BRPI1002314A2

BRPI1002314A2 - Armação de vedação para uso em uma bateria

Info

Publication number: BRPI1002314A2
Application number: BRPI1002314-3A2A
Authority: BR
Inventors: Peter Kritzer; Thomas Kramer; Helmut Zischka
Original assignee: Freudenberg Carl Kg
Priority date: 2009-07-06
Filing date: 2010-07-06
Publication date: 2014-02-11
Also published as: EP2273162B1; DE202010016259U1; US20110003185A1; CA2708841A1; CN101944578A; US9212745B2; KR101182060B1; CN101944578B; US20160064707A1; JP2011014540A; EP2284425B1; US20110003197A1; US9401503B2; KR20110004304A; EP2284425A1; EP2273162A1

Abstract

ARMAÇÃO DE VEDAÇÃO PARA USO EM UMA BATERIA. Uma bateria inclui pelo menos duas armações de vedação e pelo menos uma célula. As armações de vedação incluem um corpo de base definindo uma abertura em que o corpo de base inclui uma primeira superfície de vedação incorporada para ser compressível elasticamente e posicionada contra lados opostos de uma área afunilada da pelo menos uma célula.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ARMAÇÃO DE VEDAÇÃO PARA USO EM UMA BATERIA".

Referência Cruzada a Pedidos Relacionados

Esse pedido reivindica o benefício e a prioridade do Pedido Eu- ropeu n° 09008802.2, depositado em 6 de julho de 2009. Toda a descrição do pedido acima é incorporada aqui como referência. Campo

A presente descrição refere-se a uma armação de vedação para uso em uma bateria compreendendo um corpo de base, em que o corpo de base inclui uma abertura, em que o corpo de base inclui uma primeira super- fície de vedação e uma segunda superfície de vedação localizada oposta a mesma. Antecedentes

Essa seção proporciona informação de ocorrências relacionadas com a presente descrição que não são necessariamente estado da técnica.

Baterias maiores são compostas de células individuais. Tipica- mente, uma bateria para veículos híbridos ou elétricos, respectivamente, ou para aplicações industriais contém entre vinte e diversas centenas de células individuais. As células individuais podem, desse modo, incorporar as células redondas, as células prismáticas, ou as assim chamadas, células tipo saco de café, as células tipo saco de café compreendem revestimentos flexíveis, compostos de um filme, no qual são dispostos os componentes elétricos de uma célula.

Para concretizar um uso otimizado do espaço em uma bateria, as células tipo saco de café são usadas acima de todas. Adicionalmente, elas são caracterizadas por terem um peso baixo e, ainda, uma alta capaci- dade. As células tipo saco de café podem ser bem-resfriadas através de fil- mes condutivos termicamente. As células desse projeto podem adicional- mente ser pesadas, devido ao tamanho de todos os componentes da célula, incluindo o alojamento de filme, e pode facilmente ser variadas em produ- ção.

Devido às altas quantidades de energia armazenadas, as bateri- as maiores sempre representam um risco de segurança em resposta à ocor- rência de funcionamento defeituoso. As baterias de lítio devem, desse modo, ser consideradas como sendo particularmente críticas devido ao fato de que elas incluem uma alta densidade de energia, um eletrólito combustível e se- paradores finos. Finalmente, as baterias de iítio geram altas voltagens de célula, de modo que os componentes dispostos na célula estão sujeitos a altas tensões eletroquímicas. Isso é especialmente relevante no caso de ba- terias de automóveis e industriais, para as quais ciclos de vida de pelo me- nos 8 a 10 anos são estimados. As células tipo saco de café acima mencionadas podem ser ins-

taladas em uma maneira para economizar espaço. Por exemplo, grandes quantidades de energia por unidade de volume podem ser armazenadas em uma bateria. Contudo, desvantagens consideráveis relacionadas com a construção são conectadas entre as mesmas. Devido ao revestimento flexí- vel, a dimensão das células do tipo saco de café muda quando elas são tro- cadas ou descartadas. Isso também está conectado a uma expansão de vo- lume. A expansão do volume leva a mudanças típicas na espessura de uma célula individual em aproximadamente 5% entre um estado carregado e um estado não carregado. No caso de um conjunto de uma assim chamada "pilha", que

consiste em muitas células individuais que são conectadas em série, portan- to, deve ser considerado que as células individuais exibem um volume variá- vel. Em particular, deve ser assegurado que as células no estado carregado, o que é tomado em suas espessuras maiores, virtualmente não aplicam pressão ou somente uma ligeira pressão nas superfícies das células adja- centes. Em princípio, portanto, deve ser também considerado que, devido às tolerâncias de produção, a espessura das células flexíveis não é também consistente, mas está sujeita a flutuações.

