ES3058014T3 - Danger sensing battery cell - Google Patents

Danger sensing battery cell

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ES3058014T3
ES3058014T3 ES20802360T ES20802360T ES3058014T3 ES 3058014 T3 ES3058014 T3 ES 3058014T3 ES 20802360 T ES20802360 T ES 20802360T ES 20802360 T ES20802360 T ES 20802360T ES 3058014 T3 ES3058014 T3 ES 3058014T3
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Kyoung Choon Min
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Abstract

Una celda de batería, según la presente invención, comprende: una unidad de almacenamiento de una caja de batería con un conjunto de electrodos y un electrolito; una unidad de almacenamiento de gas con dos o más espacios de almacenamiento en su exterior; y un sensor que detecta una señal cuando la unidad de almacenamiento de gas, dividida en al menos dos, se llena de gas. Cuando la señal detectada supera un valor establecido, un elemento de notificación adicional puede avisar al usuario del peligro para prevenir un accidente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Célula de batería con detección de peligro
[0003] Sector de la técnica
[0004] Esta solicitud reivindica el beneficio de prioridad de la solicitud de patente coreana n.º 2019-0052388 presentada el 3 de mayo de 2019.
[0005] La presente invención se refiere a una célula de batería con detección de peligro y, más concretamente, a una célula de batería que incluye una unidad de almacenamiento de gas que tiene dos o más espacios de almacenamiento de gas y un sensor situado en la superficie exterior de la unidad de almacenamiento de gas.
[0006] Estado de la técnica
[0007] En los últimos años, ha aumentado el interés por el almacenamiento y el uso de la energía debido al agotamiento de los recursos y a la demanda de diversos tipos de energía. Como resultado, también ha aumentado la demanda de baterías de alta energía y alta densidad. Sin embargo, este tipo de baterías presentan el peligro de combustión y explosión debido a cortocircuitos en la batería. En particular, en el caso de que se genere gas en la batería durante la carga y descarga de la batería, la batería puede generar calor o explotar debido a un mal funcionamiento de la batería, y en el caso de que se rompa la carcasa de la batería, pueden filtrarse gases nocivos y sustancias químicas de la carcasa de la batería.
[0008] Con el fin de mejorar la seguridad de la batería, la batería está dotada de un dispositivo de seguridad, como un fusible o un circuito de protección. En los últimos años, se ha considerado un sistema para descargar el gas de la batería. Sin embargo, no existe ningún dispositivo capaz de medir los gases nocivos de la batería y predecir cuándo se producirá el peligro antes de que se produzca un accidente, por lo que no es posible evitar un accidente debido al cese del funcionamiento de la batería, además de la generación de calor y la explosión de la batería.
[0009] La publicación de solicitud de patente coreana n.º 10-2011-0072733 (29.06.2011) (documento de la técnica anterior 1) divulga una batería secundaria capaz de descargar gas fácilmente de la misma, lo que reduce el grosor de la batería, en la que la batería secundaria incluye un paso de gas, a través del cual se introduce el gas, y una cámara de gas. Sin embargo, este documento de la técnica anterior se diferencia de la presente invención en que dicha cámara de batería no está dividida y no se proporciona un sensor configurado para medir el estado interno de la célula de batería y, cuando se produce una desviación de una región predeterminada, para informar de dicho suceso.
[0010] La publicación de solicitud de patente coreana n.º 10-2017-0040919 (14.04.2017) (documento de la técnica anterior 2) divulga un módulo de batería que incluye una sonda configurada para detectar la expansión de una célula de batería, en el que el módulo de batería incluye una sonda de detección configurada para detectar un cambio en la expansión volumétrica local de la célula de batería y para transmitir una señal. Sin embargo, este documento de la técnica anterior se diferencia de la presente invención en que la célula de batería no incluye una unidad de almacenamiento de gas independiente configurada para almacenar gas.
