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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-05-24
(54)【発明の名称】電池の多層保護要素
(51)【国際特許分類】
H01M 50/204 20210101AFI20240517BHJP
H01M 50/293 20210101ALI20240517BHJP
H01M 50/289 20210101ALI20240517BHJP
H01M 10/658 20140101ALI20240517BHJP
H01M 50/209 20210101ALI20240517BHJP
H01M 50/211 20210101ALI20240517BHJP
H01M 50/291 20210101ALI20240517BHJP
【ＦＩ】
H01M50/204 401H
H01M50/293
H01M50/289 101
H01M10/658
H01M50/209
H01M50/211
H01M50/291
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023574445
(86)(22)【出願日】2022-05-24
(85)【翻訳文提出日】2024-01-05
(86)【国際出願番号】 EP2022064005
(87)【国際公開番号】W WO2022253631
(87)【国際公開日】2022-12-08
(31)【優先権主張番号】21177488.0
(32)【優先日】2021-06-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】520217386
【氏名又は名称】ハー カー オー イゾリアー ウント テクスティルテヒニーク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100103610
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100119013
【弁理士】
【氏名又は名称】山崎 一夫
(74)【代理人】
【識別番号】100123777
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 さつき
(74)【代理人】
【識別番号】100111796
【弁理士】
【氏名又は名称】服部 博信
(74)【代理人】
【識別番号】100123766
【弁理士】
【氏名又は名称】松田 七重
(74)【代理人】
【識別番号】100183379
【弁理士】
【氏名又は名称】藤代 昌彦
(72)【発明者】
【氏名】シュテックマン カルステン
(72)【発明者】
【氏名】シュトゥーデ ウルリヒ
【テーマコード（参考）】
5H031
5H040
【Ｆターム（参考）】
5H031AA09
5H031CC01
5H031EE01
5H031EE03
5H031EE04
5H031KK02
5H040AA37
5H040AS04
5H040AT02
5H040AT04
5H040AT06
5H040AY05
5H040CC05
5H040JJ03
5H040LL01
5H040LL04
5H040LL06
(57)【要約】
電池の熱絶縁のための多層保護要素、そのような保護要素を持つ電池及びそのような保護要素の使用法が提案される。保護要素は、発泡体層、縫合不織ニードル繊維フリースの形態の圧縮性繊維層、雲母を含有する好ましくは１つ又は２つの保護層を備える。これは、高圧縮率の他に良好な絶縁性能を許容する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
発泡体層（２）及び繊維層（３）を有する、電池（８）の熱絶縁のための多層保護要素（１）であって、前記繊維層（３）が１００若しくは２５０ｋＰａで３０％を超える圧縮性であること、及び／又は
前記保護要素（１）が保護層（５）を更に備え、前記保護層（５）が鉱物保護材料（６）を備えること
を特徴とする、多層保護要素。
【請求項2】
前記繊維層（３）が不織繊維フリースを備える又はそれによって形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の保護要素。
【請求項3】
前記不織繊維フリースがニードル不織繊維フリースであることを特徴とする、請求項２に記載の保護要素。
【請求項4】
前記繊維層（３）が少なくとも本質的にバインダフリーであることを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載の保護要素。
【請求項5】
前記繊維層（３）がガラス繊維、セラミック繊維若しくはシリケート繊維（３Ａ）又はその混合物から作られていることを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載の保護要素。
【請求項6】
前記繊維層（３）の繊維（３Ａ）が、金属酸化物を含有する仕上材を備えることを特徴とする、請求項１～５のいずれか１項に記載の保護要素。
【請求項7】
前記金属酸化物が酸化アルミニウムであることを特徴とする、請求項６に記載の保護要素。
【請求項8】
前記繊維層（３）又は繊維フリースが糸（３Ｂ）で縫合されていることを特徴とする、請求項１～７のいずれか１項に記載の保護要素。
【請求項9】
前記糸（３Ｂ）が１つ又は複数のガラス繊維から作られていることを特徴とする、請求項８に記載の保護要素。
【請求項10】
前記発泡体層（２）がシリコーンから作られていることを特徴とする、請求項１～９のいずれか１項に記載の保護要素。
【請求項11】
前記発泡体層（２）がポリウレタンから作られていることを特徴とする、請求項１～９のいずれか１項に記載の保護要素。
【請求項12】
前記繊維層（３）及び／又は前記発泡体層（２）が、特に１００又は２５０ｋＰａで３０％を超える－好ましくは弾性的に－圧縮性であることを特徴とする、請求項１～１１のいずれか１項に記載の保護要素。
【請求項13】
前記繊維層（３）及び／又は前記発泡体層（２）が弾性圧縮性であることを特徴とする、請求項１～１２のいずれか１項に記載の保護要素。
【請求項14】
前記繊維層（３）及び／又は前記発泡体層（２）が１００又は２５０ｋＰａで３０％を超える圧縮性であることを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の保護要素。
【請求項15】
前記発泡体層（２）が前記繊維層（３）より柔らかい又は圧縮性があることを特徴とする、請求項１～１４のいずれか１項に記載の保護要素。
【請求項16】
前記発泡体層（２）及び前記繊維層（３）が結合され且つ前記保護層（５）によって外側が覆われていることを特徴とする、請求項１～１５のいずれか１項に記載の保護要素。
【請求項17】
前記発泡体層（２）及び前記繊維層（３）が結合層（４）又は接着剤によって結合されていることを特徴とする、請求項１６に記載の保護要素。
【請求項18】
前記発泡体層（２）及び前記繊維層（３）が前記保護層（５）によって両側が覆われていることを特徴とする、請求項１６に記載の保護要素。
【請求項19】
前記繊維層（３）がニードル不織繊維フリースを備える又はそれによって形成されていること、及び前記保護層（５）が鉱物保護材料（６）として雲母を備えることを特徴とする、請求項１８に記載の保護要素。
【請求項20】
前記保護鉱物保護材料（６）が１種又は複数のフィロ珪酸塩、好ましくは雲母、特に金雲母である又はそれを備えることを特徴とする、請求項１～１９のいずれか１項に記載の保護要素。
【請求項21】
ハウジング（９）及び熱絶縁のために前記ハウジング（９）内に配置される少なくとも１つの多層保護要素（１）を有し、前記保護要素（１）が発泡体層（２）及び繊維層（３）を備える、電池（８）、好ましくはリチウムイオン電池であって、前記保護要素（１）が、請求項１～２０のいずれか１項に従って設計されていること
を特徴とする、電池。
【請求項22】
前記電池（８）がプリズム又はパウチセル（８Ａ）を備えることを特徴とする、請求項２１に記載の電池。
【請求項23】
前記保護要素（１）又は追加の保護要素（１Ｄ）が前記電池（８）の２つの隣接する電池セル（８Ａ）間に配置されることを特徴とする、請求項２１又は２２に記載の電池。
【請求項24】
電池（８）における熱絶縁のための、発泡体層（２）及び繊維層（３）を有する多層保護要素（１）の使用であって、前記保護要素（１）が、請求項１～２０のいずれか１項に従って設計されていることを特徴とする、使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、請求項１の前提部に記載の電池の熱絶縁のための多層保護要素、請求項２１の前提部に記載の多層保護要素を持つ電池、及び請求項２４の前提部に記載の多層保護要素の使用法に関する。
【背景技術】
【0002】
本発明において、用語「保護要素」は好ましくは、電池及び／又はそのセルの熱絶縁及び／又はあらゆる他の遮蔽のために設計及び／又は使用される、層状構造、特に層パッケージを持つ扁平部品として理解されるべきである。特に、保護要素は、環境、特に車室への熱の放出を低減及び／若しくは遅延させるように、並びに／又は電池における無制御且つ／若しくは過度の熱発達の場合に電池における熱の広がりを抑制及び／若しくは低減及び／若しくは遅延させるように構成される。
【0003】
本発明において、用語「電池」は、化学エネルギーを変換することによって電気エネルギーを提供するための貯蔵要素又は二次要素、特に再充電貯蔵要素として理解されるべきである。電池は好ましくは、幾つかの相互接続された蓄電池セル及び／又はセルブロック、すなわち電池セルから構成される。
特に、電池は、牽引用電池として及び／又は電気自動車の駆動のために及び／又はリチウムイオン電池として構成される。ここで、例えば交通事故の結果としての電池過熱の場合に少なくとも救助隊の到着まで及び／又は一定期間、例えば少なくとも５分の間車両乗員を保護するために、確実且つ／又は効果的な熱絶縁が重要である。
リチウムイオン電池は特に、それらの化学組成により、比較的に高不安定性を呈する。例えば捕獲異質粒子及び／又は機械的作用若しくは損傷による、電池セルにおける内部電極を分離するセパレータの汚染により、電極の局部短絡が生じれば、強い短絡電流が電池セルを短時間で８００℃まで、時には１３００℃まで加熱する。この過程は熱暴走として知られている。特にセパレータが相対的に低温度で、例えば１２０℃を上回ると安定性を失うので、１つの電池セルの熱暴走が他の隣接する電池セルに容易且つ／又は急速に広がることがあり、したがって隣接する電池セルにおいて急速に短絡が生じることがある。これは、停止不可能な連鎖反応に至り、電池に貯蔵されたエネルギーが短時間で、通常爆発的に且つ／又は毒性ガスの放出と共に並びに炎及び／若しくは火花の形成と共に放出される。内圧がそれに応じて上昇すると電池が破裂する危険性もある。