Adicionalmente existe uma demanda para uma disposição, por meio da qual impactos ou vibrações são absorvidos e/ou amortecidos, de modo que o interior da bateria bem como os contatos não sejam danificados. As conexões dos componentes eletrônicos de controle e de condução de- vem ser adicionalmente conectadas na bateria de modo a serem tão livres das tensões mecânicas quanto possível. Uma desconexão até mesmo de uma dentre muitas centenas de contatos dos componentes eletrônicos de energia levam a um funcionamento defeituoso da bateria em resposta a uma série de conexões. No caso de um funcionamento defeituoso de um contato de componentes eletrônicos de controle, a célula, que então não esta mais sendo controlada, pode gradualmente alcançar um estado crítico, que a mé- dio prazo pode levar a uma deterioração ou ruptura de toda a bateria.

Os flanges das células tipo saco de café acima mencionadas incluem uma costura selada. Essa costura selada conecta dois filmes de uma célula, que assim encerra componentes adicionais no espaço oco for- mado entre os mesmos. Para esse propósito, os lados internos dos filmes são revestidos com um termoplástico de vedação de adesão eletricamente isolante. Esse termoplástico de vedação pode ser formado a partir de uma poliolefina funcionalizada. Essa costura selada representa um ponto fraco mecânico de uma célula tipo saco de café.

Adicionalmente, a pressão de ar no ambiente da célula pode flutuar. Na eventualidade de que o alojamento de uma bateria esteja fechado em uma forma à prova de ar, podem ocorrer flutuações de pressão relacio- nadas com temperatura tipicamente de 0,02 MPa (0,2 bar). Essas flutuações de pressão adicionalmente tencionam as costuras seladas.

A costura selada, contudo, também representa um ponto de rup- tura predeterminado, que é para permitir que o eletrólito descarregue na e- ventualidade de uma ruptura da bateria. Através disso, uma ruptura da célula é impedida. Na eventualidade de que os eletrólitos combustíveis escapem e entrem em contato com os eletrodos, eles podem inflamar e podem levar a incêndios ou explosões. Para a maior parte, as sobre pressões permissíveis máximas no interior de uma célula tipo saco de café estão muito abaixo de 0,1 MPa, de modo a impedir uma abertura da costura selada. A grande van- tagem dos eletrodos de desvio de energia deve ser considerada como sendo particularmente crítica no caso das células tipo saco de café. Para a maior parte, eles incluem uma espessura de aproximadamente 0,1 a 0,3 mm. Nes- sa faixa, um possível vazamento é também particularmente crítico, devido ao fato de que o escape do eletrólito pode instantaneamente inflamar nos ele- trodos. A costura selada é geralmente considerada como sendo em ponto fraco das grandes células, devido ao fato de estar sujeita por muitos anos a tensões constantes, que são causadas pelo processo cíclico.

Finalmente, agentes de resfriamento à base de água são prefe- rencialmente usados atualmente para o resfriamento de baterias grandes ou de hidreto de carbono fluorado ou de dióxido de carbono em resposta ao uso de sistemas de condicionamento de ar. Um contato direto da maioria dos agentes de resfriamento com o interior das células pode levar a uma reação química severa. No caso dos agentes de resfriamento à base de água, por exemplo, hidrogênio, que é altamente inflamável e que pode levar a explo- sões, é liberado. Um resfriamento de contato é, assim, tipicamente usado na técnica por essa razão, em que o fluxo térmico entre a célula e o circuito de resfriamento é estabelecido através de componentes termicamente conduti- vos e o agente de resfriamento pode, assim, não estar em contato direto com as células. Sumário

Essa seção proporciona um sumário geral da descrição, e não é uma descrição compreensiva de seu escopo total ou de todas as suas carac- terísticas.

A invenção é assim baseada no objetivo de incorporar e adicio- nalmente desenvolver uma bateria de uma tal forma que a mesma inclua o estancamento de vazamento confiável durante a operação normal, ainda permitindo que o eletrólito escape sem problemas e em uma maneira dire- cionada em resposta a avarias.

A presente invenção resolve o objetivo acima mencionado por uma armação de vedação do tipo acima mencionado sendo caracterizada pelo fato de que a primeira superfície de vedação e/ou a segunda superfície de vedação são incorporadas de modo a serem elasticamente compressí- veis.

