ES3052644T3 - Secondary battery - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una batería secundaria cilíndrica que incluye un elemento poroso que permite la ventilación de un gas activado. Su propósito es eliminar el gas activado generado dentro de la carcasa de la batería durante su activación o uso. En particular, la presente invención propone una batería secundaria en la que se añade un elemento poroso entre el conjunto de tapa y una junta, de modo que el gas generado dentro de la carcasa se descarga al exterior a través del elemento poroso. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Batería secundaria

[0003] Campo técnico

[0004] La presente invención se refiere a una batería secundaria y, más específicamente, a una batería secundaria que presenta un elemento poroso capaz de ventilar gases.

[0005] Tecnología anterior de la invención

[0006] Según la forma de la carcasa de la batería, la batería secundaria se clasifica en una batería cilíndrica o una batería prismática en la que un conjunto de electrodos está incluido en un recipiente cilíndrico o prismático, y una batería de tipo bolsa en la que el conjunto de electrodos está incluido en una carcasa de tipo bolsa constituida de una hoja laminada de aluminio. Entre ellos, la batería cilíndrica presenta la ventaja de poseer una capacidad relativamente grande y estabilidad estructural.

[0007] Además, el conjunto de electrodos integrado en la carcasa de la batería es un dispositivo generador de energía capaz de cargarse y descargarse con una estructura apilada de electrodo positivo/separador/electrodo negativo. El conjunto de electrodos se clasifica en tipo de rollo de gelatina, en el que se enrollan un electrodo positivo y un electrodo negativo de tipo lámina larga con un separador interpuesto entre ellos, y tipo pila, en el que se apilan secuencialmente una pluralidad de electrodos positivos y negativos con un tamaño predeterminado con un separador interpuesto entre ellos. De entre ellos, el conjunto de electrodos de tipo rollo de gelatina presenta las ventajas de ser fácil de fabricar y de que presenta una alta densidad de energía por unidad de peso.

[0008] La batería secundaria cilíndrica se fabrica mediante el alojamiento de un conjunto de electrodos de tipo rollo de gelatina en una carcasa cilíndrica, inyectando un electrolito en la carcasa cilíndrica y después acoplando una tapa en la que se ha conformado un terminal de electrodo en la parte superior abierta de la carcasa.

[0009] Por otro lado, puede generarse una gran cantidad de gases durante el proceso de activación de la batería secundaria, y la gran cantidad de gases generada puede deteriorar el rendimiento de la batería secundaria y provocar problemas de seguridad.

[0010] En general, las baterías secundarias de tipo bolsa y las baterías secundarias prismáticas eliminan los gases por adelantado mediante la adición de un proceso de descarga de gases de activación durante el proceso de fabricación. Sin embargo, por otro lado, la batería secundaria cilíndrica adolece del problema de que no se puede utilizar un proceso de descarga de gases de activación debido a las características estructurales dictadas por el mantenimiento del sellado hermético después de la inyección de electrolito.

[0011] Las baterías secundarias cilíndricas en las que los gases de activación no se descargan por separado durante el proceso de fabricación a través del proceso de descarga de gases de activación pueden incrementar fácilmente la presión interna durante el uso real, lo que puede provocar un accidente grave, tal como la explosión de la batería. Por lo tanto, existe la necesidad de desarrollar una batería secundaria cilíndrica que presente una nueva estructura que pueda resolver el problema del incremento de la presión interna de la batería cilíndrica.

[0012] Documentos de la técnica anterior

[0013] La publicación de patente coreana n.º 10-2012-0052586, documento n.º WO2015/079672 A1 divulga una batería cilíndrica que incluye un elemento de generación de energía, una carcasa de batería cilíndrica inferior para alojar el elemento de generación de energía, y una placa de sellado del conjunto para sellar la parte de apertura de la carcasa de la batería, en donde la placa de sellado del conjunto presenta un espacio hermético, por lo menos una parte del cual está constituido por un mecanismo de corte de corriente.

[0014] El documento n.º US2011/171507A1 divulga una batería secundaria según el preámbulo de la reivindicación independiente 1.

[0015] Descripción de la invención

[0016] Problema técnico

[0017] Por lo tanto, la presente invención se ha concebido para resolver los problemas mencionados anteriormente, y se refiere a la provisión de una batería secundaria capaz de eliminar fácilmente gases de activación generados dentro de un recipiente de batería en el que se aloja un conjunto de electrodos durante el proceso de activación o la utilización de la batería secundaria.

[0018] Otros objetos y ventajas de la presente invención pueden entenderse a partir de la siguiente descripción y se entenderán más claramente a partir de las realizaciones de ejemplo de la presente invención. Además, los objetivos y ventajas de la presente invención pueden entenderse fácilmente que se realicen mediante los medios y combinaciones indicados en el alcance según las reivindicaciones de la patente.

[0019] Solución técnica

[0020] Según la presente invención, se proporciona una batería secundaria que incluye: un conjunto de electrodos, un recipiente de batería en el que se aloja el conjunto de electrodos; un conjunto de tapa que incluye una placa de tapa superior que forma un terminal positivo y que está dispuesto sobre el recipiente de batería, y una junta que circunda el borde del conjunto de tapa e interpuesta entre el recipiente de batería y el conjunto de tapa, en donde la batería secundaria incluye, además, un elemento dispuesto entre el conjunto de tapa y la junta, en donde el elemento es poroso con el fin de descargar al exterior los gases generados en el recipiente de batería.

[0021] Además, el conjunto de la tapa incluye, además, una válvula de seguridad acoplada a una parte inferior de la placa superior de la tapa y tiene una forma que sobresale hacia abajo, y la válvula de seguridad puede sobresalir hacia arriba y romperse cuando la presión dentro de la batería se incrementa hasta superar una presión preestablecida. Adicionalmente, el conjunto de la tapa incluye, además, un elemento de bloqueo de corriente que presenta por lo menos una parte de una parte superior conectada eléctricamente a la placa superior de la tapa y una parte inferior conectada eléctricamente al conjunto de electrodos, y el elemento de bloqueo de corriente puede bloquear la conexión eléctrica con por lo menos uno de la placa superior de la tapa y el conjunto de electrodos cuando la presión interior del recipiente de batería supera una presión preestablecida.

