ES3032064T3 - Riveting structure of electrode terminal, and secondary battery, battery pack, and automobile comprising same - Google Patents

Riveting structure of electrode terminal, and secondary battery, battery pack, and automobile comprising same

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ES3032064T3 ES22756554T ES22756554T ES3032064T3 ES 3032064 T3 ES3032064 T3 ES 3032064T3 ES 22756554 T ES22756554 T ES 22756554T ES 22756554 T ES22756554 T ES 22756554T ES 3032064 T3 ES3032064 T3 ES 3032064T3
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Do Gyun Kim
Bo Kwang Su Hwang
Geon Woo Min
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Abstract

La presente especificación proporciona una estructura de remachado de un terminal de electrodo y una batería secundaria que la comprende. La estructura de remachado de un terminal de electrodo comprende: un recipiente de batería con un lado abierto; un terminal de electrodo remachado a través de un orificio pasante formado en la parte inferior del recipiente de batería; y una junta interpuesta entre el recipiente de batería y el terminal de electrodo, donde el terminal de electrodo puede incluir: una porción de cuerpo insertada en el orificio pasante; una porción de brida exterior que se extiende a lo largo de una superficie exterior desde la periferia de un lado de la porción de cuerpo que está expuesta a través de la superficie exterior de la parte inferior del recipiente de batería; y una porción de brida interior que se extiende hacia una superficie interior desde la periferia del otro lado de la porción de cuerpo que está expuesta a través de la superficie interior de la parte inferior del recipiente de batería, donde la porción de cuerpo y la porción de brida exterior tienen una cavidad interior conectada entre sí, y la porción de brida interior tiene una porción de apertura que está conectada a la cavidad interior y se abre en una dirección interior del recipiente de batería. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Estructura de remachado de terminal de electrodo, y batería secundaria, paquete de baterías, y automóvil que comprende la misma
[Campo técnico]
La presente invención se refiere a una estructura de remachado de un terminal de electrodo, una batería secundaria, un paquete de baterías y un vehículo que incluye los mismos.
Esta solicitud reivindica la prioridad y el beneficio de la solicitud de patente coreana n.° 10-2021-0022867 presentada ante la Oficina Coreana de Propiedad Intelectual el 19 de febrero de 2021.
[Antecedentes de la invención]
Una batería secundaria es fácil de aplicar a grupos de productos y tiene características eléctricas elevadas, tal como una alta densidad energética. Por lo tanto, la batería secundaria se aplica ampliamente no sólo a dispositivos portátiles, sino también a vehículos eléctricos (EV) o vehículos eléctricos híbridos (HEV) impulsados por fuentes de propulsión eléctrica.
La batería secundaria atrae la atención como nueva fuente de energía para mejorar las características ecológicas y la eficiencia energética porque la batería secundaria consigue una ventaja primordial al reducir de forma innovadora el uso de combustibles fósiles y no genera ningún subproducto del uso de la energía.
Entre los tipos de baterías secundarias más utilizados actualmente se encuentran las baterías de iones de litio, las baterías de polímero de litio, las baterías de níquel-cadmio, las baterías de níquel-hidrógeno, las baterías de níquelzinc y similares. La tensión de funcionamiento de una celda de batería secundaria unitaria es de aproximadamente 2,5 V a 4,5 V. Por lo tanto, cuando se requiere una tensión de salida superior a la tensión de funcionamiento, una pluralidad de baterías se conecta en serie y constituye un paquete de baterías. Además, la pluralidad de baterías se conecta en paralelo y constituye el paquete de baterías en función de una capacidad de carga/descarga requerida para el paquete de baterías. Por lo tanto, el número de baterías incluidas en el paquete de baterías y el tipo de conexión eléctrica entre las baterías puede establecerse de forma diversa en función de las tensiones de salida y/o capacidades de carga/descarga requeridas.
Mientras tanto, las baterías cilíndricas, las baterías angulares y las baterías de tipo bolsa se conocen como los tipos de elementos de baterías secundarias. La batería cilíndrica se fabrica interponiendo un separador, que es un aislante, entre un electrodo positivo y un electrodo negativo, enrollando el conjunto del separador, el electrodo positivo y el electrodo negativo para formar un conjunto de electrodos en forma de rollo de gelatina, e insertando el conjunto de electrodos junto con un electrolito en un recipiente cilíndrico de batería.
En este caso, también existe una estructura en la que un terminal de electrodo positivo de tipo remache, que penetra en una superficie del fondo del recipiente cilíndrico de batería, se aplica como el terminal de electrodo positivo de la batería secundaria cilíndrica en lugar de una tapa que es un cuerpo de sellado configurado para sellar un puerto de apertura del recipiente cilíndrico de batería en la técnica relacionada. Sin embargo, un proceso de soldadura para acoplar un terminal de electrodo positivo y una placa colectora de corriente de electrodo positivo debe realizarse mediante un núcleo en forma de rollo de gelatina, lo que dificulta la realización de la soldadura en un estrecho
El documento JP H08 180849 A divulga una estructura a prueba de explosiones de un dispositivo electroquímico que tiene remaches cerrados en los extremos que tienen una forma cilíndrica hueca con una pared delgada en la cabeza. La parte de pared delgada incluye ranuras que estallan cuando una presión interna de una caja de dispositivo electroquímico ha aumentado a más de lo especificado.
[Descripción detallada de la invención]
[Problema técnico]
La presente invención se ha realizado en un esfuerzo por resolver un problema de un aumento en el riesgo de defectos tales como la interferencia del haz, una entrada de salpicaduras en una batería, y una soldadura débil cuando la soldadura láser se pretende realizar por medio de un núcleo en un recipiente cilíndrico de batería en un extremo superior de una porción de apertura del recipiente cilíndrico de batería.
[Solución técnica]
Una realización de la presente memoria descriptiva proporciona una estructura de remachado de un terminal de electrodo, la estructura de remachado incluye: un recipiente cilíndrico de batería abierta en un lado del mismo; un terminal de electrodo remachado a través de un orificio pasante formado en el fondo del recipiente cilindrico de batería; y una junta interpuesta entre el recipiente cilindrico de batería y el terminal de electrodo, en el que el terminal de electrodo incluye: una porción de cuerpo insertada en el orificio pasante; una porción de reborde exterior que se extiende a lo largo de una superficie exterior del fondo del recipiente cilíndrico de batería desde una periferia de un primer lado de la porción de cuerpo expuesto a través de la superficie exterior del fondo del recipiente cilíndrico de batería; y una porción de reborde interior que se extiende hacia una superficie interior del fondo del recipiente cilíndrico de batería desde una periferia de un segundo lado de la porción de cuerpo expuesta a través de la superficie interior del fondo del recipiente cilíndrico de batería, en la que la porción de cuerpo y la porción de reborde exterior tienen respectivamente cavidades interiores conectadas entre sí, y en la que la porción de reborde interior tiene una porción de abertura conectada a las cavidades interiores y abierta en una dirección hacia un interior del recipiente cilíndrico de batería.
En la realización de la presente memoria descriptiva, un diámetro interior de al menos una parte de la cavidad interior de la porción de reborde exterior puede ser mayor que un diámetro interior de la porción de cuerpo.
En la realización de la presente memoria descriptiva, un diámetro interior de al menos una parte de la cavidad interior de la porción de reborde exterior puede disminuir en una dirección desde el exterior hacia el interior del recipiente cilíndrico de batería.
En la realización de la presente memoria descriptiva, un espesor lateral de la porción de cuerpo del terminal de electrodo puede ser del 5% o más y del 40% o menos de una anchura interior máxima de la porción de cuerpo.
En la realización de la presente memoria descriptiva, una anchura máxima de una superficie exterior de la porción de reborde exterior puede ser 10% o más y 40% o menos de una anchura máxima del fondo del recipiente cilíndrico de batería.
Otra realización de la presente memoria descriptiva proporciona una batería secundaria que incluye: un conjunto de electrodos bobinados en un estado en el que un separador se interpone entre un primer electrodo y un segundo electrodo, cada electrodo tiene una forma de lámina, el conjunto de electrodos incluye una porción no recubierta del primer electrodo que se extiende desde dos extremos opuestos del primer electrodo y expuesta, y una porción no recubierta del segundo electrodo que se extiende desde dos extremos opuestos del segundo electrodo y expuesta; un recipiente cilíndrico de batería configurado para acomodar el conjunto de electrodos y conectado eléctricamente al segundo electrodo; un terminal de electrodo conectado eléctricamente al primer electrodo y remachado a través de un orificio pasante formado en un fondo del recipiente cilíndrico de batería, el terminal de electrodo incluye: una porción de cuerpo insertada en el orificio pasante; una porción de reborde exterior que se extiende a lo largo de una superficie exterior del fondo del recipiente cilíndrico de batería desde una periferia de un primer lado de la porción de cuerpo expuesto a través de la superficie exterior del fondo del recipiente cilíndrico de batería; y una porción de reborde interior que se extiende hacia una superficie interior del fondo del recipiente cilíndrico de batería desde una periferia de un segundo lado de la porción de cuerpo expuesta a través de la superficie interior del fondo del recipiente cilíndrico de batería, en la que la porción de cuerpo y la porción de reborde exterior tienen respectivamente cavidades interiores conectadas entre sí, y en la que la porción de reborde interior tiene una porción de abertura conectada a las cavidades interiores y abierta en una dirección hacia un interior del recipiente cilíndrico de batería; una primera placa colectora de corriente conectada eléctricamente a la porción no recubierta del primer electrodo; una junta interpuesta entre el terminal de electrodo y el orificio pasante; y un cuerpo de sellado configurado para sellar un extremo de apertura del recipiente cilíndrico de batería de modo que quede aislado del recipiente cilíndrico de batería.
En la realización de la presente memoria descriptiva, la parte no recubierta del primer electrodo puede soldarse y conectarse eléctricamente a la primera placa colectora de corriente.
En la realización de la presente memoria descriptiva, la primera placa colectora de corriente además puede incluir: una parte de fijación insertada y ajustada en las cavidades interiores de la porción de cuerpo y la porción de reborde exterior del terminal de electrodo a través de la porción de abertura de la porción de reborde interior del terminal de electrodo, y la parte de fijación de la primera placa colectora de corriente puede estar conectada eléctricamente a al menos una parte de una superficie interior de la porción de cuerpo del terminal de electrodo.