De acordo com a invenção, foi descoberto que as superfícies de vedação elasticamente compressíveis podem incorporar e sobrepor um pon- to de ruptura predeterminado, tal como uma costura selada, apoiando na mesma de modo a formar uma vedação. Por um lado, as células dentro de uma bateria são mecanicamente fixadas por meio de tal armação de veda- ção e, por outro lado, elas podem variar ligeiramente seu volume na área de referência dos lados frontal e traseiro, sem causar tensões de desgaste. A superfície de vedação elasticamente compressível compensa uma ligeira variação de volume das células sem quaisquer problemas, de modo que as tensões mecânicas não são transferidas para as conexões elétricas. As su- perfícies de vedação elasticamente compressíveis podem adicionalmente amortecer e absorver as vibrações. O ponto fraco de uma célula é adicio- nalmente selado, devido ao fato de uma pressão de contato elástico atuar no mesmo. Através disso, um escape de eletrólitos a partir do lado interno para o lado externo é fortemente suprimido. Os agentes de resfriamento prevale- cendo no lado externo, em particular água ou umidade predominando do ambiente são adicionalmente mantidos em afastamento do interior da bateri- a. Finalmente, foi descoberto que uma localização de descarga de referência pode ser adicionada sem quaisquer problemas na armação de vedação em uma superfície de vedação elasticamente compressível. Na eventualidade de uma ruptura, a dita localização de descarga de referência permite que o eletrólito escape do interior para o exterior. Através disso, o eletrólito é des- carregado a uma distância a partir dos eletrodos e pode, assim, não inflamar os eletrodos.

Em termos de uma produção simples, o corpo de base pode ser feito a partir de um material elasticamente compressível. Contra essa ocor- rência é concretamente tangível para o corpo de base ser feito em uma peça a partir de um material elástico, tal como silicone, borracha de silicone, SBR ou EPDM. Devido ao fato de que a vedação não está sujeita a um contato ambiente direto, na maior parte, outros elastômeros, tal como NBR, podem também ser usados. O uso de silicone permite uma sobreposição adicional da vedação através dos eletrodos. Em resposta ao uso de borracha à base de carbono, nesse caso, nem sempre pode ser evitado que as altas tensões nos eliminadores de carga de eletrodo levem a uma carbonização da super- fície de elastômero e, assim, a uma perda do efeito de isolamento. A sobre- posição permite a fixação mecânica dos eletrodos e suporta a estabilidade do contato dos mesmos.

A primeira superfície de vedação e/ou a segunda superfície de vedação podem ser incorporadas como uma camada elasticamente com- pressível ou uma trilha de vedação, que é fixada em um corpo de suporte não elástico. Através disso, uma armação de vedação altamente estável po- de ser produzida, a qual é ainda incorporada como sendo elasticamente compressível nas localizações críticas, a saber, nas superfícies de vedação. Contra essa ocorrência é concretamente tangível que o corpo de suporte não elástico seja encerrado em uma forma do tipo sanduíche entre duas camadas compressíveis elasticamente. Uma aplicação em um lado de uma camada elasticamente compressível sobre o corpo de suporte não elástico é também possível. Um corpo de suporte não elástico pode ser feito de um plástico termoplástico, um material termo ajustável ou um metal. As vanta- gens de um plástico termoplástico são seu baixo peso e os baixos custos. Um plástico é adicionalmente não eletricamente condutivo. Metais são bons condutores térmicos e podem assim ser usados para os propósitos de resfri- amento. O metal pode, desse modo, ser completamente acomodado pelas camadas elasticamente compressíveis em uma maneira encapsulada, em particular, na área das placas de desvio de eletrodo. Pelo uso de plásticos termicamente condutivos, por exemplo, fibras de carbono contendo termo- plásticas, a condutividade térmica dos plásticos e assim sua transferência de calor podem ser consideravelmente aperfeiçoadas. Finalmente, é possível ao corpo de base ser feito como um componente de duas partes por meio de uma tecnologia de fundição por matriz. Uma produção rápida pode ser obti- da através disso. A vedação pode ser aplicada sobre o suporte por meio de vulcanização, pulverização, inserção ou adesão.

