ES2977982T3 - Batería secundaria tipo bolsa y aparato de formación de película de bolsa - Google Patents

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Abstract

Una batería secundaria de tipo bolsa según un aspecto de la presente invención comprende: un conjunto de electrodos en el que una placa de electrodo positivo y una placa de electrodo negativo están dispuestas para enfrentarse entre sí; y una caja de bolsa que incluye una primera película de bolsa y una segunda película de bolsa unida térmicamente a la primera película de bolsa, en donde se forma una ranura en al menos una de la primera película de bolsa y la segunda película de bolsa, y una superficie inferior de la ranura, en la que el conjunto de electrodos se puede colocar de manera estable mientras está enfrentada a la superficie inferior, se puede formar para tener un área igual o mayor que un área de una superficie de referencia que cubre una parte de apertura de la ranura. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Batería secundaria tipo bolsa y aparato de formación de película de bolsa
Sector de la técnica
La presente descripción se refiere a una batería secundaria tipo bolsa y, más en particular, a una batería secundaria tipo bolsa que tiene una densidad energética aumentada mediante reducción de un espacio muerto y a un aparato para formar una película de bolsa que se usa para la batería secundaria tipo bolsa.
Estado de la técnica
Recientemente ha aumentado el interés en productos eléctricos que pueden operarse usando energía eléctrica. Por consiguiente, a medida que el desarrollo tecnológico y la demanda de productos eléctricos aumentan, la demanda de baterías secundarias como fuentes de energía está aumentando rápidamente, en formas más diversas. Por consiguiente, mucha investigación sobre baterías secundarias se está llevando a cabo con el fin de satisfacer varias demandas.
Las baterías secundarias se clasifican en baterías secundarias tipo bolsa como, por ejemplo, las descritas en los documentos US 2006/0093893, EP 1 901 365, EP 1 804 315, y DE 10 2013 201351, baterías secundarias cilíndricas, baterías secundarias rectangulares y similares dependiendo del tipo de sus exteriores, entre las cuales la batería secundaria tipo bolsa es una batería secundaria en la cual un conjunto de electrodos se incluye una caja de bolsa hecha de hojas laminadas metálicas. La batería secundaria tipo bolsa tiene ventajas en el sentido de que puede fabricarse fácilmente con un bajo coste de fabricación y de que es fácil configurar un paquete de baterías con una gran capacidad conectando múltiples celdas unitarias en serie y/o en paralelo.
Por ejemplo, una sola batería secundaria tipo bolsa tipo taza incluye una caja de bolsa hecha de hojas laminadas de aluminio y un conjunto de electrodos alojados en la caja de bolsa y que tiene múltiples celdas electroquímicas apiladas, cada una de las cuales tiene un electrodo positivo, un separador y un electrodo negativo.
La Figura 1 es una vista en sección transversal esquemática que muestra una batería secundaria tipo bolsa convencional, y la Figura 2 es un diagrama para ilustrar un proceso de formación en el cual el aparato de formación de película de bolsa convencional forma una ranura cóncava en una película de bolsa.
Con referencia a la Figura 1, la caja de bolsa incluye una película 1 de bolsa inferior y una película 2 de bolsa superior. Asimismo, la película 2 de bolsa superior tiene una ranura cóncava en la cual puede colocarse un conjunto 3 de electrodos. La ranura cóncava se forma en la película 2 de bolsa superior correspondiente a la forma del conjunto 3 de electrodos, y la profundidad de la ranura cóncava se determina dependiendo del grosor del conjunto 3 de electrodos.
Con referencia a la Figura 2, el aparato de formación de película de bolsa convencional incluye una matriz 4 y una perforadora 5. Una ranura 4a de formación se forma en la matriz 4 con una forma correspondiente a una caja de bolsa deseada que se forma usando la película 2 de bolsa. En este punto, la ranura 4a de formación tiene una profundidad correspondiente a una profundidad de una ranura cóncava a formarse en la caja de bolsa demandada. Además, la perforadora 5 se usa para colocar la película 2 de bolsa sobre la matriz 4 y aplicar una fuerza a la misma, a saber, presionar, con el fin de formar una caja de bolsa que tenga una ranura cóncava con una profundidad deseada mediante el uso de la película 2 de bolsa.