En la realización de la presente memoria descriptiva, la primera placa colectora de corriente puede estar conectada eléctricamente a una superficie interior de la porción de reborde interior del terminal de electrodo.
En la realización de la presente memoria descriptiva, la parte de fijación de la primera placa colectora de corriente puede estar conectada eléctricamente a al menos una parte de una superficie interior de la porción de reborde exterior del terminal de electrodo.
En la realización de la presente memoria descriptiva, un diámetro interior de al menos una parte de la cavidad interior de la porción de reborde exterior del terminal de electrodo puede ser mayor que un diámetro interior de la porción de cuerpo de la primera placa colectora de corriente, y al menos un extremo de la parte de fijación de la primera placa colectora de corriente puede tener un saliente para entrar en contacto con la porción de reborde exterior.
En la realización de la presente memoria descriptiva, un diámetro exterior de la parte de fijación de la primera placa colectora de corriente puede ser mayor que un diámetro interior de la porción del cuerpo del terminal de electrodo.
En la realización de la presente memoria descriptiva, una relación entre un diámetro exterior de la parte de fijación de la primera placa colectora de corriente y un diámetro interior de la porción del cuerpo del terminal de electrodo puede ser de 1:1 a 1,01:1.
En la realización de la presente memoria descriptiva, una relación entre un diámetro exterior máximo de una porción en la que se puede proporcionar el saliente de la parte de fijación de la primera placa colectora de corriente y un diámetro interior de la porción del cuerpo del terminal de electrodo es de 1,005:1 a 1,1:1.
La realización de la presente memoria descriptiva proporciona un paquete de baterías que incluye una pluralidad de baterías secundarias descritas anteriormente.
La realización de la presente memoria descriptiva proporciona un vehículo que incluye al menos un paquete de baterías descrito anteriormente.
[Efectos ventajosos]
De acuerdo con un aspecto de la presente invención, es posible mejorar la estructura del terminal de electrodo de la batería secundaria, resolviendo así la dificultad de realizar la soldadura en un espacio estrecho, evitando un aumento del riesgo de defecto causado por la aparición de salpicaduras de soldadura, y fijando el terminal de electrodo y la placa colectora de corriente mediante un proceso más sencillo.
[Breve descripción de los dibujos]
La FIG. 1 es una vista en planta superior que ilustra la estructura de una placa de electrodos utilizada para una batería secundaria.
La FIG. 2 es una vista que ilustra un proceso de bobinado de un conjunto de electrodos incluido en la batería secundaria.
La FIG. 3 es una vista que ilustra un proceso de soldadura de una placa colectora de corriente a una superficie doblada de una porción no recubierta del conjunto de electrodos ilustrado en la FIG. 2.
La FIG. 4 es una vista que ilustra un caso en el que se forman salpicaduras cuando se sueldan un terminal de electrodo tipo remache y una placa colectora de corriente en la técnica relacionada.
La FIG. 5 es una vista que ilustra esquemáticamente un proceso en el que se montan un terminal de electrodo y una primera placa colectora de corriente según una realización de la presente memoria descriptiva.
La FIG. 6 es una vista que ilustra esquemáticamente una estructura de remachado del terminal de electrodo de acuerdo con la realización de la presente memoria descriptiva.
La FIG. 7 es una vista en sección transversal de un estado en el que se forman salientes en una parte de fijación de la primera placa colectora de corriente.
La FIG. 8 es una vista que ilustra ejemplarmente una forma de la primera placa colectora de corriente de acuerdo con la presente memoria descriptiva.
La FIG. 9 es una vista en sección transversal tomada en una dirección longitudinal Y, y que ilustra una batería secundaria de acuerdo con la realización de la presente memoria descriptiva.
La FIG. 10 es una vista en planta superior que ilustra ejemplarmente una estructura de una placa de electrodo de acuerdo con la realización de la presente memoria descriptiva.
La FIG. 11 es una vista en sección transversal tomada en la dirección longitudinal Y, y que ilustra el conjunto de electrodos de acuerdo con la realización de la presente memoria descriptiva en la que una estructura segmentaria de una porción no recubierta de la placa de electrodos se aplica al primer y segundo electrodo. La FIG. 12 es una vista de sección transversal tomada en la dirección longitudinal Y, y que ilustra el conjunto de electrodo de acuerdo con la realización de la memoria descriptiva presente en qué una porción no recubierta está doblada.
La FIG. 13 es una vista que ilustra una configuración esquemática de un paquete de baterías que incluye celdas de batería cilíndricas de acuerdo con la realización de la presente memoria descriptiva.
La FIG. 14 es una vista que ilustra una configuración esquemática de un vehículo que incluye el paquete de baterías de acuerdo con la realización de la presente memoria descriptiva.
[Explicación de los números y símbolos de referencia]
71, 100: Conjunto de electrodos
10: Placa positiva
11: Placa negativa
10a, 73: Porción no recubierta del primer electrodo
11a, 72: Porción no recubierta del segundo electrodo
12: Separador
20, 91: Colector de corriente
21, 92: Material activo
22, 93: Porción no recubierta
30: Primera placa colectora actual
30a: Parte de fijación
L1: Diámetro exterior de la parte de fijación de la primera placa captadora de corriente
L2: Diámetro exterior máximo de la parte en la que sobresale la pieza de fijación de la primera placa captadora de corriente
31, 78: Segunda placa colectora de corriente
50: Terminal de electrodo
50a: Porción del cuerpo;
R1: Diámetro interior de la porción del cuerpo
50b: Porción exterior de la reborde
50c: Porción interior de la reborde
51: Recipiente cilíndrico de la batería
53: Agujero pasante
54: Junta
55: Aislador
56: Saliente
70: Batería secundaria
74: Cuerpo de sellado
74a: Placa de tapa
74b: Junta de sellado
75: Porción de engarzado
76: Parte de doblez
76a: Superficie periférica interior de la porción de doblez
77: Ranura de ventilación
78a: Al menos una parte del borde no está en contacto con la porción no recubierta del segundo electrodo 80: Cavidad en el núcleo del conjunto de electrodos
90: Electrodo
93a: Pieza segmentada
93': Porción no recubierta del lado del núcleo
94: Capa de recubrimiento aislante
200: Paquete de baterías
201: Celda de batería secundaria cilíndrica
202: Alojamiento del paquete
V: Vehículo
P: Cavidad interior
Q: Porción inicial
A: Ajuste de interferencia
[Mejor modo]
A continuación, se describirá con más detalle la presente memoria descriptiva.
A continuación, se describirán en detalle realizaciones ejemplares de la presente invención con referencia a los dibujos acompañantes. En consecuencia, debe apreciarse que pueden realizarse diversos equivalentes y ejemplos modificados capaces de sustituir a las realizaciones ejemplares en el momento de presentar la presente solicitud.
Además, para ayudar a comprender la presente invención, los dibujos adjuntos no se ilustran a escala real, sino que algunos elementos constitutivos pueden tener dimensiones exageradas. Además, los elementos constitutivos de diferentes realizaciones pueden asignarse con los mismos números de referencia.
La expresión que indica que los dos objetivos de comparación son iguales entre sí significa que los dos objetivos de comparación son "sustancialmente" iguales entre sí. Por lo tanto, la igualdad sustancial puede incluir un caso en el que esté presente una desviación considerada de bajo nivel en la técnica, por ejemplo, que esté presente una desviación dentro del 5%. Además, una configuración en la que un parámetro particular es constante en una región predeterminada puede significar que el parámetro es constante desde un punto de vista promedio.
En la presente memoria descriptiva, el término "en" no sólo significa que un componente está colocado en una capa mientras está en contacto físico con la capa, sino que también significa que un componente está colocado por encima de una capa. Es decir, otra capa puede estar presente entre las capas colocadas sobre cualquier capa.
En la memoria descriptiva de la presente solicitud, a menos que se describa explícitamente lo contrario, se entenderá que la palabra "comprender" o "incluir" y las variaciones, tal como "comprende", "que comprende", "incluye" o "que incluye", implican la inclusión de los elementos constitutivos indicados, no la exclusión de ningún otro elemento constitutivo.
La presente memoria descriptiva proporciona una estructura de remachado de un terminal de electrodo, la estructura de remachado incluye: un recipiente cilíndrico de batería abierta en un lado de la misma; un terminal de electrodo remachado a través de un orificio pasante formado en un fondo del recipiente cilíndrico de batería; y una junta interpuesta entre el recipiente cilíndrico de batería y el terminal de electrodo. El terminal de electrodo incluye: una porción de cuerpo insertada en el orificio pasante; una porción de reborde exterior que se extiende a lo largo de una superficie exterior del fondo del recipiente cilíndrico de batería desde una periferia de un primer lado de la porción de cuerpo expuesta a través de la superficie exterior del fondo del recipiente cilíndrico de batería; y una porción de reborde interior que se extiende hacia una superficie interior del fondo del recipiente cilíndrico de batería desde una periferia de un segundo lado de la porción de cuerpo expuesta a través de la superficie interior del fondo del recipiente cilíndrico de batería. La porción del cuerpo y la porción de la reborde exterior tienen respectivamente cavidades interiores conectadas entre sí, y la porción de la reborde interior tiene una porción de abertura conectada a las cavidades interiores y abierta en una dirección hacia un interior del recipiente cilíndrico de batería.
En un caso en el que un terminal de electrodo tipo remache de la técnica relacionada, que penetra en una superficie del fondo de un recipiente cilíndrico de batería, se aplica como terminal de electrodo de una batería secundaria, un proceso de soldadura para acoplar el terminal de electrodo y una placa colectora de corriente debe realizarse a través de un núcleo en forma de rollo de gelatina, lo que dificulta la realización de la soldadura en un espacio estrecho. Además, aumenta el riesgo de que se produzcan defectos como interferencias en el haz, la entrada de salpicaduras en una batería y soldaduras débiles cuando la soldadura láser se pretende realizar mediante un núcleo en un recipiente cilíndrico de batería en un extremo superior de una porción de abertura del recipiente cilíndrico de batería.
La FIG. 4 es una vista que ilustra un proceso de soldadura por láser de un terminal general de tipo remache a una placa colectora de corriente e ilustra que las salpicaduras formadas durante la soldadura pueden permanecer como sustancias extrañas metálicas en una batería secundaria. Las sustancias extrañas metálicas que quedan en la batería secundaria como se ha descrito anteriormente pueden provocar un cortocircuito fino.
