ES2974286T3 - Batería secundaria - Google Patents

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Jee Ho Kim
Yong Tae Lee
Myung Hoon Ko
Ki Youn Kim
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Abstract

La presente invención se refiere a una batería secundaria, y la batería secundaria según la presente invención comprende: un conjunto de electrodos en el que primeros electrodos, separadores y segundos electrodos están apilados alternativamente uno sobre otro; y una lata para acomodar el conjunto de electrodos, en donde los primeros electrodos tienen primeras partes no recubiertas de electrodos, que no están recubiertas con el material activo del electrodo, dispuestas en los extremos de uno de sus lados para sobresalir más que el separador con respecto a un eje central. en una dirección en la que se enrolla el conjunto de electrodos, los segundos electrodos tienen porciones no recubiertas del segundo electrodo, que no están recubiertas con el material activo del electrodo, dispuestas en los extremos de los otros lados de los mismos para sobresalir más que el separador con respecto a la parte central. eje en una dirección en la que se enrolla el conjunto de electrodos, y la lata comprende una primera lata y una segunda lata. Las porciones no recubiertas del primer electrodo hacen contacto con una primera porción de conexión proporcionada en un extremo de un lado de la primera lata, las porciones no recubiertas del segundo electrodo hacen contacto con una segunda porción de conexión proporcionada en un extremo del otro lado de la segunda lata, y al menos una de la primera porción de conexión y la segunda porción de conexión incluyen una porción de conexión saliente que tiene una forma que sobresale hacia el conjunto de electrodo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Batería secundaria
Referencia de cruce con solicitudes relacionadas
La presente solicitud reivindica los derechos de prioridad de la solicitud de patente coreana n.° 10-2018-0118989, presentada el 5 de octubre de 2018.
Sector de la técnica
La presente invención se refiere a una batería secundaria.
Estado de la técnica
Las baterías secundarias son recargables, a diferencia de las baterías principales, y también son muy capaces de tener tamaño compacto y alta capacidad. Así pues, recientemente se han llevado a cabo muchos estudios sobre baterías secundarias. A medida que aumentan el desarrollo tecnológico y la demanda de dispositivos móviles, la demanda de baterías secundarias como fuente de energía está aumentando rápidamente.
Las baterías secundarias se clasifican en celdas de tipo moneda, celdas de tipo cilíndrico, celdas de tipo prismático y celdas de tipo bolsa de acuerdo con la forma de una carcasa de batería. En una batería secundaria de este tipo, un conjunto de electrodos montado en una carcasa de batería es un dispositivo de generación de energía cargable y descargable que tiene una estructura en la que se apilan un electrodo y un separador.
El conjunto de electrodos puede clasificarse generalmente en un conjunto de electrodos de tipo rollo, un conjunto de electrodos de tipo apilado y un conjunto de electrodos de tipo apilado/plegado. En un conjunto de electrodos de tipo rollo, se interpone un separador entre un electrodo positivo y un electrodo negativo, cada uno de los cuales se proporciona en forma de una lámina recubierta con un material activo, y luego, se enrollan el electrodo positivo, el separador y el electrodo negativo. En un conjunto de electrodos de tipo apilado, una pluralidad de electrodos positivos y negativos con un separador entre ellos se apilan secuencialmente. En un conjunto de electrodos de tipo apilado/plegado, las celdas unitarias de tipo apilado se enrollan juntas con una película de separación que tiene una gran longitud. Entre ellos, el conjunto de electrodos de tipo rollo es ampliamente usado porque el conjunto de electrodos de tipo rollo tiene ventajas en cuanto a facilidad de fabricación y alta densidad de energía por peso. Una batería secundaria se divulga en los documentos US 2013/130066 A1, US 2005277020 A1 y KR 2015 0143030 A.
Objeto de la invención
Problema técnico
Un aspecto de la presente invención es proporcionar una batería secundaria que tenga una resistencia mínima y características de disipación de calor mejoradas.
Además, otro aspecto de la presente invención es proporcionar una batería secundaria ajena a cualquier serpenteo de un electrodo enrollado cuando una vaina y el electrodo están soldados entre sí.
De manera adicional, otro aspecto de la presente invención es proporcionar una batería secundaria en la que la resistencia y la desviación térmica del electrodo puedan mejorarse.
Solución técnica
Una batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente invención se define en el conjunto de reivindicaciones adjuntas, la batería secundaria comprende un conjunto de electrodos en el que un primer electrodo, un separador y un segundo electrodo están apilados alternativamente, y una vaina está configurada para acomodar el conjunto de electrodos, en donde el primer electrodo está dispuesto en un extremo del conjunto de electrodos en una dirección, de modo que una porción sin recubrimiento del primer electrodo, que no está recubierta con un material de electrodo activo, sobresale más que el separador con respecto a una dirección de un eje central de enrollamiento del conjunto de electrodos, el segundo electrodo está dispuesto en un extremo del conjunto de electrodos en la otra dirección, de modo que una porción sin recubrimiento del segundo electrodo, que no está recubierta con el material de electrodo activo, sobresale más que el separador con respecto a la dirección del eje central de enrollamiento del conjunto de electrodos, la vaina comprende una primera vaina y una segunda vaina, la primera porción de electrodo sin recubrimiento entra en contacto con una primera parte de conexión dispuesta en un extremo de un lado de la primera vaina, y la segunda porción de electrodo sin recubrimiento entra en contacto con una segunda parte de conexión dispuesta en un extremo del otro lado de la segunda vaina, y al menos una de la primera parte de conexión o la segunda parte de conexión comprende una parte de conexión protuberante que tiene una forma que sobresale del conjunto de electrodos en una dirección.
Efectos ventajosos
De acuerdo con la presente invención, el electrodo del conjunto de electrodos enrollado puede conectarse directamente a la vaina sin un miembro de conexión para minimizar la resistencia y mejorar las características de disipación de calor.
