ES3064745T3 - Electrode assembly and secondary battery comprising the same - Google Patents

Electrode assembly and secondary battery comprising the same

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ES3064745T3
ES3064745T3 ES21822360T ES21822360T ES3064745T3 ES 3064745 T3 ES3064745 T3 ES 3064745T3 ES 21822360 T ES21822360 T ES 21822360T ES 21822360 T ES21822360 T ES 21822360T ES 3064745 T3 ES3064745 T3 ES 3064745T3
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winding
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Min Gi Jeong
Duk Hyun Ryu
Jin Soo Kim
Soo Jung Kim
Han Saem Park
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Abstract

La presente invención se refiere a un conjunto de electrodos y a una batería secundaria que lo comprende. El conjunto de electrodos, según la presente invención, comprende: un laminado de electrodos en el que los electrodos y los separadores se enrollan mediante laminación alternada; y un elemento corrector de la diferencia de temperatura que se sitúa en el centro del bobinado del laminado de electrodos y corrige para reducir la diferencia de temperatura entre el centro del bobinado y el exterior del bobinado del laminado de electrodos, en el que el elemento corrector de la diferencia de temperatura comprende un material de cambio de fase. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Conjunto de electrodos y batería secundaria que comprende el mismo
[0003] Campo técnico
[0004] Campo técnico
[0005] La presente invención se refiere a un conjunto de electrodos y a una batería secundaria que comprende el mismo.
[0006] Técnica anterior
[0007] Las baterías secundarias son recargables, a diferencia de las baterías primarias, y además presentan una elevada posibilidad de diseño compacto y alta capacidad. Por lo tanto, recientemente, se están realizando muchos estudios sobre baterías secundarias. A medida que aumentan el desarrollo tecnológico y la demanda de dispositivos móviles, está aumentando rápidamente la demanda de baterías secundarias como fuentes de energía.
[0008] Las baterías recargables se clasifican en baterías de tipo botón, baterías de tipo cilíndrico, baterías de tipo prismático y baterías de tipo bolsa de acuerdo con la forma de una carcasa de batería. En una batería secundaria de este tipo, un conjunto de electrodos montado en una carcasa de batería es un dispositivo de generación de energía cargable y descargable, que tiene una estructura en la que se apilan un electrodo y un separador.
[0009] El conjunto de electrodos puede clasificarse aproximadamente en un conjunto de electrodos de tipo rollo de gelatina en el que se interpone un separador entre un electrodo positivo y un electrodo negativo, cada uno de los cuales se proporciona en forma de una lámina recubierta con un material activo, y, a continuación, se enrollan el electrodo positivo, el separador y el electrodo negativo, un conjunto de electrodos de tipo apilado en el que se apilan secuencialmente una pluralidad de electrodos positivos y negativos con un separador entre los mismos, y un conjunto de electrodos de tipo apilado/plegado en el que se enrollan juntas celdas unitarias de tipo apilado con una película de separación, que tiene una longitud larga.
[0010] Entre ellos, se usa ampliamente el conjunto de electrodos de tipo rollo de gelatina porque el conjunto de electrodos de tipo rollo de gelatina tiene la ventaja de que se fabrica fácilmente y tiene una alta densidad de energía por peso. En el caso de la celda cilíndrica que comprende el conjunto de electrodos de tipo rollo de gelatina, se enrollan el electrodo positivo, el electrodo negativo y el separador de modo que queden mutuamente superpuestos para formar un rollo de gelatina, y a continuación se insertan en el recipiente para fabricar la celda. Hay una diferencia de temperatura entre un centro de la celda y una periferia exterior de la celda. Esto sucede cuando el calor generado mientras se realizan repetidas cargas y descargas se acumula en el centro de la celda. Existe el problema de que la diferencia de temperatura dentro de la celda provoca una diferencia en la velocidad de reacción entre el centro y la periferia exterior de la celda, deteriorando el rendimiento de la celda.
[0011] [Documento de la técnica anterior] (Documento de patente) Publicación de patente coreana n.º 10-2016-0010121. El documento CN 109830774 A, considerado la técnica anterior más cercana, divulga un conjunto de electrodos en el que se dispone el material de cambio de fase en el exterior tras el enrollado; el documento CN 108 183 255 A divulga un material de cambio de fase en un pasador central; el documento KR 20140129449 A divulga un material de cambio de fase en el electrolito o aplicado a un pasador central; el documento CN 105514521 A divulga un colector de corriente compuesto, en donde el material de cambio de fase se intercala entre dos láminas de aluminio; el documento JP 2018514052 A divulga un material de cambio de fase en una carcasa de batería.
[0012] Divulgación de la invención
[0013] Problema técnico
[0014] La presente invención proporciona un conjunto de electrodos en el que se reduce la diferencia de temperatura entre una periferia exterior de enrollado y un centro de enrollado de una pila de electrodos.
