ES3038651T3 - Pouch type secondary battery and battery module - Google Patents

Pouch type secondary battery and battery module

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ES3038651T3
ES3038651T3 ES21858621T ES21858621T ES3038651T3 ES 3038651 T3 ES3038651 T3 ES 3038651T3 ES 21858621 T ES21858621 T ES 21858621T ES 21858621 T ES21858621 T ES 21858621T ES 3038651 T3 ES3038651 T3 ES 3038651T3
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ES
Spain
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housing
battery
cup portion
edge
cup
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ES21858621T
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English (en)
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Se Young Oh
Jeong Min Ha
Geun Hee Kim
Hyun Beom Kim
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LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
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Abstract

Una batería secundaria de tipo bolsa según una realización de la presente invención comprende: un conjunto de electrodos en el que se apilan electrodos y separadores; y una caja de batería de tipo bolsa que tiene una parte de copa en la que se aloja el conjunto de electrodos, en donde la caja de batería incluye una primera caja y una segunda caja, al menos una de las cuales tiene la parte de copa, una parte plegable para conectar integralmente la primera caja y la segunda caja, y una oreja de murciélago que sobresale hacia afuera de una parte de ambos extremos de la parte plegable, y la oreja de murciélago tiene una longitud de 1,5 mm o menos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Batería secundaria tipo bolsa y módulo de batería
Sector de la técnica
La presente invención se refiere a una batería secundaria de tipo bolsa y a un módulo de batería, y más particularmente, a una batería secundaria de tipo bolsa que es capaz de aumentar la densidad de energía en relación con un volumen y que tiene una apariencia exterior elegante, y a un módulo de batería.
Antecedentes de la invención
En general, las baterías secundarias incluyen baterías de níquel-cadmio, baterías de níquel-hidrógeno, baterías de iones de litio y baterías de polímero de iones de litio. Esta batería secundaria se aplica para utilizarse en productos de pequeño tamaño tales como cámaras digitales, P-DVD, MP3P, teléfonos móviles, PDA, dispositivos de juego portátiles, herramientas eléctricas, bicicletas eléctricas y similares, así como productos de gran tamaño que requieren alta potencia, tal como vehículos eléctricos y vehículos híbridos, dispositivos de almacenamiento de energía para almacenar energía excedente o energía renovable, y dispositivos de almacenamiento de energía de respaldo.
En general, para fabricar la batería secundaria, en primer lugar, la suspensión de material activo de electrodo se aplica a un colector de electrodo positivo y a un colector de electrodo negativo para fabricar un electrodo positivo y un electrodo negativo. A continuación, los electrodos se apilan en ambos lados de un separador para formar un conjunto de electrodos. También, el conjunto de electrodos se aloja en una carcasa de batería y, a continuación, la carcasa de batería se sella después de inyectar un electrolito en la misma.
Una batería secundaria de este tipo se clasifica en una batería secundaria de tipo bolsa y una batería secundaria de tipo lata de acuerdo con el material de una carcasa que aloja el conjunto de electrodos. En la batería secundaria de tipo bolsa, un conjunto de electrodos se aloja en una bolsa hecha de un material polimérico flexible. También, en la batería secundaria de tipo lata, un conjunto de electrodos se aloja en una carcasa hecha de un material metálico o plástico.
Una bolsa, que es una carcasa de batería secundaria de tipo bolsa, se fabrica formando una parte de copa realizando un procesamiento de prensado en una película de bolsa que tiene flexibilidad. De forma adicional, cuando se forma la parte de copa, se aloja un conjunto de electrodos en un espacio de alojamiento de la parte de copa y, a continuación, un lado de la parte de copa está sellado para fabricar una batería secundaria.
En el proceso de prensado, el moldeo por embutición se realiza insertando una película de bolsa en un dispositivo de moldeo tal como un equipo de prensa y aplicando una presión a la película de bolsa usando un punzón para embutir la película de bolsa. La película de bolsa se proporciona como una pluralidad de capas, y una capa de barrera contra humedad dispuesta en la película de bolsa está hecha de un metal. Sin embargo, de acuerdo con la técnica relacionada, el metal de la capa de barrera contra humedad tiene un gran tamaño de grano de cristal entre las aleaciones de aluminio, y la capa de barrera contra humedad tiene un espesor delgado. Como resultado, la moldeabilidad puede deteriorarse. Por lo tanto, al moldear la parte de copa en la película de bolsa, existe un límite para mejorar el radio de curvatura y el espacio libre del borde de la parte de copa mientras se moldea profundamente la profundidad de la parte de copa. De forma adicional, la relación de volumen del conjunto de electrodos al volumen de la parte de copa es pequeña, y existe un límite en la reducción del tamaño de la oreja de murciélago, de modo que también se reduce la densidad de energía en comparación con el volumen relativo de la batería secundaria. Asimismo, había una limitación en la fabricación de una forma afilada en su conjunto y, por tanto, la apariencia exterior de la batería secundaria no es elegante y, por lo tanto, ha habido un problema en el sentido de que también se reduce la comerciabilidad.
El registro de patente japonesa n.° 6022956 existe como documento de la técnica anterior.
El documento WO 2019/172524 A1 proporciona un ejemplo de un método para fabricar una batería secundaria y una bolsa para una batería secundaria.
Sumario
La invención se establece en el conjunto de reivindicaciones adjuntas. Las reivindicaciones dependientes establecen realizaciones específicas.
Explicación de la invención
Problema técnico
Un objeto a lograr por la presente invención es proporcionar una batería secundaria de tipo bolsa, que es capaz de aumentar la densidad de energía en relación con un volumen, que tiene un aspecto exterior elegante y que mejora la comerciabilidad, y un módulo de batería.
Los objetos de la presente invención no se limitan al objeto mencionado anteriormente, pero otros objetos no descritos en el presente documento serán claramente entendidos por los expertos en la materia a partir de las descripciones a continuación.
Solución técnica
En las reivindicaciones adjuntas se proporciona una batería secundaria de tipo bolsa.
Una batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con una realización de la presente invención para lograr el objeto anterior incluye: un conjunto de electrodos en el que se apilan electrodos y separadores; una carcasa de batería de tipo bolsa que comprende una parte de copa configurada para alojar el conjunto de electrodos en su interior, en donde la carcasa de batería incluye: una primera carcasa y una segunda carcasa, de las que al menos una comprende una parte de copa; una parte plegable configurada para conectar integralmente la primera carcasa a la segunda carcasa; y una oreja de murciélago que sobresale hacia fuera desde una porción de cada uno de ambos extremos de la parte plegable, en donde la oreja de murciélago tiene una longitud de 1,5 mm o menos.
De forma adicional, una longitud del extremo más externo de la oreja de murciélago desde una pared exterior del lado de la parte plegable puede ser de 1,5 mm o menos.
De forma adicional, un ángulo entre el par plegable y un borde interior de la oreja de murciélago puede ser más de 151 grados.
De forma adicional, la parte plegable puede incluir una ranura que está rebajada hacia dentro.
De forma adicional, la carcasa de batería puede incluir un par de protuberancias que sobresalen hacia fuera con la ranura entre las mismas, y una distancia entre la porción más interna de la ranura y la porción más externa de la protuberancia puede ser de 0,8 mm o menos.
De forma adicional, la parte de copa puede incluir una pluralidad de bordes de punzón, que conectan una pluralidad de paredes exteriores configuradas para rodear una periferia de las mismas a una parte inferior, respectivamente, y al menos uno de los bordes de punzón puede estar redondeado.
De forma adicional, el borde de punzón puede tener un radio de curvatura que corresponde a 1/20 hasta 1/6 de una profundidad de la parte de copa.
De forma adicional, la parte de copa puede incluir además un borde de espesor configurado para conectar las dos paredes exteriores adyacentes entre sí, y en donde el borde de espesor puede conectarse a los dos bordes de punzón adyacentes entre sí para formar esquinas.
De forma adicional, al menos una de las esquinas puede ser redondeada, y la esquina puede tener un radio de curvatura igual o mayor que un radio de curvatura de al menos uno del borde de punzón o el borde de espesor. De forma adicional, cada una de la primera carcasa y la segunda carcasa puede incluir la parte de copa, y la carcasa de batería de tipo bolsa puede incluir un puente formado entre las dos partes de copa,
en donde el puente es redondeado.
De forma adicional, la parte de copa puede tener una profundidad de 6,5 mm o más.
De forma adicional, el conjunto de electrodos puede tener un área superficial de 15.000 mm2 a 100.000 mm2.
De forma adicional, la carcasa de batería puede fabricarse moldeando una película de bolsa, y la película de bolsa puede incluir: una capa de sellador hecha de un primer polímero y formada en la capa más interna; una capa de protección superficial hecha de un segundo polímero y formada en la capa más externa; y una capa de barrera contra humedad apilada entre la capa de protección superficial y la capa de sellador, en donde la capa de barrera contra humedad puede formarse como una película fina de aleación de aluminio que tiene un espesor de 50 pm a 80 pm y un tamaño de grano de 10 pm a 13 pm, y la capa de sellador puede tener un espesor de 60 pm a 100 pm.
De forma adicional, la película fina de aleación de aluminio puede incluir una aleación de aluminio AA8021.
De forma adicional, la película fina de aleación de aluminio puede contener del 1,3 % en peso al 1,7 % en peso de hierro y del 0,2 % en peso o menos de silicio.
De forma adicional, la capa de barrera contra humedad puede tener un espesor de 55 pm a 65 pm, y
el sellador tiene un espesor de 75 pm a 85 pm.
De forma adicional, la carcasa de batería de tipo bolsa puede incluir además una capa de ayuda al alargamiento hecha de un tercer polímero y apilada entre la capa de protección superficial y la capa de barrera contra humedad.
De forma adicional, la capa de ayuda al alargamiento puede tener un espesor de 20 pm a 50 pm.
Una batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con una realización de la presente invención para lograr el objeto anterior incluye: un conjunto de electrodos en el que se apilan electrodos y separadores; una carcasa de batería de tipo bolsa que comprende una parte de copa configurada para alojar el conjunto de electrodos en su interior, en donde la carcasa de batería incluye: una primera carcasa y una segunda carcasa, de las que al menos una comprende una parte de copa; una parte plegable configurada para conectar integralmente la primera carcasa a la segunda carcasa; y una oreja de murciélago que sobresale hacia fuera desde una porción de cada uno de ambos extremos de la parte plegable, en donde un ángulo entre el par plegable y un borde interior de la oreja de murciélago es mayor de 151 grados.
Un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente invención para lograr el objeto anterior incluye: un conjunto de electrodos en el que se apilan electrodos y separadores; una batería secundaria de tipo bolsa alojada en una parte de copa formada en una carcasa de rebozado de tipo bolsa; y un alojamiento en el que se aloja la batería secundaria, en donde la carcasa de batería incluye: una primera carcasa y una segunda carcasa, de las que al menos una comprende una parte de copa; una parte plegable configurada para conectar integralmente la primera carcasa a la segunda carcasa; y una oreja de murciélago que sobresale hacia fuera desde una porción de cada uno de ambos extremos de la parte plegable, en donde la oreja de murciélago tiene una longitud de 1,5 mm o menos.
De forma adicional, un ángulo entre el par plegable y un borde interior de la oreja de murciélago puede ser más de 151 grados.
De forma adicional, el alojamiento puede incluir una placa de enfriamiento configurada para enfriar la batería secundaria.
De forma adicional, el módulo de batería puede incluir además un material de transferencia de calor formado entre la placa de enfriamiento y la parte plegable de la batería secundaria.
De forma adicional, el material de transferencia de calor puede tener un espesor de 1 mm o menos dentro del alojamiento.
Un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente invención para lograr el objeto anterior incluye: un conjunto de electrodos en el que se apilan electrodos y separadores; una batería secundaria de tipo bolsa alojada en una parte de copa formada en una carcasa de rebozado de tipo bolsa; y un alojamiento en el que se aloja la batería secundaria, en donde la carcasa de batería incluye: una primera carcasa y una segunda carcasa, de las que al menos una comprende una parte de copa; una parte plegable configurada para conectar integralmente la primera carcasa a la segunda carcasa; y una oreja de murciélago que sobresale hacia fuera desde una porción de cada uno de ambos extremos de la parte plegable, en donde un ángulo entre el par plegable y un borde interior de la oreja de murciélago es mayor de 151 grados.
Otras particularidades de las realizaciones se incluyen en la descripción detallada y los dibujos.
Efectos ventajosos
De acuerdo con las realizaciones de la presente invención, existen al menos los siguientes efectos.
Dado que el tamaño de la oreja de murciélago puede reducirse, la densidad de energía en relación con el volumen de la batería secundaria puede aumentar.
De forma adicional, dado que se reduce el espacio entre la pared exterior de la parte de copa y el conjunto de electrodos, la densidad de energía en relación con el volumen de la batería secundaria puede aumentar.
De forma adicional, dado que la distancia entre el conjunto de electrodos y la grasa térmica también se reduce, la eficiencia de enfriamiento puede mejorarse aún más.
De forma adicional, dado que cada una de la carcasa de batería de tipo bolsa 13 y la batería secundaria de tipo bolsa tiene la forma afilada en su conjunto, la apariencia externa de la batería secundaria puede ser elegante y la comerciabilidad puede mejorarse.
Los efectos de la presente invención no están limitados por la descripción mencionada anteriormente y, por tanto, efectos más variados están implicados en esta memoria descriptiva.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es una vista ensamblada de una batería secundaria 1 de acuerdo con una realización de la presente invención;
la Figura 2 es una vista en sección transversal de una película de bolsa 135 de acuerdo con una realización de la presente invención;
la Figura 3 es un gráfico que ilustra los contenidos de hierro y silicio de una aleación de aluminio que tiene un número de aleación AA8079 y una aleación de aluminio que tiene un número de aleación AA8021;
la Figura 4 es un gráfico que ilustra la resistencia a la tracción, una tasa de alargamiento y un tamaño de grano de acuerdo con los contenidos de hierro y silicio de la aleación de aluminio que tiene el número de aleación AA8079 y la aleación de aluminio que tiene el número de aleación AA8021.
la Figura 5 es una fotografía SEM ampliada de granos de la aleación de aluminio que tiene el número de aleación AA8079 y la aleación de aluminio que tiene el número de aleación AA8021;
la Figura 6 es una vista esquemática de un dispositivo de moldeo 2 de acuerdo con una realización de la presente invención.
La Figura 7 es una vista esquemática ampliada de una parte de copa 333 y un puente 336 de acuerdo con una técnica relacionada.
La Figura 8 es una vista esquemática ampliada de una parte de copa 333 y un puente 336 de acuerdo con una realización de la presente invención.
La Figura 9 es una vista esquemática ampliada de la parte de copa 133 y una parte de desgasificación 137 de acuerdo con una realización de la presente invención.
La Figura 10 es una vista superior esquemática que ilustra un estado en el que el conjunto de electrodos 10 está alojado en la parte de copa 133 de acuerdo con una realización de la presente invención.
La Figura 11 es una vista esquemática de una esquina 364 de acuerdo con la técnica relacionada.
La Figura 12 es una vista esquemática de una esquina 164 de acuerdo con una realización de la presente invención.
La Figura 13 es una vista esquemática que ilustra un estado en el que una carcasa de batería 13 está plegada de acuerdo con una realización de la presente invención.
La Figura 14 es una vista esquemática que ilustra un estado en el que la carcasa de batería 13 está plegada de acuerdo con una realización de la presente invención.
La Figura 15 es una vista ampliada de una ranura 1391 formada en la carcasa de batería 13 de acuerdo con una realización de la presente invención.
La Figura 16 es una vista esquemática ampliada de la parte de copa 133 y el borde de matriz 1621 de acuerdo con otra realización de la presente invención.
La Figura 17 es una vista esquemática que ilustra un estado en el que una carcasa de batería 13a está plegada de acuerdo con otra realización de la presente invención.
La Figura 18 es una vista esquemática que ilustra un estado en el que una carcasa de batería 13a está plegada de acuerdo con otra realización de la presente invención.
La Figura 19 es una vista ampliada de una ranura 1391a formada en la carcasa de batería 13 de acuerdo con otra realización de la presente invención.
La Figura 20 es una vista superior esquemática que ilustra un estado antes de que se corte una parte de desgasificación 337 de una carcasa de batería 33 de acuerdo con la técnica relacionada.
La Figura 21 es una vista superior esquemática que ilustra un estado antes de que se corte una parte de desgasificación 137 de una carcasa de batería 13 de acuerdo con una realización de la presente invención. La Figura 22 es un diagrama de bloques de un dispositivo de inspección 4 de acuerdo con una realización de la presente invención.
La Figura 23 es una vista esquemática que ilustra un estado en el que la parte de desgasificación de la carcasa de batería 13 se corta para fabricar completamente una batería secundaria 1 de acuerdo con una realización de la presente invención.
La Figura 24 es una vista lateral esquemática que ilustra un estado en el que un lado 334 está plegado de acuerdo con la técnica relacionada.
La Figura 25 es una vista superior esquemática que ilustra un estado en el que el lado 334 está plegado de acuerdo con la técnica relacionada.
La Figura 26 es una vista lateral esquemática que ilustra un estado en el que el lado 134 está plegado de acuerdo con una realización de la presente invención.
La Figura 27 es un módulo de batería 5 de acuerdo con una realización de la presente invención.
La Figura 28 es una vista frontal ampliada que ilustra un estado en el que una batería secundaria 3 está alojada en un alojamiento 51 de un módulo de batería 5 de acuerdo con la técnica relacionada.
La Figura 29 es una vista lateral ampliada que ilustra un estado en el que la batería secundaria 3 está alojada en el alojamiento 51 del módulo de batería 5 de acuerdo con la técnica relacionada.
La Figura 30 es una vista frontal ampliada que ilustra un estado en el que una batería secundaria 1 está alojada en un alojamiento 51 de un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente invención.
La Figura 31 es una vista lateral ampliada que ilustra un estado en el que la batería secundaria 1 está alojada en el alojamiento 51 del módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente invención.
Realización preferente de la invención
Las ventajas y características de la presente invención, y los métodos de implementación de la misma, se aclararán a través de las siguientes realizaciones descritas con referencia a los dibujos adjuntos. La presente invención puede, sin embargo, realizarse de formas diferentes y no se debería interpretar como que está limitada a las realizaciones establecidas en el presente documento. Más bien, estas realizaciones se proporcionan de modo que la presente divulgación sea global y completa, y transmita completamente el alcance de la presente invención para los expertos en la materia. Además, la presente invención solo está definida por el alcance de las reivindicaciones. Números de referencia similares hacen referencia a elementos similares a lo largo de todo el presente documento.
A menos que los términos utilizados en la presente invención se definan de manera diferente, todos los términos (incluidos los términos técnicos y científicos) utilizados en este documento tienen el mismo significado que entienden generalmente los expertos en la técnica. También, a menos que se defina clara y aparentemente en la descripción, los términos tal como se definen en un diccionario de uso común no se interpretan de manera ideal o excesiva como si tuvieran un significado formal.
En la siguiente descripción, los términos técnicos se utilizan únicamente para explicar una realización de ejemplo específica sin limitar la presente invención. En esta memoria descriptiva, los términos de una forma singular pueden comprender formas plurales a menos que se mencione específicamente. El significado de "incluye (comprende)" y/o "incluyendo (comprendiendo)" no excluye otros componentes además del componente mencionado.
En lo sucesivo en el presente documento, las realizaciones preferidas se describirán en detalle haciendo referencia a los dibujos adjuntos.
La Figura 1 es una vista ensamblada de una batería secundaria 1 de acuerdo con una realización de la presente invención;
De acuerdo con una realización de la presente invención, ya que se puede mejorar la resistencia a la tracción y la capacidad de embutición de una película de bolsa 135, la dureza puede aumentar para mejorar la moldeabilidad cuando la película de bolsa 135 se moldea para fabricar una carcasa de batería de tipo bolsa 13.
Para esto, la película de bolsa 135 de acuerdo con una realización de la presente invención incluye una capa de sellador 1351 (véase Figura 2) hecha de un primer polímero y formada en la capa más interna; una capa de protección superficial 1353 (véase Figura 2) hecha de un segundo polímero y formada en la capa más externa; y una capa de barrera contra humedad (o gas) 1352 (véase Figura 2) apilada entre la capa de protección superficial 1353 y la capa de sellador 1351. La capa de barrera contra humedad 1352 puede formarse como una película fina de aleación de aluminio que tiene un espesor de 50 pm a 80 pm y un tamaño de grano de 10 pm a 13 pm, y la capa de sellador 1351 puede tener un espesor de 60 pm a 100 pm. Particularmente, la capa de barrera contra humedad 1352 puede tener un espesor de 55 pm a 65 pm, y la capa de sellador 1351 puede tener un espesor de 75 pm a 85 pm.
El conjunto de electrodos 10 está formado apilando alternativamente electrodos 101 (véase Figura 8) y separadores 102 (véase Figura 8). En primer lugar, una suspensión en la que un material activo de electrodo, un aglutinante y un plastificante se mezclan entre sí se aplica a un colector de electrodo positivo y a un colector de electrodo negativo para fabricar los electrodos 101, tales como un electrodo positivo y un electrodo negativo. A continuación, los separadores 102 respectivos se apilan entre los electrodos 101 para formar el conjunto de electrodos 10, el conjunto de electrodos 10 se inserta en la carcasa de batería 13 y se inyecta un electrolito para sellar la carcasa de batería 13.
El conjunto de electrodos 10 puede tener un área superficial de 15.000 mm2 a 100.000 mm2, que se obtiene multiplicando una longitud completa por una anchura completa. En particular, la anchura total del conjunto de electrodos 10 puede ser de 60 mm o más. También, el conjunto de electrodos 10 puede tener un espesor de 6 mm a 20 mm en una dirección apilada. Por lo tanto, el conjunto de electrodos 10 de acuerdo con una realización de la presente invención puede proporcionar una gran capacidad de batería en comparación con una batería general de pequeño tamaño.
Específicamente, el conjunto de electrodos 10 incluye dos tipos de electrodos 101, tales como un electrodo positivo y un electrodo negativo, y un separador 102 interpuesto entre los electrodos 101 para aislar los electrodos 101 entre sí. El conjunto de electrodos 10 puede ser de tipo apilado, de tipo rollo de gelatina, de tipo apilado y plegable, o similares. Cada uno de los dos tipos de electrodos 101, es decir, el electrodo positivo y el electrodo negativo tienen una estructura en donde se aplica una suspensión de material activo al colector de electrodos que tiene forma de lámina metálica o malla metálica. La suspensión de material activo puede formarse habitualmente agitando un material activo granular, un conductor y similares en un estado de adición de un disolvente. El solvente puede eliminarse en el proceso posterior.
Como se ilustra en la Figura 1, el conjunto de electrodos 10 incluye lengüetas de electrodo 11. Las lengüetas de electrodo 11 están conectadas respectivamente a un electrodo positivo y a un electrodo negativo del conjunto de electrodos 10 para sobresalir hacia fuera del conjunto de electrodos 10, proporcionando de este modo una trayectoria, a través del cual se mueven los electrones, entre el interior y el exterior del conjunto de electrodos 10. Un colector de electrodo del conjunto de electrodos 10 está constituido por una porción recubierta con un material activo de electrodo y un extremo distal, sobre el que no se aplica el material activo del electrodo, es decir, una parte sin recubrimiento. También, cada una de las lengüetas de electrodo 11 puede formarse cortando la parte sin recubrimiento o conectando un elemento conductor separado a la parte sin recubrimiento mediante soldadura ultrasónica. Como se ilustra en la Figura 1, las lengüetas de electrodo 11 pueden sobresalir en cada una de las diferentes direcciones del conjunto de electrodos 10, aunque no de forma limitativa. Por ejemplo, las lengüetas de electrodo pueden sobresalir en varias direcciones, por ejemplo, sobresalen en paralelo entre sí desde un lado en la misma dirección.
