ES2310180T3 - Pila de alto rendimiento y colector de corriente de la misma. - Google Patents
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Abstract
Colector de corriente para un ensamblaje de bobinado de una pila, dicho colector de corriente comprendiendo: una parte de montaje de terminal; y una banda colectora conectada a dicha parte de montaje de terminal, dicha banda colectora teniendo una parte colectora e incluyendo al menos un área ahuecada al interior de dicha parte colectora y una abertura situada al interior de dicha área ahuecada.
Description
Pila de alto rendimiento y colector de corriente
de la misma.
La invención se refiere generalmente a pilas, y
más particularmente a pilas de alto rendimiento.
Una pila típica incluye una o más células
electroquímicas conectadas eléctricamente al interior de la pila y
que proporcionan la fuente de energía eléctrica a la pila. Estas
células comprenden generalmente cuatro componentes básicos: un
electrodo positivo (ánodo en carga y cátodo en descarga) que recibe
electrones desde un circuito externo mientras la célula se
descarga; un electrodo negativo (cátodo en carga y ánodo en
descarga) que proporciona electrones al circuito externo mientras
la célula se descarga; un electrolito (a menudo en una solución o
pasta) que proporciona un mecanismo para que una carga eléctrica
fluya entre los electrodos positivo y negativo; y uno o más
separadores que aíslan eléctricamente los electrodos positivo y
negativo. Esta configuración permite que la célula genere energía
eléctrica debido a la relación electroquímica de estos componentes.
Una vez generada la corriente, ésta es transportada normalmente
desde el electrodo positivo a través de un portador de corriente
hacia un terminal, desde donde es transportada hasta el circuito
externo y vuelve al interior de la pila a través de un terminal
conectado con la placa de electrodo negativo (normalmente a través
de otro portador de corriente).
Con cualquier pila, el rendimiento puede ser
definido por unos parámetros determinados. Estos pueden incluir,
entre otras cosas, el voltaje, la corriente, y la capacidad de la
pila. Obviamente, se debe tener en cuenta estos parámetros para
diseñar la pila para una aplicación particular.
Un conjunto de parámetros de rendimiento que
pueden presentar una dificultad en su realización son los
parámetros de una pila recargable de alto rendimiento, como la que
se usa para alimentar vehículos eléctricos "híbridos" (es
decir, vehículos que dependen de un motor accionado por una pila y
un motor de combustión interno para una fuerza motriz),
herramientas con motor y vehículos eléctricos. Tales pilas tienen
habitualmente una resistencia baja de tal manera que la corriente
puede ser generada y provista muy rápidamente a un dispositivo
externo. Además, en general es deseable que esta pila,
particularmente cuando se usa en conjunción con un vehículo híbrido,
tenga un peso relativamente bajo, y pueda ser cargada fácil y
rápidamente.
En las células de una pila de alto rendimiento,
las placas de electrodo, el electrolito, y los separadores deberían
ser seleccionados para que la relación electroquímica entre estos
componentes pueda proporcionar el nivel de corriente deseado
durante un tiempo de descarga aceptable; por supuesto, sería
deseable utilizar materiales disponibles comúnmente para este tipo
de pila. Además, las células deben proporcionar un trayecto de
flujo de corriente desde las placas de electrodo hacia y fuera del
terminal de célula con una resistencia relativamente baja. Además,
sería deseable tener células con una configuración de tal manera
que facilite la fabricación de éstas.
La publicación de la patente japonesa N°. 2000
100412A expone un colector de corriente para una pila que incluye
un terminal y una banda colectora que se extienden radialmente con
aberturas múltiples de perímetro abierto.
La presente invención proporciona un colector de
corriente según la reivindicación 1 independiente. Unas formas de
realización preferidas de la invención son citadas en las
reivindicaciones dependientes.
Se puede entender mejor la invención
reivindicada según las formas de realización descritas a
continuación. En general, las formas de realización descritas
describen formas de realización preferidas de la invención. El
lector atento notará, no obstante, que algunos aspectos de las
formas de realización descritas se extienden más allá del objetivo
de las reivindicaciones. Con respecto al hecho de que las formas de
realización descritas se extienden así más allá del objetivo de las
reivindicaciones, se debe considerar que las formas de realización
descritas están en forma de informaciones anteriores adicionales y
no constituyen definiciones de la invención en sí. Esto también es
válido para la "Breve descripción de los dibujos" posterior
así como para la "Descripción detallada de la invención."
La presente descripción se refiere a una célula
de baja capacidad, de resistencia baja, de potencia elevada. En un
primer aspecto, la presente descripción se refiere a un ensamblaje
de bobinado para una pila. El ensamblaje de bobinado incluye una
placa de electrodo positivo, una placa de electrodo negativo, una
hoja de separador, y un colector de corriente. Las placas positiva
y negativa y la hoja de separación son bobinadas en una relación de
recubrimiento de tal manera que la hoja de separación está situada
entre las placas positiva y negativa, un borde superior expuesto de
la placa de electrodo positivo está separado longitudinalmente
desde un borde superior no expuesto adyacente de la placa negativa,
y un borde inferior expuesto de la placa de electrodo negativo está
separado longitudinalmente desde un borde inferior no expuesto de
dicha placa de electrodo positivo. El colector de corriente está
conectado a uno de los bordes expuestos de una de las placas de
electrodo positivo y negativo, y, en consecuencia, está separado del
borde inferior no expuesto de la otra placa de electrodo (es decir,
la placa no unida). El colector de corriente incluye una parte de
montaje de terminal y una banda colectora que se extiende
radialmente. La banda colectora del colector de corriente incluye
un perímetro, al menos una abertura de perímetro abierta situada en
el perímetro y que se extiende radialmente hacia el interior desde
allí, y al menos una abertura interna cerrada situada entre la parte
de terminal y el perímetro. En esta configuración, el colector de
corriente puede facilitar un flujo de corriente desde la placa de
electrodo a la que está conectado a través de un terminal y dentro
de un circuito externo, suministrando así una célula capaz de
entregar rápidamente una corriente alta. Además, esta configuración
puede simplificar la fijación del colector de corriente a una placa
de electrodo adyacente mediante un acceso provisto para una
herramienta de fijación (tal como un dispositivo de soldadura) en
ambas posiciones interna y de perímetro sobre el colector de
corriente.