También, de acuerdo con la presente invención, la parte de conexión protuberante que sobresale hacia el conjunto de electrodos puede formarse en la vaina de modo que la soldadura entre la porción de electrodo sin recubrimiento del conjunto de electrodos y la vaina se realice independientemente de cualquier serpenteo del electrodo enrollado.
De manera adicional, de acuerdo con la presente invención, la posición de soldadura y el patrón de soldadura entre la vaina y la porción sin recubrimiento del electrodo pueden formarse uniformemente para mejorar la resistencia y la desviación térmica del electrodo.
Descripción de las figuras
La FIG. 1 es una vista en perspectiva de una batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente invención.
La FIG. 2 es una vista en sección transversal que ilustra un ejemplo de la batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente invención.
La FIG. 3 es una vista en perspectiva despiezada de la batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente invención.
La FIG. 4 es una vista en perspectiva conceptual de un conjunto de electrodos de la batería secundaria de acuerdo con la cuarta realización de la presente invención.
La FIG. 5 es una vista en perspectiva recortada que ilustra una porción de una primera vaina de la batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente invención.
La FIG. 6 es una vista en perspectiva recortada y ampliada que ilustra una porción de la batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente invención.
La FIG. 7 es una vista en perspectiva de una batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente invención.
La FIG. 8 es una vista en sección transversal que ilustra un ejemplo de la batería secundaria de acuerdo con otra realización de la presente invención.
La FIG. 9 es una vista en planta que ilustra un ejemplo de un estado en el que un primer electrodo está extendido antes de ser enrollado para formar la batería secundaria de acuerdo con otra realización de la presente invención. La FIG. 10 es una vista en perspectiva recortada y ampliada que ilustra una porción de la batería secundaria de acuerdo con otra realización de la presente invención.
La FIG. 11 es una vista en planta de la batería secundaria de acuerdo con otra realización de la presente invención. La FIG. 12 es una vista en planta que ilustra una porción de una primera vaina de la batería secundaria de acuerdo con otra realización de la presente invención.
La FIG. 13 es una vista conceptual que ilustra un ejemplo de un patrón de soldadura de la batería secundaria de acuerdo con otra realización de la presente invención.
Descripción detallada de la invención
Los objetivos, ventajas específicas y características novedosas de la presente invención resultarán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada en conjunto con los dibujos adjuntos. Cabe señalar que, en lo posible, los números de referencia se añaden a los componentes de los dibujos de la presente memoria descriptiva con números iguales, incluso si se ilustran en otros dibujos. También, la presente invención puede materializarse de diferentes maneras y no deberá interpretarse como limitada a las realizaciones expuestas en el presente documento. En la siguiente descripción de la presente invención, se omitirán las descripciones detalladas de las técnicas relacionadas que puedan oscurecer innecesariamente la esencia de la presente invención.
La FIG. 1 es una vista en perspectiva de una batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente invención, y la FIG. 2 es una vista en sección transversal que ilustra un ejemplo de la batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente invención.
Con referencia a las FIGS. 1 y 2, una batería secundaria 100 de acuerdo con una realización de la presente invención comprende un conjunto 110 de electrodos, una vaina 120 que comprende una primera vaina 121 y una segunda vaina 122, que alojan el conjunto 110 de electrodos en su interior, y un aislante 123 que aísla una porción de superposición entre la primera vaina 121 y la segunda vaina 122.
La FIG. 3 es una vista en perspectiva despiezada de la batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente invención, y la FIG. 4 es una vista conceptual en perspectiva de un conjunto de electrodos de la batería secundaria de acuerdo con la cuarta realización de la presente invención.
A continuación, la batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente invención se describirá con más detalle con referencia a las FIGS. 1 a 7.
Con referencia a las FIGS. 2 a 4, el conjunto 110 de electrodos puede ser un elemento de generación de energía cargable y descargable y tener una estructura en la que el electrodo 113 y el separador 114 se combinan y se apilan alternativamente uno con otro. En esta circunstancia, el conjunto 110 de electrodos puede tener una forma enrollada.
El electrodo 113 comprende el primer electrodo 111 y el segundo electrodo 112. También, el separador 114 puede separar el primer electrodo 111 del segundo electrodo 112 para aislar el primer y segundo electrodos 111 y 112 entre sí. En esta circunstancia, cada uno del primer electrodo 111 y el segundo electrodo puede proporcionarse en forma de lámina y luego enrollarse junto con el separador 114 para darles forma de rollo. En esta circunstancia, el conjunto 110 de electrodos puede estar enrollado, por ejemplo, en forma cilíndrica.
Aunque el primer electrodo 111 se proporciona como un electrodo positivo y el segundo electrodo 112 se proporciona como un electrodo negativo, la presente invención no se limita a esto. Por ejemplo, el primer electrodo 111 puede proporcionarse como un electrodo negativo, y el segundo electrodo 112 puede proporcionarse como un electrodo positivo.
El primer electrodo 111 puede comprender un primer colector 111a de electrodo y un primer material activo 111b de electrodo aplicado sobre el primer colector 111a de electrodo. También, el primer electrodo 111 puede comprender una porción 111c sin recubrimiento del primer electrodo que no está recubierta con el primer material activo 111b de electrodo. En esta circunstancia, la porción 111c sin recubrimiento del primer electrodo puede estar dispuesta en un extremo del conjunto de electrodos en una dirección S1 para sobresalir más lejos que el separador 114 con respecto a una dirección del eje central S de enrollamiento del conjunto 110 de electrodos.