[0011] La publicación de solicitud de patente coreana n.º 10-2015-0061836 (05.06.2015) (documento de la técnica anterior 3) es similar a la presente invención en que se proporciona un paso, a través del cual se descargan el gas y una solución electrolítica, como una bolsa de gas. Sin embargo, el documento de la técnica anterior 3 se diferencia de la presente invención en que el gas y la solución electrolítica de una bolsa se controlan durante un proceso de desgasificación realizado para descargar el gas generado en el momento de la carga y descarga iniciales a través de un proceso de activación.
[0012] Publicación de solicitud de patente coreana n.º 10-2017-0050926 (11.05.2017) (documento de la técnica anterior 4) es similar a la presente invención en que se proporcionan una unidad de descarga de gas configurada para guiar la descarga de gas y una unidad de detección configurada para detectar el desplazamiento generado en la unidad de descarga de gas y para generar una señal eléctrica, pero es diferente de la presente invención en que no se proporciona una unidad de almacenamiento de gas independiente.
[0013] Por tanto, aún no se ha propuesto una estructura que, cuando una unidad de almacenamiento de gas dividida y el gas se desvían de una región predeterminada, detecte dicha desviación de manera que el usuario pueda prevenir el peligro por adelantado.
[0014] Documentos de la técnica anterior
[0015] Publicación de solicitud de patente de EE.UU. n.º US 2014/023887 A1.
[0016] Publicación de solicitud de patente coreana n.º 10-2011-0072733 (29.06.2011)
[0017] Publicación de solicitud de patente coreana n.º 10-2017-0040919 (14.04.2017)
[0018] Publicación de solicitud de patente coreana n.º 10-2015-0061836 (05.06.2015)
[0019] Publicación de solicitud de patente coreana n.º 10-2017-0050926 (11.05.2017)
[0020] Además, la solicitud coreana KR 20170118448 A hace referencia a una batería de bolsa que comprende una parte de almacenamiento de gas dentro de la bolsa, a la que se descarga un gas peligroso. La unidad de almacenamiento de gas incluye además una muesca que se rompe cuando la unidad de almacenamiento de gas se llena completamente con el gas.
[0021] Objeto de la invención
[0022] Problema técnico
[0023] La presente invención se ha realizado teniendo en cuenta los problemas anteriores, y un objeto de la presente invención es proporcionar una célula de batería capaz de detectar su peligro de antemano.
[0024] Solución técnica
[0025] El alcance de la invención se define en la reivindicación 1. Para lograr el objeto anterior, la presente invención proporciona una célula de batería configurada de manera que un conjunto de electrodos se aloja en una unidad de recepción de una carcasa de batería junto con una solución electrolítica, en la que se forma una unidad de almacenamiento de gas configurada para almacenar el gas generado en la célula de batería fuera de la unidad de recepción, y se proporcionan medios de división configurados para dividir un espacio definido en la unidad de almacenamiento de gas en dos o más secciones en la unidad de almacenamiento de gas.
[0026] La carcasa de batería tiene una primera parte sellada formada mediante la fusión térmica de la superficie circunferencial exterior de la carcasa de batería en el estado en el que el conjunto de electrodos y la solución electrolítica se alojan en la carcasa de batería.
[0027] Se forma una segunda parte sellada entre la unidad de recepción y la unidad de almacenamiento de gas.
[0028] La segunda parte sellada está dotada de una primera válvula de una vía configurada para guiar el gas de la célula de batería hacia la unidad de almacenamiento de gas cuando el gas se expande hasta una presión predeterminada o superior.
[0029] La unidad de almacenamiento de gas está dotada en su superficie exterior de un sensor configurado para detectar una señal basada en cada uno de los medios de división.
[0030] El sensor puede ser al menos uno de un sensor de contacto, un sensor de presión y un sensor de temperatura. En el caso de que una primera sección de la unidad de almacenamiento de gas se llene de gas, esto puede ser detectado por el sensor montado en una primera región; en el caso de que una (N-1)-ésima sección establecida como nivel peligroso se llene de gas, esto puede ser detectado por el sensor montado en una (N-1)-ésima región, y en el caso de que una última sección se llene con el gas, el gas puede descargarse para detener el funcionamiento de la batería.