Un terminal de electrodo 50 de acuerdo con la presente invención tiene una estructura de remachado. El terminal de electrodo 50 se expone a través de un orificio pasante 53 formado en un fondo de un recipiente cilíndrico de batería 51 y remachado. En este caso, el terminal de electrodo de acuerdo con la presente invención tiene en su interior cavidades P, y una placa colectora de corriente 30 se ajusta en las cavidades interiores P del terminal de electrodo.
Es decir, el terminal de electrodo de acuerdo con la presente invención no está conectado eléctricamente a la placa colectora de corriente a través de una conexión eléctrica realizada mediante soldadura, sino que está conectado eléctricamente a la placa colectora de corriente a medida que la placa colectora de corriente se ajusta y se pone en contacto con las cavidades interiores del terminal de electrodo. La FIG. 5 es una vista que ilustra un proceso de formación del terminal de electrodo que tiene la estructura de remachado de acuerdo con la presente invención. En referencia a la vista más hacia abajo de la FIG. 5, la placa colectora de corriente y el terminal de electrodo de acuerdo con la presente invención se ajustan entre sí en las cavidades formadas en el terminal de electrodo en una porción indicada por líneas de puntos.
Por lo tanto, una batería secundaria, a la que se aplica la estructura de remachado del terminal de electrodo de acuerdo con la presente invención, no utiliza un proceso de soldadura para acoplar el terminal de electrodo y la placa colectora de corriente. Por lo tanto, es posible prevenir el riesgo de defectos causados por interferencias del haz o salpicaduras de soldadura.
El terminal de electrodo de acuerdo con la presente invención tiene la estructura de remachado y se remacha a través del orificio pasante formado en la parte inferior del recipiente cilíndrico de batería. La junta se coloca entre el recipiente cilíndrico de batería y el terminal de electrodo.
La FIG. 5 es una vista que ilustra un proceso de procesamiento y remachado del terminal de electrodo colocado en el orificio pasante del recipiente cilíndrico de batería de acuerdo con la presente invención. La estructura de remachado del terminal de electrodo se forma doblando una superficie superior del terminal de electrodo de modo que un diámetro exterior de una porción del terminal de electrodo, que está expuesta al exterior del recipiente cilíndrico de batería, sea mayor que un diámetro exterior del orificio pasante del recipiente cilíndrico de batería. En este caso, una porción de la junta, que está expuesta al exterior del recipiente cilíndrico de batería, también se dobla en un ángulo igual al ángulo en el que se dobla el terminal de electrodo durante un proceso de presión del terminal de electrodo con una presión. Por diámetro exterior del orificio pasante se entiende un diámetro del orificio pasante.
El terminal de electrodo de acuerdo con la presente invención, que se ha procesado como se ha descrito anteriormente, incluye: una porción de cuerpo 50a insertada en el orificio pasante 53; una porción de reborde exterior 50b que se extiende a lo largo de una superficie exterior 52a de un fondo 52 del recipiente cilíndrico de batería 51 desde una periferia de un primer lado de la porción de cuerpo 50a expuesta a través de la superficie exterior 52a del fondo 52 del recipiente cilíndrico de batería 51; y una porción de reborde interior 50c que se extiende hacia una superficie interior 52b del fondo 52 del recipiente cilíndrico de batería 51 desde una periferia de un segundo lado de la porción de cuerpo 50a expuesta a través de la superficie interior 52b del fondo 52 del recipiente cilíndrico de batería 51. La porción de cuerpo 50a y la porción de reborde exterior 50b tienen respectivamente las cavidades interiores P conectadas entre sí, y la porción de reborde interior 50c tiene una porción de abertura Q conectada a las cavidades interiores P y abierta en dirección hacia un interior del recipiente cilíndrico de batería 51. En este caso, la porción de cuerpo, la porción de reborde exterior y la porción de reborde interior son términos para definir una región que constituye el terminal de electrodo.
La FIG. 6 es una vista en sección transversal tomada en dirección longitudinal de la estructura de remachado del terminal de electrodo de acuerdo con la presente invención. Una región indicada por la línea de puntos en la porción del terminal de electrodo expuesta al exterior del recipiente cilíndrico de batería es la porción del reborde exterior 50b, y una región indicada por la línea de puntos y provista en el orificio pasante del recipiente cilíndrico de batería es la porción del cuerpo 50a. Una porción indicada por la línea de puntos en la porción del terminal de electrodo que se extiende hacia una superficie interior del fondo del recipiente cilíndrico de batería es la porción de reborde interior 50c. La porción de cuerpo y la porción de reborde exterior incluyen respectivamente las cavidades interiores conectadas entre sí e indicadas por P en la FIG. 6. La porción de reborde interior tiene la porción de abertura indicada por Q en la FIG. 6, y la porción de apertura Q está conectada a la cavidad interior P
En la realización de la presente memoria descriptiva, un diámetro interior de al menos una parte de la cavidad interior de la porción de reborde exterior puede ser mayor que un diámetro interior de la cavidad interior de la porción de cuerpo. Dado que el diámetro interior de al menos una parte de la cavidad interior de la porción de reborde exterior es mayor que el diámetro interior de la cavidad interior de la porción de cuerpo, un extremo de la placa colectora de corriente que se describirá a continuación está en contacto con una superficie interior de la porción de reborde exterior, de modo que la placa colectora de corriente puede fijarse para que no se mueva hacia arriba o hacia abajo.
En la realización de la presente memoria descriptiva, el diámetro interior de al menos una parte de la cavidad interior de la porción de reborde exterior puede disminuir en la dirección desde el exterior hacia el interior del recipiente cilíndrico de batería. Un extremo de la placa colectora de corriente que se describirá a continuación puede fijarse más fuertemente a la superficie interior de la porción de reborde exterior mediante una sección en la que disminuye el diámetro interior de al menos una parte de la cavidad interior de la porción de reborde exterior.
En la realización de la presente memoria descriptiva, una superficie interior de la porción de cuerpo del terminal de electrodo puede conectarse a una superficie interior de la porción de reborde interior sin fluctuación.
En la realización de la presente memoria descriptiva, un espesor de la porción de cuerpo del terminal de electrodo es constante.
En la realización de la presente memoria descriptiva, una longitud máxima entre las superficies interiores de la porción de cuerpo del terminal de electrodo puede ser igual o menor que una longitud máxima entre las superficies interiores de la porción de reborde exterior del terminal de electrodo.
En la realización de la presente memoria descriptiva, la porción de reborde exterior del terminal de electrodo puede incluir una región que tiene diferentes espesores.
En la realización de la presente memoria descriptiva, un espesor t1 de al menos una parte de la porción de reborde exterior del terminal de electrodo puede ser mayor que un espesor lateral t2 de la porción de cuerpo. El espesor lateral de la porción de cuerpo significa una distancia entre las superficies exterior e interior de la porción de cuerpo del terminal de electrodo y se indica mediante el número de referencia t2 en la FIG. 6.
En la realización de la presente memoria descriptiva, el espesor lateral de la porción de cuerpo del terminal de electrodo puede ser 5% o más y 40% o menos, 7% o más y 40% o menos, 10% o más y 35% o menos, o 10% o más y 25% o menos del diámetro interior R1 de la porción de cuerpo del terminal de electrodo. El diámetro interior de la porción de cuerpo significa una distancia entre las superficies interiores de la porción de cuerpo y se indica con R1 en la FIG. 6.
Cuando se satisface el intervalo antes mencionado, se puede aumentar la durabilidad de la porción del cuerpo. Por lo tanto, aunque la placa colectora de corriente que se describirá a continuación se ajusta en la cavidad interior de la porción de cuerpo de manera que se ajuste de interferencia, es posible remachar fácilmente el terminal de electrodo evitando dañar la porción de cuerpo del terminal de electrodo.
En la realización de la presente memoria descriptiva, el diámetro interior de la porción de cuerpo, el diámetro interior máximo de la cavidad interior de la porción de reborde exterior y el diámetro interior de la porción de abertura de la porción de reborde interior pueden diseñarse de acuerdo con el espesor de la porción de cuerpo del terminal de electrodo, el diámetro del orificio pasante del recipiente cilíndrico de batería y el espesor de la junta. Específicamente, el diámetro interior de la porción de cuerpo, el diámetro interior máximo de la cavidad interior de la porción de reborde exterior y el diámetro interior de la porción de abertura de la porción de reborde interior pueden diseñarse de tal manera que un hueco interior en el recipiente cilíndrico de batería pueda ser bloqueado por el terminal de electrodo remachado, la placa colectora de corriente que se describirá a continuación pueda fijarse fácilmente de manera que se ajuste de interferencia, y la parte de fijación de la placa colectora de corriente se inserte fácilmente.
En la realización de la presente memoria descriptiva, el diámetro interior de la porción de cuerpo puede ser de 4 mm o más y 11 mm o menos, 4 mm o más y 8 mm o menos, y 5 mm o más y 8 mm o menos.
En la realización de la presente memoria descriptiva, el diámetro interior máximo de la cavidad interior de la porción de reborde exterior puede ser de 5 mm o más y 15 mm o menos, 7 mm o más y 12 mm o menos, o 9 mm o más y 12 mm o menos.
En la realización de la presente memoria descriptiva, el diámetro interior de la porción de abertura de la porción de reborde interior puede ser de 4 mm o más y 11 mm o menos, 5 mm o más y 10 mm o menos, o 7 mm o más y 10 mm o menos.
En la realización de la presente memoria descriptiva, la longitud máxima de la superficie exterior de la porción de reborde exterior puede ser del 10% o más y del 40% o menos, del 15% o más y del 35% o menos, o del 20% o más y del 30% o menos de la anchura máxima del fondo del recipiente cilíndrico de batería.
Cuando se satisface el intervalo antes mencionado, es posible asegurar adecuadamente un espacio en el que los componentes del cableado eléctrico, tal como una barra colectora, puedan soldarse al terminal de electrodo.
En la realización de la presente memoria descriptiva, el terminal de electrodo 50 está hecho de un material metálico conductor. Por ejemplo, el terminal de electrodo 50 puede ser de aluminio, pero la presente invención no se limita a ello.