[0022] Específicamente, el elemento poroso puede estar acoplado a por lo menos una de una superficie circunferencial interna de la junta orientada hacia el conjunto de la tapa y una superficie circunferencial externa del conjunto de la tapa orientada hacia la junta.

[0023] Más específicamente, el elemento poroso puede estar adicionalmente interpuesto en la superficie circunferencial exterior de la junta opuesta al recipiente de batería.

[0024] Según una realización de ejemplo, el elemento poroso puede ser una película porosa que rodea el borde de la junta o el conjunto de la tapa.

[0025] Según otra realización de ejemplo, el elemento poroso puede ser una capa de recubrimiento poroso aplicada en el borde de la junta o en el conjunto de la tapa.

[0026] Según otra realización de ejemplo, el elemento poroso puede ser un anillo poroso que se extiende por la circunferencia de la junta y el conjunto de la tapa.

[0027] Específicamente, la película porosa, la capa de recubrimiento poroso y el anillo poroso pueden presentar cada uno un grosor de 0,1 mm a 1,0 mm.

[0028] Además, el elemento poroso puede presentar un tamaño de poro de 0,05 µm a 5,0 µm, y una permeabilidad al aire a 1 kPa de 0,05 cm<3>/cm<2>*s a 10 cm<3>/cm<2>*s.

[0029] Por otro lado, la junta puede incluir una parte de soporte lateral orientada hacia la parte lateral del conjunto de la tapa y una parte de flexión horizontal que se extiende desde los extremos superior e inferior de la parte de soporte lateral y se dobla hacia el conjunto de la tapa para contactar las superficies superior e inferior del conjunto de la tapa, en donde por lo menos uno o más anillos porosos pueden estar dispuestos entre la parte de flexión horizontal de la junta y la superficie superior del conjunto de la tapa y entre la parte de flexión horizontal de la junta y la superficie inferior del conjunto de la tapa, respectivamente.

[0030] Por otro lado, puede formarse un paso de descarga de gases conectado al anillo poroso entre una superficie circunferencial interna de la junta y una superficie circunferencial externa del conjunto de la tapa opuesta a la superficie circunferencial interna de la junta.

[0031] Específicamente, se puede formar una ranura de ventilación en la superficie circunferencial interna de la junta que se extiende total o parcialmente en la superficie circunferencial interna de la junta, en donde puede formarse el paso de descarga de gases entre la ranura de ventilación y la superficie circunferencial externa del conjunto de tapa.

[0032] Más específicamente, las ranuras de ventilación formadas por extensión parcial pueden formarse espaciadas en la superficie circunferencial interna de la junta por una distancia predeterminada.

[0033] Además, se puede formar una parte cóncava espaciada por la superficie circunferencial exterior del conjunto de la tapa por una distancia predeterminada, en donde puede formarse el paso de descarga de gases entre la parte cóncava y la superficie circunferencial interna de la junta.

[0034] Efectos ventajosos

[0035] Según la presente invención, es posible prevenir un fenómeno en el que la presión en el interior de una batería secundaria se incrementa debido a los gases generados en la batería secundaria y se deforma externamente el recipiente de batería.

[0036] Además, según la presente invención, es posible prevenir eficazmente accidentes tales como la explosión de una batería secundaria debido a un incremento de la presión interna de la batería secundaria.

[0037] Breve descripción de los dibujos

[0038] La FIG. 1 es una vista en perspectiva de despiece y una vista parcial en sección transversal de una batería secundaria de la presente invención.

[0039] La FIG.2 muestra un recipiente de batería incluido en la batería secundaria de la presente invención y un ejemplo modificado del mismo.

[0040] La FIG.3 es una vista en perspectiva y una vista parcial en sección transversal de un conjunto de tapa incluido en una batería secundaria según una primera realización de la presente invención y una junta acoplada al mismo. La FIG.4 es una vista en perspectiva y una vista parcial en sección transversal de un conjunto de tapa incluido en una batería secundaria según una segunda realización de la presente invención y una junta acoplada al mismo. La FIG.5 es una vista en perspectiva y una vista parcial en sección transversal de un conjunto de tapa incluido en una batería secundaria según una tercera realización de la presente invención y una junta acoplada al mismo. La FIG.6 es una vista en perspectiva y una vista parcial en sección transversal de un anillo poroso incluido en una batería secundaria según una cuarta realización de la presente invención.

[0041] La FIG.7 es una vista en perspectiva y una vista parcial en sección transversal de un conjunto de tapa incluido en una batería secundaria según una cuarta realización de la presente invención y una junta acoplada al mismo. La FIG.8 es una vista en perspectiva y una vista parcial en sección transversal de una junta incluida en una batería secundaria según una quinta realización de la presente invención.

[0042] La FIG.9 es una vista en sección transversal y una vista parcialmente ampliada de una batería secundaria según una quinta realización de la presente invención.

[0043] La FIG. 10 es una vista en perspectiva y una vista parcial en sección transversal de una junta incluida en una batería secundaria según una sexta realización de la presente invención.

[0044] La FIG.11 es una vista en sección transversal y una vista parcialmente ampliada de una batería secundaria según una sexta realización de la presente invención.

[0045] La FIG.12 es una vista en perspectiva de despiece de un conjunto de tapa de una batería secundaria según una séptima realización de la presente invención.

[0046] La FIG.13 es una vista en sección transversal y una vista parcialmente ampliada de una batería secundaria según una séptima realización de la presente invención.

[0047] Mejor modo de llevar a cabo la invención

[0048] A continuación, se describirá detalladamente la configuración detallada de la presente invención en referencia a los dibujos adjuntos y a diversas realizaciones. Las realizaciones de ejemplo descritas posteriormente son ilustrativas para ayudar a comprender la presente invención, y los dibujos adjuntos no están a escala y las dimensiones de algunos componentes pueden estar exageradas para ayudar a comprender la presente invención.