Sin embargo, dado que el diámetro de la ranura 4a de formación de la matriz 4 es más grande que el diámetro de la perforadora 5, la ranura cóncava de la película 2 de bolsa no se forma completamente según la ranura 4a de formación de la matriz. Es decir, debido a la diferencia en tamaño entre la ranura 4a de formación y la perforadora 5 y la propiedad algo flexible de la película 2 de bolsa, en el proceso de formación, la superficie lateral de la película 2 de bolsa se forma de manera oblicua, en un estado espaciado, a la pared lateral de la ranura de formación. Por consiguiente, si la superficie lateral de la película de bolsa se forma oblicuamente como se describe más arriba, se reduce el área de la superficie inferior de la ranura cóncava. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 1, suponiendo que el ancho total de la superficie de referencia de la ranura cóncava es L1, el ancho total de la superficie inferior es L1 - 2 X (L2 L3), que es más pequeño que la superficie de referencia de la ranura cóncava. Sin embargo, dado que el tamaño del conjunto de electrodos capaz de alojarse en la caja de bolsa se relaciona con el área de la superficie inferior de la ranura cóncava, la reducción del área de la superficie inferior de la ranura cóncava es desventajosa para la densidad energética. Recientemente, se ha investigado activamente y desarrollado un paquete de baterías que tiene una alta densidad energética y un diseño compacto. Con el fin de implementar dicho paquete de baterías, se señala que una densidad energética debe mejorarse más que una tecnología convencional teniendo en cuenta una unidad de celda de batería secundaria. Por consiguiente, se requiere aumentar la densidad energética reduciendo un espacio muerto en el espacio interno de la batería secundaria tipo bolsa convencional.
Objeto de la invención
Problema técnico
La presente descripción está diseñada teniendo en cuenta la técnica convencional de más arriba, y la presente descripción está dirigida a proveer una batería secundaria tipo bolsa, que es capaz de aumentar una densidad energética al alojar un conjunto de electrodos de mayor capacidad, en comparación con la técnica convencional, mediante reducción de un espacio muerto dentro de una caja de bolsa, y un aparato para formar una película de bolsa usada para la batería secundaria tipo bolsa.
Solución técnica
En un aspecto de la presente descripción, se provee una batería secundaria tipo bolsa, que incluye un conjunto de electrodos que tiene una placa de electrodos positivo y una placa de electrodos negativos dispuestas para mirar la una a la otra y una caja de bolsa que tiene una ranura cóncava formada para alojar el conjunto de electrodos, en donde la caja de bolsa incluye una primera película de bolsa y una segunda película de bolsa térmicamente fusionada a la primera película de bolsa, en donde la ranura cóncava se forma en al menos una de la primera película de bolsa y la segunda película de bolsa, y en donde el conjunto de electrodos se aloja en la ranura cóncava y la ranura cóncava tiene una superficie inferior en la cual se coloca el conjunto de electrodos de modo que la superficie inferior tiene un área igual a o mayor que un área de una superficie de referencia que cubre una abertura de la ranura cóncava.
La ranura cóncava incluye una primera región de superficie lateral en la cual un ancho total de la ranura cóncava se reduce gradualmente a lo largo de la profundidad desde la superficie de referencia y una segunda región de superficie lateral en la cual el ancho total de la ranura cóncava aumenta gradualmente de un punto final de la primera región de superficie lateral a la superficie inferior.
La primera región de superficie lateral puede tener una forma redondeada.
Un ancho total del conjunto de electrodos puede corresponder al ancho total de la ranura cóncava en el punto final de la primera región de superficie lateral.
La ranura cóncava se puede formar en la primera película de bolsa.
La primera película de bolsa y la segunda película de bolsa pueden formarse usando una sola película, y la segunda película de bolsa puede disponerse para superponerse a la primera película de bolsa para formar una sola caja de bolsa tipo taza.
En otro aspecto de la presente descripción, también se provee un aparato de formación de película de bolsa para formar la caja de bolsa que tiene la ranura cóncava, el aparato comprendiendo: una matriz configurada para formar una ranura de formación con una forma correspondiente a la ranura cóncava y que tiene una primera unidad de matriz y una segunda unidad de matriz provista para moverse relativamente en una dirección horizontal; y una perforadora configurada para moverse dentro o fuera de la ranura de formación y provista para adherir cercanamente un objetivo de ranura cóncava de la película de bolsa a una superficie de la ranura de formación por medio de presión de aire antes de un proceso de formación.