[0031] El sensor puede estar conectado a un elemento de alarma y, en caso de que la señal se desvíe de un valor predeterminado, el sensor puede transmitir la señal al elemento de alarma.
[0032] Los medios de división pueden estar fabricados con un material configurado para dañarse más fácilmente que la pared exterior de la célula de batería cuando los medios de división se expanden por gas.
[0033] Los medios de división pueden estar fabricados con un material configurado para deformarse más fácilmente que la pared exterior de la célula de batería cuando los medios de división se expanden por gas.
[0034] La célula de batería puede incluir además una parte de reducción configurada para no permitir la introducción de gas en su interior y configurada de manera que el volumen de un espacio en su interior se reduzca debido a la deformación de los medios de división.
[0035] Puede proporcionarse una segunda válvula de una vía configurada para mover un material desde la parte de reducción hasta la unidad de recepción en la segunda parte sellada.
[0036] La parte de reducción antes de la generación de gas puede tener un volumen mayor que una parte de expansión configurada de manera que su volumen se incremente debido a la deformación de los medios de división cuando se introduce gas en su interior.
[0037] La presente invención proporciona un paquete de baterías que incluye la célula de batería, como se ha descrito anteriormente.
[0038] Además, la presente invención proporciona un dispositivo que incluye el paquete de baterías como fuente de alimentación.
[0039] Además, el dispositivo puede ser un dispositivo electrónico móvil, una herramienta eléctrica accionada por un motor alimentado por batería, un automóvil eléctrico, como un vehículo eléctrico (EV), un vehículo eléctrico híbrido (HEV) o un vehículo eléctrico híbrido enchufable (PHEV), un vehículo eléctrico de dos ruedas, como una bicicleta eléctrica (E-bike) o un escúter eléctrico (E-scooter), un carrito de golf eléctrico o un sistema de almacenamiento de energía. En la presente invención, pueden seleccionarse y combinarse una o más estructuras que no entren en conflicto entre sí de entre las estructuras anteriores.
[0040] Descripción de las figuras
[0041] La FIG.1 es una vista en planta de una célula de batería convencional en forma de bolsa.
[0042] La FIG.2 es una vista en planta de una célula de batería en forma de bolsa que incluye una unidad de almacenamiento de gas y medios de división según la presente invención.
[0043] La FIG.3 es una vista lateral de la célula de batería en forma de bolsa que incluye la unidad de almacenamiento de gas y los medios de división según la presente invención.
[0044] La FIG. 4 es una vista en planta de una célula de batería en forma de bolsa que incluye además una unidad de inyección, además de la unidad de almacenamiento de gas y los medios de división según la presente invención. La FIG. 5 es una vista lateral de la célula de batería en forma de bolsa que incluye además la unidad de inyección, además de la unidad de almacenamiento de gas y los medios de división según la presente invención.
[0045] Descripción detallada de la invención
[0046] A continuación, se describirán detalladamente las realizaciones preferidas de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos, de modo que las realizaciones preferidas de la presente invención puedan ser fácilmente implementadas por una persona con conocimientos ordinarios en la materia a la que se refiere la presente invención. Sin embargo, al describir detalladamente el principio de funcionamiento de las realizaciones preferidas de la presente invención, se omitirá una descripción detallada de las funciones y configuraciones conocidas incorporadas en el presente documento cuando las mismas puedan enmascarar el objeto de la presente invención.
[0047] Además, se utilizarán los mismos números de referencia en todos los dibujos para referirse a partes que realizan funciones u operaciones similares. En el caso de que se diga en la memoria descriptiva que una parte está conectada a otra parte, no solo puede esa parte estar conectada directamente a la otra parte, sino que esa parte también puede estar conectada indirectamente a la otra parte a través de una parte adicional. Además, el hecho de que se incluya un determinado elemento no significa que se excluyan otros elementos, sino que significa que dichos elementos pueden incluirse adicionalmente, salvo que se indique lo contrario.
[0048] Las realizaciones de la presente invención se describirán en detalle con referencia a los dibujos.