Um recesso pode ser incorporado na primeira superfície de ve- dação e/ou na segunda superfície de vedação. A costura selada de uma cé- lula tipo saco de café pode estar em contato com a atmosfera por meio do recesso. Contra essa observação é possível para um recesso ser incorpora- do em uma superfície de vedação ou em ambas as superfícies de vedação. Uma vez que duas armações de vedação se apoiem uma na outra, os re- cessos se unem para formar uma abertura aumentada, por meio da qual a costura selada pode entrar em contato com a atmosfera. A seção transversal da abertura pode, desse modo, ser incorporada de modo a ser curva, semi- circular ou retangular. A modalidade semicircular, curva, permite uma aplica- ção à costura selada sem pressão de contato. Através disso, uma localiza- ção de descarga de referência é obtida, através da qual o eletrólito pode ser descarregado no ambiente. O recesso deve ser disposto em uma distância a partir dos eletrodos. Ao invés dos recessos, pode ser possível realizar uma vedação tendo uma pressão de contato baixa na costura selada em uma área local. Isso pode ocorrer por meio de um material elastômero aplicado localmente, que tem uma elasticidade mais alta do que o material elastomé- rico das superfícies de vedação. É assegurado através disso que uma per- meação de umidade a partir do lado externo seja impedida na costura selada sob condições de processo normal. No caso de uma ruptura, quanto se torna necessário descarregar o eletrólito, a sobre pressão do mesmo é suficiente para aumentar a vedação enfraquecida localmente. Tal ponto fraco desejado pode ser obtido, por exemplo, por meio de um elastômero mais macio, uma pressão de contato mais baixa localmente ou por meio de uma disposição diferente localmente. Na alternativa, o dito ponto fraco pode ser coberto por meio de um filme fino.

A provisão pode ser feita na abertura da armação de vedação por faixas, que incluem uma espessura, que é menor do que a espessura do corpo de base. As faixas permitem um espaçamento resiliente das áreas convexas engrossadas dos alojamentos de célula das células.

O corpo de base pode incluir perfurações. As diferentes arma- ções de vedação, que são dispostas próximas uma da outra, podem ser co- nectadas uma à outra por meio das perfurações. Contra essa ocorrência é também possível que duas armações de vedação sejam conectadas uma na outra em termos de uma conexão de mola ranhurada. É concretamente tan- O

gível, desse modo, que orifícios ou perfurações ocas, que acomodam supor- tes de uma armação de vedação adicional, sejam dispostos em um corpo base.

As perfurações podem ser incorporadas em alças, que se proje- tam em afastamento do corpo base. Por um lado, as alças permitem que um agarramento livre de problemas da armação de vedação, e por outro lado, não permite que as superfícies de vedação sejam enfraquecidas ou reduzi- das por perfurações. Em adição, elas permitem uma disposição rigorosa- mente paralela das células, que são dispostas próximas umas das outras.

O corpo de base pode ser provido com um adesivo. Contra essa ocorrência, é concretamente tangível que uma tira adesiva seja disposta no corpo de base. Duas armações de vedação podem ser coladas uma na outra por meio de um adesivo ou uma tira adesiva ou uma armação de vedação pode ser aderida na costura selada. Isso proporciona um ajuste rápido e a- curado das pilhas.

Um dispositivo de resfriamento pode ser integrado na armação de vedação. Através disso, as armações de vedação podem ser usadas em baterias grandes, no caso em que um resfriamento das células seja requeri- do. Contra essa ocorrência, é possível ao dispositivo de resfriamento ser incorporado como um corpo de metal, que é acomodado em uma maneira tipo sanduíche entre duas camadas compressivas elasticamente. A vedação elástica da costura selada pode ser usada em áreas outras do que uma ve- dação adicional do circuito de resfriamento, em que a transferência de calor a partir das células para o dispositivo de resfriamento preferencialmente o- corre através das costuras seladas, que se apoiam nos corpos de metal. O corpo de metal deve, desse modo, ser acomodado em uma maneira encap- sulada e deve ser encerrado completamente pelas camadas, em particular, nas áreas das placas de desvio de eletrodo. Outras modalidades do disposi- tivo de resfriamento compreendem um verniz, que é condutor de calor em um alto grau particular, um termoplástico condutivo de calor ou um elastôme- ro condutivo de calor. O dispositivo de resfriamento pode compreender elas- tômeros condutivos termicamente, que estão em contato com um circuito de resfriamento externo ou telas de resfriamento. Essa modalidade representa um resfriamento passivo. No caso de um resfriamento ativo, dutos de resfri- amento, através dos quais um agente de resfriamento flui, podem ser fixados em ou entre as armações de vedação. O meio de resfriamento pode, desse modo, fluir através de uma pluralidade de armações de vedação, que são combinadas para formar uma pilha e podem, assim, manter a temperatura de uma pluralidade de células. Através disso, as células podem ser resfria- das de forma segura e a temperatura pode ser mantida homogeneamente.

Uma bateria pode compreender pelo menos duas armações de vedação do tipo aqui descritas e pelo menos uma célula, em que a célula é posicionada entre duas armações de vedação, em que a célula incorpora uma área engrossada, que se estende para as aberturas dos corpos de base da mesma e em que a célula incorpora uma área afunilada, na qual as su- perfícies de vedação se apoiam de modo a formar uma vedação. A área a- funilada corresponde à costura selada. Por meio de uma tal disposição de células, os pontos de ruptura predeterminados das mesmas, que são locali- zados na área afunilada, podem ser encerrados em uma maneira tipo sandu- íche por duas armações de vedação. Tal bateria de acordo com a invenção é adequada para aplicações móveis, em particular, em veículos ou aerona- ves, bem como para aplicações estacionárias, por exemplo, por sistemas que requerem um fornecimento de energia ininterrupto.