特に、電池は、牽引用電池として及び／又は電気自動車の駆動のために及び／又はリチウムイオン電池として構成される。ここで、例えば交通事故の結果としての電池過熱の場合に少なくとも救助隊の到着まで及び／又は一定期間、例えば少なくとも５分の間車両乗員を保護するために、確実且つ／又は効果的な熱絶縁が重要である。
リチウムイオン電池は特に、それらの化学組成により、比較的に高不安定性を呈する。例えば捕獲異質粒子及び／又は機械的作用若しくは損傷による、電池セルにおける内部電極を分離するセパレータの汚染により、電極の局部短絡が生じれば、強い短絡電流が電池セルを短時間で８００℃まで、時には１３００℃まで加熱する。この過程は熱暴走として知られている。特にセパレータが相対的に低温度で、例えば１２０℃を上回ると安定性を失うので、１つの電池セルの熱暴走が他の隣接する電池セルに容易且つ／又は急速に広がることがあり、したがって隣接する電池セルにおいて急速に短絡が生じることがある。これは、停止不可能な連鎖反応に至り、電池に貯蔵されたエネルギーが短時間で、通常爆発的に且つ／又は毒性ガスの放出と共に並びに炎及び／若しくは火花の形成と共に放出される。内圧がそれに応じて上昇すると電池が破裂する危険性もある。
【0004】
したがって、電池セルを可能な限り長く或る限界温度、好ましくは１２０℃、特に８０℃未満に保つことが望ましい。８０℃を上回ると電池セルの劣化過程が相当に加速され、そして１２０℃を上回ると電池セルにおけるセパレータがしばしば融解し始めて、不可逆的損傷及び／又は短絡を伴う。
同様に、電池における無制御の熱発達に対して、隣接する領域及び／又は室内、特に車室の効率的且つ／又は長期持続の熱保護の高い需要がある。特に、救助及び／又は回復処置が完全に完了されるまで乗員及び／又は物体は熱から保護されるべきである。
加えて、救助活動中に、電池が熱暴走下にあるときには救助者も無制御の爆発に対して保護されるべきであり、且つ毒性ガス（例えばガス状のフッ化水素酸）、火花及び炎が漏出する危険性が低減されるべきである。特に、電池が暴走下にある場合、電池において電気アークが生じて、通常金属性のハウジングを非常に急速に融解させることがあるという危険性があり、その結果この場合には炎等が、例えば上方に車室内へ漏出する危険性が非常に高い。
ＷＯ２０１９／１２１６４１Ａ１は、熱絶縁のための電池用の多層保護要素を開示している。保護要素は、雲母の外側保護層及び間に圧縮性ニードル不織繊維フリースを備える。
同様に、電池における無制御の熱発達に対して、隣接する領域及び／又は室内、特に車室の効率的且つ／又は長期持続の熱保護の高い需要がある。特に、救助及び／又は回復処置が完全に完了されるまで乗員及び／又は物体は熱から保護されるべきである。
加えて、救助活動中に、電池が熱暴走下にあるときには救助者も無制御の爆発に対して保護されるべきであり、且つ毒性ガス（例えばガス状のフッ化水素酸）、火花及び炎が漏出する危険性が低減されるべきである。特に、電池が暴走下にある場合、電池において電気アークが生じて、通常金属性のハウジングを非常に急速に融解させることがあるという危険性があり、その結果この場合には炎等が、例えば上方に車室内へ漏出する危険性が非常に高い。
ＷＯ２０１９／１２１６４１Ａ１は、熱絶縁のための電池用の多層保護要素を開示している。保護要素は、雲母の外側保護層及び間に圧縮性ニードル不織繊維フリースを備える。
【0005】
ＣＮ１１０６４１１０１Ａは、熱拡散を遅延させる電気自動車電池用の熱絶縁複合材料を開示している。複合材料は、シリコーンゴム層及び無機繊維層を備える。繊維層はキャリア層を形成し、そして両側にシリコーンゴム層が設けられることができる。繊維層は、接着剤及び水分損失吸熱充填剤を含む。
米国特許出願公開第２０２０／００６２９２０号は、シリコーンゴムシンタクチック発泡体が電池ケーシングにおけるオープンスペースを満たし且つ／又は電池セルを覆う電池パックに関する。発泡体は、シリコーンゴムバインダ及び中空ガラスビーズを備える。
ＥＰ３３９５８７２Ａ１は、プラスチック、紙、不織布、金属箔、金属メッシュ、ガラス又はガラスクロスから作られる支持体で一方又は両側が覆われるシリコーン発泡シートの複合体を開示している。複合体は、－３０℃～１５０℃で良好な弾性及び圧縮性能を有するものとし、したがってソーラパネル等に有用である。
米国特許出願公開第２０１１／０１９２５６４号は、発泡体層及び繊維層を有しており、繊維層が不織材料であることができる、電池用のシート材料を開示している。シート材料は、接着剤層上に配置される剥離ライナを有する。繊維層の圧縮率も、フィロ珪酸塩、雲母又は金雲母などの鉱物保護材料を備える保護層も開示されていない。
米国特許出願公開第２０２０／００６２９２０号は、シリコーンゴムシンタクチック発泡体が電池ケーシングにおけるオープンスペースを満たし且つ／又は電池セルを覆う電池パックに関する。発泡体は、シリコーンゴムバインダ及び中空ガラスビーズを備える。
ＥＰ３３９５８７２Ａ１は、プラスチック、紙、不織布、金属箔、金属メッシュ、ガラス又はガラスクロスから作られる支持体で一方又は両側が覆われるシリコーン発泡シートの複合体を開示している。複合体は、－３０℃～１５０℃で良好な弾性及び圧縮性能を有するものとし、したがってソーラパネル等に有用である。
米国特許出願公開第２０１１／０１９２５６４号は、発泡体層及び繊維層を有しており、繊維層が不織材料であることができる、電池用のシート材料を開示している。シート材料は、接着剤層上に配置される剥離ライナを有する。繊維層の圧縮率も、フィロ珪酸塩、雲母又は金雲母などの鉱物保護材料を備える保護層も開示されていない。
【0006】
ＷＯ２０２１／０１９４９５Ａ１は、電気自動車電池モジュール用の耐火障壁に関し、そして発泡体層及び、不織繊維層であることができる無機繊維層を有する材料を開示している。水性シリコーンエラストマから作られる防火コーティングも開示されている。種々の層の圧縮率も鉱物保護材料も開示されていない。
ＷＯ２０２１／０２２１３０Ａ１は、再充電可能な電気エネルギー貯蔵システム用の熱バリア材料に関する。提供されるバリア物品は、複数の繊維又は補助層に若しくはそれが結合される難燃性発泡体を含むコア層を一般に含む。発泡体層と繊維層の両方を有する材料は開示されていない。
電池セル、特にパウチセル又はプリズムセルは、温度上昇とともに及び／又は充電若しくは放電されるときに膨張する又はサイズが変化する。したがって、極めて圧縮性である一方で、超高温でさえ高熱安定性及び絶縁特性を有する保護要素の需要がある。先行技術の製品は、これらの要件を満たしていない。
ＷＯ２０２１／０２２１３０Ａ１は、再充電可能な電気エネルギー貯蔵システム用の熱バリア材料に関する。提供されるバリア物品は、複数の繊維又は補助層に若しくはそれが結合される難燃性発泡体を含むコア層を一般に含む。発泡体層と繊維層の両方を有する材料は開示されていない。
電池セル、特にパウチセル又はプリズムセルは、温度上昇とともに及び／又は充電若しくは放電されるときに膨張する又はサイズが変化する。したがって、極めて圧縮性である一方で、超高温でさえ高熱安定性及び絶縁特性を有する保護要素の需要がある。先行技術の製品は、これらの要件を満たしていない。
【発明の概要】
【0007】
本発明の目的は、改善された熱絶縁の他に改善された圧縮率も達成されることができる、電池の熱絶縁のための多層保護要素、そのような保護要素を持つ電池、及び同保護要素の使用法を提供することである。
上記目的は、請求項１に記載の多層保護要素によって、請求項２１に記載の電池によって又は請求項２４に記載の使用法によって達成される。有利な実施形態は下位請求項の対象である。
本発明によれば、保護要素は、発泡体層及び繊維層を備える。したがって、最適化された絶縁及び圧縮率特性が達成されることができる。
本発明の第１の態様によれば、繊維層は、不織ニードル繊維フリースを備える又はそれによって形成される。そのようなフリースは、非常に効果的な熱絶縁の他に良好な圧縮率を許容する。特に、絶縁又は圧縮率低下という結果になるあらゆるバインダ、接着剤等の添加が回避されることができる。
上記目的は、請求項１に記載の多層保護要素によって、請求項２１に記載の電池によって又は請求項２４に記載の使用法によって達成される。有利な実施形態は下位請求項の対象である。
本発明によれば、保護要素は、発泡体層及び繊維層を備える。したがって、最適化された絶縁及び圧縮率特性が達成されることができる。
本発明の第１の態様によれば、繊維層は、不織ニードル繊維フリースを備える又はそれによって形成される。そのようなフリースは、非常に効果的な熱絶縁の他に良好な圧縮率を許容する。特に、絶縁又は圧縮率低下という結果になるあらゆるバインダ、接着剤等の添加が回避されることができる。
【0008】
独立して実現されることができる、本発明の第２の態様によれば、繊維層は、特に２５０ｋＰａの圧力で２０％超、好ましくは３０％超だけ圧縮性である。これは、特に発泡体層が２５０ｋＰａで３０％より及び／又は繊維層より高い圧縮率を有する場合、保護要素の非常に良好な圧縮率に至る。
好ましくは、発泡体層は、１００又は２５０ｋＰａで５０％超、好ましくは６０％超、特に７０％超の圧縮率さえ有する。
好ましくは、発泡体層は、１００又は２５０ｋＰａで５０％超、好ましくは６０％超、特に７０％超の圧縮率さえ有する。
【0009】
好ましくは、繊維層の相対又は絶対圧縮率は、特に１００又は２５０ｋＰａで、発泡体層のものより低く、或いは発泡体層の相対又は絶対圧縮率の２０％超、特に約３０％若しくは約４０％若しくは３０％超若しくは４０％超、特に約４５％若しくは４５％超、且つ／又は６０％未満若しくは７０％未満である。
好ましくは、繊維層は、特にガラス糸によって縫合される。これは、改善された結束性を可能にし且つ／若しくは達成し且つ／又は加工、製造、組立及び／若しくは使用を単純化する。
繊維層が長さ３０ｍｍ超の長繊維から且つ／又はニードル不織布及び／若しくはボンド不織布から形成されることが特に好ましい。繊維層の長繊維並びに／又はニードリング及び／若しくはボンディングは、別の繊維層と比較して機械抵抗性を著しく増加させる。結果として、繊維層は特に伸縮性及び圧力弾性があり、高圧迫力の吸収を可能にする。同時に、絡み合った繊維が繊維層を通る熱エネルギーの通過を効率的に低減させるので、繊維層は高熱絶縁能力を有する。これが電池の完全な破壊及び／又は爆発を著しく遅延させるので、これは、電池内の無制御の発熱の場合に、例えば電池セルの熱暴走が生じたときに、特に有利である。最後に、ニードル不織布は低単位面積質量を有し、取扱いを容易にする。
好ましくは、繊維層は、特にガラス糸によって縫合される。これは、改善された結束性を可能にし且つ／若しくは達成し且つ／又は加工、製造、組立及び／若しくは使用を単純化する。