En el conjunto de electrodos 10, un terminal de electrodo 12 que suministra electricidad al exterior de la batería secundaria 1 está conectado a la lengüeta de electrodo 11 a través de soldadura por puntos. También, una porción del terminal de electrodo 12 está rodeada por una parte de aislamiento 14. La parte de aislamiento 14 puede estar dispuesta para estar limitada a un lado 134, en el que una primera carcasa 131 y una segunda carcasa 132 de la carcasa de batería 13 están fusionadas térmicamente, de modo que el terminal de electrodo 12 quede unido a la carcasa de batería 13. También, se puede evitar que la electricidad generada a partir del conjunto de electrodos 10 fluya hacia la carcasa de batería 13 a través del terminal de electrodo 12, y se puede mantener el sellado de la carcasa de batería 13. Por lo tanto, la parte de aislamiento 14 puede estar hecha de un material no conductor que no tenga conductividad, que no es conductor de electricidad. En general, aunque como parte de aislamiento 14 se utiliza principalmente una cinta de aislamiento que se fija fácilmente al terminal 12 del electrodo y que tiene un espesor relativamente fino, la presente invención no se limita a ello. Por ejemplo, se pueden utilizar varios elementos como parte de aislamiento 14 siempre que los elementos sean capaces de aislar el terminal de electrodo 12.
Un extremo del terminal de electrodo 12 está conectado a la lengüeta de electrodo 11, y el otro extremo del terminal de electrodo 12 sobresale hacia el exterior de la carcasa de batería 13. Es decir, el terminal de electrodo 12 incluye un terminal de cátodo 121 que tiene un extremo conectado a una lengüeta de cátodo 111 para extenderse en una dirección en donde sobresale la lengüeta de cátodo 111 y un terminal de ánodo 122 que tiene un extremo conectado a una lengüeta de ánodo 112 para extenderse en una dirección en la que sobresale la lengüeta de ánodo 112. Por otro lado, como se ilustra en la Figura 1, todos los demás extremos del terminal de electrodo positivo 121 y el terminal de electrodo negativo 122 sobresalen hacia el exterior de la carcasa de batería 13. Como resultado, la electricidad generada en el conjunto de electrodos 10 puede suministrarse al exterior. También, dado que cada una de la lengüeta de electrodo positivo 111 y la lengüeta de electrodo negativo 112 está formada para sobresalir en varias direcciones, cada uno del terminal de electrodo positivo 121 y el terminal de electrodo negativo 122 puede extenderse en varias direcciones.
El terminal de electrodo positivo 121 y el terminal de electrodo negativo 122 pueden estar hechos de materiales diferentes entre sí. Es decir, el terminal de cátodo 121 puede estar hecho del mismo material que el colector de cátodo, es decir, un material de aluminio (Al), y el conductor del ánodo 122 puede estar hecho del mismo material que el colector de ánodo, es decir, un material de cobre (Cu) o un material de cobre recubierto con níquel (Ni). También, una porción del terminal de electrodo 12, que sobresale hacia el exterior de la carcasa de batería 13, puede proporcionarse como una parte terminal y conectarse eléctricamente a un terminal externo.
La carcasa de batería 13 es una bolsa, que se fabrica moldeando un material flexible y aloja el conjunto de electrodos 10 en su interior. En lo sucesivo en el presente documento, se describirá el caso en donde la carcasa de batería 13 es la bolsa. Cuando una película de bolsa 135 que tiene flexibilidad se moldea por embutición usando un punzón 22 (véase Figura 6) o similar, una porción de la película de bolsa 135 se embute para formar la parte de copa 133 que incluye un espacio de alojamiento en forma de bolsillo 1331, fabricando de este modo la carcasa de batería 13.
La carcasa de batería 13 aloja el conjunto de electrodos 10 de modo que una porción del terminal de electrodo 12 queda expuesta y luego se sella. Como se ilustra en la Figura 1, la carcasa de batería 13 incluye la primera carcasa 131 y la segunda carcasa 132. Se puede proporcionar el espacio de alojamiento 1331 en donde se forma la parte de copa 133 para alojar el conjunto de electrodos 10 en la primera carcasa 131, y la segunda carcasa 132 puede cubrir un lado superior del espacio de alojamiento 1331 de modo que el conjunto de electrodos 10 no esté separado hacia el exterior de la carcasa de batería 13. Como se ilustra en la Figura 1, un lado de la primera carcasa 131 y un lado de la segunda carcasa 132 pueden conectarse entre sí. Sin embargo, la presente invención no se limita a ello. Por ejemplo, la primera carcasa 131 y la segunda carcasa 132 pueden fabricarse por separado para estar separadas entre sí.
Cuando la parte de copa 133 se moldea en la película de bolsa 135, solo se puede formar una parte de copa 133 en una película de bolsa 135, pero la presente invención no se limita a ello. Por ejemplo, dos partes de copa pueden moldearse por embutición para que sean adyacentes entre sí en una película de bolsa 135. A continuación, como se ilustra en la Figura 1, las partes de copa 133 están formadas en la primera carcasa 131 y la segunda carcasa 132, respectivamente. En el presente caso, cada una de las partes de copa 133, que se forman respectivamente en la primera carcasa 131 y la segunda carcasa 132, puede tener la misma profundidad D, pero no se limita a ello, y puede tener diferentes profundidades D.
De acuerdo con una realización de la presente invención, la profundidad D de la parte de copa 133 puede ser de 3 mm o más, en particular, 6,5 mm o más. Por lo tanto, la parte de copa 133 de acuerdo con una realización de la presente invención puede alojar el conjunto de electrodos 10 que tiene una mayor capacidad de electrodo en comparación con una batería general de tamaño pequeño.
Después de alojar el conjunto de electrodos 10 en el espacio de alojamiento 1331 proporcionado en la parte de copa 133 de la primera carcasa 131, la carcasa de batería 13 puede plegarse con respecto a un puente 136 formado entre las dos partes de copa 133 en la carcasa de batería 13 de modo que las dos partes de copa 133 estén enfrentadas entre sí. A continuación, la parte de copa 133 de la segunda carcasa 132 también aloja el conjunto de electrodos 10 desde el lado superior de la misma. Por consiguiente, dado que las dos partes de copa 133 alojan un conjunto de electrodos 10, el conjunto de electrodos 10 que tiene un espesor más grueso puede acomodarse en comparación con un caso en el que se proporciona una parte de copa 133. De forma adicional, dado que la primera carcasa 131 y la segunda carcasa 132 están conectadas integralmente entre sí plegando la carcasa de batería 13, el número de lados 134 a sellar cuando se realiza un proceso de sellado más tarde puede reducirse. Por lo tanto, se puede mejorar la velocidad del proceso y se puede reducir el número de procesos de sellado.
La carcasa de batería 13 puede incluir la parte de copa 133, en la que se proporciona el espacio de alojamiento 1331 que aloja el conjunto de electrodos 10, y una parte de desgasificación 137 formada en una porción lateral de la parte de copa 133 para descargar un gas generado en la parte de copa 133 a través de un orificio de desgasificación H. Cuando el conjunto de electrodos 10 se aloja en la parte de copa 133 de la carcasa de batería 13, y se inyecta el electrolito, y luego se realiza un proceso de activación, se genera un gas dentro de la carcasa de batería 13 y, por tanto, se realiza un proceso de desgasificación para descargar el gas al exterior. La descripción detallada de la parte de desgasificación 137 se describirá más adelante.
Cuando se conecta el terminal de electrodo 12 a la lengüeta de electrodo 11 del conjunto de electrodos 10, y se forma la parte de aislamiento 14 en una porción del terminal de electrodo 12, el conjunto de electrodos 10 se aloja en el espacio de alojamiento 1331 proporcionado en la parte de copa 133 de la primera carcasa 131, y la segunda carcasa 132 cubre el espacio de alojamiento desde el lado superior. También, el electrolito se inyecta en el espacio de alojamiento, y el lado 134 que se extiende hacia el exterior de la parte de copa 133 de cada una de la primera carcasa 131 y la segunda carcasa 132 se sella. El electrolito puede mover iones de litio generados por la reacción electroquímica del electrodo 101 durante la carga y descarga de la batería secundaria 1. El electrolito puede comprender un electrolito orgánico no acuoso que es una mezcla de una sal de litio y un disolvente orgánico de alta pureza o un polímero que utiliza un electrolito polimérico. Asimismo, el electrolito puede incluir un electrolito sólido a base de sulfuro, a base de óxido o a base de polímero, y el electrolito sólido puede tener una flexibilidad que se deforma fácilmente por la fuerza externa. La batería secundaria 1 de tipo bolsa se puede fabricar mediante el método descrito anteriormente.
La Figura 2 es una vista en sección transversal de una película de bolsa 135 de acuerdo con una realización de la presente invención;
La bolsa que es la carcasa de batería 13 de la batería secundaria de tipo bolsa 1 de acuerdo con una realización de la presente invención se fabrica estirando la película de bolsa 135. Es decir, la película de bolsa 135 se embute usando el punzón 22 o similar para formar la parte de copa 133, fabricando de este modo la carcasa de batería 13. De acuerdo con una realización de la presente invención, como se ilustra en la Figura 2, la película de bolsa 135 incluye la capa de sellador 1351, la capa de barrera contra humedad 1352 y la capa de protección superficial 1353, y puede incluir además una capa de ayuda a la embutición 1354 si es necesario.
La capa de sellador 1351 está hecha del primer polímero y se forma en la capa más interna para estar en contacto directo con el conjunto de electrodos 10. En el presente caso, la capa más interna representa una capa dispuesta en la última cuando se orienta en una dirección opuesta a la dirección en la que el conjunto de electrodos 10 está dispuesto con respecto a la capa de barrera contra humedad 1352. La carcasa de batería 13 puede fabricarse mientras una porción de la película de bolsa 135 se embute para formar la parte de copa 133 que incluye el espacio de alojamiento 1331 que tiene la forma de bolsillo cuando la película de bolsa 135 que tiene la estructura apilada como se ha descrito anteriormente se moldea por embutición usando el punzón 22 o similar. También, cuando el conjunto de electrodos 10 está alojado en el espacio de alojamiento 1331, se inyecta el electrolito. Tras lo cual, cuando la primera carcasa 131 y la segunda carcasa 132 están en contacto entre sí para estar enfrentadas entre sí, y se aplica compresión térmica al lado 134, las capas de sellador 1351 están unidas entre sí para sellar la bolsa. En el presente caso, dado que la capa de sellador 1351 está en contacto directo con el conjunto de electrodos 10, la capa de sellador 1351 tiene que tener propiedades aislantes. También, dado que la capa de sellador 1351 está en contacto con el electrolito, la capa de sellador 1351 tiene que tener resistencia a la corrosión. También, dado que el interior de la carcasa de batería 13 está completamente sellado para evitar que los materiales se muevan entre el interior y el exterior de la carcasa de batería 13, tiene que conseguirse una alta capacidad de sellado. Es decir, el lado 134 en el que las capas de sellador 1351 están unidas entre sí debe tener una resistencia de unión térmica superior. En general, el primer polímero que forma la capa de sellador 1351 puede incluir uno o más materiales seleccionados del grupo que consiste en polietileno, polipropileno, policarbonato, tereftalato de polietileno, cloruro de polivinilo, polímero acrílico, poliacrilonitrilo, poliimida, poliamida, celulosa, aramida, nailon, poliéster, poliparafenileno benzobisoxazol, poliarilato, teflón y fibra de vidrio. Particularmente, se usa una resina a base de poliolefina, tal como polipropileno (PP) o polietileno (PE), para la capa de sellador 1351. El polipropileno (PP) es excelente en propiedades mecánicas tales como resistencia a la tracción, rigidez, dureza superficial, resistencia a la abrasión y resistencia al calor y propiedades químicas tales como resistencia a la corrosión y, por lo tanto, se usa principalmente para fabricar la capa de sellador 1351. Asimismo, la capa de sellador 1351 puede estar hecha de un polipropileno fundido, un polipropileno modificado con ácido o un terpolímero de polipropileno-butileno-etileno. En el presente caso, el polipropileno tratado con ácido puede ser polipropileno de anhídrido maleico (MAH PP). También, la capa de sellador 1351 puede tener una estructura de capa única hecha de un material o una estructura de capa compuesta en la que dos o más materiales se forman respectivamente como capas.
De acuerdo con una realización de la presente invención, la capa de sellador 1351 tiene un espesor de 60 pm a 100 pm y, en particular, puede tener un espesor de 75 pm a 85 pm. Si la capa de sellador 1351 tiene un espesor inferior a 60 pm, existe el problema de que la capa de sellador 1351 se deteriora en durabilidad, tal como un caso en el que el interior se rompe durante el sellado. También, si el espesor de la capa de sellador 1351 es más grueso que 100 pm, dado que toda la bolsa es excesivamente gruesa, la moldeabilidad puede deteriorarse bastante, o puede reducirse la densidad de energía en relación con el volumen de la batería secundaria 1. Cuando el espesor de la capa de sellador 1351 es delgado, puede reducirse una tensión de ruptura de aislamiento de la película de bolsa 135 y, por tanto, puede deteriorarse el aislamiento. Cuando la batería se fabrica usando la película de bolsa 135 que tiene un aislamiento deficiente, una tasa de defectos puede aumentar.
La capa de barrera contra humedad 1352 se apila entre la capa de protección superficial 1353 y la capa de sellador 1351 para asegurar la resistencia mecánica de la bolsa, bloquear la introducción y descarga de un gas o humedad fuera de la batería secundaria 1, y evitar que el electrolito se escape. La capa de barrera contra humedad 1352 puede estar hecha de una película fina de aleación de aluminio. La película fina de aleación de aluminio puede asegurar la resistencia mecánica que tiene un nivel predeterminado o más, pero ligera en peso. Por lo tanto, la película fina de aleación de aluminio puede complementar las propiedades electroquímicas y asegurar la disipación de calor debido al conjunto de electrodos 10 y al electrolito.
Más específicamente, la película fina de aleación de aluminio de acuerdo con una realización de la presente invención puede tener un tamaño de grano de 10 pm a 13 pm, preferentemente de 10,5 pm a 12,5 pm, y más preferentemente de 11 pm a 12 pm. Cuando el tamaño de grano de la película fina de aleación de aluminio satisface el intervalo anterior, la profundidad de moldeo puede aumentar sin causar los orificios o grietas cuando se moldea la copa.
La película fina de aleación de aluminio puede incluir uno o dos tipos o más seleccionados del grupo que consiste en hierro (Fe), cobre (Cu), cromo (Cr), manganeso (Mn), níquel (Ni), magnesio (Mg) y zinc (Zn) además de aluminio.
De acuerdo con la técnica relacionada, la capa de barrera contra humedad 1352 tiene un espesor de aproximadamente 30 pm a aproximadamente 50 pm, en particular, 40 pm y, por tanto, la moldeabilidad se deteriora. Por lo tanto, incluso cuando la película de bolsa se moldea por embutición, una profundidad D' de la parte de copa 333 (véase Figura 7) puede profundizarse y, por tanto, la pared exterior 338 (véase Figura 7) de la parte de copa 333 puede limitarse a formarse de manera similar a un estado vertical. De forma adicional, también existe una limitación en la reducción de un radio de curvatura del borde 36 (véase Figura 7) de la parte de copa 333. De forma adicional, cuando la carcasa de batería sufre un impacto desde el exterior, el conjunto de electrodos interno puede dañarse fácilmente debido a la débil resistencia a la perforación.
Para solucionar este problema, si el espesor de la capa de barrera contra humedad 1352 aumenta a aproximadamente 80 pm o más, no solo aumentan los costes de fabricación, pero también el espesor total de la bolsa es excesivamente grueso. Como resultado, existe el problema de que la densidad de energía al volumen de la batería secundaria 1 se deteriora. Si el espesor de la capa de sellador 1351 se reduce a menos de 60 pm para reducir el espesor total de la bolsa, existe el problema de que la durabilidad del sellado se deteriora como se ha descrito anteriormente.
De acuerdo con una realización de la presente invención, la capa de barrera contra humedad 1352 puede tener un espesor de 50 pm a 80 pm y, en particular, de 55 pm a 65 pm. Por consiguiente, se puede mejorar la moldeabilidad de la capa de barrera contra humedad 1352, y cuando la película de bolsa 135 se moldea por embutición, la profundidad D de la parte de copa 133 puede formarse para que sea profunda, y la pared exterior 138 de la parte de copa 133 puede formarse de manera similar al estado vertical y, por tanto, el radio de curvatura R2 del borde 16 (véase Figura 8) de la parte de copa 133 puede reducirse. Por lo tanto, dado que el espacio de alojamiento 1331 aumenta de volumen, el conjunto de electrodos 10 alojado en el espacio de alojamiento 1331 también puede aumentar en volumen, y la eficiencia energética en comparación con el volumen de la batería secundaria 1 también puede aumentar. De forma adicional, los costes de fabricación pueden no aumentar significativamente, el espesor total de la bolsa puede no aumentar significativamente sin reducir el espesor de la capa de sellador 1351, y la durabilidad del sellado puede no deteriorarse.
De forma adicional, dado que la película de bolsa mejora la resistencia al punzonado, incluso si la película de bolsa se daña al recibir una gran presión desde el exterior o al pincharse con un objeto afilado, un conjunto de electrodos 10 en la película de bolsa puede protegerse de manera más efectiva. En el presente caso, la excelente resistencia a la perforación puede significar que la resistencia cuando se perfora un orificio en la película de bolsa 135 es alta.
Sin embargo, cuando solo aumenta el espesor de la película fina de aleación de aluminio, la profundidad de moldeo puede aumentar, pero los orificios o grietas pueden generarse en la película fina de aleación de aluminio después del moldeo para deteriorar la durabilidad del sellado.
Como resultado de la investigación repetida por los presentes inventores, cuando la película fina de aleación de aluminio que tiene un tamaño de grano específico se aplica como el material de la capa de barrera contra humedad, y el espesor de cada una de la capa de barrera contra humedad y la capa de sellador se controla dentro de un intervalo específico, se encuentra que la parte de copa está moldeada profundamente, y la durabilidad del sellado también se mantiene excelentemente. Por lo tanto, se ha implementado la presente invención.
Particularmente, la capa de barrera contra humedad 1352 de acuerdo con la presente invención incluye una película fina de aleación de aluminio que tiene un tamaño de grano de 10 pm a 13 pm, preferentemente de 10,5 pm a 12,5 pm, y más preferentemente de 11 pm a 12 pm. Cuando el tamaño de grano de la película fina de aleación de aluminio satisface el intervalo anterior, la profundidad de moldeo puede aumentar sin causar los orificios o grietas cuando se moldea la copa. Cuando el tamaño de grano de la película fina de aleación de aluminio supera los 13 pm, la resistencia de la película fina de aleación de aluminio disminuye y la generación de grietas u orificios aumenta debido a la dificultad para dispersar la tensión interna durante la embutición. Cuando el tamaño de grano es inferior a 10 pm, la flexibilidad de la película fina de aleación de aluminio se reduce y existe una limitación para mejorar la moldeabilidad.
El tamaño de grano varía dependiendo de la composición de la película fina de aleación de aluminio y del método de procesamiento de la película fina de aleación de aluminio. En el presente caso, se puede observar y medir una sección transversal en la dirección del espesor de la película fina de aleación de aluminio usando un microscopio electrónico de barrido (SEM). Particularmente, en la presente invención, la sección transversal en la dirección del espesor de la película fina de aleación de aluminio se puede obtener usando el microscopio electrónico de barrido y, a continuación, se pueden medir los diámetros máximos del número predeterminado de granos entre los granos observados a través de una imagen SEM para evaluar un valor medio de los diámetros máximos como el tamaño de grano.
La capa de protección superficial 1353 está hecha del segundo polímero y formada en la capa más externa para proteger la batería secundaria 1 contra la fricción externa y la colisión y también aísla eléctricamente el conjunto de electrodos 10 del exterior. En el presente caso, la capa más externa representa una capa dispuesta en la última cuando se orienta en una dirección opuesta a la dirección en la que el conjunto de electrodos 10 está dispuesto con respecto a la capa de barrera contra humedad 1352. El segundo polímero que forma la capa de protección superficial 1353 puede incluir uno o más materiales seleccionados del grupo que consiste en polietileno, polipropileno, policarbonato, tereftalato de polietileno, cloruro de polivinilo, polímero acrílico, poliacrilonitrilo, poliimida, poliamida, celulosa, aramida, nailon, poliéster, poliparafenileno benzobisoxazol, poliarilato, teflón y fibra de vidrio. Particularmente, se puede usar principalmente un polímero tal como tereftalato de polietileno (PET) que tiene resistencia a la abrasión y resistencia al calor. También, la capa de protección superficial 1353 puede tener una estructura de capa única hecha de un material o una estructura de capa compuesta en la que dos o más materiales se forman respectivamente como capas.
De acuerdo con una realización de la presente invención, la capa de protección superficial 1353 puede tener un espesor de 5 pm a 25 pm, en particular, de 7 pm a 12 pm. Si el espesor de la capa de protección superficial 1352 es inferior a 5 pm, puede haber un problema de que el aislamiento externo se deteriore. Por otro lado, si el espesor de la capa de protección superficial 1352 es más grueso que 25 pm, toda la bolsa es más gruesa y, por tanto, la densidad de energía al volumen de la batería secundaria 1 puede reducirse.
Aunque el PET es económico, tiene una excelente durabilidad y tiene un excelente aislamiento eléctrico, el PET tiene poca fuerza de unión con respecto al aluminio, que se usa con frecuencia para la capa de barrera contra humedad 1352, y también, un comportamiento cuando el PET se embute aplicando tensión puede ser diferente. Por lo tanto, cuando la capa de protección superficial 1353 y la capa de barrera contra humedad 1352 están unidas directamente entre sí, la capa de protección 1353 y la capa de barrera contra humedad 1352 pueden delaminarse durante el moldeo por embutición. Como resultado, la capa de barrera contra humedad 1352 no se embute uniformemente para provocar el deterioro de la moldeabilidad.
De acuerdo con una realización de la presente invención, la carcasa de batería 13 puede estar hecha de un tercer polímero e incluir además la capa de ayuda a la extracción 1354 que se apila entre la capa de protección superficial 1353 y la capa de barrera contra humedad 1352. La capa de ayuda a la embutición 1354 puede apilarse entre la capa de protección superficial 1352 y la capa de barrera contra humedad 1352 para evitar que la capa de protección superficial 1353 y la capa de barrera contra humedad 1352 se delaminen cuando se embuten la capa de protección superficial 1352 y la capa de barrera contra humedad 1352. El tercer polímero que forma la capa de ayuda a la embutición 1354 puede incluir uno o más materiales seleccionados del grupo que consiste en polietileno, polipropileno, policarbonato, tereftalato de polietileno, cloruro de polivinilo, polímero acrílico, poliacrilonitrilo, poliimida, poliamida, celulosa, aramida, nailon, poliéster, poliparafenileno benzobisoxazol, poliarilato, teflón y fibra de vidrio. Particularmente, dado que una resina de nailon se adhiere fácilmente al tereftalato de polietileno (PET) de la capa de protección superficial 1352, y un comportamiento cuando se embute es similar al de una aleación de aluminio de la capa de barrera contra humedad 1352, se puede utilizar principalmente la resina de nailon. También, la capa de ayuda a la embutición 1354 puede tener una estructura de capa única hecha de un material o una estructura de capa compuesta en la que dos o más materiales se forman respectivamente como capas.
En la técnica relacionada, la capa de barrera contra humedad 1352 tiene un espesor de aproximadamente 40 pm y, por lo tanto, la capa de ayuda a la embutición 1354 tenía un espesor significativamente delgado de aproximadamente 15 pm. Es decir, una relación de espesor de la capa de ayuda a la embutición y la capa de barrera contra humedad es 1:2,67, y la tasa de espesor de la capa de barrera contra humedad fue considerablemente alta. Sin embargo, como se ha descrito anteriormente, de acuerdo con una realización de la presente invención, ya que la capa de barrera contra humedad 1352 tiene un espesor de aproximadamente 50 pm a aproximadamente 80 pm, y en particular, un espesor de 55 pm a 65 pm, se mejora la moldeabilidad de la capa de barrera contra humedad 1352. En el presente caso, para mejorar también la moldeabilidad de la capa de ayuda a la embutición 1354, la capa de ayuda a la embutición 1354 puede tener un espesor de 20 pm a 50 pm y, en particular, un espesor de 25 pm a 38 pm. Si la capa de ayuda a la embutición 1354 tiene un espesor inferior a 20 pm, la capa de ayuda a la embutición 1354 puede no adaptarse a la moldeabilidad mejorada de la capa de barrera contra humedad 1352 y puede dañarse durante el alargamiento. Por otro lado, si la capa de sellador 1343 tiene un espesor superior a 50 pm, el espesor total de la bolsa es grueso para aumentar el volumen de la batería secundaria 1, deteriorando así la densidad de energía. Particularmente, de acuerdo con una realización de la presente invención, una relación de espesor de la capa de ayuda a la embutición 1354 y la capa de barrera contra humedad 1352 puede ser inferior a 1:2,5. Es decir, la relación de espesor de la capa de ayuda a la embutición 1354 puede aumentar más en comparación con la relación de espesor de la capa de ayuda a la embutición 1354 de acuerdo con la técnica relacionada. Sin embargo, cuando el espesor de la capa de ayuda a la embutición 1354 es excesivamente grueso, el espesor total de la bolsa es más grueso y, por lo tanto, la relación de espesor puede ser mayor que 1:1,5 para evitar que el espesor total de la bolsa sea excesivamente más grueso. Es decir, la relación de espesor puede ser de 1:1,5 a 1:2,5.