Una superficie superior de la segunda unidad de matriz en la cual se coloca la película de bolsa puede ser relativamente más ancha que la primera unidad de matriz.
La perforadora puede tener múltiples agujeros de descarga de aire capaces de inyectar aire comprimido hacia fuera. La perforadora puede estar hecha de material suave que es contraíble y expandible según la inyección de aire. Efectos ventajosos
Según una realización de la presente descripción, es posible proveer una batería secundaria tipo bolsa capaz de aumentar una densidad energética alojando un conjunto de electrodos de mayor capacidad al reducir un espacio muerto dentro de la caja de bolsa.
Según otra realización de la presente descripción, es posible proveer un aparato de formación de película de bolsa capaz de formar una película de bolsa que tiene una ranura cóncava cuya superficie inferior en la cual puede colocarse el conjunto de electrodos es al menos igual a o mayor que una superficie de referencia que cubre una abertura de la ranura cóncava de la película de bolsa.
Descripción de los dibujos
La Figura 1 es una vista en sección transversal esquemática que muestra una batería secundaria tipo bolsa convencional.
La Figura 2 es un diagrama para ilustrar un proceso de formación en el cual el aparato de formación de película de bolsa convencional forma una ranura cóncava en una película de bolsa.
La Figura 3 es una vista en perspectiva que muestra, de forma esquemática, una caja de bolsa según una realización de la presente descripción.
La Figura 4 es una vista en sección transversal esquemática que muestra la caja de bolsa y el conjunto de electrodos de la Figura 3.
La Figura 5 es una vista en sección transversal esquemática que muestra que el conjunto de electrodos se aloja en la caja de bolsa de la Figura 3 y luego se sella la caja de bolsa.
La Figura 6 es una vista en sección transversal esquemática que muestra la batería secundaria tipo bolsa de la Figura 5 que se invierte verticalmente después de plegar la porción de sellado.
Las Figuras 7 a 10 son diagramas para ilustrar un proceso de formación en el cual el aparato de formación de película de bolsa según una realización de la presente descripción forma una ranura cóncava en una película de bolsa.
Las Figuras 11 y 12 son diagramas para ilustrar un proceso de formación en el cual el aparato de formación de película de bolsa según otra realización de la presente descripción forma una ranura cóncava en la película de bolsa.
Descripción detallada de la invención
De aquí en adelante, las realizaciones preferidas de la presente descripción se describirán en detalle con referencia a los dibujos anexos. Antes de la descripción, debe comprenderse que los términos usados en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones anexas no deben interpretarse como limitados a significados generales y del diccionario, sino que deben interpretarse según los significados y conceptos correspondientes a aspectos técnicos de la presente descripción según el principio de que el inventor puede definir términos de manera apropiada para una mejor explicación.
Por lo tanto, la descripción propuesta en la presente memoria es solo un ejemplo preferible en aras de la ilustración solamente, que no pretende limitar el alcance de la descripción, de modo que debe comprenderse que otros equivalentes y modificaciones pueden realizarse en aquella sin apartarse del alcance de la descripción.
Con referencia a las Figuras 3 y 4, una batería secundaria tipo bolsa según una realización de la presente descripción incluye un conjunto 10 de electrodos y una caja 20 de bolsa compuesta de una primera película 30 de bolsa que tiene una ranura 31 cóncava que puede alojar el conjunto 10 de electrodos y una segunda película 40 de bolsa capaz de fusionarse térmicamente con la primera película 30 de bolsa en una dirección vertical.
Como se explicará en mayor detalle más abajo, la caja 20 de bolsa según la presente descripción tiene el mismo ancho total que una caja 20 de bolsa convencional, pero puede además garantizar un espacio interno en el cual puede alojarse efectivamente el conjunto 10 de electrodos. Por consiguiente, según la misma especificación, la batería secundaria tipo bolsa según la presente descripción tiene una mayor densidad energética porque puede alojar el conjunto 10 de electrodos con una mayor capacidad en comparación con una batería secundaria tipo bolsa convencional. Si se usan las baterías secundarias tipo bolsa según la presente descripción, es posible diseñar un paquete de baterías más compacto, en comparación con uno convencional.