[0049] La FIG.1 es una vista en planta de una célula de batería en forma de bolsa convencional, la FIG.2 es una vista en planta de una célula de batería en forma de bolsa que incluye una unidad de almacenamiento de gas y medios de división según la presente invención, y la FIG. 3 es una vista lateral de la célula de batería de la FIG. 2. Además, la FIG.4 es una vista en planta de una célula de batería en forma de bolsa que incluye además una unidad de inyección, además de la unidad de almacenamiento de gas y los medios de división según la presente invención, y la FIG.5 es una vista lateral de la célula de batería de la FIG.4.
[0050] Como se muestra en la FIG. 1, la célula de batería en forma de bolsa convencional tiene una forma en la que la circunferencia de una unidad 100 de recepción configurada para recibir un conjunto 110 de electrodos está sellada. Como resultado, la célula de batería convencional tiene el problema de que el sellado de la unidad de recepción se debilita o la unidad de recepción se rompe debido al gas generado cuando se hace funcionar el conjunto 110 de electrodos. Para evitarlo, se puede considerar una forma en la que se proporcione una unidad de almacenamiento de gas configurada para almacenar gas. Sin embargo, se trata de una forma de bolsillo capaz de recibir gas, y no sirve para informar de antemano del peligro de la célula de batería debido a la generación de gas.
[0051] Por el contrario, como se muestra en la FIG. 2, la célula de batería en forma de bolsa según la presente invención incluye una unidad 200 de almacenamiento de gas proporcionada fuera de una unidad 100 de recepción configurada para recibir un conjunto 110 de electrodos. La unidad 200 de almacenamiento de gas tiene medios 210 de división configurados para dividir la unidad 200 de almacenamiento de gas en secciones predeterminadas.
[0052] La unidad 100 de recepción está conformada en una forma en la que la circunferencia exterior de la unidad de recepción se fusiona térmicamente en el estado en el que se reciben en su interior el conjunto 110 de electrodos y una solución electrolítica. La unidad 100 de recepción se forma deformando una lámina laminada. La unidad 100 de recepción está configurada con una forma en la que un espacio configurado para permitir que el conjunto 110 de electrodos se asiente en su interior sobresale cuando se ve desde el exterior.
[0053] La unidad 200 de almacenamiento de gas puede formarse deformando la lámina laminada, de la misma manera que la unidad 100 de recepción, de modo que se forme un espacio predeterminado, es decir, un espacio en saliente, o puede formarse utilizando un método que consiste en no sellar una parte correspondiente a la unidad 200 de almacenamiento de gas en el momento de formar una parte sellada.
[0054] La unidad 200 de almacenamiento de gas y la unidad 100 de recepción están separadas una con respecto a otra en un estado en el que también se forma una parte sellada entre las mismas. La parte sellada entre la unidad 200 de almacenamiento de gas y la unidad 100 de recepción sirve para impedir el movimiento de materiales entre la unidad 100 de recepción y la unidad 200 de almacenamiento de gas. Se puede proporcionar una primera válvula 500 de una vía en la parte sellada entre la unidad 200 de almacenamiento de gas y la unidad 100 de recepción, de modo que solo el gas sea móvil.