繊維層が長さ３０ｍｍ超の長繊維から且つ／又はニードル不織布及び／若しくはボンド不織布から形成されることが特に好ましい。繊維層の長繊維並びに／又はニードリング及び／若しくはボンディングは、別の繊維層と比較して機械抵抗性を著しく増加させる。結果として、繊維層は特に伸縮性及び圧力弾性があり、高圧迫力の吸収を可能にする。同時に、絡み合った繊維が繊維層を通る熱エネルギーの通過を効率的に低減させるので、繊維層は高熱絶縁能力を有する。これが電池の完全な破壊及び／又は爆発を著しく遅延させるので、これは、電池内の無制御の発熱の場合に、例えば電池セルの熱暴走が生じたときに、特に有利である。最後に、ニードル不織布は低単位面積質量を有し、取扱いを容易にする。
【0010】
好ましくは、繊維層は、ガラス繊維又はシリケート繊維又はその混合物から作られる。したがって、高熱抵抗性が達成されることができる。
独立して実現されることができる、本発明の第３の態様によれば、繊維層は、好ましくはバインダフリーである。あらゆるバインダに代わり、繊維は、好ましくはニードリングによって、機械的にのみ相互接続される。したがって、より高い熱抵抗性が達成されることができる。
好ましくは、繊維には溶融ビードがない。これは、良好な圧縮率を支援する。
独立して実現されることができる、本発明の第４の態様によれば、保護要素は好ましくは、発泡体層及び繊維層に加えて少なくとも１つの保護層を備える。特に、保護層は、フィロ珪酸塩、好ましくは雲母、特に金雲母などの、鉱物保護材料を備える。保護層は好ましくは、保護要素の外側及び／又は両側に設けられる。保護層は、保護要素及び／若しくはその成分の熱抵抗性及び安定性を増加させ且つ／又は発泡体層及び／若しくは繊維層より高い熱伝導率を提供して局部過熱を最小限に抑える若しくは遅らせることができる。これは、保護層を形成するための必須又は主成分として雲母そして、より好ましくは、金雲母が使用されるときに特に当てはまる。
独立して実現されることができる、本発明の第３の態様によれば、繊維層は、好ましくはバインダフリーである。あらゆるバインダに代わり、繊維は、好ましくはニードリングによって、機械的にのみ相互接続される。したがって、より高い熱抵抗性が達成されることができる。
好ましくは、繊維には溶融ビードがない。これは、良好な圧縮率を支援する。
独立して実現されることができる、本発明の第４の態様によれば、保護要素は好ましくは、発泡体層及び繊維層に加えて少なくとも１つの保護層を備える。特に、保護層は、フィロ珪酸塩、好ましくは雲母、特に金雲母などの、鉱物保護材料を備える。保護層は好ましくは、保護要素の外側及び／又は両側に設けられる。保護層は、保護要素及び／若しくはその成分の熱抵抗性及び安定性を増加させ且つ／又は発泡体層及び／若しくは繊維層より高い熱伝導率を提供して局部過熱を最小限に抑える若しくは遅らせることができる。これは、保護層を形成するための必須又は主成分として雲母そして、より好ましくは、金雲母が使用されるときに特に当てはまる。
【0011】
保護要素又は保護層は代替的又は追加的に、好ましくはガラス繊維のキャリア層、特に織布又はスクリムを備えることができる。したがって、より高い熱又は機械抵抗性が達成されることができる。
特に、保護要素は、少なくとも１つの平坦側に接着剤層－特にそれを部分的にだけ覆う－を備え、又は１つの平坦側が少なくとも所々粘着性であるように設計される。これは、保護要素が電池及び／又は更なる保護要素に容易に配置され且つ／又は取り付けられることを許容する。
提案される電池、好ましくはリチウムイオン蓄電池は、ハウジング及び熱絶縁のためにハウジングに配置される少なくとも１つの多層保護要素を備えており、提案される電池の保護要素は好ましくは、前述した態様の１つに従って設計される。これは、上に説明したように電池のための同様な利点に至る。
好ましくは、保護要素は、２つの近傍の電池セル、特にパウチ又はプリズムセル間に配置され、且つそれらを互いから熱絶縁することができる。このように、１つの電池セルから隣の及び／又は近傍の電池セルへの熱又は熱暴走の広がりが効果的に遅延及び／又は抑制及び／又は防止さえされて、したがって電池からの熱及び／又は破片の爆発的放出を防止又は少なくとも著しく遅延させる。
特に、保護要素は、少なくとも１つの平坦側に接着剤層－特にそれを部分的にだけ覆う－を備え、又は１つの平坦側が少なくとも所々粘着性であるように設計される。これは、保護要素が電池及び／又は更なる保護要素に容易に配置され且つ／又は取り付けられることを許容する。
提案される電池、好ましくはリチウムイオン蓄電池は、ハウジング及び熱絶縁のためにハウジングに配置される少なくとも１つの多層保護要素を備えており、提案される電池の保護要素は好ましくは、前述した態様の１つに従って設計される。これは、上に説明したように電池のための同様な利点に至る。
好ましくは、保護要素は、２つの近傍の電池セル、特にパウチ又はプリズムセル間に配置され、且つそれらを互いから熱絶縁することができる。このように、１つの電池セルから隣の及び／又は近傍の電池セルへの熱又は熱暴走の広がりが効果的に遅延及び／又は抑制及び／又は防止さえされて、したがって電池からの熱及び／又は破片の爆発的放出を防止又は少なくとも著しく遅延させる。
【0012】
本発明によれば、上記態様の１つに従って設計される多層保護要素は、電池の熱絶縁のために使用されるものであり、保護要素は、ハウジングと電池の少なくとも１つの電池セルとの間に及び／若しくは近傍の電池セル間に配置され且つ／又は少なくとも１つの電池セルを部分的に若しくは完全に覆い、或いは特に電池のハウジング内で、一方で１つ又は複数の電池セルと他方で電池の制御デバイス及び／又は制御エレクトロニクスとの間の絶縁のために使用される。これは再び、同様な利点という結果になることができる。
本発明の上述の態様及び特徴の他に請求項及び以下の説明から生じる本発明の態様及び特徴は基本的に、互いから独立して、いかなる組合せ及び／又は順序でも実現されることができる。本発明の追加の利点、特徴、性能及び態様は、請求項及び図面に基づく以下の好ましい実施形態の説明から生じる。
本発明の上述の態様及び特徴の他に請求項及び以下の説明から生じる本発明の態様及び特徴は基本的に、互いから独立して、いかなる組合せ及び／又は順序でも実現されることができる。本発明の追加の利点、特徴、性能及び態様は、請求項及び図面に基づく以下の好ましい実施形態の説明から生じる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】提案された多層保護要素の概略断面図である。
【図2】保護要素を持つ提案された電池の概略断面図である。
【図3】提案された電池を持つ車両の概略断面図である。
【図4】保護要素の圧縮率測定値の図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
図１は、提案される多層保護要素１を概略のノンスケール断面図で図示する。保護要素１は、特に熱絶縁のために且つ／又は、図２に概略のノンスケール断面図で図示される、提案される電池８を遮蔽するために使用される。電池８（蓄電池）は、特にリチウムイオン蓄電池として設計され、且つ／又は図３に示されるように、車両１２用に意図される。
最も好ましくは、電池８は、好ましくは電気車及び／又は電気自動車として設計される、車両１２用の駆動用電池又は牽引用電池として役立つ。
しかしながら、保護要素１及び／又は本発明は、医療分野において電池、特に、例えば据置蓄電池としてのリチウムイオン蓄電池等の保護のために、軍隊において電池式電気器具のために、又は他の目的の電池のためにも一般に適用可能且つ／又は使用可能である。
以下、提案される保護要素１の好ましい構造がより詳細に記載される。
保護要素１は、発泡体層２及び繊維層３を備える。
層２及び３は、好ましくは互いに接続され、特に接着結合され、すなわち間に形成及び／又は配置される接続又は結合層４を用いて接続される。したがって、複合材が形成される。これは、取扱い及び設置及び／又は特に組立を容易にする。
発泡体層２は、いかなる追加の又は後の結合も必要でないように繊維層３上に直接形成又は発泡されることもあり得る。
発泡体層２は、好ましくはシリコーン又はポリウレタンから作られる。
発泡体層２は、好ましくは開放気孔２Ａを備える。
好ましくは、発泡体層２は、１００又は２５０ｋＰａの圧力で５０％超、好ましくは約６０％又は６０％超、特に６５％超の圧縮率を有する。
好ましくは、発泡体層２は、１ｍｍ超、特に約２ｍｍの、且つ／又は６ｍｍ未満、特に５ｍｍ未満の厚さを有する。
最も好ましくは、電池８は、好ましくは電気車及び／又は電気自動車として設計される、車両１２用の駆動用電池又は牽引用電池として役立つ。
しかしながら、保護要素１及び／又は本発明は、医療分野において電池、特に、例えば据置蓄電池としてのリチウムイオン蓄電池等の保護のために、軍隊において電池式電気器具のために、又は他の目的の電池のためにも一般に適用可能且つ／又は使用可能である。
以下、提案される保護要素１の好ましい構造がより詳細に記載される。
保護要素１は、発泡体層２及び繊維層３を備える。
層２及び３は、好ましくは互いに接続され、特に接着結合され、すなわち間に形成及び／又は配置される接続又は結合層４を用いて接続される。したがって、複合材が形成される。これは、取扱い及び設置及び／又は特に組立を容易にする。
発泡体層２は、いかなる追加の又は後の結合も必要でないように繊維層３上に直接形成又は発泡されることもあり得る。
発泡体層２は、好ましくはシリコーン又はポリウレタンから作られる。
発泡体層２は、好ましくは開放気孔２Ａを備える。
好ましくは、発泡体層２は、１００又は２５０ｋＰａの圧力で５０％超、好ましくは約６０％又は６０％超、特に６５％超の圧縮率を有する。
好ましくは、発泡体層２は、１ｍｍ超、特に約２ｍｍの、且つ／又は６ｍｍ未満、特に５ｍｍ未満の厚さを有する。
【0015】
繊維層３は、図１に概略的に図示されるように、好ましくは不織布、特にニードル不織マット又は繊維フリースを形成する繊維３Ａを備える又はそれによって形成される又はそれから成る。
【0016】
繊維層３は好ましくは、ニードル及び／又はボンド繊維フリース／不織布から形成される。本発明の目的で、用語「ニードル不織布」は好ましくは、その繊維がランダムに絡み合わされ、それによってドライニードリング並びに／又はバインダなし及び／若しくは溶融ビードなしのニードリングによって結合された、織物として理解されるべきである。
好ましくは、繊維層３には－少なくとも本質的に－結合剤及び／又は溶融ビードがない。
繊維層３は、特にガラス繊維又はシリケート繊維又はその混合物から作られる。例えば、特にＡ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、ＥＣＲ、Ｓ２若しくはＲガラス又はその混合物のガラス繊維、及び／或いは他の耐熱繊維が使用されてもよい。
繊維３Ａは好ましくは、少なくとも４μｍ、特に少なくとも５又は６μｍ、そして最も好ましくは本質的に６～１５μｍの平均直径を有する。
繊維３Ａの長さは好ましくは、３０ｍｍ超、好ましくは４０ｍｍ超、特に本質的に５０～６０ｍｍである。原則として、しかしながら、繊維の長さはより大きい、例えば約１２０ｍｍまでであることもできる。