[0049] Debido a que la presente invención puede presentar diversos cambios y diversas formas, se ilustran realizaciones de ejemplo específicas en los dibujos y se describen en detalle en el texto.

[0050] La FIG.1 es una vista en perspectiva de despiece y una vista parcial en sección transversal de una batería secundaria de la presente invención.

[0051] En referencia a la FIG.1, una batería secundaria según la presente invención incluye un conjunto de electrodos 200, un recipiente 300 de batería, un conjunto de tapa 100 y una junta 120.

[0052] El conjunto de electrodos 200 está alojado en el recipiente 300 de batería con una placa de electrodo positivo y una placa de electrodo negativo dispuestas con un separador interpuesto entre ellas. En el presente documento, el conjunto de electrodos 200 también se denomina «rollo de gelatina» (en inglés, «jelly-roll») debido a que está enrollado y dispuesto en forma de un rollo de gelatina. Las placas de electrodos del conjunto de electrodos 200 se forman como una estructura en la que se aplica una suspensión de material activo sobre un colector de corriente, y la suspensión puede formarse habitualmente mediante agitación de un material activo, un conductor, un aglutinante, un plastificante, etc. en un solvente. Resulta preferente que haya una parte no recubierta en la que no se aplique la suspensión al principio y al final del colector de corriente en la dirección en la que se enrollan las placas de electrodos, y puede unirse un conductor de electrodo 210 correspondiente a cada placa de electrodo a la parte no recubierta. En general, un conductor positivo se conecta a la parte superior del conjunto de electrodos 200 para que esté eléctricamente conectado a una placa de tapa superior 110, y un conductor negativo se conecta a la parte inferior del conjunto de electrodos 200 para que esté eléctricamente conectado al fondo del recipiente 300 de la batería 300.

[0053] Por otro lado, una placa aislante eléctrica 400 puede estar dispuesta en la parte superior del conjunto de electrodos 200, y la placa aislante 400 sirve para aislar entre el conjunto de electrodos 200 y la placa de tapa superior 110. El recipiente 300 de batería está constituido de un material metálico conductor ligero, tal como aluminio, acero inoxidable o una aleación de los mismos, y presenta una estructura cilíndrica con una parte abierta con la parte superior abierta y una parte inferior sellada opuesta a esta. Un electrolito se aloja junto con el conjunto de electrodos 200 en el espacio interior del recipiente 300 de batería.

[0054] Puede formarse una parte de reborde 310 para montar el conjunto de tapa 100 en la parte superior del recipiente 300 de batería. La parte de reborde 310 está rebajada en el interior entre el conjunto de tapa 100 y el conjunto de electrodo 200, y más específicamente, la parte inferior del conjunto de tapa 100 está asentada y fijada en la parte superior de la superficie interior con rebaje de la parte de reborde 310, y la parte terminal superior del conjunto de electrodo 200 puede estar posicionada en la parte inferior de la superficie interior con rebaje de la parte de reborde 310.

[0055] La FIG.2 muestra un recipiente 300 de batería incluido en la batería secundaria de la presente invención y un ejemplo modificado del mismo.

[0056] En referencia a la FIG.2(a), una parte de reborde 310 con rebaje hacia el interior en la parte superior del recipiente 300 de la batería se extiende por la circunferencia del recipiente 300 de la batería. Sin embargo, el recipiente 300 de batería de la presente invención no se encuentra limitado a ello, y la parte de reborde 310 puede no formarse en el recipiente 300 de batería de la presente invención, tal como se muestra en la FIG.2(b). En este caso, se puede formar una parte saliente (no mostrada) en la superficie interior del recipiente 300 de la batería que sobresalga una longitud determinada para que el conjunto de la tapa 100 pueda asentarse sobre ella.

[0057] Para facilitar la comprensión, la presente invención se describirá basándose en el recipiente 300 de batería en el que se forma la parte de reborde 310.

[0058] Después de que el conjunto de tapa 100 se inserte y se asiente dentro del recipiente 300 de batería, el extremo superior del recipiente 300 de batería se dobla hacia el conjunto de tapa 100 para formar una parte de engaste 320. La parte de engaste 320 sirve para presionar y fijar la superficie superior del conjunto de tapa 100 a fin de evitar que el conjunto de tapa superior 100 se escape al exterior, y al mismo tiempo para sellar completamente la batería secundaria respecto del exterior. Específicamente, la parte de engaste 320 está formada por el extremo superior del recipiente 300 de la batería que cubre y presiona la superficie superior de la junta 120 que circunda la parte de reborde de la placa de tapa superior 110.

[0059] El conjunto de tapa 100 de la presente invención está insertado en el recipiente 300 de batería y está situado en la parte superior del recipiente 300 de batería.

[0060] El conjunto de tapa 100 incluye una placa de tapa superior 110 dispuesta en la parte superior para formar un terminal de electrodo positivo. Más específicamente, la placa de tapa superior 110 está dispuesta de forma que sobresale hacia arriba desde la parte más alta del conjunto de tapa 100 y forma un terminal positivo. De acuerdo con lo anterior, la placa superior de tapa 110 conecta eléctricamente la batería secundaria al exterior.

[0061] La placa de tapa superior 110 puede estar formada de un material metálico, tal como acero inoxidable o aluminio, teniendo en cuenta la resistencia y la conductividad.

[0062] Tal como se ilustra, la placa de la tapa superior 110 presenta una forma en la que una parte central está sobresalida, y una superficie lateral de la parte central sobresaliente presenta una superficie inclinada que está formada a lo largo del borde de la parte central sobresaliente.

[0063] La parte del borde de la placa de la tapa superior 110 puede estar diseñada para mantenerse al nivel con el fondo del recipiente 300 de la batería, aunque ello no se encuentra limitado.