Contra essa ocorrência, as superfícies de vedação podem aco- modar a área afunilada pelo menos área por área em uma maneira tipo san- duíche e podem apoiar uma na outra de modo a formar uma vedação. Con- cretamente, é tangível para as superfícies de vedação encerrar a área afuni- lada em uma maneira tipo sanduíche em uma zona, que está voltada para a abertura e para que elas diretamente se apoiem uma na outra em uma zona, que está voltada em afastamento da abertura. Nessa zona superior, que es- tá voltada em afastamento da abertura, as superfícies de vedação se apoiam uma na outra de modo a formar uma vedação e vedam o interior das células contra meios prejudicais.

As placas de desvio dos eletrodos das células, que se projetam além das armações de vedação, podem ser acomodadas entre as armações de vedação. As armações de vedação se apoiam nas placas de desvio, de modo a formar uma vedação, de modo que o meio prejudicial não entre a partir do lado externo ou a partir do lado interno para o externo. As placas de desvio, desse modo, se projetam além das armações de vedação, de modo que elas podem ser contatadas sem quaisquer problemas.

Pelo menos um sensor, que detecta pressão, pode ser disposto entre as armações de vedação. Células, que aumentam, podem ser detecta- das sem quaisquer problemas por meio de tal sensor, em particular, um sen- sor de pressão. Células altamente aumentadas representam um fenômeno típico para as células defeituosa.

As células podem ser incorporadas como células tipo saco de café compreendendo uma costura selada, em que a área afunilada das célu- las é incorporada como uma costura selada. As células tipo saco de café são caracterizadas por uma alta capacidade por volume de construção. Concre- tamente, as células tipo saco de café incluem um alojamento de célula flexí- vel. De fato, o alojamento de célula é um filme, dentro do qual o interior da célula é selado de forma análoga à das células tipo saco de café em um pa- cote de café. Esse filme pode ser incorporado como um filme metálico, que é revestido em ambos lados. Essa tecnologia proporciona a produção de célu- las mais finas e uma flexibilidade de projeto maior. Vantagens adicionais são uma densidade de energia aumentada, que é efetuada pelo projeto compac- to, e custos de produção inferiores. A flexibilidade do projeto torna as célula particularmente atrativas para o telefone celular e o mercado de computado- res.

Contra essa ocorrência, a célula é incorporada como uma célula de íon de lítio. A célula pode adicionalmente ser incorporada como uma célu- la de polímero de lítio, no caso em que a matriz polimérica, que sempre completamente absorve ou fixa o eletrólito em uma maneira virtualmente à prova de vazamento, é usada ao invés de um eletrólito líquido.

Uma tampa de exaustão pode ser disposta na bateria. Através disso, pode ser assegurado que os gases ou os eletrólitos descarregados sejam desviados de forma segura. A tampa de exaustão pode ser feita de metal, plástico ou elastômero e deve ser selada com relação às armações de vedação. A tampa de exaustão pode, desse modo, cobrir uma pluralidade de recessos, que são dispostos próximos um ao outro. Se aplicável, a tampa de exaustão pode ser equipada com um filme ou um disco de ruptura, res- pectivamente, de modo que ela mantenha a umidade em afastamento da costura selada das células tipo saco de café sob condições normais. A tam- pa de exaustão pode, então, estar em contato com o ambiente através de um tubo ou de uma tubulação, por exemplo. Uma válvula, que abre a partir de dentro somente em resposta a uma sobre pressão predominante, pode adicionalmente ser colocada nesse tubo ou na tubulação. Por meio dessa disposição, deve ser assegurado que o eletrólito seja fixo e especificamente desviado do interior da bateria, em especial, em afastamento dos eletrodos, em resposta à descarga do eletrólito na eventualidade de uma ruptura. A bateria pode incluir adicionalmente uma armação de fixação

fixa. A armação de fixação fixa adicional pode ser feita de plástico ou de me- tais, que podem ser revestidos com materiais não condutivos. Essa armação fixa adicionalmente assegura que uma pressão de contato constante e está- vel seja aplicada aos locais de vedação. A armação fixa adicionalmente pro- porciona uma montagem aperfeiçoada e segura da pilha de células, que são equipadas com armações de vedação, no alojamento da bateria. Tal dispo- sição adicionalmente facilita a manutenção e a substituição das células de- feituosas.