好ましくは、繊維層３には－少なくとも本質的に－結合剤及び／又は溶融ビードがない。
繊維層３は、特にガラス繊維又はシリケート繊維又はその混合物から作られる。例えば、特にＡ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、ＥＣＲ、Ｓ２若しくはＲガラス又はその混合物のガラス繊維、及び／或いは他の耐熱繊維が使用されてもよい。
繊維３Ａは好ましくは、少なくとも４μｍ、特に少なくとも５又は６μｍ、そして最も好ましくは本質的に６～１５μｍの平均直径を有する。
繊維３Ａの長さは好ましくは、３０ｍｍ超、好ましくは４０ｍｍ超、特に本質的に５０～６０ｍｍである。原則として、しかしながら、繊維の長さはより大きい、例えば約１２０ｍｍまでであることもできる。
【0017】
繊維層３又は繊維フリースは、図１に糸３Ｂによって示されるように、縫合されるのが最も好まれる。これは、繊維層３及び／又は保護要素１の安定性及び／又は加工性を改善することができる。
任意の縫合は好ましくは、比較的ゆるく且つ／又は１ミリメートル以上の比較的大距離で行われる。
縫合は好ましくは、他の層の適用及び／又は積層の前に、すなわち特に他の層とでなく且つ／又はそれ自体の安定化のためだけに行われる。
最も好ましいのが、ガラス繊維での縫合、すなわちガラス繊維の糸３Ｂでの縫合である。
試験により、不織繊維フリースが少なくとも本質的にシリケート繊維から作られて、最も好ましくはガラス繊維から作られた糸３Ｂで縫合されるときに非常に良好な安定性及び理想性能が達成されることができることが示された。
繊維層３は、多層／多材の設計を有することも、且つ任意に中間層及び／又は中間材が縫合され且つ／又は設けられることもできる。
任意の縫合は好ましくは、比較的ゆるく且つ／又は１ミリメートル以上の比較的大距離で行われる。
縫合は好ましくは、他の層の適用及び／又は積層の前に、すなわち特に他の層とでなく且つ／又はそれ自体の安定化のためだけに行われる。
最も好ましいのが、ガラス繊維での縫合、すなわちガラス繊維の糸３Ｂでの縫合である。
試験により、不織繊維フリースが少なくとも本質的にシリケート繊維から作られて、最も好ましくはガラス繊維から作られた糸３Ｂで縫合されるときに非常に良好な安定性及び理想性能が達成されることができることが示された。
繊維層３は、多層／多材の設計を有することも、且つ任意に中間層及び／又は中間材が縫合され且つ／又は設けられることもできる。
【0018】
好ましくは、繊維層３の単位面積質量は、１８００若しくは１５００ｇ／ｍ2未満、好ましくは１３００ｇ／ｍ2未満、且つ／又は１５０ｇ／ｍ2超、好ましくは２００ｇ／ｍ2超、特に３００若しくは４００ｇ／ｍ2超である。
好ましくは、繊維層３は、電池８に設置されると、１ｍｍ超、特に約２ｍｍの、且つ／又は４ｍｍ未満、特に３ｍｍ未満の厚さを有する。
納品状態で又は設置前に、繊維層３は好ましくは、２ｍｍ超、特に約３ｍｍ以上の、且つ／又は６ｍｍ未満、特に５ｍｍ未満の厚さを有する。
好ましくは、繊維層３は、発泡体層２より大きな厚さを有する。
代替的に、発泡体層２は、繊維層３と類似の又は繊維層３より大きな厚ささえ有する。
好ましくは、繊維層３は、特に１００又は２５０ｋＰａの圧力で２０％超、好ましくは３０％超だけ圧縮性である。これは、特に発泡体層２が１００若しくは２５０ｋＰａで３０％より及び／又は繊維層３より高い圧縮率を有する場合、保護要素１の非常に良好な圧縮率に至る。
好ましくは、繊維層３は、電池８に設置されると、１ｍｍ超、特に約２ｍｍの、且つ／又は４ｍｍ未満、特に３ｍｍ未満の厚さを有する。
納品状態で又は設置前に、繊維層３は好ましくは、２ｍｍ超、特に約３ｍｍ以上の、且つ／又は６ｍｍ未満、特に５ｍｍ未満の厚さを有する。
好ましくは、繊維層３は、発泡体層２より大きな厚さを有する。
代替的に、発泡体層２は、繊維層３と類似の又は繊維層３より大きな厚ささえ有する。
好ましくは、繊維層３は、特に１００又は２５０ｋＰａの圧力で２０％超、好ましくは３０％超だけ圧縮性である。これは、特に発泡体層２が１００若しくは２５０ｋＰａで３０％より及び／又は繊維層３より高い圧縮率を有する場合、保護要素１の非常に良好な圧縮率に至る。
【0019】
好ましくは、繊維層３の相対又は絶対圧縮率は、特に１００若しくは２５０ｋＰａで又は１００～２００ｋＰａの範囲で、発泡体層３の相対又は絶対圧縮率より低い。
好ましくは、発泡体層２の絶対圧縮は、繊維層３の潜在的により高い厚さを考慮しても、所与の圧縮強度、すなわち圧力で、好ましくは１００又は２５０ｋＰａで繊維層３のものより大きい。
好ましくは、本出願で言及される圧縮率は、それぞれのプローブ又は層に５０×５０ｍｍの板を押圧することによって、そして圧力を計算するための力を測定することによって測定される。更に、厚さ変動又は押込が測定される。
絶対圧縮又は圧縮率は、凹み、例えば初期厚さ引く最終厚さの差に対応する。
好ましくは、発泡体層２の絶対圧縮は、繊維層３の潜在的により高い厚さを考慮しても、所与の圧縮強度、すなわち圧力で、好ましくは１００又は２５０ｋＰａで繊維層３のものより大きい。
好ましくは、本出願で言及される圧縮率は、それぞれのプローブ又は層に５０×５０ｍｍの板を押圧することによって、そして圧力を計算するための力を測定することによって測定される。更に、厚さ変動又は押込が測定される。
絶対圧縮又は圧縮率は、凹み、例えば初期厚さ引く最終厚さの差に対応する。
【0020】
相対圧縮又は圧縮率は、初期厚さに基づく百分率として、例えば次の通りに計算されてもよい：１００・（初期厚さ－最終厚さ）／初期厚さ。
図４は、上で概説されたように保護要素１の圧縮率の測定値を示しており、ｘ軸はＮ／ｍ2の、すなわちＭＰａの加圧力ｐに関し、そしてｙ軸は厚さｔをｍｍで示す。
測定された保護要素１は、各側に保護層５を持つ繊維層３の複合材を備える。繊維層３の厚さｔは約３．３ｍｍである。２つの保護層５と合わせた繊維層３の厚さは約３．５ｍｍである。発泡体層２の厚さは約２ｍｍである。
線Ｌ１は、圧力ｐにわたる発泡体層２の厚さｔを示す。
線Ｌ２は、圧力ｐにわたる繊維層２及び保護層５の複合材の厚さｔを示す。保護層５が非常に薄く且つ本質的に非圧縮性であるので、線Ｌ２は、本質的に繊維層３の圧縮率挙動を示す。
図４は、上で概説されたように保護要素１の圧縮率の測定値を示しており、ｘ軸はＮ／ｍ2の、すなわちＭＰａの加圧力ｐに関し、そしてｙ軸は厚さｔをｍｍで示す。
測定された保護要素１は、各側に保護層５を持つ繊維層３の複合材を備える。繊維層３の厚さｔは約３．３ｍｍである。２つの保護層５と合わせた繊維層３の厚さは約３．５ｍｍである。発泡体層２の厚さは約２ｍｍである。
線Ｌ１は、圧力ｐにわたる発泡体層２の厚さｔを示す。
線Ｌ２は、圧力ｐにわたる繊維層２及び保護層５の複合材の厚さｔを示す。保護層５が非常に薄く且つ本質的に非圧縮性であるので、線Ｌ２は、本質的に繊維層３の圧縮率挙動を示す。
【0021】
線Ｌ３は、圧力ｐにわたる測定された保護要素１の厚さを示す。
測定データは、１００ｋＰａでの発泡体層２の絶対圧縮が約１．１３ｍｍであり、そして２５０ｋＰａでの発泡体層２の相対圧縮が約５６％であること、及び１００ｋＰａでの繊維層３の絶対圧縮が約１．２６ｍｍであり、そして２５０ｋＰａでの繊維層３の相対圧縮が約３８％である（測定された凹み又は絶対圧縮が、相対圧縮を計算するために約３．３ｍｍの初期厚さに関連付けられた）ことを示す。
発泡体層２は好ましくは、繊維層３より低い密度及び／又は面積質量を有する。したがって、保護要素１は、比較的に低総質量を有する一方で、優れた圧縮率特性を提供する。
図４は、発泡体層２が特に初期に又は２５０ｋＰａ若しくは５００ｋＰａまでの超低圧範囲において非常に良好又は妥当な圧縮率、特にその他の層及び／又は繊維層３としてより高い絶対及び／又は相対圧縮率を提供することを示す。
好ましくは、発泡体層２及び繊維層３は、特に少なくとも１００～２００ｋＰａ、特に少なくとも５０～２５０ｋＰａ及び／又は１００～５００ｋＰａの範囲において、少なくとも本質的に弾性的に圧縮性である。
保護要素１は、測定された保護要素１に対する場合のように、図１に図示される以外のあらゆる順序でも層２、３及び５（特に１つ又は２つの層５）を備えてもよい。
測定データは、１００ｋＰａでの発泡体層２の絶対圧縮が約１．１３ｍｍであり、そして２５０ｋＰａでの発泡体層２の相対圧縮が約５６％であること、及び１００ｋＰａでの繊維層３の絶対圧縮が約１．２６ｍｍであり、そして２５０ｋＰａでの繊維層３の相対圧縮が約３８％である（測定された凹み又は絶対圧縮が、相対圧縮を計算するために約３．３ｍｍの初期厚さに関連付けられた）ことを示す。
発泡体層２は好ましくは、繊維層３より低い密度及び／又は面積質量を有する。したがって、保護要素１は、比較的に低総質量を有する一方で、優れた圧縮率特性を提供する。
図４は、発泡体層２が特に初期に又は２５０ｋＰａ若しくは５００ｋＰａまでの超低圧範囲において非常に良好又は妥当な圧縮率、特にその他の層及び／又は繊維層３としてより高い絶対及び／又は相対圧縮率を提供することを示す。
好ましくは、発泡体層２及び繊維層３は、特に少なくとも１００～２００ｋＰａ、特に少なくとも５０～２５０ｋＰａ及び／又は１００～５００ｋＰａの範囲において、少なくとも本質的に弾性的に圧縮性である。
保護要素１は、測定された保護要素１に対する場合のように、図１に図示される以外のあらゆる順序でも層２、３及び５（特に１つ又は２つの層５）を備えてもよい。
【0022】
更に、保護要素１は、１つの代わりに２つの発泡体層２、すなわち１つの追加の発泡体層２を備えてもよい。
任意に、保護要素１は、発泡体層２が繊維層３によって両側／反対側が覆われるように追加の繊維層３（図示せず）を備えてもよい。
保護要素１又は繊維層３は追加的又は代替的に、織布又はあらゆる他の繊維強化材を備えてもよい。例えば、布又は繊維強化材は、保護要素１、繊維層３、発泡体層２又は保護要素１の追加の保護層５の追加の要素でもよい。
用語「布」／「織布」は、互いと交差する複数の糸によって形成される好ましくは扁平製品を特に指す。糸は、横糸の上下に、特に反復配列で案内される。
保護層５は好ましくは、機械的強度を改善するため並びに／又は電気絶縁及び／若しくは熱絶縁のため、並びに／又は保護要素１の耐熱性のためである。
好ましくは、保護要素１は、発泡体層２及び繊維層３に加えて１つ又は２つの保護層５を備える。
保護層５は好ましくは、保護要素１並びに／又は層２及び／若しくは３の外側に、例えば発泡体層２又は繊維層３の反対側に配置される。
任意に、保護要素１は、発泡体層２が繊維層３によって両側／反対側が覆われるように追加の繊維層３（図示せず）を備えてもよい。
保護要素１又は繊維層３は追加的又は代替的に、織布又はあらゆる他の繊維強化材を備えてもよい。例えば、布又は繊維強化材は、保護要素１、繊維層３、発泡体層２又は保護要素１の追加の保護層５の追加の要素でもよい。