[0064] El diámetro de la placa de tapa superior 110 es preferentemente igual o ligeramente menor que el diámetro interior del recipiente 300 de la batería para que la placa de tapa superior pueda insertarse en el recipiente 300 de la batería. Se puede formar un orificio para gases 111 a través del cual se pueden descargar gases en la placa de tapa superior 110. El orificio para gases 111 puede formarse, por ejemplo, en una superficie lateral de la parte central sobresaliente de la placa de tapa superior 110, es decir, en una superficie inclinada. Específicamente, una válvula de seguridad 140 que bloquea un espacio interior conectado al orificio para gases 111 desde el conjunto de electrodos 200 puede proporcionarse adicionalmente en el interior del conjunto de tapa 100.

[0065] La válvula de seguridad 140 está acoplada a la parte inferior de la placa de tapa superior 110, y presenta una forma que sobresale hacia abajo.

[0066] La válvula de seguridad 140 sirve para expulsar gases al exterior al sobresalir hacia arriba y romperse cuando la presión en el interior de la batería secundaria supera una presión preestablecida.

[0067] En condiciones normales, los gases generados dentro de la batería secundaria no puede ser expulsados a través del orificio para gases 111 debido a la válvula de seguridad 140. Sin embargo, cuando se produce un fenómeno anormal en el conjunto de electrodos 200 y se genera una cantidad excesiva de gases y la presión de los gases supera un valor determinado, la válvula de seguridad 140 se rompe para expulsar los gases acumulados en el interior hacia el exterior, y se puede prevenir la explosión de la batería secundaria.

[0068] Tal como se ha descrito anteriormente, la válvula de seguridad 140 está configurada para romperse cuando la presión de los gases en el interior de la batería secundaria se incrementa hasta un nivel determinado. Por ejemplo, la válvula de seguridad puede romperse cuando la presión de los gases en el interior de la batería secundaria es de 12 kgf/cm<2>a 25 kgf/cm<2>.

[0069] El conjunto de tapa 100 de la presente invención puede incluir, además, un elemento de bloqueo de corriente 150. El elemento de bloqueo de corriente 150 es un componente del conjunto de tapa 100 en el que por lo menos una parte de la parte superior del elemento de bloqueo de corriente 150 está conectado a la parte inferior de la válvula de seguridad 140. Más específicamente, el elemento de bloqueo de corriente 150 está dispuesto entre la válvula de seguridad 140 y el conjunto de electrodos 200.

[0070] El elemento de bloqueo de corriente 150 puede bloquear la conexión eléctrica con por lo menos uno de la placa de tapa superior 110 y el conjunto de electrodos 200 cuando la presión en el interior del recipiente 300 de la batería se incrementa por encima de una presión preestablecida. Específicamente, en un estado normal, la parte inferior sobresaliente de la válvula de seguridad 140 está en contacto con el elemento de bloqueo de corriente 150, pero cuando la presión interna (presión de gas) se incrementa debido a la generación de gases y se invierte la forma de la válvula de seguridad 140, puede bloquearse la conexión eléctrica entre el elemento de bloqueo de corriente 150 y la válvula de seguridad 140. Además, la parte inferior del elemento de bloqueo de corriente 150 puede estar conectada al conjunto de electrodos 200 a través de un conductor de electrodo 210. Por lo tanto, en un estado normal, el elemento de bloqueo de corriente 150 permite un flujo de corriente entre el conjunto de electrodos 200 y la válvula de seguridad 140. El elemento de bloqueo de corriente 150 puede deformarse o dañarse junto con la válvula de seguridad 140 debido a un incremento de la presión interna de la batería secundaria, y como resultado, puede resultar bloqueada la conexión eléctrica con el conjunto de electrodos 200.

[0071] El conjunto de tapa 100 de la presente invención puede incluir, además, un elemento de seguridad (no mostrado) proporcionado en la parte inferior de la placa superior de la tapa 110. Preferentemente, el elemento de seguridad está interpuesto entre la placa de tapa superior 110 y la válvula de seguridad 140, y conecta eléctricamente la placa de tapa superior 110 y la válvula de seguridad 140. El elemento de seguridad está destinado a bloquear el flujo de la corriente en el interior de la batería debido al sobrecalentamiento de la misma, y puede estar formado, por ejemplo, por un elemento PTC (coeficiente de temperatura positivo).

[0072] Tal como se muestra en la FIG.1(a), la junta 120 circunda el borde del conjunto de tapa 100 y está interpuesto entre el recipiente 300 de la batería y el conjunto de tapa 100.

[0073] La junta 120 puede estar constituida de un material que presenta aislamiento eléctrico, resistencia al impacto, elasticidad y durabilidad, por ejemplo, una poliolefina o un polipropileno.

[0074] La junta 120 aísla el conjunto de tapa 100 de estar conectado eléctricamente al recipiente 300 de la batería. Además, la junta 120 evita que el electrolito almacenado en el recipiente 300 de la batería se filtre a través de un pequeño espacio entre el conjunto de tapa 100 y el recipiente 300 de la batería.

[0075] La junta 120 puede dividirse principalmente en una parte de soporte lateral 120a y una parte de flexión horizontal 120b. Específicamente, la parte de soporte lateral 120a está orientada hacia el lado del conjunto de tapa 100, y la parte de flexión horizontal 120b se extiende desde las partes superior e inferior de la parte de soporte lateral 120a y está doblada hacia el conjunto de la tapa 100 para estar en contacto con las superficies superior e inferior del conjunto de la tapa 100. La parte de soporte lateral 120a de la junta 120 soporta y circunda la superficie lateral del conjunto de tapa 100, y la parte de flexión horizontal 120b que se extiende desde los extremos superior e inferior de la parte de soporte lateral 120a presiona cada superficie superior e inferior del borde del conjunto de tapa 100 para adherirse completamente al conjunto de tapa 100.

[0076] El elemento poroso 130 está dispuesto entre la junta 120 y la placa de tapa superior 110 para expulsar los gases generados en el recipiente 300 de la batería hacia el exterior.

[0077] El elemento poroso 130 incluye un material poroso para expulsar selectivamente los gases generados en el interior de la batería secundaria hacia el exterior.