Primero, se describirá brevemente el conjunto 10 de electrodos de la batería secundaria tipo bolsa según la presente descripción. Aunque no se muestra en detalle en aras de la ilustración, el conjunto 10 de electrodos puede incluir una placa de electrodos positivos y una placa de electrodos negativos que se disponen para mirar la una a la otra. La placa de electrodos positivos y la placa de electrodos negativos se forman cubriendo un colector de corriente con lodo de material activo. El lodo se forma normalmente agitando un disolvente al cual se añaden un material activo granular, un conductor auxiliar, un aglutinante, un plastificante y similares.
La placa de electrodos positivos y la placa de electrodos negativos se proveen en una forma de placa y se disponen para estar espaciadas de modo que sus placas se miran la una a la otra. Un separador se interpone entre la placa de electrodos positivos y la placa de electrodos negativos de modo tal que la placa de electrodos positivos y la placa de electrodos negativos no están en contacto directo entre sí. El separador tiene una estructura porosa de modo tal que la placa de electrodos positivos y la placa de electrodos negativos se bloquean para no sufrir cortocircuitos y permitir la transferencia de carga durante la carga o descarga.
Un cable de electrodos puede fijarse al conjunto 10 de electrodos y el cable de electrodos puede exponerse fuera de la caja 20 de bolsa para servir como un terminal de electrodos que puede conectarse eléctricamente a otra batería secundaria o a un dispositivo externo. El cable de electrodos puede acoplarse a una pestaña de electrodos que está directamente conectada al conjunto 10 de electrodos. Aquí, al menos una pestaña de electrodos positivos y al menos una pestaña de electrodos negativos pueden acoplarse a un cable 11 de electrodos positivos y a un cable 12 de electrodos negativos, respectivamente.
La caja 20 de bolsa puede incluir una capa aislante exterior hecha de un material polimérico, una capa adhesiva interior, y una capa de metal interpuesta entre la capa aislante exterior y la capa adhesiva interior. Aquí, la capa de metal puede estar hecha de cualquier material seleccionado del grupo que consiste en hierro, carbono, una aleación de cromo y manganeso, una aleación de hierro, cromo y níquel, y aluminio o sus equivalentes, y la lámina metálica de aluminio se usa ampliamente. La caja 20 de bolsa protege el conjunto 10 de electrodos y los componentes internos como, por ejemplo, el electrolito, y lleva a cabo la función de complementar propiedades electroquímicas del conjunto 10 de electrodos y el electrolito y de disipar el calor de los mismos.
Como se muestra en la Figura 3, la caja 20 de bolsa según esta realización incluye una primera película 30 de bolsa y una segunda película 40 de bolsa, cuyos bordes pueden superponerse entre sí. La primera película 30 de bolsa y la segunda película 40 de bolsa se forman usando una sola película, y la primera película 30 de bolsa tiene una ranura 31 cóncava formada usando un proceso de formación de modo tal que el conjunto 10 de electrodos puede colocarse allí. La segunda película 40 de bolsa se dispone para superponerse a la primera película 30 de bolsa para formar una sola caja 20 de bolsa tipo taza.
En esta realización, la ranura 31 cóncava se forma solamente en la primera película 30 de bolsa, pero una ranura 31 cóncava de la misma forma puede también formarse en la segunda película 40 de bolsa. Es decir, al formar la ranura 31 cóncava tanto en la primera película 30 de bolsa como en la segunda película 40 de bolsa, es posible alojar un conjunto 10 de electrodos más grueso que el conjunto 10 de electrodos de esta realización. Además, la primera película 30 de bolsa y la segunda película 40 de bolsa pueden prepararse por separado y fusionarse térmicamente en una dirección vertical.
La Figura 5 es una vista en sección transversal esquemática que muestra que el conjunto de electrodos se aloja en la caja de bolsa de la Figura 3 y luego se sella la caja de bolsa, y la Figura 6 es una vista en sección transversal esquemática que muestra la batería secundaria tipo bolsa de la Figura 5 que se invierte verticalmente después de plegar la porción de sellado.