[0015] Solución técnica
[0016] La presente invención está definida por las características de la reivindicación independiente 1. Las reivindicaciones dependientes presentan realizaciones ventajosas.
[0017] Efectos ventajosos
[0018] De acuerdo con la presente invención, cuando la temperatura del centro de enrollado de la pila de electrodos se eleva por encima de cierta temperatura durante la carga y descarga de la batería, el miembro compensador de diferencia de temperatura que comprende el material de cambio de fase dispuesto en el centro de enrollado de la pila de electrodos puede cambiar de fase para absorber el calor del centro de enrollado y, por lo tanto, compensar de modo que se reduzca la diferencia de temperatura entre la periferia exterior de enrollado y el centro de enrollado, evitando así que se deteriore el rendimiento de la batería.
[0019] Breve descripción de los dibujos
[0020] La FIG. 1 es una vista en perspectiva de un conjunto de electrodos y una batería secundaria que comprende el mismo de acuerdo con una realización de la presente invención.
[0021] La FIG.2 es una vista en planta que ilustra un estado desplegado antes de enrollar un conjunto de electrodos de acuerdo con una primera realización de la presente invención.
[0022] La FIG. 3 es una vista frontal que ilustra el estado desplegado antes de enrollar el conjunto de electrodos de acuerdo con la primera realización de la presente invención.
[0023] La FIG.4 es una vista en planta que ilustra un estado desplegado antes de enrollar un conjunto de electrodos de acuerdo con una segunda realización de la presente invención.
[0024] La FIG. 5 es una vista frontal que ilustra el estado desplegado antes de enrollar el conjunto de electrodos de acuerdo con la segunda realización de la presente invención.
[0025] La FIG. 6 es una vista en planta que ilustra un estado desplegado antes de que enrollar un conjunto de electrodos de acuerdo con una tercera realización de la presente invención.
[0026] La FIG. 7 es una vista frontal que ilustra el estado desplegado antes de enrollar un conjunto de electrodos de acuerdo con una tercera realización de la presente invención.
[0027] Modo para realizar la invención
[0028] Los objetivos, ventajas específicas y características novedosas de la presente invención se harán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada en conjunto con los dibujos adjuntos. Cabe señalar que los números de referencia se asignan a los componentes de las figuras en la presente memoria con los mismos números siempre que sea posible, incluso si dichos componentes se ilustran en otros dibujos. También, la presente invención puede realizarse de diferentes formas y no debe interpretarse como limitada a las realizaciones expuestas en el presente documento. En la siguiente descripción de la presente invención, se omitirán las descripciones detalladas de las técnicas relacionadas que puedan oscurecer innecesariamente la presente invención.
[0029] Conjunto de electrodos de acuerdo con la primera realización
[0030] La FIG. 1 es una vista en perspectiva de un conjunto de electrodos y una batería secundaria que comprende el mismo de acuerdo con una realización de la presente invención, la FIG. 2 es una vista en planta que ilustra un estado desplegado antes de enrollar un conjunto de electrodos de acuerdo con una primera realización de la presente invención, y la FIG.3 es una vista frontal que ilustra el estado desplegado antes de enrollar el conjunto de electrodos de acuerdo con la primera realización de la presente invención.
[0031] Haciendo referencia a las FIGS. 1 a 3, un conjunto de electrodos 100 de acuerdo con una primera realización de la presente invención comprende una pila de electrodos S, en la que se apilan electrodos 130 y un separador 160 de manera alternada para su enrollado, y unos miembros compensadores de diferencia de temperatura 180 y 190 dispuestos en un centro de enrollado I de la pila de electrodos S. Cada uno de los miembros compensadores de diferencia de temperatura 180 y 190 comprende un material de cambio de fase.
[0032] En lo sucesivo en el presente documento, se describirá con más detalle el conjunto de electrodos de acuerdo con la primera realización de la presente invención con referencia a las FIGS.1 a 3.
[0033] En referencia a las FIGS. 1 y 3, la pila de electrodos S puede ser un elemento de generación de energía cargable y descargable y tener una estructura en la que se ensamblan los electrodos 130 y el separador 160 para apilarlos de manera mutuamente alternada. En este caso, la pila de electrodos S puede conformarse con una forma en la que se ensamblan los electrodos 130 y el separador 160 de manera alternada para su enrollado. En este caso, una pila de electrodos S puede enrollarse con una forma cilíndrica enrollada alrededor de un eje central C.
[0034] Los electrodos 130 pueden comprender un electrodo positivo 110 y un electrodo negativo 120. También, el separador 160 separa y aísla eléctricamente el electrodo positivo 110 y el electrodo negativo 120 entre sí.