[0078] El material del elemento poroso 130 incluye poros, y está constituido de un material capaz de dejar pasar selectivamente solo gases, a la vez que obstruye el flujo de líquidos a través de los poros. Por ejemplo, el elemento poroso 130 puede estar constituido de material de politetrafluoroetileno (PTFE) poroso. Sin embargo, resulta preferente que el tamaño de los poros del elemento poroso 130 esté diseñado para ser lo suficientemente pequeño como para permitir el paso únicamente de cuerpos gaseosos, tales como gases, y no permitir el paso del electrolito en el interior de la batería secundaria hacia el exterior. Por ejemplo, el tamaño de los poros es de 0,05 a 5,0 µm, y la permeabilidad al aire a 1 kPa es de 0,05 a 10 cm<3>/cm<2>*s.

[0079] El elemento poroso 130 puede fabricarse de forma independiente en forma de película o anillo circular. Alternativamente, el elemento poroso puede fabricarse mediante recubrimiento del mismo sobre la superficie de otro elemento. Más específicamente, el elemento poroso 130 de la presente invención puede presentar la forma de por lo menos uno de una película porosa, una capa de recubrimiento porosa y un anillo poroso 130a. En el presente documento, el grosor de la película porosa, la capa de recubrimiento poroso y el anillo poroso 130a es preferentemente de 0,1 mm a 1,0 mm, y más preferentemente de 0,3 mm a 0,8 mm, respectivamente. En el caso de que el grosor del elemento poroso 130 que presenta diversas formas sea inferior a 0,1 mm, una gran cantidad de gases no podrán moverse sin obstáculos, y en el caso de que el grosor del elemento poroso 130 supere 1,0 mm, el poder de sellado del electrolito líquido en el interior de la batería secundaria podría disminuir y deteriorarse la estabilidad estructural de la batería secundaria.

[0080] La batería secundaria de la presente invención puede presentar diversas formas dependiendo de la forma, estructura y posición de fijación del elemento poroso 130, la junta 120 y el conjunto de tapa 100.

[0081] La FIG.3 se refiere a una configuración relacionada con una batería secundaria según la primera realización; la FIG.

[0082] 4 se refiere a una configuración relacionada con una batería secundaria según la segunda realización; la FIG. 5 se refiere a una configuración relacionada con una batería secundaria según la tercera realización; las FIG. 6 a 7 se refieren a una configuración relacionada con una batería secundaria según la cuarta realización; las FIG. 8 a 9 se refieren a una configuración relacionada con una batería secundaria según la quinta realización; las FIG.10 y 11 se refieren a una configuración relacionada con una batería secundaria según la sexta realización; las FIG. 12 a 13 se refieren a una configuración relacionada con una batería secundaria según la séptima realización.

[0083] Modos para llevar a cabo la invención

[0084] Primera realización

[0085] El elemento poroso 130 incluido en la batería secundaria según la primera realización puede ser una película porosa en forma de película capaz de ser adherida a la superficie del conjunto de tapa 100 y la superficie de la junta 120 de manera que pueda ser interpuesto entre el conjunto de tapa 100 y la junta 120.

[0086] El elemento poroso 130 está interpuesto entre la junta 120 y el conjunto de tapa 100. Más específicamente, el elemento poroso 130 puede estar acoplado por lo menos a una entre una superficie circunferencial interna de la junta 120 orientada hacia el conjunto de tapa 100 y una superficie circunferencial externa del conjunto de tapa 100 orientada hacia la junta 120.

[0087] El elemento poroso 130 puede estar unido y acoplado a la superficie circunferencial interna de la junta 120 y extenderse a lo largo de la dirección circunferencial de la junta 120. En este caso, la junta 120 está acoplada al borde del conjunto de la tapa 100 en un estado en el que el elemento poroso 130 está unido a la superficie circunferencial interna de la junta 120.

[0088] La FIG.3 es una vista en perspectiva y una vista parcial en sección transversal de un conjunto de tapa 100 incluido en una batería secundaria según la primera realización de la presente invención y una junta 120 acoplada al mismo. Según la ilustración, el elemento poroso 130 está interpuesto entre el conjunto de tapa 100 y la junta 120. En el presente documento, el conjunto de tapa 100 y la junta 120 están separados entre sí por una distancia predeterminada por el elemento poroso 130.

[0089] El elemento poroso 130 está dispuesto en contacto con toda la superficie circunferencial interna de la parte de soporte lateral 120a y la parte de flexión horizontal 120b de la junta 120. En este caso, tal como se ilustra, el elemento poroso 130 puede formarse sobresaliendo una longitud predeterminada desde la parte terminal de la parte de flexión horizontal 120b de la junta 120.

[0090] El elemento poroso 130 sirve como un camino para que los gases se muevan entre el conjunto de tapa 100 y la junta 120. Es decir, los gases que frecuentemente se generan en el recipiente 300 de la batería se mueve a través del elemento poroso 130 interpuesto entre el conjunto de tapa 100 y la junta 120, y son expulsados al exterior al salir entre la placa de tapa superior 110 del conjunto de tapa 100 y la junta 120.

[0091] Segunda realización

[0092] El elemento poroso 130 incluido en la batería secundaria según la segunda realización se forma adicionalmente en la superficie circunferencial exterior de la junta 120. En este caso, al igual que en la primera realización, el elemento poroso 130 es una película porosa en forma de una película que se puede adherir a las superficies del conjunto de tapa 100 y la junta de manera que pueda interponerse entre el conjunto de tapa 100 y la junta 120 y entre el recipiente 300 de la batería y la junta 120.

[0093] Específicamente, el elemento poroso 130 está formado en la superficie circunferencial exterior de la junta 120 opuesta al recipiente 300 de la batería y se extiende por la dirección circunferencial de la junta 120.

