DE10340973A1

DE10340973A1 - Batteriepack

Info

Publication number: DE10340973A1
Application number: DE10340973A
Authority: DE
Inventors: Steffen Katzenberger; Wolf Matthias
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-09-05
Filing date: 2003-09-05
Publication date: 2005-03-24
Also published as: US20050053831A1; FR2860343A1; CN1591945A; GB0418963D0; GB2405743A

Abstract

Der Batteriepack besteht aus mehreren, in einem Gehäuse (2, 3) angeordneten Batteriezellen (1), die einen Elektrolyt enthalten. In das Gehäuse (2, 3) ist ein Material (4) eingebracht, das aus den Batteriezellen austretenden Elektrolyt absorbieren kann. Das Material (4) ist so beschaffen, dass es mit dem Elektrolyt oder Teilen des Elektrolyts zu einer oder mehreren derartigen Verbindungen chemisch reagiert, die für den Menschen und/oder die Umwelt weitgehend unschädlich sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Batteriepack, insbesondere für batteriebetriebene Handwerkzeugmaschinen, der aus mehreren in einem Gehäuse angeordneten Batteriezellen besteht, die einen Elektrolyt enthalten, wobei in das Gehäuse ein Material eingebracht ist, das aus den Batteriezellen austretenden Elektrolyt absorbieren kann.

Fließen in einem Batteriepark sehr hohe Ströme, was zum Beispiel bei einem Kurzschluss geschieht, kommt es zu einer sehr starken Erwärmung der Batteriezellen im Pack. In Folge dieser starken Erwärmung kann der in den Batteriezellen befindliche Elektrolyt aus den einzelnen Batteriezellen und schließlich aus dem Batteriepack austreten. Je nach Typ der Battriezellen ist der Elektrolyt oder sind dessen Bestandteile schädlich. Bei den häufig verwendeten Batteriezellen auf Nickel Basis (NiCd, NiMH) enthält dieser Elektrolyt zu einem großen Teil Kali-Lauge. Dadurch besteht die Gefahr, dass jemand, der mit dem Batteriepack in Berührung gerät, sich Verätzungen an der Haut und/oder den Augen zuzieht. Andere Elektrolyten können leicht brennbar sein oder kanzerogene oder sonstige gesundheitgefährdende und/oder umweltschädliche Stoffe enthalten.

In der US 5,399,445 wird eine Indikatorfunktion beschrieben, die ein Austreten des Elektrolyts aus dem Batteripack dadurch sichtbar macht, dass der Elektrolyt mittels eines in den Batteriepack eingebrachten Fasermaterials absorbiert wird und dann eine Farbreaktion mit dem Fasermaterial eingeht. Trotz Absorption des Elektrolyts durch das Fasermaterial kann Elektrolyt aus dem in der Regel nicht dichten Gehäuse des Akkupacks austreten und damit eine Verletzungsgefahr für einen Bediener darstellen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Batteriepack der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die Gefahr, dass ein Bediener durch aus dem Gehäuse austretenden Elektrolyt verletzt wird, möglichst weitgehend ausgeschlossen ist.

Vorteile der Erfindung

Die genannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass das in das Gehäuse des Batteriepacks eingebrachte, den Elektrolyt absorbierende Material so beschaffen ist, dass es mit dem Elektrolyt oder Teilen des Elektrolyts zu einer oder mehreren derartigen Verbindungen chemisch reagiert, die für den Menschen und/oder die Umwelt weitgehend unschädlich sind.

Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Das in den Batteriepack eingebrachte Material hat vorteilhafter Weise die Struktur einer Zellulose oder eines Fasergewebes oder eines Flieses oder eines Granulats oder eines Pulvers. Dieses Material weist vorzugsweise funktionale Gruppen, z.B. Acetat-Gruppen oder Carbonat-Gruppen, auf.