La Figura 3 es un gráfico que ilustra los contenidos de hierro y silicio de una aleación de aluminio que tiene un número de aleación AA8079 y una aleación de aluminio que tiene un número de aleación AA8021;
Como se ha descrito anteriormente, la película fina de aleación de aluminio que forma la capa de barrera contra humedad 1352 puede tener un tamaño de grano de 10 pm a 13 pm, preferentemente de 10,5 pm a 12,5 pm, más preferentemente de 11 pm a 12 pm.
De forma adicional, un contenido de hierro (Fe) en la película fina de aleación de aluminio puede ser del 1,2 % en peso al 1,7 % en peso, preferentemente del 1,3 % en peso al 1,7 % en peso, más preferentemente del 1,3 % en peso al 1,45 % en peso. Si el contenido de hierro (Fe) en la película fina de aleación de aluminio es inferior al 1,2 % en peso, la resistencia de la película fina de aleación de aluminio puede deteriorarse para generar grietas y orificios durante el moldeo. Si el contenido de hierro (Fe) supera el 1,7 % en peso, la flexibilidad de la película fina de aleación de aluminio se deteriora para causar una limitación en la mejora de la moldeabilidad.
De forma adicional, un contenido de silicio (Si) en la película fina de aleación de aluminio puede ser del 0,2 % en peso o menos, preferentemente del 0,05 % en peso al 0,2 % en peso, más preferentemente del 0,1 % en peso al 0,2 % en peso. Cuando el contenido de silicio supera el 0,2 % en peso, la moldeabilidad puede deteriorarse.
Particularmente, la película fina de aleación de aluminio de acuerdo con la presente invención puede ser una aleación de aluminio que tenga el número de aleación AA8021.
Por otro lado, la película fina de aleación de aluminio que tiene el número de aleación AA8079 se usó principalmente para la bolsa de batería de acuerdo con la técnica relacionada. Cuando la aleación de aluminio contiene una gran cantidad de hierro, se mejora la resistencia mecánica, y cuando la aleación de aluminio contiene una pequeña cantidad de hierro, se mejora la flexibilidad.
Como se ilustra en la Figura 3, teniendo la aleación de aluminio el número de aleación AA8079 (en lo sucesivo en el presente documento, denominada aleación de aluminio AA8079) contiene del 0,6 % en peso al 1,2 % en peso de hierro y del 0,3 % en peso o menos de silicio. En el caso de la aleación de aluminio de aleación número AA8079, se incluye relativamente poco hierro, y cuando la capa de barrera contra humedad 1352 se fabrica usando la misma, se puede mejorar la flexibilidad, pero la resistencia puede deteriorarse y, por lo tanto, puede haber una limitación en la moldeabilidad.
Por otro lado, como se ilustra en la Figura 3, una aleación de aluminio AA8021 puede contener del 1,2 % en peso al 1,7 % en peso de hierro y, en particular, 1,3 % en peso a 1,7 % en peso y 0,2 % en peso o menos de silicio. En el caso de fabricar la capa de barrera contra humedad 1352 usando la aleación de aluminio AA8021, dado que contiene una cantidad relativamente grande de hierro, la resistencia a la tracción, la capacidad de embutición y la resistencia a la perforación se pueden mejorar.
Por otro lado, cuando se aplica una fuerza de tracción a cualquier material, una relación entre la resistencia a la tracción y la capacidad de embutición se puede expresar como un gráfico. En el presente caso, si un eje vertical del gráfico es la resistencia a la tracción y un eje horizontal es la velocidad de estiramiento, un área inferior del gráfico es la tenacidad del material correspondiente. La tenacidad se refiere a un grado de tenacidad contra la fractura del material, y cuanto más aumenta la tenacidad, más se extrae el material hasta que el material se rompe.
Por lo tanto, cuando la capa de barrera contra humedad 1352 se fabrica usando la aleación de aluminio AA8021, la resistencia a la tracción y la capacidad de embutición pueden mejorarse y, por lo tanto, se puede mejorar la tenacidad y la moldeabilidad.
La Figura 4 es un gráfico que ilustra la resistencia a la tracción, una capacidad de embutición y un tamaño de grano de acuerdo con los contenidos de hierro y silicio de la aleación de aluminio AA8079 y el aleado de aluminio AA8021, y la Figura 5 es una fotografía SEM ampliada de granos de cristal de la aleación de aluminio AA8079 y el aleado de aluminio AA8021.
Como se ilustra en la Figura 4, la resistencia a la tracción, la capacidad de embutición y el tamaño de grano cambian de acuerdo con el contenido de hierro de la aleación de aluminio. Particularmente, dado que la resistencia a la tracción y la capacidad de embutición son proporcionales al contenido de hierro, la resistencia a la tracción y la capacidad de embutición también aumentan a medida que aumenta el contenido de hierro. Por otro lado, dado que el tamaño de grano es inversamente proporcional al contenido de hierro, el tamaño de grano disminuye a medida que aumenta el contenido de hierro.
La aleación de aluminio AA8079 tiene un tamaño de grano relativamente grande de 13 pm a 21 pm. Por lo tanto, existe el problema de que, dado que la tensión interna está menos dispersa cuando se embute y, por lo tanto, el número de orificios aumenta, la moldeabilidad de la carcasa de batería 13 se deteriora.
La aleación de aluminio AA8021 tiene un tamaño de grano relativamente pequeño de 10 pm a 13 pm. Por lo tanto, dado que la tensión interna está más dispersa cuando se embute, el número de orificios puede disminuir para mejorar la moldeabilidad de la carcasa de batería 13.
La carcasa de batería secundaria de tipo bolsa 13 fabricada moldeando la película de bolsa 135 que tiene la capa de barrera contra humedad 1352 puede tener una moldeabilidad mejorada de modo que una profundidad D de la parte de copa 133 puede ser más profunda, también se puede formar una pared exterior 138 de la parte de copa 133 similar al estado vertical, y el radio de curvatura del borde 16 de la parte de copa 133 se puede reducir para alojar el conjunto de electrodos 10 más grande y más grueso. Por lo tanto, la batería secundaria 1 fabricada con la carcasa de batería 13 puede aumentar en eficiencia energética a un volumen de la misma.
La película de bolsa 135 de acuerdo con la presente invención puede tener un espesor total de 160 pm a 200 pm, preferentemente de 180 pm a 200 pm. Cuando el espesor de la película de bolsa 135 satisface el intervalo anterior, la profundidad de moldeo puede aumentar mientras se minimiza la reducción del espacio de alojamiento de la batería y el deterioro de la durabilidad del sellado debido al aumento del espesor de la bolsa.
La película de bolsa 135 de acuerdo con la presente invención tiene una excelente resistencia a la tracción y velocidad de estiramiento al incluir la película fina de aleación de aluminio que tiene un espesor y un tamaño de grano específicos. Particularmente, después de que la película de bolsa 135 de acuerdo con la presente invención se corte a un tamaño de 15 mm X 80 mm, la resistencia a la tracción medida mientras se tira a una velocidad de tracción de 50 mm/min puede ser de 200 N/15 mm a 300 N/15 mm, preferentemente de 210 N/15 mm a 270 N/15 mm, más preferentemente de 220 N/15 mm a 250 N/15 mm, y la capacidad de embutición puede ser del 120 % al 150 %, preferentemente del 120 % al 140 %, más preferentemente del 120 % al 130 %. Como se ha descrito anteriormente, la pila de película de bolsa de acuerdo con la presente invención tiene la alta resistencia a la tracción y la capacidad de embutición para aumentar la tenacidad. Como resultado, cuando se moldea la copa, la posibilidad de generación de grietas es baja incluso aunque la profundidad de moldeo sea profunda.
De forma adicional, la pila de película de bolsa de acuerdo con la presente invención tiene una excelente resistencia a la perforación al incluir la película fina de aleación de aluminio que tiene un espesor y un tamaño de grano específicos. Específicamente, la pila de película de bolsa de acuerdo con la presente invención puede tener una resistencia al punzonado de 30 N o más.
La Figura 6 es una vista esquemática de un dispositivo de moldeo 2 de acuerdo con una realización de la presente invención.
El dispositivo de moldeo 2 para moldear la película de bolsa 135 de acuerdo con una realización de la presente invención incluye una matriz 21 en la que la película de bolsa 135 se asienta sobre una superficie superior de la misma, y un punzón 22 dispuesto por encima de la matriz 21 para descender, perforando así la película de bolsa 135. De forma adicional, la matriz 21 incluye una parte de moldeo 211 que está rebajada hacia dentro desde la superficie superior, y el punzón 22 forma la parte de copa 133 insertando la película de bolsa 135 en la parte de moldeo 211 para embutir y moldear la película de bolsa 135.
De acuerdo con una realización de la presente invención, cuando la película de bolsa 135 se moldea usando el dispositivo de moldeo 2, como se ilustra en la Figura 6, la matriz 21 tiene dos partes de moldeo 211 adyacentes entre sí, y se forma una pared divisoria 212 entre las dos partes de moldeo 211. Cuando la película de bolsa 135 se moldea por embutición mientras el punzón 22 se inserta en las dos partes de moldeo 211 para moldear por embutición la película de bolsa 135, se puede formar una parte de copa en cada una de una primera carcasa 131 y una segunda carcasa 132 para corresponder a cada una de las dos partes de moldeo 211 y, como resultado, se forman un total de dos partes de copa 133. De forma adicional, también se puede formar un puente 136 entre las dos partes de copa 133 para corresponder a la pared divisoria 212.
El puente 136 puede servir como una porción de referencia cuando la carcasa de batería 13 se pliega más tarde. Cuando se completa la fabricación de la batería secundaria 1, el puente 136 puede formar una parte plegable 139 (véase Figura 14) en un lado de la batería secundaria 1. Dado que la parte plegable 139 conecta integralmente la primera carcasa 131 y la segunda carcasa 132 entre sí, el número de lados 134 a sellar puede reducirse cuando se realiza un proceso de sellado posteriormente. Por lo tanto, se puede mejorar la velocidad del proceso y se puede reducir el número de procesos de sellado. En el presente caso, a medida que disminuye la anchura de la parte plegable 139, un espacio 17 (véase Figura 8) entre la pared exterior 138 (véase Figura 8) de la parte de copa 133 y el conjunto de electrodos 10 también puede disminuir y, por lo tanto, dado que se reduce todo el volumen de la batería secundaria 1, la densidad de energía en relación con el volumen puede aumentar.
Dado que la anchura de la parte plegable 139 es proporcional a un espesor t (véase Figura 8) del puente 136, y el puente 136 está formado para corresponder a la pared divisoria 212, el espesor t del puente 136 es proporcional al espesor de la pared divisoria 212. Por lo tanto, cuando se moldea la película de bolsa 135, el espesor t del puente 136 puede minimizarse, y para esto, el espesor de la pared divisoria 212 puede minimizarse. Sin embargo, si la pared divisoria 212 está formada para tener una altura excesivamente alta en un estado delgado, la pared divisoria 212 puede dañarse en el proceso de embutición-moldeo. Particularmente, de acuerdo con la técnica relacionada, la matriz tiene el fondo, sin embargo, en este caso, cuando el punzón 22 moldea la película de bolsa 135, no se puede descargar un gas existente en el espacio entre la película de bolsa 135 y la parte de moldeo 211. Por lo tanto, recientemente, la parte inferior de la matriz puede retirarse para que el gas existente en el espacio entre la película de bolsa 135 y la parte de moldeo 211 se descargue fácilmente, pero la altura de la pared divisoria 212 puede ser excesivamente alta. Por lo tanto, de acuerdo con una realización de la presente invención, como se ilustra en la Figura 6, una parte de refuerzo 2121 que tiene un espesor mayor que el de la pared divisoria 212 puede formarse en una parte inferior de la pared divisoria 212. La parte de refuerzo 2121 puede formarse para ser más profunda que una profundidad D de la parte de copa 133 que se va a formar en la carcasa de batería 13 y puede formarse en una posición en la que la pared divisoria 212 no se dañe. Una posición exacta de la parte de refuerzo 2121 puede determinarse experimentalmente de acuerdo con el espesor de la pared divisoria 212, un material de la pared divisoria 212, una presión del punzón 22 y la profundidad D de la parte de copa 133 que se va a formar.
La Figura 7 es una vista esquemática ampliada de una parte de copa 333 y un puente 336 de acuerdo con una técnica relacionada.
Como se ha descrito anteriormente, en la técnica relacionada, una aleación de aluminio que tiene un número de aleación de la serie AA30XX se ha utilizado con frecuencia al fabricar la capa de barrera contra humedad. También, la capa de barrera contra humedad tenía un espesor de aproximadamente 30 pm a aproximadamente 50 pm, particularmente 40 pm, y una capa de ayuda al alargamiento tenía un espesor bastante fino de aproximadamente 15 pm. Por lo tanto, dado que la moldeabilidad de la película de bolsa no es excelente, aunque la carcasa de batería y la batería secundaria están fabricadas, una profundidad D' de la parte de copa 333 no es profunda y, por lo tanto, existe una limitación en la fabricación de la película de bolsa en una forma afilada en su conjunto.
Específicamente, existe una limitación en la reducción del radio de curvatura del borde 36 de la parte de copa 333 de acuerdo con la técnica relacionada.
El borde 36 de la parte de copa 333 incluye un borde de punzón 361 formado para corresponder al borde 221 (véase Figura 6) del punzón 22 y un borde de matriz 362 (véase Figura 11) formado para corresponder al borde 213 (véase 6) de la matriz 21.
El borde de punzón 361 conecta cada una de la pluralidad de paredes exteriores 338 que rodean la periferia de la parte de copa 333 a la parte inferior 3332. Sin embargo, si no se realiza un tratamiento de redondeo en el borde 221 del punzón 22, el borde 221 del punzón 22 está afilado. Como resultado, cuando se forma la película de bolsa, la tensión puede concentrarse en el borde de punzón 361 de la parte de copa 333 para provocar fácilmente grietas. De forma adicional, el borde de matriz 362 conecta cada una de la pluralidad de paredes exteriores 338 al lado 134 o la parte de desgasificación 137. Si no se realiza un tratamiento de redondeo en el borde de presión de la matriz 21, el borde de presión de la matriz 21 está afilado. Como resultado, cuando se forma la película de bolsa, la tensión se concentra en el borde de matriz 362 de la parte de copa 333 para provocar fácilmente grietas. En el presente caso, el redondeo del borde de matriz significa formar una superficie curva que tiene una curvatura, y la superficie curva puede tener solo una curvatura uniforme, aunque no de forma limitativa. Por ejemplo, la superficie curva puede tener una curvatura no uniforme. En la presente memoria descriptiva, que el borde de punzón 161, el borde de matriz 162, el puente 136, etc. estén redondeados con una curvatura específica significa que el borde de punzón 161, el borde de matriz 162, el puente 136, etc. no solo tienen la curvatura específica en su conjunto, sino que también tienen la curvatura específica solo al menos una porción.
Para resolver el problema anterior, como se ilustra en la Figura 7, el borde 221 del punzón 22 y el borde 213 de la matriz 21 están redondeados al borde de punzón redondeado 361 y el borde de matriz redondeado 362 de la parte de copa 333. Como resultado, la tensión concentrada en el borde de punzón 361 y el borde de matriz 362 de la parte de copa 333 puede dispersarse hasta cierto punto.
Sin embargo, incluso si el borde de punzón 361 y el borde de matriz 362 de la parte de copa 333 están formados para ser redondeados, la profundidad D' de la parte de copa 333 puede limitarse a fabricarse dentro de 2 veces a 5 veces, en particular, 2 veces a 3,25 veces una relación de un radio de curvatura de cada uno de los bordes 361 y 362.
Por lo tanto, para formar la profundidad D' de la parte de copa 333 hasta cierto punto, un radio de curvatura R2' del borde de punzón 361 y un radio de curvatura del borde de matriz 362 tenían que ser suficientemente grandes, y también, si la profundidad D' de la parte de copa 333 es demasiado profunda en comparación con los radios de curvatura del borde de punzón 361 y el borde de matriz 362, pueden producirse grietas en el borde de punzón 361 y el borde de matriz 362.
Por lo tanto, en la técnica relacionada, mientras se moldea la profundidad D' de la parte de copa 333 lo suficientemente profunda (por ejemplo, 6,5 mm o más), existe el problema de que es difícil formar el radio de curvatura R2' del borde de punzón 361 y el radio de curvatura del borde de matriz 362 de la parte de copa 333 dentro de un cierto valor (por ejemplo, 2 mm) o menos.
De forma adicional, cuando se forman las dos partes de copa 133, la pared divisoria 212 tiene que existir en la matriz 21 para formar el puente 136. Sin embargo, de acuerdo con la técnica relacionada, la moldeabilidad de la película de bolsa no es excelente y, por lo tanto, existe una limitación en la formación del puente 336 que tiene un espesor delgado. Es decir, si la pared divisoria 212 también se forma para tener un espesor predeterminado o menos para formar el puente 336 que tiene un espesor predeterminado o menos, las grietas pueden producirse en el puente 336 porque la pared divisoria 212 está formada de manera aguda.
Para solucionar este problema, como se ilustra en la Figura 7, se forma un puente 336 para redondearse redondeando la pared divisoria 212. Como resultado, la tensión concentrada en el puente 336 puede dispersarse hasta cierto punto. En particular, cuando el radio de curvatura R1' del puente 336 es constante, el radio de curvatura R1' corresponde a la mitad de un espesor t' del puente 336. Por ejemplo, cuando el radio de curvatura R1' del puente 336 está formado para estar cerca de aproximadamente 1 mm, el espesor t' del puente 336 está formado para estar cerca de aproximadamente 2 mm.
Sin embargo, incluso si el puente 336 está formado para ser redondeado, si el radio de curvatura R1' del puente 336 se forma para que sea pequeño, cuando una profundidad D' de la parte de copa 333 se forma para ser algo profunda, pueden producirse grietas en el puente 336. Por lo tanto, en la técnica relacionada, hay un problema en eso, mientras se forma la parte de copa 333 a una cierta profundidad D' (por ejemplo, 6,5 mm) o más, es difícil formar el puente 336 que tiene el espesor t' dentro de un valor predeterminado (por ejemplo, 2 mm) o menos.
Asimismo, dado que un grado de espacio libre CL' también es bastante grande, existe una limitación en la formación de la pared exterior 338 de la parte de copa 333 para que sea similar al estado vertical. El espacio libre CL se refiere a una distancia vertical entre una pared interior de la parte de moldeo 211 de la matriz 21 y una pared exterior del punzón 22. De hecho, existe una fina diferencia de tamaño entre la parte de moldeo 211 de la matriz 21 y el punzón 22 tanto como el espacio libre CL. Si el espacio libre CL es excesivamente pequeño, una distancia entre la pared interior de la parte de moldeo 211 y la pared exterior del punzón 22 es excesivamente pequeña. A continuación, la película de bolsa 135 puede no insertarse en la parte de moldeo 211, o la película de bolsa 135 puede dañarse debido a una gran fricción. Por otro lado, si el espacio libre CL es excesivamente grande, aumenta un ángulo de inclinación de la pared exterior 338 de la parte de copa 333, y aumenta un espacio 37 entre la pared exterior 338 de la parte de copa 333 y el conjunto de electrodos 10. Por lo tanto, cuando se moldea la película de bolsa 135, debe establecerse el espacio libre CL que tiene un tamaño apropiado.
El puente 336 se forma para corresponder a la pared divisoria 212 de la matriz 21, y el borde de punzón 361 se forma para corresponder al borde 221 del punzón 22. Por consiguiente, un espacio libre CL', que es una distancia vertical entre la pared interior de la parte de moldeo 211 de la matriz 21 y la pared exterior del punzón 22, puede indicar una distancia vertical entre el puente 336 y el borde de punzón 361 en la carcasa de batería 33.
Específicamente, como se ilustra en la Figura 7, se ilustran virtualmente una línea vertical de puente V1' y una línea vertical de borde V2'. La línea vertical de puente V1' es una línea vertical virtual que pasa a través de un punto límite P1' entre el puente 336 y la pared exterior 338 del lado del puente 336 y que es perpendicular a una parte inferior 3332. También, la línea vertical de borde V2' es una línea vertical virtual que pasa a través de un punto límite P2' entre el borde de punzón 361 del lado del puente 336 y la pared exterior 338 del lado del puente 336 y que es perpendicular a una parte inferior 3332. La línea vertical de puente V1' corresponde a la pared interior de la parte de moldeo 211 de la matriz 21, en particular, la pared interior de la pared divisoria 212, y la línea vertical de borde V2' corresponde a la pared exterior del punzón 22. Por consiguiente, la distancia vertical entre la línea de puente vertical V1' y la línea vertical de borde V2' corresponde al espacio libre CL' que se produce en la carcasa de batería 33.
Sin embargo, en la técnica relacionada, cuando el espacio libre CL se reduce a 0,5 mm o menos, cuando la profundidad D' de la parte de copa 333 se forma para ser algo profunda, pueden producirse fácilmente grietas en la película de bolsa 135.
Como se ha descrito anteriormente, en la técnica relacionada, existe una limitación en la formación del espacio libre CL' para que sea más pequeño, y la profundidad D' de la parte de copa 333 para que se forme más profundamente. Por ejemplo, cuando la parte de copa 333 se moldea a una profundidad predeterminada D' (por ejemplo, 6,5 mm) o más, la pared exterior 338 de la parte de copa 333 tiene un ángulo de inclinación mayor que 95° desde la parte inferior 3332. Es decir, existe una limitación en la formación de la pared exterior 338 de la parte de copa 333 para que sea similar al estado vertical con un ángulo de inclinación de 95° o menos.
También, dado que existe una limitación para mejorar el radio de curvatura R2' del borde de la parte de copa 333, también existe el problema de que se reduce el volumen del conjunto de electrodos 10 alojado en la parte de copa 333. Específicamente, como se ilustra en la Figura 7, en la técnica relacionada, dado que el radio de curvatura R2' del borde de punzón 361 de la parte de copa 333 es grande, cuando el conjunto de electrodos 10 está dispuesto demasiado cerca de la pared exterior 338 de la parte de copa 333, existe el problema de que el electrodo 101 del conjunto de electrodos 10 está dañado por el borde de punzón 361 de la parte de copa 333. Es decir, un extremo del electrodo 101 que incluye un metal está dispuesto en el borde de punzón 361 de la parte de copa 333, y un extremo del electrodo 101 se deforma para corresponder al borde de punzón 361 de la parte de copa 333 para provocar el daño.
Para solucionar este problema, en la técnica relacionada, cuando el conjunto de electrodos 10 está alojado en la parte de copa 333, el conjunto de electrodos 10 está acomodado para estar espaciado a una cierta distancia de la pared exterior 338 de la parte de copa 333. En primer lugar, una distancia vertical g' desde la línea vertical de borde V2' es de 0,75 mm, particularmente 0,5 mm, y se muestra virtualmente una línea vertical de referencia V3' perpendicular a la parte inferior 3332, y a continuación, como se ilustra en la Figura 7, el conjunto de electrodos 10 está alojado de modo que un extremo del electrodo 101 esté dispuesto fuera de la línea vertical de referencia V3'. Por consiguiente, dado que el electrodo 101 está separado de la pared exterior 338 de la parte de copa 333 hasta cierto punto, es posible evitar que el electrodo 101 se dañe. Sin embargo, en este caso, dado que el espacio 37 entre la pared exterior 338 de la parte de copa 333 y el conjunto de electrodos 10 aumenta, una relación de volumen del conjunto de electrodos 10 al volumen de la parte de copa 333 se vuelve pequeña y, por lo tanto, existe el problema de que se reduce la densidad de energía de la batería secundaria 3 en relación con el volumen. De forma adicional, dado que aumenta el volumen de un espacio innecesario dentro de la parte de copa 333, también existe el problema de que el conjunto de electrodos 10 se mueve dentro de la parte de copa 333 antes de sellar el lado.