[0094] La FIG.4 es una vista en perspectiva y una vista parcial en sección transversal de un conjunto de tapa 100 incluido en una batería secundaria según la segunda realización de la presente invención y una junta 120 acoplada al mismo. Según la ilustración, el elemento poroso 130 se forma mediante la unión del mismo a las superficies circunferenciales interna y externa de la junta 120, respectivamente. En este caso, debido que los gases generados en el interior de la batería secundaria pueden moverse por dos caminos, se puede incrementar adicionalmente la eficiencia de descarga de los gases. Es decir, los gases generados de vez en cuando en el recipiente 300 de la batería pueden moverse a través del elemento poroso 130 interpuesto entre el conjunto de tapa 100 y la junta 120 y el elemento poroso 130 interpuesto entre el recipiente 300 de batería y la junta 120, y se expulsan al exterior al salir de entre el conjunto de tapa 100 y la junta 120 y de entre el recipiente 300 de batería y la junta 120, respectivamente.

[0095] Tercera realización

[0096] El elemento poroso 130 incluido en la batería secundaria según la tercera realización está recubierto en el borde de la junta 120 o el conjunto de tapa 100. Por ejemplo, el elemento poroso 130 puede estar recubierto en toda la superficie de la junta 120, en lugar de fabricarlo con una película en un proceso separado y unirlo al conjunto de tapa 100, junta 120, etc.

[0097] La FIG.5 es una vista en perspectiva y una vista parcial en sección transversal de un conjunto de tapa 100 incluido en una batería secundaria según la tercera realización de la presente invención y una junta 120 acoplada al mismo. Según la ilustración, el elemento poroso 130 cubre toda la superficie de la junta 120. En este caso, debido a que es posible omitir el proceso de fabricación del elemento poroso 130 por separado y unirlo al conjunto de tapa 100, junta 120, etc., se puede incrementar la eficiencia de la fabricación. Además, los gases generados en el interior de la batería secundaria pueden moverse por dos caminos, tal como en la segunda realización, y debido a que el elemento poroso 130 se forma en un área más amplia que en la segunda realización, se puede mejorar la eficiencia de descarga de los gases.

[0098] Cuarta realización

[0099] El elemento poroso 130 de la presente invención puede ser un anillo poroso en forma de anillo 130a que se extiende por las circunferencias de la junta 120 y el conjunto de tapa 100.

[0100] La FIG.6 es una vista en perspectiva y una vista parcial en sección transversal de un anillo poroso 130a de la presente invención.

[0101] El anillo poroso 130a puede presentar una sección transversal circular tal como se muestra, aunque también puede presentar una forma poligonal, tal como un triángulo o un cuadrángulo.

[0102] El elemento poroso en forma de anillo 130, tal como se ha descrito anteriormente, no necesita ser fabricado considerando la forma y estructura del conjunto de tapa 100 o junta 120 como en la primera y segunda realización, y como en la tercera realización, también se puede omitir un proceso de recubrimiento del elemento poroso 130 en la superficie de la junta 120. Por lo tanto, se puede mejorar la eficiencia de fabricación de la batería secundaria. Además, dado que se pueden instalar una pluralidad de anillos porosos 130a con diversos diámetros en el conjunto de la tapa 100, hay una ventaja en que es fácil controlar el rendimiento de descarga de gases.

[0103] Por lo menos uno o más anillos porosos 130a pueden estar dispuestos entre la parte de flexión horizontal 120b de la junta 120 y la superficie superior del conjunto de tapa 100 y entre la parte de flexión horizontal 120b y la superficie inferior del conjunto de tapa 100, respectivamente. Por ejemplo, pueden disponerse dos o más anillos porosos 130a en las superficies superior e inferior del conjunto de tapa 100, respectivamente.

[0104] La FIG.7 es una vista en perspectiva y una vista parcial en sección transversal de un conjunto de tapa 100 incluido en una batería secundaria según la cuarta realización de la presente invención y una junta 120 acoplada al mismo. Tal como se ilustra, el anillo poroso 130a puede interponerse entre el conjunto de tapa 100 y la junta 120 en las partes superior e inferior del conjunto de tapa 100. Aunque no está ilustrado, el anillo poroso 130a puede interponerse entre la superficie lateral del conjunto de tapa 100 y la parte de soporte lateral 120a de la junta 120.

[0105] Se forma un paso de descarga de gases conectado al anillo poroso 130a entre la superficie circunferencial interna de la junta 120 y la superficie circunferencial externa del conjunto de tapa 100 opuesta a la superficie circunferencial interna de la junta 120. Específicamente, la junta 120 y el conjunto de tapa 100 mantienen un estado en el que están separados por una distancia predeterminada ya que el anillo poroso 130a está interpuesto entre ellos, y dicha distancia forma un paso de descarga de gases por el que pueden moverse los gases. Debido a que el paso de descarga de gases mueve selectivamente los gases a través del anillo poroso 130a, el electrolito y similares en el interior de la batería secundaria no son expulsados al exterior a través del paso de descarga de gases.

[0106] Por otro lado, en el caso de que el anillo poroso 130a no esté interpuesto entre la superficie lateral del conjunto de tapa 100 y la parte de soporte lateral 120a de la junta 120, puede producirse el problema de que el paso de descarga de gases se encuentre bloqueado porque la superficie lateral del conjunto de tapa 100 entra en contacto estrecho con la parte de soporte lateral 120a de la junta 120. Por lo tanto, en este caso, el conjunto de tapa 100 puede estar diseñado para estar separado de la junta 120 por una distancia predeterminada. Por ejemplo, el diámetro del conjunto de la tapa 100 puede ser menor que el diámetro de la superficie circunferencial interior de la junta 120.

[0107] Quinta realización

[0108] En el caso de que la batería secundaria de la presente invención incluya el anillo poroso 130a, la junta 120 puede presentar una ranura de ventilación a formada en la superficie circunferencial interna y que se extiende a lo largo de la superficie circunferencial interna, o la ranura de ventilación a puede estar formada parcialmente a partir de ella. La FIG.8 es una vista en perspectiva y una vista parcial en sección transversal de una junta incluida en una batería secundaria según una quinta realización de la presente invención.

[0109] Según la ilustración, la ranura de ventilación a está formada en la superficie circunferencial interna de la junta 120 y se extiende en la dirección circunferencial de la junta 120.