El ensamblaje de bobinado es particularmente
adecuado para un uso con placas de electrodos positivo y negativo y
colectores de corriente hechos de materiales con un contenido de
plomo. En una forma de realización, el colector de corriente
incluye múltiples aberturas de perímetro, múltiples aberturas
internas, o ambas (cada una o ambas pueden estar separadas
circunferencialmente equidistantes las unas de las otras).
Preferiblemente, los colectores de corriente de la configuración
descrita están fijados sobre las dos extremidades del ensamblaje de
bobinado. Además, preferiblemente, el bobinado está situado en un
contenedor y terminales añadidos a los colectores de corriente para
formar una célula para una pila.
En un segundo aspecto, la presente descripción
se refiere a un ensamblaje de bobinado para una célula que incluye
placas de electrodos positivo y negativo y un separador bobinado
circunferencialmente como se ha descrito anteriormente, así como
colectores de corriente fijados al borde superior de la placa de
electrodo positivo y al borde inferior de la placa de electrodo
negativo. Al menos uno de los colectores de corriente está hecho de
un tercer material e incluye una parte de montaje de terminal y una
banda colectora que se extiende radialmente. La banda colectora
incluye una parte colectora de al menos un área ahuecada dentro de
la parte colectora, y una abertura situada al interior del área
ahuecada. En esta configuración, la aplicación de calor a una
temperatura y duración preseleccionadas puede hacer que el área
ahuecada y el borde de placa de electrodo se fundan en una unión
(por la similitud de masa térmica), mientras que la forma de la
parte colectora permanece sustancialmente sin cambios. El resultado
es que la fijación del colector de corriente a la placa de
electrodo adyacente se realiza más fácilmente.
Como en el primer aspecto de la presente
descripción, el ensamblaje de bobinado descrito anteriormente es
particularmente adecuado para un uso con placas de electrodos
positivo y negativo y colectores de corriente hechos de materiales
con un contenido de plomo. En una forma de realización, el colector
de corriente incluye aberturas múltiples de perímetro, aberturas
múltiples internas o las dos (de las cuales cada una o las dos
pueden estar separadas circunferencialmente equidistantes las unas
de las otras). Preferiblemente, los colectores de corriente de la
configuración descrita están fijados sobre las dos extremidades del
ensamblaje de bobinado. Además, preferiblemente, el bobinado será
colocado en un contenedor y los terminales añadidos a los
colectores de corriente para formar una célula para una pila.
En un tercer aspecto, la presente descripción se
refiere a un ensamblaje de recubrimiento para una célula de pila.
El ensamblaje de recubrimiento incluye un recubrimiento interno
incluyendo una salida de aire y un recubrimiento externo fijado al
recubrimiento interno en una relación de recubrimiento. El
recubrimiento externo incluye una nervadura que se extiende hacia
abajo situada directamente sobre la salida de aire. El ensamblaje de
recubrimiento adicional incluye un diafragma flexible situado en la
salida de aire que incluye una proyección que se extiende hacia
arriba para entrar en contacto con la nervadura del recubrimiento
externo. En esta configuración, la interacción entre la nervadura y
la proyección mantiene el diafragma en su sitio en la salida de
aire para que el electrolito no salga de la cavidad de la célula,
permite también la ventilación de la cavidad de pila en caso de que
la presión al interior se vuelva excesiva.
La figura 1 es una vista de sección frontal de
una célula de la invención.
La figura 2 es una vista en perspectiva
despiezada de la célula de la figura 1.
La figura 3 es una vista en perspectiva ampliada
de las placas de electrodos positivo y negativo y la hoja de
separación de la célula de la figura 1.
La figura 4 es una vista en perspectiva ampliada
del colector de corriente y un terminal de la célula de la figura
1.
La figura 5 es una vista de sección del colector
de corriente tomada a lo largo de las líneas 5-5 de
la figura 4.
La figura 6 es una vista de sección ampliada del
ensamblaje de recubrimiento superior incluyendo el diafragma.
La figura 7 es una vista superior de una pila
comprendiendo células múltiples de la invención.
Unas formas de realización de la invención serán
descritas ahora totalmente en referencia a los dibujos anexos. Esta
invención no obstante, puede ser realizada en muchas formas
diferentes y no debe ser interpretada como limitada a las formas de
realización expuestas aquí; al contrario, estas formas de
realización son provistas para que esta descripción sea detallada y
completa, e incluya totalmente el objetivo de la invención para los
expertos en la técnica. Los mismos números se refieren a
componentes similares en cualquier parte. Las dimensiones de
algunos componentes pueden ser exageradas para mayor claridad.
En referencia ahora a las figuras, una célula,
normalmente designada por 20, está ilustrada en la figura 1. La
célula 20 incluye un contenedor externo cilíndrico 22, placas de
electrodos positivo y negativo 24, 30 bobinadas en espiral con una
hoja de separación 36 en un bobinado 38 (véase figura 3),
colectores de corriente superiores e inferiores 40A, 40B (que forman
junto con el bobinado 38 un ensamblaje de bobinado 38A), y
ensamblajes de recubrimiento superiores e inferiores 60A, 60B.
Estos componentes son descritos más detalladamente a
continuación.
El contenedor 22 es, ilustrativa y
preferiblemente, cilíndrico y está hecho de un material aislante
eléctricamente, tal como un material polimérico (algunos ejemplos
incluyen policarbonato,
acrilonitrilo-butadieno-estireno, y
mezclas y copolímeros de los mismos) o un metal revestido con
polímero (unos ejemplos incluyen aluminio y acero dulce pintado).
Más que cilíndrico, el contenedor 22 puede de manera alternativa
tener otras formas, incluyendo aquellas en las que su sección
transversal es oval, elíptica, o alguna otra forma no circular, como
las formas descritas en la solicitud divisionaria del solicitante
de serie N° 09/368,769 (solicitud 769), en su totalidad. Sin tener
en cuenta su forma, el contenedor 22 o contenedor alternativo
debería tener unas dimensiones tales que, cuando el bobinado 38
está situado al interior de éste, el electrodo positivo 24,
electrodo negativo 30 y separador 36 están comprimidos, ya que tal
compresión puede incrementar el contacto entre estos componentes y
de ese modo mejorar el rendimiento de
la pila.
la pila.