[0035] El electrodo positivo 110 puede comprender un colector de electrodo positivo 111, una porción de material activo de electrodo positivo 112, que es un área en la que se apila un material activo de electrodo positivo en el colector de electrodo positivo 111, y unas porciones sin recubrimiento de electrodo positivo 113 y 114, que son áreas en las que no se apila el material activo de electrodo positivo. En este caso, la porción de material activo de electrodo positivo 112 puede formar una porción con recubrimiento de electrodo positivo.
[0036] El colector de electrodo positivo 111 puede proporcionarse, por ejemplo, como una lámina compuesta por un material de aluminio.
[0037] El material activo de electrodo positivo puede comprender óxido de manganeso de litio, óxido de litio y cobalto, óxido de litio y níquel, fosfato de litio y hierro, o un compuesto o mezcla que contenga al menos uno de los materiales descritos anteriormente.
[0038] Las porciones sin recubrimiento de electrodo positivo 113 y 114 pueden comprender una porción sin recubrimiento de electrodo positivo 113 dispuesta en un centro de enrollado I y una porción sin recubrimiento de electrodo positivo 114 dispuesta en una periferia exterior de enrollado.
[0039] El electrodo negativo 120 puede comprender un colector de electrodo negativo 121, una porción de material activo de electrodo negativo 122, que es un área en la que se apila un material activo de electrodo negativo en el colector de electrodo negativo 121, y unas porciones sin recubrimiento de electrodo negativo 123 y 124, que son áreas en las que no se apila el material activo de electrodo negativo. En este caso, la porción de material activo de electrodo negativo 122 puede formar la porción con recubrimiento de electrodo negativo.
[0040] Por ejemplo, el colector de electrodo negativo 121 puede ser una lámina compuesta por un material de cobre (Cu) o níquel (Ni).
[0041] El material activo de electrodo negativo puede comprender grafito sintético, litio metálico, una aleación de litio, carbono, coque de petróleo, carbono activado, grafito, un compuesto de silicio, un compuesto de estaño, un compuesto de titanio, o una aleación de los mismos. En este caso, el material activo de electrodo negativo puede comprender además, por ejemplo, SiO (sílice) o SiC (carburo de silicio) sin base de grafito.
[0042] Las porciones sin recubrimiento de electrodo negativo 123 y 124 pueden comprender una porción sin recubrimiento de electrodo negativo 123 dispuesta en el centro de enrollado I y una porción sin recubrimiento de electrodo negativo 124 dispuesta en la periferia exterior de enrollado.
[0043] El separador 160 puede estar compuesto por un material aislante para aislar el electrodo positivo 110 y el electrodo negativo 120 entre sí.
[0044] También, el separador 160 puede ser, por ejemplo, una película multicapa producida mediante polietileno microporoso, polipropileno, o una combinación de los mismos, o una película de polímero para electrolitos poliméricos sólidos o electrolitos poliméricos de tipo gel, tales como fluoruro de polivinilideno, óxido de polietileno, copolímeros de poliacrilonitrilo o hexafluoropropileno de fluoruro de polivinilideno.
[0045] También, el separador 160 puede comprender un primer separador 140 y un segundo separador 150.
[0046] En este caso, el electrodo positivo 110, el primer separador 140, el electrodo negativo 120 y el segundo separador 150 pueden apilarse secuencialmente para formar la pila de electrodos S.
[0047] Una lengüeta de electrodo 170 se fija al electrodo 130 y se conecta eléctricamente al electrodo 130.
[0048] La lengüeta de electrodo 170 puede comprender una lengüeta de electrodo positivo 171 fijada al electrodo positivo 110 y una lengüeta de electrodo negativo 172 fijada al electrodo negativo 120.
[0049] La lengüeta de electrodo positivo 171 puede formarse en una dirección hacia arriba, en la que está dispuesta una tapa 30 en la FIG.1, y la lengüeta de electrodo negativo 172 puede estar dispuesta en una dirección hacia abajo, es decir, hacia una superficie inferior de una parte de alojamiento 21 de una carcasa de batería 20.
[0050] Los miembros compensadores de diferencia de temperatura 180 y 190 se disponen en el centro de enrollado I de la pila de electrodos S para compensar, de modo que se reduzca la diferencia de temperatura entre la periferia exterior de enrollado y el centro de enrollado I de la pila de electrodos S.
[0051] Cada uno de los miembros compensadores de diferencia de temperatura 180 y 190 puede comprender un material de cambio de fase.