[0110] La ranura de ventilación a está formada para permitir que los gases se muevan más suavemente al ampliar el espacio entre la superficie lateral del conjunto de tapa 100 y la parte de soporte lateral 120a de la junta 120.

[0111] La ranura de ventilación a está formada preferentemente en la parte de soporte lateral 120a de la junta 120.

[0112] La FIG.9 es una vista en sección transversal y una vista parcialmente ampliada de una batería secundaria según la quinta realización de la presente invención.

[0113] Aunque la superficie lateral del conjunto de tapa 100 y la parte de soporte lateral 120a de la junta 120 estén en contacto estrecho entre sí, se forma un determinado espacio de movimiento de gases por la ranura de ventilación a, tal como se muestra. Es decir, se forma un paso de descarga de gases entre la ranura de ventilación a y la superficie circunferencial exterior del conjunto de tapa 100.

[0114] Sin embargo, con el fin de que se muevan los gases, resulta preferente que el tamaño de la ranura de ventilación a sea mayor que el grosor del conjunto de tapa 100.

[0115] Sexta realización

[0116] En el caso de que la batería secundaria de la presente invención incluya el anillo poroso 130a, se pueden formar ranuras de ventilación a mediante la separación de las mismas por una distancia predeterminada en la superficie circunferencial interna de la junta 120

[0117] La FIG. 10 es una vista en perspectiva y una vista parcial en sección transversal de una junta 120 incluida en una batería secundaria según una sexta realización de la presente invención.

[0118] Según la ilustración, la ranura de ventilación a se forma mediante la separación de la misma por una determinada distancia en la superficie circunferencial interna de la junta 120. En este caso, entre la superficie circunferencial interna de la junta 120, el espacio entre las ranuras de ventilación a se adhiere y soporta la superficie lateral del conjunto de tapa 100 insertado hacia adentro, y el espacio en el que está formada la ranura de ventilación a está separado de la superficie lateral del conjunto de tapa 100 por una distancia predeterminada para formar un paso de descarga de gases.

[0119] La FIG.11 es una vista en sección transversal y una vista parcialmente ampliada de una batería secundaria según la sexta realización de la presente invención.

[0120] Según la ilustración, la batería secundaria según la sexta realización mueve los gases a través de la ranura de ventilación de manera similar a la quinta realización. Debido a que el espacio de la ranura de ventilación a de la junta 120 incluida en la batería secundaria según la sexta realización es relativamente pequeño en comparación con la ranura de ventilación a incluida en la junta 120 de la batería secundaria de la quinta realización, la eficiencia de descarga de gases puede ser ligeramente menor, aunque el efecto de fijación a la superficie lateral del conjunto de tapa 100 por la junta 120 es más excelente.

[0121] Sin embargo, de manera similar a la quinta realización, con el fin de que se muevan los gases, resulta preferente que el tamaño de la ranura de ventilación a sea mayor que el grosor del conjunto de tapa 100.

[0122] Séptima realización

[0123] En el caso de que la batería secundaria de la presente invención incluya el anillo poroso 130a, el conjunto de tapa 100 puede incluir una parte cóncava b separadas entre sí a una distancia determinada en la superficie circunferencial exterior. Esta característica es la misma incluso en el caso de que se incluya una pluralidad de configuraciones en el conjunto de tapa 100. Por ejemplo, en el caso de que el conjunto de tapa 100 incluya una placa de tapa superior 110, una válvula de seguridad 140, etc., la parte cóncava b está formada tanto en la placa de tapa superior 110 como en la válvula de seguridad 140. En este caso, en la placa de tapa superior 110 y la válvula de seguridad 140, las posiciones de la parte cóncava b formada en la placa de tapa superior 110 y de la parte cóncava b formada en la válvula de seguridad 140 coinciden entre sí.

[0124] La FIG.12 es una vista en perspectiva de despiece de un conjunto de tapa 100 de una batería secundaria según una séptima realización de la presente invención.

[0125] Según la ilustración, la parte cóncava b separadas entre sí a una distancia determinada se forma en los bordes de la placa de tapa superior 110 y de la válvula de seguridad 140 unido a la parte inferior de la placa de tapa superior 110, respectivamente.

[0126] La válvula de seguridad 140 está acoplada a la parte inferior de la placa de tapa superior 110 mediante el ajuste de la posición de la parte cóncava b de manera que la posición de la parte cóncava b de la placa de tapa superior 110 coincida con la parte cóncava (b) de la válvula de seguridad 140.

[0127] La FIG.13 es una vista en sección transversal y una vista parcialmente ampliada de una batería secundaria según la séptima realización de la presente invención.

[0128] Según la ilustración, entre las superficies laterales del conjunto de tapa 100, el espacio entre las partes cóncavas b está en contacto estrecho con la parte de soporte lateral 120a de la junta 120, y el espacio en el que está formada la parte cóncava b se convierte en un paso de descarga de gases por el que se mueven los gases.

[0129] En el conjunto de tapa 100 incluido en la batería secundaria según el séptimo modo de realización, la parte cóncava (b) incluye un paso de descarga de gases entre las superficies circunferenciales internas de la junta 120, y de manera similar a la sexta realización, los gases se expulsan al exterior por un paso de descarga de gases formado por estar separado a una distancia predeterminada en la dirección circunferencial del conjunto de tapa 100 o de la junta 120. En el caso de la séptima realización, a diferencia de la quinta y sexta realización, en las que la ranura de ventilación 121 está formada en la superficie circunferencial interna de la junta 120 para formar un paso de descarga de gases, presenta la ventaja de una alta conveniencia de fabricación de la batería secundaria ya que no es necesario limitar el tamaño o la forma o similar de la parte cóncava b.