De forma adicional, en el conjunto de electrodos 10, el electrodo 101 tiene una alta rigidez que no se deforma fácilmente por una fuerza externa, mientras que el separador 102 tiene una alta flexibilidad que se deforma fácilmente por la fuerza externa. Sin embargo, cuando los electrodos adyacentes 101 están en contacto directo entre sí, se produce un cortocircuito y, por lo tanto, el separador 102 está formado para ser más grande que el electrodo 101 para evitar que se produzca el cortocircuito. Por consiguiente, cuando se forma el conjunto de electrodos 10, una porción periférica 1021 en la que el separador 102 sobresale hacia fuera de lo que se forma el electrodo 101 juntos. Sin embargo, en la técnica relacionada, dado que el conjunto de electrodos 10 está acomodado para estar espaciado a una cierta distancia de la pared exterior 338 de la parte de copa 333, todas las porciones periféricas 1021 del separador 102 están arrugadas o plegadas desordenadamente para exponer el electrodo 101 al exterior, aumentando así la posibilidad de que se produzca el cortocircuito.
Como se ha descrito anteriormente, en la técnica relacionada, dado que la moldeabilidad de la película de bolsa no es excelente, existe una limitación para mejorar el espesor t' del puente 336, la profundidad D' de la parte de copa 333 y el radio de curvatura R2' del borde 361 de la parte de copa 333 y del espacio libre CL'. De forma adicional, dado que la relación de volumen del conjunto de electrodos 10 al volumen de la parte de copa 333 es pequeña y, por lo tanto, el volumen innecesario en la batería secundaria 3 también es demasiado grande, la densidad de energía a volumen también se reduce. Asimismo, dado que la pared exterior 338 de la parte de copa 333 no está formada de manera similar al estado vertical, y el radio de curvatura R2 del borde 361 de la parte de copa 333 también es demasiado grande, existe una limitación en la fabricación de una forma afilada en su conjunto. Como resultado, existen problemas en el sentido de que la apariencia exterior de la batería secundaria 3 no es elegante, y la comerciabilidad también se reduce.
La Figura 8 es una vista esquemática ampliada de la parte de copa 133 y el puente 136 de acuerdo con una realización de la presente invención, y la Figura 9 es una vista esquemática ampliada de la parte de copa 133 y la parte de desgasificación 137 de acuerdo con una realización de la presente invención.
De acuerdo con una realización de la presente invención, a medida que se mejora la moldeabilidad de la película de bolsa 135, el espesor t del puente 136 está formado para ser más delgado, el radio de curvatura R2 del borde 16 de la parte de copa 133 y el espacio libre CL pueden formarse para ser más pequeños, y el volumen del conjunto de electrodos 10 puede aumentar. Por consiguiente, dado que el volumen innecesario en la batería secundaria 1 también se reduce, la densidad de energía en relación con el volumen puede aumentar. De forma adicional, dado que cada una de la carcasa de batería de tipo bolsa 13 y la batería secundaria de tipo bolsa 1 se fabrica en conjunto con una forma afilada, la apariencia externa de la batería secundaria 1 puede ser excelente y la comerciabilidad puede mejorarse.
Para esto, en la carcasa de batería de tipo bolsa 13 de acuerdo con una realización de la presente invención, la parte de copa 133 que aloja el conjunto de electrodos 10 formado apilando los electrodos 101 y los separadores 102 en su interior. Sin embargo, la parte de copa 133 incluye una pluralidad de bordes de punzón 161 que conectan cada una de una pluralidad de paredes exteriores 138 que rodean la periferia a una parte inferior 1332, y al menos uno de los bordes de punzón 161 está redondeado en un radio de curvatura que corresponde a 1/20 hasta 1/6 de la profundidad D de la parte de copa 133. Si el radio de curvatura R2 del borde de punzón 161 es menor que 1/20 de la profundidad D de la parte de copa 133, la tensión puede concentrarse excesivamente en el borde de punzón 161 para provocar grietas. Por otro lado, si el radio de curvatura R2 del borde de punzón 161 es mayor que 1/6 de la profundidad D de la parte de copa 133, la parte de copa 133 puede no formarse de manera aguda y, por lo tanto, la densidad de energía puede reducirse.
Específicamente, al menos uno de los bordes de punzón 161 puede formarse para redondearse en un radio de curvatura de 1 mm o menos, particularmente 0,7 mm o menos.
De forma adicional, la batería secundaria de tipo bolsa puede incluir una primera carcasa 131 y una segunda carcasa 132, en la que se forman las partes de copa 133, respectivamente; y un puente 136 formado entre las dos partes de copa 133, en donde el puente 136 puede tener un espesor de 1/200 a 1/30 de una anchura del conjunto de electrodos 10. Si el espesor t del puente 136 es menor que 1/200 del ancho del conjunto de electrodos 10, la tensión puede concentrarse excesivamente en el puente 136 y, por lo tanto, pueden producirse grietas. Si el espesor t del puente 136 es mayor que 1/30 de la anchura del conjunto de electrodos 10, el puente 136 puede no formarse bruscamente y, por tanto, la densidad de energía puede reducirse.
Específicamente, el puente 136 puede tener un espesor de 2 mm o menos, particularmente 1,4 mm o menos.
De forma adicional, entre la pluralidad de bordes de punzón 161, el borde de punzón 1611 del lado del puente 136 que conecta la pared exterior 1381 del lado del puente 136 orientada hacia el puente 136 a la parte inferior 1332 puede formarse para redondearse en un radio de curvatura que corresponde a 1/20 hasta 1/6 de la profundidad D de la parte de copa 133. Específicamente, el borde de punzón 1611 puede formarse para redondearse en un radio de curvatura de 1 mm o menos, particularmente 0,7 mm o menos.
De forma adicional, una distancia vertical entre la línea vertical de puente V1 que pasa a través de un punto límite P1 del puente 136 y la pared exterior 1381 del lado del puente 136 y perpendicular a la parte inferior 1332, y la línea vertical de borde V2 que pasa a través de un punto límite P2 de la el borde de punzón 1611 del lado del puente 136 y la pared exterior 1381 del lado del puente 136 y perpendicular a la parte inferior 1332 puede ser de 0,5 mm o menos, particularmente 0,35 mm o menos.
La parte de copa 133 se forma moldeando la película de bolsa 135 que tiene flexibilidad usando un punzón 22 o similar. La parte de copa 133 está rodeada por la pluralidad de paredes exteriores 138 y una parte inferior 1332, y un espacio formado por la pared exterior 138 y la parte inferior 1332 sirve como un espacio de alojamiento 1331 para alojar el conjunto de electrodos 10.
La pared exterior 138 de la parte de copa 133 rodea la periferia de la parte de copa 133 para incorporar una forma de la parte de copa 133. La pared exterior 138 está formada en pluralidad alrededor de la parte de copa 133, también se forma en un lado del puente 136, también se forma en un lado de la parte de desgasificación 137 que se describirá a continuación, y también se forma en un lado de un terminal de electrodo 12. La pared exterior 138 tiene un extremo superior orientado hacia una abertura de la parte de copa 133 y un extremo inferior orientado hacia la parte inferior 1332.
Como se ha descrito anteriormente, el borde 16 de la parte de copa 133 incluye el borde de punzón 161 formado para corresponder al borde 221 del punzón 22 y un borde de matriz 362 formado para corresponder al borde 213 (véase Figura 6) de la matriz 21. El lado 134 y la parte de desgasificación 137 se forman hacia fuera desde el extremo superior de la pared exterior 138, y el borde de matriz 162 conecta el extremo superior de la pared exterior 138 al lado 134 o parte de desgasificación 137. También, el borde de punzón 161 conecta el extremo inferior de la pared exterior 138 a la parte inferior 1332.
Dado que la pared exterior 138 de la parte de copa 133 está formada en pluralidad, los bordes 16 de la parte de copa 133 también se forman en pluralidad tanto como el número de paredes exteriores 138. Es decir, si la parte de copa 133 se forma en forma cuadrangular, dado que también se forman cuatro paredes exteriores 138 de la parte de copa 133, también se forman cuatro bordes de punzón 161 y cuatro bordes de matriz 162. De acuerdo con una realización de la presente invención, a medida que se mejora la moldeabilidad de la película de bolsa 135, al menos un borde de punzón 161 de la parte de copa 133 está redondeado en un radio de curvatura que corresponde a 1/20 hasta 1/6 de la profundidad D de la parte de copa 133. Específicamente, al menos uno de los bordes de punzón 161 puede formarse para redondearse en un radio de curvatura de 1 mm o menos, particularmente 0,7 mm o menos.
Particularmente, de acuerdo con una realización de la presente invención, se forman dos partes de copa 133 en una película de bolsa 135, y el puente 136 también se forma conjuntamente entre las dos partes de copa 133. De forma<adicional, como se ilustra en la Figura>8<, entre la pluralidad de bordes de punzón 161, el borde de punzón 1611 del>lado del puente 136 que conecta la pared exterior 1381 del lado del puente 136 orientada hacia el puente 136 a la parte inferior 1332 puede formarse para redondearse en un radio de curvatura que corresponde a 1/20 hasta 1/6 de la profundidad D de la parte de copa 133. Específicamente, el borde de punzón 1611 del lado del puente 136 puede formarse para redondearse en un radio de curvatura de 1 mm o menos, particularmente 0,7 mm o menos.
De forma adicional, como se ilustra en la Figura 9, entre la pluralidad de bordes de punzón 161, el borde de punzón 1612 del lado de borde de matriz 162 que conecta la pared exterior 1382 del lado del borde de matriz 162 orientada hacia el borde de matriz 162 formado en la parte de desgasificación 137 o el terminal de electrodo 12 a la parte inferior 1332 también puede redondearse en un radio de curvatura correspondiente a 1/20 hasta 1/6 de la profundidad D de la parte de copa 133. Si el radio de curvatura del borde de matriz 162 es menor que 1/20 de la profundidad D de la parte de copa 133, la tensión puede concentrarse excesivamente en el borde de punzón 162 para provocar grietas. Por otro lado, si el radio de curvatura del borde de matriz 162 es mayor que 1/6 de la profundidad D de la parte de copa 133, un extremo superior de la parte de copa 133 puede no estar formado de manera aguda y, por lo tanto, la densidad de energía puede reducirse.
Específicamente, el borde de punzón 1612 del lado de borde de matriz 162 pueden formarse para redondearse en un radio de curvatura de 1 mm o menos, particularmente 0,7 mm o menos. En el presente caso, en los puntos límite P2 y P4 del borde de punzón 161 y la pared exterior 138, es preferible que una pendiente sea continua.
Para esto, el borde 221 del punzón 22 también puede redondearse en un radio de curvatura predeterminado. En el<presente caso, el radio de curvatura del borde>221<del punzón>22<puede ser un valor obtenido restando el espesor de>la propia película de bolsa 135 del radio de curvatura R2 del borde de punzón 161. Por ejemplo, si el espesor de la película de bolsa 135 es de 0,2 mm, cuando el radio de curvatura del borde 221 del punzón 22 es de 0,5 mm o menos, el radio de curvatura R2 del borde de punzón 161 es de 0,7 mm o menos.
De acuerdo con una realización de la presente invención, a medida que se mejora la moldeabilidad de la película de bolsa 135, incluso si la profundidad D de la parte de copa 133 está moldeada para ser profunda hasta cierto punto, cuando la película de bolsa 135 se moldea por embutición mediante el punzón 22, es posible evitar que se produzcan grietas en el borde de punzón 161 de la parte de copa 133. Por ejemplo, incluso si la parte de copa 133 se moldea para tener una profundidad de 7 mm o más basándose en un caso en el que se moldea una parte de copa 133, y una profundidad de 6,5 mm o más basándose en un caso en el que se moldean dos partes de copa 133, e incluso si la parte de copa 133 está moldeada para tener una profundidad de 10 mm o más, se puede evitar que se produzcan grietas en el borde de punzón 161 de la parte de copa 133.
En el presente caso, la profundidad descrita anteriormente (D) de la parte de copa 133, a la que pueden producirse grietas, puede determinarse como un buen producto cuando una relación residual es del 60 % o más y determinarse como defectuoso cuando la relación residual es inferior al 60 % basándose en la relación residual de la aleación de aluminio de la capa de barrera contra humedad 1352. La relación residual se refiere a una relación de una cantidad residual después del moldeo a una cantidad residual antes del moldeo de la aleación de aluminio de la capa de barrera contra humedad 1352 en un punto específico de la película de bolsa 135. De hecho, en el caso en el que la tasa residual sea inferior al 60 %, cuando la parte de copa 133 se embute y moldea sobre la película de bolsa 135, una frecuencia de aparición de grietas en un punto específico es alta, pero cuando la tasa residual es superior al 60 %, las grietas no se producen.
En la técnica relacionada, cuando la profundidad D' de la parte de copa 333 se forma para ser de más de 5 veces, particularmente 3,25 veces el radio de curvatura R2' del borde de punzón 361 o el radio de curvatura del borde de matriz 362, la relación residual es relativamente baja y, por lo tanto, la frecuencia de aparición de las grietas es alta. En lo sucesivo en el presente documento, que las grietas se produzcan fácilmente significa que la tasa residual es relativamente baja y la frecuencia de aparición de las grietas es alta.
La pared exterior 138 tiene un extremo superior orientado hacia una abertura de la parte de copa 133, y el lado 134 y la parte de desgasificación 137 se extienden hacia el exterior de la parte de copa 133. En el presente caso, como se ilustra en la Figura 9, la parte de copa 133 puede incluir además una pluralidad de bordes de matriz 162 que conectan un extremo superior de la pared exterior 138 al lado 134 o la parte de desgasificación 137. También, al menos un<borde de matriz 162 también puede formarse para redondearse en un radio de curvatura que corresponde a>1/20<hasta 1/6 de la profundidad D de la parte de copa 133. Específicamente, al menos un borde de matriz>162<puede formarse>para redondearse en un radio de curvatura de 1 mm o menos, particularmente 0,7 mm o menos. Para esto, el borde 213 de la matriz 21 también puede redondearse en un radio de curvatura predeterminado. En el presente caso, el radio de curvatura del borde 213 de la matriz 21 puede ser un valor obtenido restando el espesor de la propia película de bolsa 135 del radio de curvatura del borde de matriz 162. Por ejemplo, si el espesor de la película de bolsa 135 es de 0,2 mm, cuando el radio de curvatura del borde 213 de la matriz 21 es de 0,5 mm o menos, el radio de curvatura del borde de matriz 162 es de 0,7 mm o menos.
En particular, como se ha descrito anteriormente, se forman dos partes de copa 133 en una película de bolsa 135, y el puente 136 también se forma conjuntamente entre las dos partes de copa 133. Es decir, la carcasa de batería de tipo bolsa 13 de acuerdo con una realización de la presente invención incluye una primera carcasa 131 y una segunda carcasa 132 en las que se forman las partes de copa 133 que alojan el conjunto de electrodos 10 formado apilando los electrodos 101 y los separadores 102 en su interior, respectivamente; y un puente 136 formado entre las dos partes de copa 133. Dado que el puente 136 también está formado para corresponder a la pared divisoria 212 de la matriz 21, el puente 136 puede ser uno de la pluralidad de bordes de matriz 162.
Por consiguiente, de acuerdo con una realización de la presente invención, a medida que se mejora la moldeabilidad de la película de bolsa 135, el espesor t del puente 136 puede ser de 1/200 a 1/30 de una anchura EW del conjunto de electrodos 10 (véase Figura 10). Específicamente, el espesor t del puente 136 puede formarse para que sea de 2 mm o menos, particularmente 1,4 mm o menos.
En el presente caso, el espesor t del puente 136 es preferentemente una distancia entre los dos puntos límite P1 del<puente 136 y la pared exterior 1381 del lado del puente 136 como se ilustra en la Figura>8<. Específicamente, el espesor>t del puente 136 es preferentemente una distancia entre las dos líneas de puente verticales V1 que pasan a través del punto límite P1 del puente 136 y la pared exterior 1381 del lado del puente 136 y, las dos líneas de puente verticales V1 son perpendiculares a la parte inferior 1332. Por consiguiente, cuando el puente 136 tiene un radio de curvatura constante, el radio de curvatura del puente 136 puede corresponder a la mitad del espesor t. El puente 136 puede tener un radio de curvatura de 1 mm o menos, particularmente 0,7 mm o menos.
Para esto, una superficie superior de la pared divisoria 212 de la parte de moldeo 211 también puede redondearse en un radio de curvatura predeterminado. En el presente caso, en el punto límite P1 del puente 136 y la pared exterior 1381 del lado del puente 136, es preferible que la pendiente sea continua. En el presente caso, el radio de curvatura<de la superficie superior de la pared divisoria>212<de la parte de moldeo>211<puede ser un valor obtenido restando el>espesor de la película de bolsa 135 del radio de curvatura del puente 136. Por ejemplo, si el espesor de la película de bolsa 135 es de 0,2 mm, cuando el radio de curvatura de la superficie superior del tabique todo 212 es de 0,5 mm o menos, el radio de curvatura del puente 136 es de 0,7 mm o menos.
De acuerdo con una realización de la presente invención, a medida que se mejora la moldeabilidad de la película de bolsa 135, la profundidad D de la parte de copa 133 se moldea para que tenga cierta profundidad. Por lo tanto, incluso<si se reduce el radio de curvatura del borde 213 de la matriz 21, y el espesor de la pared divisoria>212<se forma para que sea delgado, se puede evitar que se produzcan grietas en el borde de matriz>162<y el puente 136. El puente 136>puede tener una sección transversal en forma de abanico, y como la pared exterior 138 de la parte de copa 133 está formada para ser similar al estado vertical, la sección transversal puede tener una forma más cercana a un semicírculo.
En el presente caso, incluso si la parte de copa 133 está moldeada para tener una profundidad D de 3 mm o más, en particular 6,5 mm o más, más particularmente 10 mm o más, basándose en un caso en el que se moldean dos partes de copa 133, se puede evitar que se produzcan grietas en el puente 136.
Asimismo, a medida que se mejora la moldeabilidad de la película de bolsa 135, el espacio libre CL puede reducirse a 0,5 mm o menos para que toda la pluralidad de paredes exteriores 138 se forme para ser similar al estado vertical.<Por ejemplo, como se ilustra en la Figura>8<, la pared exterior 1381 del lado del puente 136 entre la pluralidad de>paredes exteriores 138 puede formarse para ser similar al estado vertical. Es decir, el espacio libre CL que es una distancia vertical entre la línea vertical de puente V1 que pasa a través de un punto límite P1 del puente 136 y la pared exterior 1381 del lado del puente 136 y perpendicular a la parte inferior 1332, y la línea vertical de borde V2 que pasa a través de un punto límite P2 de la el borde de punzón 1611 del lado del puente 136 y la pared exterior 1381 del lado del puente 136 y perpendicular a la parte inferior 1332 puede ser de 0,5 mm o menos, particularmente 0,35 mm o menos.
También, como se ilustra en la Figura 9, la pared exterior 1382 del lado del borde de matriz 162 entre la pluralidad de paredes exteriores 138 también puede formarse para ser similar al estado vertical. Es decir, un espacio libre CL que es una distancia vertical entre la línea vertical de borde de matriz V4 que pasa a través de un punto límite P3 del borde de matriz 162 y la pared exterior 1382 del lado de borde de matriz 162 y perpendicular a la parte inferior 1332, y la<línea vertical de borde V>2<que pasa a través de un punto límite P4 del borde de punzón 1612 del lado del borde de>matriz 162 y la pared exterior 1382 del lado del borde de matriz 162 y perpendicular a la parte inferior 1332 puede ser de 0,5 mm o menos, particularmente 0,35 mm o menos.
Por lo tanto, incluso si la profundidad D de la parte de copa 133 es de 3 mm o más, particularmente 6,5 mm o más, o más particularmente 10 mm o más, basándose en el caso en el que se moldean dos partes de copa 133, un ángulo de inclinación entre la pared exterior 138 de la parte de copa 133 y la parte inferior 1332 puede ser de 90° a 95°, y además puede formarse para ser similar al estado vertical para tener una inclinación entre 90° y 93°, y por lo tanto, se puede evitar que se produzcan grietas en la carcasa de batería 13. De forma adicional, dado que el espacio entre la pared exterior 138 de la parte de copa 133 y el conjunto de electrodos 10 también puede disminuir, la densidad de energía en relación con el volumen de la batería secundaria 1 puede aumentar.
Dado que el radio de curvatura R2 del borde de punzón 161 de la parte de copa 133 se reduce aún más, incluso cuando el conjunto de electrodos 10 está dispuesto muy cerca de la pared exterior 138 de la parte de copa 133, se puede evitar que el electrodo 101 del conjunto de electrodos 10 se dañe.
Para esto, un método de fabricación de la batería secundaria de tipo bolsa 1 de acuerdo con una realización de la presente invención incluye: un proceso de formación de un conjunto de electrodos 10 apilando electrodos 101 y separadores 102; un proceso de moldeo de una película de bolsa 135 para formar una parte de copa 133, fabricando de este modo una carcasa de batería de tipo bolsa 13; un proceso de alojamiento del conjunto de electrodos 10 en un espacio de alojamiento 1331 de la parte de copa 133; y un proceso de sellado de un lado 134 que se extiende hacia el exterior de la parte de copa 133 para fabricar la batería secundaria de tipo bolsa 1.
Particularmente, en el proceso de alojar el conjunto de electrodos 10, una diferencia entre una anchura CW de la parte de copa 133 y una anchura EW del conjunto de electrodos 10 puede ser de 2,5 mm o menos, particularmente 1,7 mm o menos. En el presente caso, la anchura EW del conjunto de electrodos 10 puede significar una anchura del electrodo 101. Es decir, una porción periférica 1021 que sobresale del separador 102 en lugar del electrodo 101 puede excluirse del cálculo de la anchura EW.
De forma adicional, el conjunto de electrodos 10 puede acomodarse de modo que al menos un extremo del electrodo 101 esté dispuesto a una distancia vertical g de 0,75 mm, particularmente 0,5 mm o menos desde la línea vertical de borde V2, que pasa a través del punto límite P2 entre el borde de punzón 161 y la pared exterior 138 y es perpendicular a la parte inferior 1332.
Específicamente, como se ilustra en las Figuras 8 y 9, la línea vertical de borde V2 que pasa a través del punto límite P2 del borde de punzón 161 y la pared exterior 138 y perpendicular desde la parte inferior 1332 se ilustra virtualmente. De forma adicional, el conjunto de electrodos 10 se acomoda de modo que al menos un extremo del electrodo 101 esté desde la línea vertical de borde V2 a la distancia vertical g de 0,75 mm o menos, particularmente 0,5 mm o menos. Más específicamente, la distancia vertical g desde la línea vertical de borde V2 es de 0,75 mm, en particular 0,5 mm, y se ilustra virtualmente una línea vertical de referencia V3 perpendicular a la parte inferior 1332. En el presente caso, dado que el radio de curvatura R2 del borde de punzón 161 puede ser particularmente de 0,7 mm o menos, la línea vertical de referencia V3 puede pasar a través de un centro de curvatura C del borde de punzón 161. También, el conjunto de electrodos 10 está alojado de modo que un extremo del electrodo 101 esté dispuesto entre la línea vertical de borde V2 y la línea vertical de referencia V3. Esto puede confirmarse desmontando la propia batería secundaria 1, pero no se limita a ello y puede confirmarse en diversos métodos sin desmontar la batería secundaria 1, tal como tomografía computarizada (TC), formación de imágenes por resonancia magnética (MRI), radiografía, etc. Como resultado, una relación del volumen del conjunto de electrodos 10 al volumen de la parte de copa 133 puede aumentar aún más mientras se evita que el electrodo 101 se dañe y, por lo tanto, la eficiencia energética en relación con el volumen también puede aumentar. De forma adicional, dado que se reduce el volumen innecesario dentro de la parte de copa 133, es posible evitar que el conjunto de electrodos 10 se mueva dentro de la parte de copa 133.
Asimismo, dado que el conjunto de electrodos 10 está acomodado para disponerse muy cerca de la pared exterior 138 de la parte de copa 133, el separador 102 no puede arrugarse o plegarse desordenadamente. Como se ilustra en la Figura 8, la porción periférica 1021 en la que el separador 102 sobresale hacia fuera del electrodo 101 se pliega hacia la dirección opuesta de la parte inferior 1332 con respecto a un extremo del electrodo 101.