Volviendo ahora a la figura 3, donde el bobinado
38 está ilustrado en aislamiento, el electrodo positivo 24 y
electrodo negativo 30 son capas finas dispuestas según una
configuración bobinadas circunferencialmente alrededor de un eje
A donde éstas están dispuestas sin estar en contacto directo
entre sí por el separador 36. Como se utiliza en este caso, el
término "bobinadas circunferencialmente" en referencia a una o
más capas significa que la capa define un trayecto alrededor de un
eje central en el que, para un ángulo determinado relativo a una
línea de base imaginaria que se extiende normal con respecto al
eje, unas capas posteriores aumentan en distancia desde el eje. El
término está destinado a incluir trayectos en espiral no circulares,
como aquellos en los que el trayecto formado por una capa tiene una
forma generalmente elíptica, oblonga u oval, así como trayectos en
espiral en los que una forma de bobinado circunferencialmente
circular, elíptica u oval es aplanada en cierta medida, como por la
aplicación de presión desde los lados opuestos. Tales formas están
descritas en la solicitud 769 indicada anteriormente.
Los materiales para el electrodo positivo 24 y
electrodo negativo 30 deberían ser seleccionados en una forma de
tal manera que éstos tengan la capacidad de exponer la relación
electroquímica deseada para la generación de energía eléctrica. De
forma similar, el material para el separador 36 debería ser
seleccionado para mejorar esta relación electroquímica. Además, los
materiales para los electrodos positivo y negativo 24, 30 y el
separador 36 deben tener suficiente flexibilidad y resistencia para
ser bobinados de manera adecuada circunferencialmente y formados
después según la forma deseada. Ejemplos de materiales para el
electrodo positivo 24 incluyen materiales con un contenido de
plomo, tales como óxidos de plomo y sulfatos de plomo. Como se
utiliza en este caso, "material con un contenido de plomo"
significa que el material contiene al menos el 50 por ciento en
peso de plomo; materiales preferidos con un contenido de plomo
incluyen al menos el 68 por ciento en peso de plomo. Algunos
ejemplos de materiales para el electrodo negativo 30 incluyen
materiales con un contenido de plomo tales como el óxido de plomo y
sulfatos de plomo. Algunos ejemplos de materiales para el separador
36 incluyen microfibras de vidrio y particularmente materiales
poliméricos orgánicos. En una forma de realización, los electrodos
positivo y negativo son materiales con un contenido de plomo, y el
separador es una hoja polimérica reforzada con vidrio u otras
microfibras. Estos materiales son citados en detalle en la
solicitud 769.
En referencia también a la figura 3, el
electrodo positivo 24 y electrodo negativo 30 son bobinados
circunferencialmente de tal forma que el borde superior 26 del
electrodo positivo 24 está separado longitudinalmente a lo largo
del eje A del borde superior 32 de la placa de electrodo
negativo 30. Preferiblemente, esta separación es de aproximadamente
2,540 x 10^{-3} y 5,080 x 10^{-3} m (0,1 y 0,2 pulgadas), con
una separación preferida de 3,175x10^{-3} (0,125 pulgadas). De
forma similar, el borde inferior 34 de la placa de electrodo
negativo 30 está separado longitudinalmente a lo largo del eje A del
borde inferior 28 del electrodo positivo 24, con una separación
similar tal y como se ha descrito anteriormente para los bordes
superiores 26, 32 preferidos. En esta configuración el borde
superior 26 del electrodo positivo 24 está provisto, para un
contacto eléctrico, del colector de corriente 40A sin que el
electrodo negativo 30 esté en contacto eléctrico con éste; de forma
similar, el electrodo negativo 30 puede estar en contacto eléctrico
con el colector de corriente 40B sin que el colector de corriente
40B esté en contacto eléctrico con el electrodo positivo 24. Tal
configuración está descrita en las patentes estadounidenses N°
5,047,300; 5,045,086; y 5,368,961 para Juergens y 5,677,078 para
Juergens et al.
En referencia ahora a la figura 4, el colector
de corriente 40A de la forma de realización descrita tiene una
configuración esencialmente idéntica a la del colector de corriente
40B (con el colector de corriente 40B orientado "al revés" con
respecto al colector de corriente 40A); de este modo, sólo el
colector de corriente 40A será descrito aquí, con el fin de
entender que la discusión de éste puede ser aplicada también al
colector de corriente 40B.
El colector de corriente 40A incluye un terminal
cilíndrico 42 y una banda colectora 43 que incluye una parte de
montaje de terminal 44 y una parte colectora 46. La extremidad
inferior del terminal 42 es introducida en la parte de montaje de
terminal 44, y el resto del terminal 42 se extiende hacia arriba
desde ahí. En esta configuración, el terminal 42 y la banda
colectora 43 pueden ser fabricados en forma de componente unitario
individual disponiendo más abajo el terminal 42 en la parte de
montaje de terminal 44 durante el moldeo de la banda colectora 43.
De manera alternativa, el terminal 42 puede ser montado en la parte
de montaje de terminal 44 de otras formas, tal como soldado sobre
ésta. De manera ilustrativa, el terminal 42 incluye ambas roscas
externa e interna para facilitar la fijación de otros
componentes.
Preferiblemente, el terminal 42 está hecho de un
material de conductividad elevada, tal como cobre puro, latón o
cualquier otra aleación con un contenido de cobre, y tiene un área
de sección transversal relativamente alta para reducir la
resistencia a la corriente eléctrica. Por ejemplo, si la célula 20
está diseñada para entregar 200 amperios de corriente,
preferiblemente el terminal 42 tendrá un área de sección
transversal de al menos aproximadamente 5,161 X
10^{-5}m^{2}(0,008 in^{2}).