También, el primer electrodo 111 puede proporcionarse como, por ejemplo, un electrodo negativo y comprenden un colector de electrodo negativo (no mostrado) y un material activo de electrodo negativo (no mostrado) aplicado sobre el colector de electrodo negativo. También se puede formar en el primer electrodo 111 una porción sin recubrimiento del electrodo negativo que no esté recubierta con el material activo de electrodo negativo.
Por ejemplo, el colector de electrodo negativo puede proporcionarse como una lámina hecha de un material de cobre (Cu) o níquel (Ni). El material activo de electrodo negativo puede comprender grafito sintético, litio metálico, una aleación de litio, carbono, coque de petróleo, carbono activado, grafito, un compuesto de silicio, un compuesto de estaño, un compuesto de titanio o una aleación de los mismos. En esta circunstancia, el material activo de electrodo negativo puede comprender además, por ejemplo, SiO (sílice) o SiC (carburo de silicio) sin base de grafito.
El segundo electrodo 112 puede comprender un colector 112a de segundo electrodo y un material activo 112b de segundo electrodo aplicado sobre el colector 112a de segundo electrodo. También, el segundo electrodo 112 puede comprender una porción 112c sin recubrimiento del segundo electrodo que no está recubierta con el material activo 112b de segundo electrodo. En esta circunstancia, la porción 112c sin revestimiento del segundo electrodo puede estar dispuesta en un extremo del conjunto de electrodos en la otra dirección S2 para sobresalir más que el separador 14 con respecto a la dirección del eje central S de enrollamiento del conjunto 110 de electrodos.
En esta circunstancia, el segundo electrodo 112 puede proporcionarse como, por ejemplo, un electrodo positivo y comprender un colector de electrodo positivo (no mostrado) y un material activo de electrodo positivo (no mostrado) aplicado sobre el colector de electrodo positivo. También, se puede formar en el segundo electrodo 112 una porción sin recubrimiento de electrodo positivo que no está recubierta con el material activo de electrodo positivo.
Por ejemplo, el colector de electrodo positivo puede proporcionarse como una lámina hecha de un material de aluminio, y el material activo de electrodo positivo puede estar hecho de óxido de litio y manganeso, óxido de litio y cobalto, óxido de litio y níquel, fosfato de litio y hierro, o un compuesto o mezcla de los mismos que contenga al menos uno o más de los materiales descritos anteriormente.
El separador 114 puede estar hecho de un material aislante, y el primer electrodo 111, el separador 114 y el segundo electrodo 112 pueden apilarse alternativamente. En esta circunstancia, el separador 114 puede estar dispuesto entre el primer electrodo 111 y el segundo electrodo sobre las superficies exteriores del primer electrodo 111 y el segundo electrodo 112. En esta circunstancia, el separador 114 puede estar dispuesto en el lado más externo, en dirección de la anchura, cuando se enrolla el conjunto 110 de electrodos.
El separador 114 también puede estar hecho de un material plástico. En esta circunstancia, el separador 114 puede estar hecho, por ejemplo, de una película de resina a base de poliolefina, tal como polietileno o polipropileno, que tenga microporos.
La vaina 120 puede estar provista de una parte de alojamiento, que aloja el conjunto 110 de electrodos en su interior, y comprende una primera vaina 121 y una segunda vaina 122, que tienen formas cilíndricas abiertas en direcciones enfrentadas entre sí.
La vaina 120 también puede estar hecha de un material plástico. En esta circunstancia, la vaina 120 puede comprender un metal. Por ejemplo, la primera vaina 121 puede estar hecha de aluminio y la segunda vaina 122 puede estar hecha de acero. A modo de otro ejemplo, la primera vaina 121 puede estar hecha de acero y la segunda vaina 122 puede estar hecha de aluminio. Particularmente, por ejemplo, la vaina hecha de aluminio puede conectarse al electrodo positivo, y la vaina hecha de acero puede conectarse al electrodo negativo.
También, la primera vaina 121 puede conectarse eléctricamente al primer electrodo 111, y la segunda vaina 122 puede conectarse eléctricamente al segundo electrodo 112. En esta circunstancia, la primera vaina 121 puede contactar directamente con un extremo del primer electrodo 111 para formar un terminal de primer electrodo, y la segunda vaina 122 puede contactar directamente con un extremo del segundo electrodo 112 para formar un terminal de segundo electrodo.
En un ejemplo, cuando el primer electrodo es el electrodo positivo, la primera vaina 121 que entra en contacto con el extremo del primer electrodo 111 puede formar el terminal de electrodo positivo. En esta circunstancia, la primera vaina 121 puede estar hecha de aluminio. También, en este caso, el segundo electrodo puede ser el electrodo negativo, y la segunda vaina 122 que entra en contacto con el extremo del segundo electrodo 112 puede formar el terminal de electrodo negativo. En esta circunstancia, la segunda vaina 122 puede estar hecha de acero.
También, la primera vaina 121 y la segunda vaina 122 pueden tener formas correspondientes entre sí.
También, la primera vaina 121 y la segunda vaina 122 pueden tener formas cilíndricas abiertas en direcciones enfrentadas entre sí. La primera vaina 121 puede tener una superficie circunferencial interior mayor que la superficie circunferencial exterior de la segunda vaina 122 de modo que la segunda vaina se inserte en la primera vaina 121.
La primera vaina 121 puede tener una primera abertura 121d abierta por el otro extremo en la otra dirección S2, y la segunda vaina 122 tiene una segunda abertura (no mostrada) abierta por un extremo en la primera dirección S1. En este caso, la segunda parte 122a de conexión dispuesta en la otra dirección S2 de la segunda vaina 122 puede quedar dispuesta fuera de la primera vaina 121 incluso después de que la segunda vaina 122 haya sido insertada en la primera vaina 121.
