ES3036149T3 - Secondary battery - Google Patents

Secondary battery

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ES3036149T3
ES3036149T3 ES18873745T ES18873745T ES3036149T3 ES 3036149 T3 ES3036149 T3 ES 3036149T3 ES 18873745 T ES18873745 T ES 18873745T ES 18873745 T ES18873745 T ES 18873745T ES 3036149 T3 ES3036149 T3 ES 3036149T3
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Song Taek Oh
Jung Seok Choi
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Abstract

La presente invención se refiere a una batería secundaria. Esta batería comprende: un conjunto de electrodos donde se recogen y apilan alternativamente un cátodo, una membrana de separación y un ánodo; y una bolsa para alojar el conjunto de electrodos, donde la membrana de separación se dispone entre el cátodo y el ánodo y comprende: una primera membrana de separación con un orificio pasante que penetra en dirección opuesta al cátodo y al ánodo; y una segunda membrana de separación que cubre el orificio pasante de la primera membrana de separación, y cuyo extremo está conectado a la bolsa. Cuando se genera un gas interno por sobrecarga, la bolsa se infla, moviendo así la segunda membrana de separación, que abre el orificio pasante de la primera membrana de separación, de modo que el cátodo y el ánodo entran en contacto a través del orificio pasante. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Batería secundaria
Referencia cruzada a la solicitud relacionada
La presente solicitud reivindica el beneficio de la prioridad de la solicitud de patente coreana n.° 10-2017-0144685, presentada el 01 de noviembre de 2017.
Sector de la técnica
La presente invención se refiere a una batería secundaria.
Estado de la técnica
Las baterías recargables pueden recargarse a diferencia de las baterías primarias y, también, la posibilidad de tamaño compacto y alta capacidad es alta. Por tanto, recientemente, están llevándose a cabo muchos estudios sobre baterías recargables. A medida que aumenta el desarrollo tecnológico y las demandas de dispositivos móviles, las demandas de baterías recargables como fuentes de energía aumentan rápidamente.
Las baterías recargables se clasifican en baterías de tipo moneda, baterías de tipo cilíndrico, baterías de tipo prismático y baterías de tipo bolsa según la forma de una carcasa de batería. En una batería secundaria de este tipo, un conjunto de electrodo montado en una carcasa de batería es un dispositivo generador de energía cargable y descargable que tiene una estructura en la que se apilan un electrodo y un separador.
Además, el conjunto de electrodo puede clasificarse aproximadamente en un conjunto de electrodo de tipo de rollo de gelatina en el que está interpuesto un separador entre un electrodo positivo y un electrodo negativo, cada uno de los cuales se proporciona en forma de una lámina recubierta con un material activo, y luego, se enrollan el electrodo positivo, el separador y el electrodo negativo, un conjunto de electrodo de tipo apilado en el que se apilan secuencialmente una pluralidad de electrodos positivos y negativos con un separador entre ellos, y un conjunto de electrodo de tipo apilado/plegado en el que se enrollan celdas unitarias de tipo apilado junto con una película de separación que tiene una longitud larga.
La batería secundaria puede tener un riesgo de ignición y explosión debido a una sobrecarga de la misma y, por tanto, es necesario evitar que la batería secundaria se sobrecargue.
El documento KR 101472168B1 divulga una pared de celda de bolsa conectada a la porción de cable de electrodo.
Objeto de la invención
Problema técnico
Un aspecto de la presente invención es proporcionar una batería secundaria que sea capaz de interrumpir la sobrecarga cuando la batería secundaria esté sobrecargada.
Solución técnica
Una batería secundaria de la presente invención se define en el conjunto de reivindicaciones adjuntas.
Efectos ventajosos
Según la presente invención, el separador puede proporcionarse en la forma en la que el electrodo positivo y el electrodo negativo se cortocircuitan entre sí cuando la bolsa se hincha por la generación del gas mientras la batería secundaria se sobrecarga para interrumpir el suministro de energía debido al cortocircuito interno, interrumpiendo de ese modo la sobrecarga.
Descripción de las figuras
La FIG. 1 es una vista en sección transversal conceptual que ilustra un estado antes de que se hinche una bolsa en una batería secundaria según una realización de la presente invención.
La FIG. 2 es una vista en sección transversal conceptual que ilustra un estado después de que se hinche la bolsa en la batería secundaria según una realización de la presente invención.