En la realización de la presente memoria descriptiva, el recipiente cilíndrico de batería 51 está hecha de un material metálico conductor. Por ejemplo, el recipiente cilíndrico de batería 51 puede ser de acero, pero la presente invención no se limita a ello.
En la realización de la presente memoria descriptiva, la junta 54 puede estar hecha de resina polimérica que tiene aislamiento y elasticidad. Por ejemplo, la junta 54 puede estar hecha de polipropileno, tereftalato de polibutileno, etileno polifluorado, o similares, pero la presente invención no se limita a ello.
En la realización de la presente memoria descriptiva, los extremos superior e inferior de la pared interior del orificio pasante 53 perpendicular a la parte inferior del recipiente cilíndrico de batería 51 están achaflanados (corte de esquinas) para formar superficies cónicas hacia el terminal de electrodo 50. Sin embargo, el extremo superior y/o el extremo inferior de la pared interior del orificio pasante 53 pueden modificarse para formar una superficie curvada suave que tenga una curvatura. En este caso, es posible mitigar aún más la tensión aplicada a la junta 54 en la periferia del extremo superior y/o del extremo inferior de la pared interior del orificio pasante 53.
De acuerdo con la realización de la presente memoria descriptiva, la estructura de remachado del terminal de electrodo 50 puede formarse utilizando una plantilla de calafateado configurada para moverse hacia arriba y hacia abajo, un proceso de hilado o un remachado giratorio. En primer lugar, se inserta una preforma (no ilustrada) del terminal de electrodo 50, al que se acopla la junta, en el orificio pasante 53 formado en el fondo 52 del recipiente cilíndrico de batería 51. La preforma se refiere a un terminal de electrodo antes de ser remachado.
Por ejemplo, la preforma del terminal de electrodo puede procesarse hasta el terminal de electrodo remachado utilizando una plantilla de calafateado exterior fuera del recipiente cilíndrico de batería, y una plantilla de calafateado interior puede insertarse en el espacio interno del recipiente cilíndrico de batería, evitando así la deformación interior de la plantilla de calafateado exterior.
Cuando se completa el prensado de la preforma utilizando la plantilla de calafateado y luego se separa la plantilla de calafateado del recipiente cilíndrico de batería 51, puede obtenerse la estructura de remachado del terminal de electrodo 50 de acuerdo con la presente invención, tal como se ilustra en la FIG. 6.
La junta 54 puede comprimirse lo suficiente para garantizar una excelente resistencia de sellado sin dañarse físicamente durante el proceso de remachado de la preforma.
En la realización de la presente memoria descriptiva, en un caso en el que la junta 54 está hecha de tereftalato de polibutileno, la compresibilidad de la junta 54 puede ser del 50% o más en un punto en el que la junta 54 se comprime hasta un espesor mínimo. La compresibilidad es una relación de cambio de espesor entre antes y después de la compresión con respecto al espesor antes de la compresión.
En la realización de la presente memoria descriptiva, en un caso en el que la junta 54 está hecha de polifluoroetileno, la compresibilidad de la junta 54 puede ser del 60% o más en el punto en el que la junta 54 se comprime hasta el espesor mínimo.
En la realización de la presente memoria descriptiva, en un caso en el que la junta 54 está hecha de polipropileno, la compresibilidad de la junta 54 puede ser del 60% o más en el punto en el que la junta 54 se comprime hasta el espesor mínimo.
La estructura de remachado del terminal de electrodo de acuerdo con la presente invención puede aplicarse a una batería secundaria. La batería secundaria incluye: un conjunto de electrodos que tiene primer y segundo electrodo, cada uno tiene forma de lámina y bobinado con un separador interpuesto entre ellos, el conjunto de electrodos incluye una porción no recubierta de un primer electrodo que se extiende desde dos extremos opuestos y está expuesta, y una porción no recubierta del segundo electrodo; y una primera placa colectora de corriente soldada a la porción no recubierta del primer electrodo; una junta colocada entre el terminal de electrodo y el orificio pasante; y un cuerpo de sellado configurado para sellar un extremo de apertura del recipiente cilíndrico de batería de modo que el cuerpo de sellado esté aislado del recipiente cilíndrico de batería.
En la realización de la presente memoria descriptiva, el terminal de electrodo puede estar acoplado y conectado eléctricamente a la primera placa colectora de corriente. Específicamente, el terminal de electrodo está acoplado y conectado eléctricamente directamente a la primera placa colectora de corriente en lugar de estar conectado eléctricamente a la primera placa colectora de corriente mediante soldadura.
La primera placa colectora de corriente además puede incluir una pieza de fijación insertada y ajustada en las cavidades interiores de la porción de cuerpo y la porción de reborde exterior del terminal de electrodo a través de la porción de abertura de la porción de reborde interior del terminal de electrodo. La parte de fijación puede estar conectada eléctricamente al menos a una parte de la superficie interior de la porción de cuerpo. Más concretamente, la parte de fijación puede estar conectada eléctricamente y en contacto directo con al menos una parte de la superficie interior de la porción de cuerpo. La FIG. 8 es una vista que ilustra ejemplarmente una forma de la primera placa colectora de corriente de acuerdo con la presente invención. La parte de fijación que tiene forma cilíndrica se acopla a una parte central de la placa colectora de corriente que tiene forma de disco.
Dado que la primera placa colectora de corriente de acuerdo con la presente invención incluye la parte de fijación, la primera placa colectora de corriente puede acoplarse al terminal de electrodo sin un proceso de soldadura. Además, el terminal de electrodo y la primera placa colectora de corriente tienen una superficie de contacto más grande que una estructura de terminal de electrodo remachada en la técnica relacionada, de modo que la primera placa colectora de corriente puede conectarse eléctricamente sin problemas al terminal de electrodo, y puede reducirse la alta resistencia de la primera placa colectora de corriente.
En la realización de la presente memoria descriptiva, la parte de fijación de la primera placa colectora de corriente puede incluir una cavidad en la misma.
En la realización de la presente memoria descriptiva, una altura de la parte de fijación de la primera placa colectora de corriente puede ser de 2 mm o más y 8 mm o menos, 3 mm o más y 7 mm o menos, o 4 mm o más y 6 mm o menos.
En la realización de la presente memoria descriptiva, la primera placa colectora de corriente puede estar conectada eléctricamente a la superficie interior de la porción de reborde interior del terminal de electrodo. Más concretamente, la primera placa colectora de corriente puede estar conectada eléctricamente y en contacto directo con la superficie interior de la porción de reborde interior del terminal de electrodo.
Una superficie de la primera placa colectora de corriente de acuerdo con la presente memoria descriptiva, que es opuesta a la superficie acoplada a la porción no recubierta del primer electrodo, puede estar conectada eléctricamente a la superficie interior de la porción de reborde interior del terminal de electrodo, y más específicamente, conectada eléctricamente y en contacto directo con la superficie interior de la porción de reborde interior del terminal de electrodo.
En la realización de la presente memoria descriptiva, la parte de fijación puede estar conectada eléctricamente a al menos una parte de la superficie interior de la porción de reborde exterior. Más concretamente, la parte de fijación puede estar conectada eléctricamente y en contacto directo con al menos una parte de la superficie interior de la porción de reborde exterior.
Las FIGS. 5 y 6 ilustran que la parte de fijación de la primera placa recolectora de corriente está en contacto directo con el terminal de electrodo.
La estructura de conexión entre la primera placa colectora de corriente y el terminal de electrodo de acuerdo con la presente memoria descriptiva corresponde a la estructura de acoplamiento con ajuste de interferencia entre el terminal de electrodo y el primer colector de corriente. Es decir, de acuerdo con la presente invención, es posible eliminar un riesgo causado por un proceso de soldadura mediante el uso de la conexión de contacto físico entre el terminal de electrodo y la primera placa colectora de corriente que tiene la parte de fijación. Con referencia a la FIG. 5, el estado en el que la superficie exterior de la parte de fijación de la primera placa colectora de corriente y la superficie interior de la porción del cuerpo del terminal de electrodo están acopladas de manera que se produce una interferencia se indica mediante A.
En la realización de la presente memoria descriptiva, un diámetro exterior de la parte de fijación de la primera placa colectora de corriente puede ser mayor que un diámetro interior de la porción del cuerpo del terminal de electrodo.
En la realización de la presente memoria descriptiva, una relación entre el diámetro exterior L1 de la parte de fijación de la primera placa colectora de corriente y el diámetro interior R1 de la porción del cuerpo del terminal de electrodo puede ser de 1:1 a 1,01:1, 1:1 a 1,008:1, o 1:1 a 1,005:1. Cuando se satisface el intervalo, se puede aumentar una fuerza de fijación de la parte de sujeción de la placa colectora de corriente.
Con referencia a la FIG. 5, el diámetro exterior de la parte de fijación de la primera placa colectora de corriente significa un diámetro de una superficie exterior de la parte de fijación orientada hacia la superficie interior de la porción de cuerpo del terminal de electrodo y se indica mediante L1 en la FIG. 5.
En la realización de la presente memoria descriptiva, un diámetro interior de al menos una parte de la cavidad interior de la porción de reborde exterior puede ser mayor que el diámetro interior de la porción de cuerpo, y al menos un extremo de la parte de fijación puede tener un saliente para ser remachado en la porción de reborde exterior. Por ejemplo, el saliente puede estar situado en un lado lateral de la parte de fijación situada en la cavidad interior de la porción de reborde exterior.
Con referencia a la FIG. 7, el saliente de la parte de fijación de la primera placa colectora de corriente se remacha en la cavidad interior del terminal de electrodo de manera que se ajuste de interferencia. Dado que tanto la primera placa colectora de corriente como el terminal de electrodo están hechos de un material metálico conductor, los componentes respectivos pueden remacharse deformándose finamente cuando el saliente de la primera placa colectora de corriente se ajusta en la cavidad interior del terminal de electrodo mediante una fuerza elevada.
Un diámetro exterior máximo L2 de una porción donde se proporciona el saliente de la parte de fijación de la primera placa colectora de corriente puede ser mayor que el diámetro interior R1 de la porción de cuerpo del terminal de electrodo.
En la realización de la presente memoria descriptiva, una relación entre el diámetro exterior máximo L2 de la porción donde se proporciona el saliente de la parte de fijación de la primera placa colectora de corriente y el diámetro interior R1 de la porción del cuerpo del terminal de electrodo puede ser de 1,005:1 a 1.1:1, 1,005:1 a 1,05:1, 1,005:1 a 1,03:1, 1,005:1 a 1,02:1, o 1,005:1 a 1,015:1.