El conjunto de electrodos 10 se forma apilando los electrodos 101 y los separadores 102, y puede formarse la pluralidad de electrodos 101 y la pluralidad de separadores 102. La carcasa de batería 13 incluye una primera carcasa 131 y una segunda carcasa 132. Si el puente 136 de la carcasa de batería 13 se pliega para alojar una porción superior del conjunto de electrodos 10 en la parte de copa 133, el separador 102 alojado en la parte de copa 133 de la primera carcasa 131 se proporciona de modo que la porción periférica 1021 se pliegue para orientarse hacia la segunda carcasa, y el separador 102 alojado en la parte de copa 133 de la segunda carcasa 132 se proporciona de modo que la porción periférica 1021 se pliega para orientarse hacia la primera carcasa 131. Por lo tanto, las porciones periféricas 1021 del separador 102 están alineadas y plegadas para ordenarse. De forma adicional, dado que el separador 102 cubre el electrodo 101 para no quedar expuesto al exterior, es posible evitar que se produzca el cortocircuito.
En más detalle, en un estado antes de que el conjunto de electrodos 10 se aloje en la parte de copa 133, la anchura del separador 102 puede ser más ancha que la anchura en sentido horario de la parte de copa 133. Por consiguiente, mientras que el conjunto de electrodos 10 está alojado en la parte de copa 133, la porción periférica 1021 del separador 102 puede plegarse en una dirección predeterminada en contacto con una circunferencia interior de la parte de copa 133.
Una diferencia entre la anchura CW de la parte de copa 133 y la anchura EW del conjunto de electrodos 10 puede ser muy pequeña, tal como 2,5 mm o menos, particularmente 1,7 mm o menos. Por consiguiente, puede ser necesario un proceso para plegar fácilmente la porción periférica 1021 del separador 102 mientras el conjunto de electrodos 10 se aloja en la parte de copa 133.
Por consiguiente, el proceso de alojar el conjunto de electrodos 10 en el espacio de alojamiento 1331 de la parte de copa 133 puede incluir un proceso de presionar el conjunto de electrodos 10 en la parte de copa 133. Por consiguiente, en comparación con el método convencional de colocación del conjunto de electrodos 10 en la parte de copa, el separador 102 puede plegarse en una cierta dirección mientras se mantiene una pequeña diferencia entre la anchura CW de la parte de copa 133 y la anchura EW del conjunto de electrodos 10 de modo que el conjunto de electrodos 10 se aloje fácil y confiablemente en el espacio de alojamiento del parte de copa 133.
De forma adicional, el proceso de alojar el conjunto de electrodos 10 en el espacio de alojamiento 1331 de la parte de copa 133 puede incluir además un proceso de plegar cada esquina (vértice) de la pluralidad de separadores 102 en el conjunto de electrodos 10 antes de que el conjunto de electrodos 10 se presione contra el interior de la parte de copa 133. En el proceso anterior, cada esquina (vértice) de la pluralidad de separadores 102 puede plegarse para juntarse en una porción central en la dirección de apilamiento del conjunto de electrodos 10 usando una herramienta de sellado separada.
Es decir, el conjunto de electrodos 10 puede insertarse en la parte de copa 133 en un estado en el que las cuatro esquinas del separador 102 están prealineadas. Por lo tanto, el conjunto de electrodos 10 puede insertarse suavemente en el espacio de alojamiento 1331 de la parte de copa 133. Como se ha descrito anteriormente, de acuerdo con una realización de la presente invención, a medida que se mejora la moldeabilidad de la película de bolsa 135, el espesor t del puente 136 está formado para ser más delgado, el radio de curvatura R2 del borde 16 de la parte de copa 133 y el espacio libre CL pueden formarse para ser más pequeños, y el volumen del conjunto de electrodos 10 puede aumentar. Por consiguiente, dado que el volumen innecesario en la batería secundaria 1 también se reduce, la densidad de energía en relación con el volumen puede aumentar. De forma adicional, dado que cada una de la carcasa de batería de tipo bolsa 13 y la batería secundaria de tipo bolsa 1 se fabrica en conjunto con una forma afilada, una apariencia externa de la batería secundaria 1 puede ser excelente y se puede mejorar la comerciabilidad.
La Figura 10 es una vista superior esquemática que ilustra un estado en el que el conjunto de electrodos 10 está alojado en la parte de copa 133 de acuerdo con una realización de la presente invención.
De acuerdo con una realización de la presente invención, como se ha descrito anteriormente, dado que el radio de curvatura R2 del borde de punzón 161 de la parte de copa 133 se reduce aún más, el conjunto de electrodos 10 está alojado de modo que un extremo del electrodo 101 esté dispuesto entre la línea vertical de borde V2 y las líneas verticales de referencia V3. Por lo tanto, incluso cuando el conjunto de electrodos 10 está dispuesto muy cerca de la pared exterior 138 de la parte de copa 133, es posible evitar que el electrodo 101 del conjunto de electrodos 10 se dañe.
La línea vertical de borde V2 y la línea vertical de referencia V3 también pueden ilustrarse en el borde de punzón 1611 del lado del puente 136 y también pueden ilustrarse en el borde de punzón 1612 del lado del borde de matriz 162. La distancia vertical g entre la línea vertical de borde V2 y la línea vertical de referencia V3 puede ser de 0,75 mm, particularmente 0,5 mm.
De forma adicional, si se forman dos partes de copa 133 en la carcasa de batería 13, dado que se proporciona el puente 136, la línea vertical de puente V1 puede ilustrarse en un lado de la parte de copa 133, y la línea vertical de borde de matriz V4 puede ilustrarse en el otro lado de la parte de copa 133. Esta distancia vertical CL entre la línea vertical de puente V1 y la línea vertical de borde V2 puede ser de 0,5 mm o menos, en particular 0,35 mm o menos, y la distancia vertical CL entre la línea vertical de borde de matriz V4 y la línea vertical de borde V2 también puede ser de 0,5 mm o menos, en particular 0,35 mm o menos.
Sin embargo, si solo se forma una parte de copa 133 en la carcasa de batería 13, no se proporciona el puente. Sin embargo, dado que el borde de matriz 162 está formado en cada uno de ambos lados de la parte de copa 133, la línea vertical de borde de matriz V4 puede ilustrarse en cada uno de ambos lados de la parte de copa 133.
Si se forman dos partes de copa 133 en la carcasa de batería 13, la anchura CW de la parte de copa 133 puede indicar una distancia vertical desde la línea vertical de puente V1 hasta la línea vertical de borde de matriz V4. Sin embargo, si solo se forma una parte de copa 133, la anchura CW de la parte de copa 133 puede indicar una distancia vertical entre las dos líneas verticales de borde de matriz V4.
Tanto la línea vertical de puente V1 como la línea vertical de borde de matriz V4 pasan a través de un extremo superior de una pared exterior 138 de la parte de copa 133. Por lo tanto, de acuerdo con una realización de la presente invención, la anchura en sentido horario de la parte de copa 133 puede ser una distancia vertical entre los extremos superiores de las paredes exteriores 138 en ambos lados de la parte de copa 133. Una diferencia entre la anchura CW de la parte de copa 133 y la anchura EW del conjunto de electrodos 10 puede ser de 2,5 mm o menos, particularmente 1,7 mm o menos. También, como se ha descrito anteriormente, la anchura EW del conjunto de electrodos 10 puede ser de 60 mm o más.
La anchura CW de la parte de copa 133 puede derivarse midiendo una distancia vertical entre los extremos superiores de las paredes exteriores 138 en ambos lados de la parte de copa 133 en la carcasa de batería 13. También, en la batería secundaria 1, una posición entre los extremos superiores de las paredes exteriores 138 de ambos lados puede agarrarse desde el exterior de la parte de copa 133 usando un sensor de desplazamiento láser, etc., y a continuación, se puede calcular la distancia entre las dos posiciones. En el presente caso, cuando el sensor de desplazamiento láser se mueve desde el lado 134 hacia el borde de matriz 162 y la pared exterior 138 mientras se irradia láser a través del sensor de desplazamiento láser desde el exterior de la parte de copa 133 para detectar un punto en el que el desplazamiento cambia abruptamente, el punto correspondiente puede reconocerse como el extremo superior de la pared exterior 138. Lo anterior describe un método para medir la anchura en sentido horario de la parte de copa como un ejemplo, y solo el caso en el que el método está limitado al método de medición anterior no está incluido en el alcance de la presente invención. La anchura CW de la parte de copa puede ser la anchura CW de la parte de copa en el sentido de la presente invención siempre que esté dentro del alcance de las reivindicaciones de la presente invención.
La Figura 11 es una vista esquemática de una esquina 364 de acuerdo con la técnica relacionada, y la Figura 12 es una vista esquemática de una esquina 164 de acuerdo con una realización de la presente invención.
El borde 16 de la parte de copa 133 incluye además un borde de espesor 163 que conecta dos paredes exteriores adyacentes 138 de la parte de copa 133 como se ilustra en la Figura 12, así como el borde de punzón 161 y el borde de matriz 162. Este borde de espesor 163 se forma en una dirección de espesor de la parte de copa 133, y se forma mientras la película de bolsa 135 se alarga entre una esquina de la matriz 21 y una esquina del punzón 22 cuando la película de bolsa 135 se alarga. También, al menos uno de los bordes de espesor 163 puede ser redondeado.
El borde de espesor 163 tiene un radio de curvatura, que puede ser el mismo que el radio de curvatura R2 de los dos bordes de punzón adyacentes 161, es decir, el primer borde de punzón 1613 y el segundo borde de punzón 1614, aunque no de forma limitativa. Por ejemplo, el borde de espesor puede formarse de manera diferente. Por ejemplo, como se ha descrito anteriormente, al menos uno de los bordes de punzón 161 puede redondearse en un radio de curvatura de 1 mm o menos, en particular 0,7 mm o menos, y al menos uno de los bordes de espesor 163 puede redondearse de 0,5 mm a 5 mm, en particular de 0,5 mm a 2 mm. De acuerdo con la técnica relacionada, cuando el borde de espesor 363 se forma para redondearse en un radio de curvatura de 5 mm o menos, particularmente 2 mm o menos, existe el problema de que la tensión también se concentra en el borde de espesor 363 de la parte de copa 333 para provocar grietas. Sin embargo, de acuerdo con una realización de la presente invención, es posible evitar que se produzcan grietas en el borde de espesor 163 de la parte de copa 133 incluso cuando la profundidad D de la parte de copa 133 se forma hasta cierto punto. En el presente caso, uno del primer borde de punzón 1613 y el segundo borde de punzón 1614 puede ser un borde de punzón 1611 del lado del puente 136, y el otro puede ser un borde de punzón del lado del terminal de electrodo 12 (no mostrado). Como alternativa, uno de los dos bordes de punzón puede ser un borde de punzón 1612 del lado del borde de matriz 162, y el otro puede ser un borde de punzón del lado del terminal de electrodo 12 (no mostrado).
El borde de espesor 163 está conectado a dos bordes de punzón 161 adyacentes entre sí, es decir, el primer borde de punzón 1613 y el segundo borde de punzón 1614 como se ilustra en la Figura 12 para formar la esquina 164. En la técnica relacionada, como se ilustra en la Figura 11, el redondeo se realiza en toda la pluralidad de bordes 221 del punzón 22 en el mismo radio de curvatura y, por consiguiente, la esquina (no mostrada) del punzón 22 está naturalmente redondeada en el mismo radio de curvatura. Por consiguiente, cuando la película de bolsa 135 se alarga moldeando la película de bolsa 135 con el punzón 22, la esquina 364 está naturalmente redondeada en el mismo radio de curvatura que el borde de punzón 361.
Sin embargo, cuando la película de bolsa 135 está alargada, existe el problema de que la tensión se concentra en la esquina 364. En particular, la esquina 364 está formada por el encuentro de los tres bordes 36 y, por lo tanto, la esquina 364 puede alargarse más que el borde de punzón 361 o el borde de espesor 363. Por lo tanto, la tensión puede concentrarse más en la esquina 364 que en el borde de punzón 361 o el borde de espesor 363. Por consiguiente, el alargamiento excesivo de la película de bolsa 135 provoca un fenómeno de blanqueamiento en el que una porción específica cambia a color blanco justo antes de que se produzcan grietas y, finalmente, las grietas se producen fácilmente.
Por lo tanto, de acuerdo con una realización de la presente invención, como se ilustra en la Figura 12, al menos una de las esquinas 164 también está redondeada, y la esquina 164 tiene un radio de curvatura mayor o igual que el radio de curvatura de al menos uno del borde de punzón 161 y el borde de espesor 163.
Particularmente, de acuerdo con una realización de la presente invención, el radio de curvatura puede variar dentro de la esquina 164. Es decir, un radio de curvatura de una porción central 1641 de la esquina 164 y un radio de curvatura de una porción periférica 1642 de la esquina 164 pueden ser diferentes entre sí. En particular, el radio de curvatura de la porción central 1641 de la esquina 164 puede ser mayor que el radio de curvatura de la porción periférica 1642 de la esquina 164. Por ejemplo, el radio de curvatura de la porción periférica 1642 de la primera esquina 164 puede ser el mismo que el radio de curvatura de al menos uno del borde de punzón 161 y el borde de espesor 163 debido a que es relativamente adyacente al primer borde de punzón 132, el segundo borde de punzón 134 y el borde de espesor 163. Por otro lado, el radio de curvatura de la porción central 1641 de la primera esquina 164 puede ser mayor que el de al menos uno del borde de punzón 161 y el borde de espesor 164 debido a que está relativamente separado del primer borde de punzón 1613, el segundo borde de punzón 1614 y el borde de espesor 163. Es decir, un radio de curvatura de la esquina 164 puede ser diferente de un radio de curvatura de al menos uno del borde de punzón 161 y el borde de espesor 163.
Por lo tanto, el radio de curvatura de la esquina 164 puede aumentar gradualmente desde la porción periférica 1642 de la esquina 164 hasta la porción central 1641 de la esquina 164. También, dado que el radio de curvatura dentro de la esquina 164 no es constante sino que varía, la porción central 1641 de la esquina 164 puede tener una forma asférica, pero no una superficie esférica precisa.
A diferencia del borde de punzón 161, la esquina 164 tiene que establecerse claramente no solo el radio de curvatura sino también un rango que se formará en la parte de copa 133. Si el intervalo en el que se forma la esquina 164 en la parte de copa 133 es excesivamente estrecho, la película de bolsa 135 todavía está excesivamente alargada para provocar el blanqueamiento o el agrietamiento. Por otro lado, si el intervalo en el que se forma la esquina 164 en la parte de copa 133 es excesivamente ancho, un espacio 17 entre la pared exterior 138 de la parte de copa 133 y el conjunto de electrodos 10 disminuye y, por lo tanto, la batería secundaria 1 puede aumentar en densidad de energía en relación con un volumen de la misma. Por lo tanto, de acuerdo con una realización de la presente invención, como se ilustra en la Figura 12, la esquina 164 puede formarse dentro de 2 mm a 3,5 mm en la dirección longitudinal lc de la parte de copa 133 desde el borde de espesor 163, formarse dentro de 2 mm a 3,5 mm en la dirección de anchura wc de la parte de copa 133 desde el borde de espesor 163, y formarse con 2 mm a 3,5 mm en la dirección de espesor dc de la parte de copa 133 desde el borde de punzón 161. De forma adicional, el intervalo en el que se forma la esquina 164 puede ser gradualmente más ancho a medida que aumenta la profundidad de la parte de copa 133.
Dado que la esquina 164 de la parte de copa 133 está formada como se ha descrito anteriormente, la tensión que está más concentrada en la esquina 164 puede dispersarse para evitar el blanqueamiento y el agrietamiento.
La Figura 13 es una vista esquemática que ilustra un estado en el que la carcasa de batería 13 está plegada de acuerdo con una realización de la presente invención, y la Figura 14 es una vista esquemática que ilustra un estado en el que la carcasa de batería 13 está plegada de acuerdo con una realización de la presente invención.
Cuando las dos partes de copa 133 se forman en la película de bolsa 135, las partes de copa 133 están formadas respectivamente en la primera carcasa 131 y la segunda carcasa 132 de la carcasa de batería 13. Después de alojar el conjunto de electrodos 10 en el espacio de alojamiento 1331 proporcionado en la parte de copa 133 de la primera carcasa 131, como se ilustra en la Figura 13, un puente 136 formado entre las dos partes de copa 133 se pliega en la carcasa de batería 13 de modo que las dos partes de copa 133 se enfrentan entre sí. A medida que se pliega el puente 136, una parte plegable 139 está formada en un lado de la batería secundaria 1. A continuación, se puede inyectar un electrolito, y el lado 134 que se extiende hacia el exterior de la parte de copa 133 de la primera carcasa 131 y la segunda carcasa 132 puede sellarse para fabricar la batería secundaria de tipo bolsa como se ilustra en la Figura 14.
La batería secundaria de tipo bolsa 1 de acuerdo con una realización de la presente invención, que se fabrica como se ha descrito anteriormente, puede incluir un conjunto de electrodos 10 en el que se apilan el electrodo 101 y el separador 102; y una carcasa de batería de tipo bolsa 13 que tiene una parte de copa 133 que aloja el conjunto de electrodos 10 en su interior, en donde la parte de copa 133 incluye una pluralidad de bordes de punzón 161 que conectan una pluralidad de paredes exteriores 138 a una parte inferior 1332, respectivamente. Al menos uno de los bordes de punzón 161 puede redondearse en un radio de curvatura que corresponde a 1/20 hasta 1/6 de una profundidad D de la parte de copa 133. Específicamente, al menos uno de los bordes de punzón 161 puede formarse para redondearse en un radio de curvatura de 1 mm o menos, particularmente 0,7 mm o menos.
Una diferencia entre una anchura CW de la parte de copa 133 y una anchura EW del conjunto de electrodos 10 puede ser de 2,5 mm o menos, particularmente 1,7 mm o menos. De forma adicional, el conjunto de electrodos 10 puede acomodarse de modo que al menos un extremo del electrodo 101 esté dispuesto a una distancia vertical g de 0,75 mm, particularmente 0,5 mm o menos desde la línea vertical de borde V2, que pasa a través del punto límite P2 entre el borde de punzón 161 y la pared exterior 138 y es perpendicular a la parte inferior 1332. De forma adicional, la carcasa de batería 13 puede incluir una primera carcasa 131 y una segunda carcasa 132 en las que se forma una parte de copa 133 en al menos una de las mismas; y una parte plegable 139 que conecta integralmente la primera carcasa 131 a la segunda carcasa 132.
Cuando la carcasa de batería 13 se pliega para fabricar la batería secundaria 1, dado que el puente 136 se convierte en la parte plegable 139, en la batería secundaria 1, la parte plegable 139 conecta integralmente la primera carcasa 131 a la segunda carcasa 132. Y el borde de punzón 1611 del lado del puente 136 se convierte en el borde de punzón 1611 del lado de la parte plegable 139, la pared exterior 1381 del lado del puente 136 se convierte en la pared exterior 1381 del lado de la parte plegable 139.
De forma adicional, entre la pluralidad de bordes de punzón 161, el borde de punzón 1611 del lado de la parte plegable 139 que conecta la pared exterior 1381 del borde de la parte plegable 139 orientada hacia la parte plegable 139 a la parte inferior 1332 puede formarse para redondearse en un radio de curvatura que corresponde a 1/20 hasta 1/6 de la profundidad D de la parte de copa 133. Específicamente, el borde de punzón 1611 del lado de la parte plegable 139 puede formarse para redondearse en un radio de curvatura de 1 mm o menos, particularmente 0,7 mm o menos. De forma adicional, el conjunto de electrodos 10 puede acomodarse de modo que al menos un extremo del electrodo 101 esté dispuesto entre la línea vertical de borde V2, que pasa a través del punto límite P2 entre el borde de punzón 161 y la pared exterior 138 y es perpendicular a la parte inferior 1332, y la línea vertical de referencia V3, que tiene una distancia vertical g de 0,75 mm, particularmente 0,5 mm o menos desde la línea vertical de borde V2 y es perpendicular a la parte inferior 1332. Como se ha descrito anteriormente, la línea vertical de referencia V3 puede pasar a través de un centro de curvatura C del borde de punzón 161.
La Figura 15 es una vista ampliada de una ranura 1391 formada en la carcasa de batería 13 de acuerdo con una realización de la presente invención.
De acuerdo con una realización de la presente invención, cuando la carcasa de batería 13 se pliega para fabricar la batería secundaria 1 como se ha descrito anteriormente, el puente 136 puede tener la forma de la parte plegable 139. Específicamente, cuando la carcasa de batería 13 está plegada, la forma redondeada del puente 136 también puede desplegarse hasta cierto punto, pero quedan rastros del puente 136 en la batería secundaria 1, y los rastros pueden convertirse en la parte plegable 139. Por consiguiente, el puente 136 y la parte plegable 139 de la carcasa de batería 13 pueden corresponderse entre sí.
Por ejemplo, cuando la forma redondeada del puente 136 no está completamente desplegada, como un plano, la parte plegable 139 incluye una ranura 1391 rebajada hacia dentro de la batería secundaria 1 como se ilustra en la Figura 15. En este caso, dado que la parte plegable 139 tiene una curvatura menor que la del puente 136, la parte plegable 139 puede tener un radio de curvatura mayor.
Dado que el puente 136 tiene una superficie curva, y la pared exterior 1381 del lado del puente 136 tiene una forma plana, una cantidad de deformación es diferente entre sí. Por lo tanto, cuando la carcasa de batería 13 está plegada, la pared exterior 1381 del lado del puente 136 se deforma relativamente mucho, pero el puente 136 se deforma relativamente poco solo para ser suficiente para que la forma redondeada se despliegue hasta cierto punto. A continuación, cuando la carcasa de batería 13 está plegada, como se ilustra en la Figura 15, el aumento o disminución en la cantidad de cambio de la pendiente se conmuta alrededor del punto límite P1. Es decir, cada uno de los puntos límite P1 se convierte en un punto de inflexión. Por consiguiente, la parte plegable 139 puede formarse como una superficie curva entre los dos puntos límite P1, es decir, los dos puntos de inflexión.
De forma adicional, cuando la forma redondeada del puente 136 no está completamente desplegada, los dos puntos límite P1, es decir, las porciones correspondientes a los dos puntos de inflexión pueden sobresalir hacia fuera para formar una protuberancia. Es decir, la protuberancia puede formarse como un par de porciones sobresalientes que sobresalen hacia fuera con la parte plegable 139, más específicamente, la ranura 1391 interpuesta entre ellas.
Como alternativa, incluso si la forma redondeada del puente 136 está completamente desplegada, como el plano, el punto límite P1 del puente 136 y la pared exterior 1381 del lado del puente 136 está conectado a la batería secundaria 1 por cada una de dos líneas (no mostradas), y la parte plegable 139 está formada como el plano entre las dos líneas.
La parte plegable 139 puede confirmarse visualmente a partir de una apariencia exterior de la batería secundaria 1. Y como se ha descrito anteriormente, dado que un espesor t del puente 136 es preferentemente una distancia entre los dos puntos límite P1 del puente 136 y la pared exterior 1381 del lado del puente 136, una anchura FW de la parte plegable 139 es una distancia entre los dos puntos límite P1. Si la forma redondeada del puente 136 no está completamente desplegada, la anchura FW de la parte plegable 139 es una distancia entre los dos puntos límite P1, es decir, los dos puntos de inflexión. Como alternativa, si la forma redondeada del puente 136 está completamente desplegada, la parte plegable 139 es una distancia entre los dos puntos límite P1, es decir, las dos líneas.
La anchura FW de la parte plegable 139 no supera la longitud del puente 136 y puede ser de 1 mm a 3,2 mm, en particular de 1 mm a 1,6 mm. Como se ha descrito anteriormente, la anchura FW de la parte plegable 139 puede medirse directamente usando una regla, pero puede medirse usando un Lupe, o medirse usando una cámara 3D o un sensor de línea láser 2D. Es decir, la anchura FW puede medirse en diversos métodos sin estar limitada.
De acuerdo con la técnica relacionada, un espesor t' del puente 336 se forma para que sea grueso, y una anchura de la parte plegable 339 también se forma para que sea grande y, por lo tanto, un espacio 37 entre la pared exterior 338 de la parte de copa 333 y el conjunto de electrodos 10 también se forma grande. Sin embargo, de acuerdo con una realización de la presente invención, dado que la anchura FW de la parte plegable 139 puede reducirse, el espacio 17 entre la pared exterior 138 de la parte de copa 133 y el conjunto de electrodos 10 también puede reducirse. Por consiguiente, la densidad de energía en relación con el volumen de la batería secundaria 1 puede aumentar.