En referencia también a la figura 4, la parte de
montaje de terminal 44 está situada generalmente en el centro de la
banda colectora 43. La parte de montaje de terminal 44 es bastante
más gruesa que la parte colectora 46 para que la extremidad inferior
del terminal 42 pueda ser introducida al interior de ésta y reducir
la resistencia eléctrica.
La parte colectora 46 es en una forma
ilustrativa generalmente circular, aunque la parte colectora 46
puede presentar formas ovoide, elíptica, y otras descritas en la
solicitud 769 para corresponder a la forma del bobinado 38. La
parte colectora 46 se acopla en su interior con la parte de montaje
de terminal 44 e incluye una superficie superior generalmente plana
48 y una superficie inferior generalmente plana 50 (véase figura
5), cuyas partes están fijadas al borde superior 26 del electrodo
positivo 24.
Unas ranuras de perímetro abiertas 52 se
extienden radialmente hacia el interior del perímetro de la parte
colectora 46. Ilustrativa y preferiblemente, éstas están separadas
por igual circunferencialmente alrededor del perímetro de la parte
colectora 46. Además, unas ranuras internas cerradas que se
extienden radialmente 54 se incluyen en la parte colectora 46; éstas
están separadas también por igual circunferencialmente alrededor de
la parte colectora 46 y, ilustrativa y preferiblemente, están
dispuestas en un patrón alterno circunferencialmente de tal manera
que una ranura interna 54 reside entre cada par de ranuras de
perímetro adyacentes 52 y viceversa.
Las ranuras de perímetro e internas 52, 54 están
incluidas en la parte colectora 46 para proporcionar un acceso
directo a una herramienta de soldadura o cualquier otro dispositivo
de unión diseñado para interconectar la parte colectora 46 con el
borde superior del electrodo positivo 26 en los lugares donde la
parte colectora 46 y el borde superior 26 se juntan.
Preferiblemente, las ranuras 52, 54 tienen una anchura entre
aproximadamente 1,016 x 10^{-3} y 4,826 x 10^{-3} m (0,04 y
0,19 pulgadas), pero pueden tener dimensiones diferentes con
herramientas de soldadura diferentes.
Por supuesto, los expertos en esta técnica
apreciarán el hecho de que otros modelos de abertura puedan ser
empleados también en colectores de corriente con la invención. Por
ejemplo, las ranuras 52, 54 como se ilustra tienen una anchura
sustancialmente uniforme; no obstante, unas configuraciones
alternativas pueden incluir aberturas de anchura no uniformes,
tales como aberturas que se ensanchan o se estrechan externamente
con una distancia en aumento desde la parte de montaje del terminal
44. Además, todas las ranuras pueden ser ranuras de perímetro
abiertas, o todas las ranuras pueden ser ranuras internas cerradas
según se desee. El patrón de abertura de la parte colectora 46
debería permitir la fijación de varios puntos sobre el borde
superior del electrodo positivo 26 a la parte colectora 46 y,
preferiblemente, debería permitir el desplazamiento de la corriente
por un trayecto relativamente directo desde el borde superior 26
del electrodo positivo 24 a la parte de montaje de terminal 44.
La banda colectora 43 puede estar formada en una
unidad contigua de un material de alta conductividad que es
compatible para una fijación al borde superior 26 del electrodo
positivo 24 y que puede transportar la corriente desde el borde
superior del electrodo positivo 26 hacia el terminal 42. Por
ejemplo, si el electrodo positivo 24 está hecho de un material con
un contenido de plomo, preferiblemente la banda colectora 43 está
formada también de un material con un contenido de plomo, tal como
plomo "puro" (es decir, un material que incluye al menos el 99
por ciento de
plomo).
plomo).
En referencia también a la figura 4 y en
referencia también a la figura 5, cada una de las ranuras de
perímetro 52 y ranuras internas 54 está rodeada por un área
ahuecada 56 (ejemplos de ranura interna 54 y de su área ahuecada
anexa 56 están ilustrados en la figura 5). El área ahuecada 56 está
definida por una superficie superior 58 que es inferior y
sustancialmente paralela a la superficie superior 48 de la parte
colectora 46. El espesor T del área ahuecada 56 (es decir, medido
entre la superficie superior 58 del área ahuecada 56 y la
superficie inferior 50 de la parte colectora 46) está seleccionado
de tal forma que el área ahuecada 56 tenga una masa térmica
sustancialmente similar a la del borde superior 26 del electrodo
positivo 24. De esta manera, cuando el calor de una temperatura y
duración preseleccionadas es aplicado al área ahuecada 56 y al
borde superior 26 del electrodo positivo 24, estas áreas se
ablandan (y quizás se fusionan) y se sueldan juntas para formar una
conexión. No obstante, el espesor T del resto de la parte colectora
46 (es decir, medido entre la superficie superior 48 y la superficie
inferior 50 de la parte colectora 46) es suficiente para que su
masa térmica le permita resistir a la fusión durante la aplicación
del calor suficiente para fundir el área ahuecada 56 y el borde
superior 26. De esta manera, la parte colectora 46 se encuentra
pegada al electrodo positivo 24 sin deformación significante de las
áreas no ahuecadas de la parte colectora 46.
Según un ejemplo, para un electrodo positivo 24
formado de un material con un contenido de plomo que tiene un
espesor de 1 mm y una parte colectora 46 formada de plomo puro con
un área ahuecada 56 de un espesor t de 0,8 mm, el resto de la parte
colectora 46 puede tener un espesor T de al menos 1,5 mm y su forma
no experimenta un cambio significante durante la aplicación de
calor al área ahuecada 56 y al borde superior 26 del electrodo
positivo 24 en forma de soplete de soldadura a 327,2°C (621°F)
durante una duración de algunos milisegundos. El resultado es que,
el electrodo positivo 24 puede ser fijado al área ahuecada 56 sin
afectar adversamente la forma (y sucesivamente, el rendimiento) del
área no ahuecada de la parte colectora 46. Por supuesto, otras
combinaciones de los espesores t y T de la parte colectora 46 y el
espesor del electrodo positivo 24 y la temperatura y duración de
aplicación pueden ser adecuadas también para su uso con la
invención.