Con referencia a las Figuras 4 a 6, una superficie 36 inferior de la ranura 31 cóncava en la cual el conjunto 10 de electrodos puede colocarse tiene un área igual a o mayor que un área de una superficie 33 de referencia que cubre una abertura de la ranura 31 cóncava. Aquí, la superficie 33 de referencia puede entenderse como una superficie correspondiente a una superficie de la segunda película 40 de bolsa que cubre la abertura de la ranura 31 cóncava. Para referencia, la única caja 20 de bolsa tipo taza tiene una porción de sellado S formada disponiendo la segunda película 40 de bolsa para superponerse a la primera película 30 de bolsa y luego fusionar térmicamente sus porciones de terraza, a saber, sus porciones de bordes exteriores que se superponen entre sí. Como se muestra en la Figura 6, la porción de sellado S puede plegarse hacia el conjunto 10 de electrodos. En este punto, el ancho total de la batería secundaria tipo bolsa puede ser aproximadamente igual al ancho total de la superficie 33 de referencia. Con referencia a las Figuras 4 y 5 nuevamente, la ranura 31 cóncava tiene una primera región 34 de superficie lateral en la cual el ancho total de la ranura 31 cóncava se reduce gradualmente a lo largo de la profundidad desde la superficie 33 de referencia y una segunda región 35 de superficie lateral en la cual el ancho total de la ranura 31 cóncava aumenta gradualmente de un punto final de la primera región 34 de superficie lateral a la superficie 36 inferior de la ranura 31 cóncava que es un lugar más profundo.
La primera región 34 de superficie lateral tiene una forma redondeada. En otras palabras, la primera región 34 de superficie lateral es una porción que forma una parte superior de la ranura 31 cóncava, y puede estar empotrada, de manera cóncava, hacia el conjunto 10 de electrodos cuando la caja 20 de bolsa se ve de lado.
Mediante la provisión de la primera región 34 de superficie lateral en la ranura 31 cóncava de la primera película 30 de bolsa, es posible evitar que el estrés se concentre en la porción correspondiente. En otras palabras, si la película de bolsa alcanza el límite de suavidad de los materiales de la capa metálica y la capa de aislamiento durante el proceso de formación, la película de bolsa puede desgarrarse sin poder soportar el estrés provocado por la formación. En particular, un borde superior de la ranura 31 cóncava es vulnerable al estrés incluso después de la formación. Por consiguiente, en la presente descripción, al proveer la primera región 34 de superficie lateral formada en una forma redondeada, el estrés puede no concentrarse sino dispersarse en el borde superior de la ranura 31 cóncava. La primera región 34 de superficie lateral puede corresponder a una curvatura R de una porción de borde de una matriz 100 de un aparato de formación de película de bolsa, explicado más adelante.
Mientras tanto, es deseable que la primera región 34 de superficie lateral sea relativamente muy corta en comparación con la segunda región 35 de superficie lateral teniendo en cuenta la eficiencia espacial dentro de la caja 20 de bolsa. En esta realización, la primera región 34 de superficie lateral se forma en la ranura 31 cóncava, pero la primera región 34 de superficie lateral puede no formarse en la ranura 31 cóncava. Es decir, la ranura 31 cóncava puede formar la segunda región 35 de superficie lateral que tiene un ancho total creciente directamente desde la superficie 33 de referencia, sin la primera región 34 de superficie lateral.
La segunda región 35 de superficie lateral puede ser una región que determina la profundidad de la ranura 31 cóncava. Es decir, la segunda región 35 de superficie lateral puede corresponder aproximadamente al grosor del conjunto 10 de electrodos. La segunda región 35 de superficie lateral se forma de modo tal que el ancho total de la ranura 31 cóncava aumenta gradualmente a lo largo de la profundidad de la ranura 31 cóncava, a saber, a lo largo de una dirección de depresión. El punto final de la segunda región 35 de superficie lateral se conecta a cuatro bordes de la superficie 36 inferior de la ranura 31 cóncava. Por consiguiente, el ancho de la superficie 36 inferior de la ranura 31 cóncava puede determinarse por la pendiente o longitud de la segunda región 35 de superficie lateral. En esta realización, la segunda región 35 de superficie lateral se forma de modo tal que la superficie 36 inferior de la ranura 31 cóncava es idéntica a la superficie 33 de referencia de la ranura 31 cóncava.
Si la superficie 36 inferior de la ranura 31 cóncava es igual a la superficie 33 de referencia de la ranura 31 cóncava como en la presente descripción, es posible que un conjunto 10 de electrodos, que es mayor que el conjunto 10 de electrodos convencional (es preciso ver la Figura 1), se coloque en la ranura 31 cóncava.