用語「布」／「織布」は、互いと交差する複数の糸によって形成される好ましくは扁平製品を特に指す。糸は、横糸の上下に、特に反復配列で案内される。
保護層５は好ましくは、機械的強度を改善するため並びに／又は電気絶縁及び／若しくは熱絶縁のため、並びに／又は保護要素１の耐熱性のためである。
好ましくは、保護要素１は、発泡体層２及び繊維層３に加えて１つ又は２つの保護層５を備える。
保護層５は好ましくは、保護要素１並びに／又は層２及び／若しくは３の外側に、例えば発泡体層２又は繊維層３の反対側に配置される。
【0023】
特に、２つの保護層５が、保護要素１の反対側並びに／又は発泡体層２及び繊維層３を含む複合材の両側に配置される。
２つの保護層５は同一でも又は異なってもよい。
保護層５は好ましくは、発泡体層２、繊維層３及び／又は保護要素１の被覆層又は外層を形成する。
好ましくは、保護層５は、鉱物保護材料６、特に雲母、最も好ましくは金雲母を備える又は本質的にそれから作られる。これは、特に高耐熱性を可能にする一方で、表面にわたる若干の熱分布を許容する。
好ましくは、上記又は各保護層５は、ｍ2当たり１００ｇ超の雲母又は金雲母を備える。
保護層５は好ましくは、特に好ましくは外側を向く側又は発泡体層２及び／若しくは繊維層３から離れて向く側に、繊維強化材若しくはスクリム７が設けられ及び／又は上述した布によって強化される。
特に、スクリム７は、保護材料６のための支持体が設けられる又はそれを形成する。
２つの保護層５は同一でも又は異なってもよい。
保護層５は好ましくは、発泡体層２、繊維層３及び／又は保護要素１の被覆層又は外層を形成する。
好ましくは、保護層５は、鉱物保護材料６、特に雲母、最も好ましくは金雲母を備える又は本質的にそれから作られる。これは、特に高耐熱性を可能にする一方で、表面にわたる若干の熱分布を許容する。
好ましくは、上記又は各保護層５は、ｍ2当たり１００ｇ超の雲母又は金雲母を備える。
保護層５は好ましくは、特に好ましくは外側を向く側又は発泡体層２及び／若しくは繊維層３から離れて向く側に、繊維強化材若しくはスクリム７が設けられ及び／又は上述した布によって強化される。
特に、スクリム７は、保護材料６のための支持体が設けられる又はそれを形成する。
【0024】
例えば、一方の保護層５は耐熱層若しくは高誘電体層及び／又は雲母層として設計されることができ、そして他方及び／又は保護層５は、任意に雲母なしで、布又は繊維強調７として設計される又は設けられることができる。
異なる層２、３及び５は好ましくは、特に接着して及び／又は結合層４を用いて、互いに接続される。異なる結合層４は、接続されるべき材料に応じて、同一でも又は異なってもよい。
接続及び／又は接着結合の代替として又はそれに加えて、熱不安定性接着剤並びに／又は熱不安定性接続及び／若しくは接続箔も使用されることができる。
層２、３及び／又は５は、特に接着結合によって接続される。しかしながら、縫合又は溶着などの、他の接合技術も可能である。
好ましくは、保護要素１は、２つの機能層２及び３又は３種の機能層２、３及び５（１つ若しくは２つの層５を含む）だけから成る。この文脈では、用語「機能層」は、それぞれの層が保護要素１の機能性のために妥当な意義のある機能を提供すると理解されなければならない。これは、保護要素１が、結合層４、織布等などの、非機能層も加えて備えてもよいことを排除しない。
異なる層２、３及び５は好ましくは、特に接着して及び／又は結合層４を用いて、互いに接続される。異なる結合層４は、接続されるべき材料に応じて、同一でも又は異なってもよい。
接続及び／又は接着結合の代替として又はそれに加えて、熱不安定性接着剤並びに／又は熱不安定性接続及び／若しくは接続箔も使用されることができる。
層２、３及び／又は５は、特に接着結合によって接続される。しかしながら、縫合又は溶着などの、他の接合技術も可能である。
好ましくは、保護要素１は、２つの機能層２及び３又は３種の機能層２、３及び５（１つ若しくは２つの層５を含む）だけから成る。この文脈では、用語「機能層」は、それぞれの層が保護要素１の機能性のために妥当な意義のある機能を提供すると理解されなければならない。これは、保護要素１が、結合層４、織布等などの、非機能層も加えて備えてもよいことを排除しない。
【0025】
例えば、絶縁機能は、温度に応じて又は異なる温度まで全ての層２、３及び５によって提供されることができる。好ましくは、層３及び５は、発泡体層２より著しく高い耐熱性を有する。
保護要素１の所望の圧縮率は好ましくは、たとえ繊維層３が発泡体層２より好ましくは著しく低い（相対及び／又は絶対）圧縮率を有するが、にもかかわらず全体の圧縮率に顕著に寄与し得るとしても、特に１００若しくは２５０Ｐａまでは、本質的に発泡体層２によって、又は層２及び３によって提供される。
保護要素１並びに／又は層２、３及び／若しくは５は好ましくは、特に少なくとも２００℃まで、最も好ましくは２５０℃を上回って耐熱性であるように設計される。
保護要素１の所望の圧縮率は好ましくは、たとえ繊維層３が発泡体層２より好ましくは著しく低い（相対及び／又は絶対）圧縮率を有するが、にもかかわらず全体の圧縮率に顕著に寄与し得るとしても、特に１００若しくは２５０Ｐａまでは、本質的に発泡体層２によって、又は層２及び３によって提供される。
保護要素１並びに／又は層２、３及び／若しくは５は好ましくは、特に少なくとも２００℃まで、最も好ましくは２５０℃を上回って耐熱性であるように設計される。
【0026】
層３及び／又は５は好ましくは、６００℃、８００℃又は１０００℃を上回って耐熱に設計されるが、発泡体層２、結合層４、層の接続及び／又は接着結合はこの耐熱性を備える必要がない。
本発明の意味での用語「耐熱」は好ましくは、高温又は言及した温度に対する材料又は成分の耐性又は耐久性を述べるために使用される。
特に、耐熱性のために指定される温度は、融解温度の好ましい最小値、若しくは融解温度の０．８若しくは０．９倍の特に好ましい下限、及び／又は以下に説明される意味で好ましい上限印加温度を表し、且つ／或いは特に基材に、例えば繊維層３の場合は特にその繊維３Ａに又は発泡体層２の場合は例えば発泡体に関する。
本発明の意味での用語「耐熱」は好ましくは、高温又は言及した温度に対する材料又は成分の耐性又は耐久性を述べるために使用される。
特に、耐熱性のために指定される温度は、融解温度の好ましい最小値、若しくは融解温度の０．８若しくは０．９倍の特に好ましい下限、及び／又は以下に説明される意味で好ましい上限印加温度を表し、且つ／或いは特に基材に、例えば繊維層３の場合は特にその繊維３Ａに又は発泡体層２の場合は例えば発泡体に関する。
【0027】
材料又は成分、特に保護要素１及び／又は層２、３、５の１つが本発明の意味で耐熱性（上限印加温度まで）であり、特に、この印加温度までであれば、それは、その性能－例えばその絶縁耐力、その機械的安定性又は形状、その強度又は変形能等－を維持することができ、或いはそれが所望の用途（この場合、特に事故又は熱暴走の場合の、電池又は電池セルの密閉又は絶縁及び／又は電気絶縁若しくは熱絶縁）にもはや適切でなくなる程度までそれらを変化させることはない。
特に、層５は、それが雲母又は金雲母並びに／或いはガラス、シリケート及び／若しくはセラミックの繊維、又はその混合物から作られる又はそれを含有する場合、本発明の意味内で耐熱として考えられるべきである。
特に、繊維層３は、それがガラス、シリケート及び／若しくはセラミック繊維又はその混合物から作られる又はそれを含有する場合、本発明の意味内で耐熱として考えられるものとする。
好ましくは、材料又は成分、特に保護要素１及び／又は層２、３若しくは５の１つは、それがＤＩＮ ＥＮ ６００８５：２００８－０８による絶縁材料クラスの１つ、特にこの規格の絶縁材料クラスＦ、Ｈ、Ｎ又はＲの要件を満たす場合、耐熱性である。
特に、層５は、それが雲母又は金雲母並びに／或いはガラス、シリケート及び／若しくはセラミックの繊維、又はその混合物から作られる又はそれを含有する場合、本発明の意味内で耐熱として考えられるべきである。
特に、繊維層３は、それがガラス、シリケート及び／若しくはセラミック繊維又はその混合物から作られる又はそれを含有する場合、本発明の意味内で耐熱として考えられるものとする。
好ましくは、材料又は成分、特に保護要素１及び／又は層２、３若しくは５の１つは、それがＤＩＮ ＥＮ ６００８５：２００８－０８による絶縁材料クラスの１つ、特にこの規格の絶縁材料クラスＦ、Ｈ、Ｎ又はＲの要件を満たす場合、耐熱性である。
【0028】
保護要素１は、特に扁平層パッケージとして設計され且つ／又は特に圧縮性も柔軟性もあるように設計される。
用語「柔軟性の」は好ましくは、保護要素１の十分に低い曲げ剛性を意味すると理解され、曲げ剛性は、部品及び／又は保護要素１に関する曲げ変形に対する作用力の抵抗の尺度である。曲げ剛性は好ましくは、ＩＳＯ５６２８、好ましくはＩＳＯ５６２８：２０１９に従って求められる。この目的で、好ましくは、或る寸法を持つ、例えば６ｍｍの厚さ及び６０ｍｍ×４０ｍｍのサイズを持つ板状の保護要素１が回転可能なクランプ装置に締め付けられる。保護要素１の自由端はロードセルのセンサに接触し、クランプ装置が回転されると、それを介して対応する接触力が記録される。特に、センサは、締付け点から５０ｍｍの距離で熱保護要素１の自由端に接触する。曲げ剛性は特に、保護要素が１５°曲げられたときにセンサで測定される力によって求められる。
好ましくは、保護要素１は、１０Ｎ未満、好ましくは５Ｎ未満、特に１Ｎ未満のこのように求められる曲げ剛性を有する。
提案された保護要素１及び／又は繊維層３は好ましくは圧縮性があり、したがって特に個々の電池セル８Ａ間の及び／又は電池セル８Ａとハウジング９との間の設置条件への適応を許容する。
用語「柔軟性の」は好ましくは、保護要素１の十分に低い曲げ剛性を意味すると理解され、曲げ剛性は、部品及び／又は保護要素１に関する曲げ変形に対する作用力の抵抗の尺度である。曲げ剛性は好ましくは、ＩＳＯ５６２８、好ましくはＩＳＯ５６２８：２０１９に従って求められる。この目的で、好ましくは、或る寸法を持つ、例えば６ｍｍの厚さ及び６０ｍｍ×４０ｍｍのサイズを持つ板状の保護要素１が回転可能なクランプ装置に締め付けられる。保護要素１の自由端はロードセルのセンサに接触し、クランプ装置が回転されると、それを介して対応する接触力が記録される。特に、センサは、締付け点から５０ｍｍの距離で熱保護要素１の自由端に接触する。曲げ剛性は特に、保護要素が１５°曲げられたときにセンサで測定される力によって求められる。
好ましくは、保護要素１は、１０Ｎ未満、好ましくは５Ｎ未満、特に１Ｎ未満のこのように求められる曲げ剛性を有する。
提案された保護要素１及び／又は繊維層３は好ましくは圧縮性があり、したがって特に個々の電池セル８Ａ間の及び／又は電池セル８Ａとハウジング９との間の設置条件への適応を許容する。
【0029】
最も好ましいのが、設置状態における１つ又は複数の保護要素１の或る初荷重及び／又は圧縮を伴う設置である。好ましい圧縮は、設置時に少なくとも２０ｋＰａ且つ／又は２５ｋＰａ超である。