Adicionalmente, áreas de aplicabilidade irão se tornar aparentes a partir da descrição aqui proporcionada. A descrição e os exemplos especí- ficos nesse sumário são pretendidos para propósitos de ilustração somente e não são pretendidos para limitar o escopo da presente descrição. Desenhos

Os desenhos descritos aqui são para propósitos de ilustração somente das modalidades selecionadas e não para todas as possíveis im- plementações, e não são pretendidos para limitar o escopo da presente des- crição.

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25 A figura 1 ilustra uma vista em perspectiva de uma armação de vedação retangular;

a figura 2 ilustra uma vista em perspectiva de duas armações de vedação de apoio;

a figura 3 ilustra uma vista lateral de duas armações de vedação

de apoio;

a figura 4 ilustra uma armação de vedação, que compreende um corpo de suporte não flexível, sobre o qual uma camada compressível elasti- camente é aplicada em um lado; a figura 5 ilustra uma armação de vedação, no caso da qual ca-

madas compressivas elasticamente são aplicadas em ambos os lados de um corpo de suporte não elástico;

a figura 6 ilustra um armação de vedação, no caso em que a abertura é dividida por faixas, que incluem uma espessura, que é menor do que a espessura do corpo de base;

a figura 6A é uma vista em corte esquemática da armação de vedação da figura 6;

a figura 7 ilustra um lado esquerdo de uma vista superior em uma célula tipo saco de café a partir da qual eletrodos se projetam; a figura 7A é uma vista lateral da célula tipo saco de café;

a figura 8 ilustra uma vista esquemática de uma pilha de células tipo saco de café individuais, entre as quais armações de vedação são dis- postas, em que as armações de vedação são pressionadas juntas em uma maneira positiva por meio de uma armação de fixação; a figura 9 ilustra duas armações de vedação se apoiando uma

na outra compreendendo recessos, a seção transversal da qual é incorpora- da em uma maneira curvada, bem como uma vista esquemática de uma tampa de exaustão, que é fixada acima dos recessos e que é conectada nas armações de vedação em uma maneira positiva; e a figura 10 ilustra uma armação de vedação compreendendo

uma dispositivo de resfriamento integrado; e

a figura 10A é uma vista em corte esquemática da armação de vedação da figura 10.

Números de referência correspondentes indicam partes corres- pondentes através de todas as diversas vistas dos desenhos. Descrição Detalhada Modalidades exemplificativas irão agora ser descritas mias com-

pletamente com referência aos desenhos anexos.

A figura 1 ilustra uma armação de vedação 1 para uso em uma bateria compreendendo um corpo de base 2, em que o corpo de base 2 in- corpora uma abertura 3, em que o corpo de base 2 incorpora uma primeira superfície de vedação 4 e uma segunda superfície de vedação 5 localizada oposta a mesma. A primeira superfície de vedação 4 e a segunda superfície de vedação 5 são incorporadas de modo a serem elasticamente compressí- veis. O corpo de base 2 é incorporado em uma maneira retangular e incorpo- ra quatro suportes, que encerram a abertura 3 em uma maneira contínua. A primeira superfície de vedação 4 é orientada paralela a segunda superfície de vedação 5, em que ambas as superfícies de vedação 4, 5 são alinhadas com a abertura 3.

O corpo de base 2 é feito a partir de um material elasticamente compressível. Um recesso 6, a seção transversal do qual é incorporada em uma maneira curva, está em cada caso incorporado na primeira superfície de vedação 4 e na segunda superfície de vedação 5.

A figura 2 ilustra uma vista em perspectiva de duas armações de vedação 1, que são designadas de acordo com a figura 1 e que são dispos- tas de modo a se apoiarem uma na outra. Alças 7, nas quais perfurações podem ser dispostas, se projetam em afastamento a partir do corpo de base 2. Através das perfurações, as armações de vedação 1 podem ser fixadas uma na outra por meio de parafusos. Uma pressão de contato alta o sufici- ente e constante através de todo o corpo de base 2 das armações de veda- ção 1 pode ser assegurada através disso. A figura 3 ilustra uma segunda vista de duas armações de veda-

ção 1 de apoio de acordo com a figura 2, em que dois recessos curvos 6 se unem para formar uma localização de descarga de referência para um ele- trólito.

A figura 4 ilustra uma armação de vedação 1 compreendendo um corpo de base 2, no caso da qual a segunda superfície de vedação 5 é incorporada como uma camada elasticamente compressível, que é aplicada sobre um corpo de suporte não elástico 8.