De manera más específica, con referencia a las Figuras 1 y 5, se compararán una batería secundaria tipo bolsa convencional y una batería secundaria tipo bolsa según la presente descripción que tienen el mismo ancho total de L1. En la batería secundaria tipo bolsa convencional, el ancho total (L1) es la suma de un ancho total (T1) del conjunto 10 de electrodos convencional, un ancho total (2 X L3) de un espacio muerto y un ancho total (2 X L2) de la región sin estrés. Mientras tanto, en la batería secundaria tipo bolsa según la presente descripción, el ancho total (L1) es la suma de un ancho total (T2) del conjunto 10 de electrodos y un ancho total (2 X L2) de la primera región 34 de superficie lateral.
En resumen, se establece la siguiente relación entre la batería secundaria tipo bolsa convencional y la batería secundaria tipo bolsa según una realización de la presente descripción.
Por consiguiente, en la presente descripción, puede comprenderse que, aunque el ancho total de la caja de bolsa sea el mismo, puede alojarse un conjunto 10 de electrodos más grande que el conjunto 10 de electrodos capaz de alojarse en la caja 20 de bolsa convencional.
Según se describe más arriba, la caja 20 de bolsa según la presente descripción se forma de modo tal que la superficie 36 inferior de la ranura 31 cóncava se forma idéntica a la superficie 33 de referencia y, por consiguiente, es posible que el conjunto 10 de electrodos que tiene un ancho total correspondiente al ancho total de la ranura 31 cóncava al menos en el punto final de la primera región 34 de superficie lateral pueda alojarse, lo cual puede aumentar la densidad energética de la batería secundaria tipo bolsa.
De aquí en adelante, con referencia a las Figuras 7 a 10, se describirá un aparato de formación de película de bolsa para formar la caja 20 de bolsa.
Las Figuras 7 a 10 son diagramas para ilustrar un proceso de formación en el cual el aparato de formación de película de bolsa según una realización de la presente descripción forma la ranura 31 cóncava en una película de bolsa.
Un aparato de formación de película de bolsa según una realización de la presente descripción incluye una matriz 100 compuesta de una primera unidad 120 de matriz y una segunda unidad 130 de matriz, que se proveen para ser relativamente movibles en una dirección horizontal para formar la ranura 110 de formación con una forma correspondiente a la ranura 31 cóncava, y una perforadora 200 configurada para moverse dentro o fuera de la ranura 110 de formación y para adherir cercanamente un objetivo 30a de ranura cóncava de la película de bolsa a la superficie de la ranura 110 de formación por medio de presión de aire antes del proceso de formación.
La matriz 100 es una estructura metálica que tiene la ranura 110 de formación con la misma forma que la ranura 31 cóncava de la película de bolsa y sirve como un molde. En particular, la primera unidad 120 de matriz y la segunda unidad 130 de matriz que constituyen la matriz 100 según la presente descripción se proveen para ser relativamente movibles en la dirección horizontal. De manera alternativa, es también posible que cualquiera de la primera unidad 120 de matriz y la segunda unidad 130 de matriz se mueva con respecto a la otra o ambas de ellas se muevan horizontalmente una con respecto a la otra.
La primera unidad 120 de matriz y/o la segunda unidad 130 de matriz pueden moverse una con respecto a la otra usando, por ejemplo, una guía de movimiento lineal (LM, por sus siglas en inglés) (no se muestra) como un medio en movimiento de la matriz 100. Asimismo, cualquier dispositivo conductor puede usarse siempre que pueda mover la primera unidad 120 de matriz y la segunda unidad 130 de matriz una con respecto a la otra.
En la presente descripción, la primera unidad 120 de matriz y la segunda unidad 130 de matriz se mueven relativamente en la dirección horizontal, de modo que puede tirarse fácilmente de la película de bolsa desde la ranura 110 de formación de la matriz 100 mientras se mantiene su forma formada después del proceso de formación.
Además, la superficie superior de la segunda unidad 130 de matriz en la cual se coloca la película de bolsa puede ser relativamente más grande que la primera unidad 120 de matriz. En la caja 20 de bolsa tipo taza única, la primera película 30 de bolsa y la segunda película 40 de bolsa se forman integralmente de modo que sus bordes de un lado se conectan entre sí. Para una mejor fabricación de la caja 20 de bolsa tipo taza única, la segunda unidad 130 de matriz puede ser más ancha que la superficie superior de la primera unidad 120 de matriz para soportar la segunda película 40 de bolsa cuando la ranura 31 cóncava se forma en la primera película 30 de bolsa.