一部の電池セル８Ａが充電状態及び経年劣化の関数として膨張及び収縮する。保護要素１は、特に電池セル８Ａのそのような「呼吸」がセル８Ａの寿命にわたって補償されることができるというように設計される。
特に、保護要素１は、少なくとも３００ｋＰａ、最も好ましくは少なくとも４５０ｋＰａ以上の圧縮圧力に耐えるように設計される。これは、火災、短絡、事故等の場合に電池セル８Ａの起こり得る「呼吸」及び／又は高負荷能力に有益である。この圧縮率及び／又はそのような弾性は、電池８の寿命にわたって可能であるべきである。
一部の電池セル８Ａが充電状態及び経年劣化の関数として膨張及び収縮する。保護要素１は、特に電池セル８Ａのそのような「呼吸」がセル８Ａの寿命にわたって補償されることができるというように設計される。
特に、保護要素１は、少なくとも３００ｋＰａ、最も好ましくは少なくとも４５０ｋＰａ以上の圧縮圧力に耐えるように設計される。これは、火災、短絡、事故等の場合に電池セル８Ａの起こり得る「呼吸」及び／又は高負荷能力に有益である。この圧縮率及び／又はそのような弾性は、電池８の寿命にわたって可能であるべきである。
【0030】
好ましくは、保護要素１、発泡体層２及び／又は繊維層３は圧縮性である。
用語「圧縮性の」は好ましくは－特にこの文脈では－保護要素１の十分に低い圧縮硬さを意味すると理解され、圧縮硬さは、試験体及び／又は保護要素１をその原厚の４０％だけ圧縮するために必要とされる圧力を表す。圧縮硬さは好ましくは、試験体として５ｍｍの厚さ及び３００ｍｍ×２００ｍｍのサイズを持つ板状の熱保護要素１並びに圧子として２０ｍｍの厚さ及び１９０×８０ｍｍのサイズを持つアルミニウム板を用いて、ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ３３８６、好ましくはＩＳＯ３３８６－１：１９８６に従って求められる。
好ましくは、保護要素１及び／又は繊維層３は、４０ｋＰａ未満、好ましくは３０ｋＰａ未満、特に２０ｋＰａ未満の上述したように求められる圧縮硬さを有する。
好ましくは、保護要素１及び／又は繊維層３は極めて弾性圧縮性があり（厚さ方向、すなわち表面延在に垂直に）、最も好ましくは少なくとも未設置状態の厚さに対して少なくとも９０％～５０％の範囲で弾性圧縮性がある。
用語「圧縮性の」は好ましくは－特にこの文脈では－保護要素１の十分に低い圧縮硬さを意味すると理解され、圧縮硬さは、試験体及び／又は保護要素１をその原厚の４０％だけ圧縮するために必要とされる圧力を表す。圧縮硬さは好ましくは、試験体として５ｍｍの厚さ及び３００ｍｍ×２００ｍｍのサイズを持つ板状の熱保護要素１並びに圧子として２０ｍｍの厚さ及び１９０×８０ｍｍのサイズを持つアルミニウム板を用いて、ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ３３８６、好ましくはＩＳＯ３３８６－１：１９８６に従って求められる。
好ましくは、保護要素１及び／又は繊維層３は、４０ｋＰａ未満、好ましくは３０ｋＰａ未満、特に２０ｋＰａ未満の上述したように求められる圧縮硬さを有する。
好ましくは、保護要素１及び／又は繊維層３は極めて弾性圧縮性があり（厚さ方向、すなわち表面延在に垂直に）、最も好ましくは少なくとも未設置状態の厚さに対して少なくとも９０％～５０％の範囲で弾性圧縮性がある。
【0031】
好ましくは、保護要素１の単位面積質量は、３０００若しくは２７００ｇ／ｍ2未満、好ましくは２１００ｇ／ｍ2未満、且つ／又は５５０ｇ／ｍ2超、好ましくは２００ｇ／ｍ2超、特に７００若しくは８００ｇ／ｍ2超である。
保護要素１は好ましくは、特に無圧縮状態又は納品状態で、１５ｍｍ未満、好ましくは１０ｍｍ未満、特に３及び９ｍｍ間の厚さを有する。
特に、保護要素１は－好ましくは設置されると－７ｍｍ未満、好ましくは６ｍｍ未満、特に２及び５ｍｍ間の厚さである。これは、狭い設置間隙にさえ、電池８への柔軟且つ簡単な設置を許容する。
特に好ましくは、保護要素１は、２．５ｋＶ／ｍｍ超、好ましくは２．９ｋＶ／ｍｍ超、特に３～２０ｋＶ／ｍｍの絶縁耐力を有する。これは、アーク又は火花の形成を回避及び／又は遅延させる。
絶縁耐力は、電圧ブレークスルー（電気アーク又は電気火花）が生じない材料内の電界の限界を定める。
保護要素１は好ましくは、特に無圧縮状態又は納品状態で、１５ｍｍ未満、好ましくは１０ｍｍ未満、特に３及び９ｍｍ間の厚さを有する。
特に、保護要素１は－好ましくは設置されると－７ｍｍ未満、好ましくは６ｍｍ未満、特に２及び５ｍｍ間の厚さである。これは、狭い設置間隙にさえ、電池８への柔軟且つ簡単な設置を許容する。
特に好ましくは、保護要素１は、２．５ｋＶ／ｍｍ超、好ましくは２．９ｋＶ／ｍｍ超、特に３～２０ｋＶ／ｍｍの絶縁耐力を有する。これは、アーク又は火花の形成を回避及び／又は遅延させる。
絶縁耐力は、電圧ブレークスルー（電気アーク又は電気火花）が生じない材料内の電界の限界を定める。
【0032】
絶縁耐力は好ましくは、ＩＥＣ６０２４３－１：２０１３に従って測定される。
測定は、好ましくは２０℃と２５℃との間の正常条件下で且つ好ましくは約５０％の相対湿度で且つ／又はその圧縮状態の保護要素１で行われる。
２５℃室温での保護要素１、発泡体層２及び／又は繊維層３の熱伝導率は０．１３Ｗ／ｍＫ未満、好ましくは０．０８又は０．０９Ｗ／ｍＫ未満、特に０．０５Ｗ／ｍｋ未満である。
保護要素１又は保護層５は任意に、特に部分的若しくは点的に適用されるだけの、接着剤層（図示せず）を備え、且つ／又は電池８及び／若しくはそのハウジング９への保護要素１の締着及び／若しくは組立を容易にし及び／若しくは可能にするために粘着性であるように設計される。
以下、提案された電池８、並びに電池８における本提案に係る保護要素１の、特に本提案に係る保護要素１Ａ及び１Ｂ並びに任意に本提案に係る更なる熱保護要素１Ｃ及び１Ｄ又は類似の保護要素１の、配置及び／又は使用法が図２に基づいてより詳細に説明される。
測定は、好ましくは２０℃と２５℃との間の正常条件下で且つ好ましくは約５０％の相対湿度で且つ／又はその圧縮状態の保護要素１で行われる。
２５℃室温での保護要素１、発泡体層２及び／又は繊維層３の熱伝導率は０．１３Ｗ／ｍＫ未満、好ましくは０．０８又は０．０９Ｗ／ｍＫ未満、特に０．０５Ｗ／ｍｋ未満である。
保護要素１又は保護層５は任意に、特に部分的若しくは点的に適用されるだけの、接着剤層（図示せず）を備え、且つ／又は電池８及び／若しくはそのハウジング９への保護要素１の締着及び／若しくは組立を容易にし及び／若しくは可能にするために粘着性であるように設計される。
以下、提案された電池８、並びに電池８における本提案に係る保護要素１の、特に本提案に係る保護要素１Ａ及び１Ｂ並びに任意に本提案に係る更なる熱保護要素１Ｃ及び１Ｄ又は類似の保護要素１の、配置及び／又は使用法が図２に基づいてより詳細に説明される。
【0033】
保護要素１Ａ～１Ｄは同一に又は異なって設計されることができる。
以下、保護要素１Ａ～１Ｄは、区別のために第１の保護要素１Ａ、第２の保護要素１Ｂ、第３の保護要素１Ｃ及び第４の保護要素１Ｄとも称される。しかしながら、これは、異なる保護要素１を区別するためだけの役割であり、例えば、第３の保護要素１Ｃが設けられる場合、第２の保護要素１Ｂも存在しなければならないことを意味するわけではない。
好ましいのは、電力供給のために電池８が概略的に表された車両１２、特に電気自動車に配置及び／又は設置されることである。特に、設置されるときに、電池８は車室１２Ａ、例えば車両１２の乗客又は他の室内領域の下方に設けられる。
以下、保護要素１Ａ～１Ｄは、区別のために第１の保護要素１Ａ、第２の保護要素１Ｂ、第３の保護要素１Ｃ及び第４の保護要素１Ｄとも称される。しかしながら、これは、異なる保護要素１を区別するためだけの役割であり、例えば、第３の保護要素１Ｃが設けられる場合、第２の保護要素１Ｂも存在しなければならないことを意味するわけではない。
好ましいのは、電力供給のために電池８が概略的に表された車両１２、特に電気自動車に配置及び／又は設置されることである。特に、設置されるときに、電池８は車室１２Ａ、例えば車両１２の乗客又は他の室内領域の下方に設けられる。
【0034】
電池８は好ましくは、上ハウジング部且つ／又はハウジング蓋９Ａ及びハウジング底部を持つハウジング９を有する。ここで、ハウジング９及び／又はハウジング底部は、少なくとも１つのハウジング側壁９Ｂ及びハウジング底９Ｃを備える。
ハウジング９は好ましくは、非導電材料、例えばプラスチックから、又は金属から成る。
電池８は好ましくは、再充電蓄電池、特にリチウムイオン蓄電池として設計される。代替的に、それは、リン酸リチウム鉄、リチウムコバルト酸化物、リチウム金属酸化物、リチウムイオンポリマー、ニッケル亜鉛、ニッケル金属、ニッケルカドミウム、ニッケル水素、洋銀、ニッケル金属ハイブリッド、全固体、リチウム空気、リチウム硫黄並びに類似の系及び／又は材料から構築又は設計されることもできる。
特に、電池８は、特に電気配線され且つ／又はハウジング９に、好ましくは下ハウジング部１０に収容された少なくとも１つのグループの電池セル８Ａを有する。
好ましくは、保護要素１は、電池セル８Ａを収容するハウジング９の内部空間内に配置される。
ハウジング９は好ましくは、非導電材料、例えばプラスチックから、又は金属から成る。
電池８は好ましくは、再充電蓄電池、特にリチウムイオン蓄電池として設計される。代替的に、それは、リン酸リチウム鉄、リチウムコバルト酸化物、リチウム金属酸化物、リチウムイオンポリマー、ニッケル亜鉛、ニッケル金属、ニッケルカドミウム、ニッケル水素、洋銀、ニッケル金属ハイブリッド、全固体、リチウム空気、リチウム硫黄並びに類似の系及び／又は材料から構築又は設計されることもできる。
特に、電池８は、特に電気配線され且つ／又はハウジング９に、好ましくは下ハウジング部１０に収容された少なくとも１つのグループの電池セル８Ａを有する。
好ましくは、保護要素１は、電池セル８Ａを収容するハウジング９の内部空間内に配置される。
【0035】
好ましくは、少なくとも１つの保護要素１、特に第１の保護要素１Ａが、好ましくは電池セル８Ａ上方に且つ／又は特にハウジング９且つ／若しくはハウジング蓋９Ａに取り付けられ且つ／又は固定される、好ましくは接着結合されることである。第１の保護要素１Ａは、ハウジング底部及び／又は電池８若しくはそのセル８Ａを好ましくは上側で閉鎖及び／又は絶縁する。
このように、内部の人又は物体を電池８における無制御の熱発達から効率的に且つ／又は十分に長く保護するために、車室１２Ａに対する特に効率的な上側断熱及び防火が達成される。
電池８及び／又はハウジング９は好ましくは－少なくとも火災及び／又は電池８の内側の過度の加熱若しくは強い圧力増加の場合に－ガスが電池８及び／又はハウジング９から外側に逃げるのを許容し、並びにしたがって圧力補償を許容する、少なくとも１つの出口１０を備える。これは、特に火災並びに／又は短絡及び／若しくは過熱の場合に、電池８が爆発及び／又は破裂するのを防止する。