Cuando se satisface el intervalo, la fuerza de fijación puede aumentar, y el saliente queda atrapado por un límite entre la porción de cuerpo y la porción de reborde exterior del terminal de electrodo en un estado en el que se completa el ajuste de interferencia, evitando así que la primera placa colectora de corriente se separe en una dirección opuesta a una dirección en la que se inserta la primera placa colectora de corriente.
Con referencia a la FIG. 7, el diámetro exterior máximo L2 de la porción en la que se proporciona el saliente de la parte de fijación significa el diámetro exterior de la parte de fijación basado en una porción en la que el saliente que se extiende desde la superficie exterior de la parte de fijación sobresale en la mayor medida. El diámetro exterior máximo se indica con L2 en la FIG. 7.
Por lo tanto, en el caso en que se utilice la estructura de remachado del terminal de electrodo de acuerdo con la presente invención, puede no realizarse un proceso de soldadura adicional para implementar la conexión eléctrica entre la placa colectora de corriente y el terminal de electrodo.
La primera placa colectora de corriente de acuerdo con la presente invención está eléctricamente conectada y acoplada al conjunto de electrodos.
En la realización de la presente memoria descriptiva, el conjunto de electrodos 100 se enrolla en el estado en el que el separador se interpone entre el primer y segundo electrodos cada uno con una forma de lámina. El conjunto de electrodos 100 incluye la porción no recubierta del primer electrodo que se extiende desde los dos extremos opuestos del primer electrodo y queda expuesta, y la porción no recubierta del segundo electrodo que se extiende desde los dos extremos opuestos del segundo electrodo y queda expuesta.
Por ejemplo, el conjunto de electrodos de acuerdo con la realización de la presente memoria descriptiva puede tener una estructura en forma de rollo de gelatina. El conjunto de electrodos puede fabricarse interponiendo un separador entre al primer y segundo electrodo con forma de lámina, apilando el separador y al primer y segundo electrodo al menos una vez para formar una batería, y bobinando la batería alrededor de una porción central de bobinado.
Es decir, cada una de las placas positiva y negativa tienen una estructura en la que un colector de corriente 20 que tiene forma de lámina está recubierto con un material activo 21 e incluye una porción no recubierta 22 dispuesta en un lado largo basado en la dirección de bobinado. En este caso, se puede proporcionar un separador adicional en una superficie periférica exterior del conjunto de electrodos 100 para implementar el aislamiento del recipiente cilíndrico de batería 51. La estructura en forma de rollo de gelatina conocida en la técnica puede aplicarse a la presente invención sin limitación alguna.
La FIG. 1 ilustra una estructura del colector de corriente de acuerdo con la realización de la presente memoria descriptiva, la FIG. 2 ilustra un proceso de bobinado del colector de corriente de acuerdo con la realización de la presente memoria descriptiva, y la FIG. 3 ilustra un proceso de soldadura de la placa colectora de corriente a la superficie doblada de la porción no recubierta de acuerdo con la realización de la presente memoria descriptiva.
Con referencia a las FIGS. 1 a 3, las placas positiva y negativa 10 y 11 tienen cada una la estructura en la que el colector de corriente 20 que tiene la forma de lámina está recubierto con el material activo 21 e incluye la porción no recubierta 22 dispuesta en un lado largo basado en la dirección de bobinado X.
El conjunto de electrodos se fabrica apilando secuencialmente la placa positiva 10 y la placa negativa 11 junto con dos láminas de separadores 12 para formar una pila, tal como se ilustra en la FIG. 2 y, a continuación, bobinar la pila en una dirección X. En este caso, la porción no recubierta de la placa positiva 10 y la porción no recubierta de la placa negativa 11 están dispuestas en direcciones opuestas. Tras el proceso de bobinado, la porción no recubierta 10a de la placa positiva 10 y la porción no recubierta 11a de la placa negativa 11 se doblan hacia el núcleo. A continuación, la placa colectora de corriente 30 y la segunda placa colectora de corriente 31 se acoplan respectivamente a las porciones no recubiertas 10a y 11a mediante soldadura.
La pestaña del electrodo separado no está acoplada a la porción no recubierta del electrodo positivo 10a ni a la porción no recubierta del electrodo negativo 11a, y la placa colectora de corriente 30 y la segunda placa colectora de corriente 31 están conectadas a los terminales del electrodo externo. Por lo tanto, se forma una trayectoria de corriente que tiene una gran área de sección transversal en la dirección del eje de bobinado del conjunto de electrodos A (véase la flecha), reduciendo así la resistencia de la batería secundaria. Esto se debe a que la resistencia es inversamente proporcional a la sección transversal de un conducto por el que circula corriente.
En la realización de la presente memoria descriptiva, el primer electrodo incluye un primer colector de corriente y una capa de material activo de electrodo proporcionada en una superficie o dos superficies opuestas del primer colector de corriente. La porción no recubierta del primer electrodo, que no tiene la capa de material activo del electrodo, está presente en un extremo lateral largo de una dirección de bobinado del primer colector de corriente proporcionado en un extremo de un eje de bobinado del conjunto de electrodos. La parte no recubierta del primer electrodo está situada en la parte superior en la dirección de la altura (dirección paralela al eje Z) del conjunto de electrodos acomodado en el recipiente cilíndrico de batería. Es decir, el primer colector de corriente incluye la porción no recubierta del primer electrodo dispuesta en el extremo lateral largo del mismo y expuesta al exterior del separador, y la porción no recubierta del primer electrodo no está recubierta con el material activo del electrodo.
En la realización de la presente memoria descriptiva, el segundo electrodo incluye un segundo colector de corriente de electrodo y una segunda capa de material activo de electrodo proporcionada en una superficie o dos superficies opuestas del segundo colector de corriente de electrodo. Una porción no recubierta del segundo electrodo está presente en el otro extremo lateral en una dirección de anchura (una dirección paralela al eje Z) del colector de corriente del segundo electrodo, y la porción no recubierta del segundo electrodo no incluye la capa de material activo del segundo electrodo.
La porción no recubierta del segundo electrodo está situada en un lado inferior en la dirección de la altura (dirección paralela al eje Z) del conjunto de electrodos alojado en el recipiente de la batería. Es decir, el segundo electrodo colector de corriente puede incluir una segunda porción no recubierta dispuesta en un extremo lateral largo del mismo y expuesta al exterior del separador, y la segunda porción no recubierta no está recubierta con la capa de material activo del electrodo.
En la realización de la presente memoria descriptiva, el primer electrodo puede ser una placa positiva, y el segundo electrodo puede ser una placa negativa.
En la realización de la presente memoria descriptiva, el primer electrodo puede ser una placa negativa, y el segundo electrodo puede ser una placa positiva.
En la realización de la memoria descriptiva presente, cualquier material activo públicamente sabido en la técnica puede ser utilizado, sin limitación, tal como el electrodo positivo material activo aplicado sobre el plato positivo y el electrodo negativo material activo aplicado sobre el plato negativo.
A modo de ejemplo, el material activo del electrodo positivo puede incluir un compuesto de metal alcalino expresado mediante una fórmula química general A[AxMy]O<2>+z (A incluye uno o más elementos entre Li, Na y K, M incluye uno o más elementos seleccionados entre Ni, Co, Mn, Ca, Mg, Al, Ti, Si, Fe, Mo, V, Zr, Zn, Cu, Al, Mo, Sc, Zr, Ru y Cr, x > 0, 1 < x+y <2 y -0,1 < z < 2 en el que los coeficientes estequiométricos x, y, y z se seleccionan de forma que el compuesto se mantenga eléctricamente neutro).
Como otro ejemplo, el material activo del electrodo positivo puede ser el compuesto de metal alcalino xLiM1O2-(1-x)Li2M2O3 (M1 incluye uno o más elementos que tienen un estado de oxidación medio 3, M2 incluye uno o más elementos que tienen un estado de oxidación medio 4, y 0<x<1) divulgado en la patente estadounidense n.° 6,677,082, la patente estadounidense n.° 6,680,143 y similares.
Como aún otro ejemplo, el material activo del electrodo positivo puede ser fosfato metálico de litio expresado por una fórmula química general LiaM1xFe1-xM2yP1-yM3zO4-z (M1 incluye uno o más elementos seleccionados de Ti, Si, Mn, Co, Fe, V, Cr, Mo, Ni, Nd, Al, Mg, y Al, M2 incluye uno o más elementos seleccionados de Ti, Si, Mn, Co, Fe, V, Cr, Mo, Ni, Nd, Al, Mg, Al, As, Sb, Si, Ge, V, y S, M3 incluye elementos de la familia de los halógenos que incluyen de forma selectiva F, 0 < a < 2, 0 < x < 1, 0 < y < 1, y 0 < z < 1 en los que los coeficientes estequiométricos a, x, y, y z se seleccionan de modo que el compuesto se mantenga eléctricamente neutro) o Li3M2(PO4)3 (M incluye uno o más elementos seleccionados entre Ti, Si, Mn, Fe, Co, V, Cr, Mo, Ni, Al, Mg, y Al)
En particular, el material activo del electrodo positivo puede incluir partículas primarias y/o partículas secundarias en las que las partículas primarias están aglomeradas.
Como ejemplo, pueden utilizarse materiales de carbono, metal de litio o compuesto de metal de litio, silicio o compuesto de silicio, estaño o compuesto de estaño y similares como material activo del electrodo negativo. Puede utilizarse como material activo del electrodo negativo un óxido metálico, tal como TiO<2>and SnO<2>con un potencial eléctrico inferior a 2 V. Como material de carbono puede utilizarse tanto carbono de baja cristalinidad como carbono altamente cristalino.
En la realización de la presente memoria descriptiva, una película de polímero poroso, por ejemplo, una película de polímero poroso hecha de polímero a base de poliolefina tal como homopolímero de etileno, homopolímero de propileno, copolímero de etileno/buteno, copolímero de etileno/hexeno, o copolímero de etileno/metacrilato puede utilizarse individualmente como el separador o una estaca de las películas de polímero poroso puede utilizarse como el separador. Como otro ejemplo, una típica tela no tejida porosa, por ejemplo, una tela no tejida hecha de fibra de vidrio de alto punto de fusión, fibra de tereftalato de polietileno, o similares puede ser utilizada como el separador.