Como se ha indicado más arriba en la forma de
realización ilustrada, el colector de corriente 40B tiene una
configuración idéntica a la del colector de corriente 40A. De esta
manera, la discusión precedente con respecto al colector de
corriente 40A es también aplicable al colector de corriente 40B con
la excepción de que la superficie inferior del colector de corriente
40B está unida al borde inferior 32 del electrodo negativo 30, cuyo
resultado es que el terminal 42 del colector de corriente 40B se
extiende hacia abajo. Los colectores de corriente también pueden
tener configuraciones alternativas, como por ejemplo una que carece
de cavidades (alrededor de las ranuras de perímetro e internas o
una con ranuras sólo internas). Según otros ejemplos de
alternativas, el colector puede carecer de parte de montaje de
terminal que no varia en espesor desde la parte colectora o la
parte colectora puede ser estrechada para que ésta tenga un espesor
en aumento desde el perímetro hasta el centro.
En referencia a las figuras 1 y 2, las
extremidades de la célula 20 son selladas por los ensamblajes de
recubrimiento superior e inferior 60A, 60B. Los ensamblajes de
recubrimiento 60A, 60B tienen una configuración bastante similar,
por lo que sólo el ensamblaje de recubrimiento superior 60A será
descrito aquí, con las diferencias determinadas en el ensamblaje de
recubrimiento inferior 60B.
El ensamblaje de recubrimiento superior 60A
incluye un recubrimiento interno 62 que es de manera ilustrativa
generalmente circular, aunque la forma del recubrimiento interno 62
también puede tener otras configuraciones; ésta se ajusta
preferiblemente a la forma del bobinado 38 y del colector de
corriente 40. El recubrimiento interno 62 incluye una nervadura
circular central 64 en su superficie inferior que se extiende hacia
abajo para contactar la superficie superior 48 del colector de
corriente 40A. Una abertura central 72 recibe y rodea la parte de
montaje del terminal 44 del colector de corriente 40A y del
terminal 42.
El recubrimiento interno 62 está formado
típicamente de un material polimérico o de un metal revestido con
polímero. Está formado preferiblemente de un material que puede ser
fijado fácilmente al borde superior del contenedor 22 (tal como una
soldadura por calor o ultrasonidos o una unión adhesiva).
Una salida de aire circular 66 (vista mejor en
la figura 6) está situada excéntricamente en el recubrimiento
interno 62 para disponer éste último sobre una pequeña área de la
parte colectora 46 del colector de corriente 40A. Un diafragma
flexible 68 que posee bornes que se extienden hacia arriba y hacia
abajo 70 cubre la salida de aire 66 y puede proveer un cierre
estanco al gas entre la cavidad de la célula 20 y el ambiente
exterior. Este cierre retiene el electrolito contenido en la
célula; no obstante, en caso de que la célula 20 genere una presión
interna sustancial (por ejemplo cuando la célula se encuentra en un
estado elevado de sobrecarga, que puede provocar una recombinación
de oxígeno ineficiente; el oxígeno no combinado puede producir un
aumento significativo de la presión al interior de la célula), los
bordes del diafragma 68 pueden plegarse hacia arriba lejos de la
salida de aire 66, permitiendo así liberar la presión interna.
Ejemplos de materiales para el diafragma incluyen EPDM y caucho de
neopreno.
Una junta anular 74 rodea la parte de montaje
del terminal 44 del colector de corriente 40A y se acopla al
interior de la nervadura central 64 del recubrimiento interno 62.
Como el diafragma 68, la junta 74 sella el terminal 42 y el
ambiente exterior desde el electrolito presente al interior de la
célula 20. Una tuerca 76 es enroscada sobre las roscas externas del
terminal 42 y comprime la junta 74 contra la sección dirigida
radialmente hacia adentro de la banda colectora 43 para proporcionar
un cierre estanco al gas en esa posición. La junta está formada
típicamente de caucho EPDM.
El ensamblaje de recubrimiento superior 60A
incluye también un recubrimiento externo 80 que reposa sobre el
recubrimiento interno 62 y está soldado o si no fijado al perímetro
de éste. El recubrimiento externo 80 incluye una nervadura central
82 de forma hexagonal que se extiende hacia abajo, al interior de
la cual reside la tuerca hexagonal 76; la nervadura central 82
impide que la tuerca 76 se afloje una vez que ésta ha sido
apretada. Además, el recubrimiento externo 80 incluye una nervadura
intermedia circular que se extiende hacia abajo 84 que está
dispuesta para aplicar una fuerza hacia abajo al borne que se
extiende hacia arriba 70 del diafragma 68 cuando el recubrimiento
externo 80 se encuentra en su sitio. En esta configuración, la
nervadura intermedia 84 es capaz de mantener el diafragma 68 en su
posición para proporcionar un cierre exterior que impida la fuga de
electrolito. Una nervadura externa 85 se extiende hacia abajo desde
la parte de perímetro del recubrimiento externo 80 para facilitar
la fijación del recubrimiento externo 80 al recubrimiento interno
62. El recubrimiento externo 80 incluye también una abertura 86 que
recibe el terminal 42, que se extiende después sobre el
recubrimiento externo 80 para proporcionar un componente de contacto
para un borne u otro elemento de conexión.
El recubrimiento externo 80 está formado
típicamente de un material polimérico o un metal revestido con
polímero. El material del recubrimiento externo 80 es
preferiblemente un material que facilita la fijación del
recubrimiento externo al recubrimiento interno 62. Por ejemplo, si
el recubrimiento interno 62 está hecho de un material polimérico, y
los recubrimientos interno y externo 80 deben estar unidos por
soldadura, el recubrimiento externo 80 también debería estar
formado con el mismo material polimérico o un material que tenga
propiedades físicas que lo hagan compatible con una soldadura al
material del recubrimiento interno 62.
El ensamblaje de recubrimiento inferior 60B
incluye un recubrimiento externo 80 y una junta 74 que son
idénticos al recubrimiento externo 80 y la junta 74 del ensamblaje
del recubrimiento superior 60A. El recubrimiento interno 62
asociado al ensamblaje del recubrimiento inferior carece de salida
de aire 66; por lo que, el diafragma 68, es omitido también, aunque
también se puede emplear un recubrimiento interno idéntico 62. Los
materiales descritos anteriormente para los recubrimientos interno
y externo 62, 80 y el diafragma 68 del ensamblaje del recubrimiento
superior 60A deben ser adecuados también para el ensamblaje del
recubrimiento inferior 60B.