De manera adicional, el primer electrodo 111 puede tener un extremo conectado a la primera parte 121a de conexión, y el segundo electrodo 122 puede tener un extremo conectado a la segunda parte 122a de conexión. En esta circunstancia, por ejemplo, la primera porción 111c sin recubrimiento del primer electrodo 111 puede contactar directamente con la primera parte 121a de conexión, y la segunda porción 112c sin recubrimiento del segundo electrodo 112 puede contactar directamente con la segunda porción 122a.
La FIG. 5 es una vista en perspectiva recortada que ilustra una porción de la primera vaina de la batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente invención, y la FIG. 6 es una vista en perspectiva recortada y ampliada que ilustra una porción de la batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente invención.
Con referencia a las FIGS. 2, 5 y 6 , por ejemplo, la parte de conexión protuberante está formada en al menos una de la primera parte 121a de conexión o la segunda parte 122a de conexión para sobresalir en la dirección del conjunto 110 de electrodos.
Con más detalle, una primera parte 121b de conexión protuberante que sobresale en la dirección del conjunto 110 de electrodos está dispuesta en la primera parte 121a de conexión de la primera vaina 121 y, por lo tanto, la porción 111c sin recubrimiento del primer electrodo está conectada a la primera parte 121b de conexión protuberante. También, una segunda parte de conexión protuberante (no mostrada) que sobresale en la dirección del conjunto 110 de electrodos está dispuesta en la segunda parte 122a de conexión, y la porción 112c sin recubrimiento del segundo electrodo está conectada a la segunda parte de conexión protuberante. En esta circunstancia, la segunda parte de conexión protuberante puede tener una forma correspondiente a la de la primera parte 121b de conexión protuberante.
También, cada una de la primera parte 121b de conexión protuberante y la segunda parte de conexión protuberante tiene una forma que está doblada y rebajada en la dirección del conjunto 110 de electrodos. Se forma una porción cóncava en una superficie exterior de la primera vaina 121, y se forma una porción convexa en una superficie interior de la primera vaina 121.
De manera adicional, la porción 111c sin recubrimiento del primer electrodo está soldada y fijada a la primera parte 121b de conexión protuberante, y la porción 112c sin recubrimiento del segundo electrodo puede soldarse y fijarse a la segunda parte de conexión protuberante.
También, la primera parte 121b de conexión protuberante está formada sobre la primera parte 121a de conexión en forma de una pluralidad de círculos que tienen diferentes diámetros en la vista en planta, con una primera protuberancia 121 b-1, una segunda protuberancia 121 b-2 y una tercera protuberancia 121 b-3 que se forman secuencialmente desde una porción exterior de la primera parte 121a de conexión hacia una dirección central.
La segunda parte de conexión protuberante (no mostrada), que tiene una forma correspondiente a la de la primera parte 121b de conexión protuberante formada en la primera parte 121a de conexión de la primera vaina 121, también puede formarse en la segunda parte de conexión de la segunda vaina 122. En esta circunstancia, la porción 112c sin revestimiento del segundo electrodo 112 puede soldarse y conectarse a la segunda parte de conexión protuberante formada en la segunda parte 122a de conexión.
Haciendo referencia a la FIG. 2, el aislador 123 puede comprender un material aislante para aislar una porción superpuesta entre la primera vaina 121 y la segunda vaina 122.
De manera adicional, el aislador 123 puede comprender un polímero aislante. En este caso, el polímero aislante puede ser, por ejemplo, un polímero.
Con referencia a las FIGS. 2 y 6 , en la batería secundaria 100 que tiene la configuración descrita anteriormente de acuerdo con una realización de la presente invención, el primer electrodo 111 y el segundo electrodo 112 del conjunto 110 de electrodos enrollado pueden conectarse directamente a la primera vaina 121 y a la segunda vaina 122 sin un miembro de conexión, minimizando así la resistencia y mejorando las características de disipación de calor. También, la parte de conexión protuberante que sobresale en la dirección del conjunto 110 de electrodos puede formarse en la vaina 120 de modo que la primera porción 111c sin recubrimiento de electrodo y la segunda porción 112c sin recubrimiento de electrodo del conjunto 110 de electrodos enrollado puedan soldarse a la primera vaina 121 y la segunda vaina 122 independientemente del serpenteo del primer y segundo electrodos enrollados 111 y 112 (el serpenteo significa que el electrodo no se enrolló uniformemente sino que quedó inclinado cuando se enrollaba). Es decir, cuando se enrolla el electrodo, puede producirse algo de serpenteo. Si se produce el serpenteo, cuando la porción de electrodo sin revestimiento se suelda a la vaina, puede producirse una porción en la que la porción sin recubrimiento del electrodo no entre en contacto con la vaina. De acuerdo con la presente invención, dado que la parte de conexión protuberante está formada en la vaina, incluso cuando el serpenteo se produzca parcialmente durante el enrollamiento del electrodo, la porción de electrodo sin recubrimiento y la vaina pueden entrar en contacto entre sí. Así pues, puede ser posible una soldadura suficiente. La FIG. 6 ilustra un estado en el que la primera porción de electrodo sin recubrimiento se dobla en la porción en la que se forma la porción de conexión protuberante para contactar bien con la superficie interna de la vaina.
A continuación, se describirá una batería secundaria de acuerdo con otra realización.
La FIG. 7 es una vista en perspectiva de una batería secundaria de acuerdo con otra realización de la presente invención, y la FIG. 8 es una vista en sección transversal que ilustra un ejemplo de la batería secundaria de acuerdo con otra realización de la presente invención.
Con referencia a las FIGS. 7 y 8, una batería secundaria 200 de acuerdo con otra realización de la presente invención comprende un conjunto 210 de electrodos, una vaina 220 que comprende una primera vaina 221 y una segunda vaina 222, que alojan el conjunto 210 de electrodos en su interior, y un aislante 223 que aísla una porción de superposición entre la primera vaina 221 y la segunda vaina 222.