Al menos una superficie del separador puede incluir una capa de recubrimiento que contenga partículas inorgánicas. Además, el propio separador puede ser una capa de recubrimiento que contenga partículas inorgánicas. Las partículas que constituyen la capa de recubrimiento pueden estar acopladas por un aglomerante de modo que exista un volumen intersticial entre las partículas adyacentes.
Las partículas inorgánicas pueden estar hechas de una sustancia inorgánica con una permitividad de 5 o más. Como ejemplo no limitativo, la partícula inorgánica puede incluir una o más sustancias seleccionadas de entre un grupo consistente en Pb(Zr, Ti)O3(PZT), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT), PB(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT), BaTiO3, hafnia (HfO<2>), SrTiO3, TiO<2>, AhO3, ZrO<2>, SnO<2>, CeO<2>, MgO, CaO, ZnO, y Y<2>O<3>.
El electrolito puede ser una sal con una estructura tal como A+B-. En este caso, A+ incluye iones que incluyen cationes de metales alcalinos como Li+, Na+, y K+ o una combinación de los mismos. Además, B- incluye uno o más aniones seleccionados del grupo formado por F-, Cl-, Br, I-, NO<3>", N(CN)<2>", BF<4>", ClO4", AlO4", AlCU", p F6", SbF6" , AsF6-, BF<2>C<2>O<4>-, BC<4>O<8>-, (CF3)2PF4-, (CF3)3PF3-, (CF3)4PF2-, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF<3>SO<3>--, C<4>F<9>SO<3>-, CF<3>CF<2>SO<3>-, (CF3SO2)2N-, (FSO<2>)<2>N-, CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3-, CF<3>CO<2>-, CH3CO2-, SCN- , y (CF3CF2SO2)2N-.
Además, el electrolito puede disolverse en un disolvente orgánico y utilizarse. Como disolvente orgánico puede utilizarse carbonato de propileno (PC), carbonato de etileno (EC), carbonato de dietilo (DEC), carbonato de dimetilo (DMC), carbonato de dipropilo (DPC), sulfóxido de dimetilo, acetonitrilo, dimetoxietano, dietoxietano, tetrahidrofurano, N-metil-2-pirrolidona (NMP), carbonato de etilmetilo (EMC), Y-butirolactona, o una mezcla de los mismos.
En la realización de la presente memoria descriptiva, la porción no recubierta del primer electrodo y/o del segundo electrodo puede doblarse hacia el núcleo desde la periferia exterior del conjunto de electrodos, formando así superficies dobladas en las porciones superior e inferior del conjunto de electrodos. Además, la placa colectora de corriente puede soldarse a la superficie doblada formada al doblar la porción no recubierta del primer electrodo, y la segunda placa colectora de corriente puede soldarse a la superficie doblada formada al doblar la porción no recubierta del segundo electrodo.
El primer electrodo y/o el segundo electrodo pueden tener diferentes estructuras para mitigar la tensión generada cuando se dobla la parte no recubierta del primer electrodo y/o del segundo electrodo. La FIG. 12 es una vista en planta superior que ilustra ejemplarmente una estructura de un electrodo 90 de acuerdo con la realización de la presente invención.
Con referencia a la FIG. 10, el electrodo 90 incluye un colector de corriente 91 que tiene forma de lámina, una capa de material activo 92 formada en al menos una superficie del colector de corriente 91, y una porción no recubierta 93 dispuesta en un extremo lateral largo del colector de corriente 91, y la porción no recubierta 93 no está recubierta con un material activo.
La porción no recubierta 93 puede incluir una pluralidad de piezas segmentarias con muescas 93a. La pluralidad de piezas segmentarias 93a constituye una pluralidad de grupos, y las piezas segmentarias 93a incluidas en cada uno de los grupos pueden tener la misma altura (longitud en una dirección Y), y/o la misma anchura (longitud en una dirección X), y/o la misma distancia de separación. El número de piezas segmentarias 93a incluidas en cada uno de los grupos puede aumentar o disminuir más de lo ilustrado. La pieza segmentaria 93a puede tener forma trapezoidal y modificarse en forma cuadrangular, paralelogramo, semicircular o semielíptica. En particular, la altura de la pieza segmentaria 93a puede aumentar de forma escalonada en la dirección desde el núcleo hacia la periferia exterior. Además, una porción no recubierta del lado del núcleo 93' dispuesta adyacente al núcleo puede no incluir la pieza segmentaria 93a, y la porción no recubierta del lado del núcleo 93' puede tener una altura menor que otras regiones de porciones no recubiertas.
En la realización de la presente memoria descriptiva, el electrodo 90 puede incluir una capa de recubrimiento aislante 94 configurada para cubrir un límite entre la capa de material activo 92 y la porción no recubierta 93. La capa de recubrimiento aislante 94 contiene resina polimérica con aislamiento y además puede incluir de forma selectiva un relleno inorgánico. La capa de recubrimiento aislante 94 sirve para evitar que un extremo de la capa de material activo 92 entre en contacto con una capa de material activo que tenga una polaridad opuesta y esté orientada hacia la capa de material activo 92 a través del separador. La capa de recubrimiento aislante 94 sirve para soportar estructuralmente la parte doblada de la pieza segmentaria 93a. Para ello, al menos una parte de la capa de recubrimiento aislante 94 puede quedar expuesta al exterior desde el separador cuando el electrodo 90 se enrolla como conjunto de electrodos.
La FIG. 10 es una vista en sección transversal tomada en la dirección longitudinal Y, y que ilustra el conjunto de electrodos A de acuerdo con la realización de la presente memoria descriptiva en la que una estructura segmentaria de la porción no recubierta del electrodo 90 se aplica al primer y segundo electrodo.
Con referencia a la FIG. 11, una porción no recubierta 72 que sobresale hacia abajo se extiende desde el primer electrodo, y una porción no recubierta 73 que sobresale hacia arriba se extiende desde el segundo electrodo. Se ilustra esquemáticamente el patrón en el que se modifican las alturas de las porciones no recubiertas 72 y 73. Es decir, las alturas de las porciones no recubiertas 72 y 73 pueden variar irregularmente en función de las posiciones en las que se formen las secciones transversales. Por ejemplo, cuando se corta una porción lateral de la pieza segmentaria trapezoidal 93a, una altura de la porción no recubierta es menor que una altura de la pieza segmentaria 93a en una vista transversal. Por lo tanto, debe entenderse que las alturas de las porciones no recubiertas 72 y 73 ilustradas en el dibujo que ilustra una sección transversal del conjunto de electrodos A corresponden a una altura promedio de la porción no recubierta incluida en las vueltas de bobinado respectivas.
Como se ilustra en la FIG. 12, las porciones no recubiertas 72 y 73 pueden doblarse hacia el núcleo desde la periferia exterior del conjunto de electrodos A. La FIG. 11 ilustra las partes dobladas 101 indicadas por recuadros con líneas punteadas. Cuando se doblan las porciones no recubiertas 72 y 73, las piezas segmentarias radialmente adyacentes entre sí se superponen en múltiples capas, de forma que se forman superficies dobladas 102 en las porciones superior e inferior del conjunto de electrodos A. En este caso, la porción no recubierta del lado del núcleo (93' en la FIG. 10) tiene una altura pequeña y, por tanto, no se dobla. Una altura h de la pieza segmentaria, que está doblada en el lado más interno, es igual o menor que una longitud radial r de una región de bobinado formada por la porción no recubierta del lado del núcleo 93' que no tiene estructura de pieza segmentaria. Por lo tanto, una cavidad 80 situada en el núcleo del conjunto de electrodos A no está cerrada por las piezas segmentarias dobladas. Cuando la cavidad 80 no está cerrada, no hay dificultad en el proceso de inyección del electrolito, y se mejora la eficiencia en la inyección del electrolito.
Con referencia a la FIG. 9, la batería secundaria de acuerdo con la realización de la presente invención incluye el recipiente cilíndrico de batería cilíndrica 51 configurada para alojar el conjunto de electrodos 71 y conectada eléctricamente a la porción no recubierta 72 del primer electrodo. El recipiente cilíndrico de batería 51 se abre por un lado (el inferior). Además, el fondo 52 del recipiente cilíndrico de batería 51 tiene una estructura en la que el mencionado terminal de electrodo 50 está remachado en el orificio pasante 53 mediante el proceso de calafateado.
En la realización de la presente memoria descriptiva, la batería secundaria puede incluir la junta proporcionada entre el terminal de electrodo y el orificio pasante.
Con referencia a la FIG. 9, la batería secundaria 70 de acuerdo con la realización de la presente memoria descriptiva puede incluir un cuerpo de sellado 74 configurado para sellar el extremo de apertura del recipiente cilíndrico de batería 51 de modo que quede aislado del recipiente cilíndrico de batería 51. En particular, el cuerpo de sellado 74 puede incluir una placa de tapa 74a sin polaridad, y una junta de sellado 74b interpuesta entre un borde de la placa de tapa 74a y el extremo de apertura del recipiente cilíndrico de batería 51.
En la presente memoria descriptiva, la placa de la tapa 74a puede estar hecha de un material metálico conductor como aluminio, acero o níquel. Además, la junta de sellado 74b puede estar hecha de polipropileno, tereftalato de polibutileno, etileno polifluorado, o similares que tengan aislamiento y elasticidad. Sin embargo, la presente invención no está limitada por el material de la placa de la tapa 74a y la junta de sellado 74b.
En la realización de la presente memoria descriptiva, la placa de la tapa 74a puede incluir una muesca de ventilación 77 que estalla cuando una presión en el recipiente cilíndrico de batería 51 supera un valor crítico. Las muescas de ventilación 77 pueden estar formadas en dos superficies opuestas de la placa de la tapa 74a. La muesca de ventilación 77 puede formarse en la superficie de la placa de la tapa 74a teniendo un patrón circular continuo o discontinuo, un patrón recto u otros patrones.
En la realización de la presente memoria descriptiva, el recipiente cilíndrico de batería 51 puede incluir una porción de engarzado 75 que se extiende y dobla hacia un interior del recipiente cilíndrico de batería 51 y está configurada para rodear y fijar el borde de la placa de tapa 74a junto con la junta de sellado 74b con el fin de fijar el cuerpo de sellado 74.