La célula 20 es ensamblada por un primer
bobinado circunferencialmente de los electrodos positivo y negativo
24, 30 y el separador 36 en el bobinado 38 de tal forma que los
bordes superior e inferior de los electrodos positivo y negativo
24, 30 están separados longitudinalmente como se ha descrito
anteriormente. El colector de corriente superior 40A está situado
en contacto con el borde superior 26 del electrodo positivo 24 y
está soldado a éste por inserción de una herramienta de soldadura
en el perímetro individual y las ranuras internas 52, 54. Durante
la soldadura, las áreas ahuecadas 56 de las ranuras 52, 54 tienden
a fundirse, así como las áreas del borde superior 26 del electrodo
positivo 24, ya que sus masas térmicas son similares, pero el resto
de la parte colectora 46 conserva su forma. Se prefiere formar
soldaduras entre el borde superior 26 y la parte colectora 46 lo
más posible encima del área de superficie para facilitar el paso de
la corriente. Un vez fijado el colector de corriente 40A, el
proceso se repite para la fijación del colector de corriente 40B al
borde inferior 32 del electrodo negativo 30 para completar la
formación del ensamblaje de bobinado 38A. El ensamblaje de bobinado
38A es insertado después en el contenedor 22. Las juntas 74 son
deslizadas sobre las partes de montaje de terminal 44 de los
colectores de corriente 40A, 40B, y las tuercas 76 son enroscadas
sobre las roscas externas de los terminales 42. Los recubrimientos
internos 62 son después soldados ultrasónicamente o bien fijados a
los perímetros superior e inferior del contenedor 22. Una solución
de electrolito es añadida a los electrodos positivo y negativo 24,
30 a través de la salida de aire 66. El diafragma 68 está situado
sobre la salida de aire 66, y los recubrimientos externos 80 son
soldados ultrasónicamente a los recubrimientos internos 62, con la
nervadura central 82 de cada acoplamiento de recubrimiento sobre la
tuerca 76 y la nervadura medial 84 del recubrimiento externo 80
presionando hacia abajo el borne 70 del diafragma 68 para mantenerlo
en su posición. Un conector terminal puede ser enroscado después en
las roscas internas del terminal 42 para proporcionar un punto de
conexión a un circuito
externo.
externo.
Una vez completada, se configura la célula 20
para llevar eficazmente la corriente desde el bobinado 38 a los
colectores de corriente 40A, 40B, hacia el terminal 42 y fuera de
la célula 20. La configuración de los colectores de corriente 40A,
40B permite que éstos estén unidos rápidamente a muchos puntos a lo
largo de los bordes de los electrodos 24, 30 a través del acceso
proporcionado por las ranuras 52, 54 sin cambio sustancial de la
forma de la parte colectora 46. La configuración de las ranuras 52,
54 permite que la corriente se desplace en un trayecto de
resistencia directa hacia el terminal 42. El propio terminal 42,
con una selección apropiada de dimensiones y material, puede servir
para mejorar el flujo de corriente. De esta manera, la configuración
presente puede permitir que la célula proporcione propiedades de
flujo de corriente deseables para las pilas, particularmente las
que deben ser usadas en aplicaciones de alto rendimiento como
vehículos híbridos, vehículos eléctricos, y herramientas portátiles
con motor, aunque los expertos en esta técnica reconocerán que la
célula 20 puede ser adecuada para un uso en otras muchas
aplicaciones también.
Particularmente, los ensamblajes de
recubrimiento 60A, 60B ayudan también a fabricar la célula 20, ya
que permiten al fabricante fijar un recubrimiento que incluye una
salida de aire en el contenedor 22, y realizar esta operación
rápidamente. La presencia de la nervadura intermedia 84 y el
montante 70 permite al diafragma 68 permanecer en posición sin otra
estructura de retención, y las configuraciones de los recubrimientos
interno y externo 62, 80 permiten que éstos sean fijados
rápidamente entre sí y al contenedor 22.
Los expertos en esta técnica reconocerán que la
célula de la invención puede ser usada individualmente o en
conjunción con una pluralidad de células para formar una pila
multicelular (como se muestra por 100 en la figura 7, que incluye
seis células de interconexión 20). Si se tiene que usar una
pluralidad de células, los terminales de las células son
típicamente conectados eléctricamente por cables, correas
metálicas, o similares. Las células interconectadas pueden estar
colocadas después en un único alojamiento 101.
Lo anterior es ilustrativo de la invención y no
debe ser interpretado como una limitación de ésta. Aunque se hayan
descrito unos ejemplos de formas de realización de esta invención,
los expertos en la técnica apreciarán fácilmente que muchas
modificaciones son posibles en las formas de realización ejemplares
sin salirse materialmente de las nuevas enseñanzas y ventajas de
esta invención. En consecuencia, todas estas modificaciones están
destinadas a ser incluidas en el campo de esta invención tal y como
se define en las reivindicaciones. La invención está definida por
las reivindicaciones siguientes.
\newpage
Esta lista de referencias citada por el
solicitante ha sido recopilada exclusivamente para información del
lector. No forma parte del documento de patente europea. La misma ha
sido confeccionada con la mayor diligencia; la OEP sin embargo no
asume responsabilidad alguna por eventuales errores u
omisiones.
- - DE 2000100412 A [0006]
- - US 5368961 A, Juergens [0020]
- - US 5047300 A [0020]
- - US 5677078 A, Juergens [0020]
- US 5045086 A [0020].
Claims (21)
1. Colector de corriente para un ensamblaje de
bobinado de una pila, dicho colector de corriente
comprendiendo:
- una parte de montaje de terminal; y una banda colectora conectada a dicha parte de montaje de terminal, dicha banda colectora teniendo una parte colectora e incluyendo al menos un área ahuecada al interior de dicha parte colectora y una abertura situada al interior de dicha área ahuecada.