[0055] En la célula de batería según la presente invención, un método de transmisión de señales puede diferir dependiendo de la forma de la unidad 200 de almacenamiento de gas. Por ejemplo, en el caso en que la unidad 200 de almacenamiento de gas esté constituida por un espacio en saliente como se ha descrito anteriormente, se puede transmitir una señal reconociendo el daño en los medios 210 de división proporcionados en la unidad 200 de almacenamiento de gas, o puede transmitirse una señal generada por una diferencia de presión o una diferencia de potencial. Además, en el caso en que la unidad 200 de almacenamiento de gas esté configurada simplemente como una parte que no está sellada y que no sobresale, puede determinarse el grado de expansión de la unidad 200 de almacenamiento de gas, por lo que puede transmitirse una señal, aunque puede transmitirse una señal en base a una diferencia de presión o una diferencia de potencial. La presente invención no se limita a la ilustración anterior, y pueden utilizarse diversos métodos capaces de detectar un cambio debido al gas en la unidad 200 de almacenamiento de gas. La unidad 200 de almacenamiento de gas está situada fuera de la unidad 100 de recepción, y la posición de la unidad de almacenamiento de gas en la célula de batería no está restringida siempre que la unidad de almacenamiento de gas esté conectada a la unidad 100 de recepción. Es decir, la unidad de almacenamiento de gas puede estar situada en cualquiera de un lado lateral, un lado inferior y un lado superior de la unidad 100 de recepción. Sin embargo, el lado superior de la unidad 100 de recepción no es preferible, ya que los cables de electrodo sobresalen del lado superior de la unidad de recepción, por lo que no es fácil formar un espacio de almacenamiento de gas. Además, en el caso de que la unidad 200 de almacenamiento de gas se utilice como inyector automático de solución electrolítica, la unidad 200 de almacenamiento de gas puede disponerse en el lado inferior de la unidad de recepción para evitar la inyección de la solución electrolítica por gravedad.
[0056] La célula de batería según la presente invención es aplicable a todas las baterías en las que se genera gas como resultado de su funcionamiento y, por tanto, también puede utilizarse no solo en una batería que utiliza una solución electrolítica, sino también en una batería totalmente en estado sólido que utiliza un electrolito sólido en lugar de un separador.
[0057] Los medios 210 de división, que están configurados para dividir el espacio de almacenamiento de gas en dos o más secciones, se proporciona en la unidad 200 de almacenamiento de gas. El número de medios 210 de división no está restringido, siempre que los medios 210 de división sean capaces de dividir el espacio de almacenamiento de gas en la unidad 200 de almacenamiento de gas. Preferiblemente, se proporcionan uno o más medios de división para lograr el propósito de la división. Además, es apropiado que el número de medios 210 de división sea 7 o menos, teniendo en cuenta el tamaño y la función de la unidad 200 de almacenamiento de gas. Cuando los medios 210 de división se rompen o se deforman, los sensores 300, 310 y 320 conectados a los medios 210 de división detectan las señales generadas por los medios 210 de división, y las señales detectadas se transmiten a un elemento 400 de alarma, que transmite una alarma al usuario.
[0058] Los medios 210 de división pueden estar fabricados con el mismo material que la bolsa, y el material de los medios de división puede tener un grado de sellado diferente al del material de la bolsa o puede dañarse más fácilmente que el material de la bolsa. Además, los medios 210 de división respectivos pueden estar hechos de diferentes materiales, y cada uno de los medios 210 de división puede estar configurado en una estructura que tenga elasticidad, por lo que una parte de los medios de división se mueve y luego se restaura cuando se aplica una presión predeterminada a los mismos. Esto puede variar en función del tamaño y la forma de la célula de la batería y de la sensibilidad y la forma de los sensores 300, 310 y 320. Además, como se muestra en la FIG.4, los medios 210 de división pueden expandirse o deformarse.
[0059] El tamaño de los medios 210 de división puede variar en función de la función de cada uno de los medios 210 de división. En el caso de que la unidad 200 de almacenamiento de gas almacene solo gas, los primeros medios 211 de división pueden estar situados en un punto correspondiente a 2/3 de la unidad 200 de almacenamiento de gas, por lo que el espacio de la parte en la que se introduce el gas puede ser mayor y las secciones situadas detrás de los primeros medios 211 de división pueden ser más pequeñas. Sin embargo, para una célula de batería configurada de manera que un material, como una solución electrolítica, se mueve a la unidad 100 de recepción, como se muestra en la FIG.4, los primeros medios 210 de división pueden estar situados en un punto correspondiente a 1/5 de la unidad de almacenamiento de gas, por lo que el espacio de la parte en la que se introduce el gas puede ser más pequeño que la sección en la que se encuentra el material. En consecuencia, la posición de cada uno de los medios 210 de división en la unidad 200 de almacenamiento de gas puede diferir en función de su función.