La FIG. 3 es una vista en sección transversal conceptual de una batería secundaria según otra realización de la presente invención.
La FIG. 4 es una vista en sección transversal ampliada de una porción A de la FIG. 3.
Descripción detallada de la invención
Los objetivos, ventajas específicas y características novedosas de la presente invención resultarán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada tomada junto con los dibujos adjuntos. Debe observarse que los números de referencia se añaden a los componentes de los dibujos en la presente memoria descriptiva con los mismos números en la medida de lo posible, incluso si se ilustran en otros dibujos. Además, la presente invención puede realizarse de diferentes formas y no debe interpretarse como limitada a las realizaciones expuestas en el presente documento. En la siguiente descripción de la presente invención, se omitirán las descripciones detalladas de las técnicas relacionadas que puedan oscurecer innecesariamente la esencia de la presente invención.
La FIG. 1 es una vista en sección transversal conceptual que ilustra un estado antes de que se hinche una bolsa en una batería secundaria según una realización de la presente invención.
En referencia a la FIG. 1, una batería secundaria 100 según una realización de la presente invención comprende un conjunto 120 de electrodo en el que un electrodo positivo 121, separadores 124 y 125 y un electrodo negativo 122 se combinan alternativamente entre sí y una bolsa 110 que aloja el conjunto 120 de electrodo. Además, los separadores 124 y 125 comprenden un primer separador 124 y un segundo separador dispuestos entre el electrodo positivo 121 y el electrodo negativo 122.
A continuación en el presente documento, se describirá la batería secundaria según una realización de la presente invención en más detalle con referencia a las FIGS. 1 y 2.
En referencia a la FIG. 1, el conjunto 120 de electrodo puede ser un elemento de generación de energía cargable y descargable y tener una estructura en la que los electrodos 123 y los separadores 124 y 125 se combinan y se apilan alternativamente entre sí.
Los electrodos 123 pueden comprender un electrodo positivo 121 y un electrodo negativo 122. En este caso, el conjunto 120 de electrodo puede tener una estructura en la que el electrodo positivo 121/los separadores 124 y 125/el electrodo negativo 122 se apilan alternativamente. En este caso, cada uno de los separadores 124 y 125 puede estar dispuesto entre el electrodo positivo 121 y el electrodo negativo 122 y dispuesto fuera del electrodo positivo 121 y fuera del electrodo negativo 122.
El separador 124 y 125 está hecho de un material de aislamiento para aislar eléctricamente el electrodo positivo 121 del electrodo negativo 122. En este caso, el separador 124, 125 puede estar hecho de, por ejemplo, una película de resina a base de poliolefina tal como polietileno o polipropileno que tiene microporos.
La FIG. 2 es una vista en sección transversal conceptual que ilustra un estado después de que se hinche la bolsa en la batería secundaria según una realización de la presente invención.
En referencia a las FIGS. 1 y 2, los separadores 124 y 125 comprenden un primer separador 124 y un segundo separador dispuestos entre el electrodo positivo 121 y el electrodo negativo 122.
El primer separador 124 tiene un orificio pasante 124a que penetra en una dirección orientada hacia el electrodo positivo 121 y el electrodo negativo 122.
El segundo separador 125 cubre el orificio pasante 124a del primer separador 124 y tiene un extremo conectado a la bolsa 110.
Además, el segundo separador 125 tiene un extremo fijado a una superficie interna de la bolsa 110. Por tanto, cuando la bolsa 110 se hincha debido a la generación de un gas interno, el segundo separador 125 se mueve en una dirección lateral con respecto a la dirección en la que se apilan el electrodo positivo 121, los separadores 124 y 125 y el electrodo negativo 122.
En este caso, el primer separador 124 se une para fijarse al electrodo positivo 121 o al electrodo negativo 122, que están orientados uno hacia el otro, y el segundo separador 125 se proporciona de manera deslizable sin estar unido al electrodo positivo 121 o al electrodo negativo 122, que están orientados uno hacia el otro.
Un extremo del segundo separador 125 está fijado a una porción de la bolsa 110, que está dispuesta en la dirección lateral con respecto a la dirección en la que se apilan el electrodo positivo 121, los separadores 124 y 125 y el electrodo negativo 122.