出口１０は好ましくは、ハウジング蓋９Ａに並びに／又は電池８及び／若しくはハウジング９の上側に配置される。
電池８及び／又はハウジング９は好ましくは、ガスの逃げ及び／又は圧力補償のための幾つかの出口１０を備える。
このように、内部の人又は物体を電池８における無制御の熱発達から効率的に且つ／又は十分に長く保護するために、車室１２Ａに対する特に効率的な上側断熱及び防火が達成される。
電池８及び／又はハウジング９は好ましくは－少なくとも火災及び／又は電池８の内側の過度の加熱若しくは強い圧力増加の場合に－ガスが電池８及び／又はハウジング９から外側に逃げるのを許容し、並びにしたがって圧力補償を許容する、少なくとも１つの出口１０を備える。これは、特に火災並びに／又は短絡及び／若しくは過熱の場合に、電池８が爆発及び／又は破裂するのを防止する。
出口１０は好ましくは、ハウジング蓋９Ａに並びに／又は電池８及び／若しくはハウジング９の上側に配置される。
電池８及び／又はハウジング９は好ましくは、ガスの逃げ及び／又は圧力補償のための幾つかの出口１０を備える。
【0036】
好ましくは、上記且つ／又は各出口１０は、特に熱不安定且つ／又は非圧力安定要素１１を用いて、特に最も好ましくは破裂板等を用いて、基本的に及び／又は納品時に及び／又は正常な使用中に又は必要な限り閉じている又は可閉である。
破裂板の代わりに、例えば、基本的に出口１０を封じ、そして火災の場合に及び／又は短絡若しくは過熱の場合に開く－好ましくは圧力及び／又は温度に応じて自動的に開く－閉止要素１１として、別の要素又は弁も使用されることができる。しかしながら、他の設計解決策も可能である。
火災、短絡、過熱又はハウジング９における他の圧力増加の場合に、ガスが出口１０を通じてハウジング９から流れ出るのを許容することによって、特に破裂板及び／又は弁の開放の後に、出口１０を介して圧力補償が達成されることができる。保護要素１及び／又はその繊維層３はフィルタとして作用し、その結果不必要な毒及びガスが除去及び／又は保持されることができる。更には、保護要素１は、開放出口１０を通じた炎若しくは火花の漏出に対する障壁として役立ち、且つ／又は出口１０が突然に開かれ且つ／若しくは電池が熱暴走下にあるときに急激に生じ得る機械負荷を受けることができ、その結果保護要素１は、特にガスが出口１０を通じて流れ出る上述の場合に、炎の漏出に対するその所望のフィルタ機能及び安全機能を保持する。
破裂板の代わりに、例えば、基本的に出口１０を封じ、そして火災の場合に及び／又は短絡若しくは過熱の場合に開く－好ましくは圧力及び／又は温度に応じて自動的に開く－閉止要素１１として、別の要素又は弁も使用されることができる。しかしながら、他の設計解決策も可能である。
火災、短絡、過熱又はハウジング９における他の圧力増加の場合に、ガスが出口１０を通じてハウジング９から流れ出るのを許容することによって、特に破裂板及び／又は弁の開放の後に、出口１０を介して圧力補償が達成されることができる。保護要素１及び／又はその繊維層３はフィルタとして作用し、その結果不必要な毒及びガスが除去及び／又は保持されることができる。更には、保護要素１は、開放出口１０を通じた炎若しくは火花の漏出に対する障壁として役立ち、且つ／又は出口１０が突然に開かれ且つ／若しくは電池が熱暴走下にあるときに急激に生じ得る機械負荷を受けることができ、その結果保護要素１は、特にガスが出口１０を通じて流れ出る上述の場合に、炎の漏出に対するその所望のフィルタ機能及び安全機能を保持する。
【0037】
実例では、ハウジング９は、特にハウジング蓋９Ａに１つ又は複数の出口１０を備え、これらは好ましくは保護要素１且つ／又は第１の保護要素１Ａによって内側で覆われる。
代替的又は追加的に、電池８及び／又はハウジング９且つ／若しくは少なくとも１つのハウジング側板９Ｂは、図２に図示されるように１つ又は複数の側方出口１０も備えてもよい。この場合、特に第１の保護要素１Ａに加えて又はそれの代替として、更なる且つ／又は第２の保護要素１Ｂも設けられて、それぞれの側壁９Ｂ及び／又はそれぞれの側方出口１０を覆う。
特に、少なくとも１つの第１の保護要素１Ａ及び少なくとも１つの第２の保護要素１Ｂが使用され、第１の保護要素１Ａは上側でハウジングの内部を封じ且つ／又は熱絶縁し、そして第２の保護要素１Ｂはハウジング側壁９Ｂに側方に配置される。
好ましくは、第２の保護要素１Ｂは、第１の保護要素１Ａに、特に横切って且つ／又は垂直に取り付けられ、好ましくは接着結合、縫合又は溶着される。
好ましくは、電池８及び／又はハウジング９の全ての側壁９Ｂは、好ましくは形成された出口１０とも無関係に、内側に第２の保護要素１Ｂが設けられ又はそれで覆われる。
代替的又は追加的に、電池８及び／又はハウジング９且つ／若しくは少なくとも１つのハウジング側板９Ｂは、図２に図示されるように１つ又は複数の側方出口１０も備えてもよい。この場合、特に第１の保護要素１Ａに加えて又はそれの代替として、更なる且つ／又は第２の保護要素１Ｂも設けられて、それぞれの側壁９Ｂ及び／又はそれぞれの側方出口１０を覆う。
特に、少なくとも１つの第１の保護要素１Ａ及び少なくとも１つの第２の保護要素１Ｂが使用され、第１の保護要素１Ａは上側でハウジングの内部を封じ且つ／又は熱絶縁し、そして第２の保護要素１Ｂはハウジング側壁９Ｂに側方に配置される。
好ましくは、第２の保護要素１Ｂは、第１の保護要素１Ａに、特に横切って且つ／又は垂直に取り付けられ、好ましくは接着結合、縫合又は溶着される。
好ましくは、電池８及び／又はハウジング９の全ての側壁９Ｂは、好ましくは形成された出口１０とも無関係に、内側に第２の保護要素１Ｂが設けられ又はそれで覆われる。
【0038】
第２の保護要素１Ｂも好ましくは、関連した側壁９Ｂに締着及び／又は接着結合される。
１つ又は複数の保護要素１による１つ又は複数の出口１０の好ましい提案された配置及び内側被覆は、電池８の非常に容易な組立及び構造を許容し、火災及び／又は短絡若しくは過熱の場合に所望の圧力補償を提供する一方で、車両１２で使用するために出口１０における所望のフィルタ及び保護性能を保証する。
第１の保護要素１Ａ及び／又は第２の保護要素１Ｂの代替として又はそれに加えて、電池８は、図２に一例として図示されるように、更なる且つ／又は第３の保護要素１Ｃを備えることができる。
第３の保護要素１Ｃは好ましくは、第１の保護要素１Ａの反対側に且つ／又はハウジング内側の下側且つ／若しくは底９Ｃに配置される。好ましくは、下側且つ／又は底９Ｃは、第３の保護要素１Ｃによって完全に且つ／又は完全に覆われる。
第３の保護要素１Ｃは好ましくは、底９Ｃに締着及び／又は接着結合される。しかしながら、他の構造解決策も可能である。
１つ又は複数の保護要素１による１つ又は複数の出口１０の好ましい提案された配置及び内側被覆は、電池８の非常に容易な組立及び構造を許容し、火災及び／又は短絡若しくは過熱の場合に所望の圧力補償を提供する一方で、車両１２で使用するために出口１０における所望のフィルタ及び保護性能を保証する。
第１の保護要素１Ａ及び／又は第２の保護要素１Ｂの代替として又はそれに加えて、電池８は、図２に一例として図示されるように、更なる且つ／又は第３の保護要素１Ｃを備えることができる。
第３の保護要素１Ｃは好ましくは、第１の保護要素１Ａの反対側に且つ／又はハウジング内側の下側且つ／若しくは底９Ｃに配置される。好ましくは、下側且つ／又は底９Ｃは、第３の保護要素１Ｃによって完全に且つ／又は完全に覆われる。
第３の保護要素１Ｃは好ましくは、底９Ｃに締着及び／又は接着結合される。しかしながら、他の構造解決策も可能である。
【0039】
保護要素１Ａ～１Ｃは好ましくは各々、１つの電池セル８Ａ且つ／又は上記電池セル８Ａとハウジング９との間に配置される。
保護要素１Ａ～１Ｃに代替的に又は加えて、好ましくは少なくとも１つの（更なる且つ／又は第４の）保護要素１Ｄが電池セル８Ａ間に設けられ且つ配置され、それによってこれらのセル８Ａ又はセルグループは互いから熱絶縁及び／又は分離される。保護要素１Ｄは、電池セル８Ａ間に挿入され、圧入され、又は任意の他の仕方で設けられるのが最も好まれる。
好ましくは、本発明の保護要素１／１Ｄは、図２に示されるように、全ての電池セル８間に配置される。図３は、それが単に概略であるので、この好ましい態様を図示していない。
電池セル８Ａは好ましくは、１つ又は複数の１Ｄ保護要素によって少なくとも実質的に完全に且つ／又は全ての側で包容される。
保護要素１Ａ～１Ｃに代替的に又は加えて、好ましくは少なくとも１つの（更なる且つ／又は第４の）保護要素１Ｄが電池セル８Ａ間に設けられ且つ配置され、それによってこれらのセル８Ａ又はセルグループは互いから熱絶縁及び／又は分離される。保護要素１Ｄは、電池セル８Ａ間に挿入され、圧入され、又は任意の他の仕方で設けられるのが最も好まれる。
好ましくは、本発明の保護要素１／１Ｄは、図２に示されるように、全ての電池セル８間に配置される。図３は、それが単に概略であるので、この好ましい態様を図示していない。
電池セル８Ａは好ましくは、１つ又は複数の１Ｄ保護要素によって少なくとも実質的に完全に且つ／又は全ての側で包容される。
【0040】
好ましくは、保護要素１は、充電中のセル８Ａのいかなる起こり得る膨張も完全に補償し、且つ／又は電池８の運用寿命にわたって可能な限り定められる機械的初荷重を保証することができる。納品条件において少なくとも約２５ｋＰａが必要とされる。運用寿命にわたって、設置条件における圧力は、セル８Ａの膨張（膨潤）により最高で２５０ｋＰａに又は５００ｋＰａにさえ増加し得る。これらの値は、セル型（円形セル、パウチセル及びプリズムセル）に応じて変化し、顧客要件に適合されることができる。
特に、保護要素１Ｄは、幾つかの又は全ての電池セル８Ａを、全ての側で且つ／又は特に電池セル８Ａが互いに関して絶縁、遮蔽及び／若しくは減衰されるよう、それらがハウジング９に支持及び／若しくは配置されるというように、封じ且つ／又は包容する。保護要素１は、したがって好ましくは電池セル８Ａのための保管マットを形成する。特に全ての側で効果的な熱絶縁に加えて、いかなる衝撃及び／又は振動も圧縮性保護要素１によって減衰及び／又は吸収されるので、これは電池セル８Ａのロバストで且つ／又は耐性のある保管も可能にする。
特に、保護要素１Ｄは、幾つかの又は全ての電池セル８Ａを、全ての側で且つ／又は特に電池セル８Ａが互いに関して絶縁、遮蔽及び／若しくは減衰されるよう、それらがハウジング９に支持及び／若しくは配置されるというように、封じ且つ／又は包容する。保護要素１は、したがって好ましくは電池セル８Ａのための保管マットを形成する。特に全ての側で効果的な熱絶縁に加えて、いかなる衝撃及び／又は振動も圧縮性保護要素１によって減衰及び／又は吸収されるので、これは電池セル８Ａのロバストで且つ／又は耐性のある保管も可能にする。
【0041】