[0052] El material de cambio de fase cambia de sólido a líquido al superar una temperatura predeterminada, con el fin de absorber calor del ambiente. Por lo tanto, el material de cambio de fase puede evitar que la temperatura ambiente se eleve por encima de la temperatura predeterminada. Por consiguiente, los miembros compensadores de diferencia de temperatura 180 y 190, cada uno de los cuales comprende el material de cambio de fase, pueden disponerse en el centro de enrollado I de la pila de electrodos S y, por lo tanto, el material de cambio de fase cambiará de fase cuando la temperatura en el centro de enrollado I aumente por encima de la temperatura predeterminada para absorber el calor del centro de enrollado I, reduciendo así la diferencia de temperatura entre la periferia exterior de enrollado O y el centro de enrollado I de la pila de electrodos S.
[0053] El material de cambio de fase puede operar a una temperatura de, por ejemplo, 0 °C a 100 °C o más. En este caso, el material de cambio de fase puede estar compuesto específicamente por un material que opere a una temperatura de, por ejemplo, 35 °C a 80 °C o más. En este caso, el material de cambio de fase puede estar compuesto más específicamente por un material que opere a una temperatura de, por ejemplo, 35 °C o más. Por consiguiente, el material de cambio de fase puede estar compuesto por un material que opere a una temperatura de al menos 35 °C y, por lo tanto, se evite una diferencia en la velocidad de reacción entre el centro de enrollado I y la periferia exterior de enrollado O de la pila de electrodos S, lo que provocaría el deterioro del rendimiento de la batería.
[0054] El material de cambio de fase puede estar compuesto por uno o más de sales inorgánicas hidratadas, alcoholes polihídricos, copolímeros PET-PEG, polietilenglicol (PEG), politetrametilenglicol (PTMG) e hidrocarburos de cadena lineal.
[0055] También, los miembros compensadores de diferencia de temperatura 180 y 190 pueden disponerse en al menos una de la porción con recubrimiento y la porción sin recubrimiento del electrodo 130. En este caso, por ejemplo, los miembros compensadores de diferencia de temperatura 180 y 190 pueden disponerse sobre la porción con recubrimiento y la porción sin recubrimiento del electrodo 130 desde el centro de enrollado I de la pila de electrodos S. Es decir, los miembros compensadores de diferencia de temperatura 180 y 190 se disponen sobre la porción con recubrimiento y la porción sin recubrimiento 113 del electrodo positivo 110 y la porción con recubrimiento y la porción sin recubrimiento 123 del electrodo negativo 120 en el centro de enrollado I de la pila de electrodos S.
[0056] Además, cada uno de los miembros compensadores de diferencia de temperatura 180 y 190 puede tener forma de microcápsula.
[0057] En este caso, en los miembros compensadores de diferencia de temperatura 180 y 190, el material de cambio de fase puede tener, por ejemplo, la forma de una cápsula.
[0058] A modo de otro ejemplo, los miembros compensadores de diferencia de temperatura 180 y 190 pueden formarse de manera que el material de cambio de fase se aloje en el material de recubrimiento de cápsula. En este caso, los miembros compensadores de diferencia de temperatura 180 y 190 pueden tener, por ejemplo, una forma en la que se aplique gelatina, que es un material de recubrimiento de cápsula, a una superficie exterior del material de cambio de fase, sin que el material de recubrimiento de cápsula de acuerdo con la presente invención se limite necesariamente a ello.
[0059] En el conjunto de electrodos 100 de acuerdo con la primera realización de la presente invención, que está configurado como se ha descrito anteriormente, los miembros compensadores de diferencia de temperatura 180 y 190, cada uno de los cuales comprende el material de cambio de fase, se disponen en el centro de enrollado I de la pila de electrodos S para que absorban el calor del entorno a medida que el material de cambio de fase cambia de fase cuando la temperatura del centro de enrollado I de la pila de electrodos S se eleve por encima de una temperatura predeterminada, durante la carga y descarga de la batería secundaria 10. Por consiguiente, puede reducirse la diferencia de temperatura entre la periferia exterior de enrollado O y el centro de enrollado I de la pila de electrodos S para evitar que se deteriore el rendimiento de la batería.
[0060] Conjunto de electrodos de acuerdo con la segunda realización
[0061] La FIG. 4 es una vista en planta que ilustra un estado desplegado antes de enrollar un conjunto de electrodos de acuerdo con una segunda realización de la presente invención, y la FIG. 5 es una vista frontal que ilustra el estado desplegado antes de enrollar el conjunto de electrodos de acuerdo con la segunda realización de la presente invención.
[0062] En lo sucesivo en el presente documento, se describirá el conjunto de electrodos 200 de acuerdo con una segunda realización.
[0063] Haciendo referencia a las FIGS. 1, 4 y 5, el conjunto de electrodos 200 de acuerdo con la segunda realización de la presente invención comprende una pila de electrodos S, en la que los electrodos 130 y un separador 160 se apilan de manera alternada para su enrollado, y unos miembros compensadores de diferencia de temperatura 280 y 290 dispuestos en un centro de enrollado I de la pila de electrodos S. Cada uno de los miembros compensadores de diferencia de temperatura 280 y 290 comprende un material de cambio de fase.
