ)的理想或額定圖像的圖像對(duì)比進(jìn)行。如果在被檢測(cè)的原電池上識(shí)別到缺陷狀態(tài)或其他臨界狀態(tài)，則可在監(jiān)視器8上進(jìn)行缺陷顯示，其中也可輸出識(shí)別到的具體的缺陷。以此可實(shí)現(xiàn)對(duì)被檢測(cè)的原電池2的分揀、更換或修理。此外，也可通過計(jì)算機(jī)7確定被檢測(cè)的原電池2的另外的相關(guān)數(shù)據(jù)，特別地如其剩余壽命時(shí)間或不同的功率值。此數(shù)據(jù)也可在監(jiān)視器8上輸出。與所示的實(shí)施例不同的是，檢測(cè)設(shè)備1也可包括不同類型的多個(gè)輻射源3。因此，例如可將X射線輻射器與超聲波輻射源組合。在此情況中，也提供了相應(yīng)的傳感器。進(jìn)一步提供了如下可能性，即以相應(yīng)的傳感器記錄被檢測(cè)的原電池2的自身輻射，例如熱輻射或磁場(chǎng)，且通過計(jì)算機(jī)7對(duì)其進(jìn)行評(píng)估。在此情況中，不強(qiáng)制要求輻射源3。被檢測(cè)的原電池2的此自身輻射此外可在以上所解釋的實(shí)施方式中補(bǔ)充地被記錄。圖2示出了被檢測(cè)的原電池2的四個(gè)不同的照片或圖像a至d，所述照片或圖像在根據(jù)圖1的檢測(cè)裝置1上基于X射線技術(shù)拍攝。圖像顯示了電極堆疊(為此，見以上實(shí)施方式)，其中電極和隔板作為堆疊片被形成、分組且包裹，且組裝為堆。在圖示的圖像中，可檢測(cè)被檢測(cè)的原電池2的電極和隔板的正確布置，這例如通過本領(lǐng)域一般技術(shù)人員手工進(jìn)行。為此，存在在監(jiān)視器8上測(cè)定圖像的可能性，為此例如提供了特殊的工具。部分圖a示出了陽極相對(duì)于陰極的二維對(duì)齊缺陷(X、y)，所述電極在堆疊方向上正確布置時(shí)應(yīng)對(duì)齊，即應(yīng)基本上嚴(yán)格地相互疊置，如在部分圖b中示出的。此對(duì)齊缺陷可使被檢測(cè)的原電池的功率值明顯惡化，且此外表現(xiàn)為明顯的安全性風(fēng)險(xiǎn)。部分圖c示出了由電極和隔板形成的堆的傾斜，這以箭頭示出。此傾斜也可使被檢測(cè)的原電池的功率值明顯惡化，且此外表現(xiàn)為明顯的安全性風(fēng)險(xiǎn)。部分圖d示出了上層的拍攝方向。此照片以及圖像當(dāng)然也可在圓柱形的芯電池或帶有此類電池構(gòu)造的電池中得到，其中在此，如需要，則檢測(cè)另外的布置標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明可特別地應(yīng)用于帶有鉛、鎳-金屬氫化物、鋰、鋰離子的原電池中。優(yōu)選地，提供了鋰離子電池中的應(yīng)用，特別是在機(jī)動(dòng)車領(lǐng)域中的應(yīng)用。本發(fā)明的另外的方面在于將被檢測(cè)的原電池2在不同的運(yùn)行狀態(tài)下照射或透射。在此，可記錄和檢測(cè)被檢測(cè)的原電池2的化學(xué)和/或物理數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)可能僅在給定的運(yùn)行狀態(tài)中出現(xiàn)且可能另外地不可記錄或僅可有條件地記錄。所記錄的數(shù)據(jù)可然后例如指示可能的由缺陷確定的過熱問題，所述過熱問題例如可觸發(fā)所謂的“熱溢潰(thermalrunaway) ”。所述“熱溢潰(thermal runaway) ”理解為原電池2的自強(qiáng)化的溫度升高，所述溫度升高導(dǎo)致自燃且可能導(dǎo)致原電池2的爆炸。
權(quán)利要求
1.一種用于運(yùn)行帶有至少一個(gè)原電池的電池的方法，其中所述至少一個(gè)原電池至少臨時(shí)地接受檢查，特別地在所述電池或原電池在預(yù)先確定的運(yùn)行狀態(tài)下接受檢查，其特征在于，以無干擾的檢測(cè)方法進(jìn)行對(duì)所述至少一個(gè)原電池的檢查，通過所述檢查確定至少一個(gè)檢測(cè)結(jié)果，且將所述至少一個(gè)檢測(cè)結(jié)果與至少一個(gè)第一比較值相關(guān)聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)原電池在檢查期間接受電磁輻射，其中所述至少一個(gè)原電池在至少一個(gè)方向上被照射。