La perforadora 200 según esta realización se provee para ser movible hacia arriba y hacia abajo con respecto a la ranura 110 de formación de la matriz 100 de modo que el objetivo 30a de ranura cóncava de la película de bolsa colocada en la matriz 100 es presionada hacia la ranura 110 de formación. En particular, en esta realización, múltiples agujeros 210 de descarga de aire para pulverizar un aire comprimido del interior al exterior se proveen en un extremo inferior de la perforadora 200, de modo que la película de bolsa puede adherirse cercanamente a la superficie de la ranura 110 de formación por presión del aire.
Mientras tanto, una porción de esquina de la ranura 110 de formación de la matriz 100 y una porción de esquina de la perforadora 200 son redondeadas para tener una curvatura predeterminada, de modo que el estrés aplicado a la película de bolsa durante el proceso de formación puede reducirse para evitar que la película de bolsa se dañe. De aquí en adelante, se describirá brevemente el proceso de formación de la caja 20 de bolsa.
Como se muestra en las Figuras 7 y 8, una película de bolsa se coloca en la matriz 100, y el objetivo 30a de ranura cóncava de la película de bolsa se presiona usando la perforadora 200. En este punto, el objetivo 30a de ranura cóncava de la película de bolsa entra en contacto con la superficie 36 inferior de la ranura 110 de formación.
Luego, como se muestra en la Figura 9, un compresor de aire (no se muestra) se opera para descargar un aire comprimido fuera de la perforadora 200 a través de los agujeros 210 de descarga de aire. Por consiguiente, la película de bolsa puede adherirse cercanamente a la superficie lateral de la ranura 110 de formación. Si la película de bolsa se forma completamente, el compresor de aire deja de funcionar.
Después de eso, como se muestra en la Figura 10, la perforadora 200 se retira de la matriz 100, y luego la primera unidad 120 de matriz y la segunda unidad 130 de matriz se mueven una con respecto a la otra de modo tal que la película de bolsa formada puede retirarse de forma segura de la matriz 100. Entonces, la película de bolsa se retira completamente de la matriz 100 para completar el proceso de formación.
Según el aparato de formación de película de bolsa configurado como se describe más arriba, la película de bolsa puede formarse mecánicamente de modo tal que la superficie 36 inferior de la ranura 31 cóncava tiene un área igual a o mayor que un área de la superficie 33 de referencia de la película de bolsa.
De aquí en adelante, se describirá un aparato de formación de película de bolsa según otra realización de la presente descripción.
Las Figuras 11 y 12 son diagramas para ilustrar un proceso de formación en el cual el aparato de formación de película de bolsa según otra realización de la presente descripción forma una ranura cóncava en la película de bolsa. Los mismos numerales de referencia que aquellos en la realización anterior denotan los mismos componentes, y los mismos componentes no se describirán en detalle.
La perforadora 200' de esta realización está hecha de un material flexible capaz de contraerse o expandirse a medida que se inyecta aire. Por ejemplo, en esta realización, la perforadora 200' es una bolsa de aire hecha de caucho en la cual puede inyectarse aire, y la bolsa de aire puede inflarse cuando se inyecta allí aire.
Por consiguiente, como se muestra en la Figura 11, la película de bolsa se empuja hacia la ranura 110 de formación presionando el objetivo 30a de ranura cóncava usando la perforadora 200' en la cual se inyecta una cantidad predeterminada de aire. Después de eso, como se muestra en la Figura 12, si el aire se inyecta nuevamente en un estado donde la perforadora 200' se inserta en la ranura 110 de formación, la perforadora 200' se expande según la forma de la ranura 110 de formación, de modo tal que el objetivo 30a de ranura cóncava de la película de bolsa se adhiere cercanamente a la superficie de la ranura 110 de formación.
Después de eso, el aire es llevado fuera para contraer la perforadora 200', y entonces la primera unidad 120 de matriz y la segunda unidad 130 de matriz se mueven una con respecto a la otra para tirar de la película de bolsa fuera de la ranura 110 de formación.
En el aparato de formación de película de bolsa según otra realización de la presente descripción, la perforadora 200' está hecha de un material suave y es, por consiguiente, más suave que la perforadora 200 de la realización anterior que está hecha de un material duro. Por consiguiente, es menos probable que la película de bolsa se dañe durante el proceso de formación. Además, dado que la perforadora 200' hecha de un material suave se infla dentro de la ranura 110 de formación para presionar todo el objetivo 30a de ranura cóncava de la película de bolsa, el objetivo 30a de ranura cóncava se adhiere más cercanamente a la ranura 110 de formación de la película de bolsa y, de esta manera, se mejora además la totalidad de la formación.
