【手続補正書】
【提出日】令和3年1月15日(2021.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーセル内に熱暴走を生じさせるための装置であって、
前記バッテリーセルの領域に熱を伝達するために、前記バッテリーセルと熱接触して配置する加熱素子と、
前記加熱素子と、前記バッテリーセルとの間での熱エネルギー伝達を改善するための、前記加熱素子と前記バッテリーセルとの間でかつその両方に接触して配置するための伝熱材と、
前記加熱素子に電気的に接続されたエネルギー源と、
前記熱暴走を生じさせるために、前記バッテリーセルの前記領域を加熱するべく前記加熱素子においてパワーパルスを生成するために、前記加熱素子へ電流パルスを選択的に送るためのスイッチ手段と
を備える装置。
【請求項２】
前記電流パルスは、指数関数的に減衰する、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記パワーパルスによって生成された前記加熱素子におけるピーク熱流束密度は少なくとも８００，０００ワット平方メートル（Ｗ／ｍ２）であり、ここで、ワットで示すパワーは、前記加熱素子における火力であり、平方メートルで示す面積は、前記加熱素子のフットプリント表面積である、ことを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記加熱素子での前記ピーク熱流束密度は、少なくとも２，０００，０００Ｗ／ｍ２である、ことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記加熱素子の前記フットプリント表面積は、前記バッテリーセルの全外側表面積の２０％以下である、ことを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項６】
前記加熱素子の前記フットプリント表面積は、前記バッテリーセルの前記全外側表面積の５％以下である、ことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記エネルギー源は、少なくとも一つのキャパシタを有する、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記エネルギー源に格納されたエネルギーの少なくとも９５％が、前記スイッチ手段がオンになった後に、６０秒以内で印加される、ことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記エネルギー源内に格納されたエネルギーの少なくとも９５％が、前記スイッチ手段がオンになった後に、３０秒以内で印加される、ことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記エネルギー源は、連続直流電源を有する、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記バッテリーセルのキロワット（ｋＷ）での標準１Ｃ  Ｃレート定常電流放電サイクルパワーに対する、前記エネルギー源の放電中の前記加熱素子でのｋＷのピーク加熱パワーの比は、少なくとも５０：１であり、ここで、前記Ｃレートは、バッテリーがその最大容量に関して放電された速度の測定値である、ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記バッテリーセルのキロジュール（ｋＪ）でのエネルギー格納容量に対する、前記エネルギー源の放電中に前記加熱素子によって消散された熱エネルギー（ｋＪ）の割合は１０％未満である、ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記エネルギー源の放電により、前記バッテリーセルの表面は、少なくとも１５０℃に加熱される、ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記加熱素子を電気的に絶縁するために、前記加熱素子の外側に電気的絶縁バリアコーティングをさらに有する、請求項１から１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記電気的絶縁バリアコーティングの外側に熱伝導金属ベースコーティングをさらに有する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記伝熱材は導電伝熱ペーストを有する、請求項１から１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記加熱素子は、平坦形状を有する、ことを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
前記加熱素子は、前記バッテリーセルの外面に対応してその形状が変形可能であるように柔軟である、ことを特徴とする請求項１から１７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
前記加熱素子は、５ミリメートル以下の厚さを有する、ことを特徴とする請求項１から１８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】
前記加熱素子は、２ミリメートル以下の厚さを有する、ことを特徴とする請求項１から１９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２１】
前記加熱素子は、ニクロムを含む、ことを特徴とする請求項１から２０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２２】
前記加熱素子は、鉄クロムアルミ（ＦｅＣｒＡｌ）合金を含む、ことを特徴とする請求項１から２０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２３】
前記装置は、前記加熱素子へ、単一の電流パルスを送るように構成されている、ことを特徴とする請求項１から２２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２４】
バッテリーセル内で熱暴走を生じさせるための方法であって、
前記バッテリーセルの領域へ熱を伝達するために前記バッテリーセルに熱接触して加熱素子を設ける工程と、
前記加熱素子と、前記バッテリーセルとの間での熱エネルギー伝達を改善するための伝熱材を、前記加熱素子と前記バッテリーセルとの間でかつその両方に接触して設ける工程と、
前記加熱素子に電気的に接続されたエネルギー源を与える工程と、
前記熱暴走を生じさせるために、前記バッテリーセルの前記領域を加熱するべく、前記加熱素子においてパワーパルスを生成するために、前記加熱素子へ電流パルスを選択的に送る工程と
を備える方法。
【請求項２５】
前記電流パルスは、指数関数的に減衰する、ことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記パワーパルスは、前記加熱素子において少なくとも８００，０００ワット平方メートル（Ｗ／ｍ２）のピーク熱流束密度を生成し、ここで、ワットで示すパワーは、前記加熱素子における火力であり、平方メートルで示す面積は、前記加熱素子のフットプリント表面積である、ことを特徴とする請求項２４または２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記加熱素子での前記ピーク熱流束密度は、少なくとも２，０００，０００Ｗ／ｍ２である、ことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記加熱素子のフットプリント表面積は、前記バッテリーセルの全外側表面積の２０％以下である、ことを特徴とする請求項２４または２５に記載の方法。
【請求項２９】