De forma adicional, dado que la moldeabilidad de la película de bolsa es baja en la técnica relacionada, la protuberancia sobresale en gran medida hacia fuera. Sin embargo, de acuerdo con una realización de la presente invención, la protuberancia puede sobresalir relativamente pequeña, y se puede mejorar la planitud de la parte plegable 139 o de la pared exterior 1381 del lado de la parte plegable 139.
Específicamente, una distancia p entre la porción más interna de la ranura 1391 y la porción más externa de la protuberancia puede definirse como planitud. En el caso de la carcasa de batería de acuerdo con la técnica relacionada, la planitud se forma a 1 mm o más e incluso a 1,5 mm. Por otro lado, de acuerdo con una realización de la presente invención, la planitud p puede formarse para que sea de 0,8 mm o menos, preferentemente 0,3 mm o menos. Por consiguiente, la densidad de energía en relación con el volumen de la batería secundaria 1 puede aumentar aún más.
La Figura 16 es una vista esquemática ampliada de la parte de copa 133 y el borde de matriz 1621 de acuerdo con otra realización de la presente invención.
De acuerdo con una realización de la presente invención, se forman dos partes de moldeo 211 en la matriz 21 para que sean adyacentes entre sí, y se puede formar una pared divisoria 212 entre las dos partes de moldeo 211. Por consiguiente, cuando se forma la película de bolsa 135, se forman dos partes de copa 133 en una película de bolsa 135, y también se forma un puente 136 entre las dos partes de copa 133. Es decir, se forma una parte de copa 133 en cada una de la primera carcasa 131 y la segunda carcasa 132.
Sin embargo, de acuerdo con otra realización de la presente invención, solo se forma una parte de moldeo 211 en la matriz 21, y no hay pared divisoria. Por consiguiente, cuando se forma la película de bolsa 135, una parte de copa 133 está formada en una película de bolsa 135, y no hay puente. Es decir, la parte de copa 133 se forma solo en la primera carcasa 131.
De acuerdo con otra realización de la presente invención, al menos un borde de punzón 161a de la parte de copa 133 está redondeado en un radio de curvatura que corresponde a 1/20 hasta 1/6 de la profundidad D de la parte de copa 133. Específicamente, al menos uno de los bordes de punzón 161a de la parte de copa 133 puede formarse para redondearse en un radio de curvatura de 1 mm o menos, particularmente 0,7 mm o menos. Como resultado, a medida que se mejora la moldeabilidad de la película de bolsa 135, incluso si la parte de copa 133 se moldea algo profundamente, por ejemplo, tener una profundidad D de 3 mm o más, en particular 7 mm o más, más particularmente 10 mm o más, basándose en un caso en el que se moldean dos partes de copa 133, se puede evitar que se produzcan grietas en el borde de punzón 161a de la parte de copa 133.
En particular, de acuerdo con otra realización de la presente invención, como se ilustra en la Figura 16, entre la pluralidad de bordes de punzón 161a, un borde de punzón 1611 del lado de la segunda carcasa 132a que conecta una pared exterior 1381a del lado de la segunda carcasa 132a orientada hacia una segunda carcasa 132a a la parte inferior 1332 puede formarse para redondearse en un radio de curvatura que corresponde a 1/20 hasta 1/6 de la profundidad D de la parte de copa 133. Específicamente, el borde de punzón del lado 1611a de la segunda carcasa 132a puede redondearse y formarse con un radio de curvatura de 1 mm o menos, particularmente 0,7 mm o menos.
De forma adicional, el borde de punzón 1612 del lado de borde de matriz 162 también puede formarse mientras se redondea con un radio de curvatura que es de 1/20 a 1/6 de la profundidad D de la parte de copa 133. Específicamente, el borde de punzón 1612 del lado de borde de matriz 162 pueden formarse para redondearse en un radio de curvatura de 1 mm o menos, particularmente 0,7 mm o menos. En el presente caso, en los puntos límite P2 y P4 del borde de punzón 161a y la pared exterior 138, es preferible que una pendiente sea continua.
En lo sucesivo en el presente documento, en otra realización de la presente invención, se omitirán las descripciones de contenido que se superponen con una realización de la presente invención. Sin embargo, esto es por conveniencia de la descripción y no se pretende limitar el alcance de los derechos.
La Figura 17 es una vista esquemática que ilustra un estado en el que una carcasa de batería 13a está plegada de acuerdo con otra realización de la presente invención, y la Figura 18 es una vista esquemática que ilustra un estado en el que una carcasa de batería 13a está plegada de acuerdo con otra realización de la presente invención.
La pared exterior 138 tiene un extremo superior orientado hacia una abertura de la parte de copa 133, y una segunda carcasa 132a, un lado 134 y una parte de desgasificación 137 se extienden hacia el exterior de la parte de copa 133. En el presente caso, un borde de matriz 162 que conecta un extremo superior de una pared exterior 138 y la segunda carcasa 132a, el lado 134 o la parte de desgasificación 137 puede redondearse en un radio de curvatura que corresponde a 1/20 hasta 1/6 de una profundidad D de una parte de copa 133. Específicamente, el borde de matriz 162 puede formarse para redondearse en un radio de curvatura de 1 mm o menos, particularmente 0,7 mm o menos.
Es decir, de acuerdo con otra realización de la presente invención, como se ilustra en la Figura 17, no hay puente en la carcasa de batería 13a, y el borde de matriz 1621 conecta la parte de copa 133 de la primera carcasa 131 a las segundas carcasas 132a. Para esto, el borde 213 de la matriz 21 puede redondearse en un radio de curvatura obtenido restando un espesor de la película de bolsa 135 del borde de matriz 162. Por ejemplo, si el espesor de la película de bolsa 135 es de 0,2 mm, el borde 213 de la matriz 21 puede redondearse en un radio de curvatura de 0,8 mm o menos, particularmente 0,5 mm o menos.
Asimismo, un espacio libre CL se reduce a 0,5 mm o menos, la pared exterior 138a de la parte de copa 133 puede formarse para ser similar a un estado vertical. Por ejemplo, como se ilustra en la Figura 16, un espacio libre CL que es una distancia vertical entre una línea vertical de borde de matriz V4 que pasa a través de un punto límite P1 del borde de matriz 1621 y la pared exterior 1381a del lado de la segunda carcasa 132a y perpendicular a la parte inferior 1332, y una línea vertical de borde V2 que pasa a través de un punto límite P2 del borde de punzón 1611a del lado de la segunda carcasa 132a y la pared exterior 1381a del lado de la segunda carcasa 132a y perpendicular a la parte inferior 1332 puede ser de 0,5 mm o menos, particularmente 0,35 mm o menos.
De forma adicional, el conjunto de electrodos 10 está alojado de modo que un extremo del electrodo 101 esté dispuesto entre la línea vertical de borde V2 y una línea vertical de referencia V3. La línea vertical de referencia V3 tiene una distancia vertical de 0,75 mm, particularmente a 0,5 mm de la línea vertical de borde V2 y es perpendicular a la parte inferior 1332.
Como resultado, de acuerdo con otra realización de la presente invención, a medida que se mejora la moldeabilidad de la película de bolsa 135, incluso si la parte de copa 133 se moldea algo profundamente, por ejemplo, tener una profundidad D de 3 mm o más, en particular 7 mm o más, más particularmente 10 mm o más, basándose en un caso en el que se moldean dos partes de copa 133, se puede evitar que se produzcan grietas en el borde de punzón 161a de la parte de copa 133 y del borde de matriz 162. De forma adicional, la pared exterior 138 de la parte de copa 133 puede formarse de manera similar al estado vertical de modo que el ángulo de inclinación desde la parte inferior 1332 sea de 90° a 95°, en particular, 90° a 93°, y mientras se evita que el electrodo 101 se dañe, una relación de volumen del conjunto de electrodos 10 a un volumen de la parte de copa 133 puede aumentar aún más y, por lo tanto, la eficiencia energética en relación con el volumen también puede aumentar.
La Figura 19 es una vista ampliada de una ranura 1391a formada en la carcasa de batería 13 de acuerdo con otra realización de la presente invención.
De acuerdo con otra realización de la presente invención, cuando se pliega una carcasa de batería 13a para fabricar una batería secundaria 1a, un borde de matriz 1621 del lado de la segunda carcasa 132a se convierte en una parte plegable 139a. Específicamente, cuando la carcasa de batería 13 está plegada, la forma redondeada del borde de matriz 1621 también puede desplegarse, pero quedan rastros del borde de matriz 1621 en la batería secundaria 1, y los rastros pueden convertirse en una parte plegable 139a. Por consiguiente, el borde de matriz 1621 del lado de la segunda carcasa 132a de la carcasa de batería 13a y la parte plegable 139a se corresponden entre sí.
Por ejemplo, cuando la forma redondeada del borde de matriz 1621 no está completamente desplegada, como un plano, la parte plegable 139a incluye una ranura 1391a rebajada hacia dentro de la batería secundaria 1a como se ilustra en la Figura 19. En este caso, dado que la parte plegable 139a tiene una curvatura menor que la del borde de matriz 1621, la parte plegable 139a puede tener un radio de curvatura mayor.
Dado que el borde de matriz 1621 tiene una superficie curva, y la pared exterior 1381a del lado del borde de matriz 1621 tiene una forma plana, una cantidad de deformación es diferente entre sí. Por lo tanto, cuando la carcasa de batería 13 está plegada, la pared exterior 1381a del lado del borde de matriz 1621 se deforma relativamente mucho, pero el borde de matriz 1621 se deforma relativamente poco solo para ser suficiente para que la forma redondeada se despliegue hasta cierto punto. A continuación, cuando la carcasa de batería 13 está plegada, como se ilustra en la Figura 19, el aumento o disminución en la cantidad de cambio de la pendiente se conmuta alrededor del punto límite P1. Es decir, cada uno de los puntos límite P1 se convierte en un punto de inflexión. Por consiguiente, la parte plegable 139a puede formarse como una superficie curva entre los dos puntos límite P1, es decir, los dos puntos de inflexión.
Como alternativa, incluso si la forma redondeada del borde de matriz 1621 está completamente desplegada, un punto límite P1 del borde de matriz 1621 y la pared exterior 1381 del lado de la segunda carcasa 132a y un punto límite del borde de matriz 1621 y la segunda carcasa 132a forman dos líneas (no mostradas) en la batería secundaria 1a, respectivamente, y la parte plegable 139a se forma como un plano entre las dos líneas.
La anchura FW de la parte plegable 139 no supera la longitud del borde de matriz 1621 y puede ser de 1 mm a 3,2 mm, en particular de 1 mm a 1,6 mm.
La Figura 20 es una vista superior esquemática que ilustra un estado antes de que se corte una parte de desgasificación 337 de una carcasa de batería 33 de acuerdo con la técnica relacionada.
El puente 136 de la carcasa de batería 13 se pliega para formar una parte plegable 139 en un lado de la batería secundaria 1, y la parte plegable 139 conecta integralmente la primera carcasa 131 a la segunda carcasa 132. Sin embargo, la carcasa de batería 13 se forma estirando la película de bolsa 135 y, en este caso, no solo la parte de copa 133 está limitadamente alargada, pero también los lados periféricos 134 de la parte de copa 133 también están finamente alargados en su conjunto. Por consiguiente, cuando el puente 136 está plegado, las porciones finamente alargadas de los lados 134 se acumulan y, por lo tanto, aparecen visualmente mientras sobresalen hacia fuera desde ambos extremos de la parte plegable 139. Esto se denomina oreja de murciélago 35 o 15.
El tamaño de la oreja de murciélago 35 varía de acuerdo con el espesor t' del puente 336, un espacio libre CL', un radio de curvatura R2' del borde de punzón 361 de la parte de copa 333, una profundidad D' de la parte de copa 333. Es decir, cuanto más grueso sea el espesor t' del puente 336, mayor será el espacio libre CL', mayor será el radio de curvatura R2' del borde de punzón 361 de la parte de copa 333, mayor será el tamaño de la oreja de murciélago 35. Sin embargo, en la técnica relacionada, existe una limitación para mejorar el espesor t' del puente 336, el radio de curvatura R2' del borde 361 de la parte de copa 333 y del espacio libre CL'. Por lo tanto, como se ilustra en la Figura 20, el tamaño de la oreja de murciélago 35 está formado para ser bastante grande, y también había un límite para reducir el tamaño de la oreja de murciélago 35.
Cuando el tamaño de la oreja de murciélago 35 se forma para ser grande, un volumen innecesario de la batería secundaria 3 aumenta aún más y, por lo tanto, se produce un error en un valor de diseño y un valor real de la forma y el tamaño de la batería secundaria 3. Por lo tanto, al ensamblar las baterías secundarias 3 en el módulo de batería 5 (véase Figura 27), no es fácil de ensamblar, y existe el problema de que el tamaño de la batería secundaria 3 tiene que diseñarse pequeño desde el principio en consideración de la oreja de murciélago 35. También, dado que el volumen de la batería secundaria 3 aumenta, también existe el problema de que la densidad de energía al volumen disminuye.
Como se ha descrito anteriormente, la carcasa de batería de tipo bolsa 13 de acuerdo con una realización de la presente invención puede incluir la parte de copa 133, en la que se proporciona el espacio de alojamiento 1331 que aloja el conjunto de electrodos 10, y una parte de desgasificación 137 formada en un lado de la parte de copa 133 para descargar un gas generado en la parte de copa 133 a través de un orificio de desgasificación H.
De forma adicional, en un proceso de sellado del lado 134, se puede realizar un proceso de formación y un proceso de desgasificación. Específicamente, después de que el conjunto de electrodos 10 se aloja en la parte de copa 133, en la carcasa de batería 13, se abre una esquina 1371 incluida en la parte de desgasificación 137 y se sella el lado restante 134. Cuando se abre un borde de la carcasa de batería 13 para formar una abertura, se inyecta un electrolito en la carcasa de batería 13 a través de la abertura.
Después de inyectar el electrolito en la carcasa de batería 13, la parte de desgasificación 137 se sella primero para formar una parte de sellado temporal 1340. Dado que la parte de sellado 1341 se forma mediante el sellado secundario de la parte de desgasificación 137 más tarde, es preferible que la parte de sellado temporal 1340 se forme en una posición cercana al borde 1371 en la parte de desgasificación 137.
Después de eso, se puede realizar un proceso de formación. El proceso de formación (proceso de activación) es un proceso de finalización de la carga de modo que la batería secundaria 1 sea capaz de suministrar energía eléctrica. Dado que el proceso de formación se realiza después de que se forma la parte de sellado temporal 1340, y la carcasa de batería 13 está completamente sellada, la fabricación de la batería secundaria puede completarse dentro de un tiempo de proceso predeterminado descargando rápidamente el gas a una alta tasa de llenado.
Cuando se completa el proceso de formación, se genera un gas en de la carcasa de batería 13. Por consiguiente, el orificio de desgasificación H está perforado en la parte de desgasificación 137 de la carcasa de batería 13. A través de los orificios de desgasificación H, el gas se descarga desde el interior de la carcasa de batería 13 hacia el exterior. En el presente caso, el electrolito inyectado puede filtrarse a través del orificio de desgasificación H mientras el gas se descarga fácilmente. Para evitar esto, es preferible que el orificio de desgasificación H se perfore en una posición cercana a la parte de sellado temporal 1340. Cuando se perfora el orificio de desgasificación H, se realiza el proceso de desgasificación de descarga del gas al exterior de la carcasa de batería 13.
Cuando se perfora el orificio de desgasificación H, el interior de la carcasa de batería 13 se abre de nuevo y el electrolito del interior puede filtrarse hacia el exterior. Por consiguiente, la porción de sellado 1341 se forma sellando secundariamente un límite entre la parte de copa 133 y la parte de desgasificación 137. En el presente caso, la parte de sellado 1341 se forma entre la parte de copa 133 y el orificio de desgasificación H, y se forma preferentemente en una posición cercana a la parte de copa 133.
Como se ha descrito anteriormente, mientras se realiza el proceso de formación y el proceso de desgasificación, el orificio de desgasificación H debe perforarse y deben realizarse el sellado primario y el sellado secundario. Asimismo, cuando se producen en masa las baterías secundarias 1, es necesario gestionar colectivamente las especificaciones y la calidad de las baterías secundarias 1. Para esto, la carcasa de batería 13 o la batería secundaria 1 pueden inspeccionarse usando un dispositivo de inspección 4 (véase Figura 22) que incluye un sensor de visión 41.
De acuerdo con la técnica relacionada, existe una limitación en la fabricación de la carcasa de batería 33 y la batería secundaria 3 en su conjunto en una forma afilada. Por consiguiente, cuando la carcasa de batería 33 se fotografía con el sensor de visión, los errores en el tamaño y la posición de cada componente son grandes.
Específicamente, cuando la fabricación de la batería secundaria 1 se completa más tarde, el módulo de batería 5 (véase Figura 27) puede fabricarse conectando los terminales de electrodo 12 de la pluralidad de baterías secundarias 1 entre sí. Para esto, todas las posiciones de los terminales de electrodo 12 formados en la pluralidad de baterías secundarias 1 tienen que ser constantes. Sin embargo, en la técnica relacionada, dado que el electrodo 101 está separado de una pared exterior 338 de la parte de copa 333 hasta cierto punto, el conjunto de electrodos 10 puede moverse dentro de la parte de copa 333 antes de sellar el lado 134. Por lo tanto, cuando las baterías secundarias 3 se producen en masa, aunque un volumen de la parte de copa 333 y un volumen del conjunto de electrodos 10 son todos constantes, la posición del conjunto de electrodos 10 es ligeramente diferente y, por lo tanto, la posición del terminal de electrodo 12 también es ligeramente diferente. Por lo tanto, es necesario medir con precisión la posición del terminal de electrodo 12 usando el dispositivo de inspección 4.
De forma adicional, para perforar el orificio de desgasificación H en la posición y tamaño correctos, y realizar el sellado primario y el sellado secundario en la posición y tamaño correctos, la posición de la parte de desgasificación 137 debe medirse con precisión. De forma adicional, con el fin de gestionar de manera eficiente la calidad general de la pluralidad de baterías secundarias 1, las posiciones de los diversos componentes de la carcasa de batería 13 o la batería secundaria 1, como el lado 134, la parte plegable 139 y la parte de aislamiento 14 que sobresalen de la carcasa de batería 13 y, asimismo, una anchura entre las partes de copa 133 deben medirse con precisión.
Para medir las posiciones de los componentes, es necesario establecer una línea de referencia específica y medir una distancia vertical desde la línea de referencia hasta el componente que se va a medir. Por ejemplo, cuando el conjunto de electrodos 10 se mueve a menudo dentro de la parte de copa 333, en general, en una dirección izquierda y derecha basándose en la barra ilustrada en la Figura 20, es decir, en una dirección hacia la parte plegable 339 y la parte de desgasificación 337. Por lo tanto, para medir la posición del terminal de electrodo 12, se ha medido la posición del borde izquierdo o derecho del terminal de electrodo 12, y para medir la distancia vertical al borde izquierdo o derecho, se ha establecido una referencia paralela al borde izquierdo o derecho.
Sin embargo, en la técnica relacionada, la pared exterior 338 de la parte de copa 333 no está formada de manera similar a un estado vertical, y un radio de curvatura R2' del borde de punzón 361 de la parte de copa 333 también es demasiado grande. Por lo tanto, cuando la carcasa de batería 33 se fotografía con el sensor de visión 41, el borde de punzón 361 de la parte de copa 333 no aparece claramente en la imagen como se ilustra en la Figura 20. Por lo tanto, no es posible medir las posiciones de los componentes basándose en el borde de punzón 361 de la parte de copa 333, y la oreja de murciélago 35 cerca del borde de punzón 361 se establece como referencia, o el usuario establece manualmente el borde de punzón 361 de la parte de copa 333 como referencia.
Sin embargo, dado que la oreja de murciélago 35 se forma plegando el puente 136 en un estado en el que el lado periférico 134 de la parte de copa 133 también está ligeramente alargado en su conjunto, la oreja de murciélago 35 para cada una de la pluralidad de baterías secundarias 1 es ligeramente diferente en tamaño. A continuación, incluso cuando las posiciones de los componentes se miden con el sensor de visión, dado que el tamaño de la oreja de murciélago 35 como referencia es diferente, aumenta una desviación de las posiciones de los componentes entre las baterías secundarias 3, dificultando el control de calidad.
En particular, incluso cuando la posición del terminal de electrodo 12 se mide fotografiando la carcasa de batería 33 con un sensor de visión, la posición del terminal de electrodo 12 es ligeramente diferente y, por lo tanto, cuando se conectan los terminales de electrodo 12 para fabricar el módulo de batería 5, existe el problema de que la conexión no es fácil. De forma adicional, para fabricar el módulo de batería 5, cuando una pluralidad de baterías secundarias 1 se apilan o alinean secuencialmente en una línea, la posición de la parte de copa 333 no es correcta y, por lo tanto, también existe el problema de que se reduce la alineación de la pluralidad de baterías secundarias 1.
En el caso de fabricar el módulo de batería 5 alojando las baterías secundarias 3 en un alojamiento separado 51 (véase Figura 27), cuando la desviación de los valores medidos es grande, una tolerancia de diseño cuando se diseña el alojamiento 51 se establece innecesariamente grande y, por lo tanto, también existe el problema de que la densidad de energía en comparación con el volumen del módulo de batería 5 también se reduce.
La Figura 21 es una vista superior esquemática que ilustra un estado antes de que se corte una parte de desgasificación 137 de una carcasa de batería 13 de acuerdo con una realización de la presente invención, y la Figura 22 es un diagrama de bloques de un dispositivo de inspección 4 de acuerdo con una realización de la presente invención.
De acuerdo con una realización de la presente invención, como se ilustra en la Figura 21, a medida que se mejora la moldeabilidad de la película de bolsa 135, el espesor t del puente 136 está formado para ser más delgado, el radio de curvatura R2 del borde 1611 de la parte de copa 133 y el espacio libre CL pueden formarse para ser más pequeños, y el tamaño de la oreja de murciélago 15 puede reducirse más. Por consiguiente, las baterías secundarias 1 pueden ensamblarse fácilmente en el módulo de batería 5, y se reduce un volumen innecesario de la batería secundaria 1 y, por tanto, la densidad de energía en relación con el volumen puede aumentar.
De forma adicional, de acuerdo con una realización de la presente invención, como se ilustra en la Figura 21, dado que el borde de punzón 1611 de la parte de copa 133 aparece claramente en la imagen tomada de la carcasa de batería 13, el dispositivo de inspección 4 puede establecer automáticamente el borde de punzón 161 de la parte de copa 133 como la línea de referencia ST, la distancia a diversos componentes de la carcasa de batería 13 o la batería secundaria 1 se puede medir con precisión basándose en el borde de punzón 161 de la parte de copa 133 y, asimismo, incluso la anchura CW entre las partes de copa 133 puede medirse con precisión. Por consiguiente, las posiciones de los componentes de la carcasa de batería 13 o la batería secundaria 1 pueden medirse con precisión para reducir un error en un valor de medición y reducir una desviación entre las baterías secundarias 1.
Para esto, el dispositivo de inspección 4 de la carcasa de batería 13 o la batería secundaria 1 de acuerdo con una realización de la presente invención incluye: un sensor de visión 41 que captura una carcasa de batería 13 para adquirir una imagen de la carcasa de batería 13 o la batería secundaria 1; una parte de extracción de contorno 421 que extrae contornos de los componentes de la carcasa de batería 13 o la batería secundaria 1 de la imagen; una parte de análisis de imagen 422 que analiza la imagen para detectar el contorno correspondiente a un borde de punzón 161 de una parte de copa 133 en la que se proporciona un espacio de alojamiento 1331 que aloja el conjunto de electrodos 10 en la carcasa de batería 13; una parte de establecimiento de línea de referencia 423 que establece el contorno correspondiente al borde de punzón 161 como una línea de referencia ST; y una parte de cálculo de distancia 424 que calcula una distancia desde la línea de referencia ST a los componentes.
De forma adicional, un método de inspección de la carcasa de batería 13 o la batería secundaria 1 de acuerdo con una realización de la presente invención incluye: un proceso de capturar una carcasa de batería 13 para adquirir una imagen de la carcasa de batería 13 o la batería secundaria 1; un proceso de extraer contornos de los componentes de la carcasa de batería 13 o la batería secundaria 1 de la imagen a través de una parte de extracción de contorno 421; un proceso de analizar la imagen para detectar el contorno correspondiente a un borde de punzón 161 de una parte de copa 133 en el que se proporciona un espacio de alojamiento 1331 que aloja el conjunto de electrodos 10 en la carcasa de batería 13; un proceso de establecer el contorno correspondiente al borde de punzón 161 como una línea de referencia ST; y un proceso de calcular una distancia desde la línea de referencia ST a los componentes.