La batería secundaria 200 de acuerdo con otra realización de la presente invención es diferente de la batería secundaria de acuerdo con la realización anterior en que se proporcionan adicionalmente cuestiones para una configuración del patrón de soldadura para soldar entre la vaina 220 y el electrodo 213. Así pues, los contenidos de esta realización, que se duplican con aquellos de acuerdo con la realización anterior, se describirán brevemente, y también se describirán principalmente las diferencias entre los mismos.
La FIG. 9 es una vista en planta que ilustra un ejemplo de un estado en el que el primer electrodo está extendido antes de enrollarse en la batería secundaria de acuerdo con otra realización de la presente invención.
Con más detalle, con referencia a las FIGS. 8 y 9, en la batería secundaria 200 de acuerdo con otra realización de la presente invención, el conjunto 210 de electrodos forma una estructura en la que los electrodos 213 y un separador 214 se apilan alternativamente. En esta circunstancia, el conjunto 210 de electrodos puede tener una forma enrollada.
El electrodo 213 puede comprender el primer electrodo 211 y el segundo electrodo 212.
El primer electrodo 211 puede comprender un primer colector 211a de electrodo y un primer material activo 211b de electrodo aplicado sobre el primer colector 211a de electrodo. También, el primer electrodo 211 puede comprender una porción 211c sin recubrimiento del primer electrodo que no está recubierta con el material activo 211b de primer electrodo.
El segundo electrodo 212 puede comprender un colector 212a de segundo electrodo y un material activo 212b de segundo electrodo aplicado sobre el colector 212a de segundo electrodo. También, el segundo electrodo 212 puede comprender una porción 212c sin recubrimiento del segundo electrodo que no está recubierta con el material activo 212b de segundo electrodo.
La FIG. 10 es una vista en perspectiva recortada y ampliada que ilustra una porción de la batería secundaria de acuerdo con otra realización de la presente invención, y la FIG. 11 es una vista en planta de la batería secundaria de acuerdo con otra realización de la presente invención. También, la FIG. 12 es una vista en planta que ilustra una porción de una primera carcasa de la batería secundaria de acuerdo con otra realización de la presente invención, y la FIG. 13 es una vista conceptual que ilustra un ejemplo de un patrón de soldadura de la batería secundaria de acuerdo con otra realización de la presente invención.
Con referencia a las FIGS. 8 y 10, la vaina 220 puede estar provista de una parte de alojamiento que aloja el conjunto 210 de electrodos en su interior y comprende una primera vaina 221 y una segunda vaina 222, que tienen formas cilíndricas abiertas en direcciones enfrentadas entre sí.
En esta circunstancia, la primera vaina 221 puede conectarse eléctricamente al primer electrodo 211, y la segunda vaina 222 puede conectarse eléctricamente al segundo electrodo 212.
Una primera parte 221b de conexión protuberante, que sobresale en una dirección del conjunto 210 de electrodos, puede disponerse en una primera parte 221a de conexión de la primera vaina 221 y, por lo tanto, la porción 211c sin recubrimiento del primer electrodo puede conectarse a la primera parte 221b de conexión protuberante. También, una segunda parte de conexión protuberante (no mostrada), que sobresale en la dirección del conjunto 210 de electrodos, puede disponerse en la segunda parte 222a de conexión, y la porción 212c sin recubrimiento del segundo electrodo puede conectarse a la segunda parte de conexión protuberante.
Cada una de la primera parte 221b de conexión protuberante y la segunda parte de conexión protuberante puede tener una forma que está doblada y rebajada en la dirección del conjunto 210 de electrodos. Se forma una porción cóncava en una superficie exterior de la primera vaina 221, y se puede formar una porción convexa en una superficie interior de la primera vaina 221.
La porción 211c sin revestimiento del primer electrodo puede soldarse y fijarse a la primera porción 221b de conexión protuberante, y la porción 212c sin revestimiento del segundo electrodo puede soldarse y fijarse a la segunda porción de conexión protuberante.
Con referencia a las FIGS. 9 a 11, la primera parte 221b de conexión protuberante se forma en la primera parte 221a de conexión en forma de una pluralidad de círculos que tienen diferentes diámetros en la vista en planta, con una primera protuberancia 221b-1, una segunda protuberancia 221b-2 y una tercera protuberancia 221b-3 que se forman secuencialmente desde una porción exterior O de la primera parte 221a de conexión hacia una dirección de una porción central S de enrollamiento.
También, una distancia entre la primera protuberancia 221 b-1 y la segunda protuberancia 221b-2 puede ser menor que una distancia entre la segunda protuberancia 221 b-2 y la tercera protuberancia 221 b-3.
En esta circunstancia, tres porciones de una parte 211d de conexión del primer electrodo, que están separadas una distancia predeterminada entre sí en la porción 211c sin revestimiento del primer electrodo en una dirección longitudinal L del primer electrodo 211, están conectadas a la primera protuberancia 221b-1, la segunda protuberancia 221b-2 y la tercera protuberancia 221b-3, respectivamente. Particularmente, la parte 211 d de conexión del primer electrodo puede comprender una primera porción 211 d-1 de soldadura, una segunda porción 211 d-2 de soldadura y una tercera porción 211 d-3 de soldadura, que son tres porciones separadas una distancia predeterminada entre sí en la dirección longitudinal L, y la primera porción 211d-1 de soldadura, la segunda porción 211d-2 de soldadura y la tercera porción 211d-3 de soldadura pueden conectarse a la primera protuberancia 221b-1, la segunda protuberancia 221b-2 y la tercera protuberancia 221b-3, respectivamente.