2. Colector de corriente definido en la
reivindicación 1, comprendiendo también un terminal montado en y
extendiéndose hacia arriba desde dicha parte de montaje de
terminal.
3. Colector de corriente definido en la
reivindicación 2, donde dicho terminal está formado por un material
con un contenido de cobre.
4. Colector de corriente definido en la
reivindicación 1, donde dicha parte de montaje de terminal y dicha
banda colectora son formados integralmente en un material con un
contenido de plomo.
5. Colector de corriente definido en la
reivindicación 1, donde al menos dicha abertura es al menos una
ranura que se extiende radialmente.
6. Colector de corriente definido en la
reivindicación 5, donde al menos dicha área ahuecada es una
pluralidad de áreas ahuecadas, y al menos dicha ranura es una
pluralidad de ranuras que se extienden radialmente, cada una de
dichas ranuras estando situada en una de dichas áreas ahuecadas
respectivas.
7. Colector de corriente definido en la
reivindicación 6, donde al menos una de dicha pluralidad de ranuras
tiene una extremidad abierta situada en un perímetro de dicha parte
colectora.
8. Colector de corriente definido en la
reivindicación 6, donde al menos una de dicha pluralidad de ranuras
tiene extremidades cerradas y está situada entre dicha parte de
terminal y un perímetro de dicho parte colectora.
9. Colector de corriente definido en la
reivindicación 7, donde dicha al menos una de dichas aberturas con
una extremidad abierta comprende aberturas múltiples con una
extremidad abierta separadas generalmente en forma circunferencial
equidistantes las unas de las otras.
10. Colector de corriente definido en la
reivindicación 8, donde dicha al menos una abertura con
extremidades cerradas comprende aberturas múltiples con
extremidades cerradas separadas en forma generalmente
circunferencial equidistantes las unas de las otras.
11. Ensamblaje de bobinado para una pila,
comprendiendo:
una placa de electrodo positivo;
una placa de electrodo negativo;
una hoja de separación;
dichas placas positiva y negativa y dicha hoja
de separación siendo bobinadas en una relación de recubrimiento de
tal manera que dicha hoja de separación está situada entre dichas
placas positiva y negativa, y de tal manera que un borde superior
expuesto de dicha placa de electrodo positivo está separado
longitudinalmente de un borde superior no expuesto de dicha placa
negativa, y de tal manera que un borde inferior expuesto de dicha
placa negativa está separado longitudinalmente de un borde inferior
no expuesto de dicha placa positiva;
un primer colector de corriente tal y como se
define en la reivindicación 1 conectado a dicho borde superior de
dicha placa de electrodo positivo y separado de dicho borde
superior de dicha placa de electrodo negativo; y
un segundo colector de corriente tal como se
define en la reivindicación 1 conectado a dicho borde inferior de
dicha placa de electrodo negativo y separado de dicho borde
inferior de dicha placa de electrodo positivo.
12. Ensamblaje de bobinado definido en la
reivindicación 11, donde dicha placa de electrodo positivo tiene un
primer espesor y está formada de un primer material, dicha placa de
electrodo negativo tiene un segundo espesor y está formado de un
segundo material, dicha banda colectora está formada de un tercer
material y tiene un tercer espesor, dicha área ahuecada tiene un
cuarto espesor, y dichos primer, segundo, tercero y cuarto
espesores y dichos primer, segundo y tercer materiales son
seleccionados de tal forma que dicha área ahuecada y dicho borde
superior de placa de electrodo adyacente a ésta se funden durante la
aplicación de calor a éstos a una temperatura y duración
preseleccionadas, y dicha parte colectora no se funde durante la
aplicación de calor a dicha temperatura y duración
preseleccionadas.
13. Ensamblaje de bobinado definido en la
reivindicación 11, donde dicha parte colectora tiene un perímetro
que es sustancialmente circular.
14. Ensamblaje de bobinado definido en la
reivindicación 11, donde dicha parte colectora incluye una
superficie inferior, dicha área ahuecada incluye una superficie
superior, y dichas superficies superior e inferior son
sustancialmente paralelas.
15. Ensamblaje de bobinado definido en la
reivindicación 11, comprendiendo también un terminal que se
extiende hacia arriba desde dicha parte de montaje de terminal.
16. Ensamblaje de bobinado definido en la
reivindicación 15, donde dicho terminal está hecho de latón.
17. Célula para una pila, comprendiendo:
un contenedor vacío;
un ensamblaje de bobinado situado al interior de
dicho contenedor, dicho
ensamblaje de bobinado comprendiendo:
- una placa de electrodo positivo;
- una placa de electrodo negativo;
- una hoja de separación;
- dichas placas positiva y negativa y dicha hoja de separación estando bobinadas circunferencialmente en una relación de recubrimiento de tal forma que dicha hoja de separación está situada entre dichas placas de electrodos positivo y negativo, un borde superior expuesto de dicha placa de electrodo positivo está separado longitudinalmente de un borde superior no expuesto adyacente de dicha placa de electrodo negativo, y un borde inferior expuesto de dicha placa de electrodo positivo está separado longitudinalmente de un borde inferior no expuesto adyacente de dicha placa de electrodo negativo;
- un primer colector de corriente tal y como se define en la reivindicación 1 conectado a dicho borde superior de dicha placa de electrodo positivo y separado de dicho borde superior de dicha placa de electrodo negativo;
- un segundo colector de corriente tal y como se define en la reivindicación 1 conectado a dicho borde inferior de dicha placa de electrodo negativo y separado de dicho borde inferior de dicha placa de electrodo positivo;
- y unos primer y segundo terminales montados, respectivamente, en dichas partes de montaje de terminal de dichos primer y segundo colectores de corriente.
18. Célula definida en la reivindicación 17,
donde dicha placa de electrodo positivo tiene un primer espesor y
está hecha de un primer material, dicha placa de electrodo negativo
tiene un segundo espesor y está hecha de un segundo material, dicha
parte colectora está hecha de un tercer material y tiene un tercer
espesor, dicha área ahuecada tiene un cuarto espesor, y dichos
primer, segundo, tercer y cuarto espesores y dichos primer, segundo
y tercer materiales son seleccionados de tal forma que dicha área
ahuecada y dicho borde superior de placa de electrodo adyacente a
ésta se funden durante la aplicación de calor a éstos a una
temperatura y duración preseleccionadas, y dicha parte colectora no
se funde durante la aplicación de calor a dichas temperatura y
duración preseleccionadas.