Específicamente, el dispositivo de inspección 4 incluye un sensor de visión 41 y un controlador 42 como se ilustra en la Figura 22. También, los componentes descritos anteriormente pueden conectarse entre sí para comunicarse entre sí a través de un bus (no mostrado). Todos los componentes proporcionados en el controlador 42 pueden conectarse al bus a través de al menos una interfaz o adaptador o pueden conectarse directamente al bus. De forma adicional, el bus puede conectarse a otros subsistemas además de los componentes descritos anteriormente. El bus incluye un bus de memoria, un controlador de memoria, un bus periférico y un bus local.
El sensor de visión 41 adquiere una imagen capturando un área específica para recibir una señal de imagen para el área específica. Para esto, en general, el sensor de visión 41 incluye un dispositivo de formación de imágenes tal como un dispositivo de acoplamiento de carga (CCD) o un sensor de imagen de semiconductor de óxido metálico complementario (CMOS). En particular, en el sensor de visión 41 de acuerdo con una realización de la presente invención, después de plegar el puente 136 de la carcasa de batería 13, la carcasa de batería 13 se captura para adquirir una imagen de cada uno de los componentes de la carcasa de batería 13 o la batería secundaria 1. En el presente caso, los componentes incluyen la parte de copa 133 descrita anteriormente, una parte de desgasificación 137, un terminal de electrodo 12, una oreja de murciélago 15, un lado 134, una parte plegable 139 y una parte de aislamiento 14. A continuación, la parte de desgasificación 137 se corta más tarde para completar la fabricación de la batería secundaria 1. Por lo tanto, si el sensor de visión 41 captura la carcasa de batería 13 antes de cortar la parte de desgasificación 137, se pueden adquirir imágenes de la carcasa de batería 13 y del terminal de electrodo 12, y si la carcasa de batería 13 se captura después de cortar la parte de desgasificación 137, se puede adquirir la imagen de la batería secundaria 1.
El controlador 42 recibe una señal de imagen adquirida por el sensor de visión 41 para reconocer posiciones de cada componente de la carcasa de batería 13 o la batería secundaria 1 a partir de la señal de imagen. El controlador 42 incluye la parte de extracción de contorno 421, la parte de análisis de imagen 422, la parte de establecimiento de línea de referencia 423 y la parte de cálculo de distancia 424. Es preferible utilizar una unidad central de procesamiento (CPU), una unidad de microcontrol (MCU) o un procesador de señales digitales (DSP) como el controlador 42, aunque no de forma limitativa. Por ejemplo, se pueden usar diversos procesadores de operación lógica.
La parte de extracción de contorno 421 extrae los contornos de cada componente de la carcasa de batería 13 o la batería secundaria 1 de la imagen recibida desde el sensor de visión 41. En el presente caso, la parte de extracción de contorno 421 puede extraer los contornos de todos los componentes que aparecen en la imagen, pero no se limita a la misma, y una región de interés (ROI) puede establecerse en una porción de la imagen, y también es posible extraer solo los contornos de los componentes que aparecen dentro de la ROI. Para extraer el contorno, primero se extrae información sobre los píxeles de la imagen y, para este fin, se puede usar una fórmula de gradiente generalmente utilizada. El contorno de la carcasa de batería 13 y el terminal de electrodo 12 se revela a través de la información de píxel extraída.
De acuerdo con una realización de la presente invención, un radio de curvatura R2 y un espacio libre CL del borde de punzón 161 de la parte de copa 133 pueden formarse más pequeños, y dado que una pared exterior 138 de la parte de copa 133 se forma de manera similar a un estado vertical, el gradiente de la información de píxel correspondiente al borde de punzón 161 de la parte de copa 133 en la imagen es grande. Por lo tanto, dado que un límite entre el contorno y el fondo es claro, el contorno correspondiente al borde de punzón 161 de la parte de copa 133 puede extraerse claramente.
La parte de análisis de imagen 422 analiza la imagen y detecta un contorno que corresponde al borde de punzón 161 de la parte de copa 133 en la carcasa de batería 13. Para esto, la parte de análisis de imagen 422 hace coincidir la información de contorno de referencia almacenada previamente del borde de punzón 161 de la parte de copa 133 con la información de contorno extraída para detectar el contorno correspondiente al borde de punzón 161 de la parte de copa 133. En este caso, la parte de análisis de imagen 422 puede hacer coincidir dos piezas de información usando una técnica de coincidencia de plantilla.
La parte de establecimiento de línea de referencia 423 puede establecer el contorno correspondiente al borde de punzón 161 como la línea de referencia ST. Dado que la parte de copa 133 incluye una pluralidad de bordes de punzón 161, también se extraen una pluralidad de contornos correspondientes a los bordes de punzón 161. En el presente caso, para medir con precisión las posiciones de los componentes respectivos de la carcasa de batería 13 o la batería secundaria 1, la parte de establecimiento de línea de referencia 423 puede establecer preferentemente el contorno correspondiente al borde de punzón 161 más cercano al componente que se va a medir como la línea de referencia ST entre la pluralidad de bordes de punzón 161. De forma adicional, como se ha descrito anteriormente, dado que las posiciones de los componentes tienen que medir una distancia vertical desde la línea de referencia ST, la parte de establecimiento de línea de referencia 423 puede establecer el contorno correspondiente al borde de punzón 161 paralelo a un borde del componente que se va a medir entre la pluralidad de bordes de punzón 161 como la línea de referencia ST.
Por ejemplo, para perforar un orificio de desgasificación H y realizar el sellado primario y el sellado secundario, el dispositivo de inspección 4 puede necesitar medir la posición de la parte de desgasificación 137. En este caso, la parte de establecimiento de línea de referencia 423 puede establecer el contorno correspondiente a un borde de punzón 1612 del lado de borde de matriz 162 que está cerca de la parte de desgasificación 137 y es paralelo al borde 1371 incluido en la parte de desgasificación 137 entre la pluralidad de bordes de punzón 161 como la línea de referencia ST.
Por ejemplo, para inspeccionar si las posiciones de los terminales de electrodo 12 son todas constantes, el dispositivo de inspección 4 puede tener que medir las posiciones de los terminales de electrodo 12. En este caso, la parte de establecimiento de línea de referencia 423 puede establecer un contorno lateral del terminal de electrodo 12 correspondiente a un borde de punzón 1611 del lado de la parte plegable 139 que está cerca del terminal de electrodo 12 y es paralelo a los bordes izquierdo y derecho del terminal de electrodo 12 entre la pluralidad de los bordes de punzón 161 como la línea de referencia ST.
Asimismo, para medir una anchura entre las partes de copa 133, la parte de establecimiento de línea de referencia 423 puede establecer un contorno de contornos de dos bordes de punzón 161 correspondientes a un límite de la anchura de la parte de copa 133 entre la pluralidad de bordes de punzón 161 como la línea de referencia ST.
Es decir, siempre que la parte de establecimiento de línea de referencia 423 mida con precisión las posiciones de los componentes respectivos de la carcasa de batería 13 o la batería secundaria 1, la parte de establecimiento de línea de referencia 423 puede establecer varios contornos como la línea de referencia ST sin limitación.
La parte de cálculo de distancia 424 calcula una distancia desde la línea de referencia ST a los respectivos componentes de la carcasa de batería 13 o la batería secundaria 1 en la imagen. Por ejemplo, si el contorno correspondiente al borde de punzón 1612 del lado de borde de matriz 162 se establece como la línea de referencia ST, la parte de cálculo de distancia 424 puede calcular una distancia desde la línea de referencia ST hasta el borde incluido en la parte de desgasificación 137. Como alternativa, si el contorno correspondiente al borde de punzón 1611 del lado de la parte plegable 139 se establece como la línea de referencia ST, la parte de cálculo de distancia 424 puede calcular una distancia desde la línea de referencia ST hasta un borde del terminal de electrodo 12, y también calcular una distancia al contorno correspondiente al borde de punzón 1612 del lado del borde de matriz 162.
La parte de cálculo de distancia 424 puede usar información acerca de una relación entre el número de píxeles en la imagen y una distancia real almacenada de antemano. Es decir, en la imagen, la parte de cálculo de distancia 424 puede contar una distancia desde la línea de referencia ST a cada uno de los componentes en el número de píxeles, y luego calcular una distancia real correspondiente al número de píxeles contados usando información sobre la relación entre el número de píxeles en la imagen almacenada de antemano y la distancia real.
El dispositivo de inspección 4 puede incluir adicionalmente una parte de almacenamiento 44. La parte de almacenamiento 44 almacena un programa para procesar y controlar operaciones del dispositivo de inspección 4 y diversos datos o señales recibidas generadas durante la ejecución de cada programa. En particular, la información de referencia sobre la carcasa de batería 13 puede almacenarse de modo que la parte de análisis de imagen 422 detecte el contorno correspondiente al borde de punzón 1611 de la parte de copa 133. En el presente caso, la información de referencia sobre la carcasa de batería 13 incluye información de contorno de referencia sobre el borde de punzón 1611 de la parte de copa 133 e información de referencia sobre la distancia a los componentes de la carcasa de batería 13 o la batería secundaria 1. Esto puede almacenarse directamente en la parte de almacenamiento 44 por el usuario, o el dispositivo de inspección 4 puede generar y almacenar la información de referencia a través de aprendizaje repetido. De forma adicional, la parte de almacenamiento 44 puede almacenar información sobre la relación entre el número de píxeles y la distancia real en la imagen de modo que la parte de cálculo de distancia 424 calcula la distancia real desde la línea de referencia ST a cada componente. Asimismo, también es posible almacenar información de resultado de inspección de la carcasa de batería 13 a inspeccionar. Esta parte de almacenamiento 44 puede estar incrustada en el dispositivo de inspección 4, pero puede proporcionarse como un servidor de almacenamiento separado. La parte de almacenamiento 44 incluye un dispositivo de memoria no volátil y un dispositivo de memoria volátil. El dispositivo de memoria no volátil puede ser una memoria flash NAND que es pequeña en volumen y ligera y resistente a un impacto externo, y el dispositivo de memoria volátil puede ser una DDR s DrAM.
El controlador 42 puede incluir además una parte de determinación de deserción 425 para determinar si la carcasa de batería 13 que se va a inspeccionar está defectuosa. La parte de determinación de deserción 425 puede comparar la información de referencia acerca de la carcasa de batería 13 almacenada en la parte de almacenamiento 44 con la información de resultado de inspección de la carcasa de batería 13 a inspeccionar. También, si la información de resultado de inspección se incluye dentro de un intervalo de error de la información de referencia, se determina que la carcasa de batería 13 es normal. Sin embargo, si la información de resultado de inspección está fuera del intervalo de error de la información de referencia, se determina que la carcasa de batería 13 está defectuosa.
El dispositivo de inspección 4 puede incluir además una parte de visualización 43 para recibir y visualizar una señal de imagen. La parte de visualización 43 recibe una señal de la imagen y visualiza la imagen al usuario. Asimismo, cuando la parte de extracción de contorno 421 extrae el contorno de la carcasa de batería 13, el contorno puede visualizarse en la imagen para que el usuario compruebe el contorno a través de la parte de visualización 43. La parte de visualización 43 puede usar diversos métodos, tales como una pantalla de cristal líquido (LCD), una pantalla de cristal líquido orgánico (OLED), un tubo de rayos catódicos (CRT) y un panel de visualización de plasma (PDP). De forma adicional, la parte de visualización 43 está conectada al bus a través de una interfaz de vídeo, y la transmisión de datos entre la parte de visualización 43 y el bus puede controlarse por un controlador gráfico.
El dispositivo de inspección 4 puede incluir además una parte de alarma 45 que genera una alarma cuando la parte de determinación de deserción 425 determina que la carcasa de batería 13 está defectuosa. Al generar una alarma, es preferible generar una alarma audible o visual tal como el encendido de una lámpara o un sonido de advertencia para que el usuario lo sepa intuitivamente.
Cada uno de los componentes del sensor de visión 41, el controlador 42, la parte de almacenamiento 44 y la parte de visualización 43, que se han descrito hasta ahora, pueden implementarse con software tal como tareas, clases, subrutinas, procesos, objetos, hilos de ejecución y programas, que se realizan en una región predeterminada en la memoria, o hardware tal como una matriz de puertas programables en campo (FPGA) o un circuito integrado específico de la aplicación (ASIC) y también pueden implementarse con una combinación del software y el hardware. Los componentes pueden incluirse en un medio de almacenamiento legible por ordenador, o porciones de los componentes pueden dispersarse y distribuirse en una pluralidad de ordenadores.
De forma adicional, cada bloque puede representar una porción de un módulo, un segmento, o un código que incluye una o más instrucciones ejecutables para ejecutar funciones lógicas especificadas. También, en algunas implementaciones alternativas, también es posible que las funciones mencionadas en los bloques se produzcan fuera de secuencia. Por ejemplo, es posible que los dos bloques mostrados en sucesión se ejecuten realmente al mismo tiempo de hecho y también que los bloques se ejecuten a veces en el orden inverso de acuerdo con la función correspondiente.
Cuando se usa el dispositivo de inspección 4 de acuerdo con una realización de la presente invención, dado que el borde de punzón 1611 de la parte de copa 133 se muestra claramente, el dispositivo de inspección 4 puede establecer automáticamente el borde de punzón 161 de la parte de copa 133 como la línea de referencia ST y medir con precisión la distancia a cada componente de la carcasa de batería 13 basándose en el borde de punzón 1611 de la parte de copa 133. Por ejemplo, se puede medir el tamaño y la posición de la parte de desgasificación 137, e incluso después de que se complete la fabricación de la batería secundaria 1, el tamaño y las posiciones de la parte de copa 133, el terminal de electrodo 12, la oreja de murciélago 15 y el lado 134, la parte plegable 139 y la parte de aislamiento 14 pueden identificarse con precisión. Por lo tanto, es posible determinar fácilmente si la batería secundaria 1 está defectuosa, e incluso si la batería secundaria 1 se produce en masa, sus especificaciones y calidad pueden gestionarse de manera eficiente y colectiva.
En particular, dado que la posición del terminal de electrodo 12 se mide con precisión, cuando se conectan los terminales de electrodo 12 para fabricar el módulo de batería 5, los componentes pueden conectarse fácilmente entre sí. De forma adicional, la posición de la parte de copa 333 se mide con precisión y, por lo tanto, cuando se apilan o alinean secuencialmente la pluralidad de baterías secundarias 1 en una línea para fabricar el módulo de batería 5, se puede mejorar la alineación de la pluralidad de baterías secundarias 1.
La Figura 23 es una vista esquemática que ilustra un estado en el que la parte de desgasificación de la carcasa de batería 13 se corta para fabricar completamente una batería secundaria 1 de acuerdo con una realización de la presente invención.
Después del sellado secundario de la carcasa de batería 13 para formar la parte de sellado 1341, la parte de desgasificación 137 se corta estableciendo una línea de corte CT en el exterior de la parte de sellado 1341. Como resultado, como se ilustra en la Figura 23, se puede acortar la longitud de la parte de desgasificación 137 y se puede reducir el volumen de la batería secundaria 1. A través del proceso anterior, se completa la fabricación de la batería secundaria de tipo bolsa 1.
En el lado 134 que queda después de cortar la parte de desgasificación 137, el terminal de electrodo 12 no está formado para sobresalir entre la pluralidad de lados 134. Sin embargo, si el lado 134 se deja como está después del sellado, el volumen total de la batería secundaria 1 aumenta. Por consiguiente, para reducir la densidad de energía en relación con el volumen, es deseable plegar el lado 134.
El lado 134 puede incluir una parte de sellado 1341 y una parte sin sellado 1342 como se ilustra en la Figura 23. La parte de sellado 1341 es un área sellada que está dispuesta relativamente fuera, y la parte sin sellado 1342 es un área no sellada que está dispuesta relativamente dentro.
Específicamente, cuando la parte de sellado 1341 está formada por el sellado secundario de la carcasa de batería 13, la parte de sellado 1341 no está conectada directamente a la parte de copa 133, pero pueden formarse para estar separados hasta cierto punto. Al sellar el lado 134, se ha aplicado calor y presión al lado 134 usando una herramienta de sellado separada (no mostrada). Sin embargo, si el lado 134 está sellado mientras la herramienta de sellado está en estrecho contacto con la parte de copa 133, una capa de sellador 1351 dispuesta dentro del lado 134 se funde parcialmente para filtrarse hacia el conjunto de electrodos 10, contaminando así el conjunto de electrodos 10. De forma adicional, el calor de la herramienta de sellado puede transferirse al conjunto de electrodos 10 para dañar el conjunto de electrodos 10. Por lo tanto, es preferible sellar el lado 134 en un estado en el que la herramienta de sellado está separada de la parte de copa 133 hasta cierto punto. A continuación, una porción sellada por la herramienta de sellado se convierte en una porción de sellado 1341, y una porción que no está sellada porque la herramienta de sellado está separada de la parte de copa 133 se convierte en una porción no sellada 1342.
La Figura 24 es una vista lateral esquemática que ilustra un estado en el que el lado 334 está plegado de acuerdo con la técnica relacionada, y la Figura 25 es una vista superior esquemática que ilustra un estado en el que el lado 334 está plegado de acuerdo con la técnica relacionada.
En la técnica relacionada, cuando el lado 334 está plegado, existe el problema de que el lado 334 no está fijo y se despliega de nuevo en un ángulo predeterminado. Específicamente, como se ha descrito anteriormente, la película de bolsa 135 se forma apilando una capa de sellador 1351, una capa de barrera contra humedad 1352, una capa de ayuda al alargamiento 1354 y una capa de protección superficial 1353. Entre las mismas, dado que la capa de sellador 1351 incluye un primer polímero, particularmente polipropileno (PP), la flexibilidad y la elasticidad son buenas. Por lo tanto, cuando el lado 334 está plegado, la fuerza de restauración para volver al estado original es grande. Por otro lado, dado que la capa de barrera contra humedad 1352 está hecha de un metal, en particular, una aleación de aluminio, después de plegar el lado 334, se supera un límite de deformación elástica y, por lo tanto, la fuerza de retención para mantener el estado plegado es grande.
Sin embargo, en la película de bolsa de acuerdo con la técnica relacionada, la capa de barrera contra humedad tenía un espesor de aproximadamente 30 a 50 pm, y la capa de sellador tenía un espesor de aproximadamente 60 a 100 pm. Es decir, el espesor de la capa de barrera contra humedad se forma para que sea considerablemente más delgado que el espesor de la capa de sellador. Por lo tanto, la fuerza de restauración es mayor que la fuerza de retención y, por lo tanto, el lado 334 no se fija y se despliega de nuevo en un ángulo predeterminado. A continuación, existe el problema de que un volumen innecesario de la batería secundaria 3 aumenta debido al lado 334.
Para resolverlo, como se ilustra en las Figuras 24 y 25, una cinta 38 está unida por separado al lado 334. En particular, la cinta 38 se une al lado 334 y a la superficie exterior de la parte inferior 3332 de la parte de copa 333 para fijar el lado 334 a la parte de copa 333, evitando así que el lado se despliegue de nuevo. Sin embargo, en este caso, como se ilustra en la Figura 24, existe el problema de que el espesor total de la batería secundaria 3 aumenta debido al espesor de la propia cinta 38. De forma adicional, después de un proceso de plegar el lado 334, se requiere un proceso adicional de unión de la cinta 38, y este proceso lleva mucho tiempo para aumentar el número de procesos y deteriorar el rendimiento de fabricación de la batería secundaria 3.
Cuando se realiza el proceso de desgasificación, a medida que se descarga un gas desde el interior de la carcasa de batería 13 hacia el exterior, se reduce una presión interna de la parte de copa 133. En la técnica relacionada, el conjunto de electrodos 10 está dispuesto para estar separado de la pared exterior 338 de la parte de copa 333 hasta cierto punto. Por consiguiente, para reducir el volumen del espacio 37 entre la pared exterior 338 de la parte de copa 333 y el conjunto de electrodos 10 mientras se reduce la presión interna de la parte de copa 333, la pared exterior 338 de la parte de copa 333 o la parte inferior 3332 puede deformarse. En particular, como se ilustra en la Figura 24, ya que la pared exterior 338 del lado de la parte plegable de la batería secundaria 3 está rebajada hacia dentro, un fenómeno de borde alto, en el que el borde de punzón 361 del lado de la parte plegable 339 de la parte de copa 333 sobresale hacia fuera para aumentar en altura, puede ocurrir. Debido a este fenómeno de borde alto, aumenta un espesor innecesario de la batería secundaria 3 y, por lo tanto, existe el problema de que se reduce la densidad de energía en relación con el volumen. De forma adicional, dado que la pared exterior 338 del lado de la parte plegable 339 de la parte de copa 333 está deformada, la apariencia exterior de la batería secundaria 3 no es elegante y, por lo tanto, existe el problema de que también se reduce la comerciabilidad. Asimismo, existe el problema de que el tamaño de la oreja de murciélago 15 aumenta aún más, y la forma es prominente debido al fenómeno de borde alto.
La Figura 26 es una vista lateral esquemática que ilustra un estado en el que el lado 134 está plegado de acuerdo con una realización de la presente invención.
De acuerdo con una realización de la presente invención, en la película de bolsa 135, dado que la capa de barrera contra humedad 1352 tiene un espesor de 50 a 70 pm, y la capa de sellador 1351 tiene un espesor de 70 a 100 pm, el espesor de la capa de barrera contra humedad 1352 se vuelve más grueso que en la técnica anterior. Por consiguiente, dado que la fuerza de retención aumenta aún más cuando se pliega el lado 134, es posible evitar que el lado 134 se despliegue de nuevo sin la necesidad de unir una cinta 38 separada al mismo.
Para este fin, la batería secundaria 1 de acuerdo con una realización de la presente invención incluye un conjunto de electrodos 10 formado por electrodos de apilamiento 101 y separadores 102; y una carcasa de batería de tipo bolsa 13 que tiene una parte de copa 133 para alojar el conjunto de electrodos 10 en su interior. La carcasa de batería de tipo bolsa 13 incluye un lado 134 que se extiende hacia fuera desde la parte de copa 133, y el lado 134 incluye una parte de sellado 1344 sellada al estar dispuesta relativamente fuera y una parte sin sello 1345 que está dispuesta relativamente dentro y no está sellada. Por lo tanto, el lado 134 no se adhiere a la parte de copa 133 y se pliega en la parte sin sellado 1345.
Es decir, como se ilustra en la Figura 26, después de que el lado 134 se pliegue hacia la parte de copa 133 en la batería secundaria 1, el lado 134 no se adhiere a la parte de copa 133 mientras mantiene el estado plegado y, por lo tanto, no se despliega. En este caso, el lado 134 puede plegarse en un ángulo de 85° a 95°, en particular, un ángulo de 88° a 92°. De forma adicional, el lado 134 puede plegarse en una posición adyacente a la parte de copa 133 de modo que el lado 134 esté en contacto con la pared exterior 138 de la parte de copa 133. En particular, como se ha descrito anteriormente, el lado 134 puede incluir la parte de sellado 1341 dispuesta relativamente fuera y, por lo tanto, sellada y la parte sin sellado 1342 dispuesta relativamente dentro para no sellarse. También, cuando el lado 134 está plegado, es preferible que la parte sin sellado 1342 relativamente más cerca de la parte de copa 133 esté plegada. Por lo tanto, el volumen innecesario de la batería secundaria 1 puede reducirse aún más. Sin embargo, incluso en este caso, el lado 134 y la parte de copa 133 no se adhieren entre sí, y la fuerza de retención del lado 134 aumenta para mantener el estado plegado.
Cuando las dos partes de copa 133 se forman en la película de bolsa 135, una profundidad D de la parte de copa 133 puede ser menos profunda que cuando se forma una parte de copa 133. Esto es debido a que, como se ha descrito anteriormente, no solo la parte de copa 133 está intensamente alargada, sino que también los lados periféricos 134 de la parte de copa 133 están finamente alargados en su conjunto. Sin embargo, si la anchura del lado 134 es más larga que la profundidad D de la parte de copa 133, cuando el lado 134 se pliega solo una vez, el extremo exterior 1343 del lado 134 puede sobresalir más hacia fuera que la parte inferior 1332 de la parte de copa 133.