[0064] El conjunto de electrodos 200 de acuerdo con la segunda realización de la presente invención es diferente del conjunto de electrodos de acuerdo con la primera realización anteriormente en cuanto a los miembros compensadores de diferencia de temperatura 280 y 290. Por lo tanto, los aspectos de esta realización que se repitan respecto de la primera realización se omitirán o se describirán de manera resumida, centrándose la descripción principalmente en las diferencias existentes entre las mismas.
[0065] Con más detalle, una pila de electrodos S tiene una estructura en la que los electrodos 130 y un separador 160 se ensamblan y se apilan de manera alternada. En este caso, la pila de electrodos S puede conformarse con una forma en la que se ensamblan los electrodos 130 y el separador 160 de manera alternada para su enrollado. En este caso, la pila de electrodos S puede enrollarse con una forma cilíndrica enrollada alrededor de un eje central C.
[0066] El electrodo 130 puede comprender el electrodo positivo 110 y el electrodo negativo 120. También, el separador 160 separa y aísla eléctricamente el electrodo positivo 110 y el electrodo negativo 120 entre sí.
[0067] Una lengüeta de electrodo 170 se fija al electrodo 130 y se conecta eléctricamente al electrodo 130.
[0068] La lengüeta de electrodo 170 puede comprender una lengüeta de electrodo positivo 171 fijada al electrodo positivo 110 y una lengüeta de electrodo negativo 172 fijada al electrodo negativo 120.
[0069] Los miembros compensadores de diferencia de temperatura 280 y 290 se disponen en el centro de enrollado I de la pila de electrodos S para compensar, de modo que se reduzca la diferencia de temperatura entre la periferia exterior de enrollado y el centro de enrollado I de la pila de electrodos S.
[0070] Cada uno de los miembros compensadores de diferencia de temperatura 280 y 290 puede comprender un material de cambio de fase.
[0071] El material de cambio de fase cambia de sólido a líquido al superar una temperatura predeterminada, con el fin de absorber calor del ambiente.
[0072] El material de cambio de fase puede operar a una temperatura de, por ejemplo, 0 °C a 100 °C o más. En este caso, el material de cambio de fase puede estar compuesto específicamente por un material que opere a una temperatura de, por ejemplo, 35 °C a 80 °C o más. En este caso, el material de cambio de fase puede estar compuesto más específicamente por un material que opere a una temperatura de, por ejemplo, 35 °C o más.
[0073] El material de cambio de fase puede estar compuesto por uno o más de sales inorgánicas hidratadas, alcoholes polihídricos, copolímeros PET-PEG, polietilenglicol (PEG), politetrametilenglicol (PTMG) e hidrocarburos de cadena lineal.
[0074] Además, los miembros compensadores de diferencia de temperatura 280 y 290 pueden disponerse en una porción sin recubrimiento del electrodo 130, en un centro de enrollado I de la pila de electrodos S. En este caso, los miembros compensadores de diferencia de temperatura 280 y 290 pueden disponerse en al menos una o más de la porción sin recubrimiento de electrodo positivo 113 o la porción sin recubrimiento de electrodo negativo 123, que se disponen en el centro de enrollado I. En este caso, los miembros compensadores de diferencia de temperatura 280 y 290 pueden fijarse, por ejemplo, a la porción sin recubrimiento de electrodo positivo 113 y la porción sin recubrimiento de electrodo negativo 123, que se disponen en el centro de enrollado I.
[0075] Además, cada uno de los miembros compensadores de diferencia de temperatura 280 y 290 puede formarse como un tejido. Además, los miembros compensadores de diferencia de temperatura 280 y 290 pueden formarse de manera que se aplique un material de cambio de fase en un material base de tipo tejido. En este caso, el material base de tipo tejido puede ser una fibra de tipo tejido. En este caso, el material de fibra de tipo tejido puede ser, por ejemplo, nailon, pero el material base de tipo tejido de acuerdo con la presente invención no se limita necesariamente al nailon. Los miembros compensadores de diferencia de temperatura 280 y 290 pueden fijarse a la porción sin recubrimiento del electrodo 130 mediante un adhesivo cuando el material de cambio de fase se aplica sobre el material base de tipo tejido.
[0076] Por consiguiente, los miembros compensadores de diferencia de temperatura 280 y 290 pueden formarse como un tejido de modo que no se separen de la porción fijada en el centro de enrollado I en la pila de electrodos S, compensando así la diferencia de temperatura entre el centro de enrollado I y la periferia exterior de enrollado O. Conjunto de electrodos de acuerdo con la tercera realización
[0077] La FIG. 6 es una vista en planta que ilustra un estado desplegado antes de enrollar un conjunto de electrodos de acuerdo con una tercera realización de la presente invención, y la FIG. 7 es una vista frontal que ilustra el estado desplegado antes de enrollar un conjunto de electrodos de acuerdo con una tercera realización de la presente invención.