También, cuando la parte 211d de conexión del primer electrodo se enrolla en la dirección longitudinal L del primer electrodo 211, la primera porción 211d-1 de soldadura, la segunda porción 211 d-2 de soldadura y la tercera porción 211 d-3 de soldadura están dispuestas secuencialmente desde una porción exterior O del primer electrodo 211 hacia la porción central S de enrollamiento del primer electrodo 211 para soldarse y fijarse respectivamente a la primera protuberancia 221 b-1, la segunda protuberancia 221 b-2 y la tercera protuberancia 221 b-3.
T ambién, una trayectoria P de movimiento de cargas y calor en el primer electrodo 211 puede dirigirse hacia la primera porción 211d-1 de soldadura, la segunda porción 211d-2 de soldadura y la tercera porción 211 d-3 de soldadura. En esta circunstancia, el primer electrodo 211 en la dirección longitudinal L puede tener, por ejemplo, una longitud de 3780 mm. En esta circunstancia, por ejemplo, la porción soldada de la primera porción 211 d-1 de soldadura y la primera protuberancia 221 b-1 pueden disponerse en una posición del conjunto 110 de electrodos enrollado que está separada a una distancia de 10,3 mm de la porción central S de enrollamiento, en la vista en planta; la porción soldada de la segunda porción 211d-2 de soldadura y la segunda protuberancia 221b-2 está dispuesta en una posición del conjunto 110 de electrodos enrollado que está separada a una distancia de 16,7 mm de la porción central S de enrollamiento, en la vista en planta; y la porción soldada de la tercera porción 211d-3 de soldadura y la tercera protuberancia 221b-3 puede disponerse en una posición del conjunto 110 de electrodos enrollado que está separada a una distancia de 21,3 mm de la porción central S de enrollamiento, en la vista en planta.
De manera adicional, el primer electrodo 211 puede comprender una primera sección S1, una segunda sección S2 y una tercera sección S3, que se dividen igualmente en tres secciones en la dirección longitudinal L del primer electrodo 211, y la primera porción 211 d-1 de soldadura, la segunda porción 211 d-2 de soldadura y la tercera porción 211 d-3 de soldadura pueden estar dispuestas en porciones centrales de la primera sección S1, la segunda sección S2 y la tercera sección S3, respectivamente. Por ejemplo, la primera sección S1, la segunda sección S2 y la tercera sección S3 pueden tener la misma longitud de 1260 mm.
Haciendo referencia a la FIG. 9, que ilustra un estado extendido del primer electrodo 211 antes de enrollarse, una distancia d1 entre la primera porción 211 d-1 de soldadura y la segunda porción 211 d-2 de soldadura puede ser la misma que una distancia d2 entre la segunda porción 211 d-2 de soldadura y la tercera porción 211 d-3 de soldadura. En esta circunstancia, una longitud w1 de soldadura de la primera porción 211d-1 de soldadura, una longitud w2 de soldadura de la segunda porción 211d-2 de soldadura y una longitud w3 de soldadura de la tercera porción 211d-3 de soldadura pueden ser iguales. En esta circunstancia, la longitud w1 de soldadura de la primera porción 211 d-1 de soldadura, la longitud w2 de soldadura de la segunda porción 211 d-2 de soldadura y la longitud w3 de soldadura de la tercera porción 211d-3 de soldadura pueden ser iguales, por ejemplo, de 200 mm a 300 mm.
Cuando se forma igualmente como se ha descrito anteriormente, las cargas pueden equilibrarse y moverse suavemente, o el calor puede equilibrarse y transferirse suavemente.
Con referencia a las FIGS. 9 a 13, un patrón A de soldadura de la primera porción 211d-1 de soldadura y la primera protuberancia 221 b-1 tiene una forma recta, un patrón B de soldadura de la segunda porción 211d-2 de soldadura y la segunda protuberancia 221b-2 tiene una forma de zigzag, un patrón C de soldadura de la tercera porción 211 d-3 de soldadura y la tercera protuberancia 221b-3 tiene una forma de zigzag que tiene una anchura mayor que la del patrón B de soldadura en forma de zigzag de la segunda porción 211d-2 de soldadura y la segunda protuberancia 221b-2. A título indicativo, con referencia a las FIGS. 12 y 13, que ilustran vistas ampliadas parciales, aunque los patrones A, B y C de soldadura tienen la forma recta y la forma en zigzag, la presente invención no se limita a esto. Por ejemplo, en referencia a la FIG. 11, que ilustra una vista en planta completa, los patrones A, B y C de soldadura pueden tener una forma circular en su conjunto. Es decir, el patrón A de soldadura puede ser un círculo de la forma recta, y el patrón B de soldadura y el patrón C de soldadura pueden ser un círculo de la forma en zigzag.
Como resultado, la primera porción 211 d-1 de soldadura, la segunda porción 211 d-2 de soldadura y la tercera porción 211 d-3 de soldadura de la parte 211d de conexión del primer electrodo pueden fijarse con un área de soldadura uniforme a la primera protuberancia 221b-1, la segunda protuberancia 221 b-2 y la tercera protuberancia 221 b-3 de la primera parte de conexión protuberante, respectivamente. Así pues, puede proporcionarse el área de soldadura uniforme para evitar que se produzca resistencia y desviación térmica en el electrodo.
Con más detalle, en la vista en planta de la primera parte 221a de conexión, el patrón A de soldadura de la primera porción 211 d-1 de soldadura y la primera protuberancia 221 b-1 puede disponerse en la porción exterior O para formar el círculo más grande, el patrón B de soldadura de la segunda porción 211 d-2 de soldadura y la segunda protuberancia 221b-2 puede formar un círculo más pequeño que el círculo formado por la primera porción 211 d-1 de soldadura y la primera protuberancia 221 b-1, y el patrón C de soldadura de la tercera porción 211d-3 de soldadura y la tercera protuberancia 221 b-3 puede disponerse en la porción central S de enrollamiento en el plano para formar el círculo más pequeño. Como resultado, las longitudes del patrón de soldadura pueden ser diferentes entre sí. Así pues, las anchuras de los patrones de soldadura pueden ser diferentes para corresponder a las diferentes longitudes de modo que el área de soldadura sea uniforme para evitar que se produzca resistencia del electrodo y desviación térmica debido a áreas de soldadura no uniformes.