電池セル８Ａは好ましくは－グループで又は個々に－１つ又は複数の保護要素１Ａ～１Ｄによって少なくとも実質的に完全に且つ／又は全ての側で封じられ且つ／又は包囲され、すなわち電池８において互いから絶縁及び／又は遮蔽される。
電池セル８Ａの円筒状設計の場合には、第４の保護要素１Ｄは、例えば、中空円筒に設計され、したがって電池セル８Ａを－特に個々に－径方向に包囲することができ、第１の保護要素１Ａ及び第３の保護要素１Ｃなどの更なる保護要素１が、例えば、電池セル８Ａを軸方向に覆う又は封止することができる。
電池セル８Ａの円筒状設計の場合には、第４の保護要素１Ｄは、例えば、中空円筒に設計され、したがって電池セル８Ａを－特に個々に－径方向に包囲することができ、第１の保護要素１Ａ及び第３の保護要素１Ｃなどの更なる保護要素１が、例えば、電池セル８Ａを軸方向に覆う又は封止することができる。
【0042】
セルスタックの場合には、保護要素１からの電池セル８Ａの軸方向分離のために中間層も形成されることができる。
保護要素１及び／又は１Ｄが、原則として且つ特に電池セル８Ａ間に配置されるときにも－すなわち特に電池セル８Ａとハウジング９との間の外側に配置されないときに－更なる繊維層及び／又は必要に応じて別の中間層、分離層若しくは絶縁層などの、追加層を備えることができ、したがってより低いガス透過率も有し得ることが留意されるべきである。
試験により、提案された保護要素１が電池８内に熱を抑制するためにも上側及び／又は側面配置及び／又は絶縁のためにも、すなわち特に隣接する車室１２Ａの熱保護のためにも適切であることが示された。
代替的に又は加えて、提案された保護要素１は、特に電池８のハウジング９において電池８の制御部、制御デバイス及び／又は制御エレクトロニクス８Ｂを絶縁するために、特に図２において例えば電池８及び／又はハウジング９における１つのセル８Ａの代わりに制御デバイス８Ｂが置かれ得る右側に概略的に図示されるように、それを１つ又は複数の電池セル８Ａから絶縁するために、使用及び／又は配置されることもできる。この使用法又は配置は、例えば、電池セル８Ａの故障及び／又は熱暴走の場合に、電池８内に熱を抑制し且つ／又は絶縁を提供し、したがって最終的に特に以前より長時間の間電池８を安定化するためにも役立ち得る。
保護要素１及び／又は１Ｄが、原則として且つ特に電池セル８Ａ間に配置されるときにも－すなわち特に電池セル８Ａとハウジング９との間の外側に配置されないときに－更なる繊維層及び／又は必要に応じて別の中間層、分離層若しくは絶縁層などの、追加層を備えることができ、したがってより低いガス透過率も有し得ることが留意されるべきである。
試験により、提案された保護要素１が電池８内に熱を抑制するためにも上側及び／又は側面配置及び／又は絶縁のためにも、すなわち特に隣接する車室１２Ａの熱保護のためにも適切であることが示された。
代替的に又は加えて、提案された保護要素１は、特に電池８のハウジング９において電池８の制御部、制御デバイス及び／又は制御エレクトロニクス８Ｂを絶縁するために、特に図２において例えば電池８及び／又はハウジング９における１つのセル８Ａの代わりに制御デバイス８Ｂが置かれ得る右側に概略的に図示されるように、それを１つ又は複数の電池セル８Ａから絶縁するために、使用及び／又は配置されることもできる。この使用法又は配置は、例えば、電池セル８Ａの故障及び／又は熱暴走の場合に、電池８内に熱を抑制し且つ／又は絶縁を提供し、したがって最終的に特に以前より長時間の間電池８を安定化するためにも役立ち得る。
【0043】
独立して又は上に説明した態様及び特徴の１つ若しくは複数とのあらゆる組合せで実現されることができる、本発明の更なる態様は、特に以下の通りである：
１．発泡体層（２）及び繊維層（３）を持つ、
電池（８）の熱絶縁のための多層保護要素（１）において、
繊維層（３）が、好ましくはニードル不織繊維フリースを備え若しくはそれによって形成され、且つ／又は圧縮性であり、好ましくは１００若しくは２５０ｋＰａで３０％超だけ圧縮性であり、且つ／又は少なくとも本質的にバインダフリーであること、並びに／或いは
保護要素（１）が保護層（５）を更に備え、好ましくは保護層（５）が鉱物保護材料（６）を備えること
を特徴とする、多層保護要素。
２．繊維層（３）がガラス繊維、セラミック繊維若しくはシリケート繊維（３Ａ）又はその混合物から作られることを特徴とする、態様１に記載の保護要素。
３．繊維層（３）の繊維（３Ａ）が、金属酸化物、特に酸化アルミニウムを含有する仕上材を備えることを特徴とする、態様１又は２に記載の保護要素。
４．繊維層（３）又は繊維フリースが糸（３Ｂ）、好ましくはガラス繊維の糸で縫合されることを特徴とする、態様１～３のいずれか１つに記載の保護要素。
５．発泡体層（２）がシリコーンから作られることを特徴とする、態様１～４のいずれか１つに記載の保護要素。
６．発泡体層（２）がポリウレタンから作られることを特徴とする、態様１～５のいずれか１つに記載の保護要素。
７．繊維層（３）及び／又は発泡体層（２）が、特に１００又は２５０ｋＰａで３０％超だけ－好ましくは弾性的に－圧縮性であることを特徴とする、態様１～６のいずれか１つに記載の保護要素。
８．発泡体層（２）が繊維層（３）より柔らかい又は圧縮性があることを特徴とする、態様１～７のいずれか１つに記載の保護要素。
９．発泡体層（２）及び繊維層（３）が結合され、好ましくは結合層（４）又は接着剤によって結合され、且つ保護層（５）によって外側が、好ましくは両側が覆われることを特徴とする、態様１～８のいずれか１つに記載の保護要素。
１０．繊維層（３）がニードル不織繊維フリースを備え又はそれによって形成されること、及び保護層（５）が鉱物保護材料（６）として雲母を備えることを特徴とする、態様９に記載の保護要素。
１１．保護鉱物保護材料（６）が１種又は複数のフィロ珪酸塩、好ましくは雲母、特に金雲母である又はそれを備えることを特徴とする、態様１～１０のいずれか１つに記載の保護要素。
１２．ハウジング（９）及び熱絶縁のためにハウジング（９）に配置される少なくとも１つの多層保護要素（１）を持ち、
保護要素（１）が発泡体層（２）及び繊維層（３）を備える、
電池（８）、好ましくはリチウムイオン電池において、
保護要素（１）が態様１～１１のいずれか１つに従って設計されること
を特徴とする、電池。
１３．電池（８）がプリズム又はパウチセル（８Ａ）を備えることを特徴とする、態様１２に記載の電池。
１４．保護要素（１）又は追加の保護要素（１Ｄ）が電池（８）の２つの隣接する電池セル（８Ａ）間に配置されることを特徴とする、態様１２又は１３に記載の電池。
１５．電池（８）における熱絶縁のための発泡体層（２）及び繊維層（３）を持つ多層保護要素（１）の使用法において、
保護要素（１）が態様１～１１のいずれか１つに従って設計されること
を特徴とする、使用法。
１．発泡体層（２）及び繊維層（３）を持つ、
電池（８）の熱絶縁のための多層保護要素（１）において、
繊維層（３）が、好ましくはニードル不織繊維フリースを備え若しくはそれによって形成され、且つ／又は圧縮性であり、好ましくは１００若しくは２５０ｋＰａで３０％超だけ圧縮性であり、且つ／又は少なくとも本質的にバインダフリーであること、並びに／或いは
保護要素（１）が保護層（５）を更に備え、好ましくは保護層（５）が鉱物保護材料（６）を備えること
を特徴とする、多層保護要素。
２．繊維層（３）がガラス繊維、セラミック繊維若しくはシリケート繊維（３Ａ）又はその混合物から作られることを特徴とする、態様１に記載の保護要素。
３．繊維層（３）の繊維（３Ａ）が、金属酸化物、特に酸化アルミニウムを含有する仕上材を備えることを特徴とする、態様１又は２に記載の保護要素。
４．繊維層（３）又は繊維フリースが糸（３Ｂ）、好ましくはガラス繊維の糸で縫合されることを特徴とする、態様１～３のいずれか１つに記載の保護要素。
５．発泡体層（２）がシリコーンから作られることを特徴とする、態様１～４のいずれか１つに記載の保護要素。
６．発泡体層（２）がポリウレタンから作られることを特徴とする、態様１～５のいずれか１つに記載の保護要素。
７．繊維層（３）及び／又は発泡体層（２）が、特に１００又は２５０ｋＰａで３０％超だけ－好ましくは弾性的に－圧縮性であることを特徴とする、態様１～６のいずれか１つに記載の保護要素。
８．発泡体層（２）が繊維層（３）より柔らかい又は圧縮性があることを特徴とする、態様１～７のいずれか１つに記載の保護要素。
９．発泡体層（２）及び繊維層（３）が結合され、好ましくは結合層（４）又は接着剤によって結合され、且つ保護層（５）によって外側が、好ましくは両側が覆われることを特徴とする、態様１～８のいずれか１つに記載の保護要素。
１０．繊維層（３）がニードル不織繊維フリースを備え又はそれによって形成されること、及び保護層（５）が鉱物保護材料（６）として雲母を備えることを特徴とする、態様９に記載の保護要素。
１１．保護鉱物保護材料（６）が１種又は複数のフィロ珪酸塩、好ましくは雲母、特に金雲母である又はそれを備えることを特徴とする、態様１～１０のいずれか１つに記載の保護要素。
１２．ハウジング（９）及び熱絶縁のためにハウジング（９）に配置される少なくとも１つの多層保護要素（１）を持ち、
保護要素（１）が発泡体層（２）及び繊維層（３）を備える、
電池（８）、好ましくはリチウムイオン電池において、
保護要素（１）が態様１～１１のいずれか１つに従って設計されること
を特徴とする、電池。
１３．電池（８）がプリズム又はパウチセル（８Ａ）を備えることを特徴とする、態様１２に記載の電池。
１４．保護要素（１）又は追加の保護要素（１Ｄ）が電池（８）の２つの隣接する電池セル（８Ａ）間に配置されることを特徴とする、態様１２又は１３に記載の電池。
１５．電池（８）における熱絶縁のための発泡体層（２）及び繊維層（３）を持つ多層保護要素（１）の使用法において、
保護要素（１）が態様１～１１のいずれか１つに従って設計されること
を特徴とする、使用法。
【0044】
本発明の個々の態様は、既述のように、要望に応じて組み合わされることができるが、互いから独立して実現されることもできる。
【符号の説明】
【0045】
１（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ） 保護要素
２ 発泡体層
２Ａ 気孔
３ 繊維層
３Ａ 繊維
３Ｂ 糸
４ 結合層
５ 保護層
６ 鉱物保護材料
７ キャリア層
８ 電池
８Ａ 電池セル
８Ｂ 制御部／制御デバイス
９ ハウジング
９Ａ ハウジング蓋
９Ｂ ハウジング側壁
９Ｃ ハウジング底
１０ 出口
１１ （閉止）要素
１２ 車両
１２Ａ 車室
２ 発泡体層
２Ａ 気孔
３ 繊維層
３Ａ 繊維
３Ｂ 糸
４ 結合層
５ 保護層
６ 鉱物保護材料
７ キャリア層
８ 電池
８Ａ 電池セル
８Ｂ 制御部／制御デバイス
９ ハウジング
９Ａ ハウジング蓋
９Ｂ ハウジング側壁
９Ｃ ハウジング底
１０ 出口
１１ （閉止）要素
１２ 車両
１２Ａ 車室
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【国際調査報告】