La presente descripción se ha descrito en detalle. Sin embargo, debe comprenderse que la descripción detallada y los ejemplos específicos, aunque indican realizaciones preferidas de la descripción, se proveen a modo de ilustración solamente, dado que varios cambios y modificaciones dentro del alcance de la descripción serán aparentes para las personas con experiencia en la técnica a partir de esta descripción detallada.
Mientras tanto, cuando los términos que indican direcciones hacia arriba, abajo, izquierda, derecha, frontal y posterior se usan en la memoria descriptiva, es obvio para las personas con experiencia en la técnica que estos meramente representan ubicaciones relativas en aras de la explicación y pueden variar según la ubicación de un observador o de la forma en la cual se coloca un objeto.

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Una batería secundaria tipo bolsa, que incluye un conjunto (10) de electrodos que tiene una placa de electrodos positivos y una placa de electrodos negativos dispuestas para mirar una a la otra y una caja (20) de bolsa que tiene una ranura (31) cóncava formada para alojar el conjunto (10) de electrodos,
en donde la caja (20) de bolsa incluye una primera película (30) de bolsa y una segunda película (40) de bolsa térmicamente fusionada a la primera película (30) de bolsa,
en donde la ranura (31) cóncava se forma en al menos una de la primera película (30) de bolsa y la segunda película (40) de bolsa, y
en donde el conjunto (10) de electrodos se aloja en la ranura (31) cóncava y la ranura (31) cóncava tiene una superficie (36) inferior en la cual el conjunto (10) de electrodos se coloca de modo tal que la superficie (36) inferior tiene un área igual a o mayor que un área de una superficie (33) de referencia que cubre una abertura de la ranura (31) cóncava,
en donde la ranura (31) cóncava incluye una primera región (34) de superficie lateral en la cual un ancho total de la ranura (31) cóncava se reduce gradualmente a lo largo de la profundidad desde la superficie (33) de referencia y una segunda región (35) de superficie lateral en la cual el ancho total de la ranura (31) cóncava aumenta gradualmente de un punto final de la primera región (34) de superficie lateral a la superficie (36) inferior.
2. La batería secundaria tipo bolsa según la reivindicación 1,
en donde la primera región (34) de superficie lateral tiene una forma redondeada.
3. La batería secundaria tipo bolsa según la reivindicación 1,
en donde un ancho total (T2) del conjunto (10) de electrodos corresponde al ancho total de la ranura (31) cóncava en el punto final de la primera región (34) de superficie lateral.
4. La batería secundaria tipo bolsa según la reivindicación 1,
en donde la ranura (31) cóncava se forma en la primera película (30) de bolsa.
5. La batería secundaria tipo bolsa según la reivindicación 4,
en donde la primera película (30) de bolsa y la segunda película (40) de bolsa se forman usando una sola película, y la segunda película (40) de bolsa se dispone para superponerse a la primera película (30) de bolsa para formar una sola caja (20) de bolsa tipo taza.
6. Un aparato de formación de película de bolsa para formar la caja (20) de bolsa que tiene la ranura (31) cóncava según se define en la reivindicación 1, el aparato comprendiendo:
una matriz (100) configurada para formar una ranura (110) de formación con una forma correspondiente a la ranura (31) cóncava y que tiene una primera unidad (120) de matriz y una segunda unidad (130) de matriz provistas para moverse relativamente en una dirección horizontal; y una perforadora (200) configurada para moverse dentro o fuera de la ranura (110) de formación y provista para adherir cercanamente un objetivo de ranura (31) cóncava de la película de bolsa a una superficie de la ranura (110) de formación por medio de presión de aire antes de un proceso de formación.
7. El aparato de formación de película de bolsa según la reivindicación 6,
en donde una superficie superior de la segunda unidad (130) de matriz en la cual se coloca la película de bolsa es relativamente más ancha que la primera unidad (120) de matriz.
8. El aparato de formación de película de bolsa según la reivindicación 6,
en donde la perforadora (200) tiene múltiples agujeros (210) de descarga de aire capaces de inyectar aire comprimido hacia fuera.
9. El aparato de formación de película de bolsa según la reivindicación 6,
en donde la perforadora (200') está hecha de material suave que es contraíble y expandible según la inyección de aire.
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