[0060] Las distancias entre los medios 210 de división pueden ser iguales o diferentes una con respecto a otra dependiendo de la función de los medios 210 de división. Además, las distancias entre los medios 210 de división pueden cambiar dependiendo de la presión aplicada a los medios 210 de división. Sin embargo, la suma de las distancias entre los medios 210 de división no debe exceder 1/2 del tamaño de la unidad 200 de almacenamiento de gas.
[0061] En el caso de que se aplique una presión de 200 kgf a los primeros medios 211 de división, una presión de 350 kgf se aplica a los segundos medios 212 de división y una presión de 500 kgf se aplica a los terceros medios 213 de división, cada uno de los medios 210 de división puede romperse o abrirse, por lo que puede transmitirse una señal al sensor 300. Esto se basa en un cambio de presión debido a una sobrecarga. Los primeros medios 211 de división pueden informar de una señal generada en el momento de una carga anómala o una sobrecarga, y los segundos medios 212 de división pueden informar de si el estado anómalo continúa. Además, los terceros medios 213 de división pueden informar de una posibilidad de combustión y explosión de la célula. En el caso de que la presión aumente aún más en la parte trasera de los terceros medios 213 de división, puede detectarse una señal, por lo que puede detenerse el funcionamiento de la batería. La función de los medios 210 de división puede añadirse o modificarse en función del número de medios 210 de división. Sin embargo, básicamente, los medios 210 de división sirven para informar al usuario de si la célula es anómala. Además, en el caso de que la célula sea anómala, la presión aplicada a los medios de división puede modificarse en función de la presión aplicada a la célula de batería.
[0062] La función de la batería puede detenerse utilizando un método de interrupción del suministro de corriente a la batería, un método de adición de un material configurado para perturbar la función de la batería o un método de introducción de dicho material en la batería. Sin embargo, pueden utilizarse todos los métodos capaces de detener la función de la batería.
[0063] El tipo de sensores 300, 310 y 320 no está restringido, siempre que los sensores sean capaces de detectar un cambio en los medios 210 de división. A modo de ejemplo, cada uno de los sensores 300, 310 y 320 puede ser un sensor de contacto, un sensor de presión o un sensor de temperatura. Sin embargo, la presente invención no se limita a ello. Se puede detectar un cambio en los medios 210 de división utilizando diferentes tipos de sensores 300, 310 y 320. Sin embargo, es preferible utilizar el mismo tipo de sensores para detectar un cambio en los medios de división por comodidad en la fabricación.
[0064] Cada uno de los sensores 300, 310 y 320 detecta una señal y transmite la anomalía al elemento 400 de alarma en el caso de que la señal indique un valor predeterminado o superior. La alarma generada por el elemento 400 de alarma puede ser no solo una alarma acústica, como una alarma sonora, sino también una alarma visual, como una alarma que utiliza un indicador luminoso intermitente, un navegador o una pantalla. El elemento 400 de alarma puede proporcionar una alarma recibida de un BMS, o puede proporcionar una alarma en el estado de estar conectado a la batería.
[0065] La posición de los sensores 300, 310 y 320 y del elemento 400 de alarma no está restringida, siempre que los componentes anteriores sean capaces de detectar un cambio generado en los medios 211, 212 y 213 de división y de transmitir el cambio detectado. Sin embargo, con el fin de aumentar la densidad de la batería, los componentes anteriores pueden estar situados en un espacio definido por la parte sellada entre la unidad 100 de recepción y la unidad 200 de almacenamiento de gas, como se muestra en la FIG. 3, o pueden estar situados en una parte configurada para expandirse por un cambio en la unidad 200 de almacenamiento de gas con el fin de medir el cambio de presión por encima de la unidad 200 de almacenamiento de gas y transmitir la presión medida, como se muestra en la FIG.5.