A figura 5 ilustra uma armação de vedação 1, no caso da qual a primeira superfície de vedação 4 e a segunda superfície de vedação 5 são, em cada caso, incorporadas como camadas elasticamente compressíveis. As camadas são aplicadas em ambos os lados de um corpo de suporte não elástico 8. O corpo de suporte 8 é encerrado em uma maneira do tipo sandu- íche pelas camadas compressíveis.

As figuras 6 e 6A ilustram uma armação de vedação 1 compre- endendo um corpo de base 2, no caso do qual a abertura é dividida por meio de faixas 9, que incorporam uma espessura, que é menor do que a espessu- ra do corpo de base 2. As faixas 9 impedem diretamente as células adjacen- tes 11 de se tocarem.

A figura 7 ilustra uma célula 11, que é incorporada como uma célula tipo saco de café. Uma vista superior da célula 11 é ilustrada na figura 7A. O interior da célula 11, a saber, a pilha de eletrodo/separador, é Iocali- zada no alojamento de célula 12, que consiste em um metal revestido. Con- cretamente, alumínio é provido com um revestimento de poliolefina. Os comprimentos e as larguras típicos do alojamento de célula 12 das células 11, que são usados em veículos elétricos, tipicamente, são de mais do que cm. Tais alojamentos de célula 12 têm uma espessura de aproximada- mente 1 cm. O alojamento de célula 12 incorpora uma costura selada 13 girada tendo uma largura de aproximadamente 1 cm, no qual dois metais revestidos, a saber, os filmes, são laminados próximos um do outro. A es- pessura típica da costura selada 13 é de aproximadamente 1 a 2 mm. As placas de desvio 10 dos eletrodos se projetam para fora da costura selada 13. As placas de desvio 10 são feitas de metal e tipicamente têm uma es- pessura de menos do que 1 mm. Uma vista lateral da célula 11 é ilustrada no lado direito da figura 7. A figura 8 ilustra uma pilha de uma pluralidade de células 11, que são espaçadas em afastamento uma da outra na área da costura selada 13. As costuras seladas 13 são pressionadas por meio das armações de vedação 1. Uma armação de vedação 1, desse modo, incorpora a célula 11 circunferencialmente. As placas de desvio 10 dos eletrodos se projetam para fora das armações de vedação 1. As armações de vedação 1 se projetam além das costuras seladas 13. Uma vedação contra umidade a partir da at- mosfera é provida através disso, devido a duas armações de vedação 1 ad- jacentes apoiarem diretamente uma na outra na zona, que se projeta além das costuras seladas 13. É também possível para as armações de vedação 1 serem agarradas uma com a outra em uma maneira positiva. Preferenci- almente, espaços isoladores, que são suficientemente cobertos pelas arma- ções de vedação 1 são incorporados entre as células adjacentes 11. Deve ser assegurado através disso que nenhuma pressão adicional sobre as cos- turas seladas 13 seja criada em resposta a uma espessura máxima das cé- lulas 11.

Concretamente, essa figura também ilustra uma bateria 18 com- preendendo pelo menos duas armações de vedação 1 e pelo menos uma célula 11, em que a uma célula 11 é posicionada entre as duas armações de vedação 1, em que a célula 11 incorpora uma área engrossada 14, que se estende para dentro das aberturas 3 dos corpos de base das armações de vedação 1 e em que a célula 11 incorpora uma área afunilada 15, na qual as superfícies de vedação 4, 5 se apoiam de modo a formarem uma vedação. As superfícies de vedação 4, 5 acomodam a área afunilada 15 área por área em uma maneira tipo sanduíche e, adicionalmente, apoiam uma na outra de modo a formar uma vedação. A área afunilada 15 é incorporada como uma costura selada 13. A área engrossada 14 encerra o interior da célula 11, a saber, a pilha de eletrodo/separador. As placas de desvio 10 dos eletrodos das células 11, que se projetam além das armações de vedação 1, são a- comodadas entre as armações de vedação 1. As armações de vedação 1 são posicionadas por meio de uma armação de fixação 16, que pressiona os elementos de vedação 1 juntos. Deve ser assegurado aqui que a pressão de superfície sobre as armações de vedação 1 seja aproximadamente constan- te.