Zeichnung
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert.
Die einzige Figur der Zeichnung stellt einen Querschnitt durch einen Batteriepack dar, in den ein Elektrolyt absorbierendes Material eingebracht ist.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
In der Figur ist ein Batteriepack dargestellt, in dessen Gehäuse mehrere Batteriezellen 1 angeordnet sind. Das Batteriegehäuse besteht hier aus einem unteren Gehäuseteil 2 und einem oberen Gehäuseteil 3. Das obere Gehäuseteil 3 enthält üblicher Weise (hier nicht dargestellt) Kontakteinrichtungen, welche die elektrische Verbindung zwischen den Batteriezellen 1 und einem motorischen Antrieb in einem batteriebetriebenen Elektrogerät – vorzugsweise einer elektrischen Handwerkzeugmaschine – herstellen. Die Batteriezellen 1 sind bekanntermaßen mit einem Elektrolyt gefüllt. Wenn nun in diesen Batteriezellen ein sehr hoher Strom fließt, was beispielsweise in einem Kurzschlussfall vorkommt, erwärmen sich die Batteriezellen im Batteriepack sehr stark. Als Folge dieser Erwärmung kommt es dann zu einem Austritt des Elektrolyts aus den Batteriezellen. Bei entsprechend hohem Innendruck im Gehäuse des Batteriepacks kann auch der Elektrolyt aus dem Gehäuse 2, 3 des Batteriepacks durch undichte Stellen im Gehäuse nach außen austreten. Da der Elektrolyt z.B. auch Kali-Lauge enthalten kann, besteht die Gefahr, dass ein Bediener des batteriebetriebenen elektrischen Geräts Verätzungen an der Haut oder im schlimmsten Fall auch an den Augen davonträgt. Um derartige Verletzungen zu vermeiden, wird die nachfolgend beschriebene Maßnahme ergriffen.
In das Gehäuse 2, 3 des Batteriepacks wird ein Material 4 eingebracht, das in der Lage ist, aus den Batteriezellen 1 austretenden Elektrolyt zu absorbieren. Dieses Material 4 kann beispielsweise aus einer Zellulose oder einem Fasergewebe oder einem Flies oder einem Granulat oder einem Pulver bestehen. Auch wenn dieses Material zunächst den aus den Batteriezellen austretenden Elektrolyt absorbiert, ist trotzdem nicht ganz zu vermeiden, dass der Elektrolyt in flüssiger Form oder als Gas aus undichten Stellen des Gehäuses 2, 3 austritt. Damit der Elektrolyt in diesem Fall keine gesundheitsschädlichen Folgen für einen Bediener des batteriegetriebenen elektrischen Geräts und/oder die Umwelt hat, wird ein Material 4 gewählt, das so beschaffen ist, dass es mit dem Elektrolyt oder Teilen des Elektrolyts zu einer oder mehreren derartigen Verbindungen chemisch reagiert, die keine schädliche Wirkung für den Menschen und/oder die Umwelt haben. Ein in dieser Hinsicht vorteilhaftes Material 4 ist Zelluloseacetat. Sobald nämlich die Lauge des Elektrolyten mit den Acetat-Gruppen des Zelluloseacetats im Batteriepack in Berührung kommt, reagieren diese Acetat-Gruppen chemisch mit der Lauge des Elektrolyten in der Weise, dass eine basisch katalysierte Hydrolyse des Acetats zu Zellulose und Essigsäure entsteht. In Folge dieser ersten chemischen Reaktion kommt es zu einer weiteren Folgereaktion, bei der die Zellulose unter Einwirkung der Lauge zu Zucker abgebaut wird und die Essigsäure zu einem Acetat reagiert. Durch diese ablaufenden chemischen Reaktionen kommt es zu einer chemischen Neutralisation der Kali-Lauge des Elektrolyten. Durch das gleichzeitige Vorhandensein von Essigsäure und Acetationen kommt es zu einer Stabilisierung des pH-Wertes in der Nähe des Neutralpunktes (pH 7) – sogenannte Essigsäure-Acetatpuffer. Diese Verbindungen sind, wenn sie aus dem Gehäuse 2, 3 des Batteriepacks austreten, für einen Bediener nicht mehr gefährlich.
Für die Bindung organischer Elektrolyte, welche zu Atemwegreizungen führen können oder die leicht brennbar oder explosiv sind, kann das Trägermaterial z.B. mit olefinen Gruppen funktionalisiert werden. Für den Einsatz in Bleibatterien kann das Trägermaterial mit basischen Gruppen, z.B. Carbonat-Gruppen, funktionalisiert werden.

Claims

Batteriepack, insbesondere für batteriebetriebene Handwerkzeugmaschinen, der aus mehreren, in einem Gehäuse (2, 3) angeordneten Batteriezellen (1) besteht, die einen Elektrolyt enthalten, wobei in das Gehäuse (2, 3) ein Material (4) eingebracht ist, das aus den Batteriezellen (1) austretenden Elektrolyt absorbieren kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (4) so beschaffen ist, dass es mit dem Elektrolyt oder Teilen des Elektrolyts zu einer oder mehreren derartigen Verbindungen chemisch reagiert, die für den Menschen und/oder die Umwelt weitgehend unschädlich sind.
Batteriepack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (4) die Struktur einer Zellulose oder eines Fasergewebes oder eines Flieses oder eines Granulats oder eines Pulvers hat.
Batteriepack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (4) funktionale Gruppen, z.B. Acetat-Gruppen oder Carbonat-Gruppen, enthält.