3.一種用于運(yùn)行帶有至少一個(gè)原電池的電池的方法，所述原電池具有帶有至少兩個(gè)平的層的電極堆疊，所述電極堆疊特別地帶有至少一個(gè)陽極、隔板和陰極，其中所述至少一個(gè)原電池至少臨時(shí)地特別在所述電池或原電池的預(yù)先確定的運(yùn)行狀態(tài)下接受檢查，其特征在于，通過所述檢查確定所述電極堆疊的至少一個(gè)平的層的至少一個(gè)功能參數(shù)，且將所述至少一個(gè)功能參數(shù)與至少一個(gè)第二比較值相關(guān)聯(lián)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)檢測(cè)結(jié)果和 /或所述至少一個(gè)功能參數(shù)與代表了檢查時(shí)刻的值一起存儲(chǔ)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)檢測(cè)結(jié)果和 /或所述至少一個(gè)功能參數(shù)與代表了所述電池的被檢查的原電池的值一起存儲(chǔ)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)原電池接受第一檢查且特別地以預(yù)先確定的時(shí)間間隔接受至少一個(gè)第二檢查，且所述至少兩個(gè)檢查的至少一個(gè)檢測(cè)結(jié)果或至少一個(gè)功能參數(shù)相互關(guān)聯(lián)(比較和診斷和通報(bào))。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)檢測(cè)結(jié)果或所述至少一個(gè)功能參數(shù)以圖像圖示。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在預(yù)先確定的電池條件下將所述至少一個(gè)原電池取出。
9.一種帶有至少一個(gè)原電池的電池，所述至少一個(gè)原電池具有電極堆疊，以執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述電池至少布置有測(cè)量裝置，所述測(cè)量裝置提供為在預(yù)先確定的條件下記錄至少一個(gè)原電池或其電極堆疊的至少一個(gè)測(cè)量值；存儲(chǔ)裝置，所述存儲(chǔ)裝置提供為存儲(chǔ)至少一個(gè)測(cè)量值，特別地與代表了測(cè)量的時(shí)刻的值一起存儲(chǔ)；和/或控制裝置，所述控制裝置提供為控制至少一個(gè)測(cè)量裝置以記錄測(cè)量值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池，其中所述電極堆疊具有至少一個(gè)隔板，以執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至8中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)原電池的隔板優(yōu)選地由可透過物質(zhì)的載體形成，優(yōu)選地由部分地可透過物質(zhì)的載體形成，因此所述載體基本上對(duì)于至少一種材料是可透過的且基本上對(duì)于至少一種另外的材料是不可透過的，其中所述載體在至少一側(cè)上涂覆以無機(jī)材料，其中作為可透過物質(zhì)的載體優(yōu)選地使用有機(jī)材料，所述有機(jī)材料優(yōu)選地構(gòu)造為無紡布，其中有機(jī)材料優(yōu)選地具有聚合物且特別優(yōu)選地為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)，其中有機(jī)材料涂覆以無機(jī)離子導(dǎo)電材料的涂層，所述無機(jī)離子導(dǎo)電材料優(yōu)選地在-40 V至200 V的溫度范圍內(nèi)是離子導(dǎo)電的，其中所述無機(jī)離子導(dǎo)電材料優(yōu)選地為至少一種來自如下組的化合物帶有Zr、Al、Li 元素的至少一種的氧化物、磷酸鹽、硫酸鹽、鈦酸鹽、硅酸鹽、鋁硅酸鹽，特別優(yōu)選地為氧化 ,告，且其中所述無機(jī)離子導(dǎo)電材料具有最大直徑低于IOOnm的微粒。
全文摘要
本發(fā)明所基于的任務(wù)通過帶有至少一個(gè)原電池的電池的運(yùn)行方法解決。特別在電池或原電池的預(yù)先確定的運(yùn)行狀態(tài)下，至少一個(gè)原電池至少臨時(shí)地接受檢查。
文檔編號(hào)H01M10/48GK102598392SQ201080017668
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2010年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日
發(fā)明者克勞斯-魯珀特·洪門塔勒, 安德列亞斯·古奇, 蒂姆·舍費(fèi)爾 申請(qǐng)人:鋰電池科技有限公司