A título indicativo, aunque la longitud w1 de soldadura de la primera porción 211d-1 de soldadura, la longitud w2 de soldadura de la segunda porción 211d-2 de soldadura y la longitud w3 de soldadura de la tercera porción 211d-3 de soldadura sean las mismas en el primer electrodo 211, si la primera porción 211d-1 de soldadura está dispuesta en el lado más exterior, por ejemplo, y se enrolla una vez al enrollar el primer electrodo 211, la segunda porción 211d-2 de soldadura puede enrollarse dos veces, y la tercera porción 211 d-3 de soldadura puede enrollarse tres veces. En esta circunstancia, cuando la segunda porción 211 d-2 de soldadura y la tercera porción 211 d-3 de soldadura están soldadas sobre la anchura de una capa de la primera porción 211 d-1 de soldadura que se haya enrollado una vez, el área de soldadura puede no ser uniforme. Así pues, cuando se suelda la segunda porción 211 d-2 de soldadura, hay que formar la anchura del patrón B de soldadura para que sea mayor que la anchura del patrón A de soldadura cuando se suelda la primera porción 211d-1 de soldadura de modo que la primera porción 211 d-1 de soldadura y la segunda porción 211 d-2 de soldadura realmente tengan la misma área de soldadura. Con esta finalidad, la anchura del patrón C de soldadura para soldar la tercera porción 211d-3 de soldadura puede ser mayor que la del patrón B de soldadura para soldar la segunda porción 211d-2 de soldadura con el fin de proporcionar un área de soldadura uniforme, evitando así que se produzca la resistencia y la desviación térmica del electrodo.
Por ejemplo, el patrón C de soldadura de la tercera porción 211d-3 de soldadura y la tercera protuberancia 221b-3 puede tener una forma de zigzag que tenga una anchura dos o más veces mayor que la del patrón B de soldadura de la segunda porción 211 d-2 de soldadura y la segunda protuberancia 221 b-2.
Por ejemplo, el patrón B de soldadura en forma de zigzag de la segunda porción 211d-2 de soldadura y la segunda protuberancia 221b-2 puede tener un ángulo a de 120° a 140°, que se dobla en forma de zigzag, y el patrón C de soldadura en forma de zigzag de la tercera porción 211d-3 de soldadura y la tercera protuberancia 221b-3 pueden tener un ángulo p de 80° a 100°, que se dobla en forma de zigzag. Como resultado, si se cumplen las condiciones de limitación numérica del patrón de soldadura, la primera porción 211d-1 de soldadura, la segunda porción 211d-2 de soldadura y la tercera porción 211d-3 de soldadura pueden soldarse con un área de soldadura uniforme a la primera protuberancia 221 b-1, la segunda protuberancia 221b-2 y la tercera protuberancia 221 b-3 de la primera parte 221 b de conexión protuberante, respectivamente.
La segunda parte de conexión protuberante (no mostrada), que tiene una forma correspondiente a la de la primera parte 221 b de conexión protuberante formada en la primera parte 221a de conexión de la primera vaina 221, también puede formarse en la segunda parte de conexión de la segunda vaina 222. En esta circunstancia, la segunda porción 212c de soporte del segundo electrodo 212 puede soldarse y conectarse a la segunda protuberancia formada en la segunda parte 222a de conexión con el mismo patrón de soldadura con el que la porción 211c sin recubrimiento del primer electrodo 211 es soldada a la primera parte 221 b de conexión protuberante.
Con referencia a las FIGS. 8, 10 y 12, en la batería secundaria 200 que tiene la configuración descrita anteriormente de acuerdo con otra realización de la presente invención, la posición de soldadura y el patrón de soldadura entre la primera y segunda vainas 221 y 222 y las porciones 211c y 212c sin recubrimiento de los electrodos primero y segundo pueden ser uniformes para mejorar la resistencia y la desviación térmica del electrodo.
Si bien la presente invención se ha mostrado y descrito en particular con referencia a realizaciones ilustrativas de la misma, debe entenderse que el alcance de la presente invención no se limita a la batería secundaria de acuerdo con tales realizaciones ilustrativas. Los expertos en la materia entenderán que en el presente documento se pueden hacer diversos cambios en cuanto a la forma y los detalles sin alejarse del alcance de la invención.