[0066] Las válvulas 500 y 510 de una vía se utilizan para mover gas o un material deseado, como una solución electrolítica, solo en una dirección predeterminada. Las válvulas 500 y 510 de una vía pueden estar configuradas para mover el gas generado en la unidad 100 de recepción solo a la unidad 200 de almacenamiento de gas, como se muestra en la FIG.2, o pueden estar configuradas para mover un material en la unidad 200 de almacenamiento de gas, como una solución electrolítica, a la unidad 100 de recepción, como se muestra en la FIG.4.
[0067] Como se puede ver en la FIG.4, los medios 210 de división pueden utilizarse para proporcionar a la batería un material que se consume como resultado del uso de la batería, como una solución electrolítica. Los medios 210 de división se expanden o se mueven por el gas introducido a través de la primera válvula 500 de una vía. Posteriormente, la presión de la parte que incluye el material que se consume, como una solución electrolítica, aumenta por la expansión o el movimiento de los medios 210 de división. Como resultado, el material que se consume se mueve a través de la segunda válvula 510 de una vía conectada a la parte que incluye el material que se consume. Es decir, los medios 210 de división funcionan basándose en la gravedad y en un cambio de presión debido al gas que se genera. En un caso general, la solución electrolítica está presente en la unidad 200 de almacenamiento de gas debido a una fuerza, como la gravedad, y cuando se genera gas, la solución electrolítica se mueve a la unidad 100 de recepción a través de la segunda válvula 510 de una vía. La unidad 200 de almacenamiento de gas puede estar situada en el lado lateral o en el lado superior de la unidad de recepción con el fin de distribuir uniformemente la solución electrolítica, siempre que la solución electrolítica solo pueda moverse en una dirección a través de la segunda válvula 510 de una vía. Sin embargo, es preferible que la unidad de almacenamiento de gas esté situada en el lado inferior de la unidad de recepción con el fin de evitar que la solución electrolítica se mueva antes de que se genere el gas. Por supuesto, la unidad 200 de almacenamiento de gas puede estar situada en cada uno del lado inferior y los lados laterales opuestos de la unidad de recepción.
[0068] Cuando los medios 210 de división de la batería alcanzan una parte predeterminada, por ejemplo, los medios de división más exteriores situados adyacentes a la superficie exterior de la carcasa de batería correspondiente a la parte que incluye el material que se consume, el movimiento de los medios de división se detecta por el sensor 300. El sensor 300 puede transmitir la señal al elemento de alarma como una señal de peligro o una señal que indica si debe detenerse la batería, o puede detener el funcionamiento de la batería al detectar la señal.
[0069] Una persona con conocimientos ordinarios en la técnica a la que pertenece la presente invención comprenderá que son posibles diversas aplicaciones y modificaciones basadas en la descripción anterior sin alejarse del alcance de la presente invención.
[0070] Descripción de números de referencia
[0071] 100: Unidad de recepción
[0072] 110: Conjunto de electrodos
[0073] 200: Unidad de almacenamiento de gas
[0074] 210: Medios de división
[0075] 211: Primeros medios de división
[0076] 212: Segundos medios de división
[0077] 213: Terceros medios de división
[0078] 300, 310, 320: Sensores
[0079] 400: Elemento de alarma
[0080] 500: Primera válvula de una vía
[0081] 510: Segunda válvula de una vía
[0082] Aplicabilidad industrial
[0083] Como se desprende de la descripción anterior, una célula de batería según la presente invención es capaz de informar del estado de una batería antes de que se detenga el funcionamiento de la batería o se produzca un accidente, como la explosión de la batería, mediante la provisión de espacios de almacenamiento de gas divididos en una unidad de almacenamiento de gas.
[0084] Las invenciones anteriores se limitan a divulgar la estructura de descarga de gas de una batería o la estructura que informa de la expansión de la carcasa de batería debido al gas. Sin embargo, en la presente invención, es posible proporcionar una señal al usuario de la batería en función del grado de generación de gas mediante la provisión de los espacios de almacenamiento de gas divididos, por lo que es posible prepararse para un accidente debido a la batería.