En la realización de la presente memoria descriptiva, el recipiente cilíndrico de batería 51 también puede incluir una porción de reborde 76 acoplada a presión en el recipiente cilíndrico de batería 51 en una región adyacente al extremo de apertura. La porción de reborde 76 soporta un borde del cuerpo de sellado 74, en particular, una superficie periférica exterior de la junta de sellado 74b cuando el cuerpo de sellado 74 está fijado por la porción de engarzado 75.
En la realización de la presente memoria descriptiva, la batería secundaria además puede incluir la segunda placa colectora de corriente 31 soldada a la porción no recubierta 73 del segundo electrodo. La segunda placa colectora de corriente 31 está hecha de un material metálico conductor como aluminio, acero o níquel.
En la realización de la presente memoria descriptiva, al menos una parte 78a de un borde de la segunda placa colectora de corriente 31, que no está en contacto con la porción no recubierta 72 del segundo electrodo, puede interponerse entre la porción de reborde 76 y la junta de sellado 74b y fijarse mediante la porción de engarzado 75.
Selectivamente, al menos una parte 78a del borde de la segunda placa colectora de corriente 31 puede fijarse, mediante soldadura, a una superficie periférica interior 76a de la porción de reborde 76 adyacente a la porción de engarzado 75.
En la realización de la presente memoria descriptiva, se puede proporcionar un aislante entre la primera placa colectora de corriente y la superficie interior del recipiente cilíndrico de batería. El aislante impide el contacto entre la primera placa recolectora de corriente y el recipiente cilíndrico de batería. El aislante también puede interponerse entre un extremo superior de la superficie periférica exterior del conjunto de electrodos y la superficie interior del recipiente cilíndrico de batería. Es decir, el aislante también puede interponerse entre la porción no recubierta del primer electrodo y una superficie interior de una porción de pared lateral del recipiente cilíndrico de batería. De este modo se evita que el contacto entre la superficie periférica interior del recipiente cilíndrico de batería y la parte no recubierta del primer electrodo se extienda hacia una porción cerrada del recipiente cilíndrico de batería.
En la realización de la presente memoria descriptiva, las porciones no recubiertas 72 y 73 del primer electrodo y/o del segundo electrodo se doblan desde la periferia exterior hacia el núcleo del conjunto de electrodo 71, de forma que las superficies dobladas pueden formarse en los lados superior e inferior del conjunto de electrodo 71. Además, la primera placa colectora de corriente 30 puede soldarse a la superficie doblada formada al doblar la porción no recubierta 72 del primer electrodo, y la segunda placa colectora de corriente 31 puede soldarse a la superficie doblada formada al doblar la porción no recubierta 73 del segundo electrodo.
Para mitigar la tensión que se produce en el momento de doblar las porciones no recubiertas 72 y 73, el primer electrodo y/o el segundo electrodo pueden tener la estructura mejorada diferente de la estructura de la placa de electrodo ilustrada en la FIG. 1. La FIG. 10 es una vista en planta superior que ilustra ejemplarmente una estructura de una placa de electrodo 90 de acuerdo con la realización ejemplar de la presente invención.
Con referencia a la FIG. 10, la placa de electrodo 90 incluye un colector de corriente 91 que tiene forma de hoja y está provisto de una lámina hecha de un material conductor, una capa de material activo 92 formada en al menos una superficie del colector de corriente 91, y una porción no recubierta 93 dispuesta en un extremo lateral largo del colector de corriente 91, y la porción no recubierta 93 no está recubierta con un material activo.
En particular, la porción no recubierta 93 puede incluir una pluralidad de piezas segmentarias con muescas 93a. La pluralidad de piezas segmentarias 93a constituye una pluralidad de grupos, y las piezas segmentarias 93a incluidas en cada uno de los grupos pueden tener la misma altura (longitud en una dirección Y), y/o la misma anchura (longitud en una dirección X), y/o la misma distancia de separación. El número de piezas segmentarias 93a incluidas en cada uno de los grupos puede aumentar o disminuir más de lo ilustrado. La pieza segmentaria 93a puede tener forma trapezoidal y modificarse en forma cuadrangular, paralelogramo, semicircular o semielíptica. En particular, la altura de la pieza segmentaria 93a puede aumentar de forma escalonada en la dirección desde el núcleo hacia la periferia exterior. Además, una porción no recubierta del lado del núcleo 93' dispuesta adyacente al núcleo puede no incluir la pieza segmentaria 93a, y la porción no recubierta del lado del núcleo 93' puede tener una altura menor que otras regiones de porciones no recubiertas.
En la realización de la presente memoria descriptiva, la placa de electrodo 90 puede incluir una capa de recubrimiento aislante 94 configurada para cubrir un límite entre la capa de material activo 92 y la porción no recubierta 93. La capa de recubrimiento aislante 94 contiene resina polimérica con aislamiento y además puede incluir de forma selectiva un relleno inorgánico. La capa de recubrimiento aislante 94 sirve para evitar que un extremo de la capa de material activo 92 entre en contacto con una capa de material activo que tenga una polaridad opuesta y esté orientada hacia la capa de material activo 92 a través del separador. La capa de recubrimiento aislante 94 sirve para soportar estructuralmente la parte doblada de la pieza segmentaria 93a. Para ello, al menos una parte de la capa de recubrimiento aislante 94 puede quedar expuesta al exterior desde el separador cuando la placa de electrodos 90 se enrolla como conjunto de electrodos.
La FIG. 11 es una vista en sección transversal tomada en la dirección longitudinal Y, y que ilustra el conjunto de electrodos 100 de acuerdo con la realización de la presente invención en la que una estructura segmentaria de la porción no recubierta de la placa de electrodo 90 se aplica al primer y segundo electrodo.
Con referencia a la FIG. 11, el conjunto de electrodos 100 puede fabricarse mediante el método de bobinado descrito con referencia a la FIG. 2. Para facilitar la descripción, se ilustra en detalle la estructura saliente de las porciones no recubiertas 72 y 73 que se extienden hacia el exterior del separador, pero se omitirá la ilustración de la estructura en la que están enrollados el primer electrodo, el segundo electrodo y el separador. Una porción no recubierta 72 que sobresale hacia abajo se extiende desde el primer electrodo, y una porción no recubierta 73 que sobresale hacia arriba se extiende desde el segundo electrodo. Se ilustra esquemáticamente el patrón en el que se modifican las alturas de las porciones no recubiertas 72 y 73.
Es decir, las alturas de las porciones no recubiertas 72 y 73 pueden variar irregularmente en función de las posiciones en las que se formen las secciones transversales. Por ejemplo, cuando se corta una porción lateral de la pieza segmentaria trapezoidal 93a, una altura de la porción no recubierta es menor que una altura de la pieza segmentaria 93a en una vista transversal. Por lo tanto, debe entenderse que las alturas de las porciones no recubiertas 72 y 73 ilustradas en el dibujo que ilustra una sección transversal del conjunto de electrodo 100 corresponden a una altura promedio de la porción no recubierta incluida en las vueltas de bobinado respectivas.
Como se ilustra en la FIG. 12, las porciones no recubiertas 72 y 73 pueden doblarse hacia el núcleo desde la periferia exterior del conjunto de electrodo 100. La FIG. 11 ilustra las partes dobladas 101 indicadas por recuadros con líneas punteadas. Cuando se doblan las porciones no recubiertas 72 y 73, las piezas segmentarias radialmente adyacentes entre sí se superponen en múltiples capas, de tal forma que se forman superficies dobladas 102 en las porciones superior e inferior del conjunto de electrodos 100. En este caso, la porción no recubierta del lado del núcleo (93' en la FIG. 10) tiene una altura pequeña y, por tanto, no se dobla. Una altura h de la pieza segmentaria, que está doblada en el lado más interno, es igual o menor que una longitud radial r de una región de bobinado formada por la porción no recubierta del lado del núcleo 93' que no tiene estructura de pieza segmentaria. Por lo tanto, una cavidad 80 situada en el núcleo del conjunto de electrodos 100 no está cerrada por las piezas segmentarias dobladas. Cuando la cavidad 80 no está cerrada, no hay dificultad en el proceso de inyección del electrolito, y se mejora la eficiencia en la inyección del electrolito.
La placa de tapa 74a del cuerpo de sellado 74 de la batería secundaria 70 de acuerdo con la realización de la presente invención no tiene polaridad. En su lugar, la segunda placa colectora de corriente 31 está conectada a la pared lateral del recipiente cilíndrico de batería 51, de modo que la superficie exterior 52a del fondo 52 del recipiente cilíndrico de batería 51 tiene una polaridad opuesta a la polaridad del terminal de electrodo 50. Por lo tanto, el cableado, tal como la conexión de barras colectoras, puede realizarse por encima de la batería secundaria 70 utilizando el terminal de electrodos 50 y la superficie exterior 52a del fondo 52 del recipiente cilíndrico de batería 51 en el momento de conectar una pluralidad de celdas en serie y/o en paralelo. Por lo tanto, es posible aumentar el número de células que se montan en el mismo espacio y aumentar la densidad de energía.
En la realización de la presente memoria descriptiva, la estructura de remachado del terminal de electrodo 50 puede aplicarse a la batería secundaria cilindrica.
En la realización de la presente memoria descriptiva, la parte no recubierta del primer electrodo del conjunto de electrodos puede cortarse para que tenga la misma forma que la placa colectora de corriente.
En la realización de la presente memoria descriptiva, la porción doblada de la porción no recubierta del primer electrodo del conjunto de electrodos puede cortarse para tener la misma forma que la placa colectora de corriente. En la realización de la presente memoria descriptiva, la batería secundaria puede ser una batería secundaria cilíndrica que tiene una relación de un factor de forma mayor que 0,4 (la relación del factor de forma se define como un valor hecho dividiendo un diámetro de la batería cilíndrica por una altura de la batería cilíndrica, es decir, una relación de un diámetro O a una altura H). En este caso, por factor de forma se entiende un valor que indica el diámetro y la altura de la batería secundaria cilíndrica.
En la técnica relacionada, se utilizan las baterías que tienen la relación del factor de forma de aproximadamente 0,4 o menos. Es decir, en la técnica relacionada, la celda 18650, la celda 21700, y los similares se utilizan, por ejemplo. En el caso de la batería 18650, su diámetro es de aproximadamente 18 mm, su altura es de aproximadamente 65 mm y su factor de forma es de aproximadamente 0,277. En el caso de la batería 21700, su diámetro es de aproximadamente 21 mm, su altura es de aproximadamente 70 mm y su factor de forma es de aproximadamente 0,300.