Además, una distancia espaciada a entre el otro extremo del segundo separador 125 y el orificio pasante 124a del primer separador 124, que se mide en un estado normal, puede ser menor que una anchura de expansión b de la bolsa cuando se genera el gas interno. Por tanto, cuando la bolsa se expande, el orificio pasante 124a puede quedar expuesto.
Particularmente, la distancia espaciada a puede ser menor que una anchura de expansión permisible de la bolsa 110. Por tanto, la seguridad de la batería puede garantizarse con seguridad dentro de un intervalo permisible.
El primer separador 124 puede estar apilado sobre una superficie del electrodo positivo 121, el segundo separador 125 puede estar apilado sobre una superficie del primer separador 124 y el electrodo negativo 122 puede estar apilado sobre una superficie del segundo separador 125.
La bolsa 110 puede comprender una parte 111 de alojamiento que aloja el conjunto 120 de electrodo y una disolución de electrolito.
Además, la bolsa 110 puede estar hecha de, por ejemplo, un material flexible.
Por ejemplo, la bolsa puede estar constituida por una pluralidad de capas. En este caso, puede proporcionarse una capa intermedia como una capa de aluminio (Al), y cada una de ambas capas puede proporcionarse como una capa de resina hecha de una resina sintética.
Para otro ejemplo, la bolsa 110 puede estar constituida por una pluralidad de capas en la que una capa de polipropileno (PP), una capa de nailon, una capa de aluminio (Al) y una capa de poli(tereftalato de etileno) (p Et ) se apilan en orden desde el interior hasta el exterior de la parte 111 de alojamiento.
En la batería secundaria 100 descrita anteriormente según una realización de la presente invención, cuando la bolsa 110 se expande por el gas interno generado debido a la sobrecarga, el extremo del segundo separador 125 puede moverse en la dirección de expansión de la bolsa 110 para permitir que la porción del segundo separador 125, que cubre el orificio pasante 124a del primer separador 124, se mueva para abrir el orificio pasante 124a. Por tanto, cuando se produce la sobrecarga, el orificio pasante 124a del primer separador 124 puede abrirse debido a la expansión de la bolsa 110 para permitir que el electrodo positivo 121 y el electrodo negativo 122, que están dispuestos en ambos lados del primer separador 124, entren en contacto entre sí a través del orificio pasante 124a del primer separador 124, provocando de ese modo un cortocircuito. Por tanto, puede interrumpirse el suministro de energía por el cortocircuito interno para interrumpir la sobrecarga. Dado que el cortocircuito está diseñado con el intervalo de seguridad de la bolsa 110, puede no producirse la ignición debido al cortocircuito interno.
La FIG. 3 es una vista en sección transversal conceptual de una batería secundaria según otra realización de la presente invención, y la FIG. 4 es una vista en sección transversal ampliada de una porción A de la FIG. 3.
En referencia a las FIGS. 3 y 4, una batería secundaria 200 según otra realización de la presente invención es diferente de la batería secundaria 100 según la realización anterior en que se proporciona una unidad 230 de fijación para fijar un extremo de un segundo separador 125 a una bolsa 110. Por tanto, se describirá brevemente el contenido de esta realización, que está duplicado con aquel según la realización anterior, y también se describirán principalmente las diferencias entre ellos.
La batería secundaria 200 según otra realización de la presente invención comprende un conjunto 120 de electrodo en el que un electrodo positivo 121, separadores 124 y 125 y un electrodo negativo 122 se combinan y apilan alternativamente entre sí y una bolsa 110 que aloja el conjunto 120 de electrodo. Además, los separadores 124 y 125 comprenden un primer separador 124 y un segundo separador dispuestos entre el electrodo positivo 121 y el electrodo negativo 122. Además, puede proporcionarse adicionalmente la unidad 230 de fijación para fijar el extremo del segundo separador 125 a la bolsa 110.
En más detalle, la unidad 230 de fijación puede fijar el extremo del segundo separador 125 a la bolsa 110.
En este caso, puede aplicarse una capa 231 de aislamiento a una superficie externa de la unidad 230 de fijación para aislar eléctricamente la bolsa 110 de la unidad 230 de fijación cuando el extremo del segundo separador 125 se fija a la bolsa 110 a través de la unidad 230 de fijación.
En este caso, la unidad 230 de fijación puede comprender, por ejemplo, un remache.