Claims (11)

1. REIVINDICACIONES
1. Una célula de batería configurada de manera que un conjunto (110) de electrodos se aloja en una unidad (100) de recepción de una carcasa de batería junto con una solución electrolítica, comprendiendo la célula de batería: una unidad (200) de almacenamiento de gas configurada para almacenar el gas generado en la célula de batería, estando la unidad de almacenamiento de gas formada fuera de la unidad (100) de recepción, y
medios (210) de división configurados para dividir un espacio definido en la unidad (200) de almacenamiento de gas en dos o más secciones, proporcionándose los medios (210) de división en la unidad (200) de almacenamiento de gas,
en la que la carcasa de batería tiene una primera parte sellada formada mediante la fusión térmica de una superficie circunferencial exterior de la carcasa de batería en un estado en el que el conjunto (110) de electrodos y la solución electrolítica se reciben en la carcasa de batería,
en la que se forma una segunda parte sellada entre la unidad (100) de recepción y la unidad (200) de almacenamiento de gas,
en la que la segunda parte sellada está dotada de una primera válvula (500) de una vía configurada para guiar el gas de la célula de batería hacia la unidad (200) de almacenamiento de gas cuando el gas se expande hasta una presión predeterminada o superior,
en la que la unidad (200) de almacenamiento de gas está dotada en su superficie exterior de un sensor (300; 310; 320) configurado para detectar una señal basándose en cada uno de los medios (210) de división, y
en la que el sensor (300; 310; 320) está conectado a un elemento (400) de alarma, y en un caso en el que la señal se desvía de un valor predeterminado, el sensor (300; 310; 320) transmite la señal al elemento (400) de alarma.
2. La célula de batería según la reivindicación 1, en la que el sensor (300; 310; 320) es al menos uno de un sensor de contacto, un sensor de presión y un sensor de temperatura.
3. La célula de batería según la reivindicación 1, en la que,
en un caso en el que una primera sección de la unidad (200) de almacenamiento de gas está llena de gas, esto es detectado por el sensor montado en una primera región,
en el caso de que una (N-1)-ésima sección establecida como nivel peligroso esté llena de gas, esto es detectado por el sensor montado en una (N-1)-ésima región, y
en el caso de que una última sección esté llena de gas, el gas se descarga para detener el funcionamiento de la batería.
4. La célula de batería según la reivindicación 1, en la que los medios (210) de división están hechos de un material configurado para dañarse más fácilmente que una pared exterior de la célula de batería cuando los medios (210) de división se expanden por el gas.
5. La célula de batería según la reivindicación 1, en la que los medios (210) de división están hecho de un material configurado para deformarse más fácilmente que una pared exterior de la célula de batería cuando los medios (210) de división se expanden por gas.
6. La célula de batería según la reivindicación 5, que comprende además una parte de reducción configurada para no permitir la introducción de gas en su interior y configurada de manera que el volumen de un espacio en su interior se reduzca debido a la deformación de los medios (210) de división.
7. La célula de batería según la reivindicación 6, en la que se proporciona una segunda válvula (510) de una vía configurada para mover un material desde la parte de reducción hasta la unidad (100) de recepción en la segunda parte sellada.
8. La célula de batería según la reivindicación 5, en la que la parte de reducción antes de la generación de gas tiene un volumen mayor que una parte de expansión configurada de manera que su volumen aumenta debido a la deformación de los medios (210) de división cuando se introduce gas en su interior.
9. Un paquete de baterías que comprende la célula de batería según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
10. Un dispositivo que comprende el paquete de baterías según la reivindicación 9 como fuente de alimentación.
11. El dispositivo según la reivindicación 10, en el que el dispositivo es un dispositivo electrónico móvil, una herramienta eléctrica accionada por un motor alimentado por batería, un automóvil eléctrico, como un vehículo eléctrico (EV), un vehículo eléctrico híbrido (HEV) o un vehículo eléctrico híbrido enchufable (PHEV), un vehículo eléctrico de dos ruedas, como una bicicleta eléctrica (E-bike) o un escúter eléctrico (E-scooter), un carrito de golf eléctrico o un sistema de almacenamiento de energía.
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