前記加熱素子の前記フットプリント表面積は、前記バッテリーセルの前記全外側表面積の５％以下である、ことを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記エネルギー源は、少なくとも一つのキャパシタを有する、ことを特徴とする請求項２４から２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記エネルギー源に格納されたエネルギーの少なくとも９５％が、前記電流パルスが送られ始めてから６０秒以内で印加される、ことを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記エネルギー源内に格納されたエネルギーの少なくとも９５％が、前記電流パルスが送られ始めてから３０秒以内で印加される、ことを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記バッテリーセルのキロワット（ｋＷ）での標準１Ｃ  Ｃレート定常電流放電サイクルパワーに対する、前記エネルギー源の放電中の前記加熱素子でのｋＷのピーク加熱パワーの比は、少なくとも５０：１であり、ここで、前記Ｃレートは、バッテリーがその最大容量に関して放電された速度の測定値である、ことを特徴とする請求項２４から３２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３４】
前記バッテリーセルのキロジュール（ｋＪ）でのエネルギー格納容量（ｋＪ）に対する、前記エネルギー源の放電中に前記加熱素子によって消散された熱エネルギー（ｋＪ）の割合は１０％未満である、ことを特徴とする請求項２４から３３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３５】
前記エネルギー源の放電により、前記バッテリーセルの表面は、少なくとも１５０℃に加熱される、ことを特徴とする請求項２４から３４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３６】
前記加熱素子の外側に電気的絶縁バリアコーティングを設ける工程をさらに備える、請求項２４から３５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３７】
前記電気的絶縁バリアコーティングの外側に熱伝導金属ベースコーティングを設ける工程をさらに備える、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記伝熱材は導電伝熱ペーストを有する、ことを特徴とする請求項２４から３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３９】
前記加熱素子は、平坦形状を有する、ことを特徴とする請求項２４から３８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】
前記加熱素子は、前記バッテリーセルの外面に対応してその形状が変形可能であるように柔軟である、ことを特徴とする請求項２４から３９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４１】
前記加熱素子は、５ミリメートル以下の厚さを有する、ことを特徴とする請求項２４から４０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４２】
前記加熱素子は、２ミリメートル以下の厚さを有する、ことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記加熱素子は、ニクロムを含む、ことを特徴とする請求項２４から４２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４４】
前記加熱素子は、鉄クロムアルミ（ＦｅＣｒＡｌ）合金を含む、ことを特徴とする請求項２４から４２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４５】
前記電流パルスを選択的に送る工程は、前記加熱素子へ、単一の電流パルスを送る工程からなる、ことを特徴とする請求項２４から４４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４６】
前記加熱素子の温度を検知するための温度センサと、
前記温度センサと通信可能に接続された温度制御器と
をさらに備え、
前記温度制御器は、前記加熱素子の検知された前記温度に応答して、前記加熱素子を所定の温度に加熱し、かつ、前記加熱素子を前記所定の温度に保持するよう前記スイッチ手段と協働する、ことを特徴とする請求項１から２２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４７】
前記加熱素子は、３秒以下で大気温度から前記所定の温度まで加熱される、ことを特徴とする請求項４６に記載の装置。
【請求項４８】
前記温度制御器は、前記加熱素子において生成されたパワーを制御するために、パルス幅変調（ＰＷＭ）を使用するように構成されている、ことを特徴とする請求項４６または４７に記載の装置。
【請求項４９】
前記エネルギー源は、直流（ＤＣ）電源を有する、ことを特徴とする請求項４６から４８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５０】
前記温度センサは、熱電対を有する、ことを特徴とする請求項４６から４９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５１】
前記温度制御器は、前記加熱素子の検知された前記温度に応答して、前記加熱素子の前記温度が、前記所定の温度を５％以上超えないように構成されている、ことを特徴とする請求項４６から５０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５２】
前記加熱素子の温度を検知する工程と、
前記加熱素子の検知された前記温度に応答して、前記加熱素子が所定の温度に加熱され、かつ、前記所定の温度に保持されるように、前記電流パルスを選択的に送る工程を制御することにより、前記加熱素子の前記温度を制御する工程と
をさらに備える、請求項２４から４５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５３】
前記加熱素子を加熱する工程は、３秒以下で大気温度から前記所定の温度まで前記加熱素子を加熱する工程を含む、ことを特徴とする請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
前記加熱素子の前記温度を制御する工程は、前記加熱素子の前記温度を制御するために、パルス幅変調（ＰＷＭ）を使用する、ことを特徴とする請求項５２または５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記エネルギー源は、直流（ＤＣ）電源を有する、ことを特徴とする請求項５２から５４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５６】
前記温度センサは、熱電対を有する、ことを特徴とする請求項５２から５５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５７】
前記加熱素子の前記温度を制御する工程は、前記加熱素子の検知された前記温度に応答して、前記加熱素子の温度が、前記所定の温度を５％以上超えないようにする工程を含む、ことを特徴とする請求項５２から５６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５８】
前記加熱素子は抵抗加熱素子である、ことを特徴とする請求項１から２３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５９】
前記加熱素子は抵抗加熱素子である、ことを特徴とする請求項２４から４５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６０】
前記導電伝熱ペーストはニッケルを含む、ことを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項６１】
前記加熱素子は物理的に密集したフットプリントを有する、ことを特徴とする請求項１から２３、５８、および６０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６２】
前記導電伝熱ペーストはニッケルを有する、ことを特徴とする請求項３８に記載の方法。
【請求項６３】
前記加熱素子は物理的に密集したフットプリントを有する、ことを特徴とする請求項２４から４５、５９、および６２のいずれか一項に記載の方法。