[0078] En lo sucesivo en el presente documento, se describirá un conjunto de electrodos 300 de acuerdo con una tercera realización.
[0079] Haciendo referencia a las FIGS. 6 a 7, el conjunto de electrodos 300 de acuerdo con la tercera realización de la presente invención comprende una pila de electrodos S, en la que los electrodos 130 y un separador 160 se apilan de manera alternada para su enrollado, y unos miembros compensadores de diferencia de temperatura 380 y 390 dispuestos en un centro de enrollado I de la pila de electrodos S. Cada uno de los miembros compensadores de diferencia de temperatura 380 y 390 comprende un material de cambio de fase.
[0080] El conjunto de electrodos 300 de acuerdo con la tercera realización de la presente invención es diferente de los conjuntos de electrodos de acuerdo con las anteriores realizaciones primera y segunda en cuanto a los miembros compensadores de diferencia de temperatura 380 y 390. Por lo tanto, los aspectos de esta realización que se repitan respecto de la realización anterior se omitirán o se describirán de manera resumida, centrándose la descripción principalmente en las diferencias existentes entre las mismas.
[0081] Haciendo referencia a las FIGS. 1, 6 y 7, la pila de electrodos S puede ser un elemento de generación de energía cargable y descargable y tener una estructura en la que se ensamblan electrodos 130 y un separador 160 para apilarlos de manera mutuamente alternada. En este caso, la pila de electrodos S puede conformarse con una forma en la que se ensamblan los electrodos 130 y el separador 160 de manera alternada para su enrollado. En este caso, la pila de electrodos S puede enrollarse con una forma cilíndrica enrollada alrededor de un eje central C.
[0082] El electrodo 130 puede comprender el electrodo positivo 110 y el electrodo negativo 120. También, el separador 160 separa y aísla eléctricamente el electrodo positivo 110 y el electrodo negativo 120 entre sí.
[0083] Una lengüeta de electrodo 170 se fija al electrodo 130 y se conecta eléctricamente al electrodo 130.
[0084] La lengüeta de electrodo 170 puede comprender una lengüeta de electrodo positivo 171 fijada al electrodo positivo 110 y una lengüeta de electrodo negativo 172 fijada al electrodo negativo 120.
[0085] Los miembros compensadores de diferencia de temperatura 380 y 390 se disponen en el centro de enrollado I de la pila de electrodos S para compensar, de modo que se reduzca la diferencia de temperatura entre la periferia exterior de enrollado O y el centro de enrollado I de la pila de electrodos S.
[0086] Cada uno de los miembros compensadores de diferencia de temperatura 380 y 390 puede comprender un material de cambio de fase.
[0087] El material de cambio de fase cambia de sólido a líquido al superar una temperatura predeterminada, con el fin de absorber calor del ambiente.
[0088] El material de cambio de fase puede operar a una temperatura de, por ejemplo, 0 °C a 100 °C o más. En este caso, el material de cambio de fase puede estar compuesto específicamente por un material que opere a una temperatura de, por ejemplo, 35 °C a 80 °C o más. En este caso, el material de cambio de fase puede estar compuesto más específicamente por un material que opere a una temperatura de, por ejemplo, 35 °C o más.
[0089] El material de cambio de fase puede estar compuesto por uno o más de sales inorgánicas hidratadas, alcoholes polihídricos, copolímeros PET-PEG, polietilenglicol (PEG), politetrametilenglicol (PTMG) e hidrocarburos de cadena lineal.
[0090] Además, los miembros compensadores de diferencia de temperatura 380 y 390 pueden disponerse, por ejemplo, entre el electrodo positivo 110 y el electrodo negativo 120 en el centro de enrollado I de la pila de electrodos S. En este caso, los miembros compensadores de diferencia de temperatura 380 y 390 pueden disponerse en superficies enfrentadas del electrodo positivo 110 y el electrodo negativo 120 con el separador 160 dispuesto entre ambas. A modo de otro ejemplo, los miembros compensadores de diferencia de temperatura 380 y 390 se disponen entre el electrodo positivo 110 y el electrodo negativo 120 en el centro de enrollado I y pueden disponerse además entre el electrodo positivo 110 y el electrodo negativo 120 en las áreas restantes del conjunto de electrodos S, excluyendo el centro de enrollado I. Es decir, los miembros compensadores de diferencia de temperatura 380 y 390 pueden disponerse en la totalidad del área entre el electrodo positivo 110 y el electrodo negativo 120.
[0091] Además, cada uno de los miembros compensadores de diferencia de temperatura 380 y 390 puede tener forma de microcápsula.