19. Célula definida en la reivindicación 18,
comprendiendo también ensamblajes de recubrimiento fijados en unas
partes superior e inferior de dicho contenedor, cada uno de dichos
ensamblajes de recubrimiento superior e inferior incluyendo un
recubrimiento interno y un recubrimiento externo adyacente a dicho
recubrimiento interno, donde cada recubrimiento interno está
situado adyacente a uno de dichos primer y segundo colectores de
corriente respectivos.
20. Célula definida en la reivindicación 19,
donde uno de dichos recubrimientos internos incluye una abertura de
ventilación.
21. Célula definida en la reivindicación 20,
comprendiendo también una válvula de diafragma al interior de dicha
abertura de ventilación, donde dicha válvula de diafragma incluye
una proyección que se extiende hacia dicho recubrimiento externo, y
donde dicho recubrimiento externo adyacente incluye una nervadura
que se extiende hacia dicho recubrimiento interno y entra en
contacto con dicha proyección.
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| EP1471545B1 (en) * | 2003-04-11 | 2006-01-18 | Luxon Energy Devices Corporation | Super capacitor with high energy density |
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| US20070298317A1 (en) * | 2006-05-09 | 2007-12-27 | Ralph Brodd | Secondary electrochemical cell with increased current collecting efficiency |
| JP4966677B2 (ja) * | 2007-01-31 | 2012-07-04 | 日立ビークルエナジー株式会社 | 二次電池、及びその製造方法 |
| KR100889529B1 (ko) * | 2007-04-20 | 2009-03-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 |
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| CA2709661A1 (en) * | 2007-12-25 | 2009-07-02 | Byd Company Limited | Optimized dimensional relationships for an electrochemical cell having a coiled core |
| FR2927727B1 (fr) * | 2008-02-19 | 2017-11-17 | Batscap Sa | Ensemble de stockage d'energie electrique multibobines. |
| US8765291B2 (en) * | 2009-05-20 | 2014-07-01 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Rechargeable battery |
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| JP5547110B2 (ja) * | 2011-02-15 | 2014-07-09 | 日立ビークルエナジー株式会社 | 非水電解液二次電池 |
| US8488301B2 (en) * | 2011-02-28 | 2013-07-16 | Corning Incorporated | Ultracapacitor package design having slideably engagable bent tabs |
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| JP5852926B2 (ja) * | 2011-07-01 | 2016-02-03 | 株式会社Ｇｓユアサ | 蓄電素子及びスペーサ |
| JP5423856B1 (ja) * | 2012-09-28 | 2014-02-19 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置及び蓄電モジュール |
| KR102487890B1 (ko) * | 2015-08-25 | 2023-01-12 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 |
| AU2016371238A1 (en) * | 2015-12-14 | 2018-07-26 | Aquahydrex Pty Ltd | Method and system for efficiently operating electrochemical cells |
| GB2550617A (en) | 2016-05-26 | 2017-11-29 | Ou Skeleton Tech Group | Integrated carbon/carbon ultracapacitor of high power density and battery composed from said capacitors |
| FR3058265B1 (fr) * | 2016-10-31 | 2021-06-18 | Accumulateurs Fixes | Piece de connexion electrique pour accumulateur |
| US11738833B1 (en) | 2020-03-31 | 2023-08-29 | Bombardier Recreational Products Inc. | Fender system for a watercraft |
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| CN119481445A (zh) * | 2024-10-08 | 2025-02-18 | 中创新航科技集团股份有限公司 | 电池及电池组 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2438296C2 (de) * | 1974-08-09 | 1983-02-03 | Varta Batterie Ag, 3000 Hannover | Akkumulatoren mit Wickelelektroden |
| DE2537510C3 (de) | 1975-08-22 | 1979-05-31 | Woco Franz-Josef Wolf & Co, 6483 Bad Soden | Zweiteiliges Oberdruckventil |
| GB2086646A (en) | 1980-09-25 | 1982-05-12 | Chloride Group Ltd | Vent valves for batteries |
| US4529675A (en) * | 1984-11-21 | 1985-07-16 | General Electric Company | Rechargeable electrochemical cell having improved current collector means |
| US5047300A (en) | 1989-06-14 | 1991-09-10 | Bolder Battery, Inc. | Ultra-thin plate electrochemical cell |
| US5198313A (en) | 1989-06-14 | 1993-03-30 | Bolder Battery, Inc. | Battery end connector |
| US5045086A (en) | 1989-06-14 | 1991-09-03 | Bolder Battery, Inc. | Method for manufacture of electrochemical cell |
| US5368961A (en) | 1989-06-14 | 1994-11-29 | Bolder Battery, Inc. | Thin plate electrochemical cell |
| US5895728A (en) | 1995-09-27 | 1999-04-20 | Bolder Technologies Corp. | Battery case |
| US5677078A (en) | 1995-09-27 | 1997-10-14 | Bolder Technologies Corp. | Method and apparatus for assembling electrochemical cell using elastomeric sleeve |
| US5820639A (en) | 1996-09-20 | 1998-10-13 | Bolder Technologies Corporation | Method of manufacturing lead acid cell paste having tin compounds |
| JP3488064B2 (ja) | 1997-12-05 | 2004-01-19 | 松下電器産業株式会社 | 円筒型蓄電池 |
| JP4479013B2 (ja) * | 1998-02-13 | 2010-06-09 | 株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション | 円筒形電池 |
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| US6387561B1 (en) | 1998-10-13 | 2002-05-14 | Ngk Insulators, Ltd. | Electrolyte-solution filling method and battery structure of lithium secondary battery |
| WO2000055932A1 (en) * | 1999-03-15 | 2000-09-21 | Bolder Technologies Corporation | Tin-clad substrates for use as current collectors, batteries comprised thereof and methods for preparing same |
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