Por consiguiente, si las dos partes de copa 133 se forman en la película de bolsa 135, un método de plegado de doble cara (DSF) para plegar el lado 134 dos veces como se ilustra en la Figura 26 puede usarse. Específicamente, el lado 134 puede incluir una primera parte plegable 1344 y una segunda parte plegable 1345. La primera parte plegable 1344 es una porción plegada en una posición relativamente más cercana al extremo exterior 1343, y la segunda parte plegable 1345 es una porción plegada en una posición relativamente más cercana a la parte de copa 133. Por consiguiente, después de que el lado 134 se pliegue por primera vez basándose en la primera parte plegable 1344, el lado 134 puede plegarse secundariamente basándose en la segunda parte plegable 1345. En este caso, la primera parte plegable 1344 puede estar dispuesta en la parte de sellado 1341 en el lado 134, y la segunda parte plegable 1345 puede estar dispuesta en la parte sin sellado 1342 en el lado 134. De forma adicional, el lado 134 puede plegarse en un ángulo de 170° a 180°, en particular, un ángulo de 180° en la primera parte plegable 1344. De forma adicional, la segunda parte plegable 1345 puede plegarse en un ángulo de 85° a 95°, particularmente, 88° a 92°. Por lo tanto, es posible evitar que el extremo exterior 1343 del lado 134 sobresalga más hacia fuera que la parte inferior 1332 de la parte de copa 133.
De acuerdo con una realización de la presente invención, dado que el conjunto de electrodos 10 puede estar dispuesto muy cerca de la pared exterior 138 de la parte de copa 133, se reduce el volumen innecesario de la parte de copa 133. Por lo tanto, incluso si la presión interna de la parte de copa 133 se reduce realizando el proceso de desgasificación, es posible evitar que la pared exterior 138 o la parte inferior 1332 de la parte de copa 133 se deformen. Es decir, como se ilustra en la Figura 26, es posible evitar que se produzca el fenómeno de borde alto y, por lo tanto, la densidad de energía en relación con el volumen puede no disminuir.
La Figura 27 es un módulo de batería 5 de acuerdo con una realización de la presente invención.
Dado que los dispositivos electrónicos de tamaño mediano y grande, como los automóviles, necesitan tener una potencia grande, se requieren muchas baterías secundarias 1. Para mover e instalar fácilmente estas baterías secundarias 1, se puede fabricar el módulo de batería 5. Cuando se instala una pluralidad de baterías secundarias 1 en el módulo de batería 5, la electricidad puede suministrarse de manera estable al exterior.
Para producir electricidad en un conjunto de electrodos 10 de la batería secundaria 1, se produce una reacción química entre un electrodo 101 y un electrolito, y se genera calor en este proceso. Sin embargo, cuando la temperatura ambiente aumenta excesivamente debido al calor, existe el problema de que se produce un mal funcionamiento en un circuito del dispositivo eléctrico en el que está instalada la batería secundaria 1, o se acorta la vida útil del dispositivo eléctrico. Por consiguiente, el módulo de batería 5 incluye un sistema de enfriamiento para enfriar la batería secundaria 1. El sistema de enfriamiento se clasifica en gran medida en un tipo de enfriamiento por agua que enfría la batería secundaria usando agua de enfriamiento y un tipo de enfriamiento por aire que enfría la batería secundaria usando aire. Entre las mismas, el sistema de enfriamiento de tipo enfriamiento por agua tiene una eficiencia de enfriamiento mayor que el sistema de enfriamiento de tipo enfriamiento por aire y, por lo tanto, se usa más ampliamente.
El sistema de enfriamiento incluye una placa de enfriamiento que enfría directamente la batería secundaria 1, y se forma una trayectoria de flujo separada dentro de la placa de enfriamiento para que fluya el agua de enfriamiento. También, a medida que el paso aumenta en espesor y longitud, un área superficial puede aumentar para mejorar la eficiencia de enfriamiento.
Para fabricar el módulo de batería 5, en primer lugar, se fabrica una pluralidad de baterías secundarias 1 y, a continuación, las baterías secundarias 1 se conectan entre sí y se alojan en el alojamiento 51. En este caso, las baterías secundarias 1 pueden alinearse en una línea y apilarse. Como se ilustra en la Figura 27, cuando la batería secundaria 1 está alojada en el alojamiento 51, un lado largo de la batería secundaria 1 puede orientarse hacia abajo, y una placa de enfriamiento (no mostrada) puede formarse en una superficie inferior del alojamiento 51. Por lo tanto, la eficiencia de enfriamiento puede aumentar enfriando la placa de enfriamiento desde el lado largo de la batería secundaria 1.
Una parte plegable 139 formada plegando el puente 136 se forma en un lado de la batería secundaria 1, y un lado 134, que es un área que queda después de cortar la parte de desgasificación 137, se forma en el otro lado. Sin embargo, si la placa de enfriamiento se enfría desde el lado en el que se forma el lado 134 entre la pluralidad de superficies de la batería secundaria 1, una distancia entre la placa de enfriamiento y el conjunto de electrodos 10 aumenta por el lado 134 para deteriorar la eficiencia de enfriamiento. Por consiguiente, es preferible enfriar la placa de enfriamiento desde el lado en el que se forma la parte plegable 139 entre las superficies laterales largas de la batería secundaria 1. Para este fin, cuando la batería secundaria 1 está alojada en el alojamiento 51, la parte plegable 139 puede acomodarse en una dirección hacia la placa de enfriamiento, es decir, hacia abajo.
La Figura 28 es una vista frontal ampliada que ilustra un estado en el que una batería secundaria 3 está alojada en el alojamiento 51 del módulo de batería 5 de acuerdo con la técnica relacionada, y la Figura 29 es una vista lateral ampliada que ilustra un estado en el que la batería secundaria 3 está alojada en el alojamiento 51 del módulo de batería 5 de acuerdo con la técnica relacionada.
Como se ha descrito anteriormente, existe un límite en la reducción del tamaño de la oreja de murciélago 35 en la técnica relacionada. En particular, mientras se forma la profundidad D' de la parte de copa 333 suficientemente profunda (por ejemplo, 6,5 mm o más), se limita a reducir el tamaño de la oreja de murciélago 35 a un cierto valor (por ejemplo, 1,5 mm) o menos.
De forma adicional, en la técnica relacionada, un ángulo 0' formado entre la parte plegable 339 y el borde interior 35a de la oreja de murciélago 35 está formado para ser inferior a 151 grados.
En el presente caso, el ángulo 0' puede significar un ángulo formado por una primera línea virtual L1 correspondiente a la parte plegable 339 y una segunda línea virtual L2 correspondiente al borde interior 35a de la oreja de murciélago 35. En particular, la primera línea L1 y la segunda línea L2 pueden determinarse a través del análisis de imágenes. Por ejemplo, la primera línea L1 y la segunda línea L2 pueden extraerse conectando una pluralidad de puntos de borde identificados dentro de una región de interés (ROI) en el dispositivo de visión. Por consiguiente, incluso cuando la parte plegable 339 o el borde interno 35a de la oreja de murciélago 35 está parcialmente doblado o curvado, la primera línea L1 y la segunda línea L2 pueden estar claramente definidas. Dado que el análisis de imágenes es una técnica bien conocida, se omitirá una descripción detallada del mismo.
Por lo tanto, como se ilustra en la Figura 28, cuando la batería secundaria 3 está alojada en el alojamiento 51, el alojamiento 51 y la parte plegable 339 están separadas un gran espacio d' (por ejemplo, de más de 1,5 mm) entre sí por la oreja de murciélago 35. Por lo tanto, el espacio d' puede interferir con el enfriamiento de la placa de enfriamiento y, por lo tanto, puede reducirse la eficiencia de enfriamiento. Para solucionar este problema, se inyecta un material de transferencia de calor 52 en el espacio entre la placa de enfriamiento y la parte plegable 339 de la batería secundaria 1 y, por lo tanto, la placa de enfriamiento enfría la parte plegable 139 a través del material de transferencia de calor 52. Por ejemplo, el material de transferencia de calor 52 puede ser grasa térmica.
Sin embargo, si el tamaño de la oreja de murciélago 15 es grande, el coste aumenta porque tiene que inyectarse una gran cantidad del material de transferencia de calor 52, y dado que el espacio d' entre la placa de enfriamiento y la parte plegable 139 es grande, la eficiencia de enfriamiento sigue siendo baja.
De forma adicional, cuando el proceso de desgasificación se realiza a través del orificio de desgasificación H, como se ilustra en la Figura 29 mientras se reduce la presión interna de la carcasa de batería 33, la parte plegable 339 de la carcasa de batería 33 está en estrecho contacto con el conjunto de electrodos 10. Sin embargo, existe un límite en la reducción del espacio libre CL' en la técnica relacionada, y la anchura de la parte plegable 339 también se forma grande. Por consiguiente, el espacio 37 entre la pared exterior 338 de la parte de copa 333 y el conjunto de electrodos 10 está formado para ser grande, y existe el problema de que se reduce la densidad de energía en relación con el volumen de la batería secundaria 3. Asimismo, dado que la distancia entre el conjunto de electrodos 10 y la grasa térmica 52 también aumenta, existe el problema de que la eficiencia de enfriamiento se reduce aún más.
La Figura 30 es una vista frontal ampliada que ilustra un estado en el que una batería secundaria 1 está alojada en una alojamiento 51 de un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente invención, y la Figura 31 es una vista lateral ampliada que ilustra un estado en el que la batería secundaria 1 está alojada en el alojamiento 51 del módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente invención.
La batería secundaria de tipo bolsa 1 de acuerdo con una realización de la presente invención incluye: un conjunto de electrodos 10 en el que se apilan los electrodos 101 y los separadores 102; y una carcasa de batería de tipo bolsa 13 que tiene una parte de copa 133 que aloja el conjunto de electrodos 10 en su interior, en donde la carcasa de batería 13 incluye: una primera carcasa 131 y una segunda carcasa 132, en la que se forma una parte de copa 133 en al menos una de la primera y segunda carcasas; una parte plegable 139 para conectar integralmente la primera carcasa 131 a la segunda carcasa 132; y una oreja de murciélago 15 que sobresale hacia fuera desde una porción de ambos extremos de la parte plegable 139, en donde la oreja de murciélago 15 tiene una longitud d de 1,5 mm o menos.
De forma adicional, se puede formar un ángulo 0 entre la parte plegable 139 y el borde interior 15a de la oreja de murciélago 15 para que sea mayor de 151 grados. También, el ángulo 0 puede ser de 180 grados o menos. También, cuando el ángulo 0 es de 180 grados, puede significar un estado en el que la oreja de murciélago 15 no existe.
En el presente caso, el ángulo 0' puede significar un ángulo formado por una primera línea virtual L1 correspondiente a la parte plegable 139 y una segunda línea virtual L2 correspondiente al borde interior 15a de la oreja de murciélago 15. La descripción de la primera línea L1 y la segunda línea L2 se derivará de la descripción anterior. Un módulo de batería 5 de acuerdo con una realización de la presente invención incluye: una batería secundaria de tipo bolsa en la que un conjunto de electrodos 10, en el que se apilan los electrodos 101 y los separadores 102, se aloja en una parte de copa 133 formada en una carcasa de batería de tipo bolsa 13; y un alojamiento 51 en el que se aloja la batería secundaria 1, en donde la carcasa de batería 13 incluye: una primera carcasa 131 y una segunda carcasa 132, en el que se forma una parte de copa 133 en uno de la primera y segunda carcasas; una parte plegable 139 para conectar integralmente la primera carcasa 131 a la segunda carcasa 132; y una oreja de murciélago 15 que sobresale hacia fuera desde una porción de ambos extremos de la parte plegable 139, en donde la oreja de murciélago 15 tiene una longitud d de 1,5 mm o menos.
Como se ha descrito anteriormente, la oreja de murciélago 15 está formada para sobresalir hacia fuera desde una porción de ambos extremos de la parte plegable 139 plegando el puente 136. De acuerdo con una realización de la presente invención, una longitud de tal oreja de murciélago 15 puede ser de 1,5 mm o menos, en particular 1 mm o menos. La longitud de la oreja de murciélago 15 puede ser una longitud medida desde la pared exterior 1381 del lado de la parte plegable 139 hasta el extremo más exterior de la oreja de murciélago 15. En este caso, como se ha descrito anteriormente, la pared exterior 1381 del borde de la parte plegable 139 puede tener un ángulo de inclinación de 90° a 95° desde la parte inferior 1332 debido al espacio libre CL. Al considerar esto, como un ejemplo de medición de la oreja de murciélago, la longitud de la oreja de murciélago 15 puede ser una longitud medida desde la porción sobresaliente más exterior de la pared exterior 1381 del lado de la parte plegable 139 hasta el extremo más exterior de la oreja de murciélago 15.
La longitud de la oreja de murciélago 15 puede medirse en contacto directo con la batería secundaria 1 usando una regla o calibradores vernier, o puede medirse sin contacto usando un sensor de desplazamiento láser o un sensor de visión.
Como se ha descrito anteriormente, se describe un método para medir la longitud de la oreja de murciélago como un ejemplo, y solo el caso en el que el método se limita al método de medición anterior no se incluye en el alcance de la presente invención. La longitud de la oreja de murciélago puede ser la longitud de la oreja de murciélago en el sentido de la presente invención siempre que esté dentro del alcance de las reivindicaciones de la presente invención.
De acuerdo con una realización de la presente invención, a medida que se mejora la moldeabilidad de la película de bolsa 135, el espesor t del puente 136 se forma para que sea más delgado, y el radio de curvatura R2 del borde 1611 de la parte de copa 133 y el espacio libre CL se pueden formar para que sean más pequeños.
Por consiguiente, mientras se moldea la profundidad D de la parte de copa 133 a 3 mm o más, particularmente 6,5 mm 0 más, la longitud d de la oreja de murciélago 15 también puede reducirse aún más a 1,5 mm o menos, particularmente 1 mm o menos. Por lo tanto, como se ilustra en la Figura 30, un intervalo d entre el alojamiento 51 y la parte plegable 139 puede estrecharse a 1,5 mm o menos. Como resultado, el espesor del material de transferencia de calor 52 dentro del alojamiento 51 puede ser de 1,5 mm o menos y, por lo tanto, la cantidad de inyección de grasa térmica 52 puede reducirse aún más para reducir los costes y mejorar la eficiencia de enfriamiento.
De forma adicional, como se ilustra en la Figura 31, el espacio libre CL puede hacerse más pequeño y la anchura FW de la parte plegable 139 puede hacerse más pequeña. Por consiguiente, el espacio 17 entre la pared exterior 138 de la parte de copa 133 y el conjunto de electrodos 10 se reduce y, por lo tanto, la densidad de energía en relación con el volumen de la batería secundaria 1 puede aumentar. De forma adicional, dado que la distancia entre el conjunto de electrodos 10 y la grasa térmica 52 también se reduce, la eficiencia de enfriamiento puede aumentar aún más.
Aquellos con experiencia ordinaria en elcampo técnicode la presente invención entenderán que la presente invención se puede llevar a cabo en otras formas específicas sin cambiar la idea técnica o las características esenciales. Por lo tanto, las realizaciones descritas anteriormente deben considerarse ilustrativas y no restrictivas. Por consiguiente, el alcance de la presente invención está definido por las reivindicaciones adjuntas en lugar de por la descripción anterior y las realizaciones ilustrativas descritas en la misma.
Descripción de los símbolos
1: Batería secundaria 2: Dispositivo de moldeo
3: Batería secundaria de acuerdo con la técnica
relacionada
4: dispositivo de inspección
5: Módulo de electrodo 10: Conjunto de electrodos
11: Lengüeta de electrodo 12: Terminal de electrodo
13: Carcasa de batería 14: Parte de aislamiento
15: Oreja de murciélago 16: Borde
17: Espacio 22: Matriz 33: Punzón 33: Carcasa de batería de acuerdo con la técnica relacionada
35: Oreja de murciélago de acuerdo con la técnica 36: Borde de acuerdo con la técnica relacionada relacionada
37: Espacio de acuerdo con la técnica relacionada 38: Cinta de acuerdo con la técnica relacionada 41: Sensor de visión 42: Controlador
43: Parte de visualización 44: Parte de almacenamiento
45: Parte de alarma 51: Alojamiento
52: Grasa térmica 101: Electrodo
102: Separador 111: Lengüeta de electrodo positivo
112: Lengüeta de electrodo negativo 121: Terminal de electrodo positivo
122: Terminal de electrodo negativo 131: Primera carcasa
132: Segunda carcasa 133: Parte de copa
134: Lado 135: Película de bolsa
136: Puente 137: Parte de desgasificación
138: Pared exterior 139: Parte plegable
161: Borde de punzón 162: Borde de matriz
163: Borde de espesor 164: Esquina
211: Parte de moldeo 212: Pared divisoria
213: Borde de matriz 221: Borde de punzón
333: Parte de copa de acuerdo con la técnica 334: Lado de acuerdo con la técnica relacionada relacionada
336: Puente de acuerdo con la técnica relacionada 337: Parte de desgasificación de acuerdo con la técnica relacionada
338: Pared exterior de acuerdo con la técnica 339: Parte plegable de acuerdo con la técnica relacionada relacionada
361: Borde de punzón de acuerdo con la técnica 362: Borde de matriz de acuerdo con la técnica relacionada relacionada
421: Parte de extracción de contorno 422: Parte de análisis de imagen
423: Parte de establecimiento de línea de referencia 424: Parte de cálculo de distancia 425: Parte de determinación de deserción 1021: Porción periférica
1331: Espacio de alojamiento 1332: Parte inferior
1333: Pared exterior 1340: Parte de sellado temporal 1341: Parte de sellado 1342: Parte sin sellado
1343: Extremo exterior 1344: Primera parte plegable
1345: Segunda parte plegable 1351: Capa de sellador
1352: Capa de barrera contra humedad 1353: Capa de protección superficial 1354: Capa de ayuda al alargamiento 1371: Borde
1381: Pared exterior del lado del puente 1382: Pared exterior del lado de la parte de desgasificación
1391: Ranura 1611: Borde de punzón del lado del puente 1612: Borde de punzón del lado de la parte de 1613: Primer borde de punzón desgasificación
1614: Segundo borde de punzón

Claims (21)

REIVINDICACIONES
1. Una batería secundaria de tipo bolsa (1) que comprende:
un conjunto de electrodos (10) en el que se apilan electrodos (101) y separadores (102);
una carcasa de batería (13) que comprende una parte de copa (133) configurada para alojar el conjunto de electrodos en su interior,
en donde la carcasa de batería comprende:
una primera carcasa (131) y una segunda carcasa (132), de las que al menos una comprende la parte de copa; una parte plegable (139) que conecta integralmente la primera carcasa a la segunda carcasa; y
una oreja de murciélago (35) que sobresale hacia fuera desde una porción de cada uno de los extremos opuestos de la parte plegable,
en donde la oreja de murciélago tiene una longitud de 1,5 mm o menos,
caracterizada por que
la carcasa de batería se fabrica moldeando una película de bolsa, y la película de bolsa comprende:
una capa de sellador (1351) hecha de un primer polímero y formada en una capa más interna;
una capa de protección superficial (1353) hecha de un segundo polímero y formada en una capa más externa; y
una capa de barrera contra humedad (1352) apilada entre la capa de protección superficial y la capa de sellador, y
la capa de sellador tiene un espesor de entre aproximadamente 60 pm y 100 pm.
2. La batería secundaria de tipo bolsa de la reivindicación 1, en donde una longitud del extremo más externo de la oreja de murciélago desde una pared exterior del lado de la parte plegable es de 1,5 mm o menos.
3. La batería secundaria de tipo bolsa de la reivindicación 1, en donde un ángulo (0) entre la parte plegable y un borde interior de la oreja de murciélago es mayor que 151 grados.
4. La batería secundaria de tipo bolsa de la reivindicación 1, en donde la parte plegable comprende una ranura (1391) que está rebajada hacia dentro.
5. La batería secundaria de tipo bolsa de la reivindicación 4, en donde la carcasa de batería comprende un par de protuberancias que sobresalen hacia fuera con la ranura entre las mismas, y
una distancia entre una porción más interna de la ranura y una porción más externa de la protuberancia es de 0,8 mm o menos.
6. La batería secundaria de tipo bolsa de la reivindicación 1, en donde la parte de copa comprende una pluralidad de bordes de punzón (161), que conectan una pluralidad de paredes exteriores que rodean una periferia de la parte de copa a una parte inferior de la parte de copa, respectivamente, y
al menos uno de los bordes de punzón está redondeado.
7. La batería secundaria de tipo bolsa de la reivindicación 6, en donde el borde de punzón tiene un radio de curvatura que corresponde a entre aproximadamente 1/20 y 1/6 de una profundidad de la parte de copa.
8. La batería secundaria de tipo bolsa de la reivindicación 6, en donde la parte de copa comprende además un borde de espesor (163) configurado para conectar las dos paredes exteriores adyacentes entre sí, y
en donde el borde de espesor está conectado a los dos bordes de punzón adyacentes entre sí para formar esquinas.
9. La batería secundaria de tipo bolsa de la reivindicación 6, en donde al menos una de las esquinas está redondeada, y
las esquinas tienen un radio de curvatura igual o mayor que un radio de curvatura de al menos uno del borde de punzón o el borde de espesor.
10. La batería secundaria de tipo bolsa de la reivindicación 1, en donde cada una de la primera carcasa y la segunda carcasa comprende la parte de copa, y
la carcasa de batería de tipo bolsa comprende un puente (136) formado entre las dos partes de copa, en donde el puente es redondeado.
11. La batería secundaria de tipo bolsa de la reivindicación 1, en donde la parte de copa tiene una profundidad de aproximadamente 6,5 mm o más.
12. La batería secundaria de tipo bolsa de la reivindicación 1, en donde el conjunto de electrodos tiene un área de entre aproximadamente 15.000 mm2 y 100.000 mm2.
13. La batería secundaria de tipo bolsa de la reivindicación 1,
en donde la capa de barrera contra humedad se forma como una película fina de aleación de aluminio que tiene un espesor de entre aproximadamente 50 pm y 80 pm.
14. La batería secundaria de tipo bolsa de la reivindicación 13, en donde un tamaño de grano de la barrera contra humedad está entre aproximadamente 10 pm y 13 pm.
15. La batería secundaria de tipo bolsa de la reivindicación 1, en donde la película fina de aleación de aluminio comprende una aleación de aluminio AA8021.
16. La batería secundaria de tipo bolsa de la reivindicación 1, en donde la película fina de aleación de aluminio contiene del 1,3 % en peso al 1,7 % en peso de hierro y del 0,2 % en peso o menos de silicio.
17. La batería secundaria de tipo bolsa de la reivindicación 1, en donde la capa de barrera contra humedad tiene un espesor entre aproximadamente 55 pm y 65 pm, y
la capa de sellador tiene un espesor de entre aproximadamente 75 pm y 85 pm.
18. La batería secundaria de tipo bolsa de la reivindicación 1, que comprende además una capa de ayuda al alargamiento (1354) hecha de un tercer polímero y apilada entre la capa de protección superficial y la capa de barrera contra humedad.
19. La batería secundaria de tipo bolsa de la reivindicación 16, en donde la capa de ayuda al alargamiento tiene un espesor de entre aproximadamente 20 pm y 50 pm.
20. Una batería secundaria de tipo bolsa (1) que comprende:
un conjunto de electrodos (10) en el que se apilan electrodos (101) y separadores (102);
una carcasa de batería (13) que comprende una parte de copa (133) configurada para alojar el conjunto de electrodos en su interior,
en donde la carcasa de batería comprende:
una primera carcasa (131) y una segunda carcasa (132), de las que al menos una comprende la parte de copa; una parte plegable (139) que conecta integralmente la primera carcasa a la segunda carcasa; y
una oreja de murciélago (15) que sobresale hacia fuera desde una porción de cada uno de los extremos opuestos de la parte plegable,
en donde un ángulo (0) entre la parte plegable y un borde interior de la oreja de murciélago es mayor que 151 grados,
caracterizada por que
la carcasa de batería se fabrica moldeando una película de bolsa, y la película de bolsa comprende:
una capa de sellador (1351) hecha de un primer polímero y formada en una capa más interna;
una capa de protección superficial (1353) hecha de un segundo polímero y formada en una capa más externa; y
una capa de barrera contra humedad (1352) apilada entre la capa de protección superficial y la capa de sellador, y
la capa de sellador tiene un espesor de entre aproximadamente 60 pm y 100 pm.
21. Un módulo de batería (5) que comprende:
una batería secundaria de tipo bolsa (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20; y un alojamiento (51) que aloja la batería secundaria.
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