La batería secundaria cilíndrica de acuerdo con la realización de la presente memoria descriptiva puede ser de 46110 celdas, 48750 celdas, 48110 celdas, 48800 celdas o 46800 celdas. En el valor numérico que indica el factor de forma, los dos primeros números indican un diámetro de la celda, los dos números siguientes indican una altura de la celda, y el número final 0 indica que una sección transversal de la celda es circular.
La batería secundaria de acuerdo con la realización de la presente memoria descriptiva puede ser una batería secundaria cilíndrica que es una celda cilíndrica y tiene un diámetro de 46 mm, una altura de 110 mm, y una relación del factor de forma de 0,418.
La batería secundaria de acuerdo con la realización de la presente memoria descriptiva puede ser una batería secundaria cilíndrica que es una celda cilíndrica y tiene un diámetro de 48 mm, una altura de 75 mm, y una relación del factor de forma de 0,640.
La batería secundaria de acuerdo con la realización de la presente memoria descriptiva puede ser una batería secundaria cilíndrica que es una celda cilíndrica y tiene un diámetro de 48 mm, una altura de 110 mm, y una relación del factor de forma de 0,418.
La batería secundaria de acuerdo con la realización de la presente memoria descriptiva puede ser una batería secundaria cilíndrica que es una celda cilíndrica y tiene un diámetro de 48 mm, una altura de 80 mm, y una relación del factor de forma de 0,600.
La batería secundaria de acuerdo con la realización de la presente memoria descriptiva puede ser una batería secundaria cilíndrica que es una celda cilíndrica y tiene un diámetro de 46 mm, una altura de 80 mm, y una relación del factor de forma de 0,575.
La batería secundaria de acuerdo con la realización de la presente memoria descriptiva puede utilizarse para fabricar un paquete de baterías. La FIG. 13 es una vista esquemática que ilustra una configuración de un paquete de baterías según una realización de la presente invención.
Con referencia a la FIG. 13, un paquete de baterías 200 de acuerdo con la realización de la presente invención incluye un conjunto al que está conectada eléctricamente una celda de batería secundaria 201, y un alojamiento del paquete 202 configurado para acomodar el conjunto. La celda de batería secundaria cilíndrica 201 es la celda de batería secundaria de acuerdo con la realización mencionada anteriormente. Para facilitar la ilustración, en los dibujos se han omitido componentes como las barras colectoras para la conexión eléctrica entre las celdas de batería secundaria cilíndricas 201, una unidad de enfriamiento y un terminal externo.
El paquete de batería 200 puede montarse en un vehículo. Por ejemplo, el vehículo puede ser un vehículo eléctrico, un vehículo híbrido o un vehículo híbrido enchufable. El vehículo puede ser de cuatro ruedas o de dos ruedas. La FIG. 14 es una vista explicativa de un vehículo que incluye el paquete de baterías 200 ilustrado en la FIG. 13. Con referencia a la FIG. 14, un vehículo V de acuerdo con la realización de la presente memoria descriptiva incluye el paquete de baterías 200 de acuerdo con la realización de la presente memoria descriptiva. El vehículo V funciona recibiendo energía eléctrica del paquete de baterías 200 de acuerdo con la realización de la presente invención. La presente invención se ha descrito con referencia a las realizaciones limitadas y a los dibujos, pero la presente invención no se limita a los mismos. Las realizaciones descritas pueden ser cambiadas o modificadas por los expertos en la técnica a la que pertenece la presente invención dentro del espíritu técnico de la presente invención y dentro del alcance equivalente a las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Una estructura de remachado de un terminal de electrodo (50) la estructura de remachado comprende:
un recipiente cilíndrico de batería (51) abierto por uno de sus lados;
un terminal de electrodo (50) remachado a través de un orificio pasante (53) formado en un fondo del recipiente cilíndrico de batería (51), y
una junta (54) interpuesta entre el recipiente cilíndrico de batería (51) y el terminal de electrodo (50), en donde el terminal de electrodo (50) comprende:
una porción de cuerpo (50a) insertada en el orificio pasante (53);
una porción de reborde exterior (50b) que se extiende a lo largo de una superficie exterior del fondo del recipiente cilíndrico de batería (51) desde una periferia de un primer lado de la porción de cuerpo (50a) expuesta a través de la superficie exterior del fondo del recipiente cilíndrico de batería (51), y una porción de reborde interior (50c) que se extiende hacia una superficie interior del fondo del recipiente cilíndrico de batería (51) desde una periferia de un segundo lado de la porción de cuerpo (50a) expuesta a través de la superficie interior del fondo del recipiente cilíndrico de batería (51),
en donde la porción de cuerpo (50a) y la porción de reborde exterior (50b) tienen respectivamente cavidades interiores (P) conectadas entre sí, y
en donde la porción de reborde interior (50c) tiene una porción de abertura conectada a las cavidades interiores (P) y abierta en una dirección hacia un interior del recipiente cilíndrico de batería (51).
2. La estructura de remachado de la reivindicación 1, en donde un diámetro interior de al menos una parte de la cavidad interior de la porción de reborde exterior es mayor que un diámetro interior de la porción de cuerpo.
3. La estructura de remachado de la reivindicación 1, en donde un diámetro interior de al menos una parte de la cavidad interior de la porción de reborde exterior disminuye en una dirección desde un exterior hacia el interior del recipiente cilíndrico de batería.
4. La estructura de remachado de la reivindicación 1, en donde un espesor lateral de la porción de cuerpo del terminal de electrodo es del 5% o más y del 40% o menos de una anchura interior máxima de la porción de cuerpo.
5. La estructura de remachado de la reivindicación 1, en donde una anchura máxima de una superficie exterior de la porción de reborde exterior puede ser 10% o más y 40% o menos de una anchura máxima del fondo del recipiente cilíndrico de batería.
6. Una batería secundaria (70) que comprende:
un conjunto de electrodos (71) bobinado en un estado en el que un separador (12) está interpuesto entre un primer electrodo (90) y un segundo electrodo (90), de cada electrodo (90) que tiene forma de lámina, el conjunto de electrodos (71) comprende una porción no recubierta del primer electrodo (73) que se extiende desde dos extremos opuestos del primer electrodo (90) y está expuesta, y una porción no recubierta del segundo electrodo (72) que se extiende desde dos extremos opuestos del segundo electrodo (90) y está expuesta;
un recipiente cilíndrico de batería (51) configurada para alojar el conjunto de electrodos (71) y conectada eléctricamente al segundo electrodo (90),
un terminal de electrodo (50) conectado eléctricamente al primer electrodo (90) y remachado a través de un orificio pasante (53) formado en un fondo del recipiente cilíndrico de batería (51), el terminal de electrodo (50) comprende:
una porción de cuerpo (50a) insertada en el orificio pasante (53),
una porción de reborde exterior (50b) que se extiende a lo largo de una superficie exterior del fondo del recipiente cilíndrico de batería (51) desde una periferia de un primer lado de la porción de cuerpo (50a) expuesta a través de la superficie exterior del fondo del recipiente cilíndrico de batería (51), y una porción de reborde interior (50c) que se extiende hacia una superficie interior del fondo del recipiente cilíndrico de batería (51) desde una periferia de un segundo lado de la porción de cuerpo (50a) expuesta a través de la superficie interior del fondo del recipiente cilíndrico de batería (51),
en donde la porción de cuerpo (50a) y la porción de reborde exterior (50b) tienen respectivamente cavidades interiores (P) conectadas entre sí, y
en donde la porción de reborde interior (50c) tiene una porción de abertura conectada a las cavidades interiores (P) y abierta en una dirección hacia un interior del recipiente cilíndrico de batería (51); una primera placa recolectora de corriente (30) conectada eléctricamente a la porción no recubierta del primer electrodo (73);
una junta (54) interpuesta entre el terminal de electrodo (50) y el orificio pasante (53), y
un cuerpo de sellado (74) configurado para sellar un extremo de la abertura del recipiente cilíndrico de batería (51) de modo que quede aislado del recipiente cilíndrico de batería (51).
7. La batería secundaria de la reivindicación 6, en donde la porción no recubierta del primer electrodo está soldada y conectada eléctricamente a la primera placa colectora de corriente.
8. La batería secundaria de la reivindicación 6, en donde la primera placa colectora de corriente comprende además:
una parte de fijación insertada y ajustada en las cavidades interiores de la porción de cuerpo y la porción de reborde exterior del terminal de electrodo a través de la porción de abertura de la porción de reborde interior del terminal de electrodo, y
en donde la parte de fijación de la primera placa colectora de corriente está conectada eléctricamente al menos a una parte de una superficie interior de la porción de cuerpo del terminal de electrodo.
9. La batería secundaria de la reivindicación 6, en donde la primera placa colectora de corriente está conectada eléctricamente a una superficie interior de la porción de reborde interior del terminal de electrodo.
10. La batería secundaria de la reivindicación 8, en donde la parte de fijación de la primera placa colectora de corriente está conectada eléctricamente a al menos una parte de una superficie interior de la porción de reborde exterior del terminal de electrodo.
11. La batería secundaria de la reivindicación 8, en donde un diámetro interior de al menos una parte de la cavidad interior de la porción de reborde exterior del terminal de electrodo puede ser mayor que un diámetro interior de la porción de cuerpo del electrodo terminal, y al menos un extremo de la parte de fijación de la primera placa colectora de corriente tiene un saliente para entrar en contacto con la porción de reborde exterior.
12. La batería secundaria de la reivindicación 8, en donde un diámetro exterior de la parte de fijación de la primera placa colectora de corriente es mayor que un diámetro interior de la porción del cuerpo del terminal de electrodo.
13. La estructura de remachado de la reivindicación 8, en donde una relación entre un diámetro exterior de la parte de fijación de la primera placa colectora de corriente y un diámetro interior de la porción del cuerpo del terminal de electrodo puede ser de 1:1 a 1,01:1.
14. Un paquete de baterías que comprende una pluralidad de baterías secundarias de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 13.
15. Un vehículo que comprende al menos un paquete de baterías de acuerdo con la reivindicación 14.
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