[0092] En este caso, en los miembros compensadores de diferencia de temperatura 380 y 390, el material de cambio de fase puede tener, por ejemplo, la forma de una cápsula.
[0093] A modo de otro ejemplo, los miembros compensadores de diferencia de temperatura 380 y 390 pueden formarse de manera que el material de cambio de fase se aloje en el material de recubrimiento de cápsula. En este caso, los miembros compensadores de diferencia de temperatura 380 y 390 pueden tener, por ejemplo, una forma en la que se aplique gelatina, que es un material de recubrimiento de cápsula, a una superficie exterior del material de cambio de fase, sin que el material de recubrimiento de cápsula de acuerdo con la presente invención se limite necesariamente a ello.
[0094] En el conjunto de electrodos 300 de acuerdo con la tercera realización de la presente invención, que está configurado como se ha descrito anteriormente, los miembros compensadores de diferencia de temperatura 380 y 390, cada uno de los cuales comprende el material de cambio de fase, se forman en la totalidad del área entre el electrodo positivo 110 y el electrodo negativo 120, que comprende el centro de enrollado I y la periferia exterior de enrollado O de la pila de electrodos S, para absorber una parte del calor de la pila de electrodos S a medida que el material de cambio de fase cambia de fase cuando la temperatura de una parte de la pila de electrodos S se eleve por encima de una temperatura predeterminada, durante la carga y descarga de la batería secundaria 10. De este modo, se reduce una diferencia de temperatura entre una porción de la pila de electrodos S y la otra porción para evitar que se deteriore el rendimiento de la batería.
[0095] Batería secundaria
[0096] En lo sucesivo en el presente documento, se describirá una batería secundaria de acuerdo con una realización. En referencia a las FIGS.1 y 2, una batería secundaria 10 de acuerdo con una realización de la presente invención comprende un conjunto de electrodos 100 y una carcasa de batería 20. El conjunto de electrodos 100 comprende una pila de electrodos S, en la que se apilan electrodos 130 y un separador 160 de manera alternada para su enrollado, y unos miembros compensadores de diferencia de temperatura 180 y 190 dispuestos en un centro de enrollado I de la pila de electrodos S. Cada uno de los miembros compensadores de diferencia de temperatura 180 y 190 comprende un material de cambio de fase.
[0097] La batería secundaria 10 de acuerdo con una realización de la presente invención se refiere a una batería secundaria que comprende el conjunto de electrodos de acuerdo con las anteriores realizaciones primera a tercera. Por lo tanto, los aspectos de esta realización que se repitan respecto de la realización anterior se omitirán o se describirán de manera resumida, centrándose la descripción principalmente en las diferencias existentes entre las mismas.
[0098] Con más detalle, una batería secundaria 10 de acuerdo con una realización de la presente invención comprende un conjunto de electrodos 100 y una carcasa de batería 20 en la que se aloja el conjunto de electrodos 100. En este caso, la batería secundaria 10 de acuerdo con la realización de la presente invención puede comprender además un electrolito alojado en la carcasa de batería 20.
[0099] La carcasa de batería 20 puede tener una parte de alojamiento 21 abierta hacia arriba en la que se aloja el conjunto de electrodos 100. En este caso, la carcasa de batería 20 puede formarse, por ejemplo, con una forma cilíndrica. La batería secundaria 10 de acuerdo con una realización de la presente invención puede comprender además una tapa 30 que cubra la parte de alojamiento 21 abierta de la carcasa de batería 20.
[0100] Una lengüeta de electrodo 170 se fija al electrodo 130 y se conecta eléctricamente al electrodo 130.
[0101] La lengüeta de electrodo 170 puede comprender una lengüeta de electrodo positivo 171 fijada al electrodo positivo 110 y una lengüeta de electrodo negativo 172 fijada al electrodo negativo 120.
[0102] La lengüeta de electrodo positivo 171 puede formarse en una dirección hacia arriba, en la que está dispuesta una tapa 30 en la FIG.1, y la lengüeta de electrodo negativo 172 puede estar dispuesta en una dirección hacia abajo, es decir, hacia una superficie inferior de una parte de alojamiento 21 de una carcasa de batería 20. En este caso, la tapa 30 conectada a la lengüeta de electrodo positivo 171 puede formar un terminal de electrodo positivo, y una porción inferior de la carcasa de batería 20 conectada a la lengüeta de electrodo negativo 172 puede formar un terminal de electrodo negativo. En este caso, la tapa 30 y la carcasa de batería 20 pueden estar aisladas entre sí. Si bien la presente invención se ha mostrado y descrito particularmente con referencia a realizaciones ilustrativas de la misma, debe entenderse que el alcance de la presente invención no se limita a esto. Los expertos en la técnica entenderán que pueden realizarse diversos cambios en la forma y los detalles sin alejarse del espíritu y alcance de la presente invención.