A figura 9 ilustra duas armações de vedação 1 de apoio, os re- cessos 6 das quais se unem para formar uma localização de descarga de referência. Aqui, a costura selada 13 tem contato com a atmosfera. Dois re- cessos curvos 6 se unem para formar um orifício completo. Uma localização de descarga de referência, que não se apoia sobre a costura selada 13, de modo a aplicar pressão e que assim proporciona uma forma para a saída de um eletrólito de escape, é obtida através disso. Os recessos 6 devem ser dispostos tão afastados das placas de desvio 10 dos eletrodos quanto pos- sível. Uma tampa de exaustão 17, que tem um ajuste positivo com a arma- ção de vedação 1, é disposta acima dos recessos 6 das armações de veda- ção 1. A tampa de exaustão 17 permite uma remoção confiável dos gases eletrolíticos, que são emitidos a partir dos recessos 6. As figuras 10 e 10A ilustram uma armação de vedação 1 de a-

cordo com a figura 1, em que um dispositivo de resfriamento 19, nessa mo- dalidade, tubulações de resfriamento tubulares, é integrado no corpo de ba- se 2. Nessa modalidade, a armação de vedação 1 é incorporada de modo a ser termicamente condutiva. Um projeto de sanduíche, como está ilustrado nas figuras 4 e 5, é também possível aqui.

A descrição a seguir das modalidades foi proporcionada para propósitos de ilustração e de descrição. Não é pretendido que seja exaustiva ou para limitar a invenção. Os elementos ou as características individuais de uma modalidade particular geralmente não são limitados àquela modalidade especial, mas onde aplicável, são intercambiáveis e podem ser usados em uma modalidade selecionada, mesmo se não especificamente ilustrados ou descritos. Os mesmos podem também ser variados em muitas formas. Tais variações não devem ser consideradas como um afastamento da invenção, e todas de tais modificações são pretendidas para estarem incluídas dentro do escopo da invenção.

Claims

1. Armação de vedação para uso em uma bateria, compreen- dendo um corpo de base, em que o corpo de base inclui uma abertura, em que o corpo de base inclui uma primeira superfície de vedação e uma se- gunda superfície de vedação localizada oposta à mesma, em que a primeira superfície de vedação e/ou a segunda superfície de vedação é incorporada de modo a ser elasticamente compressível.

2. Armação de vedação, de acordo com a reivindicação 1, em que o corpo de base é feito de um material compressível elasticamente.

3. Armação de vedação, de acordo com a reivindicação 1, em que a primeira superfície de vedação e/ou a segunda superfície de vedação é incorporada como uma camada elasticamente compressível, que é aplica- da sobre um corpo de suporte não elástico.

4. Armação de vedação, de acordo com a reivindicação 1, em que um recesso é incorporado na primeira superfície de vedação e/ou na segunda superfície de vedação.

5. Armação de vedação, de acordo com a reivindicação 1, em que é feita provisão na primeira superfície de vedação e/ou na segunda su- perfície de vedação para uma área local de elasticidade mais alta.

6. Armação de vedação, de acordo com a reivindicação 1, em que a provisão é feita na abertura para barras, que inclui uma espessura que é menor do que a espessura do corpo de base.

7. Armação de vedação, de acordo com a reivindicação 1, em que o corpo de base inclui uma perfuração e em que as perfurações são in- corporadas em alças, que se projetam em afastamento do corpo de base.

8. Armação de vedação, de acordo com a reivindicação 1, em que o corpo de base é provido com um adesivo.

9. Armação de vedação, de acordo com a reivindicação 1, em que uma unidade de resfriamento é integrada na armação de vedação.

10. Bateria, compreendendo pelo menos duas armações de ve- dação, cada uma compreendendo um corpo de base, em que o corpo de base inclui uma abertura, em que o corpo de base inclui uma primeira super- fície de vedação e uma segunda superfície de vedação localizada oposta à mesma, em que a primeira superfície de vedação e/ou a segunda superfície de vedação é incorporada de modo a ser elasticamente compressível, e pelo menos uma célula, em que a célula é posicionada entre as ditas pelo menos duas armações de vedação, em que a célula inclui uma área engrossada, que se estende para as aberturas dos corpos de base das mesmas e em que a célula inclui uma área engrossada, na qual as superfícies de vedação se apoiam de modo a formar uma vedação.

11. Bateria, de acordo com a reivindicação 10, em que as super- fícies de vedação acomodam a área afunilada pelo menos área por área em uma maneira tipo sanduíche e em que elas se apoiam uma na outra de mo- do a formar uma vedação.

12. Bateria, de acordo com a reivindicação 10, em que as placas de desvio dos eletrodos das células, que se projetam além das armações de vedação, são acomodadas entre as armações de vedação.

13. Bateria, de acordo com a reivindicação 10, em que pelo me- nos um sensor, que detecta pressão, é disposto entre as armações de veda- ção.

14. Bateria, de acordo com a reivindicação 10, em que as célu- Ias são incorporadas como as células tipo saco de café compreendendo uma costura selada.

15. Bateria, de acordo com a reivindicação 10, em que uma tampa de exaustão é disposta na bateria.