[0130] Números de referencia

[0131] 100: CONJUNTO DE TAPA

[0132] 110: PLACA SUPERIOR DE TAPA

[0133] 111: ORIFICIO PARA GASES

[0134] 120: JUNTA

[0135] 120a: PARTE DE SOPORTE LATERAL

[0136] 120b: PARTE DE FLEXIÓN HORIZONTAL

[0137] 130: ELEMENTO POROSO

[0138] 130a: ANILLO POROSO

[0139] 140: VÁLVULA DE SEGURIDAD

[0140] 150: ELEMENTO DE BLOQUEO DE CORRIENTE

[0141] 200: CONJUNTO DE ELECTRODOS

[0142] 210: CONDUCTOR DE ELECTRODO

[0143] 300: RECIPIENTE DE BATERÍA

[0144] 310: PARTE DE REBORDE

[0145] 320: PARTE DE ENGASTE

[0146] 400: PLACA AISLANTE

[0147] a: RANURA DE VENTILACIÓN

[0148] b: PARTE CÓNCAVA

[0149] G: CAMINO DE MOVIMIENTO DE GASES

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES

1. Batería secundaria, que comprende:

un conjunto de electrodos (200),

un recipiente de batería (300) en el que está alojado el conjunto de electrodos (200),

un conjunto de tapa (100) que comprende una placa de tapa superior (110) que forma un terminal positivo y que está dispuesta sobre el recipiente de batería (300), y

una junta (120) que circunda el borde del conjunto de la tapa (100) y está interpuesta entre el recipiente de batería (300) y el conjunto de la tapa (100), y

un elemento (130) dispuesto entre el conjunto de tapa (100) y la junta (120),

caracterizada porque el elemento (130) es poroso con el fin de descargar gases generados en el recipiente de batería (300) hacia el exterior.

2. Batería secundaria según la reivindicación 1, en la que:

el conjunto de tapa (100) comprende, además, una válvula de seguridad (140) acoplada a una parte inferior de la placa superior de la tapa (110) y que presenta una forma que sobresale hacia abajo, y la válvula de seguridad (140) se desplaza hacia arriba y se rompe cuando la presión en el interior del recipiente de batería (300) supera una presión preestablecida.

3. Batería secundaria según la reivindicación 1, en la que:

el conjunto de tapa (100) comprende, además, un elemento de bloqueo de corriente (150) que presenta por lo menos una parte de una parte superior conectada eléctricamente a la placa de tapa superior (110) y una parte inferior conectada eléctricamente al conjunto de electrodos (200), y

el elemento de bloqueo de corriente (150) bloquea una conexión eléctrica con por lo menos uno de la placa de tapa superior (110) y el conjunto de electrodos (200) cuando la presión en el interior del recipiente de batería (300) supera una presión preestablecida.

4. Batería secundaria según la reivindicación 1, en la que:

el elemento poroso (130) está acoplado por lo menos a una de las siguientes: una superficie circunferencial interna de la junta (120) orientada hacia el conjunto de la tapa (100) y una superficie circunferencial externa del conjunto de la tapa (100) orientada hacia la junta (120).

5. Batería secundaria según la reivindicación 4, en la que:

el elemento poroso (130) está interpuesto adicionalmente en la superficie circunferencial externa de la junta (120) opuesta al recipiente de batería (300).

6. Batería secundaria según la reivindicación 1, en la que:

el elemento poroso (130) es una película porosa que circunda el borde de la junta (120) o el conjunto de la tapa (100).

7. Batería secundaria según la reivindicación 1, en la que:

el elemento poroso (130) es una capa de recubrimiento poroso sobre el borde de la junta (120) o el conjunto de la tapa (100).

8. Batería secundaria según la reivindicación 1, en la que:

el elemento poroso (130) es un anillo poroso (130a) que se extiende en la circunferencia de la junta (120) y el conjunto de tapa (100).

9. Batería secundaria según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en la que:

la película porosa, la capa de recubrimiento porosa y el anillo poroso (130a) presentan, cada uno, un grosor de 0,1 mm a 1,0 mm.

10. Batería secundaria según la reivindicación 1, en la que:

el elemento poroso (130) presenta un tamaño de poro de 0,05 µm a 5,0 µm, y una permeabilidad al aire a 1 kPa de 0,05 cm<3>/cm<2>*s a 10 cm<3>/cm<2>*s.

11. Batería secundaria según la reivindicación 8, en la que:

la junta (120) comprende una parte de soporte lateral (120a) orientada hacia la parte lateral del conjunto de tapa (100) y una parte de flexión horizontal (120b) que se extiende desde los extremos superior e inferior de la parte de soporte lateral (120a) y está doblada hacia el conjunto de tapa (100) para contactar con las superficies superior e inferior del conjunto de tapa (100), en donde:

por lo menos uno o más anillos porosos (130a) están dispuestos entre la parte de flexión horizontal (120b) de la junta (120) y la superficie superior del conjunto de tapa (100) y entre la parte de flexión horizontal (120b) de la junta (120) y la superficie inferior del conjunto de tapa (100), respectivamente.

12. Batería secundaria según la reivindicación 8, en la que:

hay un paso de descarga de gases conectado al anillo poroso (130a) formado entre una superficie circunferencial interna de la junta (120) y una superficie circunferencial externa del conjunto de tapa (100) opuesta a la superficie circunferencial interna de la junta (120).

13. Batería secundaria según la reivindicación 12, en la que:

hay un canal de ventilación (a) en la superficie circunferencial interna de la junta (120) que se extiende total o parcialmente en toda la superficie circunferencial interna de la junta (120), y

el paso de descarga de gases está formado entre la ranura de ventilación (a) y la superficie circunferencial exterior del conjunto de la tapa (100).

14. Batería secundaria según la reivindicación 13, en la que:

las ranuras de ventilación (a) formadas por extensión parcial están formadas en la superficie circunferencial interna de la junta (120) espaciadas a una distancia predeterminada.

15. Batería secundaria según la reivindicación 12, en la que:

una parte cóncava (b) está formada en la superficie circunferencial exterior del conjunto de tapa (100) espaciada a una distancia predeterminada, en donde

el paso de descarga de gases está formado entre la parte cóncava (b) y la superficie circunferencial interna de la junta (120).