Por tanto, en la batería secundaria 200 según otra realización de la presente invención, puesto que el extremo del segundo separador 125 se fija a la bolsa 110 a través de la unidad 230 de fijación, cuando la bolsa 110 se expande debido a una sobrecarga, el extremo del segundo separador 125 puede moverse fácilmente en una dirección de expansión de la bolsa 110 sin separar el extremo del segundo separador 125 de la bolsa 110. Por tanto, cuando se expande la bolsa 110, el extremo del segundo separador 125 puede moverse en la dirección de expansión de la bolsa 110 para permitir que una porción del segundo separador 125, que cubre un orificio pasante 124a del primer separador 124, se mueva para abrir fácilmente el orificio pasante 124a. Como resultado, cuando se produce la sobrecarga, el orificio pasante 124a del primer separador 124 puede abrirse debido a la expansión de la bolsa 110 para permitir que el electrodo positivo 121 y el electrodo negativo 122, que están dispuestos en ambos lados del primer separador 124, entren en contacto entre sí a través del orificio pasante 124a del primer separador 124, provocando de ese modo un cortocircuito e interrumpiendo fácilmente la sobrecarga.
Aunque la presente invención se ha mostrado y descrito particularmente con referencia a realizaciones a modo de ejemplo de la misma, ha de entenderse que el alcance de la presente invención no se limita a la batería secundaria según la presente invención. Los expertos habituales en la técnica entenderán que pueden hacerse diversos cambios en la forma y los detalles en la misma sin apartarse del alcance de la invención.
Además, el alcance de protección de la presente invención se aclarará mediante las reivindicaciones adjuntas.

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Una batería secundaria que comprende:
un conjunto (120) de electrodo en el que un electrodo positivo (121), un separador (124, 125) y un electrodo negativo (122) se combinan alternativamente para apilarse; y
una bolsa que aloja el conjunto de electrodo y una disolución de electrolito en la misma,
en donde el separador comprende:
un primer separador (124) dispuesto entre el electrodo positivo (121) y el electrodo negativo (122) y que tiene un orificio pasante (124a) que penetra en una dirección orientada hacia el electrodo positivo (121) y el electrodo negativo (122); y
un segundo separador (125) que cubre el orificio pasante (124a) del primer separador (124) y que tiene un extremo conectado a la bolsa (110),
el primer separador (124) está fijado al electrodo positivo (121) o al electrodo negativo (122), que están orientados uno hacia el otro, y el segundo separador (125) se proporciona de manera deslizable sin estar unido al electrodo positivo (121) o al electrodo negativo (122), que están orientados uno hacia el otro, en donde el extremo del segundo separador (125) está fijado a una superficie interna de la bolsa (110), y
cuando la bolsa se expande debido a la generación del gas interno, el segundo separador (125) se mueve en una dirección lateral con respecto a una dirección en la que el electrodo positivo (121), el separador y el electrodo negativo (122) se apilan para abrir el orificio pasante (124a) del primer separador (124) de modo que se interrumpa un suministro de energía por el cortocircuito interno para interrumpir la sobrecarga.
2. La batería secundaria de la reivindicación 1, en donde el primer separador (124) está apilado sobre una superficie del electrodo positivo (121), el segundo separador (125) está apilado sobre una superficie del primer separador (124) y el electrodo negativo (122) está apilado sobre una superficie del segundo separador (125).
3. La batería secundaria de la reivindicación 1, en donde un extremo del segundo separador (125) está fijado a una porción de la bolsa (110), que está dispuesta en una dirección lateral con respecto a una dirección en la que se apilan el electrodo positivo (121), el separador y el electrodo negativo (122), y
una distancia espaciada entre el otro extremo del segundo separador (125) y el orificio pasante (124a) del primer separador (124), que se mide en un estado normal, es menor que una anchura de expansión permisible de la bolsa.
4. La batería secundaria de la reivindicación 1, en donde el extremo del segundo separador (125) se fija a la bolsa (110) a través de una unidad (230) de fijación.
5. La batería secundaria de la reivindicación 4, en donde la unidad (230) de fijación comprende un remache.
6. La batería secundaria de la reivindicación 4 o 5, en donde se aplica una capa (231) de aislamiento a una superficie externa de la unidad (230) de fijación.
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