[0103] Además, el alcance de protección de la presente invención se aclarará mediante las reivindicaciones adjuntas.Descripción de los símbolos
[0104] 10: Batería secundaria
[0105] 20: Carcasa de batería
[0106] 21: Parte de alojamiento
[0107] 30: Tapa
[0108] 100, 200, 300: Conjunto de electrodos
[0109] 110: Electrodo positivo
[0110] 111: Colector de electrodo positivo
[0111] 112: Porción de material activo de electrodo positivo
[0112] 113, 114: Porción sin recubrimiento de electrodo positivo
[0113] 120: Electrodo negativo
[0114] 121: Colector de electrodo negativo
[0115] 122: Porción de material activo de electrodo negativo
[0116] 123, 124: Porción sin recubrimiento de electrodo negativo
[0117] 130: Electrodo
[0118] 140: Primer separador
[0119] 150: Segundo separador
[0120] 160: Separador
[0121] 170: Lengüeta de electrodo
[0122] 171: Lengüeta de electrodo positivo
[0123] 172: Lengüeta de electrodo negativo
[0124] 180, 190, 280, 290, 380, 390: Miembros compensadores de diferencia de temperatura C: Eje central
[0125] I: Centro de enrollado
[0126] O: Periferia exterior de enrollado
[0127] S: Pila de electrodos

Claims (13)

1. REIVINDICACIONES
1. Un conjunto de electrodos (100, 200, 300) que comprende:
una pila de electrodos (S), en la están apilados los electrodos (130) y un separador (160) de manera alternada para su enrollado; y
un miembro compensador de diferencia de temperatura (180, 190, 280, 290) dispuesto en un centro de enrollado (I) de la pila de electrodos (S) para compensar de modo que se reduzca una diferencia de temperatura entre una periferia exterior de enrollado (O) y un centro de enrollado (I) de la pila de electrodos (S), en donde el miembro compensador de diferencia de temperatura (180, 190, 280, 290, 380, 390) comprende un material de cambio de fase,
caracterizado por que el miembro compensador de diferencia de temperatura (180, 190, 280, 290) está dispuesto en una porción sin recubrimiento (113, 123) del electrodo (130).
2. El conjunto de electrodos (100, 200, 300) de la reivindicación 1, en el que el material de cambio de fase cambia de sólido a líquido al superar una temperatura predeterminada, con el fin de absorber calor del ambiente.
3. El conjunto de electrodos (100, 200, 300) de la reivindicación 2, en el que el material de cambio de fase opera a una temperatura de 0 °C a 100 °C o más.
4. El conjunto de electrodos (100, 200, 300) de la reivindicación 3, en el que el material de cambio de fase opera a una temperatura de 35 °C a 80 °C o más.
5. El conjunto de electrodos (100, 200, 300) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el material de cambio de fase está compuesto por uno cualquiera o más de entre: sales inorgánicas hidratadas, alcoholes polihídricos, copolímeros PET-PEG, polietilenglicol, politetrametilenglicol e hidrocarburos de cadena lineal.
6. El conjunto de electrodos (100, 200) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el miembro compensador de diferencia de temperatura (180, 190, 280, 290) está dispuesto además en una porción con recubrimiento (112, 122).
7. El conjunto de electrodos (200) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el miembro compensador de diferencia de temperatura (280, 290) está fijado a una porción sin recubrimiento (113, 123) del electrodo (130).
8. El conjunto de electrodos (300) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el electrodo comprende un electrodo positivo (110) y un electrodo negativo (120), y
el miembro compensador de diferencia de temperatura (380, 390) está dispuesto entre el electrodo positivo (110) y el electrodo negativo (120).
9. El conjunto de electrodos (100, 300) de la reivindicación 8, en el que el miembro compensador de diferencia de temperatura (180, 190, 380, 390) está dispuesto además entre el electrodo positivo (110) y el electrodo negativo (120) en el área restante del conjunto de electrodos (S), excluyendo el centro de enrollado (I).
10. El conjunto de electrodos (100, 300) de la reivindicación 8 o 9, en el que el miembro compensador de diferencia de temperatura (180, 190, 380, 390) está dispuesto en cada una de las superficies enfrentadas del electrodo positivo (110) y el electrodo negativo (120) con el separador (160) dispuesto entre ambas.
11. El conjunto de electrodos (100, 300) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el miembro compensador de diferencia de temperatura (180, 190, 380, 390) está formado como una microcápsula.
12. El conjunto de electrodos (200) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el miembro compensador de diferencia de temperatura (280, 290) está formado como un tejido.
13. Una batería secundaria (10) que comprende el conjunto de electrodos (100) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.
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