De manera adicional, el alcance de protección de la presente invención se aclarará mediante las reivindicaciones adjuntas.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Una batería secundaria que comprende:
un conjunto (110) de electrodos que incluye un primer electrodo (111), un separador (114) y un segundo electrodo (112) apilados alternativamente; y
una vaina (120) configurada para alojar el conjunto (100) de electrodos, en donde el primer electrodo está dispuesto en un extremo del conjunto (110) de electrodos en una dirección, de modo que una porción (111c) sin recubrimiento del primer electrodo, que no está recubierta con un material activo de electrodo, sobresale más que el separador (114) con respecto a una dirección de un eje central de enrollamiento del conjunto (110) de electrodos, el segundo electrodo (112) está dispuesto en un extremo del conjunto (110) de electrodos en la otra dirección, de modo que una segunda porción de electrodo sin recubrimiento que no está recubierta con el material activo de electrodo sobresale más que el separador con respecto a la dirección del eje central de enrollamiento del conjunto (110) de electrodos,
incluyendo la vaina una primera vaina (121) y una segunda vaina (122),
en donde la primera porción (111c) sin recubrimiento del primer electrodo (111) entra en contacto con una primera parte (121a) de conexión dispuesta en un extremo de un lado de la primera vaina (121), y la segunda porción sin recubrimiento del segundo electrodo (112) entra en contacto con una segunda parte (122a) de conexión dispuesta en un extremo del otro lado de la segunda vaina (122),
en donde al menos una de la primera parte (121a) de conexión o la segunda parte (122a) de conexión comprende una parte (121b) de conexión protuberante que tiene una forma que sobresale hacia el conjunto de electrodos, en donde la primera parte (121a) de conexión incluye una primera parte (121b) de conexión protuberante que sobresale hacia el conjunto (110) de electrodos para permitir que la primera porción no recubierta se conecte a la primera parte de conexión protuberante; y
en donde la segunda parte (122a) de conexión incluye una segunda parte de conexión protuberante que sobresale hacia el conjunto (110) de electrodos para permitir que la segunda porción no recubierta se conecte a la segunda parte de conexión protuberante,
en donde cada una de la primera parte (121b) de conexión protuberante y la segunda parte de conexión protuberante tiene una forma que está doblada para estar rebajada en una dirección hacia el conjunto (110) de electrodos; y una porción cóncava formada en una superficie exterior de la vaina (120) y una porción convexa formada en una superficie interior de la vaina,
en donde la primera porción no recubierta está soldada y fijada a la primera parte (121b) de conexión protuberante; y
en donde la segunda porción no recubierta está soldada y fijada a la segunda parte de conexión protuberante, en donde la primera parte (121b) de conexión protuberante está formada en la primera parte (121a) de conexión en forma de una pluralidad de círculos que tienen diferentes diámetros en una vista en planta; y
una primera protuberancia (121b-1), una segunda protuberancia (121b-2) y una tercera protuberancia (121 b-3) se forman secuencialmente a partir de una porción exterior de la primera parte de conexión en una dirección central, en donde tres porciones de la parte de conexión (121a) del primer electrodo, que están separadas a una distancia predeterminada entre sí en la porción (111c) sin recubrimiento del primer electrodo en una dirección longitudinal del primer electrodo (111) están conectadas a la primera protuberancia (121b-1), la segunda protuberancia (121 b-2) y la tercera protuberancia (121 b-3), respectivamente,
en donde, cuando la parte (121a) de conexión del primer electrodo se enrolla en la dirección longitudinal del primer electrodo (111), una primera porción (211 d-1) de soldadura, una segunda porción (211d-2) de soldadura y una tercera porción (211d-3) de soldadura están dispuestas secuencialmente desde una porción externa del primer electrodo (111) hasta una porción central del primer electrodo (111) para ser respectivamente soldadas y fijadas a la primera protuberancia (121 b-1), la segunda protuberancia (121 b-2) y la tercera protuberancia (121 b-3), y en donde un patrón de soldadura entre la primera porción (211d-1) de soldadura y la primera protuberancia (121b-1) tiene una forma recta, un patrón de soldadura entre la segunda porción (211d-2) de soldadura y la segunda protuberancia (121 b-2) tiene una forma de zigzag, y un patrón de soldadura entre la tercera porción (211d-3) de soldadura y la tercera protuberancia (121b-3) tiene una forma de zigzag con una anchura mayor que la del patrón de soldadura en forma de zigzag de la segunda porción de soldadura y la segunda protuberancia.
2. La batería secundaria de la reivindicación 1, en donde el patrón de soldadura de la tercera porción (211 d-3) de soldadura y la tercera protuberancia (121 b-3) tiene una forma de zigzag con una anchura que es dos o más veces mayor que la del patrón de soldadura de la segunda porción (211 d-2) de soldadura y la segunda protuberancia (121b-2).
3. La batería secundaria de la reivindicación 1, en donde el patrón de soldadura en forma de zigzag de la segunda porción (211d-2) de soldadura y la segunda protuberancia (121 b-2) tiene un ángulo de 120° a 140°, que se dobla en forma de zigzag, y
el patrón de soldadura en forma de zigzag de la tercera porción (211 d-3) de soldadura y la tercera protuberancia (121b-3) tiene un ángulo de 80° a 100°, que se dobla en forma de zigzag.
4. La batería secundaria de la reivindicación 1, en donde una distancia entre la primera protuberancia (121b-1) y la segunda protuberancia (121b-2) es menor que la distancia entre la segunda protuberancia (121b-2) y la tercera protuberancia (121b-3).
5. La batería secundaria de la reivindicación 1, en donde el primer electrodo (111) se divide igualmente, a lo largo de la dirección longitudinal, en una primera sección (S1), una segunda sección (S2) y una tercera sección (S3), y en donde la primera porción (211 d-1) de soldadura, la segunda porción (211 d-2) de soldadura y la tercera porción (211 d-3) de soldadura están dispuestas cada una en una porción central de la respectiva primera sección (S1), segunda sección (S2) y tercera sección (S3).
6. La batería secundaria de la reivindicación 1, en donde cada una de la primera vaina (121) y la segunda vaina (122) tienen una forma cilíndrica abierta en una dirección orientada hacia la otra, y
en donde la primera vaina (121) tiene una circunferencia interior mayor que una circunferencia exterior de la segunda vaina (122) de modo que la segunda vaina (122) se inserte en la primera vaina (121).
7. La batería secundaria de la reivindicación 6 , en donde la primera vaina (121) tiene una primera abertura abierta en el otro extremo en la otra dirección, y
en donde la segunda vaina (122) tiene una segunda abertura abierta en un extremo en una dirección.
8. La batería secundaria de la reivindicación 7, en donde la segunda parte de conexión queda dispuesta fuera de la primera vaina (121) incluso después de que la segunda vaina (122) haya sido insertada en la primera vaina (121).
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